JP3218428B2 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本願発明は、サーマルプリントヘッドに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ等の感熱印字部に用いられ
るサーマルプリントヘッドは、絶縁基板上に列状配置し
た多数個の発熱ドットを駆動ＩＣによって発熱駆動する
ように構成される。いわゆる厚膜型のサーマルプリント
ヘッドの場合、上記発熱ドットは、絶縁基板上に印刷等
によって直線状に延びるように形成された発熱抵抗体を
その下層にもぐり込ませた櫛歯状のコモン電極パターン
によって区分することによって形成される。各発熱ドッ
トは、個別電極の一端に導通させられており、この個別
電極の他端は、駆動ＩＣ上の出力パッドにワイヤボンデ
ィングによって導通させられる。駆動ＩＣは、印字デー
タにしたがって所定の出力パッドをオンとし、このオン
となった出力パッドに対応する個別電極と上記コモン電
極パターン間に電流が流れることによって、所定の発熱
ドットが発熱駆動される。

【０００３】たとえば、２００ｄｐｉ（１mm内に８ドッ
ト）の印字密度でＡ４サイズの印字を行うようにする場
合、１７２８個の発熱ドットが形成される。現状におい
ては、半導体製造上の都合等により、一つのＩＣチップ
ですべての発熱ドットを駆動させるのは困難であるた
め、基板上には複数個のＩＣチップが搭載され、各駆動
ＩＣが所定個数ずつの発熱ドットの駆動を担当するよう
にしている。各駆動ＩＣ内には、出力パッド数と対応し
た所定ビット数のシフトレジスタが内蔵され、各駆動Ｉ
Ｃのデータ・アウト端子とデータ・イン端子間をカスケ
ード接続することにより、すべてのシフトレジスタが実
質的に連続させられる。印字データは、Ａ４サイズの印
字の場合、１ラインにつき、１７２８ビットということ
になり、複数の駆動ＩＣのうち、端部に配置される駆動
ＩＣのデータ・イン端子からこの１ライン分の印字デー
タがシリアル入力される。こうして１７２８ビットのシ
フトレジスタに保持された印字データにしたがい、各駆
動ＩＣに共通入力されるストローブ信号のタイミングで
各出力パッドがオン駆動される。

【０００４】ところで、従来、この種のサーマルプリン
トヘッド用駆動ＩＣの出力ビット数は、各駆動ＩＣ間の
データ転送の都合等から、基本的に８ビットの倍数であ
ることが好ましく、実際には、たとえば、３２ビット、
６４ビット、９６ビット、１２８ビットというように、
単純に３２ビットの倍数としている。１チップのビット
数が次第に増大してきているのは、ＩＣの高集積化が可
能となったからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、１ライン１
７２８ビットの印字データにしたがう印字駆動は、同時
に行うのではなく、時分割して行うのが通常である。そ
の理由は、１７２８ドットのすべてを発熱させると、コ
モン電極に流れる電流量が多くなり、これにともなうコ
モン電極配線の電圧ドロップが著しくなり、印字ムラ等
の不具合が生じるし、大容量の電源を設定する必要が生
じ、コストアップとなるからである。

【０００６】したがって、１７２８ビットの印字データ
が入力された後、印字タイミングをつかさどるストロー
ブ信号を、たとえば、左半分の発熱ドットを担当する駆
動ＩＣと右半分の発熱ドットを担当する駆動ＩＣとで時
間的にずらせて入力するようにしている。

【０００７】たとえば、６４ビットの駆動ＩＣを用いて
Ａ４幅１７２８ドットのサーマルプリントヘッドを構成
する場合、用いられる駆動ＩＣの個数は２７個となる。
そうすると、２分割制御で印字を行う場合、たとえば、
左側１３個の駆動ＩＣと、右側１４個の駆動ＩＣにわけ
ざるをえず、分割されるドット数が左右で異なることに
なる。このことも、印字ムラの発生の原因になるし、ま
た、１４個の駆動ＩＣが担当する発熱ドット数に対応し
た電源容量を設定することになり、１３個の駆動ＩＣが
担当する部分については電源容量の無駄が生じる。

【０００８】また、主として電源容量をさらに小型化し
て印字装置のさらなる小型化を図るために、印字制御を
４分割で行うことも考えられる。この場合においても、
２７は４で割り切れないため、上記のように２分割制御
する場合と同様の問題が生じる。

【０００９】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、Ａ４サイズ１７２８ドットのサ
ーマルプリントヘッドを構成する場合、適正な２分割、
あるいは４分割制御による印字を適正に行えるようにす
ることをその課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では次の技術的手段を講じている。

【００１１】本願発明は、２００ｄｐｉの密度で配置さ
れた１７２８個の有効発熱ドットを備え、上記発熱ドッ
トを所定個数ずつ担当して駆動するための駆動ＩＣが搭
載されたサーマルプリントヘッドにおいて、上記駆動Ｉ
Ｃのビット数は、２１６または４３２に設定されている
とともに、上記発熱ドットは、１ラインの印字を端から
２等分分割または４等分分割による時分割によって行な
うように構成されていることを特徴としている。

【００１２】本願発明は、要するに、２００ｄｐｉの密
度でＡ４サイズ幅の１ラインの印字を２分割または４分
割の時分割制御によって適正に行えるようにしたもので
ある。

【００１３】

【発明の作用および効果】たとえば、１４４ビットの駆
動ＩＣを用いる場合を考える。この場合、駆動ＩＣの個
数は、１７２８÷１４４＝１２個となる。この１２は、
２でも４でも割り切れる。しがって、２分割による時分
割印字制御を行う場合には、左側６個の駆動ＩＣと、右
側６個の駆動ＩＣとに、それぞれ時間的にタイミングを
ずらせたストローブ信号を与えることにより、１７２８
ドットの発熱ドットを、左側８６４ドットと右側８６４
ドットに分けて時分割駆動することができる。

【００１４】また、４分割による時分割制御を行う場合
には、１２個の駆動ＩＣを３個ずつの４つのグループに
わけ、各グループにタイミングをずらせたストローブ信
号を与えるようにすることにより、１７２８ドットの発
熱ドットを、たとえば左側から４３２ドットずつの４分
割制御で駆動することができる。

【００１５】駆動ＩＣのビット数が２１６または４３２
とされた本願発明においては、上述したのと同様に、２
分割制御を行なうにせよ、４分割制御を行なうにせよ、
分割された発熱ドットの個数は同じとなる。したがっ
て、各分割された発熱ドットのグループを印字する場合
に必要な電流容量が等しくなり、印字状態におけるコモ
ン電極の電圧ドロップも均等となる。したがって、分割
されたグループごとに印字濃度が異なるといった印字ム
ラが発生することはない。また、電源の電流容量がグル
ープによって無駄になるということもない。

【００１６】

【００１７】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００１８】図１の(a) は、厚膜型サーマルプリントヘ
ッド１の平面的な構成を概略的に示している。長矩形状
をした絶縁基板２の上面における一側縁に沿って、発熱
抵抗体３が直線状に配置されている。この発熱抵抗体３
と基板２の一側縁２ａとの間の帯状領域には、コモン配
線パターン４が配置され、このコモン配線パターン４の
両端部は、基板他側縁２ｂにいたるまでに延ばされてい
て、その端部がコモン用端子５に接続されている。

【００１９】図２に詳示するように、上記コモン配線パ
ターン４から、櫛歯状のコモン電極４ａが延ばされてお
り、一方、この櫛歯状のコモン電極４ａ間に入り込むよ
うにして、個別電極６の一端が延出されている。各個別
電極６の他端部は、基板上に搭載される駆動ＩＣ７の近
傍まで延びており、その端部には、それぞれワイヤボン
ディング用パッド６ａが形成されている。

【００２０】上記発熱抵抗体３は、図２に仮想線で示す
ように、上記櫛歯状のコモン電極４ａおよびこれらの間
に入り込む個別電極６に重なるようにして形成されてい
るのであり、隣合う櫛歯状コモン電極４ａによって、発
熱ドットが規定される。すなわち、図２に符号６で示す
個別電極がオン駆動されると、この電極を囲む２つの櫛
歯状コモン電極４ａで囲まれる領域の発熱抵抗体３に電
流が流れ、その部分が発熱ドットとして機能する。

【００２１】２００ｄｐｉの印字を行うようにする場
合、各発熱ドットのピッチは、０．１２５μｍとなる。
そして、前述したように、Ａ４サイズ用には、この発熱
ドットが１７２８個直線状に列状配置されることにな
る。

【００２２】さて、この実施例においては、上記発熱ド
ットを所定個数ずつ担当して駆動するための駆動ＩＣ７
を、１４４ビットにしたものを用いている。すなわち、
図３に示すように、この駆動ＩＣ７は、その一側縁上面
に、１４４個の出力パッド８が千鳥状に配置されてい
る。なお、図３において符号９はデータ・インパッド、
符号１０はデータ・アウトパッドをそれぞれ示してい
る。また、符号１１はクロックパルス入力パッド、符号
１２はストローブパッド、符号１３はロジック電源パッ
ド、符号１４はグランドパッドをそれぞれ示している。

【００２３】この駆動ＩＣ７の内部には、上記出力パッ
ド８と対応する、１４４ビットのシフトレジスタが内蔵
されており、かかるシフトレジスタに保持される印字デ
ータにしたがって、ストローブパッド１２から入力され
るストローブ信号のタイミングにより、対応する出力パ
ッド８がオン駆動されるようになっている。

【００２４】この駆動ＩＣ７は、１４４ビットであるた
めに、１７２８ドットの発熱ドットをもつ図１に示すＡ
４サイズ用のサーマルプリントヘッドを構成する場合、
１２個の駆動ＩＣ７が上記基板上に搭載されることにな
る。各駆動ＩＣ７の出力パッド８と、前述の個別電極６
のワイヤボンディング用パッド６ａ間は、公知のよう
に、ワイヤボンディングによって結線される。隣合う駆
動ＩＣ７のデータ・アウトパッド１０とデータ・インパ
ッド９間は、基板上に設けた配線パターン（図示略）と
の間をワイヤボンディングすることにより、実質的に導
通させられる。上記ロジック電源パッド１３は、基板上
に形成される電源用配線パターン（図示略）にワイヤボ
ンディングを介して共通接続される。上記クロックパル
ス入力パッド１１もまた、基板上に形成されるクロック
信号用配線パターン（図示略）に共通接続される。上記
グランドパッドについても同様である。

【００２５】図１の(a) においてたとえば最も左側の駆
動ＩＣ７におけるデータインパッド９（図３参照）は、
基板に設けたデータイン端子につながる配線パターンに
対してワイヤボンディングによって結線される。

【００２６】１ライン１７２８ビットの印字データは、
前述のようにして実質的に連結される合計１７２８ビッ
トのシフトレジスタ内に保持される。印字駆動は、スト
ローブパッド１２から入力されるストローブ信号のタイ
ミングによって行われるが、通常、全ての発熱ドットを
同時に駆動するのではなく、幾つかのグループにわけ
て、時分割により駆動される。

【００２７】図１(b) は、１７２８ドットの発熱ドット
を、８６４ドットずつの２つのグループにわけて駆動す
る場合を模式的に表している。同じく、図１の(c) は、
５７６ドットずつの３つのグループにわけて時分割駆動
する場合を、図１の(d) は、４３２ドットずつの４つの
グループにわけて時分割駆動する場合を、それぞれ模式
的に示している。

【００２８】たとえば、図１の(b) のように、２分割制
御する場合、１２個の駆動ＩＣ７のうち、左側６個の駆
動ＩＣ７のストローブパッドを、第１のストローブ信号
用配線パターンに共通接続し、右側の６個の駆動ＩＣ７
のストローブ用パッドを、第２のストローブ信号用配線
パターンに共通接続することになる。

【００２９】同様に、３分割制御する場合には、３系統
のストローブ信号配線パターンが必要となり、４分割制
御を行う場合には、４系統のストローブ信号用配線パタ
ーンが必要となる。

【００３０】図４は、４分割による時分割印字制御を行
う場合のタイミングチャートを示している。クロックパ
ルス信号（ＣＬＫ）にしたがって、１７２８ビットの印
字データが、カスケード接続される各駆動ＩＣ内の合計
１７２８ビットのシフトレジスタ内に保持される。そし
て、第１のストローブ信号ＳＴＢ１の立ち下がり時間の
間、１ないし３番目の駆動ＩＣによって、第１ないし第
４３２番目の発熱ドット（Ｄ₁ 〜Ｄ₄₃₂ ）が印字データ
にしたがって発熱駆動され、順次、第２のストローブ信
号ないし第４のストローブ信号ＳＴＢ２〜ＳＴＢ４の立
ち下がりの間、図１(d) で示す４３２ドットずつの発熱
ドットが、印字データにしたがって発熱駆動される。

【００３１】図１からわかるように、本実施例では、１
４４ビットの駆動ＩＣを用いてＡ４サイズ１７２８ドッ
トのサーマルプリントヘッドを駆動するようにしている
ため、基板上に搭載される駆動ＩＣ７の個数は１２個と
なる。この１２という数は、２でも３でもあるいは４で
も割り切れるため、２分割印字制御、３分割印字制御お
よび４分割の印字制御を適正に行うことができる。すな
わち、各分割された発熱ドット数が同じとなるように分
割制御をすることができるのである。

【００３２】このように、本実施例においては、２分割
制御、３分割制御および４分割制御のいずれの時分割制
御を行う場合にもこれに対応して、適正な印字駆動制御
を行うことができるようになる。

【００３３】Ａ４サイズ１７２８ドットのサーマルプリ
ントヘッドを駆動する場合、２分割制御、３分割制御お
よび４分割制御のいずれの制御にも対応しうる各駆動Ｉ
Ｃの出力ビット数としては、図５に示す構成の７２ビッ
トとすることもできる。

【００３４】本願発明においては、２分割制御と４分割
制御とに対応できるようにするためには、駆動ＩＣの出
力ビット数は、２１６ビットあるいは４３２ビットのい
ずれかであればよい。

【００３５】４３２ビットのＩＣは、現状の半導体製造
技術においては困難であるが、将来的には実現可能性が
あり、理論的に、４３２ビットの駆動ＩＣを４個用いて
１７２８ドットのサーマルプリントヘッドを駆動する場
合も、本願発明思想の範囲内に入る。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) はサーマルプリントヘッドの第１実施例の
構成を模式的に示す平面図である。 (b) は２分割制御を行う場合の説明図である。 (c) は３分割制御を行う場合の説明図である。 (d) は４分割制御を行う場合の説明図である。

【図２】図１(a) に示されるサーマルプリントヘッドの
部分拡大平面図である。

【図３】サーマルプリントヘッド用駆動ＩＣの一例の拡
大平面図である。

【図４】４分割による時分割印字制御を行う場合のタイ
ミングチャートである。

【図５】サーマルプリントヘッド用駆動ＩＣの他の実施
例の拡大平面図である。

【符号の説明】

１ サーマルプリントヘッド ３ 発熱抵抗体 ７ 駆動ＩＣ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２００ｄｐｉの密度で配置された１７２
   ８個の有効発熱ドットを備え、上記発熱ドットを所定個
   数ずつ担当して駆動するための駆動ＩＣが搭載されたサ
   ーマルプリントヘッドにおいて、 上記駆動ＩＣのビット数は、２１６または４３２に設定
   されているとともに、 上記発熱ドットは、１ラインの印字を端から２等分分割
   または４等分分割による時分割によって行なうように構
   成されている ことを特徴とする、サーマルプリントヘッ
   ド。