JPS5952074B2 - Voltage compensation control method for thermal printer - Google Patents

Voltage compensation control method for thermal printer

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JPS5952074B2
JPS5952074B2 JP13347675A JP13347675A JPS5952074B2 JP S5952074 B2 JPS5952074 B2 JP S5952074B2 JP 13347675 A JP13347675 A JP 13347675A JP 13347675 A JP13347675 A JP 13347675A JP S5952074 B2 JPS5952074 B2 JP S5952074B2
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Japan
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voltage
thermal printer
thermal
pulse
power
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JP13347675A
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Japanese (ja)
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JPS52109945A (en
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政寛 箕輪
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Suwa Seikosha KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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

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  • Handling Of Sheets (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーマルプリンタの制御方法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method for controlling a thermal printer.

本発明の目的は、サーマルプリンタの発熱要素への通電
時間を電源電圧に応じて変化せしめ、電源電圧の変動に
対して安定した印字品質を得るサーマルプリンタの制御
方式を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control method for a thermal printer that changes the energization time to a heat generating element of the thermal printer in accordance with the power supply voltage, thereby achieving stable printing quality against fluctuations in the power supply voltage.

本発明の他の目的は、サーマルプリンタの発熱要素のみ
ならず、紙送り装置の動力源への通電時間をも電源電圧
に応じて変化せしめ、電源の容量を有効に取り出し、長
時間駆動を可能にする低消費電力なサーマルプリンタの
制御方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to change not only the heating element of the thermal printer but also the power supply time to the power source of the paper feeding device according to the power supply voltage, thereby effectively extracting the capacity of the power supply and making it possible to operate for a long time. An object of the present invention is to provide a method of controlling a thermal printer with low power consumption.

本発明の更に他の目的は、サーマルプリンタの発熱要素
に異常な高電圧が加つた場合通電時間を収縮し、発熱要
素の熱破壊を防止するサーマルプリンタの発熱要素の保
護回路を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a protection circuit for a heat generating element of a thermal printer, which shortens the energization time and prevents thermal destruction of the heat generating element when an abnormally high voltage is applied to the heat generating element of the thermal printer. be.

本発明の更に他の目的は、サーマルプリンタの紙送り装
置の動力源の異常な温度上昇を抑え、電源電圧に対して
安定した動作を保証する動力源の制御方式を提供するこ
とにある。
Still another object of the present invention is to provide a power source control method that suppresses abnormal temperature rises in the power source of a paper feeding device of a thermal printer and ensures stable operation with respect to power supply voltage.

第1図は従来のサーマルプリンタの制御方法を使用した
、電子卓上計算機のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an electronic desktop calculator using a conventional thermal printer control method.

1は電源で、乾電池もしくは、ニッケルカドミウム電池
等の場合と商用の交流電源を整流した場合が考えられる
1 is a power source, which may be a dry battery, a nickel-cadmium battery, or the like, or a rectified commercial AC power source.

2は電源変動に対して一定の電圧を得るためのレギュレ
ータ、3はレギュレータ2のパワートランジスタ、4は
サーマルプリンタの熱ヘッド上にもうけられ発熱要素、
5は発熱要素に通電する給電トランジスタ、6は演算用
クロックパルス発振器(以下OSCと記す)、7はセン
トラルプロセツサユニツト (以下CPUと記す)、8
はリードオンリメモリー(以下ROMと記す)、9は発
熱要素4への通電時間を決めるフリップフロップ(以下
FFと記す)、10はプリンタコントゝロールユニット
(以下PCUと記す)、11は紙送り装置(PF)、
12はキーボード(KB)をそれぞれ示す。
2 is a regulator for obtaining a constant voltage in response to power fluctuations; 3 is a power transistor of the regulator 2; 4 is a heating element mounted on the thermal head of the thermal printer;
5 is a power supply transistor that energizes the heating element; 6 is a calculation clock pulse oscillator (hereinafter referred to as OSC); 7 is a central processor unit (hereinafter referred to as CPU); 8
9 is a read-only memory (hereinafter referred to as ROM), 9 is a flip-flop (hereinafter referred to as FF) that determines the energization time to the heating element 4, 10 is a printer control unit (hereinafter referred to as PCU), and 11 is a paper feeding device. (PF),
12 each indicates a keyboard (KB).

発熱要素4と紙送り装置11は、サーマルプリンタ13
の構成要素となつている。キーボード12によつて人力
された信号は、θCPU7によつて演算やその他の処理
がなされあらかじめ用意された文字パターンをROM8
より読み出し、PCUIOに送られる。PCUIOは、
給電トランジスタ5と紙送り装置11を制御し、所定の
文字、記号等の印刷行程を行う。’5 第2図は発熱要
素を複数個配列した熱ヘッドの構造を示す図である。
The heating element 4 and the paper feeding device 11 are connected to a thermal printer 13.
It is a component of Signals entered manually through the keyboard 12 are subjected to calculations and other processing by the θCPU 7, and pre-prepared character patterns are stored in the ROM 8.
It is read from and sent to PCUIO. PCUIO is
It controls the power supply transistor 5 and the paper feed device 11, and performs the printing process of predetermined characters, symbols, etc. '5 Figure 2 is a diagram showing the structure of a thermal head in which a plurality of heating elements are arranged.

21はセラミック、ガラス等の絶縁材よりなる基材であ
り、その上に発熱要素4が一列に配列されている。
Reference numeral 21 denotes a base material made of an insulating material such as ceramic or glass, on which heating elements 4 are arranged in a line.

22は共通電気導体で、電源の一端がこれに接続される
22 is a common electrical conductor to which one end of the power supply is connected.

23は信号供給電気導体で給電トランジスタに接続され
る。
23 is a signal supply electrical conductor connected to the power supply transistor.

24は一文字を構成する基本となる発熱要素のグループ
でこの場合5ドツトを縦に複数個並べることにより文字
を構成することになる。
24 is a group of heating elements that are the basics of forming one character, and in this case, the character is formed by arranging a plurality of five dots vertically.

第3図は、上記熱へツドによつて文字を構成した時の略
図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of characters formed by the thermal head.

Mxnのマトリツクスを用いて構成する。桁数が1ケタ
であれば、発熱要素の数はMxl個必要となり、第2図
の熱ヘツドではm=5、l=8であるので40個の発熱
要素が必要である。第3図に示す如く、5×7のマトリ
ツクスで文字を構成する場合、第2図のヘツドを用いれ
ば、1ライン印字するためには7ステツプの動作が必要
である。
It is constructed using an Mxn matrix. If the number of digits is one, the number of heat generating elements is Mxl, and in the thermal head of FIG. 2, since m=5 and l=8, 40 heat generating elements are required. As shown in FIG. 3, when a character is composed of a 5.times.7 matrix, if the head shown in FIG. 2 is used, seven steps are required to print one line.

従来に於いては、0SC6は比較的安定した周波数を有
する回路を採用し、FF9によつて分周し、発熱要素4
に通電する時間を決定していた。
Conventionally, the 0SC6 employs a circuit with a relatively stable frequency, and the frequency is divided by the FF9, and the heating element 4
The time to turn on electricity was determined.

そのため電源1が変動要素を有する場合、例えば乾電池
を電源とした場合には、発熱要素4の熱量を一定にする
ためにレギユレータを用いて安定化することが不可欠で
あつた。乾電池では、一般に1本あたり1.5〔〕〜1
〔〕の範囲で、装置が正常に働くことが必要であり、第
1図の電源1に8本の乾電池を直列接続して用いれば電
源電圧V1は12〔v〕から8〔V〕まで変化すること
になる。この電圧変動を考慮してレギユレータの2次側
の設定電圧V2は8〔V〕より更に余裕を見て、5〔〕
程度にしなければならない。レギユレータ2を使用する
場合には、結局、パワートランジスタ3のコレクタ損失
によりに電力が無駄になつていることになる。電力損失
が大きければ、電池等の容量の限られた電源を使用する
時に、きわめて不利であり、ポータブル化を考える場合
無視できない内容であつた。又、何らかの異常によりレ
ギユレータ2が破損すると、発熱要素4には、通常の電
圧プラス数ボルトの電圧が加わり、発熱要素4をも一瞬
にして焼損してしまう等、従来の実施例は信頼性、安全
性にかける面があつた。
Therefore, when the power source 1 has a variable element, for example, when a dry battery is used as the power source, it is essential to use a regulator to stabilize the heat amount of the heat generating element 4 to a constant value. For dry batteries, generally 1.5 [] to 1
It is necessary for the device to work normally within the range [ ], and if eight dry batteries are connected in series to the power supply 1 in Figure 1, the power supply voltage V1 can vary from 12 [V] to 8 [V]. I will do it. Considering this voltage fluctuation, the set voltage V2 on the secondary side of the regulator is set to 5 [V] with a margin of 8 [V].
It has to be moderate. When the regulator 2 is used, power is wasted due to the collector loss of the power transistor 3. If the power loss is large, it is extremely disadvantageous when using a power source with limited capacity such as a battery, and this cannot be ignored when considering portability. Furthermore, if the regulator 2 is damaged due to some abnormality, a voltage of several volts in addition to the normal voltage will be applied to the heating element 4, and the heating element 4 will be burned out in an instant. I was concerned about safety.

その他プリンタメーカと電卓メーカが違う場合は、レギ
ユレータ2の設定電圧V2の違いや通電時間のバラツキ
によつて印字品質に差が生ずる等不都合な面が多かつた
。本発明はこのような従来の種々の不具合点を除去し、
電力損失を抑え電力を有効に取り出し、電池駆動による
プリンタ付電卓のポータブル化をより可能にし、又電源
変動に対し安定した印字品質を得、かつ電源異常、特に
高電圧に対しては、発熱要素への通電時間を収縮し、熱
へツドの保護回路としての機能をも有する、きわめて理
想的なサーマルプリンタの制御方法である。第4図以後
に本発明の一実施例を示し詳述する。
In addition, when the printer manufacturer and the calculator manufacturer are different, there are many disadvantages such as differences in print quality due to differences in the set voltage V2 of the regulator 2 and variations in the energization time. The present invention eliminates these various conventional drawbacks,
It suppresses power loss and extracts power effectively, making it possible to make battery-powered calculators with printers more portable. It also provides stable printing quality against power fluctuations, and eliminates heat-generating elements in the event of power supply abnormalities, especially high voltage. This is an extremely ideal thermal printer control method that reduces the energization time and also functions as a thermal head protection circuit. An embodiment of the present invention will be shown and described in detail from FIG. 4 onwards.

第4図は、本発明の一実施例で電子卓上計算機のプロツ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram of an electronic desktop calculator according to an embodiment of the present invention.

31は電源、32は電源電圧を検出し、電圧に応じた周
期もしくはパルス幅を有するパルス発生回路(以下PG
と記す)、34は熱ヘツド上にある発熱要素、35は発
熱要素34に通電する給電トランジスタ、36は演算用
クロツクパルス発振器(以下0SCと記す)、39はフ
リツプフロツプ(以下FFと記す)、4]は紙送り装置
(PF)をそれぞれ示す。
31 is a power supply, 32 is a pulse generation circuit (hereinafter referred to as PG) that detects the power supply voltage and has a period or pulse width according to the voltage.
), 34 is a heating element on the thermal head, 35 is a power supply transistor that supplies electricity to the heating element 34, 36 is an arithmetic clock pulse oscillator (hereinafter referred to as 0SC), 39 is a flip-flop (hereinafter referred to as FF), 4] indicate paper feed devices (PF), respectively.

発熱要素34と紙送り装置41はサーマルプリンタ43
の構成要素となる。セントラルプロセツサユニツト (
以下CPUと記す) 37は、キーボード(KB)42
から得た入力信号を受け演算等の処理をし、リードオン
リーメモリ (以下ROMと記す)38から必要な文字
パターンを読み出しプリンタコントロールユニツト (
以下PCUと記す)40に信号を送る。ここまでの処理
機能は、第1図の従来の実施例とまつたく同じである。
PG32は電圧の変化にともない周期が変化するパルス
発生回路であり、PG32の信号を通電時間を規定する
信号に変換し、発熱要素34に適度な通電をし印字品質
の制御を行う。結局PCU4OのクロツクパルスをPG
32が受け持つことになる。第5図は、PG32の回路
の一実施例である。
The heating element 34 and paper feed device 41 are a thermal printer 43
It becomes a component of Central processor unit (
(hereinafter referred to as CPU) 37 is the keyboard (KB) 42
It receives the input signal obtained from the printer, performs arithmetic processing, etc., reads out the necessary character pattern from the read-only memory (hereinafter referred to as ROM) 38, and sends it to the printer control unit (
(hereinafter referred to as PCU) 40. The processing functions up to this point are exactly the same as those of the conventional embodiment shown in FIG.
PG32 is a pulse generating circuit whose cycle changes as the voltage changes, and converts the signal of PG32 into a signal specifying the energization time, energizes the heating element 34 appropriately, and controls printing quality. In the end, the clock pulse of PCU4O became PG.
32 will be in charge. FIG. 5 shows an embodiment of the circuit of the PG32.

51は抵抗素子の一つであるバリスタ、52はコンデン
サ、53は抵抗器、54はコンデンサをそれぞれ示す。
51 is a varistor which is one of the resistance elements, 52 is a capacitor, 53 is a resistor, and 54 is a capacitor.

バリスタ51の抵抗値R5lとコンデンサ52の値C5
2によつて一方の時定数τ1一C52・R5lが、又抵
抗器53の値R53とコンデンサ54の値C54によつ
てもう一方の時定数τ2=C54・R53がそれぞれ決
まる。上記時定数によつて決定された周期にて、トラン
ジスタ55とトランジスタ56が交互に0N.0FFを
くりかえす。第6はバリスタの特性を示す図である。
Resistance value R5l of varistor 51 and value C5 of capacitor 52
2 determines one time constant τ1-C52·R5l, and the other time constant τ2=C54·R53 is determined by the value R53 of the resistor 53 and the value C54 of the capacitor 54, respectively. At a period determined by the above time constant, the transistors 55 and 56 alternately turn on and off. Repeat 0FF. The sixth is a diagram showing the characteristics of the varistor.

バリスタ51は、バリスタへの印加電圧をE、流れる電
流をIとすると第6図の特性曲線に示す如く、電圧Eが
大きくなるに従がい抵抗値が小さくなる特性を有してい
る。このような特性を有するバリスタを、パルス発生回
路の周期を決定する抵抗器の構成要素の一つにすること
により電圧の高い時は、周期が短く、電圧の低い時は周
期が長いという変化をするパルス発生回路となる。又、
R5lもしくはR53にサーミスタをイ井用することに
よノり温度によつても周期を変化させることができる。
サーマルプリンタは一般に周囲温度に影響されるので、
負特性サーミスタを用いて、固定抵抗器と適当に組み合
わせることにより、温度が高い時は、パルス発生回路の
周期が短く、逆に低い時,は、周期が長くなり、結局、
発熱要素34への通電時間が調節され適切な印字品質が
得られることになる。第7図は第4図の電卓のサーマル
プリンタ43のタイムチヤートを示す。
The varistor 51 has a characteristic in which the resistance value decreases as the voltage E increases, as shown in the characteristic curve of FIG. 6, where E is the voltage applied to the varistor and I is the current flowing through the varistor. By using a varistor with these characteristics as one of the components of the resistor that determines the period of the pulse generation circuit, the period is short when the voltage is high, and the period is long when the voltage is low. This is a pulse generation circuit that generates a pulse. or,
By using a thermistor in R5l or R53, the period can also be changed depending on the temperature.
Thermal printers are generally affected by ambient temperature, so
By using a negative characteristic thermistor and appropriately combining it with a fixed resistor, when the temperature is high, the period of the pulse generation circuit is short, and when the temperature is low, the period becomes long.
The time during which electricity is applied to the heat generating element 34 is adjusted, and appropriate print quality can be obtained. FIG. 7 shows a time chart of the thermal printer 43 of the calculator shown in FIG.

aは電圧に応じた周期1Tにて発振しているパルス発生
回路PG32の出力波形、bはFF39による分周波形
、Cはキーボード42等の信号に応じて印刷を開始せよ
という印字指令、dは発熱要素34へ通電する通電時間
と時間軸上の位置を設定するヘツド通電制御パルスで、
発熱要素34の一つ一つに対して、それぞれの通電信号
の基本となる信号、eは紙送り装置41の動力源の通電
時間と時間軸上の位置を設定する動力通電制御パルスを
それぞれ示す。dのへツド通電制御パルスの61では通
電時間Wdについ第3図に於けるMxnマトリツクスの
一行目の通電を決定し、62では二行目、63では三行
目というようにn行終わるまでパルスが発生し、一連の
印字行程が終了する。eの動力通電制御パルスの64は
、一行目から二行目へ印字紙を移動するために紙送り装
置41の動力源への通電時間Weと時間軸上の位置を決
定している。動力源は一般にプランシャーもしくはステ
ツプモータを使う。第7図に示したタイムチヤートに於
いて、ヘツド通電制御パルスd及び動力通電制御パルス
eは共にPG32の出力波形aに同期している。
a is the output waveform of the pulse generating circuit PG32 which oscillates at a period of 1T according to the voltage, b is the frequency-divided waveform by the FF39, C is a print command to start printing in response to a signal from the keyboard 42, etc., and d is a print command to start printing in response to a signal from the keyboard 42, etc. A head energization control pulse that sets the energization time and position on the time axis for energizing the heat generating element 34.
For each heat generating element 34, a signal that is the basis of each energization signal, e indicates a power energization control pulse that sets the energization time and position on the time axis of the power source of the paper feeding device 41, respectively. . The head energization control pulse 61 in d determines the energization time Wd for the first row of the Mxn matrix in FIG. occurs, and the series of printing processes ends. The power energization control pulse 64 of e determines the energization time We to the power source of the paper feed device 41 and the position on the time axis in order to move the printed paper from the first line to the second line. The power source generally uses a plunger or step motor. In the time chart shown in FIG. 7, both the head energization control pulse d and the power energization control pulse e are synchronized with the output waveform a of the PG 32.

そのためPG32の周期Tが電圧によつて変化するにと
もない印字スピードも変化する。第8図は本発明の動力
源の他の実施例で、一般的なステツプモータの略図であ
る。
Therefore, as the period T of the PG 32 changes depending on the voltage, the printing speed also changes. FIG. 8 is another embodiment of the power source of the present invention, which is a schematic diagram of a common step motor.

65はロータ、66,67は中間タツプを有する駆動コ
イルで、A,B,C,Dの4相のコイルを構成し、A→
B→C−)D、と順次矢印68の方向に通電して行くこ
とにより、ロータ65は所定の回転角だけ回転する。
65 is a rotor, 66 and 67 are drive coils with intermediate taps, which constitute 4-phase coils A, B, C, and D.
The rotor 65 rotates by a predetermined rotation angle by sequentially applying electricity in the direction of the arrow 68 from B to C-)D.

第9図は、上記ステツプモータを駆動する場合のタイム
チヤートを示す。
FIG. 9 shows a time chart when driving the step motor.

fはPG32の出力波形、gは発熱要素34への通電時
間を制御するヘツド通電制御パルス、hはステツプモー
タの通電制御パルスである。hはステツプモータが四相
であるので、四通りの通電制御パルスを必要とする。第
7図のタイムチヤートでは、eが一相駆動のプランシャ
ーもしくは特殊なステツプモータの通電制御パルスであ
るのが第9図のタイムチヤートとの大きな違いである。
第9図に示すように駆動コイル66,67への通電は、
Aへの通電後Bへの通電、Bへの通電後Cへの通電とい
うように順次通電して行く。又紙送り量との関係で、D
まで通電しても紙送り量が不足している場合は、再度A
から通電を繰り返せば良い。従来は紙送リブランシャー
やステツプモータへの通電時間は一定にしていたが、本
発明では、電源電圧の変化にともない動カへの通電時間
が変化する特徴を有している。
f is the output waveform of the PG 32, g is a head energization control pulse that controls the energization time to the heating element 34, and h is a step motor energization control pulse. Since the step motor has four phases, h requires four types of energization control pulses. The major difference between the time chart in FIG. 7 and the time chart in FIG. 9 is that e is the energization control pulse for a single-phase driven plunger or a special step motor.
As shown in FIG. 9, the driving coils 66 and 67 are energized by
After power is applied to A, power is applied to B, and after power is applied to B, power is applied to C, and so on. Also, in relation to the paper feed amount, D
If the amount of paper feed is insufficient even after turning on the power up to
All you have to do is turn on the power again. Conventionally, the time during which electricity was applied to the paper feed reblancher or the step motor was kept constant, but the present invention has a feature in which the time during which electricity is applied to the moving motor changes as the power supply voltage changes.

プランシャーやステツプモータは、一般に電源電圧が高
ければ応答速度も速いという性質をもつている。そのた
め電圧が高い場合は、一定時間以上通電を延ばしても電
気工・ネルギ一のほとんどが発熱として失なわれていく
ことになる。ステツプモータ、プランシャー等の熱放散
が充分でないと高電圧に於ける温度上昇により機器の焼
損を起こすことになりかねない。本発明では、このよう
な不具合点を除去するため、7動力に対する通電時間も
電源電圧に応じて変化させ、動力の高電圧に於ける温度
上昇を抑えるようにし、機器の信頼性と安全性をきわめ
て高くしている。又電源電圧に応じて通電時間を変化さ
せることにより、高電圧に於いては通電時間が短く、ク
電力を有効に取り出せるほか、低電圧に於いては、通電
時間を長くし動作不良をなくすことができるため、低消
費電力長時間駆動に適した駆動方式で、電池等のように
容量の限られた電源を用いる機器にきわめて有効な制御
方式である。第6図の2点P,qは特性曲線上の任意の
2点を示しそのときの電流値をそれぞれIp,Iqとし
、電圧値をEp,Eqとする。
Plungers and step motors generally have a property that the higher the power supply voltage, the faster the response speed. Therefore, if the voltage is high, most of the electrician's energy will be lost as heat even if the energization is extended for a certain period of time. If heat dissipation from step motors, plungers, etc. is not sufficient, the temperature rise at high voltage may cause equipment burnout. In the present invention, in order to eliminate such problems, the energization time for the 7 motive power is also changed according to the power supply voltage, and the temperature rise at high voltage of the motive power is suppressed, thereby improving the reliability and safety of the equipment. It's extremely expensive. In addition, by changing the energization time according to the power supply voltage, the energization time is short at high voltages and the power can be extracted effectively, and at low voltages, the energization time is lengthened to eliminate malfunctions. This drive method is suitable for long-term operation with low power consumption, and is an extremely effective control method for devices that use power sources with limited capacity, such as batteries. Two points P and q in FIG. 6 indicate arbitrary two points on the characteristic curve, and the current values at that time are respectively Ip and Iq, and the voltage values are Ep and Eq.

一般にバリスタ51の特性は次の〔式−1〕で表わされ
る。前記した2点P,qの電圧値と電流値を用いてβを
表わすと〔式−2〕 となる。
Generally, the characteristics of the varistor 51 are expressed by the following [Formula-1]. When β is expressed using the voltage values and current values at the two points P and q described above, it becomes [Formula-2].

バリスタ51にβ=0.3〜0.38程度のものを用い
電圧を一例として24Vを中心として第5図に示したパ
ルス発生回路の周期Tと電圧Vの関係をグラフに示すと
第10図の特性曲線71のような特性を示す。
The relationship between the period T and the voltage V of the pulse generation circuit shown in FIG. 5 is shown in a graph using a varistor 51 of approximately β=0.3 to 0.38 and a voltage of 24 V as an example, as shown in FIG. 10. The characteristic curve 71 shows the characteristic.

コンデンサのバラツキによつて多少特性曲線のバラツキ
は表われる。サーマルプリンタ43の使用電圧の中心値
をVrとし、そのときの特性曲線71上の点をr、周期
をTrとする。発熱要素34へ通電したときのジユール
熱をJ、発熱要素34の抵抗値をR34とすればJは次
の〔式−3〕で表わされる。(Wdは周期Tに比例) 理論的には、J=一定、であれば電圧が変動しても発熱
要素34に加えられる熱量が一定となり印字品質も一定
となる。
Some variation in the characteristic curve appears due to variation in the capacitor. Let Vr be the center value of the operating voltage of the thermal printer 43, let r be the point on the characteristic curve 71 at that time, and let Tr be the period. If the Joule heat when the heat generating element 34 is energized is J, and the resistance value of the heat generating element 34 is R34, then J is expressed by the following [Formula-3]. (Wd is proportional to the period T) Theoretically, if J=constant, the amount of heat applied to the heating element 34 will be constant even if the voltage fluctuates, and the printing quality will also be constant.

第5図に示したPG32の回路では、それぞれ抵抗器や
コンデンサを適当に選ぷ゛ことと、バリスタ51にβ=
0.3〜0.38程度のものを用いることにより 〔式
−1〕のJ定が満されることが実験によつて確かめられ
た。特性曲線71の任意の点をSとしてこの時のジユー
ル線をJrとしてJs/Jrをグラフにすると、特性曲
線72のようなほぼ直線に近い特性を示す。この特性に
そつて発熱要素34への通電時間を変化させれば常に一
定の熱量が供給され、感熱紙へ印刷された文字、記号も
一定の印字品質が得られると推定されるが、しかし実際
に印字して見るとVrより電圧の高いところでは印字濃
く、Vrより低いところでは薄くなることが判名した。
この濃淡を補正するJs/Jrを求めると特性曲線73
のように周期Tが長くなるほどJs/Jrが大きくなる
。このような現象が生じるのは、通電時間Wdが長いほ
ど基材21等へ逃げる熱量が多くなるためと考えられる
。Js/Jrの特性曲線73を満足する周期Tと電圧V
との関係をグラフに示すと特性曲線74となる。第11
図は、特性曲線74を満足するよう構成したPG32の
一実施例の回路図である。
In the circuit of PG32 shown in FIG.
It has been confirmed through experiments that the J constant of [Formula-1] is satisfied by using a material with a diameter of about 0.3 to 0.38. When Js/Jr is graphed with an arbitrary point on the characteristic curve 71 as S and the Joule line at this time as Jr, it shows a nearly linear characteristic as shown in the characteristic curve 72. It is presumed that if the energization time to the heating element 34 is varied according to this characteristic, a constant amount of heat will always be supplied, and that a constant quality of characters and symbols printed on thermal paper will be obtained. It has been found that when the voltage is higher than Vr, the print becomes darker, and when the voltage is lower than Vr, the print becomes lighter.
When determining Js/Jr to correct this shading, characteristic curve 73
The longer the period T is, the larger Js/Jr becomes. The reason why such a phenomenon occurs is considered to be that the longer the current application time Wd is, the greater the amount of heat that escapes to the base material 21 and the like. Period T and voltage V that satisfy Js/Jr characteristic curve 73
A characteristic curve 74 is shown in a graph. 11th
The figure is a circuit diagram of an embodiment of the PG 32 configured to satisfy the characteristic curve 74.

81はバリスタ、82はコンデンサ、83は調整用抵抗
器、84はコンデンサ85,86はトランジス汐をそれ
ぞれ示す。
81 is a varistor, 82 is a capacitor, 83 is an adjustment resistor, 84 is a capacitor 85, and 86 is a transistor, respectively.

ここまでの回路構成は第5図に示した回路とまつたく変
りないが、第11図の回路の特徴は、電圧端子V4に直
列にツエナーダイオード89、と抵抗部90が直列に接
続されていることである。その他特性に影響を与えない
構成要素として波形整形用トランジスタ87、出力端子
88等がある。抵抗部90は、固定抵抗器91とサーミ
スタ92の並列回路になつている。特に並列回路にした
理由はなく、温度特性に合わせ、サーミスタのみを使用
する場合、サーミスタと固定抵抗器の直列回路を使用す
る場合等、組み合わせ方は種々考えられる。又、温度補
償を特に必要としない場合は、抵抗部90を削除しても
良い。第5図に示したパルス発生回路は、電圧の変化量
に対応して周期の変化量も決まる特性を有している。こ
の特性をうまく利用し、特性曲線74を作り出したのが
第11図の回路であり以下にその原理について述べる。
ツエナーダイオード89をV3端子とV4端子間に挿入
することにより、電圧端子V4での電圧の変化率を大き
くすることができる。一例としてサーマルプリンタ43
の使用電圧の中心値をVr、ツエナーダイオードのツエ
ナ一電圧をVzとし、Vr=20〔〕、Vz=10〔V
〕とすれば、変動したときの電圧V3が18〔V〕の場
合、電圧の変化率をρ1として次のように表わされる。
ところがツエナーダイオードがない時は、変化率をρ2
としてとなり明らかにρ1 の方が変化率が大きいことが わかる。
The circuit configuration up to this point is exactly the same as the circuit shown in Figure 5, but the feature of the circuit in Figure 11 is that the Zener diode 89 and the resistor section 90 are connected in series to the voltage terminal V4. That's true. Other components that do not affect the characteristics include a waveform shaping transistor 87, an output terminal 88, and the like. The resistance section 90 has a fixed resistor 91 and a thermistor 92 in a parallel circuit. There is no particular reason to use a parallel circuit, and various combinations can be considered depending on the temperature characteristics, such as using only a thermistor, or using a series circuit of a thermistor and a fixed resistor. Furthermore, if temperature compensation is not particularly required, the resistor section 90 may be omitted. The pulse generating circuit shown in FIG. 5 has a characteristic in which the amount of change in period is determined in accordance with the amount of change in voltage. The circuit shown in FIG. 11 makes good use of this characteristic to create the characteristic curve 74, and its principle will be described below.
By inserting the Zener diode 89 between the V3 terminal and the V4 terminal, the rate of change in voltage at the voltage terminal V4 can be increased. As an example, the thermal printer 43
The center value of the working voltage is Vr, and the Zener voltage of the Zener diode is Vz, Vr = 20 [], Vz = 10 [V
], if the voltage V3 when it fluctuates is 18 [V], it can be expressed as follows, with the rate of change of voltage being ρ1.
However, when there is no Zener diode, the rate of change is ρ2
It can be seen that the rate of change is clearly greater for ρ1.

電圧の変化率が大きければ、第5図のパルス発生回路の
周期の変化率も大きくなり、特性曲線71を特性曲線7
4の方向へ移動することができる。 〔式−4〕に於い
ても明らかなように、周期の変化率を大きくするために
は、ツエナ一電圧Vzを大きくすれば良い。このような
特性を利用し第10図の特性曲線74に合致するようツ
エナ一電圧Vzと、抵抗部90の抵抗値R9Oを決定す
る。第12図は、第11図に示したPG32の出力,の
温度特性を示す。
If the rate of change in voltage is large, the rate of change in the period of the pulse generation circuit shown in FIG.
You can move in 4 directions. As is clear from [Formula-4], in order to increase the rate of change in the period, it is sufficient to increase the zener voltage Vz. Using such characteristics, the Zener voltage Vz and the resistance value R9O of the resistor section 90 are determined so as to match the characteristic curve 74 in FIG. 10. FIG. 12 shows the temperature characteristics of the output of the PG 32 shown in FIG.

101は50℃の時の特性曲線で電圧Vr(7)時の常
温でのr点はt点へ移動し、周期はTtとなりTrより
小さくなる。
101 is a characteristic curve at 50° C. When the voltage Vr (7) is applied, the r point at room temperature moves to the t point, and the period becomes Tt, which is smaller than Tr.

任意の点に於いても同様に特性曲線74より小さくなる
。102はO℃の時の特性曲線で101とは逆に全体,
に周期が大きくなる方向へ移動し、r点はu点に移動し
て周期はTuとなる。
Similarly, it becomes smaller than the characteristic curve 74 at any point. 102 is the characteristic curve at 0°C, and contrary to 101, the overall
point r moves to point u, and the period becomes Tu.

このような特性をPG32に持たせることにより次のよ
うな利点を有する。
Providing the PG 32 with such characteristics has the following advantages.

すなわち温度の高い時は、発熱要素34への通電時間を
縮小し、逆に低い時は、通電時間を拡大することにより
、温度に対しても通電時間を変化し、印字品質の安定化
を実現することができる。サーミスタ92を含む抵抗部
90は、調整用抵抗器83の中に含むこともできる。又
サーミスタ92を、第2図の基材21上に配置すること
により発熱要素の静的な温度を正確に検出することがで
きる。従来、サーマルプリンタの印字品質を良くするに
はLSIメーカがクロツクパルス用発振器を作る場合、
クロツクパルス発振器の発振周期の精度を高める必要が
あつたり、又、電卓等のサーマルプリンタを組み込む電
子機器の電源の精度を高める必要があつたりし、困難な
面が多かつた。しかし、サーマルプリンタが内部に本発
明によるパルス発生回路を所有すれば、電卓メーカやL
SIメーカの手をわずられせることもなく、適切な印字
品質を保証するサーマルプリンタの供給が可能であリサ
ーマルプリンタの市場性がきわめて大きくなる。又PG
32にサーミスタを用いたパルス発生回路をプリンタに
組み込むことによりサーマルプリンタの温度を検出し印
字品質がコントロールできるし、第1]図に示した如く
熱ヘツドにサーミスタを取り付けることにより正確に、
発熱要素34の温度を検出でき、印字品質の良いサーマ
ルプリンタを実現できノク る。
In other words, when the temperature is high, the energizing time to the heating element 34 is reduced, and when the temperature is low, the energizing time is expanded, thereby changing the energizing time with respect to the temperature and stabilizing the printing quality. can do. The resistance section 90 including the thermistor 92 can also be included in the adjustment resistor 83. Further, by placing the thermistor 92 on the base material 21 shown in FIG. 2, the static temperature of the heat generating element can be accurately detected. Conventionally, in order to improve the printing quality of thermal printers, when LSI manufacturers create clock pulse oscillators,
There were many difficulties, as it was necessary to increase the accuracy of the oscillation period of the clock pulse oscillator, and it was also necessary to increase the accuracy of the power supply of electronic equipment such as calculators into which thermal printers were incorporated. However, if a thermal printer has a pulse generation circuit according to the present invention inside, calculator manufacturers and L.
It is possible to supply a thermal printer that guarantees appropriate print quality without requiring any intervention from the SI manufacturer, and the marketability of thermal printers becomes extremely large. Also PG
By incorporating a pulse generation circuit using a thermistor into the printer, the temperature of the thermal printer can be detected and the printing quality can be controlled, and by attaching the thermistor to the thermal head as shown in Figure 1, it is possible to accurately control the temperature of the thermal printer.
The temperature of the heating element 34 can be detected, and a thermal printer with good printing quality can be realized.

サーマルプリンタメーカに於いても従来は、熱ヘツドの
抵抗値のバラツキにより、歩留りが問題となつていたが
、規準電圧(もしくは中心電圧Vr)に於けるPG32
の周期を発熱要素34の抵抗値R34の平均値に応じて
調節することにより、熱ヘツド間の抵抗値のバラツキを
吸収し、印字品質のそろつたサーマルプリンタの供給が
容易となるなど、サーマルプリンタにプリンタクロツク
発生回路を内蔵させることはきわめて利点が多い。尚本
発明では、解りやすくするために、PG32の出力によ
り、フリツプフロツプ(FF)39を用いていたがFF
39はPCU4Oに含まれるが一般的である。CPU3
7、PCU4Oは、LSIを用いて一体化されているの
が普通で従来では0SC36もLSIに含まれていた。
本発明のPG32もバリスタの材質を選ぶことによりC
PU37に含めIC化することも可能である。又、Mx
nマトリツクスを用いた文字構成であるが、セグメント
タイプを始め他の構成方法でも同様の効果をもたらすこ
とがで゛きる。回路中のツエナーダイオードは、一般的
なダイオードを複数個、順方向に接続しても同様の特性
を示す。本発明はサーマルプリンタを印刷手段として用
いる電子機器に於いて幅広く応用できるものであり、詳
細な説明では、一例として電子卓上計算機を用いている
にすぎない以上詳述した如く、本発明によるサーマルプ
リンタの制御方法は、簡略にしてサーマルプリンタの印
字品質を安定化し、かつ低消費電力駆動を実現し、熱ヘ
ツドの信頼性を高め、又サーマルプリンタの市場性を拡
大するきわめて画期的なものであり、サーマルプリンタ
の制御に幅広く応用できるものである。
In the past, thermal printer manufacturers had problems with yield due to variations in the resistance value of the thermal head, but PG32 at the standard voltage (or center voltage Vr)
By adjusting the cycle of the heat generating element 34 according to the average value of the resistance value R34 of the heating element 34, variations in the resistance value between the thermal heads can be absorbed, making it easy to supply thermal printers with uniform printing quality. There are many advantages to having a built-in printer clock generation circuit in a printer. In the present invention, in order to make it easier to understand, a flip-flop (FF) 39 is used based on the output of the PG32, but the FF
39 is included in PCU4O and is common. CPU3
7. PCU4O is usually integrated using LSI, and conventionally 0SC36 was also included in LSI.
The PG32 of the present invention can also achieve C by selecting the material of the varistor.
It is also possible to include it in the PU 37 and convert it into an IC. Also, Mx
Although the character structure uses an n matrix, other structure methods such as segment type can also produce the same effect. The Zener diode in the circuit exhibits similar characteristics even when a plurality of general diodes are connected in the forward direction. The present invention can be widely applied to electronic devices that use a thermal printer as a printing means, and in the detailed explanation, an electronic desktop calculator is used as an example.As described above, the thermal printer according to the present invention This control method is an extremely innovative method that simplifies and stabilizes the print quality of thermal printers, realizes low power consumption, increases the reliability of the thermal head, and expands the marketability of thermal printers. It can be widely applied to controlling thermal printers.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のサーマルプリンタの制御方法を用いた電
子卓上計算機の略図で、1は電源、2はレギユレータ、
4は発熱要素、6は演算用クロツクパルス発振器をそれ
ぞれ示す。 第2図は発熱要素4を配列した熱へツドを示す図で、2
1は基材、22は共通電気導体、23は信号供給電気導
体をそれぞれ示す。第3図は第2図の熱ヘツドを用いて
印字した時の文字の構成例を示す略図である。第4図は
本発明によるサーマルプリンタの制御方法を用いた電卓
の略図で、31は電源、32はパルス発生回路、34は
発熱要素をそれぞれ示す。第5図は第4図のPG32の
構成を示す回路図で、51はバリスタ、55,56はト
ランジスタをそれぞれ示す。第6図は第5図の構成要素
の一つであるバリスタ51の電圧一電流特性を示す図で
ある。第7図は本発明のサーマルプリンタの制御方式の
タイムチヤート図で、TはPG32の出力波形の周期、
Wdは発熱要素4への通電時間、Weはプランシャーも
しくはステツプモータへの通電時間をそれぞれ示す。第
8図は、サーマルプリンタの動力源となるステツプモー
タの略図で、65はロー久 66,67は駆動コイルを
それぞれ示す。第9図は、第8図のステツプモータを動
力源として用いた時のサーマルプリンタの制御方式のタ
イムチヤート図でWgは発熱要素34ノへの通電時間、
Whはステツプモータへの通電時間をそれぞれ示す。 第10図は第5図に示したパルス発生回路の、特性を示
す図で、横軸は周期Tを、縦軸の左は電源電圧を、縦軸
の右は熱量の比をそれぞれ表わす。7]は、第5図のパ
ルス発生回路の特性曲線を示し、74はサーマルプリン
タが必要とする特性曲線を示す。 第11図は、第]0図の特性曲線74を満足するパルス
発生回路の一実施例で、89はツエナーダイオード、9
2はサーミスタ、81はバリスタ、85,86はトラン
ジスタをそれぞれ示す。第12図は、第11図で示され
たパルス発生回路の温度特性を示すグラフで、縦軸は電
圧を、横軸は周期を表わす。101は高温での、]02
は低温での特性曲線をそれぞれ示す。
Figure 1 is a schematic diagram of an electronic desk calculator using a conventional thermal printer control method, where 1 is a power supply, 2 is a regulator,
Reference numeral 4 indicates a heat generating element, and reference numeral 6 indicates a calculation clock pulse oscillator. FIG. 2 is a diagram showing a heat head in which heat generating elements 4 are arranged.
1 is a base material, 22 is a common electrical conductor, and 23 is a signal supply electrical conductor. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the structure of characters printed using the thermal head of FIG. 2. FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of a calculator using the thermal printer control method according to the present invention, in which 31 represents a power source, 32 represents a pulse generation circuit, and 34 represents a heat generating element. FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the PG 32 shown in FIG. 4, where 51 indicates a varistor, and 55 and 56 indicate transistors. FIG. 6 is a diagram showing the voltage-current characteristics of the varistor 51, which is one of the components shown in FIG. FIG. 7 is a time chart of the control method of the thermal printer of the present invention, where T is the period of the output waveform of PG32;
Wd indicates the time period during which the heat generating element 4 is energized, and We indicates the time period during which the plunger or step motor is energized. FIG. 8 is a schematic diagram of a step motor that serves as a power source for the thermal printer, with reference numeral 65 representing a rotary shaft, and numerals 66 and 67 representing drive coils, respectively. FIG. 9 is a time chart of the control system of the thermal printer when the step motor shown in FIG.
Wh indicates the time during which the step motor is energized. FIG. 10 is a diagram showing the characteristics of the pulse generating circuit shown in FIG. 5, in which the horizontal axis represents the period T, the left vertical axis represents the power supply voltage, and the right vertical axis represents the heat ratio. 7] shows the characteristic curve of the pulse generating circuit of FIG. 5, and 74 shows the characteristic curve required by the thermal printer. FIG. 11 shows an embodiment of a pulse generating circuit that satisfies the characteristic curve 74 shown in FIG.
2 is a thermistor, 81 is a varistor, and 85 and 86 are transistors. FIG. 12 is a graph showing the temperature characteristics of the pulse generating circuit shown in FIG. 11, in which the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents period. 101 is at high temperature, ]02
show the characteristic curves at low temperatures.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 発熱ヘッドと紙送り装置を有し、感熱紙へ印刷する
如きサーマルプリンタに於いて、前記サーマルプリンタ
に印加される電源電圧に応じて、パルス幅もしくは周期
を変化するパルス発生回路を有し、該パルス発生回路に
て、前記発熱ヘッド上の発熱要素への通電時間と、前記
紙送り装置の動力源への通電時間とを決定するサーマル
プリンタの電圧補償制御方法。
1. A thermal printer that has a heat-generating head and a paper feeding device and prints on thermal paper has a pulse generation circuit that changes the pulse width or cycle depending on the power supply voltage applied to the thermal printer, A voltage compensation control method for a thermal printer, in which the pulse generating circuit determines a time period for energizing a heat generating element on the heat generating head and a time period for energizing a power source of the paper feeding device.
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