CN101155694B - 热敏打印头和使用其的具有无线通信功能的热敏打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热敏打印头和使用其的具有无线通信功能的热敏打印机。热敏打印头(A1)用于对具有环形天线与存储器的作为打印对象的RFID标签(T)进行打印，其包括环形天线(3)，该环形天线(3)构成通过无线通信与RFID标签(T)之间进行数据发送接收的数据发送接收单元。

Description

热敏打印头和使用其的具有无线通信功能的热敏打印机
技术领域
本发明涉及具有无线通信功能的热敏打印头和使用该热敏打印头的具有无线通信功能的热敏打印机。
背景技术
近年来，在机场的行李管理等中，开始积极地采用自动识别系统。所谓自动识别系统，是指不通过人，而由包括硬件和软件的设备自动地读入管理对象的数据，对其内容进行识别。作为自动识别系统的具体例子，有使用RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)标签的自动识别系统。RFID标签包括用于记录识别数据的存储器、和用于通过无线通信进行数据发送接收的环形天线，在其外表面上，例如打印有与上述识别数据对应的文字或条形码。在对RFID标签进行数据发送接收和打印时，例如使用RFID标签打印机。
图6表示以往的RFID标签打印机(例如，参照专利文献1)。该图所示的RFID标签打印机X包括：用于对RFID标签99进行打印的热敏打印头91；和构成与RFID标签99进行数据发送接收的数据发送接收单元的2个环形天线93A、93B。该RFID标签打印机X的动作如以下所述。
首先，从机外的PC 94通过通信I/F 95，向控制部96发送与各RFID标签99对应的识别数据。接着，从RFID标签片材辊97送出被贴附在片材98上的RFID标签99。当RFID标签99到达环形天线93A的图中上方时，根据控制部96的指令，从环形天线93A产生电磁场。当RFID标签99的环形天线(图示省略)位于该电磁场中时，利用电磁感应效应，对RFID标签99同时进行电力的供给与应该记录的识别数据的发送。由此，在各RFID标签99的存储器(图示省略)中，记录与它们分别对应的识别数据。接着，当RFID标签99到达热敏打印头91的图中下方时，该RFID标签99由热敏打印头91与压印滚轴(platenroller)92夹持。在该状态下，对RFID标签99打印与上述识别数据对应的文字、符号或条形码。当该RFID标签99到达环形天线93B的图中上方时，利用电磁感应，RFID标签99的存储器(图示省略)中记录的识别数据，通过环形天线93B被控制部96接收。然后，由控制部96对RFID标签99中记录的识别数据进行正误检查。这样，利用RFID标签打印机X对RFID标签99进行打印和数据发送接收。
但是，在RFID标签打印机X中，存在以下问题。
第一，在RFID标签打印机X中，热敏打印头91与2个环形天线93A、93B，在RFID标签99的送出方向上串联配置。例如，为了避免环形天线93A、93B与压印滚轴92的干涉，需要将热敏打印头91与环形天线93A、93B隔开一定程度的间隔。因此，用于配置热敏打印头91与2个环形天线93A、93B的空间变大，RFID标签打印机X难以小型化。
第二，由环形天线93A、93B产生的电磁场的强度，越远离环形天线93A、93B越减弱。为了与RFID标签99适当地进行数据发送接收，需要使RFID标签99通过上述电磁场中具有最小动作磁场强度的范围。另外，在磁场强度强的范围进行数据发送接收，有利于数据发送接收的可靠化和高速化。因此，希望将环形天线93A、93B配置成与RFID标签99充分接近。但是，在RFID标签打印机X中，环形天线93A、93B与RFID标签99相互非接触，在使它们进一步接近的方面，还有改善的余地。
专利文献1：特开2003-132330号公报
发明内容
本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于提供能够实现小型化以及数据发送接收的可靠化和高速化的热敏打印头和具有无线通信功能的热敏打印机。
为了解决上述问题，本发明具有以下的技术手段。
本发明的第一方面提供一种热敏打印头，其为用于对具有环形天线与存储器的打印对象进行打印的热敏打印头，其特征在于：包括通过无线通信与上述打印对象之间进行数据发送接收的数据发送接收单元。本发明中所说的无线通信，是指不架设通信用的电线的通信，是包括所谓的电磁感应方式和电波方式等的概念。
在本发明的优选实施方式中，上述数据发送接收单元构成为包含环形天线。
在本发明的优选实施方式中，上述数据发送接收单元还包括用于上述环形天线的驱动IC。
在本发明的优选实施方式中，上述数据发送接收单元能够与构成为RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)标签的上述打印对象进行数据发送接收。
在本发明的优选实施方式中，包括基板、和在该基板上排列的多个发热电阻体，上述环形天线搭载在上述基板上。
在本发明的优选实施方式中，上述环形天线设置在上述基板中形成有上述多个发热体的面上。
在本发明的优选实施方式中，上述环形天线设置在上述基板中形成有上述多个发热体的面的相反侧的面上。
在本发明的优选实施方式中，还包括含有磁性体的磁性体片。
在本发明的优选实施方式中，上述磁性体为铁氧体。
在本发明的优选实施方式中，上述磁性体片配置在夹着上述环形天线与上述打印对象相对的一侧的相反侧。
本发明的第二方面提供一种具有无线通信功能的热敏打印机，其特征在于：通过设置由本发明的第一方面提供的热敏打印头，构成为能够进行对上述打印对象的打印、和与上述打印对象的数据发送接收。
本发明的其它的特征和优点，通过参照附图进行的以下的详细说明，将变得更明显。
附图说明
图1是表示本发明的热敏打印头的第一实施方式的全体立体图。
图2是沿着图1的II-II线的截面图。
图3是表示RFID标签的一个例子的全体立体图。
图4是表示使用图1所示的热敏打印头的RFID标签打印机的一个例子的截面图。
图5是表示本发明的热敏打印头的第二实施方式的全体立体图。
图6是表示现有的RFID标签打印机的一个例子的主要截面图。
具体实施方式
以下，参照附图，具体地说明本发明的优选实施方式。
图1和图2表示本发明的第一方面的热敏打印头的第一实施方式。该热敏打印头A1包括：基板1；多个发热电阻体2；环形天线3；磁性体片4；驱动IC 51a、51b；和连接器53。热敏打印头A1，如后所述，能够利用连接器53搭载在例如RFID标签打印机上，具有对RFID标签进行打印、和与RFID标签进行数据发送接收的功能。此外，在图1中，省略了图2所示的密封树脂55。
在此，对作为热敏打印头A1的打印对象的一个例子的RFID标签进行说明。图3表示RFID标签的一个例子。该图所示的RFID标签T包括存储器Tm、环形天线Ta、打印片材Tp、和粘结片材Ts，例如作为机场的行李管理用标签使用。RFID标签T，例如被处理为在台纸Sm上排列有多个RFID标签T的RFID标签片材S。存储器Tm用于以电子方式记录识别数据，记录有行李管理用的识别数据等。环形天线Ta用于通过无线通信与热敏打印头A1之间进行数据发送接收。打印片材Tp用于打印与上述识别数据等对应的文字、符号和条形码，是含有感热发色颗粒等的树脂片材或纸片等。粘结片材Ts用于将RFID标签T贴在行李等上。在与RFID标签T的数据发送接收中，作为无线通信的频率，利用电波法分配例如13.56MHz的频率。该频带的无线通信，通过所谓的电磁感应方式进行。为了实现对以上结构的RFID标签T进行打印以及与RFID标签T进行数据发送接收，热敏打印头A1形成为以下所述的结构。
基板1例如为氧化铝陶瓷制的绝缘基板，如图1所示，在平面视图中呈长矩形状。基板1的表面1a包括位于其一端的斜面部1ac。通过形成有斜面部1ac，如图2所示，热敏打印头A1相对于作为打印对象的RFID标签T以倾斜的姿势配置。
在表面1a的斜面部1ac上，形成有多个发热电阻体2。多个发热电阻体2用于利用电阻发热使打印对象升温以进行打印。多个发热电阻体2，例如通过打印并烧制以氧化钌作为导体成分的厚膜电阻膏而形成。多个发热电阻体2排列的方向为热敏打印头A1的主扫描方向。在本实施方式中，多个发热电阻体2在斜面部1ac的部分釉面21上形成。部分釉面21用于使多个发热电阻体2从斜面部1ac突出，是截面为圆弧状的玻璃制部件。如图2所示，为了使来自多个发热电阻体2的热适当地传递到RFID标签T，例如采用利用压印滚轴62将RFID标签T向发热电阻体2按压的手段。
配线52例如由导电性优异的Au膜形成，通过打印并烧制Au的树脂酸盐而形成。如图1所示，配线52构成为包括多个单独电极52a、共用电极52b、和公用线52c。
多个单独电极52a用于使多个发热电阻体2与驱动IC 51a导通。如图2所示，各单独电极52a的一端与各发热电阻体2重叠。共用电极52b，如图1所示，具有在主扫描方向上延伸的部分、和在与其正交的副扫描方向上延伸的多个部分。如图2所示，在副扫描方向上延伸的各部分，各有一部分与各发热电阻体2重合。公用线52c的一端与共用电极52b连接，未图示的另一端与连接器53连接。
驱动IC 51a在内部设置有电路，该电路用于根据从外部装置(图示省略)发送来的识别数据来控制发热电阻体2的发热驱动。利用驱动IC 51a，通过多个单独电极52a对多个发热电阻体2选择性地进行通电。由此，各发热电阻体2发热，进行对RFID标签T的打印。为了保护其不受冲击等并实现电磁屏蔽，驱动IC 51a由密封树脂55覆盖。
环形天线3和驱动IC 51b构成本发明中所说的数据发送接收单元。环形天线3例如由Cu构成，通过在表面1a上形成Cu膜后，对该Cu膜实施由蚀刻等进行的图案化而形成。如图2所示，当对环形天线3通电时，产生与该电流的方向和大小相应的电磁场。
驱动IC 51b在内部设置有电路，该电路用于根据从外部装置(图示省略)发送来的识别数据来控制由环形天线3进行的电磁场EM的产生。利用驱动IC 51b，电磁场EM被形成为例如其频率为上述的13.56MHz的电磁场。另外，作为驱动IC 51b，不仅能够进行上述识别数据的发送，而且还能够具有用于接收RFID标签T中记录的识别数据的处理功能。该接收功能也能够通过利用电磁场EM的电磁感应方式的无线通信来实现。
磁性体片4用于防止由环形天线3产生的电磁场EM向图2的图中下方不当地扩展。磁性体片4例如是混入有作为磁性体的铁氧体粉末的树脂片材，在本实施方式中，设置在基板1的背面1b上。磁性体片4的透磁率比较高的，电损失比较小。因此，电磁场EM选择性地通过磁性体片4内、并且能够避免在磁性体片4中不当地发热。作为这样的磁性体片4，例如有TDK株式会社生产的Flexield(注册商标)。
图4表示使用热敏打印头A1的具有无线通信功能的热敏打印机的一个例子。该图所示的RFID标签打印机P，包括：框体61；热敏打印头A1；压印滚轴62；RFID标签片材送出单元63；和控制部71、72、73。RFID标签打印机P构成为能够根据从机外的PC 80发送的识别数据，进行对RFID标签T的打印和与RFID标签T的数据发送接收。
框体61用于收纳热敏打印头A1、压印滚轴62、RFID标签片材送出单元63和控制部71、72、73，例如由树脂制成。在框体61上形成有用于将RFID标签片材S向机外送出的开口部61a。
热敏打印头A1为参照图1和图2说明的结构。在RFID标签打印机P中，热敏打印头A1以倾斜的姿势被支撑在框体61上，使得发热电阻体2朝向图中下方。
RFID标签片材送出单元63例如包括驱动轴和作为驱动源的电动机。上述驱动轴能够保持成为辊状的RFID标签片材S。当上述驱动轴利用上述电动机的驱动力而旋转时，将RFID标签片材S向图中左侧送出。RFID标签片材S中被送出的部分，由配置在框体61内的支撑辊等(未图示)，以在图中左右方向延伸的方式支撑。
压印滚轴62配置在热敏打印头A1的图中下方，用于将RFID标签T向发热电阻体2按压。压印滚轴62的表面由比较软质的树脂或橡胶等形成，由驱动电动机(图示省略)旋转驱动。
在框体61内的图中下部，搭载有3个控制部71、72、73。控制部71用于控制RFID标签打印机P整体的动作。作为控制部71的具体功能，有与机外的PC 80的数据通信、与控制部72、73的数据通信、以及压印滚轴62和RFID标签片材送出单元63的同步驱动控制等。热敏打印头A1利用连接器53与控制部72、73连接。控制部72用于控制热敏打印头A1的打印功能，控制部73用于控制热敏打印头A1的无线通信功能。此外，控制部71、72、73，为了使其各自具有的功能明确，为方便起见，记载为独立的控制部，但也可以是包括具有将控制部71、72、73功能合并后的功能的一个控制部的结构。另外，也可以是使任一种功能由机外的PC 80等担当的结构。
接着，对于由RFID标签打印机P进行的、对RFID标签T的打印以及与RFID标签T的数据发送接收，进行以下的说明。
首先，从机外的PC 80向控制部71发送与各RFID标签T对应的识别数据。接着，根据控制部71的指令，将RFID标签片材S从RFID标签片材送出单元63向图中左方送出。RFID标签片材S被送出的期间，使用非接触式传感器(图示省略)等进行RFID标签T的追踪。
当RFID标签T到达热敏打印头A1的图中下方时，从控制部72向热敏打印头A1发送指令，开始由热敏打印头A1进行的打印。通过该打印，在图3所示的打印片材Tp上，打印与识别数据相应的文字、符号、和条形码等。
另外，在该打印开始的同时、或者在其前后，从图4所示的控制部73向热敏打印头A1发送指令，开始与热敏打印头A1的数据发送接收。由此，由环形天线3产生电磁场EM，在与图3所示的环形天线Ta之间进行电磁感应方式的无线通信。由电磁场EM对RFID标签T，同时进行用于使RFID标签T动作的电力的供给、和识别数据的发送。由此，在RFID标签T的存储器Tm中，记录与各RFID标签T对应的识别数据。另外，在热敏打印头A1或RFID标签打印机P具有数据接收功能的情况下，在上述的识别数据的发送之后，紧接着利用热敏打印头A1的环形天线3，接收RFID标签T中记录的识别数据。由此，例如在控制部73中，对RFID标签T中记录的识别数据进行正误检查处理。
此后，RFID标签T依次从开口部61a向机外送出。已进行打印和识别数据记录的RFID标签T，由使用者从台纸Sm适当地揭下，并贴在作为管理对象的行李等上。贴有RFID标签T的行李，在出发地机场、飞机中、和目的地机场，通过使用RFID标签读取器等，能够简便地进行管理。
接着，对热敏打印头A1和RFID标签打印机P的作用进行说明。
根据本实施方式，通过仅使用热敏打印头A1，就能够实现打印功能与数据发送功能。因此，不需要在热敏打印头A1以外，使用例如作为数据发送接收单元的环形天线等。即，在图4所示的RFID标签打印机P中，与图6所示的现有的例子不同，不需要将多个环形天线与热敏打印头A1串联配置。从而，能够实现RFID标签打印机P的小型化。
如图1和图2所示，通过在基板1上设置环形天线3，能够实现热敏打印头A1自身的小型化。这对于RFID标签打印机P的小型化是有利的。另外，根据本实施方式，环形天线3与压印滚轴62不会发生干涉。
另外，通过在热敏打印头A1中设置环形天线3，能够将环形天线3配置在能够与RFID标签T接近的位置。即，热敏打印头A1一边与作为打印对象的RFID标签T接触一边进行打印。因此，如果在热敏打印头A1中搭载环形天线3，则容易使环形天线3与RFID标签T接近。环形天线3与RFID标签T的距离越近，越能够使RFID标签T通过电磁场EM中磁场强度更强的位置。由此，能够避免作用于RFID标签T的磁场强度低于RFID标签T的最小动作磁场强度的不利情况。另外，磁场强度越强，越有利于实现利用电磁感应方式进行的数据发送接收的可靠化和高速化。特别地，通过在基板1的表面1a上设置环形天线3，能够使环形天线3与RFID标签T直接相对。
利用磁性体片4，能够防止电磁场EM向图2的图中下方不当地扩展。由此，能够提高电磁场EM中向图中上方扩展的部分的磁场强度。因此，适合于使与RFID标签T的数据发送接收进一步可靠化和高速化。
图5表示本发明的热敏打印头的第二实施方式。在该图中，对于与上述实施方式相同或类似的要素，标注与上述实施方式相同的符号。
图5所示的热敏打印头A2中，环形天线3设置在基板1的背面1b上，这一点与上述的第一实施方式的热敏打印头A1不同。另外，在本实施方式中，与图2所示的热敏打印头A1相比，环形天线3被配置在靠近发热电阻体2的位置、即靠近图中左方的位置。
通过这样的实施方式，也能够实现搭载有热敏打印头A2的RFID标签打印机的小型化、以及与RFID标签T的数据发送接收的可靠化和高速化，这一点与上述的第一实施方式的热敏打印头A1同样。另外，根据本实施方式，通过利用基板1的背面1b搭载环形天线3，例如与图2所示的热敏打印头A1相比，能够进一步减小基板1的尺寸。因此，有利于实现搭载有该热敏打印头A2的RFID标签打印机的小型化。
另外，通过将环形天线3配置在靠近发热电阻体2的位置，能够进一步缩小环形天线3与RFID标签T的距离。由此，能够进一步提高电磁场EM中作用于RFID标签T的部分的磁场强度。因此，对于与RFID标签T的数据发送接收的可靠化和高速化是优选的。
本发明的热敏打印头和具有无线通信功能的热敏打印机，并不限定于上述的实施方式。本发明的热敏打印头和具有无线通信功能的热敏打印机的各部的具体结构，可以自由地进行各种设计改变。
热敏打印头中的环形天线的配置，不限于上述的实施方式。例如，也可以是在与形成有发热电阻体的基板不同的基板上设置环形天线、并将这些基板结合的结构。在该情况下，通过在这些基板之间设置磁性体片等于段，能够减轻电磁场对驱动IC的影响。
发热电阻体的数目及其配置，不限于上述的实施方式。另外，用于对发热电阻体通电的配线的结构、和打印用的驱动IC的数目，也不限于上述的实施方式。例如，可以是通过设置多个驱动IC，增加发热电阻体的数目，进而能够应对宽幅的打印的结构。
将数据发送接收的频率设为13.56MHz，是为了在使用RFID标签的自动识别系统中，便于利用通用性较高的频率，例如也可以将该频率设为135kHz，在使用RFID标签的自动识别系统中利用与本实施方式不同的频带。另外，作为无线通信的形式，除了电磁感应形式以外，还可以采用利用433MHz、900MHz、或2.445GHz等频带的电波形式。作为本发明中所说的无线通信，以RFID标签作为对象在通用性等方面优选，但是，当然并不限定于此。作为RFID标签，并不限定于行李管理用的标签，包含例如以展览会的出入管理用的卡、图书馆中的藏书管理用的标签、非接触型的乘车月票等为首的各种用途中使用的标签等。本发明中所说的打印对象，并不限定于RFID标签，只要是与利用无线通信进行的数据发送接收相对应的打印对象即可。
RFID标签打印机并不限定于总是进行打印和数据发送接收两者，根据打印对象，当然可以具有仅进行数据发送和数据接收中的任一个的模式，也可以具有仅进行打印的模式。本发明中所说的具有无线通信功能的热敏打印机，并不限定于RFID标签打印机。

Claims (11)

1.一种热敏打印头，其为用于对具有环形天线与存储器的打印对象进行打印的热敏打印头，其特征在于：包括
绝缘基板；
形成于所述基板上的多个发热电阻体；
用于通过无线通信与所述打印对象之间进行数据发送接收，设置在所述基板的与所述发热电阻体为相同面一侧的数据发送接收单元；和
用于驱动所述发热电阻体，在所述基板上设置在所述发热电阻体与所述数据发送接收单元之间的驱动IC。
2.根据权利要求1所述的热敏打印头，其特征在于：
所述数据发送接收单元构成为包含环形天线。
3.根据权利要求2所述的热敏打印头，其特征在于：
所述数据发送接收单元还包括用于所述环形天线的驱动IC。
4.根据权利要求2所述的热敏打印头，其特征在于：
所述数据发送接收单元能够与构成为RFID(Radio FrequencyIdentification)标签的所述打印对象进行数据发送接收。
5.根据权利要求2～4任一项所述的热敏打印头，其特征在于：
所述环形天线设置在所述基板中形成有所述多个发热体的面上。
6.根据权利要求2～4任一项所述的热敏打印头，其特征在于：
所述环形天线设置在所述基板中形成有所述多个发热体的面的相反侧的面上。
7.根据权利要求2～4任一项所述的热敏打印头，其特征在于：
还包括含有磁性体的磁性体片。
8.根据权利要求7所述的热敏打印头，其特征在于：
所述磁性体为铁氧体。
9.根据权利要求7所述的热敏打印头，其特征在于：
所述磁性体片配置在夹着所述环形天线与所述打印对象相对的一侧的相反侧。
10.根据权利要求1～4任一项所述的热敏打印头，其特征在于：
所述发热电阻体设置在所述基板表面的靠一端的斜面部上。
11.一种具有无线通信功能的热敏打印机，其特征在于：
通过设置权利要求1～4任一项所述的热敏打印头，构成为能够进行对所述打印对象的打印、和与所述打印对象的数据发送接收。
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