KR100365691B1 - 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치 및 방법 - Google Patents

열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 라인 단위의 출력 데이터를 처리하기 위해 다수개로 구성된 셀을 포함하고, 마이컴에서 설정된 온-타임 구간동안 상기 셀을 구동시켜 상기 마이컴으로부터 전달된 데이터를 라인 단위로 출력하도록 하는 열전사 프린터 헤드와, 마이컴 사이에 설치되며, 상기 셀들의 구동 이력 정보를 라인별로 저장하여, 상기 마이컴으로부터 라인 단위의 출력 데이터가 전달되면, 그 출력 데이터를 출력하기 위해 인자되어야 하는 셀들의 구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부를 확인한 후, 해당 셀의 구동 시간 정보를 상기 열전사 프린터 헤드로 출력함으로써, 고가의 부품을 사용하지 않고 기존의 열전사 프린터 헤드를 그대로 이용하여 그 프린팅 속도를 개선할 수 있다는 장점이 있다.

Description

열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치 및 방법{Circuit and method for driving thermal print head quickly}
본 발명은 열전사 프린터 헤드(Thermal Print Head, "TPH"라 함)의 고속 구동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 열전사 프린터 헤드를 구성하는 셀별 구동 이력 정보를 저장하고, 임의의 한 셀을 구동하고자 할 경우 상기 저장된 셀별 구동이력 정보 및 해당 셀의 인접셀에 대한 구동 여부를 확인하여, 그 셀의 구동 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
열전사 프린터란 열에 의해 발생하는 감열지에 도트(dot)식 발열 소자 등에 의해서 열을 주어 문자나 그림을 출력하는 장치로서, 이러한 열전사 프린터는 팩시밀리의 초기 형태인 감열지를 사용한 팩스 등에서 주로 사용하였으며, 최근에는 판매 시점 정보 관리 시스템(POS: Point-Of-Sale), 전자식 금전 등록기(ECR: Electronic Cash Resister), 바코드 프린터(Bar code printer), 자동 현금 지급기(ATM), 티켓 발매기 등과 같은 소형 장치에 널리 적용되고 있다.
도 1은 이러한 열전사 프린터의 헤드 부분(TPH: Thermal Print Head)에 대한 개략적인 구성도로서, 도 1을 참조하면 일반적인 TPH는 마이컴으로부터 제어 신호를 받아 동작하는데, 이러한 제어 신호를 TPH 내부로 인가하기 위한 단자부(11)와, 라인 단위의 출력 데이터를 처리하기 위해 다수개의 셀을 포함하는 발열부(12)와, 마이컴으로부터 전달되는 라인 단위의 출력 데이터를 직렬로 받아들여 저장하는 쉬프트 레지스터부(14)와, 마이컴의 제어 신호(latch signal)에 의해 상기 쉬프트 레지스터부(14)에 저장된 데이터들을 래치하는 래치 레지스터(13)와, 상기 TPH 내부 온도를 측정하여 마이컴으로 전달하는 온도 측정부(15)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 TPH는 상기 발열부(12)에 일반적으로 512개 이상의 셀(thermal cell)을 포함하며, 마이컴으로부터 직렬(serial)로 입력되는 데이터들을 상기 쉬프트 레지스터부(14)에 임시 저장하였다가, 1라인의 데이터가 모두 입력되면 마이컴에서 발생되는 래치 신호(latch signal)에 의해 상기 1라인의 데이터를 래치 레지스터부(13)에 래치시킨다. 그러면, 상기 래치 레지스터부(13)에 래치된 1라인의 출력 데이터들은 그 각각의 값에 의해 상기 발열부(12)에 포함된 각 셀들을 구동시켜 그 셀들의 온/오프(on/off)를 제어한다. 이와 같이 각 셀들이 구동되면, 마이컴으로부터 인가되는 스트로브 신호(strobe signal)에 의해 상기 각 셀들로 전원을 인가하여 해당 셀의 열을 감열지(Thermal paper)에 전달되도록 하여 해당 출력 데이터를 출력한다.
이 경우 상기 래치된 데이터들은 상기 스트로브 신호(strobe signal)에 의해 한 라인의 데이터가 동시에 출력되는 형태를 갖는데, 512개 이상의 셀들이 동시에 온(On)된 경우 이들을 모두 발열시키기 위해서는 전원 공급기(power supply)의 용량이 매우 커야한다는 단점이 있다.
따라서, 종래에는 이러한 단점을 보완하기 위해, 상기 스트로브 신호(strobe signal)의 발생 간격을 조절하여 1라인의 데이터를 여러번 분할하여 출력하도록 하였으며, 도 1의 예에서는 512개의 셀을 2개의 스트로브 신호(/STB2, /STB1)에 의해 2분할하여 출력하도록 하였다.
한편, 상기 발열부(12)를 구성하는 셀들의 과열로 인해 프린터 품질이 나빠지는 것을 방지하기 위해, 마이컴에서는 해당 셀들의 축열 상태에 따라 스트로브 신호의 온-타임(ON time) 폭을 조절하도록 한다. 즉, 마이컴은 상기 온도 측정부(15)에서 측정된 TPH 내부 온도를 항상 모니터링하여, 그 온도가 정상보다 높은 경우 스트로브 신호의 온-타임 폭을 짧게 인가하여 열 축적으로 인해 다음 라인의 인자 품질이 나빠지는 것을 방지하도록 한다.
도 2는 이러한 일반적인 TPH 구동에 따른 타이밍도로서, 도 2a는 마이컴과 TPH간 동기를 맞추어주기 위한 클럭신호(CLK)를 나타내고, 도 2b는 마이컴으로부터 전달되는 데이터(DI)를 나타내고, 도 2c는 마이컴으로부터 전달된 래치신호(/LAT), 도 2d는 마이컴으로부터 전달된 스트로브 신호(STB), 도 2e는 상기 스트로브 신호(STB)에 따른 출력 데이터(D_out)를 나타내는데, 일반적인 TPH 구동에 따른 제어 신호 및 데이터 신호들의 동작은 도 2에 나타난 바와 같다.
한편, 상기 TPH의 발열부(12)를 구성하는 셀들은 마이컴으로부터 전달된 출력 데이터에 의해 온(on)된 경우 발열되었다가, 오프(off)시 즉시 방열되어야 한다. 하지만, 기존에 축적된 열이 모두 방열되지 않은 상태에서, 해당 셀이 온(on), 오프(off)를 반복하게 되므로, 해당 셀에 열이 계속 축적되는 결과가 나타난다. 이러한 TPH 셀에 대한 온도 특성 곡선이 도 3에 나타나 있다.
따라서, 이와 같은 TPH 셀의 열 축적은 저속 프린팅시에는 다음 라인을 인자할 때까지 방열 시간이 충분하므로 인자 품질에 영향을 주지 않지만, 고속 프린팅시에는 TPH 셀의 열이 충분히 식지 않은 상태에서 다음 라인을 인자하게 되므로 남은 열이 감열지(Thermal Paper)에 전달되어 흐린 인자로 나타나게 된다. 즉, 번짐 현상이 나타나 인자 품질이 떨어지게 된다.
또한, 셀들이 상기와 같이 축열된 상태에서 열전사 프린터가 동작함으로써, 그 열에 의해 TPH 셀들이 쉽게 마모된다는 단점이 있다.
도 4는 사용전/후의 TPH 셀에 대한 저항치 변화량 측정값에 대한 그래프로서, 도 4a는 사용전 TPH 셀에 대한 저항치 변화량 측정값에 대한 그래프이고, 도 4b는 사용후 TPH 셀에 대한 저항치 변화량 측정값에 대한 그래프이다. 이 때, 저항값 750Ω은 각 셀들의 오동작을 식별하기 위한 기준값이다.
도 4를 참조하면, 사용전 TPH 셀의 경우 그 저항값이 상기 기준값(750Ω)이하를 유지하지만, 사용후 TPH 셀의 경우 그 저항값이 상기 기준값(750Ω)을 넘어가는 경우가 빈번하게 발생하는 것을 볼 수 있다. 이는 도 3에 나타난 바와 같은 TPH 셀의 온도 특성에 기인한 것으로서, 축열 상태가 장시간 유지된 셀일 수록 사용에 따른 저항값이 현저하게 높게 나타난다.
도 5는 종래의 방법으로 TPH를 구동했을 경우 오류 출력에 대한 예시도로서, 도 5를 참조하여 이러한 오류 출력에 대한 예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5a는 스트로브 신호 분할 구동에 따라 좌/우 농도차가 발생한 경우에 대한 예시도이고, 도 5b는 스트로브 신호 분할 구동에 따라 수평 라인이 불일치되는 현상이 나타나는 경우에 대한 예시도로서, 종래의 방법에 의해 구현된 TPH의 경우 전원의 용량 증가에 대한 비용 부담을 줄이기 위해 스트로브 신호를 분할 구동하는 것이 불가피한데, 이 경우 도 5a 및 도 5b와 같은 오류 출력이 발생한다.
즉, 도 5a 및 도 5b는 스트로브 신호를 2분할 구동한 경우에 대한 예로써, 상기 2분할된 스트로브 신호를 구동하는 타이밍과 전원의 조건 차이에 의해 도 5a에 나타난 바와 같은 출력 라인의 농도차가 발생하고, 도 5b에 나타난 바와 같은 수평 라인 불일치 현상이 발생된다.
한편, 도 5c는 연속적으로 셀을 구동시킬 경우, 해당 셀에 열이 축적됨으로써 발생되는 번짐 현상에 대한 예시도로서, 임의의 한 셀이 연속적으로 구동될 경우, 그 셀에 축적된 열이 완전히 방열되지 않은 상태에서 다음 라인 데이터를 처리하게 됨으로써 도 5c에 나타난 바와 같이 불필요한 라인이 연속적으로 출력되는 번짐현상이 나타난다. 즉, 오프(off)되어야 할 자리가 흐리게 인자되어 인자품질이 나빠진다.
따라서, 종래의 열전사 프린터의 경우 상기 TPH를 구성하는 각 셀들의 온-타임을 개별 제어할 수 없으므로, 도 4에 나타난 바와 같이 많이 사용하는 셀의 경우 그 저항치가 높아져 TPH 수명이 단축된다는 단점이 있고, 도 5에 나타난 바와 같은 오류 출력이 나타난다는 단점이 있다.
따라서, 상기와 같은 단점을 해결하기 위해 본 발명에서는 셀별 구동 이력 정보 및 인접셀에 대한 구동 여부를 확인하여 상기 TPH를 구성하는 각 셀들의 온-타임을 개별 제어함으로써, 열전사 프린터의 고속 구동시에도 오류 출력을 최소화하고, 상기 셀들의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 TPH의 고속 구동 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 TPH의 고속 구동 방법은 임의의 한 셀에 대한 구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부에 따라 발생 가능한 패턴 정보를 구성한 후, 그 패턴 유형별로 인자하고자 하는 셀의 발열 상태를 예측하여 그 셀의 구동 시간 정보를 설정하는 제1 과정과, 마이컴으로부터 라인 단위의 출력 데이터가 전달되면, 그 출력 데이터를 출력하기 위해 인자되어야 하는 셀들의구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부를 확인하여 해당 셀의 패턴을 판단하는 제2 과정과, 상기 제2 과정에서 판단된 셀별 패턴 정보에 의해 상기 제1 과정에서 설정된 패턴 유형별 구동 시간 정보를 검색하여 해당 셀의 구동 시간 정보를 설정하는 제3 과정과, 마이컴으로부터 전달되는 온-타임 정보와 상기 제3 과정에서 설정된 셀별 구동 시간 정보를 취합하여 해당 셀들의 실제 구동 시간을 설정한 후, 그 구동 시간에 의해 각 셀들을 구동시키는 제4 과정과, 상기 제4 과정 수행 후, 각 셀별 구동 이력 정보를 갱신하여 저장하는 제5 과정으로 구성된다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 TPH의 고속 구동 장치는 이전 라인의 데이터를 출력하기 위한 셀별 구동 이력 정보와, 마이컴으로부터 전달되는 일련의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 인접셀 구동 정보를 저장하는 제1 레지스터부와, 상기 제1 레지스터부에서 출력되는 이전 라인의 셀별 구동 이력 정보, 현재 라인의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 그 인접셀 구동 정보에 의거하여 n등분된 온-타임 구간을 단위 시간으로 하는 셀의 구동 시간 정보를 상기 단위 시간 별로 출력하는 인자 데이터 발생부와, 상기 인자 데이터 발생부에서 발생된 실제 구동 시간 정보에 의거하여, 해당 셀의 구동 여부를 식별한 후, 그 결과를 상기 제1 레지스터부로 전달하여 해당 셀에 대한 구동 이력 정보를 갱신하도록 하는 제2 레지스터부와, 상기 인자 데이터 발생부에서 단위 시간별로 발생되어 직렬로 인가되는 셀별 실제 구동 시간 정보를 라인 단위로 저장하고, 외부로부터 라인 인에이블 신호가 인가되면 그 저장된 셀별 실제 구동 시간 정보에 의해 해당 라인의 데이터를 TPH측으로 전달하는 제3 레지스터부와, 마이컴으로부터전달된 온-타임 정보에 의해 라인 인에이블 신호를 생성하여 상기 제3 레지스터부로 출력하고, 마이컴으로부터 상기 TPH로 전달되는 래치 신호, 스트로브 신호 및 클럭을 제어하는 래치 및 시간 제어부로 구성된다.
도 1은 일반적인 TPH에 대한 개략적인 구성도,
도 2는 일반적인 TPH 구동에 따른 타이밍도,
도 3은 일반적인 TPH 셀에 대한 온도 특성 곡선,
도 4는 사용전/후의 TPH 셀에 대한 저항치 측정값에 대한 그래프,
도 5는 종래의 방법으로 열전사 프린터 헤드를 구동했을 경우 오류 출력에 대한 예시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPH의 고속 구동 방법에 대한 처리 흐름도,
도 7은 본 발명의 TPH 고속 구동 장치와 마이컴 및 TPH간 연결 구성도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPH 고속 구동 장치에 대한 개략적인 블록도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인자 데이터 발생부에서 출력된 결과값을 표로 나타낸 도면,
도 10은 마이컴으로부터 설정된 온-타임을 't'라고 했을 때, 상기 도 9에 나타난 결과값에 의거하여 온-타임 구간에 실제로 셀이 구동되는 시간을 나타낸 타이밍도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인자 데이터 발생부를 통해 처리 가능한 패턴에 대한 예시도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인자 데이터 발생부에 대한 개략적인 회로도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인자 데이터 발생부의 단계별 처리 결과값을 나타내는 도면,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 래치 및 시간 제어부에 대한 개략적인 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 마이컴 200 : TPH
300 : TPH 고속 구동 장치 310 : 제1 레지스터부
320 : 인자 데이터 발생부 330 : 제2 레지스터부
340 : 제3 레지스터부 350 : 래치 및 시간 제어부
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPH의 고속 구동 방법에 대한 처리 흐름도로서, 본 발명의 TPH 고속 구동 방법은 먼저, TPH 셀의 발열 상태에 따라 구동 시간을 설정하기 위한 사전 정보를 구성한 후, 마이컴으로부터 출력하고자 하는 데이터가 전송되면, 상기 구성된 정보에 의거하여 해당 셀들을 구동시키는데, 그 구체적인 방법을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
즉, 임의의 한 셀에 대한 구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부에 따라 발생 가능한 패턴 정보를 구성(s601)한 후, 그 패턴 유형별로 인자하고자 하는 셀의 발열 상태를 예측하여 그 셀의 구동 시간 정보를 설정(s602)하여 사전 정보를 구성한다.
이 때, 상기 셀별 구동 시간 정보는 (식 1)에 나타난 바와 같이 마이컴에서 설정된 온-타임 구간 내에서 해당 셀이 실제로 구동되는 시간을 온-타임 대 구동 시간 비율로서 설정한다.
셀별 구동 시간 = (온-타임/n)*m, 이 때, 0≤m≤n
그리고, 마이컴으로부터 라인 단위의 출력 데이터가 전달(s603)되면, 상기 사전 정보를 참조하여 각 셀들을 구동시키는데, 상기 데이터를 출력하기 위해 인자되어야 하는 셀들의 구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부를 확인(s604)하여 해당 셀의 패턴을 판단(s605)한 후, 상기 판단된 셀별 패턴 정보에 의거하여 상기 설정된 사전 정보를 검색하여 해당 셀의 구동 시간정보를 설정(s606)한다.
상기와 같이 해당 셀의 구동 시간 정보를 설정(s606)하였으면, 그 설정된 셀별 구동 시간 정보를 취합하여 해당 셀들의 실제 구동 시간을 설정한 후, 그 구동 시간에 의해 각 셀들을 구동(s607)시키고, 그에 따른 각 셀별 구동 이력 정보를 갱신하여 저장(s608)한다.
한편, 도 7은 본 발명의 TPH 고속 구동 장치와 마이컴 및 TPH간 연결 구성도로서, 도 7을 참조하면 본 발명의 TPH 고속 구동 장치는 TPH(200)와 상기 TPH(200)를 제어하기 위한 마이컴(100)의 사이에 설치되며, 상기 마이컴(100)으로부터 전달되는 TPH 온-타임 신호 및 인에이블 신호와, 출력 데이터 및 클럭 신호들에 의해 TPH 제어 신호(래치, 스트로브, 클럭)를 발생시켜 상기 TPH(200)로 전달한다.
또한, TPH를 구성하는 각 셀들의 구동 이력 정보를 라인별로 저장한 후, 마이컴(100)으로부터 라인 단위의 출력 데이터가 전달되면, 그 출력 데이터를 출력하기 위해 인자되어야 하는 셀들의 구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부를 확인한 후, 해당 셀의 구동 시간 정보를 상기 TPH(200)로 출력한다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPH 고속 구동 장치에 대한 개략적인 블록도로서, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 TPH 고속 구동 장치는 제1 레지스터부(310)와, 인자 데이터 발생부(320)와, 제2 레지스터부(330)와, 제3 레지스터부(340)와, 래치 및 시간 제어부(350)로 구성된다.
상기 제1 레지스터부(310)는 이전 라인의 데이터를 출력하기 위한 셀별 구동 이력 정보와, 마이컴으로부터 전달되는 일련의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 인접셀 구동 정보를 저장하는 장치로서, 전전 라인의 데이터를 출력하기 위한 셀별 구동 이력 정보를 저장하는 제1 쉬프트 레지스터(311)와, 이전 라인의 데이터를 출력하기 위한 셀별 구동 이력 정보를 저장하는 제2 쉬프트 레지스터(312)와, 마이컴으로부터 전달되는 일련의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 인접셀 구동 정보를 저장하는 제3 쉬프트 레지스터(313)로 구성되는데, 이 때, 상기 제1 및 제2 쉬프트 레지스터(311, 312)는 상기 TPH를 구성하는 셀 수와 동일한 수의 비트 데이터를 저장하도록 구성되며, 상기 제3 쉬프트 레지스터(313)는 마이컴으로부터 전달되는 일련의 출력 데이터에 대한 해당 셀의 구동 정보를 저장하는 1비트의 제1 영역과, 상기 셀의 좌측에 위치한 셀의 구동 정보를 저장하는 1비트의 제2 영역과, 상기 셀의 우측에 위치한 셀의 구동 정보를 저장하는 1비트의 제3 영역으로 구성된다. 즉, 상기 TPH를 구성하는 셀 수가 512개인 경우, 상기 제1 및 제2 쉬프트 레지스터(311, 312)는 이들 데이터를 모두 저장하기 위해 512개로 구성되며, 상기 제3 쉬프트 레지스터(313)는 3비트로 구성되어, 해당 셀의 데이터 및 인접셀의 데이터를 저장한다.
또한, 상기 인자 데이터 발생부(320)는 상기 제1 레지스터부(310)에서 출력되는 이전 라인의 셀별 구동 이력 정보, 현재 라인의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 그 인접셀 구동 정보에 의거하여 n등분된 온-타임 구간을 단위 시간으로 하는 셀의 구동 시간 정보(SR1, SR2, SR3)를 상기 단위 시간 별로 출력한다.
즉, 마이컴에서 설정된 온-타임 구간을 3등분한 시간을 단위 시간으로 하여 셀을 구동시키고자 할 경우, 상기 3등분된 단위 시간 동안 해당 셀을 계속하여 구동시키고자 할 경우, 상기 구동 시간 정보(SR1, SR2, SR3)를 모두 '1'로 설정하여 출력하고, 상기 3등분된 단위 시간 중 2개의 구간에 해당되는 시간 동안만 해당 셀을 구동시키고자 할 경우, 상기 구동 시간 정보 중 SR1과 SR2 만을 '1'로 설정하여 출력하고, 상기 3등분된 단위 시간 중 1개의 구간에 해당되는 시간 동안만 해당 셀을 구동시키고자 할 경우, 상기 구동 시간 정보 중 SR1 만을 '1'로 설정하여 출력한다. 또한, 상기 온-타임 시간 동안 해당 셀을 전혀 구동시키지 않을 경우 상기 구동 시간 정보를 모두 '0'으로 설정하여 출력한다.
도 9는 각 경우에 따라 상기 인자 데이터 발생부에서 출력된 결과값을 표로 나타낸 도면이고, 도 10은 마이컴으로부터 설정된 온-타임을 't'라고 했을 때, 상기 도 9에 나타난 결과값에 의거하여 온-타임 구간에 실제로 셀이 구동되는 시간을 나타낸 타이밍도이다.
상기 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 마이컴에서 설정된 온-타임 구간이 300㎲라 했을 때, 'A'경우는 도 10에 나타난 타이밍도에 의거하여 300㎲동안 계속하여 해당 셀을 구동시키고, 'B'의 경우는 100㎲동안만 해당 셀을 구동시키고, 'C'의 경우는 해당 셀을 구동시키지 않으며, 'D'의 경우는 200㎲동안만 해당 셀을 구동시킨다.
이 때, 상기와 같이 A, B, C, D 각 경우에 따른 해당 셀 구동 시간 정보는 임의의 한 셀에 대한 구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부에 따라 발생 가능한 패턴 정보를 구성한 후, 그 패턴 유형별로 인자하고자 하는 셀의 발열 상태를 예측하여 설정하는데, 상기 발생 가능한 패턴 정보는 도 11에 나타난 바와 같으며, 도 11에서, '●'는 현재 라인을 출력하기 위해 인자할 셀을 나타내고, '■'는 인자된 셀을 나타내고, '□'는 인자되지 않은 셀을 나타낸다.
즉, 현재 라인에서 인자하고자 하는 임의의 한 셀에 대한 이전 라인 및 전전 라인의 이력 정보와 그 셀에 인접한 셀의 구동 여부에 의해 해당 셀의 구동 시간을 설정하도록 하기 위해서 발생 가능한 패턴의 유형은 도 11에 표시된 바와 같이 12가지가 있으며, 각 유형별로 해당 셀을 구동시키고자 하는 시간 정보를 설정하면, (가) 내지 (다)유형은 상기 도 9에 표시된 'A'의 경우에 해당되고, (라) 내지 (사)유형은 상기 도 9에 표시된 'D'의 경우에 해당되고, (아)내지 (카)유형은 상기 도 9에 표시된 'B'의 경우에 해당되고, (타)유형은 상기 도 9에 표시된 'C'의 경우에 해당된다. 이는 상기 패턴의 상태에 따라 해당 셀의 발열 상태를 예측하여 설계자가 설정한 값으로서, 온-타임 정보를 몇 등분하느냐에 따라 그 결과값은 변할 수 있다.
도 12는 이러한 인자 데이터 발생부(320)에서 해당 셀이 포함된 패턴 유형에 따라 도 9에 나타난 바와 같은 결과값을 출력하도록 하기 위해 구현된 개략적인 회로도로서, 도 12를 참조하면, 본 발명의 인자 데이터 발생부(320)는 상기 제1 레지스터부(310)에서 출력되는 이전 라인의 셀별 구동 이력 정보, 현재 라인의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 그 인접셀 구동 정보에 의거하여 셀의 구동 시간 정보를 결정하기 위한 패턴의 유형을 결정하는 논리 회로부(321)와, 상기 논리 회로부(321)에서 결정된 패턴의 유형별로 해당 셀의 구동 시간을 결정하기 위한 셀 구동 시간 정보를 단위 시간 별로 생성하여 출력하는 셀 구동 정보 발생부(322)로 구성된다.
도 13은 상기 도 12와 같이 구현된 인자 데이터 발생부의 단계별 처리 결과값을 나타내는 도면으로서, 상기 인자 데이터 발생부(320)로 인가되는 입력 신호에 대한 단계별 결과값을 나타낸다. 즉, 도 12와 같이 구현된 인자 데이터 발생부는 현재(a), 이전 라인(b), 전전 라인(c), 좌/우에 인접한 셀(d,e)의 구동 여부에 의해 설정된 입력 조건에 의해 도 13과 같은 결과를 나타낸다. 상기 결과값에 대한 셀별 구동 시간 정보는 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같다.
한편, 상기 제2 레지스터부(330)는 상기와 같은 인자 데이터 발생부(320)에서 발생된 실제 구동 시간 정보(SR1, SR2, SR3)에 의거하여, 해당 셀의 구동 여부를 식별한 후, 그 결과를 상기 제1 레지스터부(310)로 전달하여 해당 셀에 대한 구동 이력 정보를 갱신하도록 한다.
이를 위해, 상기 제2 레지스터부(330)는 상기 인자 데이터 발생부(320)에서 단위 시간별로 출력되는 셀의 구동 시간 정보를 논리합하여 해당 셀의 구동 여부를 식별하는 논리 게이트(331)와, 상기 논리 게이트(331)의 식별 결과를 상기 제1 레지스터부(310)로 전달하여 해당 셀에 대한 구동 이력 정보를 갱신하도록 하는 제4 쉬프트 레지스터(332)로 구성된다. 이 때, 상기 논리 게이트(331)의 경우 해당 셀의 구동 시간과는 관계없이 구동 여부만을 식별하도록 하기 위해 오아(OR)게이트로 구성되어, 상기 셀별 구동 시간 정보(SR1, SR2, SR3) 중 어느 하나의 값만 '1'이 되더라도, 그 결과를 '1'로 출력하며, 상기 제4 쉬프트 레지스터(332)는 상기 논리 게이트(331)의 결과값을 상기 제1 레지스터부(310)의 제2 쉬프트 레지스터(312)로 전달하여 이전 라인에 대한 구동 이력 정보로 저장하도록 한다. 그러면, 상기 제2 쉬프트 레지스터(312)는 그 이전에 저장하던 정보를 제1 쉬프트 레지스터(313)로 전달하여 전전 라인에 대한 구동 이력 정보로 저장하도록 한다.
또한, 상기 제3 레지스터부(340)는 상기 인자 데이터 발생부(320)에서 단위 시간별로 발생되어 직렬로 인가되는 셀별 실제 구동 시간 정보를 라인 단위로 저장하고, 외부로부터 라인 인에이블 신호가 인가되면 그 저장된 셀별 실제 구동 시간 정보에 의해 해당 라인의 데이터를 TPH측으로 전달하는 장치로서, 상기 인자 데이터 발생부(320)에서 n개의 단위 시간으로 구분되어 직렬로 인가되는 셀별 실제 구동 시간 정보를 라인 단위로 저장하기 위한 n개의 쉬프트 레지스터로 구성되는데, 도 8의 예에서는 3개의 쉬프트 레지스터(341 내지 343)로 구성된다. 이 때, 상기 제3 레지스터부(340)를 구성하는 쉬프트 레지스터들(341 내지 343)은 상기 래치 및 시간 제어부(350)에서 인가된 라인 인에이블 신호에 의해 시차없이 순차적으로 구동되어, 상기 각 쉬프트 레지스터에 나뉘어 저장된 셀별 실제 구동 시간 정보를 조합한 후, 그 값을 상기 TPH측으로 전달한다.
한편, 상기 래치 및 시간 제어부(350)는 마이컴으로부터 전달된 온-타임 정보에 의해 라인 인에이블 신호를 생성하여 상기 제3 레지스터부(340)로 출력하고, 마이컴으로부터 상기 TPH로 전달되는 래치 신호(Latch), 스트로브 신호(strobe) 및 클럭(CLK)을 제어하는 장치로서, 그 구체적인 실시예가 도 14에 나타나 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 래치 및 시간 제어부에 대한 개략적인 블록도로서, 도 14를 참조하면, 상기 래치 및 시간 제어부는 제1 클럭 발생부(351)와, 라인 인에이블 신호 발생부(352)와, 래치부(353)와, 제2 클럭 발생부(354)와, 카운터(355)와, 버퍼(356)를 포함하여 구성되는데, 상기 제1 클럭 발생부(351)는 마이컴으로부터 전달된 온-타임을 n분할한 후, 그 분할 시점에 클럭을 발생시켜 상기 라인 인에이블 신호 발생부(352)로 출력하고, 상기 라인 인에이블 신호 발생부(352)는 마이컴으로부터 TPH 인에이블 신호를 받고, 상기 클럭 발생부에서 발생된 클럭 신호를 받아 상기 제3 레지스터부(340)를 구성하는 다수개의 쉬프트 레지스터(341 내지 343)를 순차적으로 구동시키기 위한 라인 인에이블 신호(/OE3, /OE2, /OE1)를 출력한다.
한편, 상기 래치부(353)는 상기 다수개의 쉬프트 레지스터(341 내지 343)를 순차적으로 구동시키기 위한 라인 인에이블 신호 발생부(352)의 출력 신호를 논리합하여 발생된 래치 신호를 상기 TPH측으로 출력하는데, 상기 라인 인에이블 신호(/OE3, /OE2, /OE1)가 모두 로우일 때, '0'값을 TPH측으로 출력하여 해당 데이터들을 TPH를 통해 인쇄하도록 한다.
또한, 상기 제2 클럭 발생부(354)는 자체 발진에 의해 임의의 클럭을 발생시켜 상기 카운터(355)로 출력하며, 상기 카운터(355)는 마이컴으로부터 직렬로 인가되는 출력 데이터를 상기 TPH에서 라인 단위로 처리하도록 하기 위해, 상기 제2 클럭 발생부로부터 상기 TPH를 구성하는 셀 수와 동일한 수의 클럭을 카운팅한 경우 출력을 발생시킨다. 그리고, 상기 버퍼(356)는 상기 마이컴에서 전송된 스트로브 신호를 버퍼링하다가, 상기 카운터(355)부에서 인에이블 신호가 출력되면 상기 스트로브 신호를 TPH측으로 출력한다.
상기와 같은 본 발명의 TPH 고속 구동 장치의 전반적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 열전사 프린터가 일정 시간 동안 프린팅을 하지 않은 상태에서 열전사 프린터를 통해 출력하기 위한 데이터가 들어온 경우 TPH의 각 셀들은 축적된 열이 이미 방열된 상태이므로 이전의 데이터들은 필요가 없다. 따라서, 마이컴에서는 리셋 신호를 보내 상기 도 8의 제1 및 제2 쉬프트 레지스터(311, 312)를 클리어(clear)시킨다.
하지만, 그렇지 않은 상태에서 열전사 프린터를 통해 출력하기 위한 데이터가 상기 제3 쉬프트 레지스터(313)를 통해 입력되면, 그 인접 데이터와 상기 제1 및 제2 쉬프트 레지스터(311, 312)에 저장된 이전 및 전전 라인의 데이터와 상기 제3 쉬프트 레지스터(313)에 저장된 현재 인자할 셀 및 그 인접셀 정보를 상기 인자 데이터 발생부(320)로 출력한다. 그러면, 상기 인자 데이터 발생부(320)에서는 상기 도 13과 같은 처리 과정에 의해 상기 데이터들을 조합하여 상기 입력 데이터의 조건에 맞는 패턴별 조건에 맞는 데이터를 만들어서, 상기 제3 레지스터부(340)에 저장한다.
이러한 방법으로 한 라인 인자 셀 512개의 인자 조건이 결정되면, 그 인자 조건이 상기 제3 레지스터부(340)를 구성하는 다수개의 쉬프트 레지스터에 셀별로 분리 저장된다.
이와 같이 상기 제3 레지스터부(340)에 분리 저장된 한 라인의 인자 조건은 상기 래치 및 시간 제어부(350)에서 출력되는 제어 신호에 의해 TPH 측으로 전달되는데, 상기 래치 및 시간 제어부(350)는 마이컴으로 TPH 제조 업체 또는 TPH 특성에 따라 설정된 온-타임 시간을 받아 그 시간을 n등분한 후, 이 신호를 클럭으로 사용하는 라인 인에이블 신호 발생부(도 14의 '352')로 전달한다. 도 14의 예에서 상기 래치 및 시간 제어부(350)는 온-타임 정보를 3등분하는 경우를 나타낸다. 그러면, 상기 라인 인에이블 신호 발생부(도 14의 '352')에서는 그 신호에 의해 상기 제3 레지스터부(340)를 구성하는 다수개의 쉬프트 레지스터들(341 내지 343)을 시차없이 순차 구동시켜 해당 데이터를 TPH 측으로 전달하도록 한다.
이와 같은 방법에 의해 본 발명의 장치 및 방법은 TPH를 구성하는 각 셀들을 개별 제어하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 장치 및 방법은 열전사 프린터 헤드를 구성하는 각 셀들의 발열 조건에 따라 셀별 온-타임을 개별 제어하여, 구동시키고자 하는 셀의 발열 상태에 따라 해당 셀을 구동시키지 않거나 짧게 구동시키도록 함으로써, 각 셀 및 TPH의 수명을 연장시킬 수 있으며, 상기 셀들을 구동시키기 위해 소모되는전원이 줄어든다는 장점이 있다.
따라서, TPH를 구동하기 위한 전원 공급기(power supply)의 용량을 줄일 수 있고, 이로 인해 스트로브 신호를 분할 구동시키지 않아도 되므로, 스트로브 신호 분할 구동에 따른 좌/우 농도차나 동일 라인상의 수평 라인이 불일치하는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 각 셀들의 구동 이력에 의해 해당 셀의 구동 여부를 제어함으로써, 고속의 열전사 프린터의 경우 빈번히 발생하던 번짐 현상을 방지하여 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
즉, 적은 수의 게이트로 구성된 별도의 장치에 의해 기존의 TPH 동작을 제어함으로써, 적은 비용으로 TPH의 수명을 연장시킬 수 있으며, 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

Claims (14)

  1. 라인 단위의 출력 데이터를 처리하기 위해 다수개로 구성된 셀을 포함하고, 마이컴에서 설정된 온-타임 구간동안 상기 셀을 구동시켜 상기 마이컴으로부터 전달된 데이터를 라인 단위로 출력하도록 하는 열전사 프린터 헤드의 구동 방법에 있어서,
    임의의 한 셀에 대한 구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부에 따라 발생 가능한 패턴 정보를 구성한 후, 그 패턴 유형별로 인자하고자 하는 셀의 발열 상태를 예측하여 그 셀의 구동 시간 정보를 설정하는 제1 과정과,
    마이컴으로부터 라인 단위의 출력 데이터가 전달되면, 그 출력 데이터를 출력하기 위해 인자되어야 하는 셀들의 구동 이력 정보 및 인접셀의 구동 여부를 확인하여 해당 셀의 패턴을 판단하는 제2 과정과,
    상기 제2 과정에서 판단된 셀별 패턴 정보에 의거하여 상기 제1 과정에서 설정된 패턴 유형별 구동 시간 정보를 검색하여 해당 셀의 구동 시간 정보를 설정하는 제3 과정과,
    마이컴으로부터 전달되는 온-타임 정보와 상기 제3 과정에서 설정된 셀별 구동 시간 정보를 취합하여 해당 셀들의 실제 구동 시간을 설정한 후, 그 구동 시간에 의해 각 셀들을 구동시키는 제4 과정과,
    상기 제4 과정 수행 후, 각 셀별 구동 이력 정보를 갱신하여 저장하는 제5 과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 과정은
    마이컴에서 설정된 온-타임 구간 내에서 해당 셀이 실제로 구동되는 시간 비율을 설정하는 것을 특징으로 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 과정에서 설정된 셀의 구동 시간 정보는
    (온-타임/n)*m이고,
    이 때, 0≤m≤n 인 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 방법.
  5. 라인 단위의 출력 데이터를 처리하기 위해 다수개로 구성된 셀을 포함하고, 마이컴에서 설정된 온-타임 구간동안 상기 셀을 구동시켜 상기 마이컴으로부터 전달된 데이터를 라인 단위로 출력하도록 하는 열전사 프린터 헤드와, 마이컴 사이에 설치되며,
    이전 라인의 데이터를 출력하기 위한 셀별 구동 이력 정보와, 마이컴으로부터 전달되는 일련의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 인접셀 구동 정보를 저장하는 제1 레지스터부와,
    상기 제1 레지스터부에서 출력되는 이전 라인의 셀별 구동 이력 정보, 현재 라인의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 그 인접셀 구동 정보에 의거하여 n등분된 온-타임 구간을 단위 시간으로 하는 셀의 구동 시간 정보를 상기 단위 시간 별로 출력하는 인자 데이터 발생부와,
    상기 인자 데이터 발생부에서 발생된 실제 구동 시간 정보에 의거하여, 해당 셀의 구동 여부를 식별한 후, 그 결과를 상기 제1 레지스터부로 전달하여 해당 셀에 대한 구동 이력 정보를 갱신하도록 하는 제2 레지스터부와,
    상기 인자 데이터 발생부에서 단위 시간별로 발생되어 직렬로 인가되는 셀별 실제 구동 시간 정보를 라인 단위로 저장하고, 외부로부터 라인 인에이블 신호가 인가되면 그 저장된 셀별 실제 구동 시간 정보에 의해 해당 라인의 데이터를 열전사 프린터 헤드측으로 전달하는 제3 레지스터부와,
    마이컴으로부터 전달된 온-타임 정보에 의해 라인 인에이블 신호를 생성하여 상기 제3 레지스터부로 출력하고, 마이컴으로부터 상기 열전사 프린터 헤드로 전달되는 래치 신호, 스트로브 신호 및 클럭을 제어하는 래치 및 시간 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 레지스터부는
    전전 라인의 데이터를 출력하기 위한 셀별 구동 이력 정보를 저장하는 제1 쉬프트 레지스터와,
    이전 라인의 데이터를 출력하기 위한 셀별 구동 이력 정보를 저장하는 제2 쉬프트 레지스터와,
    마이컴으로부터 전달되는 일련의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 인접셀 구동 정보를 저장하는 제3 쉬프트 레지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 쉬프트 레지스터는
    상기 열전사 프린터 헤드를 구성하는 셀 수와 동일한 수의 비트 데이터를 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제3 쉬프트 레지스터는
    마이컴으로부터 전달되는 일련의 출력 데이터에 대한 해당 셀의 구동 정보를 저장하는 1비트의 제1 영역과,
    상기 셀의 좌측에 위치한 셀의 구동 정보를 저장하는 1비트의 제2 영역과,
    상기 셀의 우측에 위치한 셀의 구동 정보를 저장하는 1비트의 제3 영역으로 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 인자 데이터 발생부는
    상기 제1 레지스터부에서 출력되는 이전 라인의 셀별 구동 이력 정보, 현재 라인의 출력 데이터에 대한 해당 셀 구동 정보 및 그 인접셀 구동 정보에 의거하여 셀의 구동 시간 정보를 결정하기 위한 패턴의 유형을 결정하는 논리 회로부와,
    상기 논리 회로부에서 결정된 패턴의 유형별로 해당 셀의 구동 시간을 결정하기 위한 셀 구동 시간 정보를 단위 시간 별로 생성하여 출력하는 셀 구동 정보 발생부로 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
  11. 제5항에 있어서, 상기 제2 레지스터부는
    상기 인자 데이터 발생부에서 단위 시간별로 출력되는 셀의 구동 시간 정보를 논리합하여 해당 셀의 구동 여부를 식별하는 논리 게이트와,
    상기 논리 게이트의 식별 결과를 상기 제1 레지스터부로 전달하여 해당 셀에 대한 구동 이력 정보를 갱신하도록 하는 제4 쉬프트 레지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
  12. 제5항에 있어서, 상기 제3 레지스터부는
    상기 인자 데이터 발생부에서 n개의 단위 시간으로 구분되어 직렬로 인가되는 셀별 실제 구동 시간 정보를 라인 단위로 저장하기 위한 n개의 쉬프트 레지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 n개의 쉬프트 레지스터는
    상기 래치 및 시간 제어부에서 인가된 라인 인에이블 신호에 의해 시차없이 순차적으로 구동되어, 상기 n개의 쉬프트 레지스터에 나뉘어 저장된 셀별 실제 구동 시간 정보를 조합한 후, 그 값을 상기 열전사 프린터 헤드측으로 전달하는 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
  14. 제5항 또는 제12항에 있어서, 상기 래치 및 시간 제어부는
    마이컴으로부터 전달된 온-타임을 n분할한 후, 그 분할 시점에 클럭을 발생하는 제1 클럭 발생부와,
    마이컴으로부터 열전사 프린터 헤드 인에이블 신호를 받고, 상기 클럭 발생부에서 발생된 클럭 신호를 받아 상기 제3 레지스터부를 구성하는 n개의 쉬프트 레지스터를 순차적으로 구동시키기 위한 라인 인에이블 신호를 출력하는 라인 인에이블 신호 발생부와,
    상기 n개의 쉬프트 레지스터를 순차적으로 구동시키기 위한 라인 인에이블 신호 발생부의 출력 신호를 논리합하여 래치 신호를 발생시키는 래치부와,
    자체 발진에 의해 임의의 클럭을 발생시켜 출력하는 제2 클럭 발생부와,
    상기 마이컴으로부터 직렬로 인가되는 출력 데이터를 상기 열전사 프린터 헤드에서 라인 단위로 처리하도록 하기 위해, 상기 제2 클럭 발생부로부터 상기 열전사 프린터 헤드를 구성하는 셀 수와 동일한 수의 클럭을 카운팅한 경우 출력을 발생시키는 카운터부와,
    상기 마이컴에서 전송된 스트로브 신호를 버퍼링하고, 상기 카운터부에서 인에이블 신호가 출력되면 상기 스트로브 신호를 열전사 프린터 헤드측으로 출력하는 버퍼부로 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터 헤드의 고속 구동 장치.
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