专利名称:印字绘图器的制作方法
本发明涉及印字绘图器中的热印字头驱动器电路，而此印字绘图器采用了将几百至几千点排列成一列的并行热印字头。
通常，在传真机等中所使用的并行热印字头全长约216mm，而每1mm上的密度为6-16点，所以全部点的数目约为1000至4000个，将此并行热印字头分割成每块数百点的字块，使每字块顺序通电而着色，即将一列的着色分成几次来完成，一个字块的通电时间为1ms。另一方面，一个点的着色所需要的功率为0.1至1W，如果同时使一个字块几百个点都着色，则所需的功率将超过100W。可是，此功率是由12至24V的直流电源供给的，用12V直流供给120W的功率，就需要10A的电流，即电源必须具有10A以上的电流容量。
更详细地讲，设一个字块的所有点都同时着色时所需电流为10A，电压为直流12V，不影响着色的电压降为0.4V，通电时间为1ms。如果电源的电流容量为3A，为供给10A的电流，就必须使电容器的放电电流达到7A。为进行1ms时间的7A放电，而电压降要小于0.4V，则电容器的容量大体上应在17500μF以上。其中，为了使电容器的充电电压恢复到电源电压12V，用3A充电，为了提高只有0.4V的充电电压，需要大约2.3ms的时间。即对一个字块通电，进行大约2.3ms的充电之后，才能进行下一个字块的通电。这样一来，每一个字块所需要的着色时间为3.3ms。当热印字头是由8个字块组成时，全部着色就需要大约26ms的时间。
但是，实际上在进行印字时，一个字块上的所有点都一起通电的机会是很少的，一个字块中通电的点数比率往往较少，因而，即使将电源的电流容量设定为3A，在多数情况下，也是完全能够满足需要的。所以，将每一个字块的每一次通电等待时间设定为2ms以上，也是不必要的。并且，既使一个字块所需要的电流超过电源的容量时，由于电容器的电压降大约与放电电流成正，所以也不一定需要2ms以上的充电时间。
如上所述，作为具有1000至几千点的热印字头驱动电源，其电流容量虽然需要10A以上的直流电源，但这种大电流容量的直流电源，其外形尺寸很大，而且价格也很贵。因此，本发明的目的就在于使用更小电流容量的直流电源能够驱动1000至几千点的热印字头。
在将热印字头的所有点合成几个字块，而使每个字块通电的结构中，采用其电流容量值小于一个字块所需的最大电流值的电源，为了供给超过此电流容量的电流，需要利用由上述电源进行充电的电容器的充电电荷放电电流。同时，该电容器的充电时间是按着每次通电的字块中通电点的数目来决定的，或者监视该电容器的充电电压或者充电电流，采用控制装置，在该电容器的充电电压恢复到规定电压值以上时，再使下一个字块通电。
本发明能够在一块字块通电时，可根据此字块中着色点的数目，控制下一个字块通电之前的充电等待时间，因此，不存在相同地多余的充电等待时间。于是，能够使用其电流容量值小于印字需要的最大电流值的电源，事实上并能用与具备足够容量的电源时几乎相同的速度，完成一列热印字头的着色。
第一图为本发明的一个实例。R1、R2……为着色点发热元件，全长216mm，点密度为8点/mm，全部点的数目为1728点，将此分为8个字块通电，每个字块具有216点。D1、D2……D8为各字块的驱动器。SR1、SR2……SR8为串入并出的移位寄存器。串联后，成为1728位寄存器SR，并且，SR1、SR2等分别与驱动器D1、D2等相对应。虚线TH所包围部分为并行热印字头。用于控制的计算机CPU，从存贮器M存贮的印字数据中读取一列的数据，通过1位闩锁电路L1，一位一位地传送到寄存器SR中，如果一系列的数据转移完成后，则控制8位I/O闩锁电路L2，依次向驱动器D1、D2……输出各为1ms的着色信号EN1、EN2……。一旦驱动器D1、D2……上加上各自的着色信号时，则根据相应的寄存器SR1、SR2……的各位输出的H电平、L电平，来控制着色点R1、R2……的通电和不通电。这样，在驱动器D8上的着色信号EN8消失后，一列的印字动作即告完成。P为热印字头TH用的电源。在此实例中，该电源具有直流12V、3A的容量。该电源是一种普通稳定电源装置，在输出电流不超过3A时，是一种输出电压为12V的恒压源;如果输出电流超过3A时，则为电流值保持3A，而电压将有所下降的恒流源。C是与发热点R1、R2……等并联接在电源上的电解电容器，其容量约为20000μF。
在上述结构中，用第2图的时间图来说明计算机CPU的动作情况。在第2图中，EN1，EN2分别为前述的着色信号，各自为1ms宽度的脉冲信号。在第一图的热印字头中，设第一字块的着色点数目少，该字块所需要的电流在3A以下。VH为印字头电压，它虽与电容器C两端子间的电压相等，但如图所示，随着第一字块通电，VH不发生变化，而保持12V。CPU存贮着各字块中的通电点数目。从该数目判断不会出现因第一字块的通电而造成印字头电压VH的下降。在EN1着色信号消失后，立即输出EN2。在第2字块中，假设使全部点都着色。此时，第2字块的电流约为10A，已经超过电源P的电流容量，在EN2信号消失时，如图2所示，VH下降约0.4V。为了使此电压降得到恢复，电容器C的充电时间约为2.6ms，但CPU已知第2字块全部点着色，根据程序，全点着色时，电容器C的充电等待时间为2.6ms，再往第3字块输出着色信号EN3。在第2图中，T0为此等待时间。在第3字块中，着色点数目为140点，所需电流约为6.5A，EN3消失时，VH的下降约为0.2V。CPU根据程序，在140点时，计算出电容器C的充电等待时间为1.3ms。在第2图中，经过T1所表示的1.3ms的等待时间后，则输出EN4信号。以下，以相同的动作，控制直到第8字块的通电。
如上所述，在一字块的216点中，全点着色时，需要10A的电流，所以一直到64点着色，电流在3A以下，不需要电容器C的充电等待时间。超过65点，直到216点，随着点数的增加，充电等待时间从0～2.6ms，呈现出线性增加状态。于是，CPU中的充电等待时间的设定，可由此式来决定，但是也可用更简单的办法，将65～216点划分为几个区域，按各区域来决定充电等待时间。
本发明的另一实例示于第3图。
在第3图中，对于与第1图相同的部分，则标以相同的符号。图中，COM为比较器，检测因电容器C的充电电流引起的电阻r0上的压降，充电电流流通期间，其输出为负，计算机CPU监视此COM的输出，控制着色信号。
在此结构中，用第4图的时间图来说明微处理器CPU的动作。在第4图中，EN1、EN2等各自为前述的着色信号，分别为1ms宽的脉冲信号。在第1图的热印字头中，设第一字块的着色点数目不多，该字块所需的电流设为3A以下。VH为印字头电压，它虽与电容器C两端的电压相等。但是，如图所示，VH不会因第1字块的通电而变化，保持12V不变。此时，电容器C的充电电流为0。比较器COM的输出保持着高电平。CPU通过第3图中的输入电路I监视比较器COM的输出，判断不会因第1字块的通电而造成印字头电压VH的下降。当EN1信号输出消失后，立即输出EN2。在此假设第2字块中的所有印字头都将着色。此时，第2字块的电流约为10A，超过电源P的电流容量值。当EN2消失时，如图4所示，VH大约下降0.4V。为了使此电压降得到恢复，电容器C所需要的充电时间约为2.6ms。但此时，因为大约流有3A的充电电流，比较器COM的输出反转。因此，CPU在EN2消失后，也不会输出EN3信号，待电容器C的充电电流达到预定值，充电电流消失，COM的输出恢复正值时，才往第3字块中输出着色信号EN3。在第4图中T0为此时的等待时间。在第3字块中，着色点数目为140点，所需电流约为6.5A，EN3消失时，VH的下降大约为0.2V。所以，COM的输出从负值变为正值的时间为上述T0的一半，约为1.3ms。在第四图中，经过T1所示的1.3ms等待时间，则输出EN4。以下，将以相同的动作一直控制到第8字块的通电。
在这一实例中，可以检测电容器C的充电电流变为0，输出下一个着色信号，也可用监视电容器C的充电电压，当此电压恢复到预定的电平时，再输出下一个着色信号。
在印字或图形时，由于空白部分要比着色部分多得多，所以，即使采用能够提供足够电流的电源，以便使得一个字块的所有点都能着色，但此电源满功率工作的场合不多。若采用本发明，则因为使用了比过去的方法更小电流容量的电源，因而电源将会作成小型而价廉，利用率也将得到提高。使用小电流容量的电源，实际上是能够以与使用足够容量的电源时差不多的速度进行印字工作。
图的简单说明
第1图、第3图为表示本发明的一个实例结构的方框图;第2图为说明第1图动作的时间图;第4图为说明第3图动作的时间图。
权利要求
印字绘图器，它的并行热印字头分为多个字块，在每一个字块上，顺序加上一定时间的着色信号，其特征在于设置了电流容量小于全部字块的印字头着色时所需电流值的热印字头电源；与热印字各点的发热元件并联接在上述电源上的大容量电容器；以及在给一字块加着色信号时，根据此字块中的着色点数目，设定在此字块着色信号消失后上述电容器的充电时间，在此时间结束后，将着色信号加在下一字块上的控制装置，或者是，监视上述电容器的充电电流或充电电压，在检测到充电电流消失或充电电压恢复到规定值后，将着色信号施加给下一字块的控制装置。
专利摘要
本发明涉及印字绘图器中热印字头驱动电路。其特征是根据热印字一字块所需最大电流，采用小电流容量电源；为了供给超其电流容量的电流，增加由上述电源充电的电容器的充电电荷放电电流，同时设置对应于通电字块中的通电点数，决定该电容器的充电时间，或监视该电容器的充电电压或电流，在该电容器充电电压恢复到规定电压以上时，给下一字块通电的控制装置。因此，本发明使得电源小型、便宜，利用效率也提高了。
文档编号H04N1/23GK86101096SQ86101096
公开日1986年10月22日 申请日期1986年1月30日
发明者佐藤达夫, 泷本慎吾 申请人:株式会社岛津制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan