JPS62280054A - サ−マルヘツドの蓄熱防止制御方式 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔概要〕 本発明はサーマルプリンタなどのサーマルヘッドの蓄熱
防止制御方式において、オンドツト数をカウント処理す
るカウンタ回路とオフドツト数をカウント処理するカウ
ンタ回路とを設け、サーマルヘッドの熱特性に合った計
数処理を行ない、これらの両カウンタ値の差値からドツ
トの通電時間を決定することにより、サーマルヘッド全
体の蓄熱増加を防止した制御を行なって高品質で高速印
刷ができるようにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明はサーマルプリンタなどにおいて、高品質で高速
印字を行なうことができるサーマルヘッドの蓄熱防止制
御方式に関する。

〔従来の技術〕

サーマルプリンタ等は複数のサーマルドツトから成るサ
ーマルヘッドの各ドツトに通電し、その発熱によって熱
転写リボンなどを使用して印字等を行なう。低速印字の
サーマルプリンタでは問題はないが、印字デユーティの
高い（例えばヘタ黒）パターンを印字するサーマルプリ
ンタ、高速印字を行うサーマルプリンタにおいては、サ
ーマルヘッドの蓄熱の為「文字のつぶれ」、「にじみ」
。

「尾引き」、「濃淡むら」等が発生する。そこで、これ
らを防止するため、従来は下記に述べる種々の制御方式
が採用されていた。

■は、履歴制御と呼ばれる方式で、各ドツトに関して前
回のヘッド通電タイミングにおいて、通電したかしなか
ったかによって通電時間を変える方式である。即ち第１
０図で説明すると、（イ）のように履歴制御がないと前
回の通電パルスにより次回通電時においてθ℃の蓄熱が
あり、このため最適温度よりもθ℃高くなってしまう。

そこで（Ｅｌ）に示すように、通電パルスをθ℃だけ温
度上昇させる時間ΔＴだけ、通電パルスを減少させるこ
とで蓄熱を防止していた。

■は、フィードバック制御方式であって、サーマルヘッ
ドに温度センサーを取付けて、その検出温度に応じて印
加エネルギーを変える方法である。

■は、ある印字の条件（例えばＮドツト以上の通電がＭ
回）を検出したら、印加エネルギーを減少させる方法で
ある。

■は、一種のフィードフォワード制御であって、毎回の
通電ドツト数を線形の加算計数処理し、かつ過去の通電
ドツト数を線形の減算計数処理する蓄熱累積カウンタを
持ち、このカウンタの状態で印加エネルギーを制御する
方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来の方法の基本となる熱解析は、１
ドツトに関する熱解析が主であり、種々の数式モデル（
微分方程式、積分方程式）が提案されているが、実際の
制御にあっては、１ドア）に関する数式モデルをサーマ
ルヘッドの全ドツトに拡張し、さらに単純な数式モデル
に置き換えて熱バイアスを算出して、印加エネルギーの
制御を行なうものであった。このため種々の印字パター
ンで種々に変化するサーマルヘッド全体の熱特性に対し
、きめ細く管理して蓄熱防止制御を行なうことができな
いという問題点があった。

さらに具体的には、従来技術■においては、中。

低速で印字デユーティが３０％以下の場合にのみ有効で
、それ以上の高速印字には対応がつかないという欠点が
あった。従来技術■においては、フィードバック系を構
成するためコストアンプになり、また検出信号の遅れ、
制御系の発振の問題から高速印字には対応がつかなかっ
た。また温度センサの検出精度の問題もあってきめ細か
な制御はできなかった。従来技術■は、特定の印字パタ
ーンに対しては有効であったが、すべてのパターンに対
応することができなかった。従来技術■は、ある程度の
きめ細かな制御は可能であるが、蓄熱累積カウンタは少
くとも２バイトを必要とし、また一つのカウンタに対し
２つの計数処理を同時に行なうことは処理が煩雑であり
、８ビツトなどのビット数の少ないマイクロＣＰＵでは
、一つの計数処理を行なう場合の３〜４倍の処理能力を
必要とし、印字しながらの蓄熱防止処理は不可能であっ
た。このため蓄熱防止処理専用のＣＰＵを用いるか、１
６ビツトないしは３２ビツトの処理能力１７）高いＣＰ
Ｕを用いる必要が生じて、コスト面でも実現性が低かっ
た。

本発明は上記問題点を解決するものであり、現実に近い
サーマルヘッドの熱特性にきめ細かく対応できるととも
に、８ビツトなどの処理能力の小さいＣＰＵでも印刷制
御を行ないながら蓄熱防止制御を行なうことができるサ
ーマルヘッドの蓄熱防止制御方式を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕 第１図は本発明の原理説明用のブロック図である。

本発明の上記目的を達成するための手段は、複数ドツト
で構成されたサーマルヘッド１の制御回路において、オ
ンドツト数を計数処理するカウンタ２と、オフドツト数
を計数処理するカウンタ３とを設け、両カウンタ２，３
のカウント値の差値から前記ドツトの通電時間を決定す
るようにしたことである。

〔作用〕

本発明は、数式モデルによる計算から熱バイアスを求め
るのではなく、通電するドツト数と通電しないドツト数
を各々別に計数処理する。その計数処理もカウンタ２，
３を複数のカウンタに分けて、各カウンタのカウント方
法を種々に変えることができる。この結果、サーマルヘ
ッド１の熱特性にきめ細かく対応して熱バイアス（蓄熱
）のカウントを行い蓄熱防止制御を行うことができる。

また各カウンタに対する計数処理は夫々一つなので８ビ
ツトのマイクロＣＰＵで印字処理と同時に蓄熱防止制御
を行なうことが可能となる。

〔実施例〕

本発明を実施例と図面に基づいて詳細に説明する。

第６図は本発明を適用するサーマルプリンタのサーマル
ヘッドの構成例である。サーマルヘッド１は通電により
発熱する複数のドツト１ａが移動方向に対し並列に第７
図（イ）のように配設されている。サーマルヘッド１と
図示しない印刷用紙との間にはサーマルリボン２が配置
され、サーマルヘッド１が移動するとき各移動位置毎に
通電するドラ）ｌａを変化させ、インクを熱転写して所
望の印字を行なう。各ドツトの構造は、第７図（ＩＩ）
に示すようにアルミナ等の基板上のガラス等のグレーズ
層ｌｂ上に発熱体１ｃの層を形成し、その上層にドツト
１３部を残してアルミ等のリード線１ｄを形成し、最後
にＴ　ａ　ｚ　Ｏｓ等の保護層１ｅで覆ったものである
。

第２図は本発明を適用したサーマルヘッドの制御回路の
一実施例のブロック図である。本実施例では第１図に示
す各カウンタ２，３をマイクロＣＰＵ（以下ＭＰＵと記
す）５の処理によってワーク用のＲＡＭＱ内の一部に構
成する。その計数処理手順はプリンタ制御プログラムを
内蔵するＲＯＭ６から与えられる。ＭＰＵ５は本発明の
蓄熱防止制御を行なう以外にプリンタの印字制御も行な
う。ＲＯＭ７は印字文字のドツトイメージデータを内蔵
するキャラクタジェネレータであり、ＲＡＭ８は１行分
の印字データを作成格納するラインバッファとして使用
するメモリである。入出力ボート１０はホスト側とのイ
ンターフェイス処理を行なって印字データを受信し、出
力ポート１）は図示しないスペースモータ、改行モータ
、ヘッド退避モータ等に対しＭＰＵ５の指示に基づいて
制御指令を発する。サーマルヘッド１はヘッド駆動回路
１２を介してＭＰＵ５から蓄熱防止制御されて駆動され
る。

第３図はサーマルヘッドの駆動回路の一実施例のブロッ
ク図である。本実施例ではパスライン５ａを介してＭＰ
Ｕ５から送出された例えば８ビット単位の各ドツトの通
電オン／オフデータを、転送回路１２ａによってシリア
ルデータに変換し、シフト用のクロック信号と共に、サ
ーマルヘッド１に送出する。全ドツトのデータが転送さ
れると、ラッチパルス発生回路を介してランチパルスが
サーマルヘッド１に送出されると共に、通電パルスを発
するタイマ１２ｃを起動（パルスＯＮ）する。

タイマ１２ｃはＭＰＵ５から毎回、蓄熱防止制御結果に
基づいたタイマ値がセットされ、パルス幅が可変できる
ようになっている。

第４図はサーマルヘッドの回路例を示すブロック図であ
る。ヘッド駆動回路１２からのシリアルデータは、同時
に送られるクロック信号によってシフトレジスタ１ｆに
シフトされて行く。全データがシフトさるとラッチパル
スが送出されるので、シフトレジスタ１ｆの内容はラッ
チ回路１ｇにランチされ、シフトレジスタ１ｆは次の受
信が可能になる。ラッチ回路１ｇの各出力は各ドツト１
ａを構成する発熱体１ｃに通電するドライバ１ｈのアン
ドゲートに入力され、通電オン／オフを指示する。通電
パルスは各ドライバ１ｈ共通にもう一方のアンドゲート
入力となっていて、通電オンが指示されているドライバ
は、−斉に通電する。

第５図はＲＡＭＱ内の一部に形成される本発明の要部の
カウンタの構成例である。オンドツト数を計数処理すカ
ウンタ２はカウンタ２ａ、２ｂ。

２ｃで構成する。カウンタ２ａはオンドツト数そのもの
をカウント（加算）する第１カウンタであり、カウンタ
値≧Ｎ１）時に第２カウンタのカウントを行う。カウン
タ２ｂは第１のカウンタのカウント・アップでカウント
する第２カウンタである。

１回のカウント（加算）値は簡易には一定値Ｍ、２とさ
れ、より良い制御のためには通電状態毎にテーブル参照
によって決定される。カウンタ値が所定値Ｎ１２にカウ
ントアツプすると通電時間をΔＴだけ減少させる。カウ
ンタ２Ｃは通電時間を減少させるたびに＋１されるカウ
ンタであり、後記するカウンタ３Ｃとの差値により通電
状態を知ることができる。オフドツト数を計数処理する
カウンタ３はカウンタ３ａ、３ｂ、３ｃで構成する。カ
ウンタ３ａは（オフドツト数）　Ｘ　Ｋｌ　　＋　Ｎ２
　（Ｋｌ。

Ｋｚ；定数）などの線形演算値、またはより良い制御の
ためには（オフドツト数／４）２などの非線形演算値を
カウント（加算）する第１カウンタであり、カウンタ値
≧Ｎ２０時に第２のカウンタのカウントを行う。カウン
タ３ｂは第１のカウンタのカウント・アップでカウント
する第２カウンタである。１回のカウント（加算）値は
所定値ＭＨ１である。カウンタ値≧Ｎ２０時に通電時間
をΔＴだけ増加させる。カウンタ３ｃは通電時間を増加
させるたびに＋１するカウンタであり、前記のカウンタ
２ｃとの差値により通電状態を知ることができるＱ上記
定数Ｎ目・Ｎ１２・Ｎ　＊　Ｉ　＋　Ｎ　２２・Ｍ　＋
　２・Ｍｇ２．に、・Ｎ２およびテーブル値等はサーマ
ルヘッドの熱特性、プリンタの印字速度等に合せて決定
する。

以上のように構成した実施例の動作をフローチャートに
基づいて説明する。第８図は本実施例におけるサーマル
ヘッドの制御手順の実施例を示すフローチャートである
。第８図はある１回の通電処理を示している。始めにタ
イマ値がタイマ１２Ｃにセットされ、データ転送回路１
２ａを介してデータ転送が行なわれ、完了するとランチ
パルス発生回路１２ｂを介してラッチパルスが発生され
る。これで１回のドツト印刷が終ると、次に述べる蓄熱
防止処理がなされて次回のタイマ値が決定される。以上
が繰り返されて印字制御がなされる。

第９図は蓄熱防止処理の一実施例を示すフローチャート
である。本フローチャートは前述した第５図のカウンタ
の制御を流れ図にしたものであり、図はより良い蓄熱防
止制御の場合を示している。

簡易な場合としては、（ア）の加算値決定は所定値Ｍ　
ｌ　２であり、（イ）のオフドツト加算値決定では（オ
フドツト数）ＸＫ＋＋Ｋｚ作成となる。説明を簡単にす
る為に、本発明に関する部分に限ったフローチャートを
示したが、いわゆる履歴制御（第１０図）を併用しても
良い。

八Ｔは、標準通電時間（初期値）Ｔの１％としており、
最大で約４０％の通電時間短縮となる。

また、オフドツト数のカウントによる通電時間の増加処
理においては、初期値Ｔを越える様な通電は行わない。

本制御を行った場合、次行の印字開始までにヘッドは所
定の温度まで下がっているので、通電時間はＴとし、各
カウンタは全てクリアしてから同様の処理を行う。オン
ドツト数は、たとえば２４ドツト構成のサーマルヘッド
では、１バイトずつ３回に分けてテーブル化した算出用
デ一夕から求め、オフドツト数は「２４−オンドツト数
」にて求める。

なお、本発明は上記実施例に限るものではなく、本発明
の主旨に沿って種々に適用、応用され、実施態様を取り
得る。たとえば本発明はサーマルヘッドを用いたもので
あれば、プリンタに限らず他の印刷機にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、サーマルプリンタな
どにおいて、高速で高密度の印字を行っても、サーマル
ヘッドを常に最適な温度値とすることができるので、濃
淡むら７尾引き等を生じないとともに、サーマルヘッド
の劣化がない。また使用するＣＰＵは１６ビツトや３２
ビツトなど処理能力の高いものは不要であるなど、コス
ト・アップにならない効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理説明用のブロック図、第２図はサ
ーマルヘッドの制御回路の実施例を示すブロック図、第
３図はサーマルヘッドの駆動回路の実施例を示すブロッ
ク図、第４図はサーマルヘッドの回路例を示すブロック
図、第５図はカウンタの構成例を示すブロック図、第６
図は本発明を適用するサーマルヘッドの構成例を示す斜
視図、第７図（イ）　、　（Ｄ）はサーマルドツトの構
成図、第８図はサーマルヘッドの制御手順の実施例のフ
ローチャート、第９図は蓄熱防止処理の一実施例を示す
フローチャート、第１０図（イ）、（Ｄ）は従来の履歴
制御の説明図である。 図中、１はサーマルヘッド、 ２はオンドツト数を計数処理するカウンタ、３はオフド
ツト数を計数処理するカウンタ。 第６図 （イ） ＋１） （ロ） τ−マルドットの構成図 第７図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数ドットで構成されたサーマルヘッド（１）の
   制御回路において、オンドット数を計数処理するカウン
   タ（２）と、オフドット数を計数処理するカウンタ（３
   ）とを設け、両カウンタ（２）、（３）のカウント値の
   差値から前記ドットの通電時間を決定することを特徴と
   するサーマルヘッドの蓄熱防止制御方式。
2. （２）前記オンドット数の計数処理は両カウンタ（２）
   、（３）のカウント値の差値に応じた定数を使用してカ
   ウントすることを特徴とする前記第１項に記載のサーマ
   ルヘッドの蓄熱防止制御方式。
3. （３）前記オフドット数の計数処理は該オフドット数を
   非線形演算してカウントすることを特徴とする前記第１
   項または第２項のいずれかに記載のサーマルヘッドの蓄
   熱防止制御方式。