JPH01249368A - サーマルヘッドの駆動回路 - Google Patents

サーマルヘッドの駆動回路

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JPH01249368A
JPH01249368A JP63074736A JP7473688A JPH01249368A JP H01249368 A JPH01249368 A JP H01249368A JP 63074736 A JP63074736 A JP 63074736A JP 7473688 A JP7473688 A JP 7473688A JP H01249368 A JPH01249368 A JP H01249368A
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pulse
printing
data
thermal head
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Shunei Saito
斎藤 俊英
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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】 〔産業上の利用分腎〕 本発明は、熱転写プリンタや感熱プリンタ等に用いられ
るサーマルヘッドの駆動回路に関し、特に、印字品質の
向上を図ったサーマルヘッドの駆動回路に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、印字データに応じてサーマルヘッドを加熱制
御することにより印字を行わせるためのサーマルヘッド
の駆動回路において、各印字動作に先立ち、それぞれ直
前の印字データの反転データを用いて予備的に加熱(プ
リヒート)することにより、ヘッドを熱的に中和して印
字むらの解消を図り、印字品質を改善するものである。
〔従来の技術] 熱転写プリンタや感熱プリンタ等に用いられるサーマル
ヘッドは、同時に印字されるドツト数に応じた個数の発
熱素子(例えば発熱抵抗体)を有し、これらの発熱素子
が印字データに応じて選択的に発熱制御されるようにな
っている。ここで、上記同時に印字されるドツト数をn
(nは2以上の整数)とし、これらのピントは所定方向
に一列に配列されているものとするとき、この所定方向
と略々直交する方向にヘッドを(あるいは紙を)送りな
がら、所定の送り量毎に上記nドツトの同時印字を行う
ことにより、2次元ドツトマトリクスによる文字や記号
あるいは図形等を表現するようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記ヘッド送り(あるいは紙送り)に応じて
nビットを単位とする印字データ毎にn上28分の同時
印字を行う場合に、21 nドツト分の発熱素子の各温
度にばらつきがあると印字濃度にむらが生じ、高品質の
印字が行えないという欠点がある。
特に、上記同時印字の時間間隔が短い場合には、先の印
字の際の発熱素子の選択的な加熱による温度分布のばら
つきが次の印字時にまで残ってしまい、加熱される素子
とされない素子との温度差が少なく不明瞭となったり、
加熱される素子が高温になり過ぎたりして、誤印字や濃
度むらとして表れてしまう。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、上記同時印字毎の各発熱素子の温度のばらつきを防止
し、誤印字や濃度むらのない高品質の印字が可能なサー
マルヘッドの駆動回路の提供を目的とする。
(課題を解決するための手段〕 本発明に係るサーマルヘッドの駆動回路は、上述の課題
を解決するために、nビット(nは2以上の整数)の印
字データが順次供給され、該印字データの各ピントの値
に対応してサーマルヘッド内のn個の発熱素子をそれぞ
れ加熱制御することにより印字動作を行わせるサーマル
ヘッドの駆動回路において、一の上記印字データにより
上記発熱素子を加熱制御するに先立ち、上記一の印字デ
ータの直前の印字データの反転データにより上記発熱素
子を予備加熱制御することを特徴としている。
〔作 用〕
nビット印字データによるn個の発熱素子の加熱制御に
先立ち、その直前のnビット印字データの反転データに
より各発熱素子を予備加熱制御しているため、上記直前
の印字データにて発熱素子を選択加熱したことにより生
じた温度のばらつきを上記予備加熱により中和して均一
化することができ、誤印字や濃度むらのない高品質の印
字が可能となる。
〔実施例〕
第1図は本発明に係るサーマルヘッドの駆動回路の一実
施例の概略構成を示している。
この第1図のサーマルヘッド1は、同時に印字されるド
ツト数に対応したn個(例えば64個)の発熱抵抗体2
1,2□、・・・、27が一方向に配列されるとともに
、これらの発熱抵抗体23,2z、・・・。
2Llの近傍に温度センサとしてのサーミスタ3が配置
されて成っている。これらn個の発熱抵抗体2.2□、
・・・、27の各一端は+Btff端子4にそれぞれ接
続され、各他端はNAND (論理積の否定)ゲート5
□5g+・・・、5.の各出力端子にそれぞれ接続され
ている。従って、その出力が“L”(ローレベル)とな
るNANDゲートに接続された発熱抵抗体のみに選択的
に電源が供給されて、加熱制御されるようになる。デー
タ入力端子11には、上記同時に印字されるドツト数n
に対応するnビット・シリアルの印字データPDが順次
供給され、切換スイッチ12の被選択端子aを介してn
ビットのシフトレジスタ13に送られるようになってい
る。このシフトレジスタ13は、端子14がらのクロッ
クパルスCKPに応じて順次シフト動作が行われるもの
であり、シリアル出力がインバータ(反転あるいは否定
回路)15を介して切換スイッチ12の被選択端子すに
送られると共に、nビットのパラレル出力がラッチ回路
16に送られるように接続されている。ラッチ回路16
は端子17に供給されるラッチパルスLTに応じてシフ
トレジスタ13からのnビット・パラレル出力をうツチ
し、ラッチしたnビットのパラレルデータの各ビットを
上記各NANDゲート51+ 5□、・・・、5I、の
各一方の入力端子にそれぞれ送るようにしている。
これらNAN[lゲー)5..5□、・・・、51の各
他方の入力端子には加熱時間制御のためのストローブパ
ルスSTが端子18を介してそれぞれ供給されるように
なっている。なお切換スイッチ12からシフトレジスタ
13に供給されるデータは、サーマルヘッド1の各発熱
抵抗体2++2g+・・・、27を実際に選択的に加熱
制御するためのデータであり、これを以下加熱データH
Dという。
このような構成を有する回路の動作について、第2図を
参照しながら説明する。
第2図の印字トリガパルスPTは、上記発熱抵抗体2+
+2g+・・・、2イによるnドツト同時印字の各印字
動作をそれぞれ開始させるために用いられるパルスであ
り、発熱抵抗体2 ++2g+・・・+211の配列方
向と略々直交する方向のヘッド送りあるいは紙送り動作
に伴い所定の送り間隔(印字ドツト間隔)毎に順次出力
されるものである。この印字トリガパルスPTの入力に
応じ°て、クロックパルスCKPが上記同時印字のnド
ツトに対応してn個ずつ2回にわたって発生される。こ
れらの2回のnパルスの発生期間の内、最初のnパルス
が発生される間は、上記切換スイッチ12が被選択端子
すに切換接続されて後述する予備加熱のために直前の印
字データの反転データの取り込みが行われ、次のnパル
スの間は、切換スイッチ12が被選択端子aに切換接続
されて今回同時印字しようとする印字データPD (n
ビットのシリアルデータ)の入力が行われる。
ここで第2図は、ヘッド送りあるいは紙送り方向の第に
列目及び第に+1列目のドツト列(各nドツト)を順次
印字する場合を示している。いま第に列目のドツト列を
印字する場合を考慮するとき、印字トリガパルスPTの
入力後における上述した2回のnパルスの発生期間の内
の最初のnパルスの期間(時刻t z〜t3の間)は、
シフトレジスタ13に蓄えられていた直前の印字データ
、すなわち第に一1列目のドツト列を印字するために用
いられたnビットの印字データPD*−+が、上記n個
のパルスに応じて順次1ビツトずつ出力され、インバー
タ15で反転されて切換スイッチ12の端子すを介して
シフトレジスタ13に送られるから、シフトレジスタ1
3に入力される加熱データHDは上記直前の印字データ
の反転データPDk−1となる。この反転データPDk
−,がシフトレジスタ13に完全に取り込まれてnビッ
トのパラレルデータとして出力されているとき、ラッチ
パルスLTがラッチ回路16の端子17に入力されて上
記データPDk−+ に相当するnビットのパラレルデ
ータがラッチされ、各ビットが各NANロゲート5□5
..・・・、51の各一方の入力端子に送られる。次に
、時刻t4からの所定パルス幅T□のストローブパルス
STにより、上記パラレル・データの各ビットの値に応
じてサーマルヘッド1の各発熱抵抗体2.,2□、・・
・、27が選択的に加熱される。このときのストローブ
パルスSTのパルス幅T□は、いわゆる予備加熱(プリ
ヒート)用の加熱時間を得るためのものであり、実際に
熱転写あるいは感熱記録がされる程の長時間の加熱を行
うものではない。
次に、時刻t4〜t、の間のnパルス発生期間は、切換
スイッチ12が被選択端子aに接続されると共に、該n
パルスに応じてnビットのシリアル印字データPDkが
端子11に入力され、これが上記加熱データHDとして
シフトレジスタ13に送られる。この印字データPD、
がシフトレジスタ13に完全に取り込まれてnビットの
パラレルデータとして出力されたものを、ラッチパルス
LTによりラッチ回路16にラッチし、該P D bに
対応するnビットのパラレルデータの各ビットを各NA
NDゲート51,5□、・・・、57の各一方の入力端
子に送る。そして時刻t6からの所定パルス幅TITの
ストローブパルスSTにより、上記パラレル・データの
各ビットの値に応じてサーマルヘッド1の各発熱抵抗体
2□2□、・・・+211を選択的に加熱して上記第に
列目の印字を行わせている。この場合のパルス幅T3ア
は、実際に熱転写や感熱記録等がされるような加熱(本
加熱)を行うための時間に設定されていることは勿論で
ある。
以下同様に次の第に+1列目のドツト列を印字する場合
には、印字データPD、、、に基づく印字に先立ち、上
記第に列目の印字データPD、の反転データPDkによ
り所定時間T□だけ予備加熱し、その後、印字データP
Dk、により他の所定時間TSTの本加熱を行っている
このように、上記nドツトの同時印字に先立って直前の
印字データの反転データに基づく予備加熱を行うことで
、上記直前の印字時に各発熱抵抗体21,2□、・・・
、27の選択加熱制御により生じた温度分布のばらつき
を中和して温度を均一化しており、その後の印字の際に
誤印字や濃度むら等のない高品質の印字を可能としてい
る。
次に、上述したクロックパルスCKP、ラッチパルスL
T、ストローブパルスST等の各種タイミングパルスを
得るための回路構成の具体例について、第3図を参照し
ながら説明する。
第3図の入力端子21には、一定周波数(cにのクロッ
ク信号CKSが供給されており、このクロ7り信号CK
SをAND (論理積)ゲート22.23でそれぞれゲ
ート制御し、ORゲート24にて論理和をとることによ
り、上記クロックパルスCKPを得ている。これらのA
NDゲート22.23の各ゲート制御信号はタイマ25
.26の後述する出力端子TOtからそれぞれ得られて
いる。
これらのタイマ25.26は、スタート端子Sにトリガ
パルスが入力された時点からクロック信号CKSのパル
スを上記n個カウントするようなパルスカウント型のタ
イマであり、第1の出力端子TO1からはカウントアツ
プ時(上記nカウント終了時)にパルスが出力され、第
2の出力端子TO2からはカウント動作中に°’H” 
(ハイレベル)となる信号が出力されるものである。タ
イマ25のスタート端子Sには端子2日を介して上記印
字トリガパルスPTが入力されており、このトリガパル
スPTが立ち下がる(第2図の時刻む2)と同時に上記
パルスカウント動作が開始される。またタイマ26のス
タート端子Sにはタイマ25の出力端子TOIからのカ
ウント終了パルスが入力されている。従って、タイマ2
5の出力端子TO□からは第2図の時刻t2からクロッ
クパルスをn個カウントした時刻も、までの間で” H
”となる信号が出力されてANDゲート22に送られる
から、この時刻t2〜L、の間にクロック信号CKSの
上記nパルス分がANDゲート22を通過し、ORゲー
ト24を介して端子14に送られる。次にタイマ26の
出力端子T08からは上記カウント終了パルスが立ち下
がる時刻t4から上記クロック信号CKSをnパルスだ
けカウントした時刻t。
までの間゛H”となる信号が出力されるから、この時刻
tイ〜t、の間にクロック信号CKSのnパルス分がA
NDゲート23を通過し、ORゲート24を介して端子
14に送られる。また、各タイマ25.26の各出力端
子丁0.からのカウント終了パルスがORゲート27を
介して上記ラッチパルスLTとして端子17に送られる
次に、端子28からの印字トリガパルスPTはカウンタ
等から成る周期検出回路29に送られている。この周期
検出回路29は、上記印字トリガパルスPTの周期デー
タとして、例えば該パルスPTの1周期間における一定
周波数のクロックのパルス数をカウントすることにより
求めるものであり、検出された周期データは、プリセッ
トタイマ33.34の各プリセットデータ入力端子DI
に送られている。これらのプリセットタイマ33.34
は、スタート端子Sにトリガパルスが入力された時点か
らクロックのカウントを開始し、端子DIに送られてロ
ードされたプリセット値(上記周期データ)に達するま
でのカウント動作中に出力端子TO□から°′H” (
ハイレベル)となる信号を出力するものである。これら
のプリセットタイマ33.34の各出力端子TO!から
の出力パルスはORゲート35に送られ、上記ストロー
ブパルスSTとなって端子18に送られる。従って、印
字トリガパルスPTの周期が短いほど、すなわち上記ヘ
ッド送り(あるいは紙送り)速度が速いほど、上記スト
ローブパルスSTの谷幅(上記予備加熱時間T□及び本
加熱時間Tsr)が相対的に短くなることになる。
ここで、上記各プリセットタイマ33.34に供給され
るクロックとしては、上記サーマルヘッド1の温度に応
じて発振周波数が変化する発振器30からの出力を分周
器31.32でそれぞれ分周したものが用いられる。分
周器32は上記予備加熱時間TPMと本加熱時間TNT
との比率を決定するために設けられたものであり、例え
ば1/4に分周する場合には上記本加熱時間TSTは予
備加熱時間T□の4倍となる。また、発振器30の発振
周波数を決定する時定数回路の一部に上記サーマルヘッ
ド1内に設けられた温度センサとしてのサーミスタ3が
接続されており、サーマルヘッド1の温度に応じてこの
サーミスタ3の抵抗値が変化することにより発振周波数
が変化するようになっている。この場合、温度が上昇す
るほど抵抗値が低くなって発振周波数が高くなるから、
各タイマ33.34からの各出力パルス幅(上記予備加
熱時間T”p+<及び本加熱時間T、?)は短くなる。
以上のような第3図の構成によれば、サーマルヘッド1
自体の温度に応じて加熱時間Tst(及び予備加熱時間
T F II )を制御することによって、印字の際の
各発熱抵抗体2□2□、・・・、27の温度を一定にす
ることができ、印字品質の向上を図ることができる。ま
た上記ヘッド送り速度(あるいは紙送り速度)に応じて
加熱時間T、ア(及びT、イ)を制御している。これは
、ヘッド送り速度が速くなることによって印字間隔が短
くなると、サーマルヘッド1の各発熱抵抗体21,2□
、・・・、2、の発熱間隔が短くなって過熱気味になる
虞れがあるのを、加熱時間を短くすることで防止してい
るものである。これは特に、手動式の超小型コピー装置
、いわゆるハンドコピー装置の印字ヘッドにサーマルへ
ラドを用いる場合に、ヘッド送り速度が変動し易く、こ
れによって印字濃度変化等が生じ易いことを考慮すれば
、このようなハンドコピー装置に本発明の上記実施例を
適用することで印字品質の向上に大きく貢献できること
になる。この場合の上記印字トリガパルスは、ハンドコ
ピー装置を手動で紙等の印字面上で走査するときの移動
量に応じたパルスであり、ハンドコピー装置の下部面(
紙等と対向あるいは接触する面)に設けられた転接ロー
ラ等の回転を検出して得られるいわゆるエンコーダパル
ス等が用いられる。
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、例えば予備加熱(プリヒート)のための直前印字デ
ータの反転データは、シフトレジスタよりも前の段階で
形成して、上記各印字毎に予備加熱用反転データ、印字
データの順にシフトレジスタに送るようにしてもよい。
また、各タイミングパルスを得るための回路構成は図示
の例に限定されず、例えば予備加熱用反転データや印字
データ等をラッチした後それぞれ所定の遅延時間をもっ
てストローブパルスを発生するようにしてもよい。さら
に本発明は、上記ハンドコピー装置のみならず、通常の
熱転写プリンタ装置や感熱プリンタ装置等に適用するこ
とも容易である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変更が可能であることは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明に係るサーマルヘッドの駆動回路によれば、nド
ツト同時印字のためのnビット印字データによるn個の
発熱素子の加熱制御に先立ち、その直前のnビット印字
データの反転データにより各発熱素子を予備加熱制御し
ているため、上記直前の印字データにて発熱素子を選択
加熱したことにより生じた温度のばらつきを上記反転デ
ータによる予備加熱により中和して均一化することがで
き、実際の印字の際には誤印字や濃度むらのない高品質
の印字が可能となる。
また、本発明の実施例によれば、サーマルヘッド自体の
温度に応じて加熱時間を制御すると共に、ヘッド送り速
度(あるいは紙送り速度)に応じて加熱時間を制御する
ことによって、印字の際の各発熱素子(発熱抵抗体)の
温度、すなわち加熱温度及び非加熱温度をそれぞれ所定
の適当な温度に保つことができ、印字品質の向上を図る
ことができる。具体的には、サーマルヘッド自体の温度
カ高いときには加熱時間を短くし、またヘッド送り速度
が速い(上記同時印字の間隔が短い)ことにより過熱状
態となり易いときにも加熱時間を短くしている。
特に、本発明のサーマルヘッドの駆動回路を手動式超小
型印字機やいわゆるハンドコピー装置等に適用する場合
には、手動走査により変動し易いヘッド送り速度に適切
に対処することができ、各発熱素子を最適温度で加熱制
御して良好な印字を行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例となるサーマルヘッドの駆動
回路を概略的に示すブロック図、第2図は動作を説明す
るためのタイムチャート、第3図は各タイミングパルス
を得るための回路構成例を示すブロック回路回である。 1・・・・・・・・サーマルヘッド 21〜2m・・・・発熱抵抗体 3・・・・・・・・サーミスタ 5、〜5,1・・・・NANDゲート 11・・・・・・印字データ入力端子 I2・・・・・・切換スイッチ 13・・・・・・シフトレジスタ 14・・・・・・クロックパルス入力端子15・・・・
・・インバータ 16・・・・・・ラッチ回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 nビット(nは2以上の整数)の印字データが順次供給
    され、該印字データの各ビットの値に対応してサーマル
    ヘッド内のn個の発熱素子をそれぞれ加熱制御すること
    により印字動作を行わせるサーマルヘッドの駆動回路に
    おいて、 一の上記印字データにより上記発熱素子を加熱制御する
    に先立ち、上記一の印字データの直前の印字データの反
    転データにより上記発熱素子を予備加熱制御することを
    特徴とするサーマルヘッドの駆動回路。
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