JPS63203348A - 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、時にその発熱要素の
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
使用時の熱諮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。これらを一般に履歴制御方式と言う
。又更に、時間昭８１−１５８４７６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、過去の駆動履
歴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／りの高
速化の障害となっていた。

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
制御装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、印刷紙の種類やインクリボンの種
類に応じて段違な発熱制御を行うサーマルプリンタの印
字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〕

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ｆαさ
れた任意の発熱要素の自己の駆動結果と隣接した発ＩＱ
要素の駆動結果によって、次回の駆動データがオンであ
るときにオン時間を削減する制御手段と、前記双方の駆
動結果によって次回の駆動データがオフである時にドツ
トを形成しない程度の予熱パルスを加える制御手段と、
前記サーマルヘッドのかかわる印刷対象物の種類もしく
は、転写用のインクリボンの種類を検出する検出手段と
を「シ、該検出手段の検出結果によって前記全通電時間
に対する前記オン時間を削減する比率もしくは前記予熱
パルスの比率又は有無を可変可能な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。

１は複数の発熱要素１ａを有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ＣＰＵ４とサーマルへ、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訂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、ＷＲ倍信号パルス発生回路制
御端子４ａｓ４ｂｓ４ｃなどを育している。

１９はインクリボンカセット２０の！ｉ類を検出する検
出手段の一種のスイッチでプリンタ本体のリボンカセッ
トを装着するキャリッジ等に設置されたマイクロスイッ
チである。インクリボンカセット２０に設置された穴部
（図示せず）によってリボンカセットのを無、インクリ
ボンの種類等を検出するものである。

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、ＣＰＵ４と同様にワンチップ化されてい
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。

１−Ｉ　ＣＵ　３は記ｔａ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人力
端子５、アドレスバス１７の下位の２ビツトを入力する
Ｐ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
端子の一種であるチップセレクト端子（口定子’）７、
ＣＰＵ４の７１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１０
を少くとも作している。

１１はＣＰＵ４のアドレス情報からＨＣＵ　３に当てら
れた所定のアドレスコ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ＲＡＮｌ、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）ＨＣＵ３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存するデータラッ
チ回路をそれぞれ示し、２１〜２３はヘッド駆動信号の
１４゜〜Ｈ、のデータを保持し、２４〜２６はＩ（。〜
Ｉ−１，，のデータを、２７〜２９は０；、〜Ｈ，，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コの出力端子ト■。〜Ｈ，
，を佇している。

３１は次回のヘッドデータの１ビ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、３３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ビ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Ａ０．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１Ｇ
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。

ＣＰｔＪ４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ＣＰＵ
４のメモリマツプ上に定めたアドレス情報によってＣ８
端子がアクセスされ、アドレスバスの下位２ビツトの＋
７４１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
回路２１のデータはデータラッチ回路２２へと言うよう
にシフトされ昂去のデータとして順次保有される。

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、過去の履歴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。

３７　ａｌ　ｂ）　ｃｓ　ｄｘ　ｃのゲートによって任
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
オフである時に全通電時間から所定時間を削減する制御
手段を措成し、３８ａ、ｂｌ　Ｃ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ンである
時に同様に所定時間を削減する制御手段を構成し、３　
Ｇ　ａｓ　ｂｓ　ｃによって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はオアゲートで履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。■］。

〜Ｉ−１，，は一例として２４ビツトの出力端子数を有
するヘッド駆動出力端子を示している。

４１は予熱制御の有無をコントロールするだめのＡＮＤ
ゲートで、予熱制御端子４２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、予熱の有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
ツトのエッソ部の再現性を良くするため予熱が必要であ
った。

４３は予熱の全通電時間に対する比率を可変する予熱全
制御端子であり、この端子のレベルによってｔ１区間又
はｔ２区間の予熱がゲート回路４３ａ１４３ｂｓ　４３
Ｃ％　４３ｄを介して選択される。これはインクリボン
がワックス系か、リジン系かによってヘッドを暖める温
度を可変することによりドツトの再現性を最適に制御す
るためのものであり、一般にリジン系ではヘッド温度は
高い方が良く、リックス系ではあまり高くしない方が光
沢のある美しいドツト再現性を実現できる。更にカラー
インクリボンでは、塗り重ねる時の色再現性を良くする
ためには、ヘッド温度をあます高くしない方が、仕上り
がきれいである。予熱量制御端子はこのような時に用い
る。

４４は発熱要素が３２ビツトや４８ビツトになった時に
ＨＣＩＪ　３を増設可能とする拡張端子であり、−ユニ
ット内の音端部の記憶情報を交換するものである。

第３図は通電パルス入力端子９の入力信号と、通電区間
信号の関係を示すものである。

Ｔ、〜Ｔ、は通電パルス入力端子９の入力波形テアリ、
ＴＷ、〜ＴＷ、は通電区間信号をそれぞれに示している
。ｔ、〜ｔ、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
力波形を示していて、５４は１■。の端子の、５５はＨ
、の端子の、５６は■、端子の、５７はＩ−１□端子の
、５８はト■ｓ　ｅ　ｒｊ：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区間が予熱パレ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
トを形成ス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く別に設定しても良い。

特開昭６１−１５８４７６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
ン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吠
に配置された発熱ｉ索の温度を一様にしてお々効果を「
シ、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＋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てｔ３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ｔ１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ｔＩ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
タがオンデータであって自己の現在のデータがオンの時
は、ｔｏ区間のみが通電オンとなる。逆に削減しようと
してい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、任意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
でも現在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采があっ
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み合わせで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任しているだけで良いと
いう構成となっている。

第５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サーマルヘ
ッドの基板温度の変化を示す説明図であり、第５図（ａ
）は従来例を、第５図（ｂ）は予熱パルスを加えた時の
ものを示している。８１．８３は駆動パルスを示し、８
５．８６の点線は基板温度を示し、８２．８４は予熱パ
ルスを示している。

従来例では基板温度は印字開始と同時に上昇し、放熱と
の関係ではほぼ所定の温度を維持するが、印字が中断す
ると急激に基板温度８５は冷却して行く。

しかし本実施例による印字制御長δを用いると、先ず予
熱パルス８２によって基板温度８６を上昇させ、駆動パ
ルス８３を加えた後、−行中の休止時にも予熱パルス８
４を加え続けるため基板温度８６を所定レベルに維持し
て置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６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６１．８２、ｆ３６、コンデンサ６３、トラン
ジスタ６４．６９、インバータ７０、ツェナーダイオー
ド６５．６７、電圧コンパレータ６８より形成され電源
Ｖｃに接続されている。この出力に波形７１の周期Ｓ０
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仔している。トランジ
スタ６９は発振回路の周期を可変するもので、サーマル
プリンタの印字スピードの変更や記録紙の種類によって
ヘッドへの通電時間を切換える時に使うパルス幅切換端
子７４によって制御される。７２は分周回路、７３はゲ
ート回路を示している。ゲート回路７３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。×６、ＴＩ＝　Ｓ６　Ｘ　Ｉ　Ｑ又は＝Ｓ、×
８、Ｔ。

＝ＳｏＸ１２、Ｔ、＝Ｓ、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各略一定圧を乗じた
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ｉ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
の時の全通電時間に相関し、予熱エネルギもその時のサ
ーマルヘッド温度に合致したものとすることができる。

パルス幅切換端子の入力によって全通電時間を切換えた
場合もその比率を変えずに用いることができる。７５は
履歴制御時の削減する通電時間の比率を可変するもので
あり、インクリボンの特性の違い等にＱＢな制御を選択
する削減比率可変端子である。７６は分周回路７２のリ
セット端子であり通電周期毎にリセットし通電タイミン
グに同期して発熱要素を駆動する同期入力端しである。

上記パルス幅切換端子７４、削減比率可変端子７５、同
期入力端子７６はＣＰＵ４によって制御され、第１図の
パルス発生回路制御端子４ａ１４ｂ１４ｃにそれぞれ接
続され、印刷紙やインクリボンに最適な条件にセットさ
れ使用される。

〔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上昇すること
が可能となる。

又、ゲートアレイ等によってヘッド発熱側回路ユニット
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ＣＰＵから直接データを書き込むだけで良いためき
わめてｆｉｌｌｉ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教えることによってサ
ーマルヘッドの温度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。

近年、記録媒体となる紙の１ｉｌｌＷｎ１　インクリボ
ンの種類等が増加し、これらにＲＩＭなサーマルヘッド
の発熱制御が必要となっている。本発明はこのような多
様化に対応するきわめて便利なものである。

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、その結果は著る
しい。

【図面の簡単な説明】

ｍ１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動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。 ｆＪＳ図は発熱要素の表面温度とサーマルへラドの基板
温度の変化を示す説明図。 第６図は本発明による印字制御装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・・・ＣＩ）　Ｕ １８・・・通電幅制御手段 以　　上 第５図

Claims (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回分を記憶する記憶回路
   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
   るときにオン時間を削減する制御手段と、前記双方の駆
   動結果によって次回の駆動データがオフである時にドッ
   トを形成しない程度の予熱パルスを加える制御手段と、
   前記サーマルヘッドのかかわる印刷対象物の種類もしく
   は、転写用のインクリボンの種類を検出する検出手段と
   を有し、該検出手段検出結果によって前記全通電時間に
   対する前記オン時間を削減する比率もしくは前記予熱パ
   ルスの比率又は有無を可変可能な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。