JPS63203345A - サ−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
駆動方法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きている。その中には特公昭５
５−４８０３１のように、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５７−１８５
０７のように駆動周期によって通電時間を変える方式等
が用いられている。これらを一般にＨＦｍ制御方式と言
う。又更に、特開昭０ｆ−１５８４７８のように次回の
駆動データがある時にその直前だけ予熱し、過去の駆動
脂層による削減とを組み合わせる予熱制御も提案されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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付かずサーマルプリンタの高
速化の障害となっていた。

又、従来の予熱方式では不充分で、印字に空白部があっ
た場合は、その後の濃度が低下するという問題点があっ
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、印字品位のすぐれたサーマルプリンタの印字
制御’１８　ｒｌを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるサーマルプリンタの印字制御装置は、サー
マルヘッドの発熱要素への通電時間の基準となる全通電
時間を決定する通電幅制御手段と記憶回路に記憶された
仕置の発熱要素の自己の駆動結果によって次回の駆動デ
ータがオンである時に前記全通電時間からｍ定時間を削
減する制御手段と、隣接した発熱要素の駆動結果によっ
て次回の駆動データがオンである時に前記全通電時間か
ら所定時間を削減する制御手段と、前記双方の駆動結果
が次回の通電時間を削減しない結果であって次回の駆動
データがオフである時にドツトを形成しない程度の所定
時間を前記発熱要素にそれぜれ付加する制御手段を有す
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
の構成を示す略図である。

ｌは複数の発熱要素１ａを「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ＣＩ’Ｕ４とサーマルヘッド１の間に挿入されサ
ーマルヘッドへの発熱量をコントロールするヘッド発熱
制御回路ユニット、ＣＰＵ４はサーマルプリンタ全体を
も統括制御している。１８はヘッド発熱制御回路ユニッ
ト３へ二種類以上のパルス幅を有するパルスを供給する
通電幅制御手段の一種のパルス発生回路で、サーマルヘ
ッド１の温度、もしくはその周囲温度を検出するサーミ
スタ１４を有している。

ＣＰＵ４は、−例として８ビツトのＣＰＵでデータバス
１６、アドレスバス１７　、Ｗ　Ｒ信号すどを存してい
る。

ヘッド発熱制御回路ユニット３は一例としてゲートアレ
イで構成され、ＣＩ’Ｕ４と同様７ンチツプ化されてい
る。以下ヘッド発熱制御回路ユニットはＩＩ　ＣＵと略
して説明する。

ＨＣＵ　３は記憶回路の一種であるデータラッチ回路を
内蔵しデータバス１６に接続されたデータ入力端子５、
アドレスバス１７の下位２ビツトを入力するアドレス入
力端子６、ＣＰＵ４からの所定のアドレス情報に応じ、
そのユニットの指定を知るユニットセレクト端その一種
であるチップセレクト端子（己端子）７、ＣＰＵ４の７
１信号に接続されたデータラッチタイミング入力端子、
発熱要素への通電時間を決定する複数の通電パルス入力
端子９、サーマルヘッド１のそれぞれの発熱要素への駆
動信号を出力するヘッド駆動出力端子ｌＯを少なくとも
有している。

１１はＣＰＵ４のアドレス情報からＩＩ　ＣＵ　３に当
てられた所定のアドレスフードを作るデコーダである。

　　　　・ １２はＣＰＵ４の制御プログラムやキャラクタジェネレ
ータ等を格納するＲＯＭ、１３はＲＡＭ、１５は電源を
示している。

第２図はヘッド発熱制御回路ユニツ）ＩＣＵ３の一実施
例を示す詳細回路図であり、第１図と同一物は同一番号
で示している。

データ入力端子５はＤ０〜Ｄ、の８ビツトデータがパラ
レルに入力可能である。

２１から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
Ｉｌ、〜Ｉ’ｌ　ｔのデータを保持し、２４〜２６はＨ
、〜１−１．．のデータを、２７〜２９は１１．、〜Ｉ
Ｌ、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コノ出力端子Ｌｌ　ｏ〜■
１．を仔している。

３１は次回のへラドデータのｌド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、３８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ピツトごとにふり分けて格納するためのア
ドレスデコーダであり、−例としてアドレスデータの下
位２ビットＡ、　、Ａ、のビット情報によってデータラ
ッチ回路２１．２４．２７を選択可能である。３４は通
電パルス入力端子から入力されたパルスを通電区間信号
に変換するゲート回路である。これはパルス発生回路１
６の出力信号がもともと通電区間信号として出力されて
いる場合は不要である。

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、ＷＲ倍信号出力され、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口端子
がアクセスされ、アドレスバスの下位２ビツトのすｎ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存される。

下位２ビツトの情報では４つのデータラッチ回路までア
クセス可能であるが、発熱要素の数に応じてアドレス入
力端子数とデータラッチ回路を増加すれば良い。

データがセットされた後、通電パルス入力端子９に所定
のパルスを入力すると、発熱要素への通電がなされる。

３５はラッチされたデータと通電区間信号とを組み合わ
せ、過去の四層に応じて発熱量を制御する発熱制御信号
を作製するゲート回路である。

３７ａ１ｂｔ　ｃｌｄｌ　ｅのゲートニヨッテ任意の発
熱要素の自己の駆動結果によって次回のデータがオンで
ある時に全通電時間から所定時間を削減する制御手段を
構成し、３８　ａ　ｓ　ｂ　１ｃによって隣接した発熱
要素の駆動結果によって次回の駆動データがオフである
時に同様に所定時間を削減する制御手段を構成し、３８
　ＦＬ−、ｂｌｃによって駆動結果が次回の超電ｕ′７
間を削減しない結果であって、次回の駆動データがオフ
である時ドツトを形成しない程度にその発熱要素を予熱
する制御手段を構成している。

４０はオアゲートで題歴結果による種々の通電区間を統
合して発熱要素への通電時間を作るものである。Ｉｌ。

〜ＩＩ、、は一例として２４ビツトの出力端子数を仔す
るヘッド駆動出力端子を示している。

４１は予熱制御の「無をコントロールするだめのＡＮＤ
ゲートで、予熱制御端子ｒ’　Ｉｆ　４３によって予熱
がコントロールされる。これは一般に感熱紙と熱転写イ
ンクリボンとで印画特性が異なるため、予熱の存無によ
って最も良い印字品質に合わせ込むためのものであり、
実験によれば感熱紙は一般に中間調が出やすいため尾引
きを生じやすく予熱は不要であり、インクリボンでは印
字開始部のドツトのエツジ部の再現性を良くするため予
熱が必要であった。

４２は発熱要素が３２ドツトや４８ドツトになった時に
ＩＩ　ＣＵ　３を増設可能とする拡張４７子であり、−
ユニット内の両端部の記憶情報を交換するものである。

第３図は通電パルス人力６１子９の人力信号と、通電区
間信号の関係を示すものである。

Ｔ０〜Ｔ、は通電パルス入力端子９の入力波形であり、
ＴＷ、〜ＴＷ、は通電区間信号をそれぞし示している。

ｔ、〜ｔｓは通電区間信号のパルス幅をそれぞれ示して
いる。

第４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る。

５１．５２．５３は記憶回路３１．３２．３３内のデー
タをそれぞれ示し１がオンを０がオフを表していて、５
１は次回の、５２は一つ前の回の、５３は２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
力波形を示していテ、５４　ｔ＊Ｈｅ　端子の、５５は
１−１−　ｒａ子ノ、５６ハＨａ　ｌｌ子ノ、５７　ハ
１’Ｉｔ　ｒａ子ｔＤ、５８　ハＨ，。

の端子の出力波形を示している。

第４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ｔ
１区間が予熱パルスとして付加される。この予熱パルス
ではサーマルヘッドの基板温度を高めるだけで感熱紙を
発色させたり、インクリボンのインクを溶解させてドツ
トを形成することのないレベルの通電時間を設定し、本
実施例では隣接した発熱要素の駆動結果によって削減す
る時間と同じ通電区間を用いている。予熱パルスの時間
はこれに限定されることな（別に設定しても良い。

特開昭６１−１５８４７８で提唱している方法、では次
回に通電が予定されている時のみ前回で予熱する方法で
あるがこの方法では充分に休止時間があった発熱要素で
は予熱が不足したり、サーマルヘッドの基板全体の温度
が冷却しすぎたりしてしまう。そのため本実施例では、
オフデータでない発熱要素に対しても印字周期中に常に
通電タイミングに同期して予熱し、サーマルヘッドに列
状に配置された発熱要素の温度を一様セしておく効果を
存し、濃度むらを解消することができる。

更に、本発明による印字制御装置を用いて、印字スター
ト前に数十タイミングこの予熱パルスを付加しサーマル
ヘッドの基板温度を高めて置くことによってシリアルプ
リンタでは１行の右端と左端の印字濃度を完全に一致さ
せることができる。

この時駆動データを全てオフデータの０にして印字と同
一のタイミングでデータを送出すれば良い。

次に過去の駆動データがある場合について述べる。１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ｔ８区間の所定時間が削減され、
（出力波形５４に示す）２つ前のタイミングで駆動デー
タがあるとｔ２区間の所定時間が削減され（出力波形５
７に示す）、これが連続している場合は１．＋１．区間
が削減される（出力波形５４に示す）。前回の駆動結果
で任意の発熱要素の隣接した両方の発熱要素の通電デー
タがオンの時は１１区間が削減される（出力波形５６に
示す）。そして削減しようとして比較される全てのデー
タがオフデータであって自己の現在のデータがオンの時
は、ｔ、区間のみが通電オンとなる。逆に削減しようと
して比較される一部又は全てのデータが現在のオン時間
を削減しない結果であってかつ現在のデータがオフの時
は予熱パルスｔ、が与えられ、逆に駆動結果中の一部又
は全てが現在のパルス幅を削減するべき結果となってい
る時は予熱パルスが付加されない（出力波形５５に示す
）、すなわち、任琢の発熱要素が極部的に加熱されその
余熱があると判断される場合は予熱しない。実験によれ
ば過去２回の駆動結果中比較されるデータの一つでもＪ
ＩＨＥのオン時間を削減するべき結果となっている時は
現在のデータがオフならば予熱せず、逆に全てのデータ
が現在のオン時間を削減しない結果であって、かつ現在
のデータがオフならば予熱する方法が最も効果があった
。第２図のゲート回路３５はこれに基づいて構成したも
のである。

過去の駆動履歴の組ろ合わせて通電時間が決定される。

この方法では、２Ｘ２Ｘ２＝８の８通りの過去の場合数
に対して４つの通電区間信号を育しているだけで良いと
いう構成となっている。

第５図は本発明によるサーマルプリンタの印字制御装置
に用いるサーマルヘッドの−・例を示し、シリアル型ヘ
ッドを示している。

８１はセラミックス基板であり、８２は基板上に設置さ
れたガラスグレーズ部であり、８３はそのグレーズ部の
突部に配置された発熱要素を示している。８４はサーマ
ルヘッドに接続されたフレキシブルケーブル、８７はそ
の電極、８５は基板８１の背面に設置されたサーミスタ
を示している。８６はサーミスタを覆う樹脂である。一
般に背面にさらに放熱基板を設置して用いる。

第６図は、印字スタート時に予熱パルスを加えた時と従
来例との比較を示し、発熱要素の表面温度と前記第５図
のガラスグレーズ部８２の温度の変化を示す説明図であ
り、第６図（ａ）は従来例を、第６図（ｂ）は予熱パル
スを加えた時のものを示している。９１．０３は駆動パ
ルスを示し、９５．９Ｅｉの点線はガラスグレーズ部の
温度を示し、９２．９４は予熱パレスを示している。

従来例ではガラスグレーズ部の温度は印字開始と同時に
上昇し、放熱との関係でほぼ所定の温度を維持するが、
印字が中断すると急激にガラスゲレース部の温度は下降
し、点線９６で示したような特性となる。

しかし本実施例による印字制御ＨＢを用いると、先ず予
熱パルス９２によってガラスグレーズ部の温度を上昇さ
せ、駆動パルス０３を加えた後、−行中の休止時にも予
熱パルス９４を加え続けるためブレース部の温度を点Ｎ
ＯＧに示したように所定レベルを維ｔｊ？　して詮くこ
とが可能となり、−行中に印字を中断した後の印字濃度
を低下させることがなく常に所定の濃度で印字すること
が可能となる。

第７図は本発明による印字制御装置の発熱要素の通電時
間の基準となる全通電時間を決定する通電幅制御手段の
一種のパルス発生回路である。

パルス発生回路は本実施例では全通電時間だけでなく、
駆動履歴によって削減する所定時間と、予熱時間をも決
定するものである。

６０は前述のサーミスタ１４を包含する発振回路であり
、抵抗器６１．６２．６６、コンデンサ６３、トランジ
スタ６４、インバータロ８、ツェナーダイオード６５、
電圧コンパレータ６７より形成され電源ＶＣに接続され
ている。この出力波形６９０間期Ｓ、は、サーマルヘッ
ドの温度を感知し、温度が高い時は小さく、低い時は大
きくなる特性をイｒしている。７０は分周回路、７１は
ゲート回路を示している。ゲート回路７１からは、Ｔ０
〜Ｔ、のそれぞれのパルスが出力される。−例としてＴ
　ｓ　＝Ｓ　ｏ　Ｘ　８、Ｔｔ　＝Ｓ＠　Ｘ　１０、Ｔ
　＋　＝　Ｓ　ｏ　Ｘ　１２、Ｔｏ　＝Ｓｏ　ｘ２２の
時間が形成される。

すなわち、全通電時間に対して常に概略−走化を乗じた
パルス幅の出力波形を得ることができる。このようなパ
ルス発生回路を用いてサーマルヘッドへの通電時間を決
定することによって、常にサーマルヘッドの周囲温度や
放熱板の温度に最適な印加エネルギを発熱要素に与え、
かつ過去の駆動履歴によって減する印加エネルギも常に
その時の全通電時に相関し、かつ予熱エネルギもその時
のサーマルヘッドに合致したものとすることができる。

〔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Ｃ
ＰＵで行う必要がないため、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、【−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発熱制御回路ユニッ
トを形成し１チツプ化したことにより、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ｃ　ｐ　ｕから直接データを古き込むだけで良い
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、予熱パルスを印字周期中に加えることによってサ
ーマルヘッドの４０Ｉ′をほぼ一定に維持し、常に最適
な印字条件でサーマルヘッドを駆動でき、印字品位の向
上を可能とする他、発熱要素へ余計な印加エネルギを与
える必要がないためピーク温度を抑制し、サーマルヘッ
ドの耐久性を上昇することが可能となる。

本発明は、シリアル型サーマルヘッドを用いたものばか
りでなく、ライン型サーマルヘッドを用いたものに対し
ても幅広く応用することが可能であり、その効果は著る
しい。

【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構
成を示す略図。 第２図は本発明のヘッド発熱制御回路ユニットの一実施
例を示す回路図。 第３図は本発明のヘッド発熱制御回路ユニットの通電パ
ルス入力信号と通電区間信号の関係を示す説明図。 第４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。 第５図は本発明に用いるサーマルヘッドの一例を示す略
図。 第６図は発熱要素の表面温度とサーマルヘッドの基板温
度の変化を示す説明図。 第７図は本発明による印字制御！ａ置の通電幅制御手段
の一種のパルス発生回路の一実例の回路図。 １・・・サーマルヘッド ３・・・ヘッド発熱制御回路ユニット ４・・・ＣＰＵ １８・・・通電幅制御手段 以　　上 第１図 第３図 第６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印
   刷する如きサーマルプリンタであって、前記サーマルヘ
   ッドの駆動データを少くとも過去２回分記憶する記憶回
   路を有し、記憶された駆動結果によって前記発熱要素へ
   の通電時間を決定するサーマルプリンタの印字制御装置
   に於いて、前記発熱要素への通電時間の基準となる全通
   電時間を決定する通電幅制御手段と、前記記憶回路に記
   憶された任意の発熱要素の自己の駆動結果によって次回
   の駆動データがオンである時に前記全通電時間から所定
   時間を削減する制御手段と、隣接した発熱要素の駆動結
   果によって次回の駆動データがオンである時に前記全通
   電時間から所定時間を削減する制御手段と、前記双方の
   駆動結果の一部又は全てが次回の通電時間を削減しない
   結果であって次回の駆動データがオフである時にドット
   を形成しない程度の所定時間を前記発熱要素にそれぞれ
   付加する制御手段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）前記全通電時間を決定する通電幅制御手段は前記サ
   ーマルヘッドの基板温度もしくは周囲温度を検出する感
   熱素子を包含し、温度変動に対して出力パルス幅を可変
   する特性を有し、該通電幅制御手段の出力から全通電時
   間に概略一定比を乗じたパルス幅の出力を得、駆動結果
   によって削減する前記所定時間と、付加する所定時間と
   を前記全通電時間の変化に対応させるよう制御する制御
   手段を有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。