JPH0790646B2 - サ−マルプリンタの印字制御装置 - Google Patents

サ−マルプリンタの印字制御装置

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JPH0790646B2
JPH0790646B2 JP24464186A JP24464186A JPH0790646B2 JP H0790646 B2 JPH0790646 B2 JP H0790646B2 JP 24464186 A JP24464186 A JP 24464186A JP 24464186 A JP24464186 A JP 24464186A JP H0790646 B2 JPH0790646 B2 JP H0790646B2
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/35Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads providing current or voltage to the thermal head
    • B41J2/355Control circuits for heating-element selection
    • B41J2/36Print density control

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  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発熱素子に通電し感熱紙、又は転写フィルム
を介して普通紙に印刷する如きサーマルプリンタの印字
制御装置に関し、特にサーマルヘッドの熱履歴制御に関
するものである。
〔従来の技術〕
従来からサーマルプリンタの印字制御装置に於いては、
発熱素子の過去の駆動履歴を記憶しそれぞれの発熱素子
の次の印加エネルギを決定する熱履歴制御するものがあ
った。
これらの従来例は、過去の熱履歴に応じて、次の通電時
間を一定時間減ずるものであった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これら従来技術では、環境温度やサーマルヘッドの温度
等の条件や、発熱素子への供給電圧の条件が変動した場
合、一般に発熱素子への通電時間を補正し、その条件に
合った通電時間に調整される。しかし熱履歴制御によっ
て減ずる通電時間は一定であったため、基本通電時間に
よって得られる印加エネルギに対してしめる割合が変動
してしまい、温度変化が、電圧変動に対して良好に印字
品質が得られなかった。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を除去し、
熱履歴制御を行う時に、発熱素子への印加エネルギを温
度や電圧条件によて変化させた場合に於いても、減ずる
印加エネルギの比を一定にし常に良好な印字品質を得る
サーマルプリンタの制御装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
かかる目的を達成するため、本発明のサーマルプリンタ
の印字制御装置は、 a、前記発熱要素を配したサーマルヘッドの温度もしく
は、その周囲温度を検出する感熱抵抗素子と b、前記感熱抵抗素子を包含する抵抗回路網と c、前記抵抗回路の所定の分圧点の電位を増幅する増幅
回路と d、前記増幅回路の出力を所定の抵抗器によって分圧す
る分圧回路と e、コンデンサを主な構成要素とし前記発熱要素の駆動
タイミングごとに初期化される充放電回路と f、前記増幅回路の出力に接続された前記分圧回路の複
数の分圧点のそれぞれを基準電位とし前記コンデンサの
充放電時間をパルス幅に変換する電圧比較回路とを有
し、前記電圧比較回路の一つを前記発熱要素の基準通電
時間設定用に、他を駆動履歴に応じて発熱要素の通電時
間を減ずる時の削減量の設定用に用いる通電幅制御回路
を有することを特徴とする。
〔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
の通電幅制御回路の一実施例の回路図である。
1は感熱抵抗素子の一種であるサーミスタ、2はサーミ
スタ1を含含する抵抗回路網であり、17、18は抵抗器、
28はコンデンサをそれぞれ示している。コンデンサ28は
ノイズ防止用であり特性に全く関係しない。
3はオペアンプ10を有する増幅回路であり、オペアンプ
入力として、前記抵抗回路網の所定の分圧点と可変抵抗
器20を有する分圧回路30の所定の分圧点とを有してい
る。又、このオペアンプ10はフィードバック用抵抗器2
2、ダイオード23、入力抵抗器24を有している。前記分
圧回路30は抵抗器19、21、及び可変抵抗器20から構成さ
れ、オペアンプ10の基準入力部を形成している。
4は、増幅回路の出力を抵抗器によって分圧する分圧回
路であり、25、26、27はその構成要素である抵抗器であ
る。
5はコンデンサ7を主な構成要素とする充放電回路で、
抵抗器6、可変抵抗器29、及びトランジスタ9とで充電
回路を形成し、トランジスタ8で放電回路を形成してい
て、このトランジスタ8により、入力端子32へのトリガ
信号に同期して発熱要素の駆動タイミングごとにコンデ
ンサ7は初期化される。
11、12、13は電圧比較回路で、基準入力としてオペアン
プ10の出力を分圧する分圧回路4の分圧点K、L、Mの
それぞれを基準電位とし、被比較入力としてコンデンサ
7一端が接続されている。分圧点K、L、Mの電位をV
k、Vl、Vmとすると以下の関係になっている。
Vm>Vl>Vk 31は出力パルス幅の切換え端子、32はトリガ入力端子、
14、15、16はこの通電幅制御回路の出力端子をそれぞれ
示している。
〔動作〕
抵抗回路網2はサーミスタの温度特性を補正する曲線補
正部である。
サーミスタの抵抗値Rtは一般にB定数を用いて20℃の値
をR(20)、絶対温度Tとして次の式で表される。
Rt=R(20)expB(1/T(t)−1/T(20)) ……式1 T(t)=任意の温度に於ける絶対温度 T(20)=20℃時の絶対温度 式1を見るとexpの項が入っているため、温度の逆数がl
ogリニアになっている。すなわち抵抗値は温度上昇と共
に減少し、その割合は高温側の方が変化量が少なくな
る。
サーマルヘッドの場合、高温時ほど印加エネルギを減少
させた方が、良い印字品質となり、かつ発熱要素にとっ
て安全であり、このサーミスタの特性を補正する必要が
ある。
第2図は、サーミスタの抵抗値Rtと抵抗回路網2の分圧
点Aの電位を増幅したオペアンプ10の出力の特性を示す
グラフであり、横軸は絶対温度、縦軸は抵抗値Rtとオペ
アンプの出力電位を示している。
41は、サーミスタの抵抗値Rtの温度特性を、42は、オペ
アンプ10の出力電位の温度特性をそれぞれ示す特性曲線
である。サーミスタは特性曲線に示すように温度変化に
対し負特性を有している。
このような補正を行う特徴として以下の事項が上げられ
る。
1.周辺素子が少なくバラツキ等の変動が少ない。
2.比較的広い範囲でリニアリティが持たせられる。
3.使用温度範囲外、例えば0℃以下、40℃以上等での温
度に対する出力電圧の変化が小さくでき、サーマルヘッ
ドを破壊から守ることができる。
増幅回路3は、補正された温度特性を用い部分的に拡大
するためで、特性曲線42を得る分圧点Aを一方の入力と
し、抵抗器による分圧回路を他方の入力としている。
本回路の倍率は以下で表わされる。
抵抗器24の値をR24、抵抗器22の値をR22とすると倍率K
は K=(R24+R22)/R24 となる。
ダイオード23の働きとしては、 1.低温時基準電位の急激な上昇を抑制するため、結果と
して電圧比較回路11、12、13の出力パルス幅の低温時に
於ける増大を防止する。
2.部分拡大の変曲点を変えることができる。1と2の特
性を利用しダイオードの本数を変える又はなくす等して
様々な特性曲線を作り出すことができる。
分圧回路30内の可変抵抗器20は温度変化に対するオペア
ンプの出力電位Vopの変化率を変えずにVopを調整するも
のであり、後段の電圧比較部の出力パルス幅を所定の値
に設定するものである。
入力端子31はサーマルヘッドへの印加エネルギを切換え
るためのパルス幅切換え用トランジスタ9をオンオフす
る信号の入力端子である。入力端子32はコンデンサ7を
瞬時オンするための放電用トランジスタ8へトリガ入力
を供給する端子である。
第3図はコンデンサ7の充電特性を示す説明図であり、
横軸は充電時間、縦軸は充電レベルを示している。35は
トランジスタ9がオンしている時のコンデンサ7の充電
カーブを示し、36はトランジスタ9がオフしている時の
充電カーブを示している。縦軸上のスライスレベルVm、
Vl、Vkは20℃の時の電圧比較回路11、12、13の入力レベ
ルで、Vm′、Vl′、Vk′は0℃の時の入力レベルであ
る。このコンデンサ7の充電電圧がそれぞれのスライス
レベルで切られてパルス幅に変換され電圧比較回路11、
12、13から出力される。この時トリガ入力のパルス幅tg
はきわめて小さいので無視して良い。第3図中E1グルー
プのt1、t2、t3は20℃エネルギ小の時の充電時間であ
り、同様にE2グループ(t4、t5、t6)は0℃エネルギ小
の、E3グループ(t7、t8、t9)は20℃エネルギ大の、E4
グループ(t10、t11、t12)は0℃エネルギ大の時の充
電時間をそれぞれ示している。
第4図は、第1図の通電幅制御回路の電圧比較回路の入
出力波形を示す説明図である。
51は充電回路の入力端子32に与えられるトリガ入力波形
でありそのパルス幅tgはきわめて小さいので特性上は無
視できる。52は出力端子14の波形を、53は出力端子15の
波形を、54は出力端子16の波形をそれぞれ示している。
それぞれのパルス幅は、TW14、TW15、TW16で示していて
次の関係となる。
TW14>TW15>TW16 電圧比較回路11の20℃の時の基準電位をVm(20)とし、
コンデンサ7の値をC7、抵抗器6、可変抵抗器29の抵抗
値をそれぞれR6、R29、電源電圧をVcすると、トランジ
スタ9がオンしている時の電圧比較回路11の出力パルス
幅TWは次の式で表わされる。(1n=自然対数を表す) R=R6として TW14=−C7×R1n(1−Vm(20)/=Vc) =t1 となる。
又、TW16は同様に、 TW16=−C7×R1n(1−Vk(20)/=Vc) =t3 となる。
0℃の時は、 TW14=T4 TW16=T6である。
第3図から分かるようにコンデンサへの充電過程の初期
はほぼリニアな特性を有し、時間経過に対し直線的に上
昇して行く。このため 次の式が成り立つ。
t1:t3≒t4:t6 又、トランジスタ9がオフしている時は、 R=R6+R29を上記式に代入するだけであり、この時の
パルス幅の比は次のように表わされる。
t7:t1=t9:t3=R6:(R6+R29) すなわち、最大パルス幅を出力する通電幅制御回路11の
出力パルス幅に対して、他の通電幅制御回路は常に、ほ
ぼ一定の比で動作していることがわかる。
このような特性を有する通電幅制御回路を用いてサーマ
ルプリンタの熱履歴制御を行うことによりきわめて良好
な印字品質を実現できる。
第5図は本発明による印字制御装置の一実施例を示す略
図であり、40は第1図に示した通電幅制御回路(以下CT
CCと略す)、46は複数の発熱素子45を配したサーマルヘ
ッド、47はヘッドドライバをそれぞれ示している。サー
マルヘッド46上にはCTCC内のサーミスタ1が接触配置さ
れている。
44はヘッドドライバ47の電源端子をオンオフする給電制
御トランドスタ、50はサーマルプリンタ全体を統括制御
するCPUであり印字データ入力に応じ、ヘッド通電タイ
ミングごとに、トリガ入力端子32へトリガを出力すると
ともに、ヘッドドライバ47へヘッドデータ48を送出す
る。
43はCTCC40の出力端子14に接続されたインバータであ
り、トランジスタ44によってヘッドドライバの作動時間
が決定され発熱素子45の基準通電時間が決定される。
CTCC44の出力端子15、16はCPU50に入力され、CPUは発熱
素子45の過去の駆動履歴に応じて、基準通電時間からの
削減量を決定し、ヘッドデータ出力48より出力端子15、
16のタイミングに同期して減じたデータを出力する。
第6図は本発明を用いたサーマルヘッドへの履歴制御方
法の通電状態を示す説明図であり、20℃を例に示してい
る。
61は通電が連続した時の状態を示し、2ドット連続時の
削減時間はt3、3ドット連続時はt2となる。
62は1ドットおきに断続した時の通電を示し、その削減
時間はt3である。
基準通電時間は、ヘッドドライバより決定され、削減量
はCPU50からのヘッドデータの送出によって決定され
る。
尚、電圧比較回路の数は3個に限定されるものではな
く、数を増すことによって更にきめ細かい熱履歴制御が
できる。
又、充放電回路5をサーマルヘッド46への供給電源と共
通することによってサーマルヘッドの電源変動に対して
も通電幅を補償することが可能である。
更に、感熱抵抗素子はサーミスタだけでなく、温度変化
に正特性なポジスターでも同様の効果を有している。
第7図は本発明によるサーマルプリンタの印字制御装置
の他の実施例を示す略図であり、第5図と同一物は同一
番号で示し説明を略す。
71、72、73はTTLのLS−374と同様のラッチ回路であり、
ヘッド通電データを一時保持するものである。74、75は
微分回路であり、CTCC40の出力端子に接続されている。
76はデコーダであり、ヘッド通電データ48の出力と同時
にそのアドレス情報をラッチする。77はCPUのWR端子
を、78はアドレス情報とWR信号とを同期させるゲートを
それぞれ示している。79はゲートであり、上記微分回路
74、75とゲート78の信号を混合し、ラッチ回路71、72、
73のクロック信号を得るものである。
本実施例を第3図を用いて以下に詳述する。
微分回路74、75は第3図の出力波形の立下がりタイミン
グに同期したトリガ出力を得るものであり、TW15の時間
経過と同様に微分回路74からトリガ出力が発生し、同様
にTW16の時間経過と同時に微分回路75からトリガ出力が
発生する。
始めにCPU50から通電データ48を履歴データまで含めて
3回出力する。データ出力に同期してゲート78からクロ
ック信号が出力され、ラッチ回路71、72、73にそれぞれ
のデータが格納される。次に通電タイミングと同時に入
力端子32にトリガが出力されヘッドドライバ47が作動
し、ラッチ回路73内に格納されたデータに基づいて所定
の発熱素子への通電が行なわれる。
TW16時間経過するとゲート79にトリガ出力が発生し、こ
れをクロックとしてラッチ回路72のデータはラッチ回路
73へ摺動し、所定の通電がなされ、更にTW15時間経過後
同後にゲート79からトリガ出力が発せられ、最後のデー
タがヘッドドライバに送出される。その後所定のドット
が形成されると、TW14時間経過後トランジスタ44が閉じ
通電が終了する。
第7図の実施例は、履歴のデータを送出するタイミング
にCPUが関与しないため、処理スピードを高速にでき、
ハイスピードなサーマルプリンタに応用が可能である。
サーマルプリンタとしては発熱抵抗素子を配置したサー
マルヘッドによって印刷するものの他、電極を配置した
印字ヘッドによって熱転写フィルムの背面に塗布された
抵抗層を発熱させる通電感熱型サーマルプリンタ等があ
る。
〔発明の効果〕
このように本発明によるサーマルプリンタの印字制御装
置は、環境温度条件、及び発熱素子の電圧変動によっ
て、発熱素子への基準通電時間を変化させた場合に於い
ても、適正に熱履歴制御時の印加エネルギを設定でき、
きわめて良好な印字品質を実現することができる。
又、電圧比較回路を増すことによって容易にきめこまか
い熱履歴制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のサーマルプリンタの印字制御装置の通
電制御回路の一実施例の回路図。 第2図はサーミスタの抵抗値と抵抗回路網の分圧点の出
力電圧の関係を示す特性図。 第3図は本発明の通電幅制御回路中のコンデンサの充電
特性を示す説明図。 第4図は本発明の通電幅制御回路の入出力波形を示す説
明図。 第5図は本発明による印字制御装置の一実施例の略図。 第6図は本発明を用いたサーマルヘッドの印字制御方法
の説明図。 第7図は本発明による印字制御装置の他の実施例の略
図。 1……サーミスタ 2……抵抗回路網 3……増幅回路 11、12、13……電圧比較回路 5……充放電回路 46……サーマルヘッド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】印字ヘッドに配置された複数の発熱要素に
    よってドットを形成し、感熱紙に直接、又は普通紙に転
    写フィルムを介して印刷を行うサーマルプリンタであっ
    て各発熱要素の駆動履歴を記憶し、記憶された駆動履歴
    により次のドット、或いはそれ以後のドットのそれぞれ
    の発熱要素への通電時間を減ずるサーマルプリンタの印
    字制御装置において、 a、前記発熱要素を配したサーマルヘッドの温度もしく
    は、その周囲温度を検出する感熱抵抗素子と b、前記感熱抵抗素子を包含する抵抗回路網と c、前記抵抗回路の所定の分圧点の電位を増幅する増幅
    回路と d、前記増幅回路の出力を所定の抵抗器によって分圧す
    る分圧回路と e、コンデンサを主な構成要素とし前記発熱要素の駆動
    タイミングごとに初期化される充放電回路と f、前記増幅回路の出力に接続された前記分圧回路の複
    数の分圧点のそれぞれを基準電位とし前記コンデンサの
    充放電時間をパルス幅に変換する電圧比較回路とを有
    し、前記電圧比較回路の一つを前記発熱要素の基準通電
    時間設定用に、他を駆動履歴に応じて発熱要素の通電時
    間を減ずる時の削減量の設定用に用いる通電幅制御回路
    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。
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