JPH04113859A - サーマルヘッド制御装置 - 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、サーマルプリンタのサーマルヘッドの制御に
関し、特にサーマルヘッド上の複数の発熱体の抵抗値の
ばらつきによる印字濃度のばらりきを補正する技術に関
する。

〔従来の技術〕

従来の発熱体駆動回路を第２図に示す。

サーマルヘッド１の各発熱体（低抗体）３に流す電流の
有無は、各トランジスタ５により制御される。

発熱体３からの発熱量Ｑは、次の式に示すように発熱体
３の抵抗値Ｒに依存している。

ＱはＫ　−Ｖ　−Ｔ／Ｒ ここに、 Ｑは発熱量、 ■は発熱体両端の電位差、 Ｒは発熱体の抵抗値、 Ｔは発熱体への通電時間、 Ｋはエネルギー熱量変換係数、 である。

発熱体の通電制御は、電圧を一定にし、通電時間は０ま
たは一定値Ｔの２種類を用いるのが一般的である。

〔発明が解決しようとする課題及び目的〕発熱体の抵抗
値にばらつきがあると、印字濃度にばらつきが生して印
字品質を損なう要因になるので、発熱体を製造するとき
には抵抗値のばらつきを抑える必要がある。

しかし発熱体の抵抗値のばらつきを製造過程で抑えよう
とすると、歩留まりが悪くなり製造費用が上がる。

本発明の目的は、発熱体の抵抗値にばらつきがあっても
各発熱体からの発熱量を一定にすることを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、サーマルヘッド上の複数の発熱体の通電時間
を制御するものにおいて、各発熱体の抵抗値を測定する
抵抗値測定手段と、測定された抵抗値から基準抵抗値を
得、この基準抵抗値と測定された抵抗値との比に応じて
各発熱体毎の基準通電時間を演算する基準通電時間演算
手段と、各発熱体毎の基準通電時間と、各発熱体毎の印
字データとに基づいて各発熱体毎の実通電時間を演算す
る実通電時間演算手段と、演算された実通電時間に従っ
て各発熱体への通電を行なう通電手段とを有することを
特徴とするサーマルヘッド制御装置を提供する。

〔作　用〕

この装置によれば、サーマルヘッドの各発熱体の抵抗値
が自動測定され、この測定値に応じて各発熱体の通電時
間が調整される。

〔実施例〕

第１図に、本発明に係るサーマルヘッド制御装置の一実
施例の全体構成を示す。

サーマルヘッド１は複数の発熱体３と各発熱体３に流す
電流をオン・オフするためのトランジスタ５とを含む。

各発熱体３と各トランジスタ５は直列接続され、それら
は直流定電圧源７に並列接続される。

各トランジスタ５のベースはヘッド駆動回路９に接続さ
れる。ヘッド１が各ドツト位置に到着するタイミングに
先行して、各ドツト位置における全発熱体３についての
通電暗部データ１１がシリアルにヘッド駆動回路９に供
給される。そして、ヘッド１が各ドツト位置に到着する
タイミングに同期して、ヘッド駆動回路９はそのドツト
位置での各発熱体３の通電時間データ１１に対応した通
電時間だけ各トランジスタ５をオン状態とする。

濃度の階調数を例えば２５６とすると、通電時間データ
１１は１バイトのデータとなる。各発熱体３の通電時間
は発振器１３からのクロック１５のカウント数を用いて
コントロールされる。

定電圧電源７とヘッド１内の発熱体３とを結ぶ給電線１
７には、各発熱体３に流れる電流値を測定するための電
流測定器１９が結合されている。

この電−流一測一定器１９は第３図に示すように、給電
線１７が巻かれたリング状のフェライトコア２１と、こ
のコア２１の間隙に挿入されたホール素子２３゛とを含
む。−ホール素子２３はコア２１からの磁束と直交する
方向に制御電流を流すための電流源２３と接続される。

このホール素子２３には給電線１７に流れる電流値に応
じた、ホール電圧が発生する。すなわち、給電線１７に
電流ｉが流れた時、発生するホール電圧Ｖｎは近似的に
次式に従つＯ ■−＝に−ＩＣ−１ ここに、Ｋは測定器の構造に依存する定数、Ｉ。

は電流源２３からの制御電流である。なお、測定の感度
は制御電流ＩＣによって調整できる。こうしてホール電
圧Ｖｎとして検出された電流値ｉは、差動増幅器２７を
通じてＡ／Ｄコンバータ２９１；入力されデジタルコー
ドに変換される。なお、ホール素子の代わりに磁気抵抗
素子を用いることもできる。

ところで、第１図の装置は抵抗値測定モード、データ転
送モードおよび印字モードの３つの動作モードを有する
。抵抗値測定モードでは各発熱体３の抵抗値が測定され
る。データ転送モードではホストコンピュータ（図示せ
ず）からこの装置に印字データが転送される。また、印
字モードではその印字データに従って印字が行われる。

即ち、印字データに基づいて各印字位置での各発熱体３
の濃度データが演算され、その濃度データに従って各発
熱体３の通電時間が制御される。その濃度データの演算
の際、抵抗値測定モードにおいて測定された各発熱体３
の抵抗値のばらつきが考慮に入れられる。

動作モードの選択はモードコントローラ３１によって行
われる。このモードコントローラ３１は、ホストコンピ
ュータからの制御データ、このプリンタの電源スィッチ
、またはその他の特定のマニュアルスイッチのオン／オ
フ情報等を制御情報３３として受け、この制御情報３３
に基づいてモード選択をする。

抵抗値測定モードを選択する時期には種々のバリエーシ
ョンが考えられる。例えば、電源投入時、或いは特定の
マニュアルスイッチがオンされた時がある。また、抵抗
値の経時変化に対応するために、印字開始時、印字終了
時、或いは定期的に行ってもよい。抵抗値の経時変化に
対応させるようにした場合は、サーマルヘッドの故障率
を下げるという副次的効果も期待できる。

データ転送モードはホストコンピュータからの制御デー
タに基づいて、印字データが転送されて来る時に選択さ
れる。所定量（例えば−真性）の印字データの転送が完
了すると、続いて印字モードが選択される。モードの選
択はモードコントローラ３１から出力されるモード信号
Ｍｌ、Ｍ２のレベル選択により行われる。

アイドル状態では、モード信号Ｍｌ、Ｍ２は共にローレ
ベルとなっている。これにより、発振器１３からのクロ
ック１５はゲート３４で阻止され、この装置は動作を停
止している。

以下、各モード毎にこの装置の構成および動作を説明す
る。

抵抗値測定モード 抵抗値測定モードを選択する場合、モードコントローラ
３１はモード信号Ｍ１をハイレベルに、モード信号Ｍ２
をローレベルとする。モード信号Ｍ１のハイレベルを受
けて、入出力切換回路４７が抵抗値ＲＡＭ３７にデータ
を書き込むモードに、データ切換回路４９が素子選択デ
ータＲＯＭ４１からデータを読み出すモードに、またセ
レクタ５０が分周器５９の出力６１を選択するモードに
それぞれ設定される。このモードの開始時、モードコン
トローラ３１はリセッタ３に命じて抵抗値ＲＡＭ３７の
アドレスカウンタ３９、素子選択データＲＯＭ４１のア
ドレスカウンタ４３およびラッチ４５をリセットさせる
。また、ゲート３４が開いて発振器１３からのクロック
１５の導入が開始される。

素子選択データＲＯＭ４１のアドレスカウンタ４３には
、発振器１３からのクロック１５を分局器５３で分周し
た第１分周クロック５３が与えられる。それにより、第
１分周クロック５３に同期して、素子選択データＲＯＭ
４１から素子選択データが順番に読出され、データ切換
回路４９を通じてヘッド駆動回路９に入力される。この
素子選択データは、−回に一つの発熱体のみを通電させ
るように構成されたデータ群である。従って、各発熱体
３は一つづつ順番に通電されていく。

各発熱体３が通電された時、その抵抗値に反比例した値
の電流が給電線１７に流れ、この電流値はホール電圧と
して検出されてＡ／Ｄコンバータ２９によりデジタルコ
ードに変換され、抵抗値演算器５５に入力される。抵抗
値演算器５５は入力された電流値から次式により発熱体
３の抵抗値Ｒを演算する。

Ｒ１−（Ｅ−ｖｄ）／ｉ ここに、Ｅは定電圧源７の電圧値、■、はトランジスタ
５の電圧降下値、ｉは検出された電流値である。

抵抗値演算器５５から出力された抵抗値５７は入出力切
換回路４７を通じて抵抗値ＲＡＭ３７に加えられる。こ
の抵抗値ＲＡＭ３７のアドレスカウンタ３９には、第１
分周クロックを更に分周器５９で分周してなる第２分周
クロック６１が、セレクタ５０およびゲート６２を通じ
て入力されている。この第２分周クロック６１は各発熱
体３の通電タイミングと同期している。従って、抵抗値
演算器５５から出力された各発熱体３の抵抗値５７は抵
抗値ＲＡＭ３７の各アドレスに順に格納されることにな
る。

抵抗値演算器５５から出力される抵抗値５７はラッチ４
５および比較器６３の一方の入力端にも加えられる。ラ
ッチ４５は３人カアンドゲート６４の出力の立上がりに
応答してその抵抗値５７をラッチし、ラッチした抵抗値
６７を比較器６３の他方の入力端に加える。比較器６３
は、ラッチ４５からの抵抗値６７と演算器５５からの抵
抗値５７とを比較し、後者の方が大きいときに出力６９
をハイレベルとする。３人カアンドゲート６４はモード
信号ＭＬ第２分周クロック６１および比較器６３の出力
６９を入力とする。結果として、ラッチ４５は演算され
た抵抗値の中で最大の抵抗値を保持することになる。

全ての発熱体３の抵抗値測定が完了すると、アドレスカ
ウンタ３９から桁上信号７１が出力される。この桁上信
号７１を受け、モードコントローラ３１はモード信号Ｍ
ｌ、Ｍ２を上記のアイドル状態に戻す。これにより抵抗
値測定モードが終了する。このモード終了時点で、抵抗
値ＲＡＭ３７には測定された各発熱体３の抵抗値が格納
されており、ラッチ４５にはそれら抵抗値中の最大値が
保持されている。このラッチ４５に保持された最大抵抗
値は基準抵抗値Ｒ８とじて最大通電時間演算器７３に加
えられる。

第３図のフローチャートには、以上説明した抵抗値測定
モードの処理の流れが示−されている。

データ転送モード 外部のホストコンピュータから印字データ７５が転送さ
れてくると、ホストコンピュータからの指令でモードコ
ントローラ３１はデータ転送モードを選択する。このモ
ードは、モード信号Ｍ１、Ｍ２を共にハイレベルとする
ことにより選択される。モード信号Ｍｌ、Ｍ２が共にハ
イレベルとなると、ゲート６２が閉じ抵抗値ＲＡＭ３７
はアクセスできなくなる。また、モード信号Ｍ２のハイ
レベルを受けて、セレクタ７７がホストコンピュータか
ら印字データ７５に伴って入力される印字データ同期ク
ロック７９を選択するモードに、入出力切換回路８１が
印字データ７５をバッファＲＡＭ８３に書き込むモード
にそれぞれ設定される。このモードの開始時、モードコ
ントローラ３１はリセッタ３５に命じてバッファＲＡＭ
８３のアドレスカウンタ８５をリセットさせる。

バッファＲＡＭ８３のアドレスカウンタ８５にはセレク
タ７７を通じて印字データ同期クロック７９が入力され
、またバッファＲＡＭ８３には入出力切換回路８１を通
じてホストコンピュータからの印字データ７５が加えら
れる。従って、印字データ７５は印字データ同期クロッ
ク７９に同期してバッファＲＡＭ８３に書き込まれる。

所定量（例えば、１頁分）の印字データがバッファＲＡ
Ｍ８３に蓄えられると、モードコントローラ３１は動作
モードを印字モードに切り替える。

印字モード このモードは、モード信号Ｍ１をローレベル、モード信
号Ｍ２をハイレベルとすることにより選択される。これ
により、入出力切換回路４７は抵抗値ＲＡＭ３７から抵
抗値を読み出すモードに、セレクタ５０はブ分周器５９
をバイパスした第１分周クロック５３を選択するモード
に、セレクタ７７はセレクタ５０からの第１分周クロッ
ク５３を選択するモードに、入出力切換回路８１はバッ
ファＲＡＭから印字データを読み出すモードに、またデ
ータ切換回路４９は濃度データ演算器８７からの濃度デ
ータ８９を選択するモードにそれぞれ設定される。この
モードの開始時、アドレスカウンタ３９．８５はそれぞ
れリセットされる。

抵抗値ＲＡＭ３７からは、各発熱体３の測定された抵抗
値が第１分周クロック５３に同期して読み出され、最大
通電時間演算器７３に加えられる。

最大通電時間演算器７３は、次式を用いて各発熱体３毎
の最大通電時間Ｔを演算する。

Ｔ−Ｔｏ−Ｒ／Ｒ０ ここに、Ｔｏは装置の仕様に応じて定まる限界最大通電
時間、Ｒは各発熱体の測定された抵抗値、Ｒｏはラッチ
４５からの最大抵抗値である。演算された各発熱体の最
大通電時間Ｔは実通電時間演算器８７に人力される。

これと並行して、バッファＲＡＭ８３からは、第１分周
クロック５３に同期して印字データが読出され、入出力
切換回路８１を通じて実通電時間演算器８７に加えられ
る。

実通電時間演算器８７は次式により各発熱体毎の実通電
時間りを演算する。

Ｄ−Ｄｏ争Ｔ ここに、Ｄｏは印字データ（濃度の階調を示す）、Ｔは
各発熱体の最大通電時間である。演算された各発熱体の
実通電時間りはデータ切換回路４９を通じて通電時間デ
ータとしてヘッド駆動回路９に与えられ、各発熱体３の
通電時間が制御される。

以上のデータ転送モードおよび印字モードの処理の流れ
は第４図に示されている。

このように、この実施例では、各発熱体３の抵抗値が測
定され、その中の最大抵抗値を基準抵抗値として、この
基準抵抗値と各抵抗値との比に従って、各発熱体の発生
熱エネルギーにばらつきが生じないよう各々の通電時間
が調整される。ここで、最大抵抗値を基準抵抗値として
用いるのは次の理由による。発熱体に通電できる最大時
間には装置の使用に応じた限界があり、それより長く通
電することはできない。このように最大通電時間に限界
がある条件下で各発熱体の熱エネルギーばらつきを抑え
且つこれを最大とするためには、最大抵抗値の時に限界
最大通電時間が得られるようにする必要がある。つまり
、最大抵抗値に対して限界最大通電時間を設定し、これ
を基準として他の抵抗値についてはその抵抗値に比例し
て各々の最大通電時間を設定することにより、各発熱体
の発生熱エネルギーを一定且つ最大とすることができる
。その際、通常の抵抗値の分布から判断して最大抵抗値
が極端にかけはなれた値である場合には、これは故障し
た素子と考えられるため、その抵抗値は無視するよう処
理することが望ましい。

また、変形例として、抵抗値の平均を求め、この平均値
に通常の分布幅を示す所定の係数（例えば４／３）を乗
じた値を最大抵抗値をみなして処理するようにしてもよ
い。

第１図の実施例において電流測定器１９の代わりに第５
図の回路を用いることもできる。この回路では、切換ス
イッチ１０１によってヘッド１が電源７または抵抗値測
定器１０３に選択的に接続されるようになっている。抵
抗測定器１０３は、測定用基準電圧源１０５と測定用基
準抵抗１０７とを含み、基準抵抗１０７の端子電圧が差
動アンプ２７によって検出されるようになっている。こ
の測定回路を用いた場合、発熱体の抵抗値Ｒは次式で求
まる。

Ｒ−Ｒ（（Ｖ　　／Ｖ）−１） Ｓ ここに、Ｒは基準抵抗１０７の抵抗値、Ｖ　はｓ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５基
準電源１０５の電圧値、■は検出された基準抵抗１０７
の端子電圧である。

本発明は上記の実施例にのみ限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲での種々の変形を含むもので
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、各発熱体の抵抗値
が自動測定され、その値に応じて通電時間が調整されて
各発熱体の発熱量が一定に制御されるため、抵抗値にば
らつきがあっても印字濃度むらが抑制され高い印字品質
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るサーマルヘッド制御装置に一実施
例の構成を示すブロック線図、第２図は従来技術を示す
回路図、第３図は第１図の実施例の抵抗値測定モードの
処理手順を示すフローチャート、第４図は第１図の実施
例のデータ転送モードおよび印字モードの処理手順を示
すフローチャート、第５図は抵抗値測定器の別の構成例
を示す回路図である。 １・・・サーマルヘッド、３・・・発熱体、５・・・ト
ランジスタ、７・・・電源、９・・・ヘッド駆動カイロ
、１９・・・電流測定器、３１・・・モードコントロー
ラ、３７・・・抵抗値ＲＡＭ、４１・・・素子選択デー
タＲＯＭ１４３・・・ラッチ、４７．８１・・・入出力
切換回路、４９・・・データ切換回路、５５・・・抵抗
値演算器、６３・・・比較器、７３・・・最大通電時間
演算器、８３・・・バッファＲＡＭ、８７・・・実通電
時間演算器、１０３・・・抵抗測定器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 莞２図 σ＝江り 兜４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーマルヘッド上の複数の発熱体の通電時間を制御
   するものにおいて、 前記各発熱体の抵抗値を測定する抵抗値測定手段と、 前記測定された抵抗値から基準抵抗値を得、この基準抵
   抗値と前記測定された抵抗値との比に応じて前記各発熱
   体毎の基準通電時間を演算する基準通電時間演算手段と
   、 前記各発熱体毎の基準通電時間と、各発熱体毎の印字デ
   ータとに基づいて各発熱体毎の実通電時間を演算する実
   通電時間演算手段と、 演算された実通電時間に従って前記各発熱体への通電を
   行なう通電手段とを有することを特徴とするサーマルヘ
   ッド制御装置。 ２、請求項１記載の装置において、 前記基準抵抗値は前記測定された抵抗値中の最大抵抗値
   であり、この最大抵抗値に対する最大通電時間が所定の
   限界最大通電時間となるように、前記各発熱体毎の基準
   通電時間が演算されることを特徴とするサーマルヘッド
   制御装置。 ３、請求項１記載の装置において、 前記抵抗値測定手段は、前記各発熱体に一定電圧を印加
   する手段と、前記一定電圧が印加されたとき前記各発熱
   体に流れる電流をこの電流により誘起される磁束に基づ
   き検出する手段と、検出された前記電流から前記各発熱
   体の抵抗を演算する手段とを有することを特徴とするサ
   ーマルヘッド制御装置。