JPH02305659A - サーマルプリンタの印字制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサーマルプリンタに関し、特にその発熱要素の
駆動結果によって発熱制御する履歴制御に関する。

〔従来の技術〕

従来からサーマルプリンタでは、サーマルヘッドの連続
使用時の熱蓄積による印字品位の低下を防止するため、
様々な方法が用いられて来ている。

その中には特公昭５５−４８６３１の様に、ドツトごと
に前のデータを記憶して通電時間を決定する方法や、特
公昭５７−１８５０７の様に駆動周期によって通電時間
を変える方式などが用いられている。これらを一般に履
歴制御方式と言う。

〔発明が解決しようとする課題〕 これら従来例では一般にＣＰＵによってデータ処理をし
ながら、サーマルヘッドのドライブＩＣへ順次データを
送出する方式が一般的であった。

このような方式では、サーマルプリンタを高速に動作さ
せようとしても処理が追いつかずサーマルプリンタの高
速化の障害となっていた。

本発明の目的は、このような従来の問題点を除去し、高
速でかつ、印字品質のよいシリアル型サーマルプリンタ
の印字制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数の発熱要素を有するサーマルヘッドを用
いて印刷するサーマルプリンタに於て、前記発熱要素の
現在及び過去の駆動データを記憶する記憶回路と、該記
憶回路に接続され任意の発熱要素の通電時間を現在の駆
動データを出力するための主通電区間と過去の駆動デー
タに対応する複数の副通電区間とに分割して出力するゲ
ート回路と、前記サーマルヘッドの温度もしくはその放
熱板温度を検出する感熱素子を包含し前記発熱要素への
通電時間の基準値を発生する基準パルス発生回路と、該
基準パルスのパルス幅を印刷動作中の所定周期毎に計測
する計測手段と、前記基準パルスのパルス幅と前記主通
電区間のパルス幅と前記副通電区間のパルス幅との関係
を所定範囲毎にテーブルにして記憶するデータテーブル
と、前記基準パルスの計測結果に基づいて前記ゲート回
路に前記複数の通電区間を設定するため前記データテー
ブルを参照し各通電区間のパルス幅を求め通電区間信号
として前記ゲート回路に与える通電区間信号発生回路と
、゛前記ゲート回路の出力信号に応答し、前記発熱要素
への通電をオンオフするヘッドドライブ回路とを有する
ことを特徴とするサーマルプリンタの印字制御装置であ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明によるサーマルプリンタの印字制御装置
を用いたターミナルプリンタの一実施例の構成を示す略
図である。

１は複数の発熱要素１ａを有するサーマルヘッド、２は
このサーマルヘッドをドライブするヘッドドライブ回路
、３はＣＰＵ４とサーマルヘッドとの間に挿入されサー
マルヘッドの発熱量をドツトごとに制御するヘッド制御
回路（以下ＨＣＵと略す）、１５はサーマルヘッド１の
基板温度もしくは放熱板温度を検出する感熱素子の一種
のサーミスタ１９を有し、ＣＰＵ４からのＴＲＩＧ入力
に同期してパルスを発生し、発熱要素への通電時間の基
準量を決定する基準パルス発生回路、１２はＲＯＭ、１
３はＲＡＭ、１７はデータバス、１８はアドレスバス、
１４はＣＰＵ４に内蔵されたタイマー回路であり前記基
準パルス発生回路１５のパルス幅を測る計測手段、２０
は電源ｖｈ入力端子をそれぞれ示している。

ＣＰＵ４は、−例として８ビツトのＣＰＵを示し、ＷＲ
４子８及びＩ１０ボート、タイマー回路１４などを有し
ている。

ＨＣＯ２はユニット回路としてＣＰＵの一種のペリフェ
ラルとして働き、ＲＯＭ　１２、ＲＡＭｌ３と同様メモ
リマツプ上の特定の番地に割り当てられる。デコーダ１
６はこのユニット回路をアクセスするためのＣＩ端子７
に接続される。５はデータバス１７に接続されるデータ
入力端子、６はアドレスバスの下位２ビツトを入力する
アドレス入力端子である。

第２図は本発明による印字制御装置のヘッド制御回路Ｈ
ＣＵ３の詳細回路図である。

データ入力端子５はＤ＠〜Ｄ７の８ビツトデータがパラ
レルに入力可能である。

２１〜２９は８ビツトのデータを保有するデータラッチ
回路をそれぞれ示し、２１〜２３はヘッド駆動信号のＨ
θ〜Ｈ７のデータを、２４〜２６はＨ８〜Ｈａｓのデー
タを、２７〜２９はＨａｓ〜Ｈ２３のデータをそれぞれ
ラッチしている。

ヘッド駆動出力は一例として２４ドツトのサーマルヘッ
ドを駆動するものとして２４コの出力端子Ｈ＠〜Ｈ２４
を有している。

３１は現在のへラドデータの１ビツト列分を保持するラ
ッチ回路群であり、３２は１回前の過去のデータの１ビ
ツト列分を３３は２回前の過去のデータの１ビツト列分
をそれぞれ保有するラッチ回路群を示している。

３０はアドレスデコーダであり、ＣＰＵのデータ出力の
アドレス情報によってヘッドデータを８ビツトごとに振
り分けて格納したりサーマルヘッドへの通電時間を決定
する通電区間信号を発生する機能を有している、−例と
してアドレスデータの下位３ビツトＡ　Ｏ，Ａ　ｌ、　
Ａ　２のビット情報によってデータラッチ回路２１．２
４．２７を選択可能である。

ＣＰＵ４からデータバスにヘッド駆動データが出力され
ると同時に、７１信号が出力され、あらかじめＣＰＵ４
のメモリマツプ上に定めたアドレス情報によって面端子
がアクセスされ、アドレスバスの下位３ビツトの情報に
よってデータラッチ回路２１．２４．２７のそれぞれに
データが転送される。すると既に格納されていたデータ
は、第２図の右方向、例えばデータラッチ回路２１のデ
ータはデータラッチ回路２２へと言うようにシフトされ
過去のデータとして順次保持される。

３４はＣＰＵ４からの周期信号に変調された区間データ
信号を通電区間信号として復調する通電区間信号発生回
路であり、パイナリイカウンタ３５とインバータ３５ａ
、ＡＮＤ回路３５ｂからなっている。９はパイナリイカ
ウンタのクロック入力端子、１０はリセット入力端子で
あり、アドレスデコーダ３０に接続されている。クロッ
ク入力は、周期を可変して転送されてくるパルス信号で
あり、この周期を選択的に取り出して区間信号をつくる
のが通電区間信号発生回路３４である。

第２図のゲート回路３７　（Ｇｏ）は通電区間信号発生
回路３４の出力信号と記憶回路の駆動データとを混合し
発熱要素へのヘッド駆動信号を出力するものであり、過
去の駆動データに対応する第１のゲート回路３８と現在
の駆動データに対応する第２のゲート回路４０と過去の
駆動履歴に応じて予熱パルスを加える第３のゲート回路
３９とから構成されている。通電区間ｔ３、ｔ２、ｔ　
１は過去の駆動データに対応する副通電区間であり第１
のゲート回路に入力され、通電区間ｔｏは現在の駆動デ
ータに対応する主通電区間であり第２のゲート回路に入
力される。副通電区間のうちｔ２は予熱パルス用として
第３のゲート回路にも入力される。

第３図はアドレスデータと機能の関係を示す説明図であ
り、Ａ２＝Ｏのときの下位２ビツトの情報によって３つ
のデータラッチ回路を選択的にアクセス可能である。デ
ータがセットされた後、所定のアドレスをアクセスし通
電信号入力端子９．１０にパルスが入力されると発熱要
素への通電がなされる。

第４図はこの通電区間信号発生回路の入出力波形を示す
タイミング図であり、４１はリセット入力端子１０の入
力波形、４２はクロック入力端子９の入力波形を示して
いる。クロック入力信号は周期が順次変化するものであ
る。パイナリイヵウンタ３５がリセット入力後、このク
ロックを受は取ると４ビツトのコードに変換する。これ
をインバータ３５ａ、ＡＮＤ回路３５ｂによって、４３
〜４６の出力波形に変換する。４３は３６ａの端子の出
力波形、４４は３６ｂ端子の、４５は３６Ｃ端子の、４
６は３６ｄ端子の出力波形をそれぞれ示していてそのパ
ルス幅はそれぞれｔ３、ｔ２、ｔｌ、ｔｏである。これ
らのパルス幅は発熱要素の通電時間となり、過去の駆動
履歴と対応させた通電区間として発熱要素に付与される
。

第５図は本発明による印字制御装置のサーマルヘッドへ
の通電方法を示す説明図であり、５１．５２．５３は記
憶回路３１．３２．３３内のデータをそれぞれ示し、５
１は現在の、５２は一つ前の回の、５３は二つ前の回の
データを示している。

５４〜５８はヘッド駆動信号の出力波形を示していて、
５４はＨ９端子の、５７はＨ７端子の、５８はＨ＋ａ端
子の出力波形をそれぞれ示している。

第５図では５３が印刷開始時のデータとして示している
。通電初回に通電オンのドツトは全ての通電区間が通電
される全通電時間が印加され、通電オフのドツトはｔ１
区間が予熱パルスとして付与される。この予熱パルスは
サーマルヘッドの基板温度を高めるだけでドツトを形成
することはない。

一つ前のタイミングで自己の発熱要素の通電データがオ
ンであると斜線部で示したｔ３区間が削減され（出力波
形５４に示す）、二つ前のタイミングで駆動データがあ
るとｔ２区間が削減され（出力波形５７に示す）、これ
が連続していると、ｔ３＋ｔ２区間が削減される（出力
波形５４に示す）。前回の駆動結果で隣接した双方のド
ツトが通電オンである時はｔ１区間が削減される（出力
波形５６に示す）。そして全ての削減しようとして比較
されるデータがオンデータであって自己の現在のデータ
がオンの時は、ｔｏ区間のみが通電オンとなる。逆に削
減しようとして比較されるデータがオフデータで、かつ
現在のデータがオフの時は予熱パルスが与えられる。こ
のような駆動データの比較と通電区間の選択をゲート回
路３７が行なっている。

ヘッド制御回路２はゲートアレイ化しワンチップとする
ことによってきわめて簡略な構成を有するサーマルプリ
ンタを実現することが可能となる。

これはサーマルプリンタを用いたターミナルプリンタば
かりでなく、ポータプルワードプロセッサなどの小型化
指向の機器に組み込む場合きわめて重要な要素である。

本実施例では一例として過去のデータを二回前まで記憶
する例で示したがこれを三日、四回として通電区間の数
を４回、５回と増加することが可能であり、このように
することによって更にきめ細かな履歴制御を実現するこ
とができる。

第６図は基準パルス発生回路１５の一実施例とタイマー
回路の略図である。

抵抗器６１．６２サーミスタ１９によって基準電位発生
回路を、トランジスタ６４、コンデンサ６３、抵抗器６
５によって充放電回路を構成している。６６は電圧比較
回路、６７は出力用プルアップ抵抗器を示している。

ＴＲＩＧ入力端子１５ａへＣＰＵから信号が入力される
と出力端子１５ｂからサーミスタ１９の働きによってサ
ーマルヘッドの温度に対応したパルス幅ＴＷのパルス波
形が出力される。ＣＰＵ４はタイマー回路１４を用いて
゛これを計測し、サーマルヘッドに設置された発熱要素
への基準通電時間を得ることができる。タイマー回路１
４内には少なくとも３ユニットのタイマー回路１４ａ、
１４ｂ、１４ｃが存在している。

第７図は通電区間の比の一例を示す説明図であり、熱転
写時のｔｏを１００として示している。

これらはインクリボンの種類や印刷紙の種類などに応じ
て変更することが可能である。この比を基準比としてＲ
ＯＭ１２内に設置し、印字モードや印字スピードに応じ
て、基準パルス発生回路１５の出力パルス幅ＴＷとこの
ＲＯ，Ｍ内の値とから容易に各々の通電区間のパルス幅
を求めることが可能となる。−例として、基準パルス発
生回路のパルス幅がｔｏを示しているとすれば、 ｔ　３＝８０Ｘｔ　Ｏ／１００ となる。

このように基準パルス発生回路のパルス幅ＴＷは主通電
区間ｔ”０を求めるような値とする′ことができるが、
全通電時間をＴＷとしてこれから通電区間の比によって
分割して求めることもできる。

このとき、基準パルス発生回路１５に印字モード等によ
って出力パルス幅を可変できるよう切り換え回路を増設
すればよい。

第８図は基準パルス発生回路の出力パルス幅と各通電区
間信号の関係をＲＯＭ内にテーブルとして保存格納する
ためのデータであり第７図の比に基づいて予めＲＯＭに
焼き付けて置く。本実施例では２４μｓ単位でデータを
保有しているが更に細かくデータを格納することも可能
である。又、印字モードによって通電区間のパルス幅の
比が異なる場合はこのようなテーブルを印字モードごと
に保有すれば良い。

［動作］ 第９図はヘッド駆動時のタイミングを示す説明図であり
、以下に詳述する。Ｔ会、Ｔ　７、Ｔ２は通電周期を示
し、通電周期に同期して基準パルス発生回路１５にトリ
ガ出力ＴＲＩＧを出力する。

パルス幅ＴＷの出力端子はＣＰＵの割り込み端子（ＩＮ
Ｔと略す）４ａに入力されてサーマルヘッドの温度に応
じたパルス幅ＴＷを計測手段の一種のタイマー回路１４
ａで読みとる。次のタイミング周期でこれに応じた発熱
要素への主通電区間及び副通電区間のパルス幅値をＲＯ
Ｍ内のテーブルを参照してを求め、これを内蔵のタイマ
ー回路１４ｂ、１４ｃを交互に用いてカウントし、この
出力時間に同期してＩＣＵの所定アドレスをアクセスす
ることによって周期信号として出力する。−例としてタ
イマー回路１４ｂにｔ３をセットした後タイマー回路１
４ａが作動中にタイマー回路１４Ｃにｔ２をセットしタ
イマー回路１４ｂのカウント動作が終了したらタイマー
回路１４ｃを起動しタイマー回路１４ｂにｔｌをセット
するといった手順である。タイマー回路をこのように複
数個用いることによって精度の高い時間が得られＣＰＵ
の処理速度に影響されず正確な通電制御が可能となる。

更にタイマー出力の処理も遅延時間が最小となるようＣ
ＰＵの内部割り込み機能を用いている。このようにタイ
マー回路を複数装備したＣＰＵ４は区間データ出力手段
を兼ねていることになる。パルス幅ＴＷの読み取りはヘ
ッドの駆動の所定周期ごとに行ない、時々刻々と変わる
サーマルヘッドの温度に対応させることによって蓄熱を
防止し良好な印字品質を実現できる。

又、ＣＰＵ４は、インクリボンの種類や紙の種類に応じ
て、全通電時間、通電区間の幅を便宜可変して通電信号
を出力するため、これらの印字のモードに対応したデー
タテーブルを読みだし周期信号に変換して出力する。

第１０図は基準パルス発生回路及びその周辺部の他の実
施例の略図であり、サーマルヘッドの駆動温度特性に一
致させた温度−パルス幅特性を持たせた回路である。

９１は定電流回路を形成するオペアンプでありトランジ
スタ９４から所定の定電流■１がコンデンサ９２に供給
されるトランジスタ９８は電流値■１を変換するもので
あり前記した印字モードによってＴＷ出力パルス輻を切
り換えるときに用いるものである。Ｔ／Ｄ端子はこの入
力端子である。

９５はサーマルヘッドの温度を検出しリニアライズした
電位に変換するオペアンプである。この出力電位Ｖｋと
コンデンサの電位を電圧比較回路９６に入力しＴＲＩＧ
入力後からＶｋ？！位までの充電時間をパルス幅出力と
して出力する。更にこの出力はトランジスタ１００にイ
ンバータ９７を介して接続されヘッドドライブ回路をＩ
Ｃ化したヘッドドライブＩＣｌ０Ｉの電源端子をオンオ
フする。コンデンサ９９はトリガ入力時のみトランジス
タ９３が作動しないように挿入された保護用の素子であ
りこのように接続することによってサーマルヘッドの異
常時の通電を防止することが可能となる。

温度−パルス幅特性に影響する抵抗器１１１から１１６
、及びボリウムＶＲを実験によって選定することによっ
て広い範囲の温度条件に置いて良好な印字特性を実現す
ることが可能となった。

本実施例によれば測定したパルス幅を所定のパルス幅の
比率で分割することによって容易に通電区間の値を求め
ることができ補正などが不用となりパルス幅チー、プル
を簡略に作製可能である。

本実施例ではタイマー回路を内蔵したＣＰＵの例で説明
したが、タイマーを別にＣＰＵの外部に付属する方法で
も良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば過去の駆動履歴によるデータ処理をＣＰ
Ｕで行なう必要がないため、ＣＰＵの高速処理が可能と
なり、サーマルプリンタの印字スピードを上昇すること
が可能となる。

又、ゲートアレイ等によってヘッド制御回路をユニット
化することにより、これをＣＰＵのメモリマツプ上に割
り当て、データバス、アドレスバスと直結しＣＰＵから
直接データを書き込むだけでよいためきわめて簡単な構
成で、複雑な処理を可能とした。

更に、通電区間を発生する基準信号として周期に変調し
た区間パルス信号をＣＰＵ内部で発生することができ、
記憶される過去のデータが増加したときも回路負担が少
ないという利点を有している。又、印刷紙、インクリボ
ンの種類によって通電区間を可変したり、予熱パルスの
幅を変更したりする場合もＣＰＵ４が、これら印字モー
ドの種別を判断し、ＲＯＭ１２内に設置されたテーブル
から容易に通電区間を求め、これを周期信号に変換する
だけで良いため、きわめて簡略な方法で最適な通電時間
を設定することが可能である。

又、ＲＯＭ内のテーブルを参照するだけで各通電区間が
設定でき演算処理して区間を求める方法に比較しきわめ
て高速処理が可能となる。

以上詳述したごとく本発明によるサーマルプリンタの印
字制御装置は、発熱要素を用いて印刷する如きあらゆる
タイプのプリンタに応用が可能でありきわめて有益なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサーマルプリンタの印字制御装置
を用いたターミナルプリンタの一実施例の構成を示す略
図。 第２図は本発明の印字制御装置のヘッド制御回路ＨＣＵ
３の詳細回路図。 第３図は本発明のヘッド制御回路のアドレスデータと機
能の関係を示す説明図。 第４図は本発明の印字制御装置の通電区間信号発生回路
の入出力波形を示す説明図。 第５図は本発明の印字制御装置のサーマルヘッドへの通
電方法を示す説明図。 第６図は本発明の印字制御装置に用いる基準パルス発生
回路及びタイマー回路の一実施例の略図。 第７図は本発明の印字制御装置の通電区間の比の一例を
示す説明図。 第８図は基準パルス輻と各通電区間との関係をＲＯＭ内
に格納するデータテーブルの説明図。 第９図はヘッド駆動時のタイミングの説明図。 第１０図は基準パルス発生回路及びその周辺部の他の実
施例の略図。 １・・・・サーマルヘッド ２・・・・ヘッドドライブ回路 ３１．３２．３３・・・記憶回路 ４・・・・区間データ出力手段、ＣＰＵ１５・・・基準
パルス発生回路 １４ａ、１４ｂ、　　１４ｃ＝・タイマー回路３４・・
・通電区間信号発生回路 ３７・・・ゲート回路 以上 出願人　　　セイコーエプソン株式会社代理人　　弁理
士　鈴木喜三部　他１名第１図 第３１ ５３５２５７　　　　第５目 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の発熱要素を有するサーマルヘッドを用いて、
   サーマル紙又は熱転写リボンを介してドットを形成しな
   がら普通紙に印刷する如きサーマルプリンタであって前
   記発熱要素の駆動履歴を少なくとも過去２回以上を記憶
   し、この記憶結果に基づいて前記発熱要素のそれぞれの
   通電時間を制御する如きサーマルプリンタに於て、前記
   発熱要素の現在及び過去の駆動データを記憶する記憶回
   路と、該記憶回路に接続され任意の発熱要素の通電時間
   を現在の駆動データを出力するための主通電区間と過去
   の駆動データに対応する複数の副通電区間とに分割して
   出力するゲート回路と、前記サーマルヘッドの温度もし
   くはその放熱板温度を検出する感熱素子を包含し前記発
   熱要素への通電時間の基準値を発生する基準パルス発生
   回路と、該基準パルスのパルス幅を印刷動作中の所定周
   期毎に計測する計測手段と、前記基準パルスのパルス幅
   と前記主通電区間のパルス幅と前記副通電区間のパルス
   幅との関係を所定範囲毎にテーブルにして記憶するデー
   タテーブルと、前記基準パルスの計測結果に基づいて前
   記ゲート回路に前記複数の通電区間を設定するため前記
   データテーブルを参照し各通電区間のパルス幅を求め通
   電区間信号として前記ゲート回路に与える通電区間信号
   発生回路と、前記ゲート回路の出力信号に応答し、前記
   発熱要素への通電をオンオフするヘッドドライブ回路と
   を有することを特徴とするサーマルプリンタの印字制御
   装置。 ２）前記基準パルス発生回路は前記サーマルヘッドの駆
   動時の温度−パルス幅特性に略近似した特性を有するこ
   とを特徴とする特許請求範囲第１項記載のサーマルプリ
   ンタの印字制御装置。 ３）前記通電区間信号発生回路に前記主通電区間と副通
   電区間のパルス幅を周期信号に変換して伝達する区間デ
   ータ出力手段を有し、該区間データ出力手段は少なくと
   も２ユニットのタイマー回路を有することを特徴とする
   特許請求範囲第１項記載のサーマルプリンタの印字制御
   装置。