JP2008068442A - Thermal head and printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッド及びプリンタ、特に、文字や図形などをプリント用紙に高速に印刷するためのサーマルヘッド及びプリンタに関する。 The present invention relates to a thermal head and a printer, and more particularly to a thermal head and a printer for printing characters and figures on a printing paper at high speed.
従来から、複数の発熱抵抗体に選択的に電圧を加えることにより発熱させ、それにより発生する熱エネルギによって反応するプリント用紙に文字等を印刷するサーマルヘッドが知られている(特許文献1、非特許文献1)。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a thermal head that generates heat by selectively applying a voltage to a plurality of heating resistors and prints characters or the like on print paper that reacts with the generated heat energy (
図5は、従来から知られているプリンタの構成の一部の等価回路図である。プリンタの構成の一部の等価回路を示す図である。プリンタは、制御回路とサーマルヘッドとを備えており、それらはケーブルを介して電気的に接続されている。
制御回路は、CPU・51、I/F・52、コネクタ53を備えている。
I/F・52は、CPU・51が出力する信号を、コネクタ53の端子53a、・・・53u、53v、53w、53x、53x、53y、53zに出力する。
I/F・52とコネクタ53との間には、フェライトビーズ54が接続されている。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a part of the configuration of a conventionally known printer. FIG. 3 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a part of the configuration of a printer. The printer includes a control circuit and a thermal head, which are electrically connected via a cable.
The control circuit includes a
The I / F • 52 outputs a signal output from the CPU • 51 to the
A
サーマルヘッドは、コネクタ61、サーマルヘッド駆動用IC・62a、・・・62z、発熱抵抗体62a1、・・・、62an、・・・、62z1、・・・、62znを備えている。コネクタ61は、端子61a、・・・、61u、61v、61w、61x、61y、61zを備えている。
図5で説明したプリンタでは、クロック信号の周波数が高くなるとサーマルヘッド駆動用IC・53vの入力インピーダンスが下がり代わりにフェライトビーズ54のインピーダンスが上がり、サーマルヘッド駆動用IC・62a〜62zに供給する制御信号の振幅が減少するなど波形が乱れることがあった。このため、高速な印刷を行なう場合に、サーマルヘッドのコネクタ61からサーマルヘッド駆動用IC・62a〜62zに供給する制御信号の波形が乱れ、文字や図形等を正常に印刷することができなくなる場合があるという問題があった。
In the printer described with reference to FIG. 5, when the frequency of the clock signal is increased, the input impedance of the thermal
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速な印刷を行なう場合であっても、サーマルヘッド駆動用ICへ供給する制御信号の波形を乱さずに、文字や図形等を正常に印刷することができるサーマルヘッド及びプリンタを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to character or figure without disturbing the waveform of the control signal supplied to the thermal head driving IC even when high-speed printing is performed. It is an object of the present invention to provide a thermal head and a printer capable of normally printing the above.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、プリンタの制御回路から制御信号を受信するコネクタと、前記コネクタが受信した制御信号に基づいて複数の発熱抵抗体の加熱を制御するサーマルヘッド駆動用ICとを備えるサーマルヘッドであって、前記コネクタが受信した制御信号を前記サーマルヘッド駆動用ICに出力し、前記制御回路と前記サーマルヘッド駆動用ICとの間の緩衝器となるバッファICを備えることを特徴とするサーマルヘッドである。
本発明では、高速に印刷する際に、プリンタの制御回路から制御信号を含む印刷データが高速に出力される場合であっても、制御信号をバッファICで一旦受信してから、サーマルヘッド駆動用ICに制御信号が供給されるので、制御信号の波形が乱れることを防ぐことができる。よって、誤りのない制御信号を利用してサーマルヘッドにより印刷することができるため、文字や図形などを正確にプリント用紙に印刷することができる。
The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to
In the present invention, when printing data including a control signal is output at high speed from the printer control circuit when printing at high speed, the control signal is once received by the buffer IC and then used for driving the thermal head. Since the control signal is supplied to the IC, it is possible to prevent the waveform of the control signal from being disturbed. Therefore, since the thermal head can be used to print using a control signal without error, characters, figures, and the like can be accurately printed on the printing paper.
また、請求項2に記載の発明は、前記コネクタは、前記プリンタの制御回路から前記制御信号としてクロック信号を受信するクロック端子を備え、前記クロック端子と前記サーマルヘッド駆動用ICとを、前記バッファICを介して接続したことを特徴とする請求項1に記載のサーマルヘッドである。
本発明では、クロック端子に高速なクロック信号が入力される場合であっても、クロック信号をバッファICで一旦受信してから、サーマルヘッド駆動用ICにクロック信号が供給されるので、クロック信号の波形が乱れることを防ぐことができる。よって、誤りのないクロック信号を利用してサーマルヘッドにより印刷することができるため、文字や図形などを正確にプリント用紙に印刷することができる。
According to a second aspect of the present invention, the connector includes a clock terminal that receives a clock signal as the control signal from a control circuit of the printer, and the clock terminal and the thermal head driving IC are connected to the buffer. The thermal head according to
In the present invention, even when a high-speed clock signal is input to the clock terminal, the clock signal is temporarily received by the buffer IC and then supplied to the thermal head driving IC. It is possible to prevent the waveform from being disturbed. Therefore, since a thermal head can be used to print the error-free clock signal, characters and figures can be accurately printed on the print paper.
また、請求項3に記載の発明は、前記クロック信号の周波数が25MHz以上100MHz以下であることを特徴とする請求項2に記載のサーマルヘッドである。
本発明では、クロック信号の周波数として25MHz以上100MHz以下を使用するようにしたので、サーマルヘッド駆動用ICを高速に駆動することが可能となり、プリント用紙に文字や図形などを高速に印刷することができる。
The invention according to
In the present invention, since the frequency of the clock signal is 25 MHz or more and 100 MHz or less, the thermal head driving IC can be driven at high speed, and characters and figures can be printed on the printing paper at high speed. it can.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれかの項に記載のサーマルヘッドを備えたプリンタである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a printer comprising the thermal head according to any one of the first to third aspects.
本発明によれば、高速な印刷を行なう場合であっても、サーマルヘッド駆動用ICへ供給する制御信号の波形を乱さずに、文字や図形等を正常に印刷することができる。 According to the present invention, even when high-speed printing is performed, characters, figures, and the like can be printed normally without disturbing the waveform of the control signal supplied to the thermal head driving IC.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態によるプリンタが備えるサーマルヘッドの構成を示す断面図である。放熱板13a上には、セラミックス基板6aが設置されている。また、放熱板13a上であって、セラミックス基板6aが設置されていない領域上の一部には、プリント基板9aが設置されている。
セラミックス基板6a上には、一部の領域が凸状に隆起したグレーズ層1aが形成されている。グレーズ層1a上には、グレーズ層1aを覆うようにして発熱抵抗体層2aが形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a thermal head included in the printer according to the first embodiment of the present invention. A
On the
発熱抵抗体層2aの領域上の一部には、個別電極3aが形成されている。また、発熱抵抗体層2aの領域上であって、個別電極3aが形成されていない領域上の一部には、共通電極4aが形成されている。
発熱抵抗体層2a、個別電極3a、共通電極4aを覆うようにして保護膜5が形成されている。
An
A
一方、プリント基板9aの領域上の一部には、サーマルヘッド駆動用IC(Integrated Circuit)・7aが設置されている。
また、プリント基板9aの領域上の一部であって、サーマルヘッド駆動用IC・7aが設置されていない領域上には、バッファIC・11aが設置されている。
プリント基板9aの下面の領域の一部からは、コネクタ8aが突出している。コネクタ8aは、プリンタが内蔵する制御回路などに電気的に接続される。
個別電極3aとサーマルヘッド駆動用IC・7aとは、ワイヤボンド10aにより電気的に接続されている。また、サーマルヘッド駆動用IC・7aとバッファIC・11aとは、ワイヤボンド10bにより電気的に接続されている。また、バッファIC・11aとコネクタ8aとは、電気的に接続されている。
On the other hand, a thermal head driving IC (Integrated Circuit) 7a is provided on a part of the printed
Further, a
A connector 8a protrudes from a part of the lower surface area of the printed
The
図2は、本発明の第1の実施形態によるプリンタの構成の一部の等価回路図である。プリンタは、制御回路とサーマルヘッドとを備えており、それらはケーブルを介して電気的に接続されている。
制御回路は、CPU(Central Processing Unit)・21、I/F(Interface)・22、コネクタ23を備えている。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a part of the configuration of the printer according to the first embodiment of the present invention. The printer includes a control circuit and a thermal head, which are electrically connected via a cable.
The control circuit includes a CPU (Central Processing Unit) 21, an I / F (Interface) 22, and a
CPU・21は、プリンタに接続されるPC(Personal Computer)などが出力する制御信号や、文字や図形等の印刷データ情報などを、I/F・22に出力する。
I/F・22は、CPU・21が出力するシリアル信号を、パラレル信号に変換して、コネクタ23の端子23a、・・・23u、23v、23w、23x、23x、23y、23zに出力する。なお、コネクタ23の端子数zは、2以上の整数である。
I/F・22とコネクタ23との間には、フェライトビーズ24が接続されている。フェライトビーズ24は、I/F・22から端子23vに出力される信号に含まれる高周波成分などのノイズを取り除くための素子である。
The
The I / F • 22 converts the serial signal output from the CPU • 21 into a parallel signal and outputs the parallel signal to the
A
サーマルヘッドは、コネクタ31、バッファIC・32、サーマルヘッド駆動用IC・7a、・・・7z、発熱抵抗体7a1、・・・、7an、・・・、7z1、・・・、7znを備えている。なお、コネクタ31の端子数zは、2以上の整数である。
コネクタ31は、端子31a、・・・、31u、31v、31w、31x、31y、31zを備えており、制御回路の端子23a、・・・23u、23v、23w、23x、23x、23y、23zとそれぞれフェライトコア40を介して、電気的に接続されている。フェライトコア40は、端子23a〜23zからそれぞれ端子31a〜31zに出力される信号に含まれる高周波成分などのノイズを取り除くための素子である。
The thermal head includes a
The
端子23a〜23zは、端子31a〜31zに対して、それぞれ、印刷データ(DATA1〜DATAn)、クロック信号(CLOCK)、ラッチ信号(LATCH)、ストローブ信号(STROBE)、Vdd、LogicGNDなどの信号を出力する。クロック信号の周波数は、例えば、25MHz以上100MHz以下の周波数が用いられる。
The
サーマルヘッド駆動用IC・7a、・・・、7zは、コネクタ31の各端子31a〜31zに電気的に接続されている。また、サーマルヘッド駆動用IC・7a〜7zは、それぞれ発熱抵抗体7a1〜7an、・・・、7z1〜7znに電気的に接続されている。なお、ここでは、サーマルヘッド駆動用ICに接続される発熱抵抗体の数であるnは2以上の整数である。
The thermal
サーマルヘッド駆動用IC・7a〜7zは、コネクタ31が出力する制御信号に基づいて、それぞれ発熱抵抗体7a1〜7an、・・・、7z1〜7znの温度を制御する。
コネクタ31の端子31vは、制御信号の1つであるクロック信号を、制御回路の端子23v(クロック端子)から受信する。サーマルヘッド駆動用IC・7a〜7zと端子31vとは、バッファIC・11aを介して電気的に接続されている。バッファIC・11aは、端子31が出力するクロック信号を一旦受信してサーマルヘッド駆動用IC・7a〜7zに供給することにより、クロック信号の波形が乱れることを防ぐ。
The thermal
The terminal 31v of the
図3は、本発明の第2の実施形態によるプリンタが備えるサーマルヘッドの構成を示す断面図である。放熱板13b上には、セラミックス基板6bが設置されている。また、放熱板13b上であって、セラミックス基板6bが設置されていない領域上の一部には、プリント基板9bが設置されている。
セラミックス基板6b上には、一部の領域が凸状に隆起したグレーズ層1bが形成されている。グレーズ層1b上には、グレーズ層1bの一部を覆うようにして発熱抵抗体層2bが形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the thermal head provided in the printer according to the second embodiment of the present invention. A ceramic substrate 6b is installed on the
On the ceramic substrate 6b, a glaze layer 1b in which a part of the region is raised in a convex shape is formed. A
発熱抵抗体層2bの領域上の一部には、個別電極3bが形成されている。また、発熱抵抗体層2bの領域上であって、個別電極3bが形成されていない領域上の一部には、共通電極4bが形成されている。
発熱抵抗体層2b、個別電極3b、共通電極4bを覆うようにして保護膜5bが形成されている。
An
A
一方、個別電極3b上には、フリップチップボード12a、12bを介してサーマルヘッド駆動用IC・14bが設置されている。個別電極3bとサーマルヘッド駆動用IC・14bとは、フリップチップボード12a、12bにより電気的に接続されている。
また、プリント基板9bの領域上の一部には、バッファIC・11bが設置されている。
プリント基板9bの下面の領域の一部からは、コネクタ8bが突出している。コネクタ8bは、プリンタが内蔵する制御回路などに電気的に接続される。
On the other hand, a thermal
In addition, a buffer IC · 11b is provided in a part of the printed
A
サーマルヘッド駆動用IC・14bとバッファIC・11bとは、ワイヤボンド10cにより電気的に接続されている。また、バッファIC・11bとコネクタ8bとは、電気的に接続されている。
なお、本発明の第2の実施形態によるプリンタの構成の一部の等価回路図は、第1の実施形態によるプリンタ(図2参照)と同じであるため、その説明を省略する。
The thermal
Note that an equivalent circuit diagram of a part of the configuration of the printer according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the printer according to the first embodiment (see FIG. 2), and a description thereof will be omitted.
なお、上述した第1の実施形態(又は第2の実施形態)では、サーマルヘッド駆動用IC・7a(又はサーマルヘッド駆動用IC・14b)と、個別電極3a(又は個別電極3b)、バッファIC・11a(又はバッファIC・11b)とを、それぞれワイヤボンド10a(又はフリップチップボンド12a)、ワイヤボンド10b(又はワイヤボンド10c)を介して電気的に接続するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、ワイヤボンドやフリップチップボンドの代わりに半田付け等を介して電気的に接続するようにしてもよい。
In the first embodiment (or the second embodiment) described above, the thermal
また、バッファIC・11a(又はバッファIC・11b)としては、例えば、テキサスインスツルメンツ(Texas Instruments)社製のSN74LVC1G17DBV/DCKやSN74LVC1G06DBV/DCKを用いることができる。
バッファIC・11a(又はバッファIC・11b)は、最終的にバッファの機能を持てば良く、いわゆるバッファの機能を持つゲートICを使用するだけでなく、NOT、AND、OR、NAND、NORなどの各種ゲートで代用したり、これらの組合せで実現してもよい。
また、本発明の第1の実施形態(又は第2の実施形態)では、プリント基板9a(又はプリント基板9b)上にバッファIC・11a(又はバッファIC・11b)が設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、バッファIC・11a(又はバッファIC・11b)を、プリント基板9a(又はプリント基板9b)の裏面に設けるようにしてもよい。
As the
The buffer IC · 11a (or buffer IC · 11b) only needs to finally have a buffer function. In addition to using a gate IC having a so-called buffer function, NOT, AND, OR, NAND, NOR, etc. Various gates may be substituted, or a combination thereof may be realized.
In the first embodiment (or the second embodiment) of the present invention, a case where the
図4は、本発明の実施形態によるバッファIC・11a(又はバッファIC・11b)の機能を説明するための図である。この図において、横軸は時間t(sec)を示しており、縦軸は電圧V(Volt)を示している。
グラフg1は、本発明の第1の実施形態(又は第2の実施形態)によるプリンタ(図2参照)を用いた場合におけるバッファIC・11a(又はバッファIC・11b)から出力される信号の波形を示している。
一方、グラフg2は、従来の技術によるプリンタ(図5参照)を用いた場合におけるコネクタ61の端子vから出力される信号の波形を示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining functions of the
The graph g1 shows the waveform of the signal output from the
On the other hand, a graph g2 shows a waveform of a signal output from the terminal v of the
ここで、電圧V1(Volt)は、サーマルヘッド駆動用ICを駆動させるための上限の閾値(第1の閾値)を示している。また、電圧V2(Volt)は、サーマルヘッド駆動用ICを駆動させるための下限の閾値(下限の閾値)を示している。
バッファIC・11a(又はバッファIC・11b)は、入力インピーダンスを高くすることができて、出力インピーダンスは低いため、フェライトビーズ24のインピーダンスが高くなり、サーマルヘッド駆動用IC・7a〜7zの入力インピーダンスが低くなっても、プリンタの制御回路が出力するクロック信号を乱れることなくサーマルヘッド駆動回路に供給することができる。これにより、本発明の実施形態によるプリンタでは、バッファICによってクロック信号が所定時間蓄積されるため、振幅が増幅される。つまり、バッファICは、プリンタの制御回路が出力するクロック信号の波形の山(時間t=t1、t3、t5(sec))が上限の閾値V1よりも大きくなるように、かつ、プリンタの制御回路が出力するクロック信号の波形の谷(時間t=t2、t4(sec))が下限の閾値よりも小さくなるように制御する。
これにより、確実にクロック信号を利用してサーマルヘッドにより印刷することができるため、プリント用紙に印刷画像を乱れることなく印刷することができる。
Here, the voltage V1 (Volt) represents an upper limit threshold value (first threshold value) for driving the thermal head driving IC. The voltage V2 (Volt) indicates a lower limit threshold (lower limit threshold) for driving the thermal head driving IC.
Since the buffer IC · 11a (or buffer IC · 11b) can increase the input impedance and the output impedance is low, the impedance of the
As a result, since it is possible to reliably print with the thermal head using the clock signal, it is possible to print the print image on the print paper without being disturbed.
一方、従来の技術によるプリンタでは、振幅が増幅されない。つまり、バッファIC・11a(又はバッファIC・11b)の出力インピーダンスは低くなり、フェライトビーズ24のインピーダンスが高くなることの影響により波形が乱れる。よって、プリンタの制御回路から出力されるクロック信号の波形の谷(時間t=t4(sec))が下限の閾値(2(Volt))よりも大きくなってしまい、クロック信号を利用することができない場合があり、プリント用紙に印刷する文字や図形などが乱れることがある。
On the other hand, the amplitude of the conventional printer is not amplified. That is, the output impedance of the buffer IC · 11a (or the buffer IC · 11b) becomes low, and the waveform is disturbed by the influence of the high impedance of the
このように、従来の技術では、サーマルヘッド駆動用IC・7a〜7zが受信するクロック信号の波形の振幅が小さくなり、クロック信号の振幅が上限の閾値よりも大きくならない場合や、下限の閾値よりも小さくならない場合があり、クロック信号と同期して入力されるデータが有効にならず、ドット抜けなどの印字不良が発生するという問題があった。
As described above, according to the conventional technique, the amplitude of the waveform of the clock signal received by the thermal
これに対して、本発明の第1又は第2の実施形態によるプリンタでは、プリンタの制御回路からクロック信号が入力される端子31vと、サーマルヘッド駆動用IC・7aとの間にバッファIC・11aを接続するようにしたため、クロック端子31vから高速なクロック信号が入力される場合であっても、クロック信号をバッファIC・11aで一旦受信してからサーマルヘッド駆動用IC・7a〜7zに供給することができるため、クロック信号の受信に誤りが生じることを防ぐことができる。よって、誤りのないクロック信号を利用してサーマルヘッドにより印刷することができるため、文字や図形などを乱れることなくプリント用紙に印刷することができる。
On the other hand, in the printer according to the first or second embodiment of the present invention, the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
1a、1b・・・グレーズ層、2a、2b・・・発熱抵抗体層、3a、3b・・・個別電極、4a、4b・・・共通電極、5a、5b・・・保護膜、6a、6b・・・セラミックス基板、7a〜7z・・・サーマルヘッド駆動用IC、7a1〜7zn・・・発熱抵抗体、8a、8b・・・コネクタ、9a、9b・・・プリント基板、10a〜10c・・・ワイヤボンド、11a、11b・・・バッファIC、12a、12b・・・フリップチップボンド、13a、13b・・・放熱板、21・・・CPU、22・・・I/F、23・・・コネクタ、23a〜23z・・・端子、24・・・フェライトビーズ、31・・・コネクタ、31a〜31z・・・端子、40・・・フェライトコア 1a, 1b ... Glaze layer, 2a, 2b ... heating resistor layer, 3a, 3b ... individual electrode, 4a, 4b ... common electrode, 5a, 5b ... protective film, 6a, 6b ... Ceramic substrate, 7a-7z ... Thermal head drive IC, 7a1-7zn ... Heating resistor, 8a, 8b ... Connector, 9a, 9b ... Printed circuit board, 10a-10c ... Wire bond, 11a, 11b ... Buffer IC, 12a, 12b ... Flip chip bond, 13a, 13b ... Heat sink, 21 ... CPU, 22 ... I / F, 23 ... Connector, 23a-23z ... terminal, 24 ... ferrite bead, 31 ... connector, 31a-31z ... terminal, 40 ... ferrite core
Claims (4)
前記コネクタが受信した制御信号に基づいて複数の発熱抵抗体の加熱を制御するサーマルヘッド駆動用ICとを備えるサーマルヘッドであって、
前記コネクタが受信した制御信号を前記サーマルヘッド駆動用ICに出力し、前記制御回路と前記サーマルヘッド駆動用ICとの間の緩衝器となるバッファICを備えることを特徴とするサーマルヘッド。 A connector for receiving a control signal from the control circuit of the printer;
A thermal head comprising a thermal head driving IC that controls heating of a plurality of heating resistors based on a control signal received by the connector;
A thermal head comprising: a buffer IC that outputs a control signal received by the connector to the thermal head driving IC and serves as a buffer between the control circuit and the thermal head driving IC.
前記クロック端子と前記サーマルヘッド駆動用ICとを、前記バッファICを介して接続したことを特徴とする請求項1に記載のサーマルヘッド。 The connector includes a clock terminal that receives a clock signal as the control signal from the control circuit of the printer,
2. The thermal head according to claim 1, wherein the clock terminal and the IC for driving the thermal head are connected via the buffer IC.
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