JPH0416363A - サーマルプリンタの駆動制御装置 - 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、特にそのサーマルヘ
ッドの基材温度又は放熱板温度と周囲温度の双方の温度
を補償する温度補償制御に関する。

［従来の技術］ 従来からサーマルプリンタでは、感熱抵抗素子を用いて
発熱要素への印加エネルギを制御する方法が用いられて
きている、この例として特開昭６３−２０２４７１等が
あげられる。

従来の実施例でも周辺温度を検出するサーミスタとサー
マルヘッドの温度を検出するサーミスタを双方有しこれ
に基づいて印加ユネルギを制御する制御方式は採用され
ていた。

［発明が解決しようとする課題及び目的］これら従来例
では、サーマルヘッドの基材温度の検出と周囲温度の検
出による制御が調和せず、広い温度範囲に於いて−様な
印刷品位を保つことは極めて困難であった。

又、特に熱転写プリンタに於いては印字用紙だけでなく
インクリボンも周囲温度の影響をうけるため、サーマル
ヘッドの温度検出を周囲温度で補正するにもきめ細かな
制御を必要としていた。

しかしながら、従来の実施例では、熱転写プリンタにふ
されしい制御方法が確立されていなかった。

更に、感熱抵抗素子を２個配置し、且つこの２個の感熱
抵抗素子に対してこの温度をを検出するためのＡ／Ｄコ
ンバータが２個必要となり高価な回路となるのが通常で
あった。

本発明の目的は、このような従来の問題点を除去し、周
囲温度の変化にきめ細かく応答し、広い温度範囲に於い
て、印字品質のよいサーマルプリンタの駆動制御装置を
提供することにある。

本発明の他の目的は、サーマルヘッドとこの周囲温度の
双方を検出する安価な回路を提供することのある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、複数の発熱要素を搭載したサーマルヘッドを
用い感熱紙に直接あるいは、インクツポンを介して普通
紙に印刷する如きサーマルプリンタの駆動制御装置に於
いて、 前記サーマルヘッドの基材もしくは放熱板に接触配置し
、この温度を検出する第１の感熱抵抗素子と、前記サー
マルヘッドの周囲温度を検出する第２の感熱抵抗素子と
前記第１の感熱抵抗素子を包含する第１の抵抗回路と前
記第２の感熱抵抗素子を包含する第２の抵抗回路と前記
第１、第２の抵抗回路の所定の分圧点の電位をディジタ
ル値に変換するＡ／Ｄコンバータと該Ａ／Ｄコンバータ
の検出端子に前記第１、第２の分圧点の電位の一方を選
択的に与える選択回路とを有し、更に、前記第１の感熱
抵抗素子の温度変化に基づいて前記発熱要素への印加エ
ネルギを制御する第１の制御手段と、前記第２の感熱抵
抗素子の温度変化に基づいて前記発熱要素への印加エネ
ルギを制御する第２の制御手段とを有することを特徴と
するサーマルプリンタの駆動制御装置である。

［作用］ サーマルヘッドを用いて印刷するサーマルプリンタに於
いて、サーマルヘッド上に配置した感熱抵抗素子とサー
マルヘッドの周囲温度を検出する感熱抵抗素子とを設置
し、それぞれの感熱抵抗素子によるサーマルヘッドへの
印加エネルギ制御手段を設け、きめ細かな制御を可能と
し印字品質を向上させるとともに、かつサーマルヘッド
の温度を検出する回路と周囲温度を検出する回路の一部
を共用化し安価な回路によって双方の温度を検出可能と
した。

［実施例コ 第１図、第２図、第３図を用いて以下に本発明を詳述す
る。

第３図は本発明に用いるサーマルヘッドの一実施例の略
図であり、１はサーマルヘッドのチップでありセラミッ
クスなどの基材上に発熱要素１ａが形成されている。１
０はサーマルヘッドの背面に密着配置された放熱板であ
り、その一部に溝部１０ａが施されサーミスタ１ｂがこ
の溝部に、埋め込まれサーマルヘッドに接触配置される
。

第１図は本発明によるサーマルプリンタの駆動制御装置
を用いたターミナルプリンタの一実施例の構成を示す略
図である。

１は複数の発熱要素を有する第３図に示したサーマルヘ
ッド、３６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ＣＰＵ、１１はサーマルヘッド１の
基板温度もしくは放熱板温度を検出する第１の感熱抵抗
素子の一種のサーミスタ、１２はサーマルヘッドの周囲
温度を検出する第２の感熱抵抗素子の一種のサーミスタ
、３１はＣＰＵ３の制御用プログラム、サーミスタの温
度とサーマルヘッドへの印加エネルギの関係を示すデー
タテーブルなどが格納されているＲＯＭ　（以下ＲＯＭ
１と略す）、３２は文字フォントなどのデータが格納さ
れているＲＯＭ　（以下ＲＯＭ２と略す）、３３は一時
的なデータを保存するＲＡＭ、３４を印刷データなどを
入力するインターフェイス、１３．１４は抵抗器をそれ
ぞれ示している。

サーミスタ１１と抵抗器１３とで第１の抵抗回路を、サ
ーミスタ１２と抵抗器１４とで第２の抵抗回路を構成し
ている。１５．１６は上記それぞれの抵抗回路の分圧点
を示し１５は第１の分圧点を１６は第２の分圧点を示し
、この電位を検出しその値からそれぞれのサーミスタの
温度を知ることができる。３５はＡ／Ｄコンバータであ
り、アナログ値をディジタル値に変換するものであり、
上記分圧点の電位を検出するものである。−船釣に２種
の電位を検出するには２個のＡ／Ｄコンバータが必要で
ある。

２０は上記２つの分圧点の一方を上記Ａ／Ｄコンバータ
の入力端子に与える選択回路でありトランジスタ２１．
２２．２３．２４、インバータバッファ２５、バッファ
２６を主な構成要素としている。選択回路２００Å力端
子２７にＨレベルが入力されるとトランジスタ２４がＯ
ＮＬ、、これによってトランジスタ２２がＯＮＬ分圧点
１６の電位がＡ／Ｄコンバータの入力端子に与えられる
。

逆にＬレベルが入力されるとトランジスタ２４は０ＦＦ
Ｌトランジスタ２３がＯＮＬ、、これによってトランジ
スタ２１が○Ｎし分圧点１５の電位がＡ／Ｄコンバータ
の入力端子に与えられる。

第２図は周囲温度の変化とサーマルヘッドの温度変化に
対する通電パルス幅の関係を示す特性図である。継軸は
２５℃の印加エネルギ（Ｅ　＋２ｓ＋　）を１とした時
の印加エネルギ（Ｅ）の比を示し、横軸は温度を示して
いる。

４１は周囲温度の変化に対する印加エネルギの変化を示
す理想特性曲線であり、はとんど直線となっている。５
１から５９はサーマルヘッドの温度変化に対する印加エ
ネルギの最適な変化特性を示す特性曲線をそれぞれ示し
ている。サーマルヘッドの温度は動作初期は当然ながら
周囲温度より低くなることはないから、周囲温度からス
タートする。

この特性曲線は周囲温度を０℃から５℃づつ変化させな
がら最も良い印刷品位が得られるポイントをプロットし
たものであり、実際は周囲温度の変化に対して連続的に
印加エネルギを変化させることもできる。

この特性曲線から、以下のことが分かる。

■、サーマルヘッド搭載のサーミスタによる温度変化に
対する印加エネルギの変化の割合は、周囲温度の変動に
対する印加エネルギの変化の割合より小さい。

■、周囲温度の温度上昇に対しては、はぼ直線的に印加
エネルギを減じてやる必要がある。

■、サーマルヘッドの駆動中の温度上昇に対し温度上昇
が進むに連れ印加エネルギを減する割合を徐々に大きく
しなければならない。

■、周囲温度からサーマルヘッドの駆動を開始し、サー
マルヘッドの温度上昇に連れて減じる印加エネルギの割
合（削減率ｐ）は、周囲温度をスタートポイントとして
周囲温度の温度上昇に対して減じる印加エネルギの割合
（削減率ｑ）より少なくとも、２０℃以上の範Ｈに於い
て小さい。

■、すなわち、ｐ＜ｑなる関係を周囲温度の任意の位置
からサーマルヘッドを駆動する時に守らなければならな
い。

本発明は一例として、黒色のきわめて一般的なインクリ
ボンについて周囲温度に対する最初のドツトの濃度によ
って曲線４１を求め、周囲温度を固定しサーマルヘッド
の自己発熱による印加エネルギの削減特性を求め最適な
特性を決定する手法をっとた。

これらの特性を各サーミスタの温度と印加エネルギの比
としてＲＯＭＩ内にデータテーブルとして格納すること
により、検出した温度に対応するディジタル量からサー
マルヘッドへの印加エネルギを決定する。

本実施例では印加エネルギの可変は、パルス幅の可変に
よって実現し、このためＣＰＵ３にはタイマー回路３７
が内蔵されている。

データテーブル内のデータは第２図の特性図の様に、５
℃単位に保有しその間を補完する方法でよい。第４図は
データテーブルの基礎となる表を示す説明図である。こ
の表は周囲温度を基礎として、ヘッド温度の変動に対す
る印加エネルギの変化を所定温度ステップ毎に数値化し
た物であり、これらの数値がＲＯＭＩ内に１６進数に変
換されて格納される　次に、印刷動作について述べる。

第５図は印刷動作のフローチャート図を示している。ス
テップ１０１でインターフェイス３４から印刷データが
入力されるとＣＰＵは先ず選択回路２０の入力端子にＨ
レベルを出力しＡ／Ｄコンバータのよってステップ１０
２で周囲温度を計測する。計測されたディジタル値から
、データテーブル上の基準となる位置を決定する。次に
ステップ１０３で入力端子にＬレベルを出力しヘッド温
度を計測し、ステップ１０４で基準値に対するパルス幅
の比を求める。このパルス幅の比からパルス幅を演算し
くステップ１０５）、ヘッドへの印加パルス幅のデータ
より内臓のタイマーを作動しくステップ１０６）得られ
た時間がヘッドドライブ回路を通じて発熱要素に与えら
れ１ドツトラインの通電が終了する（ステップ１０７）
。ステップ１０８では印刷動作の終了か判断し、そうで
なければステップ１０３に戻って同じ動作を繰り返す。

印刷の終了（ステップ１０９）なら一連の印刷動作を終
了し新しいデータの入力を待つ。

更に、連続的に印刷が続行される場合は、ステップ１０
２を省略し、ステップ１０３のヘッド温度の計測からス
タートしてもよい。

パルス幅の基準値は、インクリボンの種類や印刷用紙の
種類等によって異なることが多く、これらのパルス幅デ
ータをＲＯＭに記憶して置くことにより、更にきめ細か
な制御が可能となる。

又、インクリボンの種類やまたは感熱紙に直接印字させ
る場合に於いて、その制御特性に差が生した場合、デー
タテーブルをこれに対応して増加することにより様々な
特性曲線を作ることが可能であり、切り替えスイッチな
どをもちいてこれらの印字媒体に対応させることによっ
て印刷の多様化に対応可能である。

本実施例では選択回路はトランジスタを用いた切り替え
回路の例で説明したが、リレー回路による選択回路でも
よい。

［発明の効果コ 本発明によれば、周囲温度の広い範囲にねたつて、サー
マルプリンタの印字品質を向上させることが可能であり
、きわめて有用なサーマルプリンタを提供できる。

周囲温度とサーマルヘッドの温度を検出することによっ
て、サーマルヘッドのさらなる高速駆動が実現可能とな
り、印刷の高速化に対応できる。

サーミスタをの検出回路を共通化することによって安価
なサーマルプリンタの駆動制御装置を実現できる。・・
・等多くの利点を有している。

以上詳述したごとく本発明によるサーマルプリンタの駆
動制御装置は、発熱要素を用いて印刷する如きあらゆる
タイプのプリンタに応用が可能でありきわめて有益なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサーマルプリンタの駆動制御装置
を用いたターミナルプリンタの一実施例の構成を示す略
図。 第２図は周囲温度の変化とサーマルヘッドの温度変化に
対する通電パルス幅の関係を示す特性図。 第３図は本発明に用いるサーマルヘッドの一実施例の略
図。 第４図はデータテーブルの基礎となる表を示す説明図。 第５図は印刷動作のフローチャート図。 １・・・・・サーマルヘッド １ａ・・・・発熱要素 １ｂ・・・・感熱抵抗素子（サーミスタ）２・・・・・
ヘッドドライブ回路 ３・・・・・ＣＰＵ １１．１２・サーミスタ ２０・・・・選択回路 ３５・・・・Ａ／Ｄコンバータ 以上 出願人　　　セイコーエプソン株式会社代理人　　弁理
士　鈴木喜三部　他１名第１ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の発熱要素を搭載したサーマルヘッドを用い感
   熱紙に直接あるいは、インクリボンを介して普通紙に印
   刷する如きサーマルプリンタの駆動制御装置に於いて、 前記サーマルヘッドの基材もしくは放熱板に接触配置し
   、この温度を検出する第１の感熱抵抗素子と、前記サー
   マルヘッドの周囲温度を検出する第２の感熱抵抗素子と
   前記第１の感熱抵抗素子を包含する第１の抵抗回路と前
   記第２の感熱抵抗素子を包含する第２の抵抗回路と前記
   第１、第２の抵抗回路の所定の分圧点の電位をディジタ
   ル値に変換するＡ／Ｄコンバータと該Ａ／Ｄコンバータ
   の検出端子に前記第１、第２の分圧点の電位の一方を選
   択的に与える選択回路とを有し、 更に、前記第１の感熱抵抗素子の温度変化に基づいて前
   記発熱要素への印加エネルギを制御する第１の制御手段
   と、前記第２の感熱抵抗素子の温度変化に基づいて前記
   発熱要素への印加エネルギを制御する第２の制御手段と
   を有することを特徴とするサーマルプリンタの駆動制御
   装置。 ２）前記第１の制御手段による前記サーマルヘッドの温
   度上昇に対する印加エネルギの削減率ｐと、前記第２の
   制御手段による前記サーマルヘッドの周囲温度の温度上
   昇に対する印加エネルギの削減率ｑとの関係は前記サー
   マルヘッドの周囲温度近傍に於いて、ｐ＜ｑなる関係を
   満たし、その温度範囲は周囲温度を始点として少なくと
   も２０℃以上の範囲を有することを特徴とする請求項１
   記載のサーマルプリンタの駆動制御装置。 ３）前記印加エネルギを制御する第１、第２の制御手段
   は、前記発熱要素への通電幅を制御することを特徴とす
   る請求項１記載のサーマルプリンタの駆動制御装置。