热敏打印机的制作方法

专利名称：热敏打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及热敏打印机，特别涉及对热敏打印头的通电控制。
背景技术：
热敏打印机是通过驱动行状的构成热敏打印头的多个发热元件来进行打 印动作的装置，分时驱动在一行中排列的全部发热元件内可同时驱动的最大点 数。
其原因在于当同时驱动一行中的全部发热元件时，消费电力增大，对各 发热元件施加的电压降低，当对发热元件施加的电压降低时，成为打印浓度降 低、打印模糊的原因。
因此，设定可同时驱动的最大的点数，把设定的最大点数的发热元件作
为单位，分割驱动在一^f亍中排列的发热元件。例如，在一^f亍中排列了 256点的 发热元件的热敏打印头中，在设定64点作为可同时驱动的最大点数时，把一 行分成四份(4=256/64),通过进行四次以64点为一单位的驱动，驱动一行中的 全部的点。
图18用于说明基于分割块的热敏打印头的驱动。这里，连接总数为N个 的发热元件201形成热^t打印头200。在由于电源容量的制约:没可同时通电的 发热元件的个数为n时，根据总数N和可同时通电的个数n的关系，把总数N 个的发热元件201分割成n个发热元件的块202，对各分割块进行供电。在图 18中，表示了分割块为8个的情况。
图18 (a)表示一行中通电的总点数少于可同时通电的个数n时的驱动状 态。在通电点数较少时，能够一次对一行进行通电，由此能够缩短印刷周期， 提高印刷速度。另外，图18 (b)表示一行中通电的总点数比可同时通电的个 数多时的驱动状态。在通电点数较多时，由于电源容量的制约，无法一次对一 行进行通电，所以对每个分割块进行通电。由此印刷周期变长，印刷速度降低。
可同时驱动的最大点数越多，越能提高打印速度，但如上所述当增加可同时驱动的发热元件的点数时，其电压降相应增大，电源的输出电压成为打印 机的动作保证电压以下，无法确保打印动作。
电压降取决于电源的内部电阻、打印头的电阻、打印头以外的电阻等， 这些电阻值由于制造波动或电源特性而发生变化。因此，目前，关于可同时驱 动的最大点数，考虑这些因素，在设想的最差的状态下设定电源输出端子的电 压。
通过把一行中的发热元件分割为块，以该分割的块作为单位进行供电， 能够消除电源容量的制约，但是存在打印速度相应降低的问题。作为消除该打 印速度降低的方法，已知根据分割的块的数量使周期可变的方法。
但是，已经指出通过使该速度可变印刷的点长变动，产生印刷长度产生 差异这样的新的问题。
图19 (a)、 (b)用于说明由于使速度可变导致的印刷长度变动。在图19 (a)中，点长由印刷纸的传送速度v和对发热元件供电的脉沖宽度t的乘积(vt) 表示。在印刷纸为高速的传送速度vf时的点长Lf(^f.t)和印刷纸为低速的传 送速度vs时的点长Ls(^vs't)之间，由于传送速度的差而产生差异。该点长L 的差异，如图19 (b)所示，表示为^f亍间的间隙d。
为了解决该问题，提出了根据块的分割数量使印刷速度可变，并且根据 印刷速度使对发热元件通电的通电脉冲宽度变化的驱动方法(参照专利文献 1)。
图19 (c)、 (d)用于说明根据印刷速度使对发热元件进行通电的通电脉 沖宽度可变的驱动方法。这里，把印刷速度是高速时的通电脉冲宽度设为t、 把印刷速度是低速时的通电脉沖宽度t，设定为比t长。通过使该通电脉沖宽度 可变，使低速的传送速度vs时的点长Ls^sf与高速的传送速度vf时的点长 Lf一致，消除由于速度差引起的点长L的差异。
专利文献l:特公平8—25291号公报
如上述，通过根据块的分割数量使印刷速度变化，并且根据印刷速度使 对发热元件进行通电的通电脉冲宽度变化，实现按照分割块驱动热敏打印头时 的印刷速度的高速化和点长变动的减低，但在块的分割数量多，印刷速度为低 速的情况下，由于驱动电动机的特性等，有时未必可以得到期待的效果。图20用于说明低速旋转时的印刷状态。例如，作为传送纸张的传送用电 动机多使用步进电动机。该步进电动机的驱动，通过称为2相励磁的励磁控制 来进行，该2相励^磁为通过切换A相、B相的2相的励磁状态来驱动转子(图 20 (a))。
在打印机中，打印头的驱动和纸的进给，通过重复进行打印头的通电和 步进电动机的相的切换来进行。转子在相的切换时开始旋转，以取决于驱动线 圈的转矩、转子的惯性等的速度向在切换后的相状态下决定的旋转位置进行旋 转，完成旋转一周动作。转子在进行了切换后的相状态下，当指令了下一相的 切换时进行同样的旋转动作，通过重复这些动作进行连续的旋转。因此，转子 的平均旋转速度取决于相的切换周期来决定，但各相状态之间的旋转速度变 动。
在该步进电动机的旋转动作中，因为在高速旋转时在相状态间产生的旋 转速度的变动小，较少出现点之间的间隙，如上所述，通过根据打印速度使对 打印头的通电时间变化，能够更加有效地抑制产生点之间的间隙(图20(b))。
与此相对，在低速旋转时在相状态间产生的旋转速度的变动变大，产生 暂时的停止状态。因此，在低速旋转时进行印刷的情况下，在步进电动机暂时 停止的状态下进行向打印头的通电，来进行l点的印刷，在通电结束后直到指 令下一相的切换的期间不进行打印。当指令了下一相的切换时，转子向在切换 后的相状态下决定的旋转位置旋转，在该旋转位置通电来进行下一点的印刷。
因此，即使根据印刷速度使向打印头的通电时间变化，因为在低速旋转 时印刷纸处于暂时停止的状态，所以不只是在其停止位置的通电时间发生变 化，在点之间产生间隙的问题仍未被消除。
因此，本发明的目的在于解决现有的问题，在通过分割块使热敏打印机 打印头进行印刷时，即使在分割块的分割数较多并以低速进行印刷的情况下， 也能够在点之间不产生间隙地进行印刷。

发明内容
本发明的热敏打印机在通过分割块使热敏打印机打印头进行印刷时，在 分割块的分割数较少并进行高速印刷的情况，和分割块的分割数较多并进行低 速印刷的情况下，变更在一行中印刷的点的个数，在分割块的分割邀3交多并以低速进行印刷的情况下，通过多个间距进行一行内的进纸由此在一行内不发生 纸张停止的状态，并且通过在各间距进行通电增加在一行中印刷的点的个数， 由此在点之间以及行之间不产生间隙。
并且，在一行内的多个间距中，通过变更在各间距进行通电的供电量的 比率，减低一行内的各间距之间的浓度的差。
本发明的热敏打印机具有热敏打印头，其把连接成行状的可同时通电 的多个发热元件分割成一个或多个块，以通过该分割得到的分割块作为单位进 行通电来驱动发热元件，根据这些分割块的通电周期进行一行的打印；纸传送 部，其对于该热敏打印头进纸；供电部，其按照每个分割块对该热敏打印头的 发热元件进行供电；以及控制部，包括纸传送部以及供电部的控制。
由控制部进行的纸传送部的控制根据分割块的分割数，对每一行变更一 行中的进纸间距，在分割块的分割数较少并进行高速印刷的情况，和分割块的 分割数较多并进行低速印刷的情况下，变更在一行中印刷的点的个数来变更间 距。通过该控制，在分割块的分割数较多并以低速进行印刷时，通过多个间距 进行一行内的进纸，由此在一行内不发生纸张停止的状态。
另外，由控制部进行的供电部的控制，在一行中的每个进纸间距进行供 电。通过对各进纸间距进行通电，增加在一行中印刷的点的个数，由此在点之 间以及行之间不产生间隙。
本发明根据分割块的分割数进行一行中的间距的变更，但是可以通过预 先设定的规定分割数的设定值和进行该行的印刷时的分割数的比较来进行。在 该间距变更的切换中使用的规定分割数，可以根据热敏打印头的发热元件的特 性或电源容量等热敏打印机的特性、打印对象是文字还是图像这样的打印内容 的性质、使用热身文打印机的温度状态等环境条件等来决定。
机的方式。在该方式中，在纸传送部设置步进电动机，通过热敏打印机的控制 部具有的电动才几控制部控制该步进电动机的驱动。
电动机控制部比较分割块的分割数和设定数，在分割数比设定数小时， 通过2相励磁驱动步进电动机，以l点距进纸一行，在分割数比设定数大时， 分割驱动步进电动机，以1/n点距(n为整数)进纸一行。分割驱动可以使用基于l一2相励磁的分割驱动或基于微步驱动的分割驱 动。电动机控制部可以通过基于1—2相励磁的分割驱动进行以1/2点距进纸 一行的进纸控制，或者通过基于微步驱动的分割驱动进行以1/n点距(n为整 数)进纸一行的进纸控制，或者进行使用l一2相励磁和微步驱动双方的进纸 控制。
2相励磁是通过基于2相(A相以及B相)的正负状态的4个励磁状态，进 行一周旋转驱动的励磁方式，使一个励磁状态对应于一行的1点距来传送纸 张。另一方面，1—2相励磁是通过基于2相(A相以及B相)的正负状态的8 个励》兹状态，进行一周旋转驱动的励/磁方式，使一个励磁状态对应于一行的 1/2点距来传送纸张，通过基于连续的两个励磁状态的各1/2点距进行一行的 纸传送。此外，在分割块的分割数和设定数一致时，可以任意决定通过2相励 磁和l一2相励磁中的哪一种进行励磁驱动。
微步驱动是把基本步进角分割为小的步进角驱动步进电动机的驱动方 式，通过分割为小的步进角以1/n步进进行驱动，能够对应一行的1/n点距传 送纸张。例如，通过把步进角分割为1/2以1/2步进进行驱动，能够使一行与 1/2点距对应来传送纸张，此时，成为和上述的l一2相励磁相同的传送动作。 微步驱动通常使用转矩波动'j 、的正弦波形的励磁电流波形来进行驱动。
由此，在通过2相励磁驱动步进电动机时，因为可以通过一个励磁状态 传送一行的纸，所以以高速进行印刷。另一方面，在通过分割驱动驱动步进电 动机时，因为通过多个步进传送一行的纸，所以以低速进行印刷。例如，在通 过1—2相励磁驱动步进电动机时，通过2个励磁状态传送一行的纸，以低速 进行印刷，在通过孩t步驱动驱动步进电动机时，通过4巴步进角细分来缩d、一步 的步进角传送一行的纸，以低速进行印刷。
另外，本发明的控制部通过供电控制部控制对供电部供电的供电量。供 电控制部根据进纸速度，控制对于一行中的每个进纸间距供电的供电量，对于 各进纸间距对分割块进行通电来驱动发热元件。在该通电中，通过决定对于一 行中的每个进纸间距供电的供电量，能够以间距单位控制印刷浓度，能够调整 间距间的浓度或者行间的浓度。
供电控制部具有通电比率设定电路，用于设定在一行中的各进纸间距供
9电的通电量的比率。通电比率设定电路根据进纸速度设定在分割驱动中在各分 割驱动时供电的通电量的比率。
在l一2相励磁中，在一行内以每次1/2点距的前段间距和后段间距这两 个间距传送纸张。另外，在微步驱动中，在一行内以每次1/n点距的多个间距 传送纸张。
本发明的通电比率设定电路通过根据进纸速度设定在分割驱动的各驱动 单位中供电的通电量的比率，以间距单位控制印刷浓度，进行点间的浓度调整 或者行间的浓度调整。
例如，在通过l一2相励磁的分割驱动中，才艮据进纸速度设定在前段的1/2 点距时供电的通电量和在后段的1/2点距时供电的通电量的比率，决定在前賴: 间距时对打印头供电的通电量和在后段间距时对打印头供电的通电量。
此外，根据分割块的分割数决定在合并了前段间距的通电量和后段间距 的通电量的一行内对打印头供电的供电量。通电比率设定电路关于在该一行内 对打印头供电的供电量，设定对前段间距和后段间距分配的比率。
在把一行分成前段间距和后段间距的两个期间，在各期间中进行点印刷 时，由于发热元件具有的历史效果，后段间距期间的点印刷受到前段间距期间 的点印刷引起的发热状态的影响，有时在前段间距的印刷浓度和后段间距的印 刷浓度中产生间距间浓度差。
该前段间距期间对后段间距期间造成的历史效果的影响，取决于进纸速 度，越为高速影响越大。本发明的通电比率设定电路根据该进纸速度，从低速 向高速在50%到100%之间设定在前段的1/2点距时供电的通电比率。对于通 电比率，进纸速度越为高速把前段设定得越高。通过该通电比率的设定，考虑 在前段间距期间加热的发热元件的历史效果，减低在后段间距期间进行的通电 量，能够减小前段间距和后段间距两个期间的点的印刷浓度的差。
关于该通电比率的设定，除了在50%到100%之间分阶段设定的方式之 外，还可以采用逐渐-没定的方式。
通电比率的设定可以根据通电时间或电流值来设定。在根据通电时间设 定通电比率时，把后段的1/2点距时的通电时间设定得比前段的1/2点距时的 通电时间短。另外，在根据电流值设定通电比率时，把后段的l/2点距时的电流值设定得比前段的1/2点距时的电流值小。
另外，在通过微步驱动的分割驱动中，通过根据进纸速度设定在1点距 内的各步进供电的通电量的比率，减低由于历史效果导致的浓度不均的影响。
在通过微步驱动的分割驱动中，通电比率设定电路的设定除了根据进纸 速度，在50%到100%之间分阶段设定在1点距内的第一步进供电的通电比率 之外，还可以根据进纸速度，在50%到100%之间逐渐设定在1点距内的第一 步进供电的通电率。
另外，通电比率设定电路可以根据通电时间或者通电电流来进行设定。 在基于通电时间的设定中，把第二步进及以后的通电时间设定得比第一步进的 通电时间短。另外，在基于电流值的设定中，把第二步进及以后的电流值设定 得比第一步进的电流值小。
此外，在步进电动机中，2相励磁以及1—2相励磁是公知的励磁方式。 另外，在专利文献2中，公开了在热转印打印机中除了基于2相励磁的通常模 式之外还通过基于1—2相励磁的耐热性模式驱动步进电动机的结构，但是该 基于l一2相励磁的耐热性模式的目的在于通过把对热敏打印头施加的能量密 度增加到两倍，来提高使用耐热性高的色带时的粘附性，而不是像本发明这样， 根据分割块的分割数进行2相励^l和l一2相励磁的切换，防止发生点距之间 的间隙。
本发明的热敏打印机在通过分割块使热敏打印头进行打印时，即使在分 割块的分割数多并且以低速进行打印的情况下，也能够在点之间不产生间隙地 进行打印。


图1是用于说明本发明的热敏打印机的概要功能的图。
图2是用于说明步进电动机的2相励磁和l一2相励磁的图。
图3是用于说明一行中的点距的图。
图4是用于说明2相励磁和1 —2相励磁的图。
图5是用于说明发热元件的历史效果的图。
图6是用于说明发热元件的历史效果的图。
图7是表示本发明的阶段性的通电比率的设定例的图。
ii图8是用于说明本发明打印机的基于励磁切换的进纸速度的设定和通电
比率的设定的过程的流程图。
图9是用于说明本发明的打印机的通电比率的设定的图。
图10是用于说明本发明的热敏打印机的概要结构的框图。
图11是用于说明本发明的热敏打印机的概要功能的图，是用于说明通过
微步驱动的例子的图。
图12是用于说明步进电动机的微步驱动的图。
图13是用于说明步进电动机的微步驱动的图。
图14用于说明本发明的通过一行中的微步驱动的点距。
图15用于说明本发明的基于1/2步进的微步驱动时的通电量的比率。
图16用于说明本发明的基于1/4步进的微步驱动时的通电量的比率。
图17是本发明的组合1—2相励磁和微步驱动时的概要功能图。
图18用于说明基于分割块的热敏打印头的驱动。
图19是用于说明通过使速度可变引起印刷长度变动的图。
图20是用于说明低速旋转时的印刷状态的图。
符号说明
1热敏打印机、ll接口、 12数据接收部、13接收緩沖部、14印刷緩冲 部、15闩锁电路、16热每文打印头、17供电部、18纸传送部、18a传送电动、 20控制部、21主控制部、22印刷控制部、22a块分割处理电路、22b速度 设定电路、23电动机控制部、23a 2相励磁电路、23b 1—2相励磁电路、 24选择电3各、30点、31 —行、32点距、33a、 33b点、34a、 34b 1点距、 40 、点41 一行、42点距、43a、 43b点、44a、 44b 1点i 巨、45a 45d点、 46a-46dl点距、47a~47h点、48a-48hl点距、100 CPU、 101 ROM、 102 RAM、 103显示装置、104输入装置、105电源、106热敏打印头、107供 电部、108纸传送部、200热敏打印头、201发热元件、202块
具体实施例方式
下面使用附图详细说明本发明的热敏打印机。此外，下面使用图l-9说 明通过l一2相励^t的例子，使用图11 ~ 16说明通过微步驱动的例子。此外， 图IO说明本发明的热敏打印机的概要结构，图17是组合了 l一2相励磁和微步驱动时的概要功能图。
首先，说明使用l一2相励》兹控制电动机的例子。图l是用于说明本发明 的热敏打印机的概要功能的图，是说明通过l一2相励磁的例子的图。
热敏打印机1具有将多个发热元件(未图示)排列成行状而形成的热敏 打印头16。
控制部20根据从主机装置等外部装置输入的打印数据，从这些多个发热 元件中选择性地驱动要进行驱动的发热元件，由此与各发热元件对应地在打印 介质(热敏纸)上形成点，来进行打印。发热元件的驱动控制通过对规定间隔 的每个打印定时接通/切断与电源的连接来进行。
热敏打印机1具有在与未图示的主机装置等外部装置之间进行通信的接 口 11以及数据接收部12、临时存储接收到的数据的接收緩沖部13、临时存储 打印数据的印刷緩冲部14、存储一行的印刷数据的闩锁电路15、通过驱动发 热元件进行印刷的热敏打印头16、向热敏打印头16的发热元件提供驱动电流 的供电部17、传送纸(未图示)的纸传送部18、以及控制部20。
控制部20具有控制整个热敏打印机的主控制部21、控制印刷的印刷控制 部22、对纸传送部18具有的传送电动机18a的驱动进行控制的电动机控制部 23、控制供电部17的供电控制部24。
主控制部21具有解析输入的打印数据形成打印图形的打印数据解析单元 (未图示)。
印刷控制部22具有根据解析出的打印图形选择同时驱动的点，进行设定 分割块的分割数的处理的块分割处理电路22a。另外，印刷控制部22具有根 据由块分割处理电路22a设定的分割块的分割数，设定传送纸的速度的速度设 定电路22b。
本发明的电动机控制部23具有选择电路23c,其用于作为对传送电动机 18a的驱动线圈供给励磁电流的励磁电路，选择通过2相励》兹电路23a以及1 一2相励磁电i 各23b中的某一个励磁电路进行驱动。2相励石兹电路23a是生成 通过2相励磁驱动步进电动机的选通脉冲信号的电路，l一2相励磁电路23b 是生成通过1—2相励磁驱动步进电动机的选通脉冲信号的电路。
图2用于说明步进电动机的2相励磁和l一2相励磁。图2 (a) (d)表
13示用于说明2相励磁的各相的励磁信号，图2 (e) ~ (h)表示用于i兌明l一2 相励》兹的各相的励/磁信号。
基于2相励磁的步进电动机的驱动是始终对2个相(A相和B相)进行 励磁的方式，即使在相切换时也必定有1个相被励磁。另一方面，基于l一2 相励磁的步进电动机的驱动是始终交互地进行仅对1个相进行励磁的1相励磁 方式和2相励石兹方式的方式，角度偏转成为1相励》兹方式以及2相励磁时的 1/2，驱动频率成为大约2倍。
步进电动机在2相励磁时，通过4步(图中的周期Tl )的相切换旋转一 周。另一方面，在1一2相励磁时，通过8步(图中的周期T2)的相切换旋转 一周。
图3是用于说明一行中的点距的图。图3 ( a)表示通过2相励磁驱动时 的一行中的点距，图3 (b)表示通过1—2相励磁驱动时的一行中的点距。
在对步进电动机进行2相励磁，由此进行进纸时，如图3 (a)所示，在 每次切换相时进行一行(图中31表示的间隔)的进纸，在该期间对发热元件 进4亍一次通电来进4亍1点30的打印。因此，在2相励石兹时，通过一次的相切 换进行1点距(图中的32表示的间隔)的进纸。
另一方面，在对步进电动机进行1—2相励^兹，由此进行进纸时，如图3 (b)所示，在一行(图中的31表示的间隔)期间进行两次相切换，来进行两 次半行的进纸，在该各次的进纸期间分别对发热元件进行通电，来进行点33a、 33b的打印。因此，在1—2相励磁时，通过前段的相切换进行1/2点距(图中 的34a表示的间隔)的进纸，通过后段的相切换进行1/2点距(图中的34b表 示.的间隔)的进纸，通过两段的相切换进行1点距的进纸。
选择电路23c根据由块分割处理电路22a决定的分割块的分割数选择2 相励磁电路23a或l一2相励磁电路23b。例如，作为进行选择的阈值预先设 定规定的分割数，比较由块分割处理电路22a得到的分割数和该设定的设定分 割数，根据该比较结果选择2相励磁电路23a生成的励磁信号，或1一2相励 磁电i 各23b生成的励磁信号。
纸传送部18的传送电动机18a通过根据从电动机控制部23输出的分割 数选择的励磁信号进行驱动。选择电路23c在分割数比设定分割数小时，判定为进行高速传送，选择2 相励磁电路23a,对于一行用l点距来进行进纸。另一方面，在分割数比设定 分割数大时，判定为进行低速传送，选择l一2相励磁电路23b，对于一行通 过两次的1/2点距进行进纸。
图4是用于说明2相励磁和l一2相励磁的图。图4(a)、 (c)表示A相 和B相的电动才几相。2相店力》兹通过该A相和B相这两个相的4个相状态的组 合驱动电动机。
另外，图4(b)、 (d)表示1—2相励磁的控制信号。1—2相励磁通过该 A相、B相以及l一2相励磁的控制信号的8个相状态的组合驱动电动机。此 外，在图4中，没有表示A相和B相的反相。
在图4中，无i仑在2相励》兹以及l一2相励》兹的哪一种相励》兹中， 一个相 状态都相当于1点，通过图4 (e)、 (f)的选通脉沖信号STB1的1脉冲信号 进行一点的通电，进行一点的印刷。
在2相励磁中，4个相状态的组合中的一个相状态相当于一行的进纸，在 一行中施加选通脉冲信号STB1的1个脉冲信号，进行1点距的印刷。
另一方面，在l一2相励磁中8个相状态的组合中的连续的两个相状态相 当于一行的进纸，在一行中施加选通脉冲信号STB1的2个脉冲信号，在各相 状态下分别进行l/2点距的印刷，通过总计两次的1/2点距的印刷对一行进行 印刷。
1—2相励》兹和2相励f兹之间的励磁的切换根据从块分割处理电路22a得 到的分割数进行，如图4所示，从l一2相励磁向2相励磁的励磁切换，在分 割数变得比规定的设定分割数小需要通过高速进纸的时刻进行。另外，虽然在 图4中未表示，但在从块分割处理电路22a得到的分割数超过规定的设定分割 数而需要通过低速进纸时，在该时刻进行从2相励磁向l一2相励磁的切换。
此外，在图1中，由2相励》兹电路23a以及l一2相励磁电路23b生成励 磁信号，由选择电路23c选择该励磁信号，但是也可以为根据选择电路23c 的选择信号，通过2相励磁电路23a或者1—2相励磁电路23b中的某一个励 磁电路进行驱动。
另外，上述的电动机控制部在传送电动机18a是步进电动机时，通过选择2相控制和l一2相控制，切换通过1点距对于一行的一次进纸和通过1/2 点距对于一行的两次进纸，但是进纸控制不限于该例，例如，通过使用微步驱 动或者使用定子极是3相的传送电动机等，可以采用其他的驱动控制方式或者 采用对于一行选"^奪三次以上的进纸的方式。此外，关于微步驱动，后面使用图 12-图16进4亍i兌明。
供电控制部24设定对选择出的点的发热元件进行通电的通电时间或者通 电的电流值，控制供电部17来控制关于热敏打印头16的发热元件的一行的通 电。在各行的通电中，对发热元件供给驱动电流的通电时间，可以根据电源容 量、分割块的分割数、发热元件的特性等来决定。
而且，本发明的供电控制部24具有通电比率设定电路24a，其在上述电 动机控制部23中通过1一2相控制以1/2点距进行传送，对于一行进行两次进 纸的情况下，设定在各进纸时对发热元件通电的通电量的通电比率。
该通电比率设定电路24a不是决定在一行内对发热元件供电的通电量， 而是在通过l一2相励磁用两次进纸传送一行时，决定在前半的1/2点距时供 给的通电量和在后半的1/2点距时供给的通电量的比率，根据进纸速度设定在 前段间距期间的1/2点距时供电的通电量和在后段间距期间的1/2点距时供电 的通电量的比率。
关于通电比率，根据进纸速度，从低速向高速在50%到100%之间设定在 前段间距期间的1/2点距时供电的通电比率，进纸速度越高把前段间距期间的 通电比率设定得越高，反之，从低速向高速在50%到0%之间设定在后段间距 期间的1/2点距时供电的通电比率，进纸速度越高把后段间距期间的通电比率 设定得越低。此外，前段间距期间的通电比率和后段间距期间的通电比率其总 和例如设定为100%，但有时通过分割通电发热效率降低，在该情况下，有时 将前段间距期间的通电比率和后段间距期间的通电比率的总和设定为100%以 上。
在该l一2相控制中，变更前段和后段的各间距的期间的通电比率的理由 如下。
在后段间距的期间所印刷的点的浓度受到由前段间距期间的通电引起的 发热元件加热状态的影响。该前段间距期间的通电状态对后段间距期间的印刷造成的影响被称为历史效果，在通过前段间距期间的通电被加热的状态持续到 后段通电时的情况下，成为通过后段间距期间的通电进行加热的溫度以上的温 度，在前段和后段的各间距期间印刷的点的印刷浓度产生差异。该点的印刷浓 度的差异在印刷的图像上，例如表现为行方向的浓度不均。该历史效果的影响 取决于进纸速度，速度越高影响越大。
图5、图6用于说明历史效果，图5示意地表示在低速的进纸速度下，通 过l一2相励磁进行驱动时的点的印刷例，图6示意地表示同样在低速的进纸 速度下通过l一2相励磁进行驱动时， 一行内的前段间距期间和后段间距期间 的通电比率和点的印刷状态。此外，图5(a)、图6 (a) (c)表示使前段间 距和后段间距的期间的通电比率为50: 50的情况，图5(b)、图6(d) (f) 表示使该通电比率为80: 20的情况。
如图5(a)、图6 (a) (c)所示，在通电比率为50: 50时，由于前段 间距期间对后段间距期间的历史效果，在一行内前段和后段的点距的印刷浓度 产生差异。
图6 (a)表示向发热元件的通电比率，图6 (b)示意地表示通过通电加 热的发热元件的温度状态。后段的间距期间的温度状态维持受到前段的间距期 间的温度状态的影响的、高于前段的温度状态。因此，如图6(c)的点的印 刷状态所示，在一行内前段和后段的点距的印刷浓度产生差异。
本发明的通电比率设定电路24a在通电比率的设定中考虑在前段间距的 期间加热的发热元件的历史效果，降低在后段间距的期间进行的通电量的比 率，减小前段间距和后段间距的两个期间的点的印刷浓度的差。
图5 (b)表示通电比率为80: 20的情况，图6 (e)示意地表示通过通 电加热的发热元件的温度状态。通过降低后段间距期间的通电量的比率，如图 6(f)所示，緩和前段间距的期间对于后段间距期间的历史效果，减低在一行 内前段和后段的点距的印刷浓度的差。
本发明的通电比率设定电路例如可以从低速到高速在从50: 50到100: 0 之间阶段性地或者逐渐地设定前段和后段的1/2点距的通电比率。此外，可以 从印刷控制部22的速度设定电路22b取得进纸速度。
图7表示阶段性的通电比率的设定例。此外，图7(a)表示2相励磁时的一行中的通电的脉沖信号，图7 (b) ~ (d)表示l一2相励磁时的各通电比 率的脉冲信号。
图7 (a)的2相励磁是分割块的分割数较少时以高速进行进纸的情况。 因为高速进行进纸，所以与一行相当的通电期间的时间宽度设定得最短。另一 方面，图7 (b) (d)的1—2相励^磁是分割块的分割数较多时与图7 (a)的 情况相比以低速进行进纸的情况。因为以低速进行进纸，所以与一行相当的通 电期间的时间宽度对应分割数设定得较长。此外，通过速度设定电路22b设定 上述与 一行相当的通电期间的时间宽度。
并且，在1一2相励磁中，根据进纸速度决定前段间距期间和后段间距期 间的通电比率。图7 (b)是在进行1—2相励磁的三个例中接近2相励磁的高 速的情况。此时，因为前段间距期间中的通电和后段间距期间中的通电之间的 休止时间短，所以将通电比率设定为80: 20。
图7 (d)是进行l一2相励磁的低速的三个例中最慢的情况。此时，因为
电比率设定为50: 50。
另外，图7 (c)是进行1一2相励磁的低速中的中间的情况。此时，把通 电比率设定为上述80: 20和50: 50之间的60: 40。
通电比率的设定可以通过通电时间或者电流值来设定。上述图7的例子 是通过通电时间设定通电比率的情况，把后段的1/2点距时的通电时间设定得 比前段的1/2点距时的通电时间短。在通过电流值设定通电比率时，把后段的 1/2点距时的电流值设定得比前段的1/2点距时的电流值小。
在上述的例子中，表示了阶段性地设定通电比率的例子，但是也可以连 续地逐渐地i殳定。
下面，使用图8的流程图说明在本发明的打印机中基于励磁切换的进纸 速度的设定和通电比率的设定的过程。此外，在此说明块分割处理以后的处理。 首先，在块分割处理中，对于进行印刷的行设定分割块的分割数(Sl)。 预先决定对用2相励磁还是用l一2相励磁驱动步进电动机进行切换的分割数 的设定值，把该设定分割值作为阈值来判定通过块分割处理得到的分割数 (S2)。在S2的比较处理中，在分割数比设定分割数小时，判定为进行高速的进 纸，设定2相励磁(S3)。另一方面，在S2的比较处理中，在分割数比设定 分割数大时，判定为进行通过低速或者中速的进纸，设定l一2相励磁(S4)。 在设定了 l一2相励磁时，从速度设定电路22b取得进纸速度，设定与该速度 对应的通电比率。
图9用于说明通电比率的设定。通电比率可以根据步进电动机的励磁状 态以及速度决定，图9表示该设定状态。
在图9中，在速度为高速时，步进电动机通过2相励磁来驱动。因为在2 相励磁中没有后段间距期间，所以此时的通电比率相当于100: 0。
在速度为低速时，步进电动机通过l一2相励磁来驱动。在该1一2相励 磁中，在通电比率从50: 50到100: 0之间从低速向高速按顺序升高地设定前 段间距期间的比率(S5)。对于各行重复上述S1 S5的处理(S6)。
图10是用于说明本发明的热敏打印机的概要结构的框图。在图10中， 热敏打印机通过在CPU100上连接ROM101、 RAM102、显示装置103、输入 装置104、电源105、热壽文打印头105、供电部107、纸传送部108来构成。
CPU100按照在ROM101内存储的操作系统或者各种应用软件控制整个 热敏打印才几的动作。另夕卜，在ROM101中可以存储数据库或字体。RAM102 除了存储运算中的原始数据(primary data)之外，可以存储从其他设备发送的 程序或者数据。
显示装置103和输入装置104是输入输出外围设备，显示装置103可以 使用液晶或者CRT或者等离子显示装置等任意的显示设备，输入装置104通 过键盘或者指点设备等输入字符串数据或者各种命令。
热敏打印头105把多个发热元件排列成行状来构成行打印机。CPU100的 控制具有上述的图1表示的各功能，按照同时驱动点数分时控制对于热敏打印 头105的发热元件的通电。
另外，在供电部107上连接电源105，除了向打印机具备的控制部和各部 分供电外，进行向具有传送电动机等的纸传送部108的供电。
下面说明使用微步驱动控制电动机的例子。图ll是用于说明本发明的热 敏打印机的概要功能的图，是用于说明通过微步驱动的例子的图。
19图11表示的结构与图1表示的热敏打印机1的结构几乎相同，电动机控
制23的结构不同。下面仅说明电动机控制23的结构，其他的结构因为和图1 的结构相同，所以省略这里的说明。
在本发明的电动机控制部23中，作为对传送电动机18a的驱动线圈供给 励磁电流的励磁电路，取代图1所示的作为基于l一2相励磁的结构的2相励 磁电路23a以及1—2相励磁电路23b、以及选择电路23c，具有微步控制电路 23d。微步控制电路23d是分割步进角，生成通过该分割后的小步进角驱动电 动机的信号的电路。该微步控制电路23d比较从块分割处理电路22a得到的分 割数和设定数，根据比较结果，设定一行的进纸间距。在分割数比设定数小时， 通过1点距驱动一行进行高速驱动，在分割数比设定数大时，通过^L步驱动将 步进细分，通过多个间距驱动一行进行低速驱动。另外，还可以设定多个设定 值，根据分割数设定进行微步驱动的步进数，在分割数大时，可以增加设定的 步进数成为更低的速度。此外，步进电动机可以为2相励磁或者1—2相励磁 中的某一种，但在此说明2相励磁的情况。
图12、图13用于说明步进电动机的微步驱动。图12 (a) ~ (d)表示用 于说明2相励磁的各相的励磁信号，图12 ( e )、 ( f)表示用于说明微步驱动的 A相、B相的励磁信号。这里表示通过l/2步进进行微步驱动的例子。
在通过1/2步进的微步驱动中，在相当于2相励磁的1相的1个步进内分 割为2个步进，通过8个1/2步进旋转一周。由此，通过1/2步进的驱动频率 成为大约两倍。
图13 (a)、 (b)表示通过1/2步进的微步驱动的励磁信号以及向打印头 的供电信号，图13(c)、 (d)表示通过l/4步进的微步驱动的励磁信号以及向 打印头的供电信号，图13(e)、 (f)表示通过l/8步进的微步驱动的励磁信号 以及向打印头的供电信号。
在图13 (c)中，在通过1/4步进的微步驱动中，在相当于2相励磁的1 相的1个步进内分割为4个分割步进，通过16个1/4步进旋转一周。由此， 通过1/4步进的驱动频率成为约4倍。另外，在图13 (e)中，在通过l/8步 进的微步驱动中，在相当于2相励磁的l相的l个步进内分割为8个分割步进， 通过32个1/8步进旋转一周。由此，通过1/8步进的驱动频率成为约16倍。在分割后的各分割步进中，通过图13 (b)、 (d)、 (f)的各供电信号对打 印头进行供电。
此外，在此，二徵步驱动通常使励磁电流波形成为正弦波形，由此减j氐转 矩波动。
图14用于说明一行中的基于微步驱动的点距。图14 (a)表示通过2相 励磁驱动时的一行中的点距，图14 (b)表示通过^f效步驱动用1/2步进驱动一 行时的点距，图14 (c)表示通过微步驱动用1/4步进驱动一行时的点距，图 14 (d)表示通过微步驱动用1/8步进驱动一行时的点距。
在对步进电动机进行2相励磁，由此进行进纸时，如图14(a)所示，在 每次切换相时进行一行(图中的41表示的间隔)的进纸，在该期间对发热元 件进行一次通电，进4亍1点40的打印。因此，在2相励》兹时，通过一次的相 切换进行1点距(图中的42表示的间隔)的进纸。
另一方面，在通过l/2步进的微步驱动进行进纸时，如图14(b)所示， 在一行(图中的41表示的间隔)之间通过两次的1/2步进进行两次半行的进 纸，在该各次的进纸期间分别对发热元件通电，进行点43a、 43b的打印。因 此，在1/2步进的微步驱动时，通过第一次的1/2步进进行1/2点距(图中的 44a表示的间隔)的进纸，通过第二次的1/2步进进行1/2点距(图中的44b 表示的间隔)的进纸，通过两次的1/2步进进行1点距的进纸。
另外，在通过l/4步进的微步驱动进行进纸时，如图14 (c)所示，在一 行(图中的41表示的间隔)之间通过四次的1/4步进进行四次1/4行的进纸， 在该各次的进纸期间分别对发热元件通电，进行点45a、 45b的打印。因此， 在1/4步进的微步驱动时，通过第一次的1/4步进进行1/4点距(图中的46a 表示的间隔)的进纸，通过第二次的1/4步进进行1/4点距(图中的46b表示 的间隔)的进纸，通过第三次的1/4步进进行1/4点距(图中的46c表示的间 隔)的进纸，通过第四次的1/4步进行1/4点距(图中的46d表示的间隔)的 进纸，来进行l点距的进纸。
另夕卜，在通过l/8步进的微步驱动进行进纸时，如图14 (d)所示，在一 行(图中的41表示的间隔)之间通过8次的1/8步进进行1点距的进纸。此 外，在此，因为和1/2步进或1/4步进相同，所以省略动作的说明。微步驱动控制电路23d根据由块分割处理电路22a决定的分割块的分割 数，选择全步进、1/2步进、1/4步进、1/8步进。例如，作为进行选择的阈值 预先设定规定的分割数，比较由块分割处理电路22a得到的分割数和该设定的 设定分割数，根据该比较结果生成进行全步进、1/2步进、1/4步进、1/8步进 的励磁信号。
纸传送部18的传送电动机18a通过根据从电动机控制部23输出的分割 数选择的励磁信号进行驱动。
供电控制部24的通电比率设定电路24a在通过微步驱动的各分割步进的 进纸中，设定在各进纸时对发热元件通电的通电量的通电比率。该通电比率设 定电路24a决定在各分割步进中供给的通电量的比率。
图15用于说明1/2步进的微步驱动时的通电量的比率。通电比率设定电 路24a根据进纸速度设定在前期的第一 1/2步进以及后期的第二 1/2步进的各 阶段供电的通电量。
关于通电比率，根据进纸速度，从低速向高速在50%到100%之间设定在 第一 1/2步进中供电的通电比率，进纸速度越高把第一步进的通电比率设定得 越高，反之，从低速向高速在50%到0%之间设定在第二 1/2步进中供电的通 电比率，进纸速度越高把通电比率设定得越低。此外，第一l/2步进的通电比 率和第二步进的通电比率的总和例如设定为100%，但有时由于进行分割通电 发热效率降低，在该情况下，有时把通电比率的总和设定为100%以上。
图15 (c)表示将通电比率设定为50: 50的例子，图15 (d)表示将通 电比率设定为80: 20的例子。
另外，在通过l/4步进或者1/8步进进行微步驱动时，关于通电比率，除 了对每个分割步进设定通电比率之外，还可以把各分割步进分成前半和后半两 半，在前半和后半设定通电比率。
图16用于说明1/4步进的微步驱动时的通电量的比率。图16 (c)表示 把各分割步进分成前半和后半两半，在前半和后半设定通电比率的例子。这里， 将前半和后半的通电比率设定为80: 20。另外，图16 (d)表示对每个分割步 进设定通电比率的例子。这里，把4个1/4步进的各分割步进的通电比率设定 为80: 60: 40: 20。这里，4巴通电比率的总和设定为100%以上。另外，关于本发明微步驱动的情况，进纸速度设定和通电比率设定的过
程，在上述图8的流程图的步骤S4中取代l一2相励磁设定进行微步驱动的设 定，由此可以同样地进行。在此省略详细的说明。
在上述各例中，在电动机控制中，表示了 l一2相励磁的例子(图l表示 的结构例)和《鼓步驱动的例子(根据图11的结构例)，但是还可以采用组合了 l一2相励,兹和孩i步驱动这两种驱动的结构。图17用于说明组合了 1—2相励 磁和微步驱动这两种驱动的热敏打印机的概要功能。
图17表示的电动机控制部23具有2相励磁电路23a、 l一2相励磁电路 23b、选择电路23c、以及微步控制电路23d。
在该结构例中，通过选择电路23c选择2相励磁信号或者1—2相励磁信 号，对于该选择的励磁信号，通过微步控制电路23d进行微步控制来驱动电动 机。
根据该结构，可以为以下各种方式对于2相励磁信号通过全步进生成 励磁信号的方式；对于2相励磁信号通过l/2步进、1/4步进、1/8步进等分割 步进生成励磁信号的方式；对于l一2相励磁信号通过全步进生成励磁信号的 方式；对于1—2相励磁信号通过1/2步进、1/4步进、1/8步进等分割步进生 成励磁信号的方式。其中，对于2相励磁信号通过全步进生成的励磁信号的驱 动频率最低，对于l一2相励》兹信号通过1/8步进生成的励^磁信号的驱动频率 最高。
本发明的热敏打印机可以用于便携信息终端等小型电子设备。
权利要求
1. 一种热敏打印机，其特征在于，具有热敏打印头，其把连接成行状的能够同时通电的多个发热元件分割成一个或多个块，以通过该分割得到的分割块作为单位进行通电来驱动发热元件，根据这些分割块的通电周期进行一行的打印；纸传送部，其对所述热敏打印头进纸；供电部，其按照每个分割块对所述热敏打印头的发热元件进行供电；以及控制部，所述控制部包括所述纸传送部以及供电部的控制，根据所述分割块的分割数，控制所述纸传送部对每一行变更一行中的进纸间距，并且控制所述供电部对一行中的每个进纸间距进行供电。
2. 根据权利要求1所述的热敏打印机，其特征在于， 所述纸传送部具有步进电动机，所述控制部具有控制所述步进电动机的驱动的电动4几控制部， 所述电动机控制部比较所述分割块的分割数和设定数， 在分割数比设定数小时通过2相励磁驱动步进电动机，以1点距进纸一行，在分割数比设定数大时分割驱动步进电动机，以1/n点距(n为整数)进 纸一行。
3. 根据权利要求2所述的热敏打印机，其特征在于，.所述电动机控制部进4亍通过l一2相励磁的分割驱动，以1/2点距进纸一 行的进纸控制，或者进行通过微步驱动的分割驱动，以l/n点距(n为整数) 进纸一行的进纸控制。
4. 根据权利要求2所述的热敏打印机，其特征在于， 所述电动机控制部进行通过l一2相励磁的分割驱动，以1/2点距进纸一行的进纸控制，并且在该1/2点距的进纸控制中，进行通过微步驱动的分割驱 动，以1/n间隔进纸各1/2点距的进纸控制。
5. 根据权利要求2所述的热敏打印机，其特征在于， 所述控制部具有控制对所述供电部供电的供电量的供电控制部， 所述供电控制部根据进纸速度控制对一行中的每个进纸间距供电的供电量。
6. 根据权利要求5所述的热敏打印机，其特征在于， 所述供电控制部具有通电比率设定电路，其设定在一行中的各进纸间距中供电的通电量的比率，所述通电比率设定电路在所述分割驱动中，根据进纸速度设定在各分割 驱动时供电的通电量的比率。
7. 根据权利要求6所述的热敏打印机，其特征在于， 所述通电比率设定电路在l一2相励磁中，根据进纸速度设定前段的1/2点距时供电的通电量和后段的1/2点距时供电的通电量的比率。
8. 根据权利要求7所述的热敏打印机，其特征在于， 所述通电比率设定电路对应进纸速度，在从50%到100%之间阶段性地设定前萃殳的1/2点距时供电的通电比率。
9. 根据权利要求7所述的热敏打印机，其特征在于， 所述通电比率设定电路对应进纸速度，在从50%到100%之间逐渐设定前段的1/2点距时供电的通电比率。
10. 根据权利要求7所述的热敏打印机，其特征在于， 所述通电比率设定电路设定通电时间，^^后段的1/2点距时的通电时间设定得比前段的1/2点距时的通电时间短。
11. 根据权利要求7所述的热敏打印机，其特征在于， 所述通电比率设定电路设定电流值，把后段的1/2点距时的电流值设定得比前段的1/2点距时的电流值小。
12. 根据权利要求6所述的热敏打印机，其特征在于， 所述通电比率设定电路在微步驱动中，根据进纸速度设定在1点距内的各步进中供电的通电量的比率。
13. 根据权利要求12所述的热敏打印机，其特征在于， 所述通电比率设定电路对应进纸速度在从50%到100%之间阶段性地设定在1点距内的第一步进中供电的通电比率。
14. 根据权利要求12所述的热敏打印机，其特征在于，所述通电比率i殳定电路对应进纸速度在从50%到100%之间逐渐设定在1 点距内的第一步进中供电的通电率。
15. 根据权利要求12所述的热敏打印机，其特征在于，所述通电比率设定电S各设定通电时间，把第二步进及以后的通电时间设 定得比第 一 步进的通电时间短。
16. 根据权利要求12所述的热敏打印机，其特征在于，所述通电比率设定电路设定电流值，把第二步进及以后的电流值设定得 比第一步进的电流值小。
全文摘要
在通过分割块使热敏打印机打印头进行印刷时，在分割块的分割数少进行高速印刷的情况和分割块的分割数多进行低速印刷的情况下，变更在一行中印刷的点的个数，在分割块的分割数多以低速进行印刷时，通过多个间距进行一行内的进纸，由此在一行内不会发生停纸的状态，通过在各间距进行通电增加在一行内印刷的点的个数，由此在点之间以及行之间不产生间隙。在一行内的多个间距中，通过变更在各间距通电的供电量的比率，减低一行内的各间距之间的浓度的差。由此在通过分割块使热敏打印机打印头进行印刷时，即使在分割块的分割数多以低速进行印刷的情况下，也能够在点之间不产生间隙地进行印刷。
文档编号B41J2/355GK101437688SQ200780014018
公开日2009年5月20日 申请日期2007年8月28日 优先权日2006年12月26日
发明者水户贤司 申请人:西铁城控股株式会社