JPH0890821A - サーマルプリンタの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】印字品質を向上させる。 【構成】分割数Ｎを格納するレジスタ５と、予め収集し
たサーマルヘッド１の温度特性を格納したメモリ６と、
分割数Ｍと上記温度特性とからストローブ信号Ｓの継続
時間を補正する補正値Ｃを算出する演算部７とを備え、
蓄熱制御部４Ａが上記補正値の供給に応答して上記継続
時間の補正を行う制御回路４０Ａを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサーマルプリンタの駆動
制御装置に関し、特にサーマルヘッドの印字濃度を最適
化するための印字制御機能を有する電池駆動型のサーマ
ルプリンタの駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリンタは、現像・定着などの
後処理が不要で、小型・低価格であり、臭気や電気的な
雑音の発生がなく低騒音であり操作性・保守性が良いな
どの特徴により、ファクシミリや各種端末用プリンタあ
るいは測定器など広範囲な分野で用いられている。サー
マルプリンタの心臓部であるサーマルヘッドは、６０〜
１６０μｍ角の複数の発熱抵抗体素子（以下発熱素子）
を絶縁基板上に取付け、これら発熱素子に選択的に通電
して発生するジュール熱を感熱紙または転写用フィルム
に伝達することにより、ドットのモザイクとして文字画
像などを印字する。

【０００３】近時、ポータブルターミナルなどに設置さ
れ、検針業務や在庫管理などに用いられる電池駆動型の
サーマルプリンタが種々開発されている。この電池駆動
型のサーマルプリンタは、電源が電池であるため持ち運
びが自由であるが、大電流は流せないなどの制約があ
る。例えば、用紙加熱のため発熱素子にかなり大きい電
流を流す必要があるが、この所要電流を１度に流すとす
ぐに電池切れとなる。したがって、この種のサーマルプ
リンタのサーマルヘッドは、この電池切れを避けるた
め、１度に印字する発熱素子ドット数を上限数、例えば
６４ドット以下となるように分割し、その分割した各々
を順次発熱させて印字を行う分割印字方式を用いる。

【０００４】さらに、サーマルプリンタでは、印字品質
を一定に保持するため、特開平３−２９７６６号公報等
に記載されているように感熱素子を用いて上記発熱素子
への供給電力を制御する方法が一般に用いられている。

【０００５】感熱素子としてサーミスタを用いた分割印
字方式の従来のサーマルプリンタの駆動制御装置をブロ
ックで示す図３を参照すると、この従来のサーマルプリ
ンタの駆動制御装置は、５７６ドットの発熱素子を６４
ドット単位で分割された９個のブロックから成るサーマ
ルヘッド１と、サーマルヘッド１に内蔵されたヘッド温
度検出用のサーミスタ２と、サーミスタ２からのアナロ
グ温度データＴをデジタル温度データＤＴに変換するＡ
／Ｄ変換部３と、印字データの供給に応答してサーマル
ヘッド１の駆動データＥを供給するとともにデジタル温
度データＤＴの値に対応してサーマルヘッド１のストロ
ーブ信号Ｓを供給する蓄熱制御部４とを備える。

【０００６】サーマルヘッド１の構成を示す図４を参照
すると、このサーマルヘッド１は現在広く用いられてい
る７０ｍｍ幅のサーマルヘッドであり、５７６ドット対
応の５７６個の発熱素子Ｒ１〜Ｒ５７６を６４ドット分
ずつまとめた９個のヘッドブロック１１〜１９と、これ
らヘッドブロック１１〜１９の各々を駆動するドライバ
２１〜２９とを備える。

【０００７】ドライバ２１〜２９の各々には、蓄熱制御
部４から印字データＥ１〜Ｅ９と、ストローブ信号Ｓ１
〜Ｓ９とが供給される。発熱素子Ｒ１〜Ｒ５７６の各々
は、ドライバ２１〜２９に供給される印字データＥ１〜
Ｅ９の印字指示対応の’１’がラッチされたドット対応
の素子がストローブ信号Ｓ１〜Ｓ９の継続時間の期間発
熱する。

【０００８】サーマルヘッド１の外形を平面図で示す図
５を参照すると、このサーマルヘッド１はヘッドブロッ
ク１１〜１９が取付けられているヘッド部１０１と、電
源線および各種信号線が形成され端部にコネクタが取付
けられフレキシブル基板から成るケーブル部１０２とを
含む。ヘッド部１０１のほぼ中央部にサーミスタ２がマ
ウントされている。

【０００９】サーミスタ２の回路を示す図６を参照する
と、このサーミスタ２は一端が接地され他端が電源ＶＣ
に接続された抵抗ｒ２１に接続されている。サーミスタ
２は周囲温度により抵抗値が変化するので、サーミスタ
２と抵抗ｒ２１との接続点Ａの電圧はこのサーミスタ２
の周囲の温度に対応して変化するアナログ温度データＴ
として出力される。

【００１０】Ａ／Ｄ変換部３は、分解能８ビットであり
サンプリング速度２ＭＨｚで動作してアナログ温度デー
タＴを８ビットのディジタル温度データＤＴに変換す
る。

【００１１】蓄熱制御部４の構成をブロックで示す図７
を参照すると、この蓄熱制御部４はサーマルヘッド１の
ドライバ２１〜２９の各々に駆動データＥ１〜Ｅ９の各
々を供給するそれぞれ６４ビットのシフトレジスタ４１
〜４９と、ドライバ２１〜２９の各々に所定継続時間の
ストローブ信号Ｓ１〜Ｓ９の各々を供給するストローブ
発生部５１〜５９と、Ｄ／Ａ変換部からのディジタル温
度データＤＴの供給に応答してこれらシフトレジスタ４
１〜４９およびストローブ発生部５１〜５９にデータを
供給するとともに全体の制御を行なう制御回路４０とを
備える。

【００１２】ストローブ発生部５１〜５９は、時間カウ
ンタ回路から成り、イネーブル信号ＥＮ１〜ＥＮ９のそ
れぞれの供給に応答してクロックＣＫをカウントしそれ
ぞれ設定された時間ｔ１〜ｔ９の継続時間でロウレベル
のストローブ信号Ｓ１〜Ｓ９をそれぞれを生成する。

【００１３】次に、図３〜図７および動作フローチャー
トを示す図８を参照して、従来のサーマルプリンタの駆
動制御装置の動作について説明すると、上述したよう
に、印字電流の制限のため、５７６ドットから成る１ド
ットライン印字中で同時に駆動する発熱素子数を６４ド
ット以下となるように分割制御する。また、連続印字中
に、ヘッド自身に発熱素子の熱が蓄積し、このため発熱
素子にいつも同一の電力の供給を続けるとこの素子の温
度が必要以上に上昇し印字濃度が濃くなりすぎるので、
この回避のためヘッドの温度を１ドットライン毎に監視
して、供給電力を調節する。

【００１４】図８を参照すると、まず、１ドットライン
分の印字データ５７６ビットを制御回路４０からシリア
ルに６４ビットずつシフトレジスタ４１〜４９に順次転
送する（ステップＰ１）。このとき、制御回路４０で
は、発熱素子の発熱対応のデータ’１’の数をカウント
してどのブロックで分割するかを決定する（ステップＰ
２）。次に、シフトレジスタ４１〜４９の各々から対応
するドライバ２１〜２９の各々にそれぞれ６４ビットの
データＥ１〜Ｅ９をパラレルに転送し、これらドライバ
２１〜２９は、ラッチ信号ＬＡの供給に応答してこれら
データＥ１〜Ｅ９をラッチする（ステップＰ３）。一
方、サーミスタ２からのアナログ温度データＴはＡ／Ｄ
変換部３にて８ビットのデジタル温度データＤＴに変換
される。制御回路４０はこの温度データＤＴの供給に応
答して、ストローブ信号Ｓ１〜Ｓ９の各々の継続時間ｔ
１〜ｔ９を決定する（ステップＰ４）。次に、制御回路
４０は、これら時間ｔ１〜ｔ９の各々をストローブ発生
部５１〜５９の各々にロード信号Ｌを供給することによ
りそれぞれ設定する（ステップＰ５）。次に、制御回路
４０は、ストローブ発生部５１〜５９の各々にイネーブ
ル信号ＥＮ１〜ＥＮ９を順次供給し、ストローブ発生回
路５１〜５９の各々は、これらイネーブル信号ＥＮ１〜
ＥＮ９の供給に応答して設定継続時間のストローブ信号
Ｓ１〜Ｓ９を順次発生する（ステップＰ６）。

【００１５】以上のようにして発生したストローブ信号
Ｓ１〜Ｓ９の各々はサーマルヘッド１のドライバ２１〜
２９の各々にそれぞれ供給され、これらドライバ２１〜
２９の各々はストローブ信号Ｓ１〜Ｓ９の各々のロウレ
ベルの期間すなわち時間ｔ１〜ｔ９だけ駆動データＥ１
〜Ｅ９の各々で設定された発熱素子を駆動する。したが
って、これら時間ｔ１〜ｔ９は、各発熱素子の発熱時間
となり印字濃度を決定することになる。

【００１６】上述の分割印字の場合、複数のドットライ
ンの印字において第１ドットラインの印字のときの分割
数が最大の９分割であったとすると、ヘッドブロック１
１からヘッドブロック１９まで順次印字していたので、
第２ドットラインの印字のときは、当然ヘッドブロック
１１が印字終了後の経過時間が一番長くしたがって他の
ヘッドブロックよりも冷却していることになる。第２ド
ットラインの分割数が第１ドットラインと同一の場合は
各ブロックの上記経過時間は同一となり、したがって上
記冷却の程度も同一となる。しかし、印字分割数は各ド
ットライン毎の印字ドット数で決まり、一定していない
ので上記経過時間は不定となりしたがって、上記冷却程
度も不定となる。

【００１７】最近、この種の電池駆動型のサーマルプリ
ンタにおいても、応用範囲の拡大に伴なって、印刷対象
用紙の大型化や高速化および高印字品質化などの性能向
上が求めらており、これに対応してサーマルヘッドにつ
いても現在標準的な７０ｍｍに対して例ええば１２８ｍ
ｍと約２倍に大型化が図らている。これにより、ヘッド
の分割数すなわちブロック数も約２倍となる。したがっ
て、上述の分割印字におけるヘッドブロックの印字後の
経過時間のばらつきも約２倍と大きくなり、印字品質に
影響する印字濃度のばらつき要因となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のサーマ
ルプリンタの駆動制御装置は、分割印字における複数の
ヘッドブロック相互間の複数のドットラインの印字毎の
経過時間のばらつきに起因する印字濃度のばらつきを生
じ、印字品質の低下要因となるという欠点があった。

【００１９】また、サーマルヘッドの大きさが大きくな
る程上記印字品質の低下要因となる上記経過時間のばら
つきが増大するという欠点があった。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルプリン
タの駆動制御装置は、１ライン分の最大印字ドット数の
発熱素子を分割して各々第１の数の前記発熱素子から成
る第２の数のブロックを有するサーマルヘッドと、前記
サーマルヘッドに内蔵されこのサーマルヘッドの温度を
検出してアナログ温度データを発生する感熱素子と、前
記アナログ温度データをデジタル温度データに変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、印字データの供給に応答して前記サ
ーマルヘッドの駆動データを発生するとともに前記デジ
タル温度データの値に対応して前記サーマルヘッドに前
記発熱素子の発熱時間を制御するストローブ信号の継続
時間を制御し前記１ライン分の実際の印字ドット数であ
る第３の数を予め定めた第４の数で分割した分割数Ｎ
（Ｎは１〜前記第２の数の範囲の整数）の印字単位であ
る第１〜第Ｎの印字ブロックの順序で印字する蓄熱制御
手段とを備えるサーマルプリンタの駆動制御装置におい
て、前記分割数Ｎを格納するレジスタと、予め収集した
前記サーマルヘッドの温度特性を格納した記憶手段と、
前記分割数Ｍと前記温度特性とから前記継続時間を補正
する補正値を算出する演算手段とを備え、前記蓄熱制御
手段が前記補正値の供給に応答して前記継続時間の補正
を行う発熱時間補正手段を備えて構成されている。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の実施例を図３と共通の構成要
素には共通の参照文字／数字を付して同様にブロックで
示す図１を参照すると、この図に示す本実施例のサーマ
ルプリンタの駆動制御装置は、従来と共通のサーマルヘ
ッド１と、サーミスタ２と、Ａ／Ｄ変換部３とに加え
て、蓄熱制御部４の代りに演算部７からの補正データＣ
の供給を受けストローブ信号Ｓの継続時間ｔを補正する
制御回路４０Ａを有する他は従来と共通の蓄熱制御部４
Ａと、前のドットラインの印字のときの分割数Ｎを格納
するレジスタ５と、サーマルヘッド１の温度特性テーブ
ルを格納するメモリ６と、ストローブ信号の継続時間の
補正値Ｃを算出する演算部７とを備える。

【００２２】メモリ６のメモリ容量は１Ｍビットであ
り、表１に示すように、サーマルヘッド１の温度特性と
して、ヘッド温度の１０°Ｃ毎に単位時間当りの温度低
下をテーブルとしてまとめた温度特性テーブルを格納し
ている。

【００２３】

【表１】

【００２４】次に、図１および演算部７の処理フローチ
ャートを示す図２および図４〜図８を参照して本実施例
の動作について説明すると、まず、蓄熱制御部４Ａは従
来と同様にあるドットラインここでは第１ドットライン
の分割制御を図８のステップＰ１〜Ｐ３にしたがって行
う。次に、ステップＰ３で求めた分割数Ｎをレジスタ５
に格納する。以下ステップＰ４〜Ｐ６にしたがって、こ
の第１ドットラインの印字が終了すると、次の第２ドッ
トラインの分割制御をステップＰ１〜Ｐ３にしたがって
行う。

【００２５】一方、演算部７は、レジスタ５の第１ドッ
トラインの分割数Ｎと、ヘッドブロック１１〜１９の印
字順序からこれらヘッドブロック１１〜１９の各々の第
１ドットラインの印字からの経過時間ｂ１〜ｂ９を算出
し（ステップＳ１，Ｓ２）、これら経過時間ｂ１〜ｂ９
とメモリ６のテーブルからヘッドブロック１１〜１９の
各々の温度低下対応の補正値Ｃ１〜Ｃ９を算出し（ステ
ップＳ３）、これら補正値Ｃ１〜Ｃ９を蓄熱制御部４Ａ
の制御回路４０Ａに転送する（ステップＳ３）。

【００２６】制御回路４０Ａは、供給を受けた補正値Ｃ
１〜Ｃ９をもとにストローブ信号Ｓ１〜Ｓ９の各々の継
続時間ｔ１〜ｔ９を補正する。

【００２７】これにより、ドットライン毎にブロックの
分割数が異なり、経過時間のばらつきが生じる場合にお
いても、この経過時間のばらつきを補正することにより
印字濃度を一定に保持できるので、印字品質が向上す
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のサーマル
プリンタの駆動制御装置は、ドットラインの分割数Ｎを
格納するレジスタと、サーマルヘッドの温度特性を格納
した記憶手段と、上記分割数Ｍと上記温度特性とから発
熱継続時間の補正値を算出する演算手段とを備えるの
で、ドットライン毎にブロックの分割数が異なり、経過
時間のばらつきが生じる場合においても、この経過時間
のばらつきを補正することにより印字濃度を一定に保持
できるので、印字品質が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルプリンタの駆動制御装置の一
実施例を示すブロック図である。

【図２】本実施例のサーマルプリンタの駆動制御装置の
演算部の動作を示すフローチャートである。

【図３】従来のサーマルプリンタの駆動制御装置の一例
を示すブロック図である。

【図４】サーマルヘッドの構成を示すブロック図であ
る。

【図５】サーマルヘッドの外観を示す平面図である。

【図６】サーミスタの回路を示す回路図である。

【図７】蓄熱制御部の構成を示すブロック図である。

【図８】蓄熱制御部の処理フローを示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ サーマルヘッド ２ 温度検出用サーミスタ ３ Ａ／Ｄ変換部 ４，４Ａ 蓄熱制御部 ５ レジスタ ６ メモリ ７ 演算部 １１〜１９ ヘッドブロック ２１〜２９ ドライバ ４０，４０Ａ 制御回路 ４１〜４９ シフトレジスタ ５１〜５９ ストローブ発生部 Ｒ１〜Ｒ５７６ 発熱素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １ライン分の最大印字ドット数の発熱素
   子を分割して各々第１の数の前記発熱素子から成る第２
   の数のブロックを有するサーマルヘッドと、前記サーマ
   ルヘッドに内蔵されこのサーマルヘッドの温度を検出し
   てアナログ温度データを発生する感熱素子と、前記アナ
   ログ温度データをデジタル温度データに変換するＡ／Ｄ
   変換手段と、印字データの供給に応答して前記サーマル
   ヘッドの駆動データを発生するとともに前記デジタル温
   度データの値に対応して前記サーマルヘッドに前記発熱
   素子の発熱時間を制御するストローブ信号の継続時間を
   制御し前記１ライン分の実際の印字ドット数である第３
   の数を予め定めた第４の数で分割した分割数Ｎ（Ｎは１
   〜前記第２の数の範囲の整数）の印字単位である第１〜
   第Ｎの印字ブロックの順序で印字する蓄熱制御手段とを
   備えるサーマルプリンタの駆動制御装置において、 前記分割数Ｎを格納するレジスタと、 予め収集した前記サーマルヘッドの温度特性を格納した
   記憶手段と、 前記分割数Ｍと前記温度特性とから前記継続時間を補正
   する補正値を算出する演算手段とを備え、 前記蓄熱制御手段が前記補正値の供給に応答して前記継
   続時間の補正を行う発熱時間補正手段を備えることを特
   徴とするサーマルプリンタの駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段が第１の印字ラインの分割
   数Ｎと各々の前記ブロックの印字順序とからこれら前記
   ブロックの各々毎の前記第１の印字ラインの印字からの
   経過時間を算出するステップと、 前記ブロックの各々毎の前記経過時間と前記サーマルヘ
   ッドの温度特性とからこれらブロックの各々毎の前記補
   正値を算出するステップとを含むことを特徴とする請求
   項１記載のサーマルプリンタの駆動制御装置。
3. 【請求項３】 前記サーマルヘッドの温度特性が前記サ
   ーマルヘッドの温度に対応する単位時間当りの温度低下
   値であることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリ
   ンタの駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記第４の数が前記第２の数と等しいこ
   とを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタの駆動
   制御装置。