KR0157461B1

KR0157461B1 - 아날로그/디지탈변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치

Info

Publication number: KR0157461B1
Application number: KR1019930007079A
Authority: KR
Inventors: 홍승호
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1998-12-15

Abstract

본 발명은 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치에 관한 것이다. 본 발명은 열기록헤드 외부에 있던 A/D변환기를 내부에 내장하므로써 서미스터 신호선이 열기록헤드로부터 A/D입력채널까지 오는데 긴 신호선을 사용할 필요가 없고, 열기록헤드의 데이터 및 제어신호선과 인접해 있지 않기 때문에 잡음의 영향을 줄일 수 있다. 또한, A/D변환기의 기준전위에서 발생하는 전위차를 최소화하므로써 A/D변환된 온도데이터의 신뢰도를 보장할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

아날로그/디지탈변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치

제1도는 종래 열기록헤드의 온도제어장치를 나타낸 블록도.

제2도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치를 나타내는 상세도.

제3(a)-(c)도는 제2도 장치에서 A/D변환기와 제어부 사이의 입·출력 관계를 설명하기 위한 파형도.

제4도는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치의 온도제어장치를 나타내는 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 열기록헤드 21 : 발열부

22 : 온도감지부 23 : 다채널 A/D변환기

24 : 제어부 25 : TPH제어기

30 : A/D변환부 40 : 디코더

TH1, TH2, TH3, …, THN : 서미스터(Thermistor)

본 발명은 승화형열전사방식 또는 감열방식을 사용하는 프린터장치에 구비되어 있는 열기록헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 온도검출을 위한 A/D변환기를 열기록헤드에 장착시키므로 외부 노이즈에 의한 영향을 최소화시켜 정확한 온도데이터를 얻어낼 수 있도록 한 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치에 관한 것이다.

컬러프린팅을 제공하는 기술로는 잉크제트, 열전사, 레이저 등이 있는데, 적절한 가격으로 고품질의 출력을 제공하는 열전사 컬러프린팅은 특수 잉크쉬트(색소운반기)로부터 종이나 포지필름에 잉크를 전사하는데 열을 이용한다. 새로운 형태의 컬러열전사프린터로는 잉크 또는 염료를 가열시켜 고체상태의 잉크를 기체상태로 직접 변환시킴으로써 종이에 잉크를 전사하는 승화형열전사프린터가 있다. 승화형열전사프린터는 열기록헤드(Thermal Printing Head)의 발열원소(heating element)의 발열량이 변화됨에 따라 승화되는 잉크량이 조절되는 방식이다. 또한, 감열기록은 신호에 따라 전류를 발열원소로 구성한 열기록헤드에 가하여 발열시킨 다음 이것과 접하여 놓은 감열기록지를 발색시켜 하드카피를 얻는 방식이다.

제1도는 종래 기술에 따른 열기록헤드의 온도제어장치를 나타낸 블록도이다. 제1도에 나타낸 장치는 시프트레지스터(Shift Register) 및 발열원소를 내장하며 잉크를 승화시키는 발열부(11)와, 서미스터를 구비하고 발열체에서 발생하는 열을 방열시키기 위하여 프리터기판에 밀착시킨 알루미늄기판의 온도를 감지하는 온도감지부(12)로 이루어진 열기록헤드(10)(Thermal Printing Head; TPH)를 구비한다. 열기록헤드(10)의 출력단에는 온도감지부(12)에서 감지된 온도를 나타내는 신호(S_TH)를 디지탈형태로 변환시키는 A/D변환기(13)가 연결된다. 제1도 장치는 또한, A/D변환기(13)로 A/D변환동작을 제어하는 신호들(SEL, CLK1)을 인가하고, A/D변환기(13)로부터 디지탈형태의 온도데이터를 인가받아 이에 대응되는 제어신호(CTL)를 발생하는 제어부(14)를 구비한다. 제어부(14)와 열기록헤드(10) 사이에는 제어부(14)로부터 인가되는 제어신호(CTL)에 응답하여 열기록헤드(10)의 온도를 제어하는 데이터(DATA) 및 제어신호들을 출력하는 TPH제어기(15)가 연결된다.

제1도에서, 열기록헤드(10)내의 온도감지부(12)는 발열부(11)에 내장되어 있는 발열체에서 발생하는 열을 방열시키기 위하여 프린트기판에 밀착시킨 알루미늄기판에 취부되어 있는 서미스터의 특성을 이용하여 열기록헤드(10)의 온도를 감지한다. 온도감지부(12)에 구비되어 있는 서미스터의 수는 알루미늄기판의 크기에 따라 달라지게 된다. 알루미늄기판에서 취부된 서미스터는 발열체의 발열에 따라 알루미늄기판의 온도가 변화하고, 그 온도에 따라 저항값이 변화된다. 이때, 온도감지부(12)는 서미스터의 양단에 걸리는 전압을 검출하여 A/D변환기(13)로 인가한다. 열기록헤드(10)의 외부에 위치한 A/D변환기(13)는 온도감지부(12)로부터 인가되는 감지된 온도신호(S_TH)를 제어부(14)로부터 인가되는 클럭신호(CLK1)에 맞춰 디지탈형태의 데이터로 변환시킨다. 디지탈형태의 온도데이터는 제어부(14)로 입력된다. 만약, 온도감지부(12)에 다수의 서미스터가 구비된 경우, A/D변환기(13)는 서미스터의 수에 대응되는 입력단을 갖게 되며, 제어부(14)로부터 순차적인 선택신호(SEL)를 인가받아 순서대로 A/D변환동작을 수행하게 된다. 제어부(14)는 A/D변환기(13)로부터 인가되는 디지탈형태의 온도데이터에 응답하여 사전 설정된 온도보상알고리듬에 따른 제어신호(CTL)를 TPH제어기(15)로 공급한다. TPH제어기(15)는 제어부(14)로부터 인가되는 제어신호(CTL)에 맞춰 열기록헤드(10)의 발열량을 제어하기 위한 데이터(DATA) 및 래치신호, 인에이블신호, 클럭신호(CLK2)를 발열부(11)로 인가한다. 열기록헤드(10)의 발열부(11)는 TPH제어기(15)로부터 인가되는 이진데이타(DATA)를 내장하고 있는 시프트레지스터로 인가받고, 저장된 이진데이터들은 래치신호, 인에이블신호및 클럭신호(CLK2)에 의해 잉크를 승화시키는 발열원소의 동작에 이용된다. 즉, 클럭신호(CLK2)에 의해 발열부(11)에 시프트레지스터들에 저장되어 있는 이진데이터들이 자리이동(Shifting)되고, 래치신호에 의해 발열부(11)의 시프트레지스터들에 저장된 이진데이터이 래치되며, 각 발열원소를 인에블시키는 인에이블신호에 의해 발열원소들을 구동하게 된다. 이렇게 해서 열기록헤드(10)의 온도가 제어된다.

이러한 종래 기술은 서미스터 양단의 전압을 검출하는 신호선이 길고, 외부 노이즈(Noise)에 민감하다. 그래서, A/D변환된 온도데이터의 신뢰성을 보장할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, A/D변환기의 성능이 좋은 것이라 할 지라도 입력되는 아날로그형태의 서미스터 양단전압에 리플(Ripple)이 심하거나 노이즈의 영향을 많이 받으면 소용이 없게 되버린다. 그래서, 신호선의 길이를 짧게 하는 방법도 사용되었지만 한계성이 잇고, 서미스터신호선 자체가 디지탈신호선들과 인접해 있기 때문에 근본적인 문제는 해결될 수 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 A/D변환기를 열기록헤드에 내장시켜 외부 노이즈에 의한 영향을 최소화하고, 온도검출데이터의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치는, 다수의 발열체저항 및 이를 구동하는 수단을 갖는 발열부와 발열체저항에 의해 발생하는 열을 발산하기 위해 프린트기판에 취부된 알루미늄기판의 온도를 감지하는 다수의 서미스터를 갖는 온도감지부로 된 열기록헤드, 감지된 온도를 데이터입력받기 위한 제1제어신호를 발생하며 입력된 온도데이터에 응답하는 제2제어신호를 발생하는 제어부, 및 제어부의 제2제어신호에 응답하여 열기록헤드의 발열온도를 제어하는 TPH제어기를 구비하여 열기록헤드의 온도를 제어하는 장치에 있어서, 상기 열기록헤드와 상기 제어부 사이에 연결되고, 상기 온도감지부의 서미스터들 양단에 걸리는 전압을 제어부의 제1제어신호에 따라 각 입력받아 제어부에서 처리가능한 디지탈형태의 온도데이터로 변환하여 제어부로 출력하는 A/D변환부를 포함하며, 상기 A/D변환부는 상기 온도감지부와의 연결 신호선을 짧게하여 상기 온도감지부로부터 정확한 온도데이터를 얻어내기 위해, 상기 열기록헤드에 내장됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치를 나타내는 상세도이다. 제2도에 나타낸 장치는 제1도 장치와 동일한 구성요소를 가지며, 특히 다채널A/D변환기(23)를 열기록헤드(20)내에 구비하도록 구성된다. 좀더 구체적으로 설명하면, 열기록헤드(20)는 다수의 발열체저항들을 갖으며, 발열체저항들을 구동하기 위한 스위칭회로, 래치회로, 및 시프트레지스터회로들을 내장하고 있는 다수의 IC블록들로 이루어진 발열부(21)를 구비한다. 열기록헤드(20)는 또한, 다수개의 서미스터(TH1, TH2, TH3, …, THN)를 구비하고, 알루미늄기판상의 구역별 온도차를 감지하는 온도감지부(22)를 갖는다. 온도감지부(22)의 출력단에는 다수의 서미스터(TH1, TH2, TH3, …, THN)에 대응하는 입력채널(IN1, IN2, IN3, …INN)을 구비하여 다수의 서미스터(TH1, TH2, TH3, …, THN) 양단에 걸리는 전압들을 인가받아 순차적으로 디지탈형태의 데이터로 변환시키는 다채널A/D변환기(23)가 연결되어 열기록헤드(20)를 구성한다. 제2도 장치는 또한, 열기록헤드(20)내의 다채널A/D변환기(23)의 입력채널(IN1, IN2, IN3, …, INN)을 순차적으로 선택하는 선택신호(SEL) 및 A/D변환을 위한 클럭신호(CLK1)를 다채널A/D변환기(23)로 공급하고, A/D변환된 온도데이터를 인가받는 제어부(24)를 구비한다. 제어부(24)와 열기록헤드(20) 사이에는 제어부(24)로부터 인가되는 제어신호(CTL)에 응답하여 열기록헤드(20)의 발열온도를 제어하는 데이터(DATA) 및 제어신호들을 발생하는 TPH제어기(25)가 연결되도록 구성된다. 이러한 구성을 갖는 제2도 장치의 동작을 제3도를 참조하여 설명한다.

제3도는 제2도 장치에서 열기록헤드(20)에 장착되어 있는 다채널A/D변환기(23)와 제어부(24) 사이의 입·출력 관계를 설명하기 위한 파형도이다. 제3(a)도에 도시된 SEL1SEL2신호파형은 다채널A/D변환기(23)의 입력채널을 선택하기 위한 선택신호(SEL)로서, 입력채널이 4개인 경우 2비트신호로 표시한다. 즉, SEL1 SEL2신호파형이 0이면 제1입력채널(IN1)을 선택하고, 1이면 제2입력채널(IN2)을 선택하게 된다. 제3(b)도에 도시된 CLK1파형은 다채널A/D변환기(23)의 동작을 수행하기 위한 클럭신호로, a구간동안 선택된 입력채널로 입력되는 신호를 디지탈형태로 변환한다. 제3(c)도의 DATA_A/D파형은 b구간동안 디지탈형태의 온도데이터가 제어부(24)로 인가되도록 한 타이밍도를 나타낸다.

제2도에서, 화상을 프린팅하는 열기록헤드(20)에서 발열부(21)는 직렬입력·병렬출력형의 시프트레지스터를 내장하는데, TPH제어기(25)로부터 인가되는 래치신호와 인에블신호및 클럭(CLK2)에 제어를 받는다. 온도감지부(22)는 발열부(21)내의 발열체저항들의 수가 많아지면 그에 따른 방열문제로 인하여 알루미늄기판의 크기가 커지게 되므로, 알루미늄기판상의 구역별 온도차를 감지할 수 있도록 서미스터의 수를 늘리게 된다. 온도감지부(22)는 다수의 서미스터(TH1, TH2, TH3, …, THN) 양단에 걸리는 전압을 각 검출하여 다채널A/D변환기(23)의 대응되는 입력채널(IN1, IN2, IN3, …, INN)에 인가한다. 이 경우 다채널A/D변환기(23)가 온도감지부(22)와 마찬가지로 열기록헤드(20)내에 위치하므로, 온도감지부(22)내의 서미스터(TH1, TH2, TH3, …, THN)와 다채널A/D변환기(23)의 연결선이 짧아지게 되어 검출신호는 노이즈의 영향을 적게 받는다. 다채널A/D변환기(23)는 소정의 C비트(2^C=N, 단 N은 서미스터의 수)를 갖는 선택신호(SEL)를 제어부(24)로부터 인가받아 입력채널을 순차적으로 선택한다. 다채널A/D변환기(23)는 선택된 입력채널을 통해 인가받은 신호를 제어부(24)로부터 인가되는 제3(b)도에 보여진 바와 같은, 클럭신호(CLK1)에 맞춰 a구간동안 디지탈형태로 변환한다. 그런 다음, 다채널A/D변환기(23)는 b구간동안 디지탈형태의 검출된 온도데이터를 제어부(24)로 인가한다. 제어부(24)는 열기록헤드(20)에 장착되어 있는 다채널A/D변환기(23)로부터 8비트의 온도데이터를 인가받아 이에 응답하는 제어신호(CTL)를 TPH제어기(25)로 공급한다. TPH제어기(15)는 제어부(24)로부터 인가되는 제어신호(CTL)에 따라 열기록헤드(20)의 발열온도를 제어하기 위한 데이터(DATA) 및 클럭(CLK2), 인에이블신호, 래치신호를 발생한다. 이에 따라 열기록헤드(20)내의 발열부(21)는 클럭신호(CLK2)를 이용하여 각 IC블록내의 시프트레지스터에 저장된 데이터를 1비트씩 자리이도 시키고, 래치신호를 이용하여 시프트레지스터에 저장된 데이터를 래치시킨다. 시프트레지스터에 저장된 이진데이터에 따라 대응하는 발열체저항들을 인에이블신호를 이용해 구동시킨다. 열기록헤드(20)는 발생하는 열을 이용해 승화형염료를 기체로 승화시켜 종이에 프린트한다.

제4도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치를 나타내는 블록도이다. 제4도에 나타낸 장치는 제2도 장치와 동일한 동작을 하는 구성에 대해서는 동일부호를 사용하고, 동일부호의 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다. 온도감지부(22)내의 각 서미스터에 대응되는 각 A/D변환기(A/D1, A/D2, …, A/DN)을 구비한 A/D변환부(30)와, 제어부(24)로부터 인가되는 선택신호(SEL)를 디코딩하여 A/D변환부(30)의 다수 A/D변환기중 어느 하나를 선택하도록 하는 디코더(40)로 구성된다.

제4도에서, A/D변환부(30)는 온도감지부(22)의 각 서미스터 양단에 걸린 전압들(S_TH1, S_TH2, …, S_THN)을 대응되는 A/D변환기(A/D1, A/D2, …, A/DN)로 각 인가받는다. A/D변환부(30)는 디코더(40)로부터 인가되는 디코딩신호의 제어를 받아 해당 A/D변환기를 선택하고, 열기록헤드(20) 외부의 제어부(24)로부터 클럭신호(CLK1)를 인가받는다. 선택된 A/D변환기는 클럭신호(CLK1)에 응답하여 입력신호를 디지탈형태의 데이터로 변화시켜 제어부(24)에 인가되도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치는, 종래와는 달리 A/D변환기를 열기록헤드 내의 내장하므로써 잡음을 감소시키고 A/D변환기의 기준전위에서 발생하는 전위차를 최소화할 수 있어 검출된 온도데이터에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

다수의 발열체저항 및 이를 구동하는 수단을 갖는 발열부와 발열체저항에 의해 발생하는 열을 발산하기 위해 프린트기판에 취부된 알루미늄기판의 온도를 감지하는 다수의 서미스터를 갖는 온도감지부로 된 열기록헤드, 감지된 온도를 데이터입력받기 위한 제1제어신호를 발생하며 입력된 온도데이터에 응답하는 제2제어신호를 발생하는 제어부, 및 제어부의 제2제어신호에 응답하여 열기록헤드의 발열온도를 제어하는 TPH제어기를 구비하여 열기록헤드의 온도를 제어하는 장치에 있어서, 상기 열기록헤드와 상기 제어부 사이에 연결되고, 상기 온도감지부의 서미스터들 양단에 걸리는 전압을 제어부의 제1제어신호에 따라 각 입력받아 제어부에서 처리가능한 디지탈형태의 온도데이터로 변환하여 제어부로 출력하는 A/D변환부를 포함하며, 상기 A/D변환부는 상기 온도감지부와의 연결 신호선을 짧게하여 상기 온도감지부로부터 정확한 온도데이터를 얻어내기 위해, 상기 열기록헤드에 내장됨을 특징으로 하는 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치.
제1항에 있어서, 상기 A/D변환부는 상기 온도감지부의 서미스터들에 대응하는 입력단을 구비하며, 상기 열기록헤드의 외부에 설치된 상기 제어부의 제1제어신호에 따라 선택되는 입력단에 인가되는 서미스터의 양단에 걸리는 전압을 디지탈형태의 온도데이터로 변환하여 상기 제어부로 출력함을 특징으로 하는 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치.
제1항에 있어서, 상기 A/D변환부는 상기 온도감지부의 서미스터들에 대응되게 연결되어 서미스터의 양단에 걸리는 전압을 각 입력받고, 이중 하나를 디코더로부터 인가되는 디코딩신호에 의해 선택하여 디지탈형태의 온도데이터로 변환하는 다수의 A/D변환기; 및 상기 열기록헤드의 외부에 설치된 상기 제어부의 제1제어신호를 디코딩하여 상기 다수의 A/D변환기중 어느 하나의 A/D변환기만이 동작하도록 선택하는 디코딩신호를 상기 A/D변환기들로 출력하는 디코더를 구비함을 특징으로 하는 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치.
제2항에 있어서, 상기 A/D변환부는 상기 제어부의 제1제어신호에 따라 입력단들을 순차적으로 선택하여 아날로그/디지탈변환함을 특징으로 하는 A/D변환기를 장착한 열기록헤드의 온도제어장치.