JP2002059580A - プリンタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通電時間を長くすることなく、携帯性を維持す
る。 【解決手段】電源２は約７．２Ｖの電圧を発生する。こ
のような電源２としては、携帯性に優れたものを使用す
ることができる。電源２の電源電圧は、そのまま発熱体
Ｒ1 〜Ｒn に供給される。発熱体Ｒ1 〜Ｒn の抵抗値
は、約６６０〜７５０オームに設定されており、発熱体
は比較的短い通電時間で、所要の温度まで発熱する。こ
うして、携帯性を損なうことなく、高速印画を可能にす
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、昇華型のサーマル
転写プリンタ等のプリンタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、カメラ
一体型ビデオテープレコーダ及び電子スチルカメラ等か
らの映像をハードコピーする装置として、フルカラー化
によって高精細な画像表示を可能にした感熱転写型のプ
リンタ装置が普及してきている。このような従来のプリ
ンタ装置としては、特開平５−１１２０２６号公報（以
下、文献１という）及び特開平１０−２３５９１１号公
報（以下、文献２という）等に開示されたものがある。

【０００３】感熱転写型の従来のプリンタ装置において
は、記録紙をプラテンローラとサーマルヘッドとの間に
インクシートと共に圧接挾持する。インクシートはベー
スフィルムに熱昇華性染料を塗布したものであり、熱昇
華性染料が記録紙と圧着されるように配置される。サー
マルヘッドの一面には複数の発熱体が設けられており、
サーマルヘッドに通電することにより、これらの発熱体
は印刷データに応じて適宜発熱し、ベースフィルムを介
して熱昇華性染料を加熱する。これにより、熱昇華性染
料は昇華して記録紙に転写記録される。

【０００４】ところで、記録紙に対する印刷濃度は発熱
体の温度によって決定される。即ち、サーマルヘッドの
発熱体に供給する電流量を変化させることによって、容
易に印刷濃度を変化させることができる。発熱体に流す
電流量を変化させる方法としては、発熱体に電流を流す
時間（以下、通電時間という）を変化させる方法が採用
される。

【０００５】発熱体への通電時間を長くすることによっ
て、印画時の濃度を濃くすることが可能である。しかし
ながら、発熱体の通電時間を長くすると、印刷に要する
時間が長くなってしまう、特に、カラープリンタでは、
熱昇華性塗料として、例えば、Ｙ（黄色），Ｍ（マゼン
タ），Ｃ（シアン），ＢＫ（黒）の４色のインクを用い
て、４回の印刷動作を行う必要があることから、印刷時
間の長大化を招いてしまう。

【０００６】そこで、印画時の濃度範囲を狭くすること
なく通電時間を短縮するために、従来、サーマルヘッド
に印加する電圧値を高く設定するようになっている。例
えば、ヘッドに印加する電圧としては、２２〜２８Ｖ等
の電圧値が採用される。

【０００７】ところで、携帯用のプリンタを実現するに
は、電源としてバッテリーを使用可能とする必要があ
る。例えば、電源として１．２Ｖのニッケル水素２次電
池６本程度を直列接続して電源を構成することにより、
携帯性を満足させることができるサイズのプリンタ装置
を構成可能である。

【０００８】つまり、バッテリの使用を前提とし、通電
時間を短縮するためには、約７．２Ｖの電源電圧を約３
０Ｖまで昇圧する必要がある。図２はこの種のサーマル
ヘッドの電源供給回路を示すブロック図である。

【０００９】図２において、直流電源２は例えば７．２
Ｖの電源電圧を発生する。この電源電圧は、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ１に供給されて約３０Ｖに昇圧される。ＤＣ
−ＤＣコンバータ１によって昇圧された電圧が端子３か
らサーマルヘッドの発熱体に印加される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のプ
リンタ装置においては、ＤＣ−ＤＣコンバータが採用さ
れる。ところが、約７．２Ｖの直流電圧を約３０Ｖに昇
圧するＤＣ−ＤＣコンバータは、極めて大型のものとな
る。このため、プリンタ装置全体が大型化してしまうと
いう問題点があった。また、このようなＤＣ−ＤＣコン
バータは電力損失が極めて大きく、バッテリの消費電力
が大きくなって、プリンタ装置を長時間駆動することが
できない。

【００１１】なお、文献１及び文献２の提案において
は、夫々、電源として５Ｖ，７．２Ｖのバッテリを使用
することが開示されている。しかしながら、これらの提
案では、上述したように、印刷に長時間を要するという
欠点がある。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、電源電圧及び発熱体の抵抗値を最適化する
ことにより、通電時間を長くすることなく、装置を小型
化することができるプリンタ装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリンタ装
置は、約７．２Ｖの電圧を有する携帯可能なバッテリ電
源手段と、抵抗値が約６６０〜７５０オームの複数の発
熱体を有し、用紙に画像データに基づく画像を印刷する
ためのサーマルヘッドと、前記バッテリ電源手段からの
電源電圧をそのまま前記サーマルヘッドに印加すると共
にその通電タイミングを制御するための制御回路と、を
設けたことを特徴とする。

【００１４】本発明において、バッテリ電源手段が発生
する約７．２Ｖの電圧は、制御回路によって、そのまま
サーマルヘッドの複数の発熱体に供給される。各発熱体
の抵抗値は約６６０〜７５０オームに設定されており、
発熱体は比較的短い通電時間で、所要の温度まで発熱す
る。バッテリ電源手段が発生する電圧が約７．２Ｖであ
り、バッテリ電源手段は携帯性に優れている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態に係るプリンタ装置のサーマルヘッド駆動部分を
示す回路図である。

【００１６】図１において、発熱体Ｒ1 ，Ｒ2 ，…，Ｒ
n （以下、発熱体を総称してＲという）は、図示しない
サーマルヘッドの各ドットを構成する。印刷時には、サ
ーマルヘッドは、図示しない記録紙及びインクシートを
挟持して、図示しないプラテンローラに圧接されるよう
になっている。発熱体Ｒはサーマルヘッド上に取り付け
られて、インクシートを介して記録紙に圧接される。

【００１７】発熱体Ｒ1 〜Ｒn は、一端が電源２の正極
性端子に接続され、他端は夫々トランジスタＴ1 乃至Ｔ
n のコレクタに接続されている。トランジスタＴ1 乃至
Ｔnのエミッタは電源２の負極性端子に接続される。発
熱体Ｒ1 〜Ｒn は通電されることによって発熱して、イ
ンクシート上の熱昇華性染料を加熱して昇華させ、記録
紙に転写記録するようになっている。

【００１８】トランジスタＴ1 乃至Ｔn は、発熱体Ｒ1
乃至Ｒn の通電状態を制御するスイッチとして機能す
る。トランジスタＴ1 乃至Ｔn は、ベースがヘッドコン
トローラ５に接続されている。ヘッドコントローラ５
は、印刷データに基づいて、トランジスタＴ1 乃至Ｔn
のオン，オフを制御する。トランジスタＴ1 乃至Ｔn
は、ベースにヘッドコントローラ５からハイレベル（以
下、“Ｈ”という）の通電制御信号が与えられることに
よってオンとなり、夫々抵抗Ｒ1 乃至Ｒn に電源２から
供給される電流を流し、ローレベル（以下、“Ｌ”とい
う）の通電制御信号が与えられることによってオフとな
り、夫々抵抗Ｒ1 乃至Ｒn への電流の供給を遮断する。
こうして、ヘッドコントローラ５によって、各ドットを
構成する発熱体Ｒ1 乃至Ｒn の通電が個々に制御され
る。

【００１９】本実施の形態においては、電源２の電源電
圧を比較的低い電圧例えば７．２Ｖに設定すると共に、
発熱体Ｒ1 乃至Ｒn の抵抗値を比較的小さな値、例えば
６６０Ω乃至７５０Ωに設定するようになっている。

【００２０】プリンタにおいては、印画時の最大濃度と
なるＥ（後述）をどのように設定するかという点と、ヘ
ッドヘの過電時間をいくらにするかは、重要な課題であ
る。最大濃度Ｅはある一定値として予め決定される。

【００２１】上述したように、通電時間ｔを長くすれ
ば、発熱体の抵抗値を小さくしても充分な印刷濃度が得
られるが、印刷時間自体が長くなってしまう。カラープ
リンタの場合には、印刷動作は例えばＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ
の４色のインクについてそれぞれ行われるため、４回の
印刷動作が行われることになり、通電時間を長くするこ
とは、印刷時間の長大化を招き実用性を損なうことから
採用することはできない。この理由から、本実施の形態
においては、通電時間を短く設定するために、発熱体Ｒ
に流す電流量を大きくする。

【００２２】一方、携帯性を考慮して、電源２として
は、バッテリを採用する。例えば、電源２としては、電
流容量が大きいニッケル水素２次電池を使用する。例え
ば、各セルが１．２Ｖのニッケル水素電池を６本直列接
続して、電源２を構成する。これにより、電源２を比較
的小さく構成することができ、装置の携帯性を満足させ
ることができる。

【００２３】なお、リチウムイオン２次電池はセル当た
りの電圧が３．６Ｖと高く、携帯に有利であるが、内部
抵抗が大きく時間当たりに取り出せる電流が小さいこと
から、大電流を必要とするサーマルヘッドには不向きで
ある。

【００２４】また、携帯性を考慮して、ＤＣ−ＤＣコン
バータを用いない。即ち、本実施の形態においては、図
１に示すように、電源２の電源電圧を昇圧することなく
そのまま発熱体Ｒ1 ，Ｒ2 ，…Ｒn に印加するようにな
っている。そして、発熱体Ｒ1 〜Ｒn の抵抗値を適宜設
定することにより、電源２の電源電圧が７．２Ｖと低い
場合でも、発熱体Ｒに充分な電流を供給して通電時間を
短縮した印画を可能にしている。

【００２５】即ち、通電時間を短縮した一般的なプリン
タにおいては、発熱体として７ｋΩのものを使用して２
２Ｖの電圧を印加するものや、発熱体として１０ｋΩの
ものを使用して２８Ｖの電圧を印加するものがある。本
実施の形態においては、サーマルヘッドに与えるエネル
ギー量が、これらの通電時間を短縮した一般的なプリン
タと同等となるように設定を行う。

【００２６】サーマルヘッドに与えるエネルギー量は、
下記（１）式によって与えられる。

【００２７】Ｅ＝ｋＶ²ｔ／Ｒ …（１） なお、Ｅ：ある印画濃度を印刷可能なエネルギー量 ｋ：ヘッドの熱効率 Ｖ：ヘッドに印加する電圧 Ｒ：ヘッド抵抗値 ｔ：ヘッドへの通電時間である。

【００２８】本実施の形態においては、上記（１）式に
基づいて、７．２Ｖの電圧を印加する発熱体として、６
６０Ω乃至７５０Ωの発熱抵抗体を用いるようになって
いる。

【００２９】次に、このように構成された実施の形態の
動作について説明する。

【００３０】サーマルヘッドの発熱体Ｒ1 乃至Ｒn はイ
ンクリボン及び記録紙を挟んでプラテンローラに圧接さ
れている。この状態で、ヘッドコントローラ５は、印刷
データに基づいて、トランジスタＴ1 乃至Ｔn に通電制
御信号を出力して駆動し、発熱体Ｒ1 乃至Ｒn に通電す
る。

【００３１】オンとなったトランジスタに接続されてい
る発熱体Ｒ1 乃至Ｒn には、電源２から電源電圧が印加
される。電源２の電源電圧が例えば７．２Ｖであり、各
発熱体Ｒ1 乃至Ｒn の抵抗値が約６６０〜７５０Ωであ
るものとすると、オンとなった発熱体には夫々通電時間
を比較的短くすることを可能にする充分な電流が流れ
る。

【００３２】こうして、インクリボンに塗布されている
熱昇華性染料が昇華して記録紙に転写される。この場合
には、発熱体は、上記（１）式に示すように、通電時間
に比例した電流量に基づく温度まで発熱し、発熱量に応
じた印画濃度で、熱昇華性染料が転写される。

【００３３】発熱体によって記録紙幅方向の所定ライン
数の印刷が行われると、記録紙及びインクリボンが搬送
されて、次の所定ライン数の印画が行われる。以後、同
様に、サーマルヘッドによる印刷と記録紙及びインクリ
ボンの搬送とが繰返されて印刷が行われる。

【００３４】第１色目（例えばシアン）の記録が終了す
ると、記録紙は第１色目の記録開始位置と同一位置まで
搬送される。次いで、第２色目（例えばイエロー）の転
写が可能な位置までインクリボンが移動され、第２色目
の印刷も第１色目と同様に行われる。以後、同様にし
て、各色の印画が行われて、印刷が終了する。

【００３５】このように、本実施の形態においては、発
熱体の抵抗値を６６０Ω乃至７５０Ωに設定しているこ
とから、電源２の例えば７．２Ｖの電源電圧をそのまま
発熱体に供給する場合でも十分な電流量の供給を可能に
して、通電時間を長くすることなく印画を可能にしてい
る。

【００３６】この場合でも、最適な印画がなされること
が実験によって確認されている。通電時間即ち印刷動作
トータルの時間においても実用上満足な高速動作が可能
である。

【００３７】そして、電源２として比較的低い電源電圧
の使用可能にしており、携帯性に優れている。即ち、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンパ一夕の使用に起因する著しい電力損失の
発生、極めて大きい占有スペース及び重量並びにその使
用に伴う発熱等の問題についても回避することができ、
携帯性に優れた高速なプリント装置を実現することがで
きる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
源電圧及び発熱体の抵抗値を最適化することにより、通
電時間を長くすることなく、装置を小型化することがで
きるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るプリンタ装置のサー
マルヘッド駆動部分を示す回路図。

【図２】従来例に採用されるサーマルヘッドの電源供給
回路を示す回路図。

【符号の説明】

２…電源、５…ヘッドコントローラ、Ｒ1 〜Ｒn …発熱
体、Ｔ1 〜Ｔn …トランジスタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 約７．２Ｖの電圧を有する携帯可能なバ
   ッテリ電源手段と、 抵抗値が約６６０〜７５０オームの複数の発熱体を有
   し、用紙に画像データに基づく画像を印刷するためのサ
   ーマルヘッドと、 前記バッテリ電源手段からの電源電圧をそのまま前記サ
   ーマルヘッドに印加すると共にその通電タイミングを制
   御するための制御回路と、を設けたことを特徴とするプ
   リンタ装置。
2. 【請求項２】 前記バッテリ電源手段は、ニッケル水素
   ２次電池を６本直列に接続して構成されていることを特
   徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。
3. 【請求項３】 前記バッテリ電源手段は、前記サーマル
   ヘッド及び前記制御回路を内蔵した筐体に着脱自在であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ装置。