JPS6067176A - サ−マルプリンタ - 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】

〔技術分野〕 本発明はサーマルプリンタの印字濃度制御に関し、特に
、サーマルヘッドの熱蓄積を緩和させることによシ均一
な印字濃度を得るサーマルプリンタの構造に関する。 〔従来技術〕 一般に、サーマルドツト方式による印字濃度はドツト発
熱素子の発熱量によシ殆んど決定される。 この発熱は抵抗体材料を用いたジーール熱を利用するも
のであシ、ドツト発熱素子当りの抵抗をＲ〔Ω〕、ドツ
ト発熱素子に印加される電圧′ｆ：ｖ〔Ｖ〕、加熱時間
をｔ〔ｍｓ〕とすれば、ドツト発熱素子当りの発熱量Ｗ
［：ｍＪ］は次式によって与えられる。 ｗ　＝　ｖ２ｔ　／Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・
（１）第１図は、式（１）において、ドツト発熱素子当
シの抵抗を１１〔Ω〕とし、ドツト発熱素子当りの発熱
量を２．ＩＣｍＪ’ｌｌとした時の加熱時間ｔ［＋ｎｓ
］と印加電圧Ｖ［Ｖ］との関係を示したグラフであり、
第１図より所定の発熱量即ち所定の印字濃度に対する加
熱時間と印加電圧との関係を知ることができる。 サーマルプリンタにおいては印字濃度を一定に保つため
にこの発熱量を一定に保つことが４”￥に重要である。 又、サーマルヘッドには、熱応零件が良く、高解像度が
得られ、基材との密着性が良く機械的強度が優れている
などの理由から、一般に薄膜抵抗体が用いられている。 第２図はこの薄膜型す７マルヘツドの発熱素子表面温度
と加熱時間との関係を示すグラフである。 第２図よｇ　２．　Ｏｖｔの電力を１．０　ｍＳの間注
入すれば・　２５０〜２６０℃の発熱素子表面温度が得
られることがわかる。この熱を用いて感熱紙や感熱リボ
ン上にある固体状色材を触解し、感熱紙の発色或は普通
紙への転写によるプリントを行っている。 このようなサーマルヘッドを備えたプリンタが情報機器
における文字やグラフィック情報のプリントアラトラ行
う為の出力装置として従来使用されている。しかし、従
来のこの糧のプリンタにあっては印字濃度制御において
色々な問題点があシ、以下第３図及び第４図を参照して
従来の印字濃度制御の問題点を説明する。 第３図（５）において、横軸には時間ｔをとシ、縦軸に
印字タイミングＶ及び発熱素子の表面温度Ｔと金とシ、
サーマル−ラドの走査方向へ５ド、ト分の連続パターン
をプリントした場合の印字タイミングＶと表面温度Ｔと
の関係が示されている。 第３図囚に示すように、５ドツト分の連続パターンの前
後には夫々１サイクル分（３ｍＳ　）の加ｐ′〜を行わ
な込スペースサイクルが設けられ、サイクル１〜サイク
ル５の夫々にはドツトツヤターンが真であることにより
１　ｍＳの加熱時間と２　ｍＳの放熱時間とが配分され
ている。尚、このサイクルのことを以下ヒートサイクル
と呼ぶ。 前述の如くドツト発熱素子の加熱時間に比べ放熱時間が
可成り長く設定されているにも拘らず、第２図にも示し
た如くドツト発熱素子の表面温度は完全には初期化され
ないので、サイクル１〜ザイクル５に向けて発熱素子表
面温度Ｔは図示の如く次第にサーマルヘッドに蓄積され
ていき、この為印字濃度も次第に濃くなる。 ところで文字を印刷する場合には、１文字臼字区間での
熱の蓄積があまり大きくならないような工夫を施せば濃
度差もあまり目立たない８度に押えることができる。し
かも、文字間に設けであるスペースサイクルにおいてサ
ーマルヘッドの放熱を充分行えば、−行の最初と最後に
ある文字の濃度差もある程度小さくおさえることが可能
であった。この為の工夫の一例として第３図（Ｂ）に示
すような制御方法が提案されている。 第３図（Ｂ）において図示の如くサイクル１で加熱が行
われた場合、次のサイクル２では直前のサイクル（サイ
クル１）で加熱が行われたか否かの判別を行い、加熱が
あれば基準値２．０　ｍｓに設定された放熱時間を０．
３　ｍｓ増加させて２．３　ｍＳとし、これに応じて、
予じめ基準値１．　Ｏｍｓに設定されていた発熱時間を
０．３　ｍｓ減少させてＱ、　７　ｍＳにするよう制御
される。この制御はドツトパターンが真である全てのサ
イクルに共通なものであるので、第３図（Ｂ）に示すよ
うな印字タイミングＶとドツト表面温度Ｔとが得られ、
１文字臼字区間での濃度差が可成り改善されている。 しかし、サーマルプリンタ□に要求される機能は、によ
るモニタスクリーンに表示された画像やグラフをコピー
プリントすることも要求されている。 特にこのような用途では、縦１列に配置されているドツ
ト発熱素子を走査方向に連続的に発熱してゆく即ちペタ
黒印字が多用されるため、第３図（Ｂ）について説明し
たような制御方法では温度上昇をおさえることができず
、充分な濃度均一化を図ることができなくなる。 この連続したペタ黒印字の場合に印字濃度変化が生じる
状態を第４図を参照して以下に説明する。 第４図（Ａ）に示すようにヒートサイクルＩＫ始まりヒ
ートサイクルｎで終る連続したペタ黒印字を行う場合に
は各ドツト発熱素子に熱の蓄積を生じ、第４図（Ｂ）に
示すようにドツト表面温度が上昇する。 この場合には、文字印字の場合と違って文字間のスペー
スサイクルにおける放熱効果を期待できず、更に直前の
サイクルで加熱があったか否かを監視して加熱と放熱の
デユーティ比を変化させるという制御方法も文字印字の
場合はどの効果を発揮することができないので、ヒート
ザイクル２〜ヒートサイクルｎまでの区間では同一デユ
ーティ比で駆動されることになり、印字濃度を均一に保
つことはできなかった。 第３図（Ｃ）はこのようなペタ黒印字の場合の濃度変化
を解決する為の一方法を説明する図であり、この方法で
は、サイクルの基本周期を長くすることによって放熱時
間全十分にとり、これによって発熱素子表面温度全毎回
初期化しようとしたものである。しかし、このような方
法では印字速度が著しく低下するという致命的な欠点が
あり、実際のプリンタに採用することは事実上不可能で
あった。 〔目的〕 本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑みなされたも
ので、印刷するコードごとにドツト数即ち発熱素子数を
カウントしそのカウント数に基づいて発熱素子の発熱量
を変えることにより、カウントスピードの向上を図るこ
とができ、高速プリンタにおけるペタ黒印刷の場合でも
印字濃度の均一化を達成しうるサーマルプリンタを提供
すること金目的とする。 本発明の特徴は、連続した印字制御の時系列に沿ってサ
ーマルヘッドの加圧状態を印字ト°ットのカウント数で
監視する手段を設け、あるドツト印字サイクルを制御す
るに際し、前記監視手段の出力に基づいて最適な発熱（
ヒート）・ぐルス巾を与えることにより上記目的を達成
することである。 〔実施例の説明〕 以下第５図〜第９図を参照して本発明の詳細な説明する
。 第５図すなわち本発明に係わるサーマルデＩＪンタの制
御部を示すブロック図において、サーマルプリンタを周
辺装置として制御するホストコンピュータ２１とプリン
タの主制御を掌るＣＰＵ　２２とは信号線２１を介して
接続されている。ＣＰＵ　２２には、プリンタの制御プ
ログラムを内蔵した＋１０八１２７及び該ＣＰＵ　２２
によって使用されるＲＡＭ　２６が設けられている。 一方、ＣＰＵ　２２は信号線Ｓ２．Ｓ３を介してゝライ
バー２３番制御する。このドライ・々２３には、サーマ
ルヘッド２（第６図参照）の各発熱素子ＤＴＩ〜ＤＴ８
が続続されて込る。更に、前記ドライバ２３には、サー
マルヘッド２を走査方向に駆動するノぞルスモータ４（
第６図参照）の励磁相Ｓφ１〜Ｓφ４並びにプラテン１
２（第６図参照）を回転させて用紙全フィードするため
のパルスモータ５（第６図参照）の励磁相Ｆφ１〜Ｆφ
４が接続されている。このように各発熱素子並びに各ノ
４ルスモークの相の励磁を前記ＣＰＵ’２２の制御によ
って行うことによシ、所定の印字が行われる。 第５図中の符号２８はサーマルプリンタの電源スィッチ
であシ、この電源を入れることによシＣＰＵ　２２　、
ドライバ２３．サーマルヘッド２１パルスモータ４，５
などが動作可能な状態になる。 又、ＣＰＵ　２２は、電源がＯＮになる時ＲＡＭ　２６
内に設けたヒートサイクルカウンタをリセットする。 次ニ、第６図（Ａ）　、　（Ｂ）を参照してサーマルプ
リンタの概略構成を説明する。 第６図（Ａ）　、　（Ｂ）において、サーマルヘッド２
を搭裁１〜だキセリジ１は、プラテン１２と対向して平
行に配置された案内軸６に沿って移動しながら印字動作
を行う。この場合、キャリジ１の移動は、パルスモータ
４によりギヤ７，８．９’ｅ介して駆動することによシ
行われる。 印字動作に際しては、キャリジｌを印字開始位置（第６
図中左側）からＰＴ力方向移動させて印字を行い、所定
の印字を終えるとキャリジ１をＣＲ力方向移動させて復
帰動作を行い、該キャリジを印字開始位置に戻して次の
ラインの印字を開始しうる状態にする。キャリジ１が復
帰位置に戻ったことはエンドレススイッチ３によってイ
臭出され、キャリジが復帰したときの復輝情報をＣＰＵ
２２に入力させる）うになっている。 用紙と圧接する前記プラテン１２は・ぐルスモータ５に
よシギャ１０．１３を介して駆動され、用紙を繰り上げ
ることによって改行動作が行われる。 以上説明したサーマルプリンタにおいては、第５図に示
す如く８個の発熱素子ＤＴＩ〜ＤＴｌ−＊方向に一列に
配列したサーマルヘッド２が使用され、この発熱素子（
印字素子）列の選択された素子を発熱させ、これによっ
て形成されるドツトの組合せにより文字或は図形が印刷
される。しかして、文字或は画像を印字するに際しては
、各文字毎に或は画像を形成する印字部毎にコード化さ
れている。そのコードの一例を第７図に示す。 第７図に示す各文字（または記号）は、サーマルヘッド
２の走査方向に卦ける複数サイクル例えば５サイクルに
よって記録される。ここでは、８個の一列に配列された
発熱素子ＤＴｌ〜ＤＴ　８ｆｔ５回の印字タイミング即
ち５サイクルによって印刷するものとして以下説明する
。 以上の印字パターンによれば、文字〔（）〕は、第８図
に示す如く、５Ｘ８＝４０の印字素子のうち、第１印字
サイクルの印字パターンでは５個の印字素子を発熱させ
、第２サイクルでは２個、第３サイクルでは２個、第４
サイクルでは２個、第５サイクルでは５個と夫々の印字
パターンで予じめ決められた数の発熱素子を加熱するこ
とにより文字

〔０〕を印字することができる。 一方、第７図に示す如く、全ての文字及び記録は縦横２
組の１６進数によってコード化され、例えば前記文字〔
（）〕はコード〔３０〕で表わすことができる。即ち、
全ての女字及び記録は２組の１６進数でアｒレス化され
ておシ、本発明に係るサーマルプリンタではこの２組の
数字で表わされる各コードに対応するドツト数即ち全発
熱１４子数が登録されてｂる。従って、各文字及び記録
を一字分印字する場合には、そのアドレスに基づいてテ
ーブルから各文字或は図形コードの全発熱素子数を直ち
に参照することができる。 従って、印字開始と同時に、受信データにＩＲ＋するコ
ード毎にテーブルの内容を参照して発熱した印字素子の
数をカウントすることができ、そのカウント数に基づい
て各印字素子の発熱」４を制御し印字濃度の均一化を図
ることができる。この発熱量の制御は各印字サイクル中
の発熱パルス化を制御することによって行われる。 以上第５図〜第８図について説明したザーマルプリンタ
によシ発熱パルス巾（印字ｒ４度）の制御１Ｉｉｔ動作
の手順を以下第９図のフローチャートに基づいて説明す
る。 尚この場合、プリンタの主制御部であるＣＰＵ２２はホ
ストコンビーータ２１からの印字命令によってＲＡＭ　
２６に格納されている各受信データに関するコード毎の
印字ノぞターンを参照し、信号線Ｓ２及びドライバ２３
を介してサーマルヘッド２に印加する最適印加パルス化
を決定するよう動作する。 第９図におじで、スタート後ＣＰＵ　２２は信号線Ｓ１
を介してポストコンビー−タコ１側からデータ入力があ
るか否かを待機しておシ、まずステップ１００において
このデータを受信したか否かを判断する。 データを受信した場合には、ステップ１０１において、
このデータが制御コードであるか否かを判断する。制御
コードである場合にはＣＰＵ　２２の制御動作が開始さ
れるが、制御コードでない場合には次のステップ１０２
に移り印字コードであるか否かを判断する。データが印
字コードである場合には印字動作が開始されるが、この
データが指る。 団子動作が開始されると、印字開始時点より発熱したド
ツト数の数をドツトカウンタによシ各受信データのコー
ド毎にカウントし、ステップ】（）３において該ドツト
カウンタのカウント数を参照して今回の各印字サイクル
の発熱・やルスｒｌ］　ｆｊｃ決定する。 次いでステップ１０４において今回の印字／ぐターンを
信号線Ｓ２にセットする。例えば、受信コードが第７図
中の〔３０〕である場合には第８図に示すような印字ノ
やターンがセットされる。そこで、ステップ１０５にお
いて前記ステップ１０３でセットした発熱・やルス巾に
基づいて所定の文字又は図形を印字する。次いでステラ
ｆ　１　（１６において文字コードと第７図の表に対応
するテーブルの先頭アドレスとが合成される。例えば、
テーブル先頭アドレス′ｆＩ：０ＯＯＯ番地とすると、
（ｔｏｏ（１＋３（１（文字コード）＝００３０なる合
成が行われる。 次いで、ステップ１０７において、前記ステツして予じ
め作成されたテーブルからめる。即ちコードのアドレス
が〔３０〕である場合にはその内容である全発熱素子数
（１０進数）１６（第８図参照）がめられる。こうして
められた各文字コードに対する全発熱素子数の数即ち文
字コード〔３０〕に対応する文字

〔０〕である場合には
そのドツト数の１６個というテーブル値がめられ、ステ
ップ１０８においてこのテーブル値はＣＰＵ　２２のＲ
ＡＭ　２６に内蔵されたドツトカウンタにプラスされる
。 以上の動作を繰シ返すことによシドットカウンタのカウ
ント数が所定の値に達した時にはサーマルヘッドの発熱
時間即ち各印字サイクルにおける発熱パルス巾を制御（
減少）して印字素子の発熱量を制御することができ、こ
れによって画像印刷などにおけるペタ黒印字の場合でも
常にその印字濃度を均一にすることができる。 又、発熱ドツト数のカウントは印字コードに基づき印字
文字又は印字図形毎に自動的に行うことができるので、
カウントスピードを大巾に向上させることかでき、ペタ
黒印字を高速で行う場合にも印字濃度の均一化を達成す
ることができる。 〔効果〕 以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、文字印
字のみならず画像印字の場合のペタ黒印字に対しても、
又高速プリンタに対しても印刷の（濃度むらを効果的に
防止することができ、従って均一濃度の綺麗な印刷が可
能なサーマルプリンクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は印字素子の所定の発熱量に対する加圧時間ｔ（
マイクロセカンド）と印加電圧Ｖとの関係を例示するグ
ラフ、第２図は薄膜型サーマルヘッドの発熱素子表面温
度Ｔと加圧時間ｔ（ｍｓ）との関係を各発熱量について
例示するグラフ、第：）図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（
Ｃ）は従来の各種印字濃度制御方法における印字タイミ
ングＶ及び発熱素子表面温度Ｔを印字時間ｔの経過に対
して例示するグラフ、第４図（Ａ）　、　（Ｂ）はペタ
黒印字を行う場合の印字ｇ１度変化の状態及び発熱素子
表面温度Ｔの上昇状態を例示する図、第５図は本発明に
よるサーマルプリンタの制御部の概略を例示するブロッ
ク図、第６図（Ａ）。 （Ｂ）は本発明を実施するに好適なサーマルプリンタの
全体構造を例示する平面図及び前面図、第７図は本発明
のサーマルプリンタに使用される受信データに関するコ
ード毎の全印字ドツト数とを対応させたテーブルを例示
する為のコード表、第８図は第７図のコード表に基づく
テーブルにおいて、アドレス〔３０〕が１６個のドツト
数からなる文字〔（）〕であることを示す説明図、第９
図は本発明によるサーマルプリンクの動作手順を例示す
るフローチャートである。 １・・・キャリジ、２・・・サーマルヘッド、４，５・
・・パルスモータ、１２・・・プラテン、２２・・・プ
リンタの主制御を司どるＣＰＵ、２３・・・ドライバ、
２６・・・ヒートサイクルカウンタを内蔵したＲＡＭ、
２７・・・プリンタの制御プログラムを内蔵したＲＯＭ
、ＤＴＩ〜ＤＴ８・・・発熱素子（印字素子）。 ｔａ１図 笥２図 第３図（Ａ） 第３図（Ｂ） 第３図（Ｃ） 第８図 ｗｌ　９　図 手続補正書（方式） 昭和５９年　２月２１日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、　事件の表示 特願昭５８−１７４１１９号 ２、　発明の名称 サーマルプリンタ ３、　補正をする渚 事件との関係　特許出願人 名称　（ｉｏｏ）キャノン株式会社 ４、代理人 住所　東京都港区虎ノ門五丁目１３番１号虎ノ門４０森
ビル昭和５９年　１月３１日 （１）明細書第１１頁５行目、６行目及び２００行目第
１４頁１０行目、１５５行目び２００行目ならびに第１
７頁８行目の「第７図」をいづれも「第１表」と訂正す
る。 （２）明細書第１１頁１２〜１３行目、第１４頁１０行
目、第１５頁３行目、ならびに第１７頁７行目の「第８
図」を“いづれも「第７図」と訂正する。 （３）明細書節８頁９行目、第１２頁２０行目、第１３
頁８行目、ならびに第１７頁１０行Ｆ］の「第９図」を
いづれも「第８図Ｊと訂正するう（４）明細書第１２頁
１８行目の「第８図について」を「第７図及び第１表に
ついて」と訂正する。 （５）明細書第１７頁４〜７行目の「第７図は・嘲◆コ
ード表、」を削除する。 （６）　ｒ！Ａ細書第１１頁５行目と６行目の間に別紙
のｆＪＪ１表を挿入する。 （７）第７図を削除する。 （８）別紙の通り、第８図を第７図と、及び第９図を第
８図と、それぞれ訂正する。 第８図 第　ａ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１列又は複数列に配列した印字素子を有するサー
   マルヘッドを使用し、該印字素子列の選択された印字素
   子を発熱させてドツトの組合せにょシ文字或は図形全印
   刷するサーマルプリンタにおいて、受信データに関する
   コード毎に印字すべき全ドツト数のテーブルを設け、印
   刷するコード毎に前記テーブルに基づき発熱した印字素
   子の数をカウントしていき、カウント数に基づいて印字
   素子の発熱量を変えることによシ印字濃度の均一化’５
   することを特徴とするサーマルプリンタ。