JP2000025257A - サーマルヘッド及びその駆動装置 - Google Patents

サーマルヘッド及びその駆動装置

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JP2000025257A
JP2000025257A JP10195895A JP19589598A JP2000025257A JP 2000025257 A JP2000025257 A JP 2000025257A JP 10195895 A JP10195895 A JP 10195895A JP 19589598 A JP19589598 A JP 19589598A JP 2000025257 A JP2000025257 A JP 2000025257A
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heat generating
voltage
power supply
thermal head
line
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Susumu Oshio
晋 尾塩
Kiyoharu Tsuchiya
清春 土屋
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Riso Kagaku Corp
Original Assignee
Riso Kagaku Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コモンドロップが補正でき、かつ、高精度な
電圧制御を可能としてブロック段差を解消できること。 【解決手段】 サーマルヘッド1は、複数の発熱体を有
する各発熱部2a〜2dが幅方向に連続して配置され
る。各発熱部2a〜2dの電源入力箇所には、それぞれ
電圧降下検出用のセンシングライン7a〜7d,8a〜
8dの一端が接続される。センシングライン7a〜7
d,8a〜8dの他端は外部導出される。制御部5は、
各発熱部2a〜2dを時分割に順次作動させる。電源3
は、各発熱部2a〜2dに電源を供給する。この電源3
の電圧制御手段には、各センシングライン7a〜7d,
8a〜8dの他端が接続され、作動中の各発熱部2a〜
2dの電圧を検出する。そして、検出された電圧に対応
して作動中の各発熱部2a〜2dの電圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷物を感熱して
印字など画像形成するサーマルヘッドと、このサーマル
ヘッドを印字制御する駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】サーマルヘッドは、熱転写印刷器や感熱
製版器用のデバイスとして従来から使われている。図3
は、従来のサーマルヘッドの駆動装置を示す回路図であ
る。サーマルヘッド50は、その幅方向に発熱部1〜4
(51a〜51d)が連続して配置され、各発熱部はそ
れぞれが幅方向に延在する複数の発熱体を有する。これ
ら各発熱部51a〜51dには、電源53から電源供給
ライン54を介して所定の電圧Voが供給される。
【0003】制御部55は、各発熱部51a〜51dを
時分割して一つづつ順に電源を供給する。仮に、前記電
圧Voが10Vであり、各発熱部の抵抗値が1Ωである
場合、各発熱部には10Aの電流が流れる。このよう
に、サーマルヘッドを複数に分割して時分割駆動するこ
とにより、最大電流を抑えるようになっている。ここ
で、各発熱部当たりに流れる電流は、この発熱部におけ
る印字率によって変動する。印字率が高いとそれだけ同
時に発熱する発熱体の数が増加するため、電流が増加す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
駆動方式では、上記のような大電流が流れたとき(印字
率が高いとき)に、電源供給ライン54のインピーダン
スによる電圧降下、及びコモンドロップの影響が顕著に
現れる問題があった。電源供給ライン54は、電源53
とサーマルヘッド50を接続するため、所定の長さを有
しており線抵抗により所定のインピーダンス(ラインイ
ンピーダンス)を有する。
【0005】1)ラインインピーダンスによる電圧降下
について ある発熱ブロックで高印字率の画像が印字される場合、
電源供給ライン54に大電流が流れるので電圧降下が顕
著になり、エネルギ減少により発熱量が低下するため、
印刷物の濃度が低下する。一方、低印字率の画像が印字
される場合においては、電流値も小さいため、電圧降下
は微小であり、正常な発熱が行われ印刷物は所定の濃度
が得られる。したがって、高印字率の発熱ブロック(発
熱部)と低印字率の発熱ブロック(発熱部)が隣接して
いる場合、印刷物にはこれら隣接する発熱ブロックの間
で印字の濃度差(ブロック段差)が現れる問題がある。
【0006】従来は、ラインインピーダンスによる電圧
降下の対策として、サーマルヘッドに入力する電圧Vo
をリモートセンシングにより制御する、又は補助的にサ
ーマルヘッド近傍に大容量のコンデンサを設置して必要
とされる電圧を確保するなどの対策を講じていた。
【0007】リモートセンシングは、電源供給ライン5
4の電源束線にセンシングライン55a,55bを接
続、導出して行なわれる。これらは電源53のリモート
センシング端子RS(+,−)に接続される。そして、
電源53は、このリモートセンシングにより、サーマル
ヘッドの入力部電圧を監視し、電圧の変動に対応して供
給電圧を可変制御する。しかしこの構成では、ブロック
段差の問題は改善できるものの、ブロック段差そのもの
を解消することはできなかった。
【0008】2)コモンドロップについて サーマルヘッドを4分割している等価回路において、中
央の2ブロック(発熱部2,3)の電位は、左右両端の
ブロック(発熱部1,4)より低くなる現象(ブロック
段差)が現れる。これは一般的にコモンドロップと呼ば
れる。従来の電圧制御では、コモンドロップの補正がで
きないため、ソフトウェアの制御処理で補正していた。
即ち、中央の2ブロック(発熱部2,3)の各発熱体に
対する電圧の印加時間を他の2ブロック(発熱部1,
4)より長く設定する。これにより、各ブロックでのエ
ネルギの差を無くし濃度差を補正する。しかしながらこ
の方法では、特別なソフトウェア制御が必要となる。
【0009】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、コモンドロップが補正でき、かつ、高
精度な電圧制御を可能としてブロック段差を解消できる
サーマルヘッド及びその駆動装置を提供することを目的
としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のサーマルヘッドは、請求項1記載のよう
に、幅方向に連続して配置され、それぞれが該幅方向に
延在する複数の発熱体を有する複数の発熱部と、前記各
発熱部に電源を供給する電源ラインと、前記電源ライン
の前記発熱部との接続部付近に一端が接続され、他端が
外部導出された複数のセンシングラインと、を備えたこ
とを特徴とする。
【0011】また、請求項2記載のように、前記サーマ
ルヘッドには、各発熱部に電源を供給するための電源ラ
イン用のコネクタが設けられ、該コネクタの端子の一部
に前記センシングラインの他端が設けられた構成として
もよい。
【0012】本発明のサーマルヘッド及び駆動装置は、
請求項3記載のように、幅方向に連続して配置され、そ
れぞれが該幅方向に延在する複数の発熱体を有する複数
の発熱部と、前記各発熱部に電源を供給する電源ライン
を備えた電源と、前記電源ラインの前記発熱部との接続
部付近に一端が接続され、他端が外部導出された複数の
センシングラインと、前記各発熱部を時分割に順次作動
させる制御部と、を備えたサーマルヘッド及び駆動装置
であって、前記電源には、前記各センシングラインの他
端が接続され、作動中の各発熱部の電圧を検出するとと
もに、検出された電圧に対応して該作動中の各発熱部の
電圧を制御する電圧制御手段が設けられたことを特徴と
する。
【0013】サーマルヘッドは、発熱部単位で各発熱部
に電力が供給される。電源ラインと各発熱部との接続部
付近には、それぞれセンシングラインの一端が接続さ
れ、他端はサーマルヘッド外部に導出される。このセン
シングラインを介して各発熱部の電圧を検出することが
できる。電圧制御手段は、作動中の各発熱部の電圧を検
出し、検出された各発熱部毎の電圧に対応して該作動中
の発熱部の電圧を制御する。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のサーマルヘッド
及びその駆動装置を示す回路図である。サーマルヘッド
1は、その幅方向に発熱部1〜4(2a〜2d)が連続
して配置され、各発熱部はそれぞれが幅方向に延在する
複数の発熱体を有する。これら各発熱部2a〜2dに
は、電源3から電源供給ライン4および電源ラインを介
して電圧が供給される。電源供給ライン4は、所定の長
さを有し、サーマルヘッド1と電源3を接続する。電源
ラインは、サーマルヘッド1内で各発熱部に電力を供給
している。
【0015】制御部5は、各発熱部2a〜2dを時分割
して一つづつ順(例えば500μsec )に電源を供給す
る。このサーマルヘッド1内部では、各発熱部2a〜2
dに分岐するまでの線路での各電源ラインにそれぞれ線
抵抗rを有する。
【0016】各発熱部2a〜2dとの接続部付近の電源
ライン(電源入力箇所)には、それぞれセンシングライ
ン7a〜7dの一端が接続される。センシングライン7
a〜7dの他端は、電源3のリモートセンシング端子R
S1〜4(+)にそれぞれ接続される。同様に、アース
ラインには、それぞれセンシングライン8a〜8dの一
端が接続される。センシングライン8a〜8dの他端
は、電源3のリモートセンシング端子RS1〜4(−)
にそれぞれ接続される。
【0017】電源3には、各センシングライン7a〜7
d,8a〜8dを用いたリモートセンシングにより、サ
ーマルヘッド1の各発熱部2a〜2dへの入力電圧を検
出する電圧制御手段3aが設けられている。電圧制御手
段3aは、電源供給ライン4を介して供給する電圧VH
と、各センシングライン7a〜7d、8a〜8dを介し
て検出された電圧VE をそれぞれ検出する。ここで、セ
ンシングライン7a〜7d,8a〜8dには電流が流れ
ず、電圧のみが生じる。
【0018】そして、電圧制御手段3aは、各発熱部2
a〜2dの入力電圧VE が、一定の電圧となるよう、電
源3で発生させる電圧VH を可変制御する。
【0019】図2は、サーマルヘッド1の正面図であ
る。図示のように、各発熱部2a〜2dは、1つのパッ
ケージ10にユニット化されている。そして、印刷用紙
の幅に合わせた所定幅を有している。パッケージ10の
端部には、電源供給ライン4接続用のコネクタ11が設
けられている。このコネクタ11を介して各発熱部2a
〜2dに図1相当の回路構成を有する電源ラインがパタ
ーン形成されている(図示略)。
【0020】また、このコネクタ11には、前記センシ
ングライン7a〜7d,8a〜8dが同様のパターン形
成で導出されている。ここで、センシングライン7a〜
7dの一端は、図1記載のように各発熱部2a〜2dの
電源入力箇所に接続される。また、センシングライン8
a〜8dの一端は、各発熱部2a〜2dのアースライン
に接続される。そして、これらセンシングライン7a〜
7d,8a〜8dの他端はコネクタ11に導出される。
このコネクタ11には、電源供給ライン4の一端に設け
られたコネクタが接続される。図1記載のように、この
電源供給ライン4の他端はコネクタ等を介して電源3に
接続される。
【0021】なお、上記の例では、単一のコネクタ11
に電源ラインとセンシングラインを設けた構成とした
が、これに限らない。例えば、コネクタを2つ設け、一
方に電源ライン用とし、他方をセンシングライン用とし
てもよい。
【0022】上記構成におけるサーマルヘッド1のリモ
ートセンシングを説明する。所定の印字データがサーマ
ルヘッド1に供給されると、電源3は、この印字データ
を1ライン毎走査して印刷用紙上に印刷していく。制御
部5は、1ラインの印字データを4分割し、各分割され
たブロックの発熱部2a〜2dを所定期間毎(前記50
0μsec 毎)に順次作動させる。作動した発熱部2a〜
2dの各発熱素子は、入力データに対応して発熱し、印
刷用紙に印字する。
【0023】発熱部2a〜2dは、ある時期には単一ブ
ロックの発熱部のみ(例えば発熱部2b)駆動される。
そして、電源3に設けられた電圧制御手段3aは、各発
熱部2a〜2dのうち、駆動されている発熱部(例えば
発熱部2b)の電圧を検出する。この電圧はセンシング
ライン7a〜7d,8a〜8dを介して検出される。
【0024】この電圧制御手段3aによる電圧制御を説
明する。例えば、目標とする入力電圧VE が10Vであ
るとき、ある時期における発熱部2bの入力電圧VE が
9Vであったとする。電源3の電圧制御手段3aは、目
標値と検出値の差分を供給電圧VH にフィードバック
し、電圧制御する。これを複数回行うことにより、発熱
部2の入力電圧VE は目標値である10Vに収束する。
厳密にはここで、線抵抗rのみならずインダクタンスL
やキャパシタンスCの成分を含めて生じたラインインピ
ーダンスΩが検出されるため、このインピーダンスに応
じて供給電圧VH がより細かな値(例えば9.95Vや
10.15Vなど)となることもある。
【0025】上記電圧制御は、他の発熱部2a,2c,
2dに対しても同様に行なわれる。電圧制御手段3a
は、センシングライン7a,7c,7d,8a,8c,
8dを介して各発熱部2a,2c,2dの入力電圧を検
知する。そして、この検出された電圧と目標値との差分
をフィードバックした電圧を供給する。
【0026】なお、発熱部2a〜2dに供給される電源
はパルス電源(スイッチングレギュレータ)である。し
たがって、上記説明における電圧制御は、パルス電源に
供給するパルスの幅を可変制御することによって実現さ
れる。
【0027】また、この電圧制御手段3aは、各発熱部
2a〜2dに供給している電圧をリアルタイムに検出す
る。したがって、各発熱部2a〜2dに供給する電圧が
経時的に変動しても、その変動に対応してダイナミック
に電圧制御することができる。ところで、上記電圧制御
は、各発熱部2a〜2d単位で制御される。これによ
り、従来生じていたコモンドロップによるブロック段差
を解消できる。いずれの発熱部2a〜2dにおいても同
様のエネルギを出力できるようになる。
【0028】上記実施の形態では、サーマルヘッド1が
4ブロックに分割された発熱部2a〜2dで構成された
例を説明したが、これに限らない。この他、サーマルヘ
ッド1は発熱部が2ブロックであったり、4ブロック以
上(例えば8ブロック)の分割構成の場合もある。いず
れの場合においても、センシングライン7をこの各発熱
部から直接導出させればよい。
【0029】ところで、上記実施の形態では、各ブロッ
ク単位でセンシングラインを設ける構成を説明した。こ
れにより、ブロック単位で電圧制御を実行できる。しか
し、ブロック単位に限らず、複数ブロック毎にセンシン
グラインを設ける構成としてもよい。例えば、上記発熱
部2a,2dは、図1記載の回路の配置上、ほぼ同一の
ラインインピーダンスとなる。また、発熱部2b,2c
も、ほぼ同一のラインインピーダンスとなる。したがっ
て、第1のセンシングラインを発熱部2a,2dのいず
れかに接続する。また第2のセンシングラインを発熱部
2b,2cのいずれかに接続する。
【0030】これにより、発熱部2a,2dは、作動時
に第1のセンシングラインで検出された電圧降下に基づ
き電圧制御される。また、発熱部2b,2cは、作動時
に第2のセンシングラインで検出された電圧降下に基づ
き電圧制御される。このように、各発熱部単位でセンシ
ングラインを設けずとも、同様な電圧降下を生じる複数
の発熱部単位でセンシングラインを設けてもよい。これ
により、センシングラインの本数を少なくできる。
【0031】
【発明の効果】本発明のサーマルヘッドは、発熱部がブ
ロック単位で発熱駆動され、各発熱部の電源入力箇所に
センシングラインの一端が接続され、他端がサーマルヘ
ッド外部に導出される構成である。これにより、センシ
ングラインを介して各発熱部毎の電圧を検出することが
できるようになる。これにより、高精度な電圧制御が可
能となる。本発明の駆動装置は、センシングラインを介
して電圧制御手段が作動中の各発熱部直近の電圧を検出
し、検出された各ブロック毎の電圧に対応して該作動中
の発熱部の電圧を制御する構成である。これにより、電
源供給ラインが長くまた印字率が高くなろうともライン
インピーダンスによる電圧降下を起因とする悪影響を解
消できる。また、各発熱部は独立して制御されるのでコ
モンドロップが補正できブロック段差も解消できるよう
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサーマルヘッド及びその駆動装置の実
施の形態を示す回路図。
【図2】本発明のサーマルヘッドを示す正面図。
【図3】従来のサーマルヘッドの駆動装置を示す回路
図。
【符号の説明】
1…サーマルヘッド、2a〜2d…発熱部、3…電源、
3a…電圧制御手段、4…電源供給ライン、7a〜7
d,8a〜8d…センシングライン、10…パッケー
ジ、11…コネクタ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 幅方向に連続して配置され、それぞれが
    該幅方向に延在する複数の発熱体を有する複数の発熱部
    と、 前記各発熱部に電源を供給する電源ラインと、 前記電源ラインの前記発熱部との接続部付近に一端が接
    続され、他端が外部導出された複数のセンシングライン
    と、を備えたことを特徴とするサーマルヘッド。
  2. 【請求項2】 前記サーマルヘッドには、各発熱部に電
    源を供給するための電源ライン用のコネクタが設けら
    れ、 該コネクタの端子の一部に前記センシングラインの他端
    が設けられた請求項1に記載のサーマルヘッド。
  3. 【請求項3】 幅方向に連続して配置され、それぞれが
    該幅方向に延在する複数の発熱体を有する複数の発熱部
    と、 前記各発熱部に電源を供給する電源ラインを備えた電源
    と、 前記電源ラインの前記発熱部との接続部付近に一端が接
    続され、他端が外部導出された複数のセンシングライン
    と、 前記各発熱部を時分割に順次作動させる制御部と、を備
    えたサーマルヘッド及び駆動装置であって、 前記電源には、前記各センシングラインの他端が接続さ
    れ、作動中の各発熱部の電圧を検出するとともに、検出
    された電圧に対応して該作動中の各発熱部の電圧を制御
    する電圧制御手段が設けられたことを特徴とするサーマ
    ルヘッド及び駆動装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002283604A (ja) * 2001-03-27 2002-10-03 Sato Corp サーマルプリンターにおける分割印字制御装置および分割印字制御方法
US9815278B2 (en) * 2015-10-28 2017-11-14 Funai Electric Co., Ltd. Fluid printhead

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