JP2600676B2 - サーマルプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、印字及び印字した文字等の消去（以下、コ
レクションとも云う）可能なサーマルプリンタに関す
る。

［従来の技術］ この種のサーマルプリンタとして、例えば、熱溶融性
の固体インクが塗布されたインクリボンと、このインク
リボンを介して印刷用紙に対向した位置に配設され複数
の抵抗体発熱素子を備えるサーマルヘッドと、適量の電
力を抵抗体発熱素子に供給して加熱を行なう駆動回路と
を備えた熱転写記録式のプリンタが知られている。この
ような熱転写記録式のプリンタのインクリボンは、ポリ
エステル等のフィルム状の支持体表面に固体インクが担
持されたものである。固体インクは、約150［℃］以上
で溶融し、溶融状態で粘着力が高まるものである。従っ
て、インクリボンをサーマルヘッドによって印刷用紙に
圧接しても常温においては固体インクは粘着性を有して
いないので印刷用紙に転写されずフィルム上に担持され
たままであるが、抵抗体発熱素子によって加熱されると
溶融して印刷用紙に転写され、文字等の印字が行なわれ
る。また、一旦印刷用紙に転写された固体インクの上に
未使用部分のインクリボンを再び圧接して転写時の電力
量に比べて少ない電力量を抵抗体発熱素子に供給して固
体インクを加熱してやると、固体インクの表面だけが溶
融して、インクリボンの固体インクと印刷用紙の固体イ
ンクとの表面が付着し、インクリボンを印刷用紙から引
き離すとき印刷用紙上の固体インクが印刷用紙から剥離
され印字した文字等の消去が行なえる。

このような、熱転写記録式のプリンタは、抵抗体発熱
素子に供給する電力量を僅かに変えてやるだけで、さま
ざまな印刷用紙に対しても印字及び印字した文字等の消
去を簡単に行なうことができる便利なものであるが、以
下の点で猶一層の改善が要望されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 即ち、プリンタの置かれている周囲の温度が大きく変
化すると、印字品質が低下したり、或いは消去の完全が
期しがたくなることが考えられた。つまり、印字とコレ
クションとでは、そのメカニズムが違うので、例えば、
環境温度に応じた電力量の調整を印字の場合に合わせる
と、温度変化したときにコレクションがうまくゆかなく
なってしまったり、その逆に環境温度に応じた電力量を
コレクションの場合に合わせて調整すると印字がうまく
ゆかなくなってしまうのである。

そこで、本発明のサーマルプリンタは、環境温度が変
化しても印字及び消去を好適に行なうことを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明のサーマルプリンタ
は、フィルム状のリボンベースの表面に熱溶融性のイン
クを担持し、該インクの加熱される温度に応じて、イン
クが用紙へ転写される印字、若しくは前記用紙上に転写
されている前記インクを吸着する消去がなされるインク
リボンと、該インクリボンを挟んで前記用紙に対向する
位置に配置されて、前記インクリボンを前記用紙に圧接
するとともに、通電時に発熱して前記インクリボン上の
インクを溶融して印字若しくは消去を行なう電気的発熱
体を備えたサーマルヘッドと、環境温度を検出する環境
温度検出手段と、該検出された環境温度に基づいて、予
め設定された印字用の電力量を補正して、印字用電力量
を求める印字用電力量決定手段と、前記検出された環境
温度に基づいて、予め設定された消去用の電力量を前記
印字用電力量決定手段とは別個の様式で補正して、消去
用電力量を求める消去用電力量決定手段と、前記求めら
れた電力量に従って前記サーマルヘッドの発熱体に通電
する通電手段と、 を備える。

［作用］ 本発明のサーマルプリンタでは、環境温度検出手段で
検出された環境温度に基づいて、印字用電力量決定手段
は、印字用の電力量を補正して印字用電力量を求める。
また、前記検出された環境温度に基づいて、消去用電力
量決定手段は、消去用の電力量を印字用電力量決定手段
とは別個の様式で補正して消去用電力量を求める。する
と、印字時には、通電手段により印字用電力量に基づい
てサーマルヘッドの電気的発熱体を通電して加熱し、イ
ンクリボンのインクを用紙に転写して印字を行うことが
できる。また、消去時には、通電手段により消去用電力
量に基づいてサーマルヘッドの発熱体を通電して加熱
し、用紙に転写されているインクをインクリボンに吸着
して消去を行うことができる。

このように、本発明のサーマルプリンタでは、印字用
電力量と消去用電力量とが別個の様式で求められる。従
って、印字用電力量および消去用電力量が共に環境温度
に応じたものとなる。例えば、印字とコレクション（消
去）との環境温度に対する適正な電力量、つまり通電時
間が第５図に例示するような特性を有するインクリボン
を用いる場合、環境温度に応じて印字時とコレクション
時との通電時間が別個に補正される。

また、本発明のサーマルプリンタでは、フィルム状の
リボンベースの表面に熱溶融性のインクを担持したいわ
ゆる熱転写式のインクリボンを使用している。このイン
クリボンは、抵抗層と熱溶融性インク層とを積層してな
るいわゆる通電転写式のインクリボンに比べて、構成が
簡単でコストも安い。従って、印字および消去の一字当
りのコストも安くなる。

［実施例］ 本発明のサーマルプリンタの実施例について説明す
る。第１図は本実施例のサーマルプリンタを制御する電
子制御装置の概略構成を表す。第２図はサーマルプリン
タが搭載されたワードプロセッサの形状を表す。

始めに第２図を用いてワードプロセッサの構成につい
て説明する。図示するようにこのワードプロセッサ１
は、各種キーが配設されたキーボード３とキーボード３
から入力される印字データを最大24文字まで表示する液
晶表示パネル５と印刷用紙７に印字データの記録を行な
うサーマルプリンタ９とを備える。

キーボード３には、通常の文字キー10,カーソル移動
キー12の他、印字の開始を指令する印字キー14,印字さ
れた文字を消去する消去キー16等が設けられている。

また、プリンタ９は、ステップモータ18により回転さ
れるプラテン20,プラテン20と平行に設けられたガイド
バー21,ガイドバー21に摺動自在に軸支されたキャリッ
ジベース23,キャリッジベース23に一部が係合されてス
テップモータ25の回転により回動されるタイミングベル
ト27,キャリッジベース23上に載置されたリボンカセッ
ト29,リボンカセット29内のインクリボン30が張設され
たサーマルヘッド32及びコレクションブレード33,サー
マルヘッド32及びコレクションブレード33の前後の位置
をステップモータ34の回転により移動させる駆動軸35,
から構成される。

次にサーマルヘッド32及びコレクションブレード33に
ついて第３図を用いて詳しく説明する。第３図はキャリ
ッジベース23の上に載置されたリボンカセット29の上蓋
を外したところを表す。サーマルヘッド32は、その前面
端部に縦方向（第３図の図面に対し垂直方向）一列に24
ケの抵抗体発熱素子38が露出して配設されたものであ
り、駆動軸35の回転により駆動されて、インクリボン30
を印刷用紙７に圧接する位置（図中の位置）と印刷用
紙７へのインクリボン30の圧接を解放する位置（図中
の位置）とのいずれかに移動する。コレクションブレー
ド33は、駆動軸35の回転により駆動されてインクリボン
30を印刷用紙７へ圧接する位置（図中の位置）とイン
クリボン30を解放する位置（図中の位置）とのいずれ
かに移動する。サーマルヘッド32が位置にあってコレ
クションブレード33が位置にあるときは印字が実行さ
れ、サーマルヘッド32が位置にあって、コレクション
ブレード33が位置にあるときはコレクションが実行さ
れる。コレクションブレード33は、図示するように、軸
方向断面が水滴形状をなす柱体であり、その鋭角部がプ
ラテン20に対向する向きに取り付けられている。従っ
て、コレクションを行なうとき、位置に押し出される
コレクションブレード33と、これに伴って位置に移動
されるサーマルヘッド32との間に、インクリボン30が張
設されることになる。この結果、インクリボン30はプラ
テン20に装着された用紙に対してほぼ平行となり、用紙
上のインクを剥離するのに充分な剥離角が得られる。

続いて、サーマルヘッド32及びコレクションブレード
33によって印刷用紙７に圧接されるインクリボン30につ
いて説明する。インクリボン30は、ポリエチレン等から
なるフィルム状の支持体表面に、固体インクが塗布され
たものである。この固体インクは、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合樹脂或いはエチレン−エチルアクリレート樹脂
等の低粘性樹脂、ポリビニルアルコール等の高粘性樹
脂、及び着色剤を成分として構成されており、約150
［℃］以上で溶融する。溶融状態で固体インクの粘着力
は高くなる。従って、印字時には固体インクは、サーマ
ルヘッド32の抵抗体発熱素子38によって加熱されると溶
融し、印刷用紙７に粘着して転写される。また、コレク
ション時には一度転写された固体インクの上にインクリ
ボン30の未使用部分がサーマルヘッド32により圧接さ
れ、印字時より少ない電力量が抵抗体発熱素子38に供給
されて発熱すると、印刷用紙７に転写されていた固体イ
ンクとインクリボン30の固体インクとの表面が溶融して
付着する。この後、キャリッジベース23の移動（第３図
右方向への移動）に伴ってインクリボン30の巻き取りが
行なわれ、コレクションブレード33の先端部が付着部分
に至ると、印刷用紙７の固体インクはインクリボン30に
付着したまま印刷用紙７から剥離される。

このようにプリンタ９は、キャリッジベース23を横方
向に１ドット分移動する毎に、サーマルヘッド32の抵抗
体発熱素子38に印字パターンに応じた通電を行なって固
体インクの熱転写を行ない、シリアルに24ドット分移動
を行なうことで24ドット×24ドットの分解能を有する文
字を１文字印字する。誤った文字を印字したときは、そ
の文字の印字パターンに応じた抵抗体発熱素子38を発熱
させると共に、サーマルヘッド32を24ドット分シリアル
に移動することで先に説明したコレクションを行なう。
このようなプリンタ９の印字制御は、ワードプロセッサ
１に搭載されている電子制御装置40により行なわれる。
次にこの電子制御装置40について第１図に基づいて説明
する。

図示するように電子制御装置40は、周知のCPU41,RAM4
3,ROM45の他、タイマ回路47,入力回路49,表示回路50を
中心に構成される。タイマ回路47は、CPU41によって起
動され予めセットされたインターバルT1、本実施例では
1.0［msec］毎にCPU41に対し割り込み信号を発生する。
入力回路49は使用者に依って押されたキーの印字データ
を読み込み、読み込まれた印字データはCPU41によってR
AM43に一旦ストアされる。表示回路50は、入力回路49に
よって読み込まれた印字データを液晶表示パネル５に表
示する。

さらに、電子制御装置40は、キャリッジベース23搬送
用のステップモータ駆動回路54、サーマルヘッド32圧着
用のステップモータ駆動回路56、プラテン20回転用のス
テップモータ駆動回路58、及びサーマルヘッド32通電用
の電力供給回路60を備え、これらの回路はI/Oポート61
を介してCPU41と接続される。

電力供給回路60は、CPU41からI/Oポート61を介して送
られる印字データを一旦貯えるシリアルパラレル変換器
62,通電時間を設定する通電時間設定回路64,抵抗体発熱
素子38への通電を行なう駆動回路66を備える。シリアル
パラレル変換器62は、24ヒッドのシフトレジスタ（図示
せず）を備え、I/Oポート61のデータ端子DATAから出力
されるシリアルな印字デーの信号を逐一シフトしてスト
アし24ビット貯える。貯えられた24ビットの印字データ
はI/Oポート61のタイミング端子Ｔからの出力信号の立
ち上がりによって並列に駆動回路66へ出力される。

通電時間設定回路64は、I/Oポート61のタインミング
端子Ｔの立ち下がり信号で起動する印字用及びコレクシ
ョン用の２つの単安定マルチバイブレータ71,73、印字
用の単安定マルチバイブレータ71の出力と印字時かコレ
クション時かを判別するI/Oポート61のセレクト端子SEL
の出力とを論理積演算するアンドゲート75、コレクショ
ン用の単安定マルチバイブレータ73の出力とI/Oポート6
1のセレクト端子SELの出力をインバータ77で反転した出
力とを論理積演算するアンドゲート79、２つのアンドゲ
ート75,79の出力とI/Oポート61のタイミング端子Ｔの出
力とを論理和演算するオアゲート82、から構成される。
単安定マルチバイブレータ71,73には、夫々温度に応じ
て抵抗値が変化するサーミスタ84,86が接続され、この
サーミスタ84,86とコンデンサ87,89とから定まるパルス
幅のパルス信号が単安定マルチバイブレータ71,73から
夫々出力される。このパルス幅は通電時間に寄与するも
のであり、コレクション用のサーミスタ86の温度抵抗係
数は印字用のサーミスタ84の温度抵抗係数と較べて小さ
い。尚、コレクション時における通電時間は、抵抗体発
熱素子38で通電されたインクリボン30の加熱部分が走行
してコレクションブレード33先端部で印刷用紙７からリ
フトオフされるまでに冷却される熱量を考慮して決定さ
れている。

抵抗体発熱素子38を駆動する駆動回路66は、抵抗体発
熱素子38の数に等しい数のスイッチングトランジスタ90
及びそのベースに接続されるアンドゲート92を備える。
各アンドゲート92の２入力端子の一方には、通電時間設
定回路64のオアゲート82の出力端子が、また他方の各入
力端子にはシリアルパラレル変換器62の各出力端子が接
続され、アンドゲート92の論理積演算の結果出力端子が
アクティブなハイレベル信号になるとスイッチングトラ
ンジスタ90がオンして抵抗体発熱素子38に通電が行なわ
れる。

このような構成を有する電子制御装置40では、印字時
においてまず、CPU41はRAM43にストアされている24ドッ
ト×24ドットの印字データのうち特定の縦１列の24ビッ
トデータをI/Oポート61のデータ端子DATAからシリアル
パラレル変換器62内のシフトレジスタに逐一ストアす
る。24ビットのデータがシフトレジスタに貯えられると
次にCPU41は、I/Oポート61のタイミング端子Ｔの電圧を
ハイレベル電圧にする（第４図参照）と共にタイマ回
路47を起動し、更に、I/Oポート61のセレクト端子SELの
電圧を印字時としてハイレベル電圧にする（第４図参
照）。タイミング端子Ｔの電圧の立ち上がりによってシ
リアルパラレル変換器62の24ビットデータがアンドゲー
ト92に出力されオアゲート82がハイレベル電圧となって
いるので印字のビットに該当するアンドゲート92がハイ
レベル電圧となってスイッチングトランジスタ90がオン
し抵抗体発熱素子38に通電が開始される。やがてタイマ
回路47は、予めセットされた時刻T1に至るとCPU41に割
り込み信号を発生し、CPU41は、割り込み処理を実行す
る。CPU41は、タイミング端子Ｔの電圧をハイレベル電
圧からローレベル電圧に立ち下げるが、この立ち下がり
で印字用の単安定マルチブレータ71が起動してパルス幅
T2のパルス信号を出力する（第４図参照）のでアンド
ゲート75及びオアゲート82の出力は引き続きハイレベル
信号に保持され抵抗体発熱素子38への通電は継続され
る。このパルス幅T2は印字時の環境温度に応じて変化す
るサーミスタ84の抵抗値によって決まっているので、例
えば、環境温度が第５図のθ１からθ２に下がると、サ
ーミスタ84の抵抗値の変化によって通電時間がΔT2増加
して、印字の通電時間は第４図，第５図に示す適正な値
（T1＋T2＋ΔT2）となる。この結果、良好に印刷用紙７
に固体インクが転写される。

また、コレクション時においても、CPU41は印字時と
同じタイミングの処理を行なうが、このときにはCPU41
はコレクション時としてセレクト端子SELの電圧をロー
レベル電圧とするので、コレクション用の単安定マルチ
バイブレータ73が選択されて単安定マルチバイブレータ
73のパルス信号のパルス幅T3が抵抗体発熱素子38の通電
時間に寄与する。このパルス幅T3も環境温度に応じて変
化するサーミスタ86の抵抗値によって決まり、例えば、
環境温度がθ１からθ２に変化すると第４図，第５図に
示すように通電時間はT1＋T3＋ΔT3となる。この結果、
印刷用紙７に転写されていた固体インクは環境温度によ
らず良好にインクリボン30に付着され消去される。

以上示したように本実施例のプリンタ９によれば、環
境温度が変化しても抵抗体発熱素子38への通電時間を別
個に補正するので、品質の高い印字を維持することがで
き、且つ消去の完全を期することができる。従って、使
用場所の温度に応じて通電時間を調整するといった手間
を省くことができる。尚、本実施例では、タイミング信
号T1のパルス幅を印字及びコレクションにおいて共通に
用いていたが、別個に定めても良く、これによって補正
量のダイナミックレンジを拡大できる。

なお、上記実施例において、サーミスタ84,86が環境
温度検出手段に、単安定マルチバイブレータ71,サーミ
スタ84,およびコンデンサ87が印字用電力量決定手段
に、単安定マルチバイブレータ73,サーミスタ86,および
コンデンサ89が消去用電力量決定手段に、駆動回路66が
通電手段に、それぞれ相当する。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明のサーマルプリンタによれ
ば、環境温度が変化しても品質の高い印字を維持するこ
とができ、且つ消去の完全を期することができるという
優れた効果を奏する。従って、使用場所の環境温度に応
じて電力量の調整する手間を省くことができ、メインテ
ナンスの手間を軽減できる。

また、本発明のサーマルプリンタで使用されるインク
リボンはいわゆる熱転写式のインクリボンであり、この
インクリボンは通電転写式のインクリボンに比べてコス
トが安い。従って、印字および消去の一字当りのコスト
を良好に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子制御装置の構成を表す概略構成図、第２図
はワードプロセッサの形状を表す一部破断斜視図、第３
図はリボンカセット周辺の構成を表す断面図、第４図は
電子制御装置の各部の波形を表すタイミングチャート、
第５図は環境温度に対する印字及びコレクション時の通
電時間を表すグラフである。 １……ワードプロセッサ、９……プリンタ 30……インクリボン、32……サーマルヘッド 33……コレクションブレード 38……抵抗体発熱素子、40……電子制御装置 60……電力供給回路 64……通電時間設定回路、66……駆動回路 71,73……単安定マルチバイブレータ 84,86……サーミスタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルム状のリボンベースの表面に熱溶融
   性のインクを担持し、該インクの加熱される温度に応じ
   て、インクが用紙へ転写される印字、若しくは前記用紙
   上に転写されている前記インクを吸着する消去がなされ
   るインクリボンと、 該インクリボンを挟んで前記用紙に対向する位置に配置
   されて、前記インクリボンを前記用紙に圧接するととも
   に、通電時に発熱して前記インクリボン上のインクを溶
   融して印字若しくは消去を行なう電気的発熱体を備えた
   サーマルヘッドと、 環境温度を検出する環境温度検出手段と、 該検出された環境温度に基づいて、予め設定された印字
   用の電力量を補正して、印字用電力量を求める印字用電
   力量決定手段と、 前記検出された環境温度に基づいて、予め設定された消
   去用の電力量を前記印字用電力量決定手段とは別個の様
   式で補正して、消去用電力量を求める消去用電力量決定
   手段と、 前記求められた電力量に従って前記サーマルヘッドの発
   熱体に通電する通電手段と、 を備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。