JP2019084718A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】回路部品の発熱による環境温度の測定への影響を軽減したサーマルプリンタを提供する。【解決手段】サーマルプリンタ（１）は、サーマルヘッドを構成する部品が実装されるサーマルヘッド用基板（４ａ）と、サーマルヘッドを構成する部品以外の回路部品が実装されており、実装面が長方形の回路基板（２０）と、回路基板に実装される温度センサ（２１）とを有し、回路部品は、１つ又は複数の第１回路部品（３１Ａ〜３２Ｇ）と、第１回路部品よりも相対的な発熱温度が低い第２回路部品（２２）とを有し、回路基板の長辺方向において、温度センサは、第２回路部品よりも回路基板における一方の短辺（Ｌ１）側に配置され、第１回路部品のうちの少なくとも１つは、第２回路部品よりも回路基板における他方の短辺（Ｌ２）側に配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、サーマルプリンタに関する。

サーマルプリンタでは、プリンタが置かれた環境の温度（環境温度）とサーマルヘッドの温度（ヘッド温度）に応じて印刷濃度が変化する。印刷濃度を一定にするためには、これらの温度を測定し、それに応じてサーマルヘッドへの印加エネルギー（通電時間）を制御する必要がある。サーマルヘッド内の基板に温度センサを配置すればヘッド温度は測定できるが、印刷時にサーマルヘッド自体の温度が上昇するので、サーマルヘッド内の温度センサは環境温度の測定には不向きである。このため、プリンタ内のメインの回路基板（制御基板）にも温度センサを配置し、ヘッド温度と環境温度の両方を測定して、これらの測定値に基づいてサーマルヘッドへの印加エネルギーを制御することが考えられる（例えば、特許文献１，２を参照）。

特開２００６−１８４１２９号公報 特開２００９−０７８３８５号公報

プリンタの回路基板上の回路部品には発熱するものがあり、発熱量は回路部品によって異なる。例えば、電源回路又はモータ駆動回路を構成する回路部品には発熱量が多いものがあるため、回路基板上に温度センサを配置する場合には、そうした回路部品の発熱が環境温度の測定に影響し得る。

そこで、本発明は、回路部品の発熱による環境温度の測定への影響を軽減したサーマルプリンタを提供することを目的とする。

サーマルヘッドを構成する部品が実装されるサーマルヘッド用基板と、サーマルヘッドを構成する部品以外の回路部品が実装されており、実装面が長方形の回路基板と、回路基板に実装される温度センサとを有し、回路部品は、１つ又は複数の第１回路部品と、第１回路部品よりも相対的な発熱温度が低い第２回路部品とを有し、回路基板の長辺方向において、温度センサは、第２回路部品よりも回路基板における一方の短辺側に配置され、第１回路部品のうちの少なくとも１つは、第２回路部品よりも回路基板における他方の短辺側に配置されていることを特徴とするサーマルプリンタが提供される。

第２回路部品は、少なくとも、温度センサに接続されて、温度を測定する機能を実現するセンサ接続ＩＣを含むことが好ましい。

第１回路部品は、回路基板に実装される回路部品に電源を供給する電源回路を構成する回路部品、又は、モータを駆動するモータ駆動回路を構成する回路部品の少なくともいずれかを含むことが好ましい。

温度センサの中心と、１つの第１回路部品の中心とが、回路基板を長辺方向に２等分する仮想直線を挟んで配置されるか、又は、複数の第１回路部品のうち、回路基板の一方の短辺に最も近いものと、回路基板の他方の短辺に最も近いものとの中間位置が、温度センサの中心位置に対して、回路基板を長辺方向に２分割する仮想直線を挟んで配置されていることが好ましい。

温度センサの中心と、１つの第１回路部品の中心とが、回路基板を短辺方向に２等分する仮想直線を挟んで配置されるか、又は、複数の第１回路部品のうち、回路基板の一方の長辺に最も近いものと、回路基板の他方の長辺に最も近いものとの中間位置が、温度センサの中心位置に対して、回路基板を短辺方向に２分割する仮想直線を挟んで配置されていることが好ましい。

温度センサの中心と、１つ又は複数の第１回路部品のそれぞれの中心とが、回路基板の中心を通り直交する２つの仮想直線で回路基板を４つの領域に分割したときに、回路基板の中心を挟んで互いに対向する２つの対向領域に分かれて配置されていることが好ましい。

温度センサの中心と、１つの第１回路部品の中心又は複数の第１回路部品をすべて含む最小の長方形領域の中心との距離が、回路基板の短辺方向に温度センサと１つの第１回路部品又は長方形領域とを配置したときの、両者の中心同士の離間可能な距離よりも長いことが好ましい。

回路部品は、温度センサには接続されないセンサ非接続ＩＣをさらに含み、センサ接続ＩＣは、センサ非接続ＩＣよりも温度センサに近い位置に配置されていることが好ましい。

サーマルプリンタは、筐体内で回路基板が収納される空間の上端の少なくとも一部を画定する壁部をさらに有し、第１回路部品のうちの少なくとも１つの側における壁部の少なくとも一部は、壁部の平面視における第１回路部品のうちの少なくとも１つと温度センサとの間の位置よりも、回路基板に対して高い位置にあることが好ましい。

温度センサの側における壁部の少なくとも一部は、壁部の平面視における第１回路部品のうちの少なくとも１つと温度センサとの間の位置よりも、回路基板に対して高い位置にあることが好ましい。

サーマルプリンタは、印刷用のロール紙を収容する収容部をさらに有し、壁部は収容部の底部を兼ねていることが好ましい。

サーマルヘッドの温度を測定するヘッド用温度センサと、ヘッド用温度センサが測定した温度とサーマルヘッドに印加する印加エネルギーとの対応関係を定める演算式又は対応表データを記憶する記憶部と、演算式又は対応表データから得られる印加エネルギーを、温度センサとヘッド用温度センサとが測定した温度の差に基づいて補正する制御部とをさらに有することが好ましい。

上記のサーマルプリンタによれば、回路部品の発熱による環境温度の測定への影響が軽減される。

プリンタ１の斜視図である。 プリンタ１の斜視図である。 プリンタ１の断面図である。 回路基板２０を点線で示したプリンタ１の底面図である。 回路基板２０の上面図である。 回路基板２０の裏面図である。 プリンタ１のブロック図である。 回路基板２０上の回路部品３０の好ましい配置を説明するための図である。 回路基板２０上の回路部品３０の好ましい配置を説明するための図である。 本体２ｂ内の底部５０の形状を説明するための図である。 印刷時の印加エネルギーの補正処理を説明するためのグラフである。

以下、図面を参照しつつ、サーマルプリンタについて説明する。ただし、本発明は図面又は以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。

図１及び図２は、プリンタ１の斜視図である。図３は、プリンタ１の断面図である。プリンタ１は、筐体２の内部に、用紙収容部３、サーマルヘッド４、プラテンローラ５、用紙検出センサ６などを有する。プリンタ１は、感熱紙であるロール紙３ａにサーマルヘッド４から熱を加えて発色させることにより印刷（印字）を行う感熱式プリンタ（サーマルプリンタ）である。

筐体２は、上側のカバー２ａと下側の本体２ｂとで構成される。カバー２ａは、プリンタ１の背面側の端部が本体２ｂに軸支されることにより、本体２ｂに対して回動可能に連結されている。カバー２ａが本体２ｂに対して閉じられたときに、筐体２は全体として略直方体の形状を有する。図３に示すように、筐体２の前面側におけるカバー２ａと本体２ｂとの境界部分には、印刷物をプリンタ１の外部に排出するための排出口２ｃが設けられている。図１及び図２では、カバー２ａを上方に開いて筐体２の内部が露出した状態を示している。図１では、ロール紙３ａが用紙収容部３に収容された状態を、図２では、ロール紙３ａが用紙収容部３から取り除かれた状態を、それぞれ示している。図３では、カバー２ａを閉じたときの、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったプリンタ１の断面を示している。

用紙収容部３は、ロール状に巻かれたロール紙３ａを収容するとともに、ロール紙３ａの軸を回転可能に保持する。用紙収容部３は収容部の一例であり、本体２ｂ内の底部５０の上側に設けられている。

サーマルヘッド４は、カバー２ａ内におけるプリンタ１の前面付近において、本体２ｂ内のプラテンローラ５に対向する位置に配置されている。サーマルヘッド４は、プリンタ１の幅方向に沿って複数の発熱体が配列したサーマルヘッド用基板４ａで構成される。サーマルヘッド４は、印刷時に、ロール紙３ａを間に挟んでプラテンローラ５に対して押圧され、印刷データに応じて各発熱体に選択的に通電してロール紙３ａを加熱することで、ロール紙３ａに画像又は文字を印刷する。サーマルヘッド用基板４ａの中央付近には、サーマルヘッド４の温度（ヘッド温度）を測定するためのサーミスタ（ヘッド用温度センサ）である温度センサ４ｂが設けられている。

プラテンローラ５は、プリンタ１の幅方向を軸方向とする略円柱形状のローラであり、本体２ｂ内の前面付近に配置されている。プラテンローラ５は、ロール紙３ａの搬送時及び印刷時に、サーマルヘッド４によって押圧されるロール紙３ａを下側から支持する。プラテンローラ５は本体２ｂに回動可能に保持されており、プラテンローラ５の軸の一端には、図示しないギア列を介して用紙搬送モータ７（図７（Ａ）を参照）が連結されている。プラテンローラ５は、サーマルヘッド４との間にロール紙３ａを挟んだ状態で、用紙搬送モータ７の駆動力を受けて回転することにより、ロール紙３ａの端部を排出口２ｃに向けて搬送する。

用紙検出センサ６は、ロール紙３ａの有無及びロール紙３ａ上の位置を検出するためのセンサであり、本体２ｂにおける用紙収容部３とプラテンローラ５の間に配置されている。用紙検出センサ６は、発光部と、発光部から出射されロール紙３ａを透過した光又はロール紙３ａで反射した光を受光する受光部とを有し、ロール紙３ａ上に形成された切欠き又は黒色マークなどの目印を、受光された光の強度変化に応じて検出する。プリンタ１は、用紙検出センサ６の検出結果に応じてロール紙３ａの搬送量を制御することで、ロール紙３ａ上の被印刷領域をサーマルヘッド４による印刷位置に位置決めする。

図４は、回路基板２０を点線で示したプリンタ１の底面図である。図４の矢印Ａは、プリンタ１から印刷物が排出される方向を示している。図３及び図４に示すように、プリンタ１は、本体２ｂ内の背面側における底部５０よりもさらに下側に、サーマルヘッドを構成する部品以外の回路部品が実装される回路基板２０を有する。プリンタ１を下方から見たときに、回路基板２０は本体２ｂの底面により隠れているが、図４では、回路基板２０の位置を破線で示している。回路基板２０の外形形状は特に限定されないが、プリンタ１の回路基板２０は長方形の実装面を有する。

図５は回路基板２０の上面図であり、図６は回路基板２０の裏面図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、プリンタ１のブロック図である。

図７（Ａ）に示すように、プリンタ１は、筐体２内における回路基板２０とは別の位置に、用紙搬送モータ７、カッタ駆動モータ８及びモータドライバ９を有する。用紙搬送モータ７はプラテンローラ５を回転させるためのモータであり、カッタ駆動モータ８は、ロール紙３ａの印刷領域の後端を切断するカッタを駆動するためのモータである。モータドライバ９は、カッタ駆動モータ８を駆動するためのＤＣモータドライバである。

図５及び図６に示すように、回路基板２０上には、温度センサ２１、ＣＰＵ２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４、及びその他の回路部品３１Ａ〜３１Ｃ，３２Ａ〜３２Ｇが実装されている。このうち、回路部品３１Ｂ，３１Ｃ，３２Ｇは回路基板２０の裏面に、残りは回路基板２０の上面に実装されている。実際には、回路基板２０上には上記したものの他にも様々な回路部品が実装されているが、図５及び図６では、こうした回路部品のうちで以下の説明に必要な一部のものだけを図示している。図４及び図５から分かるように、回路基板２０の２つの長辺Ｌ３，Ｌ４は本体２ｂの前面及び背面にそれぞれ面し、回路基板２０の２つの短辺Ｌ１，Ｌ２は本体２ｂの他の２つの側面に面している。なお、図６では、回路基板２０の上面に実装されている温度センサ２１の位置を点線で示している。

温度センサ２１は、プリンタ１が置かれた環境の温度（環境温度）を測定するためのサーミスタであり、回路基板２０の一方の短辺Ｌ１及び長辺Ｌ３で形成される角部付近に配置されている。プリンタ１では、サーマルヘッド４の温度センサ４ｂとは別に、環境温度の測定用の温度センサ２１が回路基板２０上に設けられている。

ＣＰＵ（マイコン）２２は、制御部の一例であり、プリンタ１の動作を制御する。特に、ＣＰＵ２２は、温度センサ４ｂ，２１に接続されるセンサ接続ＩＣであり、ヘッド温度及び環境温度を測定する機能を実現する。ＣＰＵ２２は、サーマルヘッド４、モータドライバ９及び回路部品（モータドライバ）３１Ａに対して制御信号を出力し、サーマルヘッド４、用紙搬送モータ７及びカッタ駆動モータ８を駆動させる。

ＲＡＭ２３及びＲＯＭ２４は、記憶部の一例であり、プリンタ１の動作に必要な情報を記憶する。ＲＡＭ２３は、温度センサ２１には接続されないセンサ非接続ＩＣ（例えば、ＳＤＲＡＭ）であり、バス（データバス及びアドレスバス）２６を介してＣＰＵ２２に接続されている。ＲＡＭ２３は回路基板２０の中央付近に配置され、ＣＰＵ２２は温度センサ２１とＲＡＭ２３の間に配置され、ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２２よりも、回路基板２０の長辺Ｌ３とは反対側の長辺Ｌ４に近い側に配置されている。ＣＰＵ２２及びＲＡＭ２３は、相対的に発熱温度が低い第２回路部品の一例である。ただし、ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２２よりも発熱温度が低ければ、第２回路部品に含める必要はない。

図４〜図６の符号２５は、電源ケーブルが接続される電源ジャック、ＵＳＢケーブル及びＬＡＮケーブルなどが接続されるコネクタ、並びに電源スイッチ及び設定スイッチなどの配置位置を示している。回路基板２０では、こうしたコネクタ及びスイッチは、長辺Ｌ４側（すなわち、本体２ｂの背面側）に実装されている。

回路部品３１Ａ〜３１Ｃは、用紙搬送モータ７を駆動するモータ駆動回路を構成する回路部品である。回路部品３１Ａはステッピングモータドライバであり、回路部品３１Ｂ，３１Ｃはそのモータドライバに接続される抵抗器である。

回路部品３２Ａ〜３２Ｇは、回路基板２０に実装される各回路部品に電源を供給する電源回路を構成する回路部品である。特に、回路部品３２Ａ，３２Ｂは電源ＩＣであり、回路部品３２ＣはＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である。また、回路部品３２Ｄ〜３２Ｇは、電源ＩＣやＦＥＴ以外のＩＣ、抵抗器、インダクタ、ダイオードなどである。図７（Ｂ）に示すように、例えば、回路基板２０上の電源ジャックに２４Ｖの直流電圧が入力されると（符号２５Ａ）、この電圧は、符号３２Ａの電源ＩＣにより５Ｖに変換され、さらに符号３２Ｂの電源ＩＣにより１．２５Ｖ及び３．３Ｖに変換されて、ＣＰＵ２２、ＲＡＭ２３及びＲＯＭ２４に供給される。符号３２ＣのＦＥＴは、サーマルヘッド４、用紙搬送モータ７及びカッタ駆動モータ８への電源供給のスイッチとして機能する。

回路部品３１Ａ〜３１Ｃ，３２Ａ〜３２Ｇは、ＲＡＭ２３よりも、回路基板２０の他方の短辺Ｌ２及び長辺Ｌ４で形成される角部に近い側に配置されている。回路基板２０上の回路部品の中でも、モータ駆動回路及び電源回路を構成するこれらの回路部品は、特に発熱量が多い。回路部品３１Ａ〜３１Ｃ，３２Ａ〜３２Ｇは、ＣＰＵ２２及びＲＡＭ２３などの第２回路部品よりも相対的な発熱温度が高い第１回路部品の一例である。以下では、回路部品３１Ａ〜３１Ｃ，３２Ａ〜３２Ｇを区別せず、単に「回路部品３０」ということがある。

ただし、電源回路を構成する回路部品や、モータ駆動回路を構成する回路部品であっても、必ずしも、無条件にすべてが第１回路部品ではない。前述の通り、ＣＰＵ２２及びＲＡＭ２３などの第２回路部品よりも相対的な発熱温度が高い回路部品が第１回路部品である。したがって、例えば、電源ＩＣ及びＦＥＴ以外のＩＣや、抵抗器、インダクタ、ダイオードなどで構成される回路部品３１Ｂ，３１Ｃ，３２Ｄ〜３２Ｇなどは、発熱温度が相対的に第２回路部品よりも低ければ、第１回路部品には含まれない。

例えばホストコンピュータからプリンタ１に印刷指示が入力されると、プリンタ１では、用紙搬送モータ７によりプラテンローラ５が駆動され、プラテンローラ５の回転により、ロール紙３ａの端部が用紙収容部３から引き出されて搬送される。続いて、サーマルヘッド４によりロール紙３ａ上に画像又は文字などが印刷（印字）される。その印刷領域は、プラテンローラ５の回転により排出口２ｃの外まで搬送され、カッタ駆動モータ８により駆動されるカッタで印刷領域の後端が切断されることで、印刷物として排出される。

図５に示すように、プリンタ１では、温度センサ２１は、回路基板２０の長辺方向において、ＣＰＵ２２及びＲＡＭ２３よりも回路基板２０における一方の短辺Ｌ１側に配置されている。また、回路部品３１Ａ〜３１Ｃ，３２Ａ〜３２Ｇ（回路部品３０）は、回路基板２０の長辺方向において、ＣＰＵ２２及びＲＡＭ２３よりも、回路基板２０における他方の短辺Ｌ２側に配置されている。すなわち、発熱量が多い（発熱温度が高い）回路部品３０と温度センサ２１とは、互いに回路基板２０上の対角位置に配置されている。発熱量が中程度で温度センサ２１に接続されるＣＰＵ２２は、回路基板２０上で、温度センサ２１と回路部品３０との間に配置されている。このように、温度センサ２１と回路部品３０とを離間させることにより、環境温度を検出する際の回路部品３０の発熱の影響が軽減される。

回路基板２０上では、温度センサ２１に接続されるＣＰＵ２２は、温度センサ２１に接続されないＲＡＭ２３よりも温度センサ２１に近い位置に配置されている。このように、センサ接続ＩＣを温度センサ２１の近くに配置することにより、回路基板２０上に温度センサ２１を設けるための配線を簡素化することができる。

図８（Ａ）〜図９（Ｄ）は、回路基板２０上の回路部品３０の好ましい配置を説明するための図である。これらの図では、一例として、温度センサ２１と回路部品３０のうちの１つ又は３つについて、回路基板２０上の配置位置を示している。回路部品３０のうちの少なくとも１つ又は複数の配置位置は、図８（Ａ）〜図９（Ｄ）のいずれかに示した通りであることが好ましい。

図８（Ａ）に示すように、少なくとも１つの回路部品３０は、回路基板２０を長辺方向に２等分する仮想直線Ｌ５を挟んで、温度センサ２１とは反対側に配置されていることが好ましい。あるいは、図８（Ｂ）に示すように、複数の回路部品３０のうち、回路基板２０の一方の短辺Ｌ１に最も近いものと、回路基板２０の他方の短辺Ｌ２に最も近いものとの中間位置Ｐ１は、仮想直線Ｌ５を挟んで、温度センサ２１とは反対側に配置されていることが好ましい。このような配置であれば、温度センサ２１と、１つの回路部品３０の配置位置又は複数の回路部品３０の全体の配置領域とを、回路基板２０の長辺方向に離間させることができる。図８（Ｂ）と図８（Ｄ）では、回路部品３０の配置位置を分かりやすくするために、回路部品３０が３つの場合の例を示している。

また、図８（Ｃ）に示すように、少なくとも１つの回路部品３０は、回路基板２０を短辺方向に２等分する仮想直線Ｌ６を挟んで、温度センサ２１とは反対側に配置されていることが好ましい。あるいは、図８（Ｄ）に示すように、複数の回路部品３０のうち、回路基板２０の一方の長辺Ｌ３に最も近いものと、回路基板２０の他方の長辺Ｌ４に最も近いものとの中間位置Ｐ２は、仮想直線Ｌ６を挟んで、温度センサ２１とは反対側に配置されていることが好ましい。このような配置であれば、温度センサ２１と、１つの回路部品３０の配置位置又は複数の回路部品３０の全体の配置領域とを、回路基板２０の短辺方向に離間させることができる。

図９（Ａ）は、図８（Ａ）と図８（Ｃ）に示した両方の条件を満たす配置を示し、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）と図８（Ｄ）に示した両方の条件を満たす配置を示す。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では、回路基板２０の中心を通り直交する２つの仮想直線Ｌ５，Ｌ６で、回路基板２０の実装面が４つの長方形の領域Ｒ１〜Ｒ４に分割されている。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、温度センサ２１と、１つ又は複数の回路部品３０とは、領域Ｒ１〜Ｒ４のうちで、回路基板２０の中心を挟んで互いに対向する２つの領域（対向領域）Ｒ１，Ｒ３に分かれて配置されていることが好ましい。このような配置であれば、温度センサ２１と、１つの回路部品３０の配置位置又は複数の回路部品３０の全体の配置領域とが、回路基板２０の対角方向又はそれに近い方向に離間する。このため、より効果的に、回路部品３０の発熱による環境温度の測定への影響を軽減させることができる。

一般に、個々の回路部品にはある程度の大きさがあり、図示しない他の回路部品との配置位置の関係もあるため、一部の回路部品３０は、仮想直線Ｌ５又はＬ６に跨って配置されていてもよい。このため、各回路部品３０の中心位置が、図８（Ａ）〜図９（Ｂ）に示した条件を満たすように配置されていればよい。

図９（Ａ）に示した配置であれば、図９（Ｃ）に示すように、温度センサ２１の中心と１つの回路部品３０の中心との距離ｄは、回路基板２０の短辺方向に温度センサ２１とその回路部品３０とを配置したときの、両者の中心同士の離間可能な距離ｄ’よりも長くなる。複数の回路部品３０についても、図９（Ｂ）に示した配置であれば、それらの回路部品３０の中心と温度センサ２１の中心との距離について、同じことが言える。図９（Ｄ）に示すように、温度センサ２１の中心と複数の回路部品３０をすべて含む最小の長方形領域Ｒ５の中心Ｐ３との距離ｄは、回路基板２０の短辺方向に温度センサ２１とその長方形領域Ｒ５とを配置したときの、両者の中心同士の離間可能な距離ｄ’よりも長くなる。すなわち、温度センサ２１と１つ又は複数の回路部品３０の配置領域とを、回路基板２０の短辺方向に沿って配置した場合よりも離間させることができる。

図９（Ｂ）に示した配置の場合にも、図示しない他の回路部品との位置関係や、環境温度の測定への回路部品３０の影響度合いなどによっては、複数の回路部品３０の一部が、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４側に配置されていてもよい。この場合には、図９（Ｄ）に示したような、複数の回路部品３０をすべて含む最小の長方形領域Ｒ５の中心Ｐ３が、領域Ｒ３に位置するように各回路部品３０を回路基板２０上に配置するとよい。これにより、複数の回路部品３０を全体として、温度センサ２１から離間した位置に配置することができ、発熱による環境温度の測定への影響を軽減することができる。

これまでに説明した温度センサ２１と第１回路部品及び第２回路部品との配置位置の関係は、回路基板２０への各回路部品の実装面が上面側か裏面側かにかかわらず適用することができる。例えば、温度センサ２１が回路基板２０の上面側に実装され、回路部品３０のすべてが回路基板２０の裏面側に実装されている場合や、この逆に実装されている場合にも適用することができる。

図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、本体２ｂ内の底部５０の形状を説明するための図である。図１０（Ａ）は回路基板２０と底部５０の斜視図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）における左下から、回路基板２０の長辺方向の仮想直線Ｌ６に沿って回路基板２０と底部５０を見たときの側面図である。これらの図では、簡単のため、回路基板２０上には、温度センサ２１と１つの回路部品３０のみを示している。

底部５０は、筐体２内で回路基板２０が収納される空間の上端を画定する壁部の一例であり、第１離間部５１、第２離間部５２及び接近部５３を有する。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったプリンタ１の背面側から前面側に向かう底部５０の断面の形状は、ロール紙３ａの外周面に沿うように、円弧状に形成されている（図３を参照）。さらに、底部５０の前面側の端部と背面側の端部は、円弧状の部分に接続された直線状の斜面に形成されている。

第１離間部５１は、底部５０のうちで筐体２の背面側の斜面部分にあり、回路部品３０のうちの少なくとも１つの直上に位置し、接近部５３よりも回路基板２０から離間している。第２離間部５２は、底部５０のうちで筐体２の前面側の斜面部分にあり、温度センサ２１の直上に位置し、接近部５３よりも回路基板２０から離間している。第１離間部５１が位置する筐体２の背面側に向かうほど、また、第２離間部５２が位置する筐体２の前面側に向かうほど、底部５０の回路基板２０からの高さは大きくなる。

接近部５３は、底部５０のうちで第１離間部５１と第２離間部５２の間（回路基板２０の短辺方向の中間）における帯状の湾曲部分であり、第１離間部５１よりも温度センサ２１側に位置している。接近部５３は、回路基板２０側に突出することで、回路基板２０に接近している。接近部５３と回路基板２０との間の距離ｄ３は、第１離間部５１と回路基板２０との間の距離ｄ１及び第２離間部５２と回路基板２０との間の距離ｄ２よりも小さい。

回路部品３０の発熱量が多いため、筐体２内では、回路部品３０の上方である第１離間部５１の直下の空間に温度が高い空気が溜まる。接近部５３の回路基板２０からの高さが低いため、接近部５３は、この溜った空気が温度センサ２１側に流れるのを妨げる熱抵抗として作用する。また、接近部５３の下を通過して第１離間部５１側から第２離間部５２側に空気が流れても、その空気は温度が高いため、第２離間部５２の斜面に沿って上昇して、回路基板２０の上方の空間に溜まる。回路基板２０と第２離間部５２の間の空間にある程度の空気が溜らないと、第１離間部５１側からの空気による温度センサ２１への影響は少ない。このため、底部５０の形状により、回路部品３０の発熱による空気を介した温度センサ２１への温度上昇の影響が軽減される。

プリンタ１では、用紙収容部３の底部５０が、筐体２内で回路基板２０が収納される空間の上端を画定する壁部を兼ねている。用紙収容部３の底部は、円筒状に巻かれたロール紙３ａの形状に沿った曲面であるため、プリンタに特有のこのような底部５０の形状を利用して、第１離間部５１、第２離間部５２及び接近部５３を筐体２内に容易に形成することができる。

図１０（Ａ）では、底部５０が平面視で温度センサ２１と回路部品３０とに重なる例を示したが、底部５０は、必ずしも平面視で温度センサ２１と回路部品３０とに重ならなくてもよい。底部５０と回路部品３０とが重なるか否かにかかわらず、底部５０は、底部５０の平面視における回路部品３０側の少なくとも一部（例えば、第１離間部５１として図１０（Ａ）に示した位置Ｌなど）に、底部５０の平面視における温度センサ２１と回路部品３０との間の位置Ｍ（接近部５３の位置）よりも回路基板２０に対する高さが高い部分を有していればよい。同様に、底部５０と温度センサ２１とが重なるか否かにかかわらず、底部５０は、底部５０の平面視における温度センサ２１側の少なくとも一部（例えば、第２離間部５２として図１０（Ａ）示した位置Ｒなど）に、底部５０の平面視における温度センサ２１と回路部品３０との間の位置Ｍよりも回路基板２０に対する高さが高い部分を有していればよい。

図１０（Ａ）に符号２１’で示すように、回路基板２０上の温度センサは、底部５０と重なっていなくてもよい。図１０（Ａ）では、温度センサ２１’の直上の位置をＲ’として、位置Ｒ’と回路部品３０の直上の位置Ｌとを結ぶ仮想直線Ｒ’Ｌを示している。図示した例では、仮想直線Ｒ’Ｌは、接近部５３として示した部分の直上の位置Ｍを通っている。この場合にも同様に、底部５０は、温度センサ２１’側の少なくとも一部（例えば、第２離間部５２の位置Ｒなど）に、温度センサ２１’と回路部品３０との間の位置Ｍよりも回路基板２０に対する高さが高い部分を有していればよい。

このような底部５０の形状により、温度センサ２１と回路部品３０との間の位置Ｍよりも、底部５０の平面視における、回路部品３０側の位置Ｌや温度センサ２１側の位置Ｒに、ある程度の温度が高い空気を溜めることができ、位置Ｍが熱抵抗となる。このため、底部５０の形状により、回路部品３０の発熱による空気を介した温度センサ２１への温度上昇の影響が軽減される。

なお、回路部品３０（第１回路部品）のうちの少なくとも１つが、このような位置関係で配置されていればよい。その理由は、このような位置関係で配置される回路部品３０が１つであっても、それにより加熱された空気を介した温度センサ２１への温度上昇の影響が軽減されるためである。

このような熱抵抗を利用した配置構造は、特に、温度センサ２１と回路基板２０の同じ実装面に配置された回路部品に有効である。さらに、このように、底部５０の形状を利用して、温度センサ２１に対する回路部品３０の熱的な影響を軽減する構造は、回路基板２０に実装される回路部品の発熱の大小関係にかかわらず適用することができる。すなわち、温度センサ２１に対する熱的な影響を軽減したい回路部品を、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示した回路部品３０の位置に配置すれば、この回路部品の発熱による空気を介した温度センサ２１への影響を軽減することができる。

なお、図３〜図１０（Ｂ）に示した回路基板２０への部品配置は、回路基板２０が図８（Ａ）に示した仮想直線Ｌ５に沿って２枚の回路基板に分離されるか、又は他の仮想直線に沿って３枚以上の回路基板に分離され、複数の回路基板を組み合わせて図４〜図６に示す形状に構成された場合にも適用することができる。

一般に、サーマルプリンタの印刷濃度は、高温になるほど濃くなるが、ヘッド温度と環境温度の両方に応じて変化する。環境温度に対してヘッド温度が大きく上昇しないような通常の印刷（印字）をした場合は、ヘッド温度と用紙の温度とは環境温度にほぼ等しいままである。この状態では、ヘッド温度だけ測定してサーマルヘッド４への印加エネルギーを制御しても、ヘッド温度、すなわち、環境温度に応じた適切な印刷濃度の調整が可能である。これに対し、連続で印刷した場合には、環境温度に対してヘッド温度だけが上昇し、環境温度にある用紙とサーマルヘッド４とに温度差が生じる。この状態では、ヘッド温度だけを測定してサーマルヘッド４への印加エネルギーを制御すると、印字結果が薄くなってしまう。その理由は、ヘッド温度よりも用紙の温度が低い分だけサーマルヘッド４への印加エネルギーが不足するためである。

そこで、プリンタ１は、温度センサ４ｂが測定するヘッド温度だけでなく、温度センサ２１が測定する環境温度にも基づいて、サーマルヘッド４への印加エネルギーを制御する。

図１１は、印刷時の印加エネルギーの補正処理を説明するためのグラフである。図１１の横軸はヘッド温度Ｔ_Ｈ、縦軸はサーマルヘッドへの印加エネルギーＥである。図１１の直線Ｌは、環境温度が２５℃の場合の、ヘッド温度Ｔ_Ｈと印加エネルギーＥとの関係を示している。プリンタ１の記憶部であるＲＯＭ２４は、図１１に示すグラフの情報を、温度センサ４ｂが測定したヘッド温度Ｔ_Ｈとサーマルヘッド４に印加する印加エネルギーＥとの対応関係を定める演算式又は対応表データとして記憶する。

さらに、ＲＯＭ２４は、ヘッド温度と環境温度との温度差に応じた印加エネルギーの補正係数を予め記憶する。この補正係数は、環境温度がヘッド温度とは異なる場合に、ヘッド温度だけに基づいて図１１のグラフから印加エネルギーを決めると発生し得る、印刷濃度のバラつきを軽減させるためのものである。この補正係数を用いた補正では、ヘッド温度が環境温度よりも高ければ、その温度差に比例した量だけ印加エネルギーを増加させる。また、ヘッド温度が環境温度よりも低ければ、ヘッド温度を環境温度として、それらの温度差に比例した量の補正は行わない。この場合には、温度センサ２１や回路部品３０を前述のように適切に配置しても、回路部品３０の発熱などによる温度センサ２１の温度上昇が生じたと見なす。その理由は、プリンタ１が、ヘッド温度を環境温度よりも低下させるマイナスのエネルギーを印加できないことから、温度センサ２１が、実際の環境温度よりも高い温度を測定している可能性が大きいと考えられるためである。

例えば、ヘッド温度Ｔ_Ｈが５０℃であるとする。この場合、プリンタ１の制御部（ＣＰＵ２２）は、図１１のグラフから、ヘッド温度５０℃に応じた印加エネルギーＥ５０を特定する（符号ａ）。そして、制御部は、その印加エネルギーＥ５０を、温度センサ２１が測定した環境温度と温度センサ４ｂが測定したヘッド温度との差に基づいて補正する。その際、制御部は、ヘッド温度と環境温度との温度差に応じた補正係数をＲＯＭ２４から読み出し、その補正係数を印加エネルギーＥ５０に掛けることで、環境温度で補正された印加エネルギーＥ５０’を求める（符号ｂ）。そして、制御部は、得られた印加エネルギーＥ５０’がサーマルヘッド４に印加されるように制御する。

こうした補正処理によれば、ヘッド温度と印加エネルギーとの対応関係を定める簡易的なグラフを利用して、簡単に、環境温度の影響を加味したより正確な印加エネルギーを求めることができる。プリンタ１では、回路基板２０に実装される回路部品３０の発熱による温度センサ２１への影響が軽減され、その温度センサ２１によって環境温度が測定されるので、ヘッド温度と環境温度との差をより正確に求めることができる。これにより、両者の温度差に基づき、印刷濃度がバラつきにくくなるように、サーマルヘッド４への印加エネルギーを制御することが可能である。

なお、プリンタ１について説明した回路基板２０上の温度センサ２１及び各回路部品（第１回路部品及び第２回路部品）の配置は、印刷方式にはよらないので、感熱式プリンタに限らず、インクリボンを使用する熱転写プリンタにも同様に適用可能である。

１ プリンタ
２ 筐体
３ 用紙収容部
４ サーマルヘッド
４ａ サーマルヘッド用基板
４ｂ 温度センサ
５ プラテンローラ
２０ 回路基板
２１ 温度センサ
２２ ＣＰＵ
２３ ＲＡＭ
３０，３１Ａ〜３１Ｃ，３２Ａ〜３２Ｇ 回路部品
５０ 底部
５１ 第１離間部
５２ 第２離間部
５３ 接近部

Claims (12)

1. サーマルヘッドを構成する部品が実装されるサーマルヘッド用基板と、
   前記サーマルヘッドを構成する部品以外の回路部品が実装されており、実装面が長方形の回路基板と、
   前記回路基板に実装される温度センサと、を有し、
   前記回路部品は、
   １つ又は複数の第１回路部品と、
   前記第１回路部品よりも相対的な発熱温度が低い第２回路部品と、を有し、
   前記回路基板の長辺方向において、
   前記温度センサは、前記第２回路部品よりも前記回路基板における一方の短辺側に配置され、
   前記第１回路部品のうちの少なくとも１つは、前記第２回路部品よりも前記回路基板における他方の短辺側に配置されている、
   ことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記第２回路部品は、少なくとも、前記温度センサに接続されて、温度を測定する機能を実現するセンサ接続ＩＣを含む、請求項１に記載のサーマルプリンタ。
3. 前記第１回路部品は、
   前記回路基板に実装される回路部品に電源を供給する電源回路を構成する回路部品、又は、
   モータを駆動するモータ駆動回路を構成する回路部品
   の少なくともいずれかを含む、請求項１又は２に記載のサーマルプリンタ。
4. 前記温度センサの中心と、前記１つの第１回路部品の中心とが、前記回路基板を長辺方向に２等分する仮想直線を挟んで配置されるか、又は、
   前記複数の第１回路部品のうち、前記回路基板の一方の短辺に最も近いものと、前記回路基板の他方の短辺に最も近いものとの中間位置が、前記温度センサの中心位置に対して、前記回路基板を長辺方向に２分割する仮想直線を挟んで配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のサーマルプリンタ。
5. 前記温度センサの中心と、前記１つの第１回路部品の中心とが、前記回路基板を短辺方向に２等分する仮想直線を挟んで配置されるか、又は、
   前記複数の第１回路部品のうち、前記回路基板の一方の長辺に最も近いものと、前記回路基板の他方の長辺に最も近いものとの中間位置が、前記温度センサの中心位置に対して、前記回路基板を短辺方向に２分割する仮想直線を挟んで配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のサーマルプリンタ。
6. 前記温度センサの中心と、前記１つ又は複数の第１回路部品のそれぞれの中心とが、前記回路基板の中心を通り直交する２つの仮想直線で前記回路基板を４つの領域に分割したときに、前記回路基板の中心を挟んで互いに対向する２つの対向領域に分かれて配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のサーマルプリンタ。
7. 前記温度センサの中心と、前記１つの第１回路部品の中心又は前記複数の第１回路部品をすべて含む最小の長方形領域の中心との距離が、前記回路基板の短辺方向に前記温度センサと前記１つの第１回路部品又は前記長方形領域とを配置したときの、両者の中心同士の離間可能な距離よりも長い、請求項１〜６のいずれか１項に記載のサーマルプリンタ。
8. 前記回路部品は、前記温度センサには接続されないセンサ非接続ＩＣをさらに含み、
   前記センサ接続ＩＣは、前記センサ非接続ＩＣよりも前記温度センサに近い位置に配置されている、請求項２に記載のサーマルプリンタ。
9. 筐体内で前記回路基板が収納される空間の上端の少なくとも一部を画定する壁部をさらに有し、
   前記第１回路部品のうちの少なくとも１つの側における前記壁部の少なくとも一部は、前記壁部の平面視における前記第１回路部品のうちの少なくとも１つと前記温度センサとの間の位置よりも、前記回路基板に対して高い位置にある、請求項１〜８のいずれか１項に記載のサーマルプリンタ。
10. 前記温度センサの側における前記壁部の少なくとも一部は、前記壁部の平面視における前記第１回路部品のうちの少なくとも１つと前記温度センサとの間の位置よりも、前記回路基板に対して高い位置にある、請求項９に記載のサーマルプリンタ。
11. 印刷用のロール紙を収容する収容部をさらに有し、
    前記壁部は前記収容部の底部を兼ねている、請求項９又は１０に記載のサーマルプリンタ。
12. 前記サーマルヘッドの温度を測定するヘッド用温度センサと、
    前記ヘッド用温度センサが測定した温度と前記サーマルヘッドに印加する印加エネルギーとの対応関係を定める演算式又は対応表データを記憶する記憶部と、
    前記演算式又は対応表データから得られる印加エネルギーを、前記温度センサと前記ヘッド用温度センサとが測定した温度の差に基づいて補正する制御部と、
    をさらに有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のサーマルプリンタ。

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