熱印表機控制系統的製作方法

2023-09-17 21:02:15

專利名稱：熱印表機控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及彩色印表機，更具體地說，涉及高速彩色印表機，可以在單路介質上從單色圖像連續地列印到全彩圖象。
現有的彩色列印技術之一(染料擴散熱轉移，或D2T2)使用浸漬了染料的色帶，染料可以擴散到介質的表面中。由於這種方法依靠染料進入到介質中的擴散過程，因此列印過程相對較慢同時不需要介質高速運動，給現有可用的染料帶來一定限制。
第二種方法，快大約十倍，使用熱蠟「色帶」(熱蠟轉移方法，或「TWT」)，目前，可以買得到使用熱蠟轉移方法工作的全彩色印表機，在該印表機中，列印頭有許多互相獨立的可尋址的電極，這些電極可以有選擇地加熱，它們把蠟點從色帶轉移到介質上，介質一般使用紙。這樣的印表機通常設計為在最高每英寸400點(400dpi)的列印密度下工作。
全彩色圖象由彩色蠟點的全部或者部分疊加來生成，這樣可以生成多種顏色，大部分是多色層列印型，使用幾個帶有墨水和鏤空的圖象板，每一個圖象板都使用單一顏色，並且被單獨轉移到介質上。在大多數的彩色列印系統中，三種基本顏色加黑色，每種顏色的圖象對正列印，最後完成的列印件是複合圖象。其中任一區域的顏色由該區域上的每種基本顏色的相對量所決定。
使用熱蠟轉移方法列印時，使一定電流通過電板，加熱互相獨立的列印電極。載有單色蠟的薄膜放在離列印介質，通常是紙，很近的地方，列印介質的表面澱積蠟點。這樣形成的「三明治」(即夾層結構)通過一個捲軸與電極相對，捲軸既起到壓紙捲筒的作用，又起到散熱裝置的作用。薄膜某處的溫度超過蠟的熔點時，該處的蠟熔化。為了在列印介質上形成所需大小的點，還必須向蠟中加以額外的熱量，以熔化足夠的蠟。當蠟列印到溫度較低的列印介質上時，蠟開始冷卻並且凝固。
列印介質和色帶在離開列印頭的過程中，允許保持接觸，因為在該段時間內，凝固的蠟優先附著在列印介質上，而不是色帶，然後色帶從捲筒上分離開來，再繞回去。捲筒介紙移動到下一個列印位置，重複進行另一種顏色的蠟的列印過程。
在運動的捲筒上列印，重要的是確定將要在哪裡澱積蠟。還有一點比較重要的是，確定什麼時候形成打色點。在傳統印表機中，通常澱積一行彩色點可用的時間是充裕的，不論什麼時候確定一行列印點的正確列印位置已經到達了列印頭時，都允許進行列印。當下一行列印點的列印位置到達列印頭時，就開始列印下一行。
捲筒移動時，可能會有一些必須列印一行點的「窗口」。如果人眼滿意所得到的結果，蠟點的方向必須與列印介質移動的方向垂直(即成橫向)，而且相鄰行之間的距離必須統一。更進一步，取決於文檔的主題，對齊和對正的要求可能會相當嚴格，因為人眼對沒有對齊的列印件非常敏感，尤其是在包含有直線和平滑曲線的時候更是這樣。
目前需要一種相對高速(最高應到每秒鐘12英寸或者更高)，全彩色(三種基本色加黑色)的熱印表機，它應該能夠可靠、重複地列印出正確代表「圖畫」的圖象。圖象源可以是計算機中的由圖象生成程序創建出來的圖象文件。也可以是通過把各種來源的彩色「文檔」「掃描」到計算機中生成的文件，其方法是使用現有的掃描儀及其配套軟體。這樣的「文檔」可以用彩色印表機給列印出來，而不需要製做許多鏤空的列印板。
這樣的印表機應該有直到600dpi的列印分辨，甚至更高，還應該能夠在多種介質上列印，例如紙，布，塑料膜或者金屬膜。調色板應該能夠提供人眼所能感受的範圍的色彩和色度。通常每種基本顏色以及黑色的顏色範圍應該至少為8板色度，代表32個數據位，只有這樣才夠用。
這樣，在列印過程中應該使用單色色帶，避免需要在各顏色間反轉捲筒，四個精密的列印頭就應該在捲筒運動的通路上串行放置。每個列印頭列印出來的圖象應該保持精確對正，鄰近行之間的行間距應該保持恆定。
根據本發明，一種全彩色熱印表機，它能夠達到每秒6英寸的列印速度，使用數字計算機以及機械位置傳感器，用來參與判斷一行將要列印的點到達列印頭位置所需的「時間窗」，以及施加到各個熱列印頭電極上的用來完成列印的電子脈衝的最優時間、延長時間以及幅度。
高分辨離編碼信號紙穿過印表機向計算機和計數器的方向移動。為每一個列印頭都提供了互相獨立的寄存器。在每個寄存器中存儲代表捲筒長度的數字。寄存器1存儲的數字代表捲筒從靜止位置到穩速狀態的加速過程所需的捲筒長度。其它寄存器中，所存的數字代表寄存器1中所存數字加上代表列印頭距離的其它數字的總和。這些數字通過代表整個機器的熱膨脹或者收縮的校正值的數字進行自動更新。
每一個寄存器都有一個相對應的比較器，它的第二個輸入連接到計數器上。當計數器值到達寄存器中所存的值時，相對應的比較器就產生致動信號，施加到相應的列印電路上。
按照優選實施例，有幾個寄存器從計算機中調用其存儲的常數，捲筒則是高級捲筒。這些常數經過了精確的校正，以反映測試列印運行後，所得到的列印點間對正所需的實際距離。通過校準這些常數，每一次連續的列印過程都可以從更準確的存儲於計算機內的常數開始進行。
另一種可選的用於生成致動信號的方法是，在計數寄存器中放入負數常數，計數寄存器由編碼器輸出脈衝。這樣每個寄存器計數到零。幾種可選的實施例可被設計成達到類似的結果。只有在啟動後，列印在預定的位置間隔處開始進行，以及在預定的間隔處繼續時，才需要這種方法。
在一種實施例中，該實施例的解析度是300dpi，精密編碼器的設計是這樣，從一行列印到下一行時，產生9個脈衝。因此，定好的數字9，生成並加入到寄存器中。在計數器到達增加了的數字後，就生成新的致動脈衝，寄存器再次增加。每第九個脈衝建立「時間窗」的起點，在每個時間窗中，應該為每一行點重新發起列印過程。
一旦列印發起，也可通過使用modulo—9計數器來得到這個結果。可替換的是，通過數9(相應地加或減)來實現計數寄存器，在每一個零狀態下，可以發出信號，開始列印下一行。
對於那些將要列印不止一種顏色的地方，每種所選顏色的打色頭的電極受熱，彩色蠟熔解，並且直接澱積到前面印表機生成的蠟點上，施加到列印電極上的電脈衝的幅度和延長時間決定轉移到捲筒介質上的蠟點的大小以及蠟點將要佔據的精確位置。
當列印多種顏色時，任何給定區域上的所感覺到的顏色是所用基本顏色加黑色以及列印蠟點的相對大小的函數，與「pointillists」或者「半調(halftone)」或者其它鏤空的列印板一樣，任何顏色的色度取決於每一個色點的大小和密度，使用兩種顏色的相同大小的點，看起來將與同樣不同顏色的不同大小的點的結果不相同，在優選實施例中，印表機生成全部統一大小的蠟點。
在本發明的優選結構中，大力地使用了數字計算機，從將要列印的文檔中存儲或者恢復數據文件。計算機同樣提供了必要的操作控制，以控制捲筒驅動系統的部件，計算機決定什麼時候以及加載什麼到不同的印表機緩衝區和寄存器中，用以正確地向各個列印頭的熱電極施加列印信號，列印出全彩色圖象。
例如，將要列印的全彩色文檔開始存儲在印表機內存中，內存單元數與整個文檔的點數相同。在一個實施例中，每個內存單元中有一個「單詞(word)」，對於8″×10″的文檔來說，內存必須至少有2,400列和3,000行，才能按照300dpi的密度列印，每一個存儲的單詞包含四組預定的位(bit)數，各組代表各自將要列印的顏色。
在本例中，可優選遵循常規4—色壓紙印表機的例子，在該印表機中使用三種基本顏色以及黑色。在為本例所選擇的印表機中，所選擇的顏色，依列印順序為黃(「y」)，紅(「m」)，綠(「c」)以及黑(「k」)。為易於解釋，與每種顏色相對應的特定元件將加上相應的字母下標，y，m，c或者k。
每一個列印頭有一個對應的寄存器，存儲文檔的位置，已經發現在第一個寄存器或者黃色寄存器Ry中存儲大約一英寸，或者400行的文檔是很方便的。第二個或者紅色寄存器Rm存儲同樣數量的數據加上對應於額定的列印頭之間距離的數據量，這裡距離是「4」或者1,200行，因此紅色寄存器Rm中儲有1600行的紅色數據。
相似地，綠色寄存器Rc存儲400行加上1,200行(代表黃色與紅色間距離)以及另外的1,200行(代表紅色頭和綠色頭之間的距離)。與所期待的一致，黑色寄存器Rk存儲的行數等於Rc寄存器中存儲的行數加上1,200行(代表綠色頭到黑色頭之間的距離)。
各個列印頭可以從供應商那裡買到，列印頭提供了存儲和尋址能力，因此有一個通訊協議，該協議由所選擇來列印的列印頭來指定。
正如早期注意到的那樣，位置編碼器導致周期性列印脈衝的產生，列印脈衝做為選通脈衝施加到列印頭上，打開一個時間窗，在該段時間內，預定幅度和延長時間的特定能量脈衝施加到各個電極上，把它們加熱到足夠的溫度，從色帶上把蠟熔解下來並且轉移到捲筒介質上。
在熱列印過程中在有滯後問題，通過施加能量脈衝可以使列印電極或者列印針的溫度迅速升高，但列印針冷卻的時間比升溫的時間長，通常沿指數曲線下降，因為受到列印頭周圍溫度的影響。捲筒或者介質的速度為3～6ips(每秒3～6英寸)時，列印針需要5～10個列印行，才能冷卻到周圍列印頭的溫度。可通過安裝一個致冷的散熱裝置來提高冷卻速度，例如使用熱傳導材料，這些材料在市上可以買到。
由於列印針冷卻的速度低於升溫的速度，因此在上一行列印的列印針(「熱」列印針)的溫度將高於上一行沒有列印的列印針的溫度。更進一步，連續兩行沒有列印的列印針的溫度更低。比較重要的是，鄰近所討論的列印針的旁邊的列印針的狀態。如果旁邊的列印針在上一行列印過，是熱列印針，由於熱傳導性，將把其一部分熱量傳遞到所討論的打針針上。
各個列印針電路的阻抗同樣對列印針在正確時間裡熔解正確數量的蠟有影響。進一步說，每一條彩蠟色帶都有它自己的特徵，包括熔點，流體流動性質等。這些也影響了所加能量脈衝的幅度和延長時間，以及什麼時候應該施加脈衝，什麼時候應該終止脈衝，相對於介質通過列印頭來說。
為解決這些問題，有幾種建議的處理方法。一種建議是，根據列印針的不同狀態，「冷、」「溫」、「熱」等，生成不同延長時間的許多熱能脈衝。另一種建議是，所有施加的熱能脈衝應該在同一時間終止，另外還有一種不同的建議是，所有列印針的靜態溫度應該提高到剛好低於列印所需溫度的水平，方法是在每個設有列印的間隔內施加「維持」脈衝。
另一種可選擇的方案是，在上一個列印行中讓冷列印針獲得能量，列印應該開始時，溫度應該足夠高，使得施加較短延長時間的脈衝就能夠列印。還有另一種方案使用成二進位的時間間隔向每個列印針施加能量脈衝，最長的時間間隔是最短的間隔的128倍，任一種特定間隔的延長時間應該在4～512毫秒之間。這些方案已經在本發明的優選實施例中通過計算機軟體控制得到了機械實現。
列印速度提高時，所有這上結方案就更加重要。例如，列印速度從每秒3英寸提高到每秒6英寸時，列印時的時間間隔和列印針冷卻的速度減半。蠟熔解或者流動的速度不變，與列印速度無關。同樣，列印速度提高時，可能有必要考慮提前開始列印。
列印有實心顏色或者黑色區域的文本或者全彩色文檔時，有必要使各個點成絕對的方形，全部佔用分配給該點的位置。這個可由各個列印針的寬度來完成，當充分加熱時，可以熔解超過列印針寬度的蠟點面積、能量脈衝的延長時間和幅度決定將要澱積的蠟點的「長度」，但是，製造商建議，列印針最大列印的圓點不應該超過幾個列印行的58％，那樣的話在「冷」列印針溫度的基礎上列印實心區域時就超出了連續的能量級。
但是，列印實心顏色區域時，可能更需要列印略微大一點的蠟點，因為這樣可以蓋住旁邊的蠟點，使得各個蠟點的周圍不出現「邊界」。通過檢查文檔的內容，可以預先知道將要列印實心顏色的區域，這樣就可以提高施加到列印電極上的能量脈衝，使實心顏色區域的蠟點略微大一點，確保平滑覆蓋。
為易於討論本發明及其各種實施例，採用了一些傳統記號。字母「T」用於代表溫度，字母「t」用於代表時間，字母「N」用於指定列印針，字母「π」用於代表脈衝。
已經實現的一種方案允許選擇「n」個間隔中的一個，這裡n的值至少為15。對於給定顏色的每一行，列印寄存器將在要列印的地方存儲「1」，不列印的地方存儲「0」，一個邏輯單元存儲對應於列印記號的最後一行的數字，通過使用計數器實現該方案，對於每一個存為「1」的位置再設置為「1」，對於每一個存為「0」的位置，增加「1」，計數器限定總數為n，列印脈衝指定π1到πn，延長時間逐步加長。
已經確定優先使所有列印針的列印脈衝同時停止。因此，列印頭加載入n子間隔，每一個對應於列印脈衝π1到πn。對應於每個列印針的列印頭存儲單元中，將要接受πn脈衝的單元被首先加載，先於πn脈衝的出現。下一步，對應於將要接受πn-a脈衝的列印針的存儲單元被加載，先於πn-1脈衝的出現，接受πn-2和πn-3脈衝的單元隨後被加載，最後，對應於將要接受π1脈衝的熱列印針的單元得以最後加載。
在這種方案中，取決於實現方法，每個列印針將接受或者連續的脈衝，持續整個間隔，或者一系列的順序脈衝，它們看起來也是充分連續的。這個過程的一個優勢是，已經列印的所有列印針，在列印間隔的未端，都將在同一時間處於所需的溫度。
另一個需要注意的問題是非恆定速度。如果速度的變化大於百分之幾，就將影響到列印針的冷卻時間，並且速度上的任何有規律的變化都將使列印行的密度發生顯著變化。由於速度信息可以從編碼器中得到，因此計算機中的一個適當例程可以調整不同選通列印脈衝的長度，以適應速度的變化。
總之，確定施加到每個電極上的用來在所需位置生成所需大小的彩色蠟點的電子脈衝的幅度和延遲時間，需要使用一定的算法，這些算法利用列印電極列印過程的函數，以及該電極兩側的電極的列印過程等進行計算。
其它算法檢查捲筒的速度，用以校正速度的變化。算法還考慮列印頭的總體溫度以及各個部分的溫度，捲筒的特徵，彩蠟的特徵，以及列印間上每個電極的阻抗，甚至文檔中還沒有列印到的內容等。其它重要的參數還有每個列印頭的熱轉移特徵，每個列印頭的散熱，以及列印壓紙器等。
在一個實施例中，特定電極的列印過程與相鄰電極的列印過程(列印循環稍少一點)以及再遠一點的電極的列印過程(列印循環更少一點)等組合在一起進行考慮。
由於列印過程中需要使每一個列印電極的電壓非常穩定，同時電流需求是施加到各個電極上的列印脈衝的幅度和延長時間的函數，因此現在已經知道，在計算機內存中同創建對列印頭的各個子區域系列的電流需求的估計值，是很有幫助的。
這可以通過檢查文檔文件或者其列印緩站區寄存器，記錄哪一根電極將需要電流，將要向所有電極施加多大電流的方法來完成。一種方案是計算每個電極的「權」，修改施加到該電極上的脈衝的延長時間，確保施加了充分的能量，以得到所需結果。
另一種方法是把列印頭細分成幾個區域，從總共可用能量中確定各個區域可用能量以及所需的施加到每個列印電極上的能量。還有一種方法也可以使用，如果看起來電流似乎不夠用，就提前幾行進行「預熱」某些電極，以降低列印脈衝所需的幅度和延長時間，同時又足夠澱積蠟點。
為更好地控制蠟點大小和形狀，可能需要把每個電極的「靜態」溫度維持在與蠟的熔點相當接近的溫度。這樣可以使列印脈衝更短，幅度更低，從而徹底控制蠟的實際熔融時間以及轉移到捲筒介質上的時間。這些時間對於要把彩色蠟點正確對正來說，都是基本控制參量。
另一種確保在更高速度下可靠列印的技術是使向「冷」電極中施加列印電流的時間先於向「暖」電極中施加電流的時間。由於列印脈衝之間的間隔已經通過位置編碼器被細分，因此用特定電極列印應該在上一間隔中用小於9的數字開始，或者，取決於捲筒速度，可以從前面一行的列印開始。
本發明的目的之一即是提供電路和系統，在移動的捲筒上通過控制彩色蠟點，形成其它顏色的列印點。
本發明的另一個目的是提供一種熱印表機，它的列印電極各自獨立地通過脈衝加電，脈衝的幅度和延長時間取決於需要列印的圖象的特性。
本發明還有一個目的是提供一種熱印表機，它的列印電極各自獨立地通過脈衝加電，脈衝的幅度和延長時間取決於介質的速度。
做為本發明的特徵的精巧功能，如操作的結構和方法，進一步的目標和優勢，將可以從下面的描述以及附圖中得到進一步理解，附圖通過示範，示出了本發明的優選實施例。但是，很快可以理解到，附圖僅僅是做示範和描述用，它們並不是限定本發明。


圖1是根據本發明的實際的彩色熱印表機的透視圖；圖2是根據本發明的優選實施例的印表機的操作元件的原理圖；圖3是指示本發明中的印表機的方塊圖；圖4是本發明中的印表機的特殊電路的方塊圖；圖5包括圖5a—5d，示出了缺乏滯後校正的典型的列印針的溫度—時間圖。
圖6包括圖6a—6d，示出了類似的反映滯後控制的影響的圖；圖7示出了幾個間隔π1—π5之間的關係；圖8是基於列印過程的滯後控制電路的方塊圖；圖9是基於捲筒移動速度的滯後控制電路的方塊圖；圖10是某列印針及其附近列印針的列印過程的理想原理圖；圖11是基於某列印針及其附近列印針的打針過程的滯後控制電路的原理圖；圖12，包括圖12a和12b，是包括涉及到的列印針的圖以及基於某列印針及其旁邊的列印針的過去及將來列印情況的滯後控制電路的方框圖，用以控制圖象密度。
圖13是允許在提高了的速度及精度上進行操作的邏輯電路的原理圖；圖14，包括圖14a和14b，是一組示出了在溫度保持下的滯後情況的時基圖；以及圖15是校正電流不足的電路的方塊圖。
首先參見圖1，它示出了一種四色熱印表機，該印表機在Charles V.Tolle，Mark A.Hitz，Robert P.Johnson以及Steven C.Szabo的正在審批中的專利申請中有詳細描述，其名稱為「高速介質控制設備」，與本專利申請同時提交，其受讓人與本發明的相同。該申請的許多內容示於圖1。
圖1示出了本發明所使用的高速熱印表機10。印表機10包括框架12，其上有一個用鉸鏈連接的門14。介質或者捲筒16用於接受圖象，它們最好是紙。
供應源18，可以或者是一捲紙，或者是Z一摺疊的放在框架12底部的一摞紙。捲筒16伸展到框架12的整個長度，(配置成垂直)，放在框架12(包含大多數操作元件)和門14(其中有一些輔助操作元件)之間。掛鈎13位於門14的側面，鉤在框架12的凸出部位15上，把兩個部分鎖在一起並使之牢固。
圖2是圖1中裝置的部分打開的側視圖，它示出了組成印表機10的一些元件。如圖中所示那樣，介質16與編碼器元件26相接觸，二者之間都非滑動接觸，編碼器26在介質16運動時傳感信號。在列印密度設計成300dpi的優選實施例中，編碼器每圈產生4,000個脈衝，或者從一行開始到下一行開始產生9個脈衝。每個脈衝信號代表介質16移動了3.7×10-4英寸或者0.37mils。
驅動滾22用做介質16的「導向器』，並且一起拉伸介質16和浸了彩蠟的色帶30，通過第一個列印位置，包括制動色帶支持輥32，支持色帶30，支撐輥34、36，導向色帶30與介質16進行接觸。驅動滾22支持介質16和色帶30，二者和列印頭40密切接觸，40包括許多列印電極(列印針)。在一個實施例中，使用一種市面上可買到的列印頭，其列印密度為300dpi，含有超過3,500個互相獨立的可尋址的列印針。
介質16和色帶30離開列印頭時，色帶30從介質16上通過分離支撐器44分離開來，後者把用畢的色帶30導向到捲軸46上，46上加電以避免傾斜。介質16繼續到第二個列印位置，該位置包含所有的第一個列印位置的元件。為了在第三個基本顏色和黑色中列印，後面還提供了第三個第四個列印位置，每個列印位置列印一種顏色。
在優選實施例中，印表機10的安排方法是第一個列印位置列印黃色，第二個位置列印紅色，第三個位置列印綠色，第四個位置列印黑色。因此，涉及到不同列印位置的相似元件的討論時，便用下標「y」，「m」「c」和「k」分別代表「黃」、「紅」、「綠」、和「黑」。
圖3是指示印表機中的數據流程的方塊圖。數據，代表將要列印的文檔，可以存儲在硬碟50中，其容量應該超過1GB(10億字節)。在存儲的數據文件中，順序地安排文擋，整個文檔中一點接著一點，一行接著一行，典型的8位數據包含2個點的信息，其中有該點所需要的各個顏色的信息。例如，典型的8位格式將按顏色和列印針進行安排。
顏色分離塊52把信息分到四個隨機訪問內存區域My(54)，Mm(56)，Mc(58)以及Mk(60)中，每個區域對應一種顏色。每個隨機訪問內存區域都有一行中所有點以及文檔中所有行的地址。如果要列印一個點，就在相應的行和點的位置上存「1」，如果不列印，就在該位置存「0」。
獨立的圖象內存62分配給每種顏色以及該顏色對應的列印頭。黃色寄存器Ry中大約可存儲6英寸數據或者1,75行數據。紅色寄存器Rm66存儲1,750行加上黃色和紅色列印頭之間的距離或者3,250行數據。同樣，綠色寄存器Rc68存儲1.750行加上從黃色列印頭到綠色列印頭之間的距離(3,000)，總共是4,750行數據。黑色寄存器70存儲1,750行加上從黃色到黑色列印頭之間距離(4,500)，總共是6,250行數據。
滯後邏輯塊72提供門控信息，使列印頭能夠被調入列印操作信息。在一個實施例中，完成了延長時間的脈衝選通施加到列印頭上的能量脈衝。滯後模塊72中的滯後電路決定需要哪一個「n」脈衝，π1到πn。在一個實施例中，選擇n為5。π5將要施加的列印針的數據位在第一個子間隔中被調入，然後調入π4脈衝將要列印的數據，再接著是π3，π2和π1脈衝。
由於列印頭製造商所提供的特殊電路，兩行數據成組調入列印頭中，組的大小由列印頭的需要所決定。所有列印一行所需要的信息通過滯後邏輯模塊72施加到列印頭接口模塊74，後者連接到列印頭76。
這裡所描述的印表機的特定電路如圖4的方框圖所示。列印頭76的每一根列印針都有一對串聯的閂鎖電路78、80，它們的輸出接到雙輸入與門82的一個輸入端上。另一個與門輸入端分別從πn到π1的列印選通脈衝，由列印頭接口74提供。在本例中，n等於5。與門82的輸出施加到驅動電路84，其輸出則給各個列印針86提供能量。可以理解到，對於超過3000個列印針86的每一根列印針，都有一對閂鎖電路，一個與門和一個驅動電路。使用大規模集成電路，這些不成問題。
如果滯後電路確定列印針Ni將要列印，同時它是「非常冷」的列印針，則在本實施例中，將為該行指定π5脈衝。在最早機會下，代表列印針Ni的列印點的「1」首先調入。對於溫度稍多的列印針，將在完成循環後調入代表列印點的「1」，這樣，完成了對每一個將要列印的列印針的能量供給之後，所有的能量脈衝將同時終止。
可以結合圖5和圖6來解釋滯後影響的問題。這兩個圖都示出了列印頭的溫度隨時間變化的曲線，以及同一時間上，儲能的列印脈衝的時間圖，所需的熔化的蠟的輸出隨時間的變化圖，以及實際的熔化的蠟的輸出隨時間的變化圖。
首先參見圖5a，典型列印針的溫度—時間圖，有三個代表限制的時間點。第一個點是Tmax，代表列印針不被破壞時所能達到的最高溫度。第二個點是色帶上的蠟熔化並且轉移到介質上的溫度，Tmelt。第三個點是Troom，代表操作環境的周圍溫度。
列印針得到能量後，它的溫度迅速升高到Tmelt，蠟熔化時，溫升變慢，因為蠟的熔化吸收熱量。在一些預定的時間點，脈衝終止，溫度向室溫Troom方向呈指數下降。選擇預定的時間點，是為了使蠟一直熔化到列印間隔結束。
如果要在下一行列印點，下一個能量脈衝將施加到列印針上。但是，如所示那樣，由於列印針已經高於蠟熔點溫度Tmelt，因此列印針在相同延長時間的能量脈衝的作用下溫度升得更高。由於冷卻的時間沒有變，在間隔未期，列印針溫度將仍然高於熔點Tmelt。如果現在要列印第三個點，則再一次施加能量脈衝，使列印針的溫度升高到一個更高的溫度。這樣，將要列印的圖象如果需要列印一連串的點，以生成實心的線，那麼事實上針的溫度就一直不會低於熔點Tmelt，因此Tmelt的作用在列印的圖象中並不顯著。
只有在列印了一系列的點後不再列印點時才會出現問題。正如能夠看到的那樣，列印了四個點後停止列印一個點。那麼，當第四個點的時間間隔完成時，已經冷卻了的列印針的溫度仍然高於熔點Tmelt，並且在能量停止供給後仍維持一個明顯的時間段。所需的輸出圖示出，理想情況下，每一個點之間都應該有一段非常小的分隔、不幸的是，一系列點的通常結果是多列印了一小點，而事實上應該是空白區。這種情況可由圖5d的斜線區域中看出來。
現在轉到圖6，包括圖6a—6d，該圖給出了滯後控制的影響。圖6a中，示出了列印針溫度隨時間變化的關係。列印脈衝的施加導致列印針溫度上升，超過蠟的熔點Tmelt，但是，如圖6b所示，列印脈衝的延遲時間變短，因此可用時間變短。做為結果，列印針所達到的峰值溫度降低，允許列印針在列印階段結束後冷卻到蠟的熔點溫度Tmelt之下。
連續的列印脈衝的延遲時間都一樣，或者更短，使列印針在列印階段達到其最高溫度後，允許列印針在列印階段結束後冷卻下來。因此，在下一個或者第五個間隔，即不列印的點，列印針的溫度已經冷卻到低於熔點Tmelt，不會列印出多餘的點。
對此所需要的輸出(圖6c)與實際輸出(圖6d)，將可以看到每一個蠟點都分離開來，儘管連續蠟點間的距離小於所需的值。
如圖6b所示，滯後控制由調整列印脈衝的延長時間來完成，不影響脈衝的幅度。在其它可選擇的方案中，可能修改延長時間或者使幅度可變，或者二者都修改，允許列印間隔開始的列印針溫度隨預定溫度變化。
一種通過改變列印脈衝的延長時間校正滯後從而提高了列印質量的方法是在前面的間隔中啟動較長的脈衝，然後在後面的間隔中使用較短的脈衝，這樣對於所有的列印針來說，所有的能量脈衝同時終止，不管是不是在間隔的後面終止。一種方法，已經利用優選實施例中的結構，可以用圖4的電路來實現，如圖7所示。
根據這種機械實現，滯後電路決定特定行Li的列印一個點所需的脈衝的延長時間，考慮將要列印點時列印針的估計溫度。一系列的階段π1—πn的延長時間逐漸增加。在一個特殊的實施例中，n值等於5，在這個實施例中，各個階段可以由五個連續的時鐘脈衝電路來生成，時鐘脈衝電路可記作t1-tn，並且繼續預定數量的附加時鐘脈衝，直到最終的脈衝tc。例如，階段π5由所有五個連續的時鐘脈衝t1—t5直到tc生成。較短的間隔，π3由時鐘脈衝t3到t5直到tc生成。最短的間隔，π1由時鐘脈衝t5到tc生成。從圖7中的圖可以看到這種情況，該圖示出了逐漸增加延長時的脈衝。
可替換的是，可提供一套獨立的脈衝生成器，每一個能夠提供所需延長時間的脈衝，適當的門和開關電路互相連接，使各個針接收正確延長時間的列印脈衝，滿足滯後電路的需要。每一個列印脈衝的起始時間都適當地錯開，使所有的脈衝同時終止。
轉向圖4，為實現滯後方案，列印頭每列印一行就「n」次調入數據，以接受列印脈衝π1—πn。對於n＝5，第一個將要調入的數據在時間t0處，被從列印頭接口電路74轉移到第一個閂鎖78。可以理解到，有許多閂鎖78，其數量與列印頭76中所含的列印針86的數量相同。這個開始的數據由滯後電路所決定，需要最長的列印間隔。滯後電路，當認識到需要π5間隔時，把「1」信號連續地送出，持續整個數據加載脈衝的t_t4的時間。
下一個數據，代表需要脈衝π4的列印命令以及π5脈衝的「1′」的在時間t1處被調入到第一個閂鎖78中，同時，第一個閂鎖78的內容轉移到第二個閂鎖80中。列印選通脈衝控制阻止第二個閂鎖80中的內容進入到被供給能量的列印針中，直到在第二個閂鎖80中存儲了「1」。
在時間t2處，以及π5，π4脈衝對應的時間處，π3數據以及π5，π4對應的數據轉移到第一個閂鎖78中，原來的內容被轉移到第二個閂鎖80中。列印選通脈衝即給所有的第二個閂鎖80中存儲了「1」的列印針86提供能量。這個過程持續到列印行中的所有數據都被調入到鎖存器中以及相應的針全部被施加以能量為止。
圖8中示出了實現其中一方案的邏輯電路，它利用列印針的列印過程狀況，判斷適當的能量間隔。圖8中，一部分隨機存取存儲器(RAM)90中保持將要列印的下一個單行信息。為每個列印針提供的邏輯電路92生成並且接收做為附加輸入的從1變化到n的數值，該數值由n—行列印歷史模塊94來決定。在本實施例中，n＝5。邏輯電路92的輸出按一套規則操作，反饋到列印歷史模塊94。邏輯模塊的第二個輸出是一個具有二進位值的數字，其範圍為從0到n，本例中為5。
如果邏輯電路92生成了數字，列印歷史模塊94中的全部內容就成重置成1，然後接著的列印命令將取值為1，命令最短的列印間隔π1。但是，如果沒有列印命令在RAM90中對應「1」)，那麼存儲在列印歷史模塊94中的每一行就增加「1」。取決於行數，直到下一個列印命令邏輯電路92的輸出將繼續地從2增加到5，在所描述的實施例中，列印歷史模塊94中，5是任何行裡可以存儲的最高數字。
可以看到，如果在連續的列印命令之間只有1行，數字2將施加到電路中，並且生成列印脈衝π2。同樣地，兩個列印命令間隔2，3和4行時，將產生數字3，4和5，對應於列印脈衝π3，π4和π5。
在圖9中，示出了校正介質速度變化的電路。如果介質速度發生了變化，不同列印脈衝的時間間隔將發生變化，導致列印密度比最佳密度或者變深，或者變淺，其原因是速度相對於設計的列印間隔或者變慢，或者變快。因此，如果瞬間速度與所需速度不同，那麼所有的列印脈衝就都必須按照下面的公式進行修改 在圖9中，編碼器24(參見圖1，2)給速度電路98提供脈衝，速度電路98向除法電路100的除數輸入端施加代表瞬間速度的信號，除法電路100的被除數輸入端從CPU處接受代表所需速度的信號。輸出結果施加到脈衝延長時間校正電路104處，由該電路基於CPU時鐘處得到的時間信息來生成列印脈衝。
在可替換的實施例中，校正輸入端104處的校正信號輸入應該從以所需速度減掉實際速度的電路中得到。校正值是差值的函數，如果差值為正，就增加列印脈衝的延長時間，如果為負，就應該縮短列印脈衝的延長時間。
另一個校正滯後重要的係數，從每個列印針的列印過程狀況分離出來，如上面所討論的，應該是所討論列印針的相鄰列印針的影響。這些相鄰的列印針做為「鄰居」，它們的列印過程將對所討論的列印針產生影響，尤其是當它們正在列印，而所討論的列印針沒有在列印的時候影響更大。旁邊列印針的熱量將通過熱傳導，使所討論的列印針的溫度升高，如果旁邊的針在列印，那麼兩旁的針中間的印表機的溫度也將是較高的，儘管它並沒有列印。因此，僅僅依賴於所討論的過程狀況會得到具有欺騙性的結果。滯後電路可能需要π5間隔的列印針，由於其旁邊的列印針使其溫度很高，因此實際上可能只需要π3甚至π2脈衝就足夠列印了。
參見圖10，該圖示出了粗略的原理圖，滯後算法中應該考慮的係數包括了旁邊列印針的列印史，因為它改變了N0問題中列印針的列印史的影響情況。在圖10中，N0右邊的列印針用負數下標，N0左邊的列印針用E下標。用時間升序的負下標代表已經列印了的行。將要列印的本行指定為R0，前一行為R-1，再前一行為R-2。
在列印針Ni處列印所需的能量足列印針Ni的列印史的函數，可能以表達為f[(Ni，R-1)(Ni，R-2)，…，(Ni，R-n)]。對於實際情況來說，n＝5即可以得到有用的結果，更早的輸入可能僅有微弱的數值影響。由於旁邊列印針的熱量是需要計算的係數，因此同樣必須考慮f〔(Ni-1，R-1)，(Ni+1，R-1)，(Ni-1，R-2)，(Ni+1，R-2)，(Ni-1，R-3)，(Ni+1，R-3)，…(Ni-1，R-n)，(Ni+1，R-n)〕。
轉向圖11，該圖示出類似於圖8中的適當的滯後電路的原理圖，利用旁邊列印針的列印史情況生成控制信號，確定列印脈衝的延長時間。列印數據寄存器110為每個列印針向邏輯電路112。對於每一行，「1」代表列印點，「0」代表沒有列印點。如同數據寄存器110的信息施加到邏輯電路112一樣，列印歷史模塊為每個列印針提供了一個數位訊號，代表上一次列印信號送到該針以來所間隔的行數，由代表旁邊列印針活動的加權數字來修改，在前面的行中預先選擇好數字。
在一個實施例中，只考慮了前一行的旁邊針的活動以及只考慮了兩側再下一個鄰近的列印針的情況。更進一步，旁邊列印針的貢獻的加權係數定為0.25，其考慮為假設只有一半熱量會流動到旁邊的針，並且只有一半可能的貢獻會在列印行之間的間隔中傳導到相鄰的列印針中。每個列印針列印時，它的列印歷史重新記錄到最小值。對於沒有列印的每一行，列印史中的數據增加「1」。在這種情況中，每個列印針的歷史數據減去相鄰列印針的歷史數據的四分之一。
一種可選擇的方法是保持估計的列印針溫度的記錄，通過相鄰列印針的加權溫度貢獻來適當地修改所估計的溫度。在這種修改中，應道循以下規則1.a如果列印針Ni列印，則溫度T設置為Tmax；b如果列印針Ni沒有列印，則溫度T＝T×K，K是冷卻百分數；2.a.如果任一個旁邊的列印針列印了，那麼第T＝T＋γ，這裡γ＝鄰近列印針的熱量貢獻。
b.如果旁邊的兩個列印針都列印了，則T＝T＋2γ。
滯後電路及其算法的一個目標是產生一致大小和密度的列印點，但是，經常有時需要略大一點尺寸的列印點，例如列印實心顏色時，如列印大尺寸的文本或者圖形區域等。
還有許多其它時候需要列印小一點尺寸的列印點，以控制亮、暗區域的對比度，尤其在彩色列印時更是這樣。與需要操作器插入幹涉，以使部分或者整個的滯後校正不起作用的方法不同，已經確定了通過判斷哪一個鄰近的針將要列印當前行，哪一個針在前面行中列印過，以及哪一個針將要在下一個的未來行中列印，來生成一個數字，影響列印間隔πi的生成，i從1變化到n，n可以是15。
圖12是適當的修改滯後控制以響應將要列印的點的活動的原理圖。在圖12a中，有一個模塊示出了在這實施種中的列印針的情況。信息從八個列印可能性中收集過來，這八個列印可能性環繞著所討論的列印針。即，針N0及其鄰近針N-1和N+i的前面列印情況由前面的行(N0，-1)，(N-1，-1)，(N+1，-1)，以及下一個還沒有列印的行(N0，+1)，(N-1，+1)，(N+1，-1)來檢查。
圖12b中示出了這種情況，行寄存器120，122，124為列印針N0及其鄰近列印針N-1，N+1查看列印(「1」)或者沒有列印(「0」)位。計數單元的輸出數值在0至8之間，其原因是由於N0，0位用於列印命令。如果所有的針都在前面的行(R-1)中進行了列印，將在本行(Ro)中列印，並且在下一行(R+1)中也列印，則計數值最大，為8。
計數單元的輸出施加到滯後邏輯單元，後者也從滯後內存單元130中接收輸入，以及從其它對應於決定列印脈衝延長時間的校正係數的電路中接收輸入，例如考慮速度的電路，考慮針阻抗的電路，考慮列印頭溫度的電路等等。考慮所有這些不同的輸入，由計數單元輸出來修改，滯後邏輯單元128發送一個命令信號到列印脈衝生成器132中，它可以向列印針中施加列印數據和列印脈衝π1—πn(本例中n＝5)。
計數單元126的數字計數影響選擇列印脈衝π1到π5的程度是設計選擇的主題，可能需要印表機操作人員的主觀判斷。因此，這個係數作為電子比較調整係數，可以在使用裝置根據前面作時受操作者控制。在使用不同延長時間的列印脈衝進行滯後控制時，假定了介質的移動速度，較長的列印脈衝可在一定時間間隔內完成，該間隔是指將要列印的點行靠近列印頭後並且在指示下一行已經準備好列印的下一個致動信號發出之前的時間間隔。
如果提高了介質速度，可能會出現分配給列印的時間短於可能有必要使用「冷」列印針時所需要的最長延長時間脈衝的情況。通過檢查未列印部分的數據，並且考慮列印歷史，乃至其周邊列印針的列印歷史，可以判斷出什麼時候需要長列印脈衝，列印預期為多長等。例如，如果πn脈衝的延長時間大於分配給一行或者兩行的列印時間，通過「向前看」，可以提前一行或者多行啟動πn脈衝，使得在該行中終止較短的列印脈衝。
由於可得到的熱列印頭的結構限制，限制了流過各個列印針的電流，進一步需要觀察50％的列印循環，用熱針溶解單點蠟需要的時間不能大於在給定的介質速度和印表機解析度情況下，分配給單行的時間的一半。圖13示出了一種允許提高速度和解析度的邏輯電路。如圖13所示，第一個寄存器134存儲了當前行L0的數據，第二個寄存器存儲了下一行L+1的數據，這一行還沒有開始列印。
寄存器134，136把它們中的所討論的列印針的數據施加到預測性邏輯電路138中。歷史記錄寄存器140為預測性邏輯電路138提供了一路輸入，138的輸出反饋到歷史記錄寄存器140中以更新其中的內容。140可以保存直到n行的信息，每一行代表是否列印脈衝命令施加到了連續的在前的行上。這裡，n＝5，最長的列印脈衝將是π5。
操作規則是，如果列印針要列印，歷史記錄寄存器140中的內容就被迫為「1」值。對於每一個不列印的行，每一個存儲的數字加「1」。如果列印針是「熱」的，並且將要列印當前行，就命令使用最短的列印脈衝π1。如果列印針是「冷」的，上一行使用了列印脈衝π5，那麼就繼續使用π5脈衝。如果列印針是「冷」的，並且本行不列印，但是下一行，N+1將要列印，就在下一行開始使用π5脈衝。
在更高速下，可能需要修改電路，向前查看兩行，並且提前兩行啟動最長的列印脈衝π5，至少提前一行啟動稍短一點的列印脈衝，例如π4或者π3。由於編碼器24為每一行提供了多個脈衝，因此脈衝可以在前面的行中開始啟動。
另一種可選擇的使用不同延長時間的列印脈衝的方法是，每當該行不列印時，使用短維持脈衝πm，以把列印針的溫度維持在剛好低於Tmelt的溫度上。這樣不論任何時候，最短的列印脈衝π1也將足夠用來列印，而不管列印針的列印歷史到底如何。圖14示出了這種可選的方案，包括圖14a和圖14b。
首先看圖14a，那裡示出了時間坐標、列印針150的溫度以及控制列印的數據信號152。如圖中所示，在t0、t2和tn時間，有用於列印的「1」信號，而在t1、t3和t4時間為不列印的「0」信號。象所示出的那樣，列印針已經冷卻到了室溫Troom，最長脈衝π5施加到了列印針上，使之溫度很快上升，超過了Tmelt，在列印間隔內生成列印點。在下一個間隔內，t1，列印針冷卻到了需要π2脈衝以在t3時間列印的水平。對於下兩個間隔，列印針再次允許冷卻，因此t5時間處，需要脈衝π3。
可替換的是，示於圖14b中的「常溫」方案，該圖給出了同樣的列印數據，t0處列印針處在標稱「靜態」溫度下，Trest，略低於Tmelt。列印針可被認為是「熱」的，這樣可以使用最短的π1脈衝。在t1時間中，由於數據行中沒有列印命令，因此施加了維持脈衝πm154。它把溫度重新提高到Trest上。t2處的列印命令施加到仍然是「熱」的列印針上，π1即可用來進行列印。
在每一個後續的時間間隔，t3和t4中，都施加了維持脈衝πm154，加熱列印針，使溫度始終在Trest附近。但是，這個溫度對於脈衝π1來說已經足夠讓列印針在數據信號152處傳來列印命令時進行列印。維持脈衝152在列印間隔中施加，這樣可在施加下一個列印脈衝前，產生一個簡短的間隔。這種可選方案可通過使用不止一個維持脈衝的方法來稍加改變。例如，如果由於列印歷史和旁邊列印針的影響，需要使維持脈衝的延長時間和幅度小於πm，避免把蠟溶解掉，列印出多餘的點，在這種情況下就可以使用第二個維持脈衝πm，依靠經驗確定列印針溫度非常接近Tmelt，避免使用正常的維持脈衝πm。
在根據本發明的一個實施例的印表機中，列印頭安裝了一個或者多個熱傳感器，傳感列印頭的溫度，並把信號送到CPU中。由於列印頭的溫度將影響列印針與列印針之間、列印針與安裝在印表機上的散熱裝置之間的熱傳遞速率。因此代表從熱傳感器傳來的信號的溫度在選擇適當的列印脈衝時，被做為一個係數。如果局部溫度上升，電路可以生成較短的列印脈衝，影響該局部的列印針的冷卻速率。
一個影響任何列印脈衝幅度的參數是每個列印針Ni的電阻ri。系統地測試所有的列印針以判斷每個列印針的電阻，並且把信息存入「查詢」表中是可行的。可以為每個列印針確定標稱熱值，其值為使用π5脈衝把「冷」針加熱到可以列印時所需的熱量。如果某特定針的電阻高於預定值，那麼相同電壓下流過該針的電流就將減少，能量，取決於電流的平方(E＝I2R)也將減少。因此，對於該針來說，列印脈衝的延長時間將需要增加，這樣才能向蠟色帶施加同樣的熱量。同樣，電阻小的針將通過更多的電流，向蠟色帶中施加更多的能量。
有必要對列印間隔時間進行修改，使所有的針所轉移的能量都相等，修改結果可以計算出來並存儲為「查詢」表中的校正因子，該表可為每一根針提供一個校正值。這樣就可以在列印過程中為每一根針增加或者減少π1到πn列印脈衝的延長時間，使得在列印間隔中每一根針向蠟色帶上施加的熱量相同。
如果列印頭的電源或者地線的電勢降落少於正確的設計的電勢降落，就產生了另外的、但是有關的問題，因為這樣就減少了列印針可用的能量。「完美」的解決方法是通過計算每一根針的「校正」值來為所有的針確定所需的總能量並且向每根針施加校正後的結果，但是這樣做太複雜，目前成本不合算。
圖15示出了一種更現實的解決方法，其中將要列印的行存儲在行寄存器160中。寄存器160中存儲的各個1在加和裝置162中加總，以判斷列印該行所需的總能量。列印頭被細分成子區域，每個區域中所有列印針的數據存儲在一組區域寄存器164中。每個區域的能量在加和裝置162中加總。
為每個列印針N1到Nn都提供了能量電路166，166把列印針作為其輸入，從加和裝置162得到的該行所需的總能量連接到行寄存器160，從加和裝置162處得到的列印針所處區域需要的總能量連接到區域寄存器164，代表從中央處理器供給的所需能量的數值可為列印針電阻的函數。每個列印針的能量電路判斷列印所需的能量，並且向列印電路中施加信號，在正確的時間向列印針發送適當數量的能量。
根據本發明，已經描述的一種熱印表機，能夠可靠地在介質上列印顏色譜，介質的移動速度大於每秒鐘3英寸，列印密度從300dpi直到1200dpi，並且，如果需要，還可以更高。儘管編碼器可以檢測到什麼時候介質到達需要列印的位置，但是電路必須確定啟動列印脈衝的最優時間以及列印脈衝的延長時間及幅度。
根據優選實施例，有選擇地使用幾種列印脈衝，列印脈衝的延長時間從短變化到長，如果列印針剛剛打過一行，是「熱」列印針，就使用相對短的脈衝，如果列印針已經有好幾行沒有列印，是「冷」列印針，就使用相對長的脈衝。
提供了可以檢查和估計每個列印針的列印歷史情況，用以判斷做為什麼時候列印針最後加電的函數的最優化列印脈衝的電路。電路可能同樣考慮感興趣的列印針的旁邊的列印針的情況，以及這些「旁邊」列印針是否在前面的行中列印過，因為它們的熱量將會傳導到感興趣的列印針上。相鄰列印針在上一行的狀況可能會減少為使感興趣的列印針正常列印所需施加的能量。
提供了其它電路，允許介質速度發生瞬時變化，這種變化如果不予處理，也會影響列印質量。測量介質移動的編碼器還可用來確定瞬時速度，把它和所需的恆定速度相比較，可產生誤差信號，修改列印脈衝的激發和終止時間。
為優化質量，確定了不同延長時間的幾種脈衝，它們是滯後控制所要求的，必須同時終止。因此，在列印間隔期間提供了連續的選通脈衝或者時鐘脈衝，那些將要接受更長延長時間的脈衝的針通過時鐘脈衝提前供給能量。那些將要接受更短延長時間的脈衝的列印針通過時鐘脈衝滯後提供能量。這樣使得所有的列印針同時終止提供能量。
對待「冷」、「熱」針問題的另一種可選擇的方法是給每根針在每個不列印的間隔內提供維持脈衝。通過這種方法，最短的列印間隔也足以列印，因為不會有「冷」針。這種方法的一個變種考慮從鄰近的列印針中貢獻來的熱量以及上一行執行的列印指令。這種變種方法允許有限地選擇列印脈衝，取決於某列印針及其周邊列印針是否連續幾行沒有列印並且需要維持，或者是否該列印針及其周邊列印針已經列印了好幾行，是「熱」針，因為從所討論的行的前面行中吸收了能量。
為了允許更高速列印，將檢查下面情況中將要列印的行，即某印表機已經幾行沒有列印，因此所需施加的最長延長時間的脈衝可能會超過高速列印中分配給該列印行的時間間隔。在這種情況下，可能會提前一到兩行啟動列印脈衝，使在需要時能夠列印。由於編碼器能夠把一行細分成幾個小區域，並且由於數據存儲器和寄存器可以訪問，生成與將要列印的行有關的信息，因此可以充分提前某列印脈衝，以在適當的時間內得到所需的效果。
同樣還可以通過檢查列印針及其周邊列印針的列印歷史狀況，以及列印針及其周邊列印針的下一步將要進行的列印情況，來調整將要列印上顏色的區域的蠟點大小。在某些情況下，有必要在列印暗的、實心顏色時，使所有蠟點的尺寸略大。在另外一些情況下，顏色區域可能不需要很明亮和很耀眼，就需要蠟點按其正確尺寸列印，或者列印尺寸略小一點。檢查過去、現在和將要列印的行的適當電路可以確定應該使用n種列印脈衝中的哪一個來取得所需的效果。
由於列印頭構造方面的質量變化，因此列印頭的每一根針的電阻可能不等於所需的或者指定的電阻，或者製造誤差允許在列印針電阻的附近進行有限的波動。由於這樣的變化將會影響到列印質量，因此各個列印針的電阻可以測量出來，並把每根針的校正值存儲在查詢表中。在列印過程中，可查閱「查詢」表，為每一根針判斷是否需要校正，如果需要，那麼需要什麼校正行為，使用這些措施來確保甚至統一列印過程。
以上即示出了在運動介質上列印高解析度彩色的熱印表機的控制系統。精通本領域的人可以做出附加的修改和變化，因此，本發明的範圍將限定在以下附加的權利要求的範圍。
權利要求
1.一種熱列印裝置，具有在連續的列印點之間確定適當的時間間隔的電路，以及許多可操作的列印電極，響應施加的列印脈衝，在介質上形成列印點；還具有確定施加到各個列印電極上的列印脈衝的啟動時間、延長時間以及幅度的電路，包含以下組合a.數據存儲裝置，為各個列印電極存儲信號，對應於該電極在構成文檔的介質上列印或者不列印；b.脈衝生成裝置，用以生成一組列印脈衝，每個脈衝都有預先選擇好的延長時間和幅度；以及c.列印脈衝選擇裝置，連接到所說的數據存儲裝置以及所說的脈衝生成裝置，根據所說的數據存儲裝置中保存的數據，在每個適當的時間間隔中，為每個列印電極選擇所說的一組列印脈衝中的一個。
2.權利要求1中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中施加到所說的所選擇的列印電極上的脈衝數目，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
3.權利要求2中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中施加到所說的所選擇的列印電極上的預定數目脈衝，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
4.權利要求2中所說的裝置，進一步包含連接到所說的脈衝生成裝置的裝置，用來啟動所選擇的一組列印脈衝中的一個，在列印間隔到來之前把它施加到所說的選定電極上，所選擇的脈衝用來列印一個點。
5.權利要求1中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中施加到所說的所選擇的列印電極上的脈衝的延長時間，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
6.權利要求5中所說的裝置，進一步包含連接到所說的脈衝生成裝置的裝置，用來啟動所選擇的一組列印脈衝中的一個，在列印間隔到來之前把它施加到所說的選定電極上，所選擇的脈衝用來列印一個點。
7.權利要求1中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中施加到所說的所選擇的列印電極上的預定數目脈衝的延長時間，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
8.權利要求1中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中，施加到所說的所選擇的列印電極的下一個鄰近電極上的脈衝數目，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
9.權利要求8中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中，施加到所說的所選擇的列印電極的鄰近電極中的預定一個電極的脈衝數目，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
10.權利要求1中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中，施加到所說的所選擇的列印電極的下一個鄰近電極上的預定數目脈衝，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
11.權利要求1中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中，施加到所說的所選擇的列印電極的鄰近電極中的預定一個電極的脈衝數目，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
12.權利要求1中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中，施加到所說的所選擇的列印電極的下一個鄰近電極上的脈衝的幅度和延長時間，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
13.權利要求12中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中，施加到所說的所選擇的列印電極的下一個鄰近電極上的預定數目脈衝的幅度和延長時間，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
14.權利要求12中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置，根據前面列印間隔中，施加到所說的所選擇的列印電極的鄰近電極中的預定一個電極上的預定數目脈衝的幅度和延長時間，為後續的列印間隔選擇列印脈衝到所選擇的列印電極上。
15.權利要求1中所說的裝置，進一步包括a.支持所有列印電極的列印頭；以及b.溫度傳感裝置，連接到所說的列印頭和所說的列印脈衝選擇裝置上，用來傳感所說的列印頭的溫度，這裡所說的列印脈衝選擇裝置使用所說的列印頭的溫度來為列印電極選擇列印脈衝。
16.權利要求15中所說的裝置，其中所說的溫度傳感裝置檢測所說的列印頭的局部溫度，以及列印脈衝選擇裝置使用所說的列印頭局部溫度，為位於所說的列印頭局部內的預定列印電極選擇列印脈衝。
17.權利要求1中所說的裝置，進一步包含檢測介質相對於列印電極的速度的裝置，連接到所說的列印脈衝選擇裝置，這裡為每個列印電極所選擇的列印脈衝，同樣也基於介質速度。
18.權利要求1中所說的裝置，進一步包含數據輸入裝置，用來檢測列印點源的預定參數，該裝置連接到所說的列印脈衝選擇裝置，這裡為每個列印電極所選擇的列印脈衝，同樣也基於列印點源的預定參數。
19.權利要求18中所說的裝置，其中列印點源是彩色蠟，預定參數包括蠟的熔點。
20.權利要求1中所說的裝置，進一步包括數據輸入裝置，用來檢測列印裝置各部件的預定參數，該裝置連接到所說的列印脈衝選擇裝置，這裡為每個列印電極所選擇的列印脈衝，同樣也基於列印裝置各部件的預定參數。
21.權利要求1中所說的裝置，進一步包括電壓選擇裝置，連接到所說的脈衝生成裝置以及所說的脈衝選擇裝置上，其中列印脈衝的延長時間和幅度是施加到列印電極上的電壓的函數。
22.權利要求21中所說的裝置，進一步包括修改列印脈衝電壓的裝置，用來校正預定列印電極組的溫度。
23.權利要求21中所說的裝置，進一步包括修改列印脈衝電壓的裝置，用來校正施加了列印脈衝的列印電極的旁邊的預定數目的列印電極的溫度。
24.權利要求21中所說的裝置，進一步包括修改列印脈衝電壓的裝置，用來校正施加了列印脈衝的列印電極上的溫度。
25.權利要求1中所說的裝置，進一步包括脈衝延長時間選擇裝置，連接到所說的脈衝生成裝置和所說的脈衝選擇裝置，其中列印脈衝的延長時間和幅度是施加到列印電極上的電壓的函數。
26.權利要求1中所說的裝置，進一步包括使用經驗確定列印電極溫度的裝置，以及作為這樣所確定的溫度的函數的，用來選擇將要施加到列印電極上的一組列印脈衝中的一個列印脈衝的裝置。
27.權利要求1中所說的裝置，進一步包括使用經驗確定鄰近選定電極的列印電極的溫度的裝置，以及作為這樣所確定的溫度的函數的，用來選擇將要施加到列印電極上的一組列印脈衝中的一個列印脈衝的裝置。
28.權利要求27中所說的裝置，進一步包括使用經驗確定選定列印電極的溫度的裝置，以及使用所選電極的溫度作為附加的係數，選擇將要施加到所選電極上的一組列印脈衝中的一個列印脈衝的裝置。
29.權利要求1中所說的裝置，進一步包括數據分析裝置，連接到所說的數據存儲裝置以及所說的列印脈衝選擇裝置，用來給每個列印電極從一組根據對將要列印的文檔的分析，延長時間不同的列印脈衝中選擇一個列印脈衝。
30.權利要求29中所說的裝置，其中所說的數據分析裝置到所說的列印脈衝選擇裝置的輸出，是將要列印的文檔中沒有列印部分的函數，是為鄰近所選電極的旁邊的列印電極設計的。
31.權利要求29中所說的裝置，其中所說的數據分析裝置到所說的列印脈衝選擇裝置的輸出，是將要列印的文檔中沒有列印部分的函數。
32.權利要求31中所說的裝置，其中所說的數據分析裝置到所說的列印脈衝選擇裝置的輸出，是將要列印的文檔中沒有列印部分的函數，是為所選擇的電極設計的。
33.權利要求31中所說的裝置，其中所說的數據分析裝置到所說的列印脈衝選擇裝置的輸出，是將要列印的文檔中沒有列印部分的函數，是為鄰近選定電極的預定數目的列印電極設計的。
34.權利要求1中所說的裝置，其中所說的列印脈衝選擇裝置進一步包括控制施加到所有列印電極上的列印脈衝啟動的裝置，使各列印電極按一定順序列印，這樣所有列印脈衝就可以同時終止。
35.一種熱列印裝置，具有在連續的列印點之間確定適當的時間間隔的電路，以及許多可操作的列印電極，響應施加的列印脈衝，在介質上形成列印點，還具有確定施加到各個列印電極上的列印脈衝的啟動時間、延長時間以及幅度的電路，包含以下組合a.數據存儲裝置，為各個列印電極存儲信號，對應於該電極在構成文檔的介質上列印或者不列印；b.脈衝生成裝置，用來生成預定延長時間和幅度的列印脈衝；c.列印脈衝選擇裝置，連接到所說的數據存儲裝置以及所說的脈衝生成裝置，根據所說的數據存儲裝置中保存的數據，在每個適當的時間間隔中，為每個列印電極選擇所說的一組列印脈衝中的一個。d.溫度維持脈衝生成裝置，用來維持脈衝，其延長時間小於所說的列印脈衝；以及e.連接到所說的數據存儲裝置的裝置，用來在任何不施加列印脈衝的列印間隔內向不施加列印脈衝的電極施加維持脈衝。
36.權利要求35中所說的熱印表機裝置，其中所說的溫度維持脈衝的幅度小於所說的列印脈衝的幅度。
37.一種熱列印裝置，具有在連續的列印點之間確定適當的時間間隔的電路，以及許多可操作的列印電極，響應施加的列印脈衝，在介質上形成列印點，還具有校正列印電極的電阻變化的裝置，包括a.裝置一用於存儲電極組中每個電極所測量的電阻值；b.裝置二連接到所說的裝置一上，用來為電極組中的每個電極計算代表測量電阻值與所需電阻值之間差值的校正係數；以及c.裝置三，連接到所說的裝置二，並且適合於連接到列印脈衝生成裝置，用來施加校正係數，為電極組中的每個電極修改列印脈衝，以適應所說的電阻差值的需要。
38.權利要求37中所說的裝置，其中所說的裝置三包括查詢表，裡面存儲了所有列印電極的校正係數。
全文摘要
一種改進的熱印表機，其電路根據印表機的預選參數及欲被列印的文件的內容，有選擇地啟動列印電極，當電極列印時，施加到電極上的能量可變。其它的電路會產生有選擇的方案，以響應於是否與預選電極相鄰的電極要列印，以及這種列印何時發生。在各種實施例中，電路不僅使用預選電極及其相鄰電極的歷史，還利用未被列印的文件部分以幫助選擇合適的列印脈衝。
文檔編號H04N1/032GK1126534SQ94192485
公開日1996年7月10日 申請日期1994年6月7日 優先權日1993年6月17日
發明者查爾斯V·託爾, 加裡L·馬拉裡, 羅伯特P·詹森 申請人:戴特梅特克斯公司