專利名稱:印字繪圖器的制作方法
本發(fā)明涉及印字繪圖器中的熱印字頭驅(qū)動(dòng)器電路，而此印字繪圖器采用了將幾百至幾千點(diǎn)排列成一列的并行熱印字頭。
通常，在傳真機(jī)等中所使用的并行熱印字頭全長(zhǎng)約216mm，而每1mm上的密度為6-16點(diǎn)，所以全部點(diǎn)的數(shù)目約為1000至4000個(gè)，將此并行熱印字頭分割成每塊數(shù)百點(diǎn)的字塊，使每字塊順序通電而著色，即將一列的著色分成幾次來(lái)完成，一個(gè)字塊的通電時(shí)間為1ms。另一方面，一個(gè)點(diǎn)的著色所需要的功率為0.1至1W，如果同時(shí)使一個(gè)字塊幾百個(gè)點(diǎn)都著色，則所需的功率將超過(guò)100W?？墒牵斯β适怯?2至24V的直流電源供給的，用12V直流供給120W的功率，就需要10A的電流，即電源必須具有10A以上的電流容量。
更詳細(xì)地講，設(shè)一個(gè)字塊的所有點(diǎn)都同時(shí)著色時(shí)所需電流為10A，電壓為直流12V，不影響著色的電壓降為0.4V，通電時(shí)間為1ms。如果電源的電流容量為3A，為供給10A的電流，就必須使電容器的放電電流達(dá)到7A。為進(jìn)行1ms時(shí)間的7A放電，而電壓降要小于0.4V，則電容器的容量大體上應(yīng)在17500μF以上。其中，為了使電容器的充電電壓恢復(fù)到電源電壓12V，用3A充電，為了提高只有0.4V的充電電壓，需要大約2.3ms的時(shí)間。即對(duì)一個(gè)字塊通電，進(jìn)行大約2.3ms的充電之后，才能進(jìn)行下一個(gè)字塊的通電。這樣一來(lái)，每一個(gè)字塊所需要的著色時(shí)間為3.3ms。當(dāng)熱印字頭是由8個(gè)字塊組成時(shí)，全部著色就需要大約26ms的時(shí)間。
但是，實(shí)際上在進(jìn)行印字時(shí)，一個(gè)字塊上的所有點(diǎn)都一起通電的機(jī)會(huì)是很少的，一個(gè)字塊中通電的點(diǎn)數(shù)比率往往較少，因而，即使將電源的電流容量設(shè)定為3A，在多數(shù)情況下，也是完全能夠滿足需要的。所以，將每一個(gè)字塊的每一次通電等待時(shí)間設(shè)定為2ms以上，也是不必要的。并且，既使一個(gè)字塊所需要的電流超過(guò)電源的容量時(shí)，由于電容器的電壓降大約與放電電流成正，所以也不一定需要2ms以上的充電時(shí)間。
如上所述，作為具有1000至幾千點(diǎn)的熱印字頭驅(qū)動(dòng)電源，其電流容量雖然需要10A以上的直流電源，但這種大電流容量的直流電源，其外形尺寸很大，而且價(jià)格也很貴。因此，本發(fā)明的目的就在于使用更小電流容量的直流電源能夠驅(qū)動(dòng)1000至幾千點(diǎn)的熱印字頭。
在將熱印字頭的所有點(diǎn)合成幾個(gè)字塊，而使每個(gè)字塊通電的結(jié)構(gòu)中，采用其電流容量值小于一個(gè)字塊所需的最大電流值的電源，為了供給超過(guò)此電流容量的電流，需要利用由上述電源進(jìn)行充電的電容器的充電電荷放電電流。同時(shí)，該電容器的充電時(shí)間是按著每次通電的字塊中通電點(diǎn)的數(shù)目來(lái)決定的，或者監(jiān)視該電容器的充電電壓或者充電電流，采用控制裝置，在該電容器的充電電壓恢復(fù)到規(guī)定電壓值以上時(shí)，再使下一個(gè)字塊通電。
本發(fā)明能夠在一塊字塊通電時(shí)，可根據(jù)此字塊中著色點(diǎn)的數(shù)目，控制下一個(gè)字塊通電之前的充電等待時(shí)間，因此，不存在相同地多余的充電等待時(shí)間。于是，能夠使用其電流容量值小于印字需要的最大電流值的電源，事實(shí)上并能用與具備足夠容量的電源時(shí)幾乎相同的速度，完成一列熱印字頭的著色。
第一圖為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例。R1、R2……為著色點(diǎn)發(fā)熱元件，全長(zhǎng)216mm，點(diǎn)密度為8點(diǎn)/mm，全部點(diǎn)的數(shù)目為1728點(diǎn)，將此分為8個(gè)字塊通電，每個(gè)字塊具有216點(diǎn)。D1、D2……D8為各字塊的驅(qū)動(dòng)器。SR1、SR2……SR8為串入并出的移位寄存器。串聯(lián)后，成為1728位寄存器SR，并且，SR1、SR2等分別與驅(qū)動(dòng)器D1、D2等相對(duì)應(yīng)。虛線TH所包圍部分為并行熱印字頭。用于控制的計(jì)算機(jī)CPU，從存貯器M存貯的印字?jǐn)?shù)據(jù)中讀取一列的數(shù)據(jù)，通過(guò)1位閂鎖電路L1，一位一位地傳送到寄存器SR中，如果一系列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移完成后，則控制8位I/O閂鎖電路L2，依次向驅(qū)動(dòng)器D1、D2……輸出各為1ms的著色信號(hào)EN1、EN2……。一旦驅(qū)動(dòng)器D1、D2……上加上各自的著色信號(hào)時(shí)，則根據(jù)相應(yīng)的寄存器SR1、SR2……的各位輸出的H電平、L電平，來(lái)控制著色點(diǎn)R1、R2……的通電和不通電。這樣，在驅(qū)動(dòng)器D8上的著色信號(hào)EN8消失后，一列的印字動(dòng)作即告完成。P為熱印字頭TH用的電源。在此實(shí)例中，該電源具有直流12V、3A的容量。該電源是一種普通穩(wěn)定電源裝置，在輸出電流不超過(guò)3A時(shí)，是一種輸出電壓為12V的恒壓源;如果輸出電流超過(guò)3A時(shí)，則為電流值保持3A，而電壓將有所下降的恒流源。C是與發(fā)熱點(diǎn)R1、R2……等并聯(lián)接在電源上的電解電容器，其容量約為20000μF。
在上述結(jié)構(gòu)中，用第2圖的時(shí)間圖來(lái)說(shuō)明計(jì)算機(jī)CPU的動(dòng)作情況。在第2圖中，EN1，EN2分別為前述的著色信號(hào)，各自為1ms寬度的脈沖信號(hào)。在第一圖的熱印字頭中，設(shè)第一字塊的著色點(diǎn)數(shù)目少，該字塊所需要的電流在3A以下。VH為印字頭電壓，它雖與電容器C兩端子間的電壓相等，但如圖所示，隨著第一字塊通電，VH不發(fā)生變化，而保持12V。CPU存貯著各字塊中的通電點(diǎn)數(shù)目。從該數(shù)目判斷不會(huì)出現(xiàn)因第一字塊的通電而造成印字頭電壓VH的下降。在EN1著色信號(hào)消失后，立即輸出EN2。在第2字塊中，假設(shè)使全部點(diǎn)都著色。此時(shí)，第2字塊的電流約為10A，已經(jīng)超過(guò)電源P的電流容量，在EN2信號(hào)消失時(shí)，如圖2所示，VH下降約0.4V。為了使此電壓降得到恢復(fù)，電容器C的充電時(shí)間約為2.6ms，但CPU已知第2字塊全部點(diǎn)著色，根據(jù)程序，全點(diǎn)著色時(shí)，電容器C的充電等待時(shí)間為2.6ms，再往第3字塊輸出著色信號(hào)EN3。在第2圖中，T0為此等待時(shí)間。在第3字塊中，著色點(diǎn)數(shù)目為140點(diǎn)，所需電流約為6.5A，EN3消失時(shí)，VH的下降約為0.2V。CPU根據(jù)程序，在140點(diǎn)時(shí)，計(jì)算出電容器C的充電等待時(shí)間為1.3ms。在第2圖中，經(jīng)過(guò)T1所表示的1.3ms的等待時(shí)間后，則輸出EN4信號(hào)。以下，以相同的動(dòng)作，控制直到第8字塊的通電。
如上所述，在一字塊的216點(diǎn)中，全點(diǎn)著色時(shí)，需要10A的電流，所以一直到64點(diǎn)著色，電流在3A以下，不需要電容器C的充電等待時(shí)間。超過(guò)65點(diǎn)，直到216點(diǎn)，隨著點(diǎn)數(shù)的增加，充電等待時(shí)間從0～2.6ms，呈現(xiàn)出線性增加狀態(tài)。于是，CPU中的充電等待時(shí)間的設(shè)定，可由此式來(lái)決定，但是也可用更簡(jiǎn)單的辦法，將65～216點(diǎn)劃分為幾個(gè)區(qū)域，按各區(qū)域來(lái)決定充電等待時(shí)間。
本發(fā)明的另一實(shí)例示于第3圖。
在第3圖中，對(duì)于與第1圖相同的部分，則標(biāo)以相同的符號(hào)。圖中，COM為比較器，檢測(cè)因電容器C的充電電流引起的電阻r0上的壓降，充電電流流通期間，其輸出為負(fù)，計(jì)算機(jī)CPU監(jiān)視此COM的輸出，控制著色信號(hào)。
在此結(jié)構(gòu)中，用第4圖的時(shí)間圖來(lái)說(shuō)明微處理器CPU的動(dòng)作。在第4圖中，EN1、EN2等各自為前述的著色信號(hào)，分別為1ms寬的脈沖信號(hào)。在第1圖的熱印字頭中，設(shè)第一字塊的著色點(diǎn)數(shù)目不多，該字塊所需的電流設(shè)為3A以下。VH為印字頭電壓，它雖與電容器C兩端的電壓相等。但是，如圖所示，VH不會(huì)因第1字塊的通電而變化，保持12V不變。此時(shí)，電容器C的充電電流為0。比較器COM的輸出保持著高電平。CPU通過(guò)第3圖中的輸入電路I監(jiān)視比較器COM的輸出，判斷不會(huì)因第1字塊的通電而造成印字頭電壓VH的下降。當(dāng)EN1信號(hào)輸出消失后，立即輸出EN2。在此假設(shè)第2字塊中的所有印字頭都將著色。此時(shí)，第2字塊的電流約為10A，超過(guò)電源P的電流容量值。當(dāng)EN2消失時(shí)，如圖4所示，VH大約下降0.4V。為了使此電壓降得到恢復(fù)，電容器C所需要的充電時(shí)間約為2.6ms。但此時(shí)，因?yàn)榇蠹s流有3A的充電電流，比較器COM的輸出反轉(zhuǎn)。因此，CPU在EN2消失后，也不會(huì)輸出EN3信號(hào)，待電容器C的充電電流達(dá)到預(yù)定值，充電電流消失，COM的輸出恢復(fù)正值時(shí)，才往第3字塊中輸出著色信號(hào)EN3。在第4圖中T0為此時(shí)的等待時(shí)間。在第3字塊中，著色點(diǎn)數(shù)目為140點(diǎn)，所需電流約為6.5A，EN3消失時(shí)，VH的下降大約為0.2V。所以，COM的輸出從負(fù)值變?yōu)檎档臅r(shí)間為上述T0的一半，約為1.3ms。在第四圖中，經(jīng)過(guò)T1所示的1.3ms等待時(shí)間，則輸出EN4。以下，將以相同的動(dòng)作一直控制到第8字塊的通電。
在這一實(shí)例中，可以檢測(cè)電容器C的充電電流變?yōu)?，輸出下一個(gè)著色信號(hào)，也可用監(jiān)視電容器C的充電電壓，當(dāng)此電壓恢復(fù)到預(yù)定的電平時(shí)，再輸出下一個(gè)著色信號(hào)。
在印字或圖形時(shí)，由于空白部分要比著色部分多得多，所以，即使采用能夠提供足夠電流的電源，以便使得一個(gè)字塊的所有點(diǎn)都能著色，但此電源滿功率工作的場(chǎng)合不多。若采用本發(fā)明，則因?yàn)槭褂昧吮冗^(guò)去的方法更小電流容量的電源，因而電源將會(huì)作成小型而價(jià)廉，利用率也將得到提高。使用小電流容量的電源，實(shí)際上是能夠以與使用足夠容量的電源時(shí)差不多的速度進(jìn)行印字工作。
圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明
第1圖、第3圖為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例結(jié)構(gòu)的方框圖;第2圖為說(shuō)明第1圖動(dòng)作的時(shí)間圖;第4圖為說(shuō)明第3圖動(dòng)作的時(shí)間圖。
權(quán)利要求
印字繪圖器，它的并行熱印字頭分為多個(gè)字塊，在每一個(gè)字塊上，順序加上一定時(shí)間的著色信號(hào)，其特征在于設(shè)置了電流容量小于全部字塊的印字頭著色時(shí)所需電流值的熱印字頭電源；與熱印字各點(diǎn)的發(fā)熱元件并聯(lián)接在上述電源上的大容量電容器；以及在給一字塊加著色信號(hào)時(shí)，根據(jù)此字塊中的著色點(diǎn)數(shù)目，設(shè)定在此字塊著色信號(hào)消失后上述電容器的充電時(shí)間，在此時(shí)間結(jié)束后，將著色信號(hào)加在下一字塊上的控制裝置，或者是，監(jiān)視上述電容器的充電電流或充電電壓，在檢測(cè)到充電電流消失或充電電壓恢復(fù)到規(guī)定值后，將著色信號(hào)施加給下一字塊的控制裝置。
專利摘要
本發(fā)明涉及印字繪圖器中熱印字頭驅(qū)動(dòng)電路。其特征是根據(jù)熱印字一字塊所需最大電流，采用小電流容量電源；為了供給超其電流容量的電流，增加由上述電源充電的電容器的充電電荷放電電流，同時(shí)設(shè)置對(duì)應(yīng)于通電字塊中的通電點(diǎn)數(shù)，決定該電容器的充電時(shí)間，或監(jiān)視該電容器的充電電壓或電流，在該電容器充電電壓恢復(fù)到規(guī)定電壓以上時(shí)，給下一字塊通電的控制裝置。因此，本發(fā)明使得電源小型、便宜，利用效率也提高了。
文檔編號(hào)H04N1/23GK86101096SQ86101096
公開(kāi)日1986年10月22日 申請(qǐng)日期1986年1月30日
發(fā)明者佐藤達(dá)夫, 瀧本慎吾 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島津制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan