JP3328740B2

JP3328740B2 - 印字方法および印字装置

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Publication number: JP3328740B2
Application number: JP2001135760A
Authority: JP
Inventors: 雅義山口; ▲隆▼也長畑
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JP2001353894A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、サーマルプリントヘ
ッドを用いて感熱記録紙に印字を行う印字方法、およ
び、印字装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感熱記録紙に対して印字を行うために用
いられるサーマルプリントヘッドの構成例を図１ないし
図４に示す。このサーマルプリントヘッド１は、長矩形
状をしたヘッド基板２の一側縁に多数個の発熱ドットを
構成する発熱抵抗体３を直線状に設けるとともに、かか
る発熱抵抗体によって構成される多数個の発熱ドット
を、所定個数毎に分担して駆動するための駆動ＩＣ４を
複数個搭載して大略構成される。

【０００３】上記発熱抵抗体３の外側には、これと平行
に延びるようにして、コモン配線５が形成されている。
このコモン配線からは、発熱抵抗体３の下にもぐり込む
ようにして基板幅方向に櫛歯状のコモンパターン６が延
びている。また、このコモンパターン６の各間の領域に
は、櫛歯状の駆動パターン７が入り込んでいる。この櫛
歯状の駆動パターン７の基端部は、上記駆動ＩＣの一側
縁近傍まで延ばされており、各駆動パターン７は、上記
駆動ＩＣ４上の出力パッドＤＲＯに対してワイヤボンデ
ィングによって結線されている。

【０００４】上記駆動ＩＣ４は、これに入力される印字
データにしたがって、選択した駆動パターン７に電流を
流す。そうすると、発熱抵抗体３において、当該駆動パ
ターン７を挟んで両側に位置するコモンパターン６，６
間の領域に電流が流れ、この領域が発熱する。すなわ
ち、発熱抵抗体３は、図５に詳示するように、その下に
もぐり込んでのびる櫛歯状のコモンパターン６によっ
て、長手方向に領域が区画され、各区画された領域が発
熱ドットとして機能することになる。

【０００５】各駆動ＩＣ４の上面には、上記した出力パ
ッドＤＲＯの他、信号系のパッドと、電源系のパッドと
が形成される。信号系のパッドとしては、データインパ
ッドＤＩ、データアウトパッドＤＯ、クロック信号入力
パッドＣＬＫ、ストローブ信号入力パッドＳＴＢ、ラッ
チ信号入力パッドＬＡ、等がある。また、電源系パッド
としては、ロジック電源パッドＶＤＤ、およびパワーグ
ランドパッドＰＧ等がある。

【０００６】上記データインパッドＤＩは、各駆動ＩＣ
４の左方に設けられ、データアウトパッドＤＯは右方に
設けられる。そして、隣合うＩＣ間のデータアウトパッ
ドＤＯとデータインパッドＤＩ間は基板上に形成された
配線パターン１３を利用する等して、カスケード接続さ
れる。上記ストローブ信号入力パッドＳＴＢ、クロック
信号入力パッドＣＬＫ、ラッチ信号入力パッドＬＡは、
それぞれ、ヘッド基板上に形成されたストローブ信号用
配線パターン８、クロック信号用配線パターン９、ロジ
ックグランド用配線パターン１０に、それぞれ共通接続
される。また、上記ロジック電源パッドＶＤＤおよびパ
ワーグランドパッドＰＧもまた、基板上に形成されたロ
ジック電源用配線パターン１１およびパワーグランド用
配線パターン１２に、それぞれ共通接続される。

【０００７】駆動ＩＣ上の各入出力パッドと、ヘッド基
板上の配線パターン間の接続は、通常、ワイヤボンディ
ングによって行われる。

【０００８】ヘッド基板２の他側部には、複数の端子部
が形成される。上記コモン配線パターン５、ロジック電
源パターン１１、パワーグランド用配線パターン１２な
らびに、データ用配線パターン１３、クロック信号用配
線パターン９、ストローブ信号用配線パターン８、およ
びロジックグランド信号用配線パターン１０等の信号系
の配線パターンは、それぞれ、上記基板一側部に設けた
端子部５ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ，９ａ，８ａ，１
０ａに独立して導通させられている。

【０００９】たとえば、主走査方向の長さをＡ４サイズ
とし、これに２００ｄｐｉの印字密度で印字を行おうと
する場合、上記発熱抵抗体３上に１７２８個の発熱ドッ
トが形成される。一つの駆動ＩＣ４が、それぞれ９６個
の発熱ドットを担当してこれを駆動する場合、ヘッド基
板上には１８個の駆動ＩＣ４が搭載されることになる。

【００１０】データ用配線パターンを介して上記１７２
８ドット分の印字データが入力されると、各駆動ＩＣの
シフトレジスタ内には、９６ドット分ずつの印字データ
がストアされる。次いでラッチ信号が入力されると、シ
フトレジスタ内のデータはラッチレジスタに移送され
る。次いでストローブ信号が入力されている間、ラッチ
レジスタにおけるハイレベルとなっている桁と対応する
発熱ドットを駆動するべく、上記駆動パターン７に電流
が流される。

【００１１】このとき、発熱抵抗体３には、感熱記録紙
ＲＰがプラテン１４に押されて接触させられており、上
記のように駆動されて発熱させられている発熱ドットに
接触する部分が変色して印字が行われる。そして、感熱
記録紙ＲＰが１ピッチ送られ上記と同様の作動により印
字が行われる。

【００１２】２００ｄｐｉの印字密度での印字を行う場
合、発熱抵抗体の延びる方向（主走査方向）の発熱ドッ
トのピッチは約１３０μｍとなる。また、感熱記録紙Ｐ
Ｒの副走査方向への送りピッチも、約１３０μｍとな
る。

【００１３】このようなことから、２００ｄｐｉの発熱
ドットを構成するべき発熱抵抗体３の幅は、少なくと
も、１３０μｍ以上必要である。しかしながら、実際の
ところ、発熱抵抗体３は、図７に示すような円弧状の断
面をもっており、その全幅中、中央部一定幅部分のみが
蓄熱性をもって十分に温度上昇することから、通常、抵
抗体幅の全幅は２００μｍ程度とするのが普通である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、たとえば、
黒ベタの印字を行おうとする場合、主走査方向の全ての
発熱ドットを発熱駆動することになる。そのためには、
発熱抵抗体３の全長にわたって相当の熱エネルギーを発
生させる必要があり、そのために必要な電力を供給する
ための電源を装備しておく必要がある。かかる傾向は、
主走査方向の印字幅が延長されるほど大きくなる。すな
わち、Ａ４幅の印字をする場合に比較して、Ｂ４幅の印
字をする場合の方が、大きな電源を必要とする。

【００１５】そうすると、サーマルプリントヘッドそれ
自体の薄型化あるいは小型化が達成されたとしても、こ
れを駆動するための電源が比較的大きくなり、これが印
字装置としての小型化を阻害する要因となっている。

【００１６】現在のところ、発熱抵抗体は、酸化ルテニ
ウムを主成分とした抵抗体ペーストを用いて厚膜印刷形
成されている。上記の電源を小型化するためには、抵抗
体のエネルギ効率を高めることが考えられるが、発熱抵
抗体それ自体の材料を変更してその印字効率を高めるこ
とは、非常に困難であると考えられている。

【００１７】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、サーマルプリントヘッドの特に発
熱抵抗体の材質、あるいはプリントヘッド全体の構成を
大きく変えることなく、印字効率を大幅にあげて、電源
装置の必要容量を著しく低減し、これをもって印字装置
全体としての小型化をはかることをその課題としてい
る。

【００１８】

【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。

【００１９】すなわち、本願発明は、ヘッド基板上に直
線状に延びる発熱抵抗体を形成するとともに、この発熱
抵抗体の下にもぐりこむようにして櫛歯状のコモンパタ
ーンを形成し、かつ、このコモンパターンの各間の領域
に入り込むようにして櫛歯状の駆動パターンを形成する
ことにより、上記発熱抵抗体が上記櫛歯状のコモンパタ
ーンで区切られて主走査方向に並ぶ多数個の発熱ドット
が形成されたサーマルプリントヘッドを用い、印字デー
タにしたがって上記発熱ドットを選択的に発熱させて、
副走査方向に送られる感熱記録紙に印字を行う方法であ
って、上記発熱ドットの副走査方向の幅を、一の印字デ
ータにしたがって印字するべき印字ドットの副走査方向
幅の実質的に１／ｘ（ｘは２以上の整数、以下同じ）で
あって、発熱抵抗体の幅の６５〜８０％とする一方、上
記感熱記録紙の送りピッチを一の印字データにしたがっ
て印字するべき印字ドットの副走査方向幅の実質的に１
／ｘとし、一の印字データにしたがう印字ドットは、副
走査方向の寸法が実質的に１／ｘのドットをそれらの隣
接部どうしが副走査方向において互いに重なるようにし
てｘ回隣接状に印字することにより、印字するようにし
たことを特徴としている。

【００２０】

【発明の作用および効果】たとえば、２００ｄｐｉの印
字密度によって印字を行う場合、ひとつの印字ドットの
大きさは、主走査方向および副走査方向のいずれもが約
１３０μｍである。本願発明では、かかる大きさの印字
ドットを、１回で印字するのではなく、副走査方向に複
数回にわけて印字する。たとえば、２回にわけて印字す
る場合には、発熱ドットを構成するべき発熱抵抗体の幅
を、約１００μｍとする。このようにすることにより、
抵抗体の幅方向中央部のほぼ６５μｍないし８０μｍの
範囲が、実効性をもって発熱する。

【００２１】一方、感熱記録紙の送りピッチを、従前の
２００ｄｐｉ用の印字装置における送りピッチ（すなわ
ち１３０μｍ）の半分の６５μｍに設定する。

【００２２】そして、一の印字データが駆動ＩＣに入力
された状態で、その印字データを保持した上で、第一回
の発熱駆動を行った後、感熱記録紙を１ピッチ送り、次
いで、第二回の発熱駆動を行うのである。

【００２３】このようにすると、各一回の発熱駆動に必
要とされるエネルギは、従前の約半分となり、必要とさ
れる電源装置の容量が半分となる。

【００２４】したがって、印字効率がそれだけ高まり、
電源装置を小さくすることができて、印字装置のさらな
る小型化に大きく寄与することができる。

【００２５】また、主走査方向の全ての発熱ドットを発
熱させる場合においても、コモン配線パターンを通して
流れる電流量もそれだけ小さくてすみ、コモン配線パタ
ーンおける電圧降下に起因する印字不良が改善され、印
字品質がそれだけ高まるという効果も期待できる。

【００２６】

【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。

【００２７】本願発明に用いられるサーマルプリントヘ
ッド１の基本構成は、図１ないし図４に示したものと同
様であるので、詳細の説明は省略する。

【００２８】たとえば、２００ｄｐｉの印字密度での印
字を行う場合についてみれば、本願発明において用いら
れるサーマルプリントヘッドは、従前の２００ｄｐｉ用
のサーマルプリントヘッドとは、次の点で異なる。

【００２９】本願発明は、たとえば２００ｄｐｉの印字
ドット１５を、従前のように一回の発熱ドットによる発
熱によって印字するのではなく、副走査方向に複数回に
わけて印字するようにしたものである。

【００３０】たとえば、２００ｄｐｉの印字密度の場
合、印字するべき印字ドット１５の寸法は、主走査方向
および副走査方向についてそれぞれ約１３０μｍである
が、本願発明では、図９の(b) に示すように、副走査方
向に二回に分けて印字する場合、副走査方向の寸法が半
分の長矩形状のドット１５ａ，１５ｂを隣接部が互いに
重なるようにして二回隣接状に印字することにより、全
体として上記印字ドットを形成するようにしている。

【００３１】２００ｄｐｉについて従前のサーマルプリ
ントヘッドにおいては、上記発熱抵抗体３の幅は、約２
００μｍであるが（図５参照）、本願発明では、これを
その半分の１００μｍとする（図６参照）。これにおい
て、発熱抵抗体は、図７に示すような円弧状断面をもっ
ているため、蓄熱性能上で、その全幅が発熱するのでは
なく、中央領域の所定範囲のみが実効をもって発熱す
る。本願発明についていえば、抵抗体幅を１００μｍと
すると、その幅方向中央の約６５ないし８０μｍの範囲
を発熱させる。

【００３２】一方、上記発熱抵抗体３にプラテン１４に
よって押しつけられながら副走査方向に送られる感熱記
録紙ＲＰの送りピッチは、印字するべきドット１５の副
走査方向の長さ（すなわち約１３０μｍ）の半分の６５
μｍに設定する。

【００３３】感熱記録紙ＲＰは、図８に示すように、送
りローラ１６に挟まれながら、この送りローラ１６を減
速機構付きのステップモータで回転させることにより、
ピッチ送りされる。上記感熱記録紙送り用のステップモ
ータは、制御装置によって回転制御される。

【００３４】図１０は、上記サーマルプリントヘッドお
よび感熱記録紙送り用ステップモータの制御方法を示す
タイミングチャートである。

【００３５】この図において、ＣＰは、クロックパルス
信号を、ＤＩは、データイン信号を、ＬＡは、ラッチ信
号を、ＳＴＢは、ストローブ信号を、ＭＯＴＯＲは、感
熱記録紙の送りモータの起動タイミング信号を、それぞ
れ表している。

【００３６】クロックパルス信号の矩形波は、Ａ４サイ
ズの印字を行う場合、１７２８個のパルスの集合であ
る。このクロックパルス信号にしたがい、シリアル入力
される印字データが各駆動ＩＣのシフトレジスタ内にス
トアされる。こうしてシフトレジスタ内にストアされた
印字データレジスタは、ラッチ信号の入力により、ラッ
チレジスタに移送される。ラッチ信号に格納されている
印字データにしたがい、ストローブ信号が第一の立ち上
がりを示している間、所定の発熱ドットが発熱駆動され
る。次いで、モータ駆動パルスが立ち上がり、感熱記録
紙が１ピッチ（すなわち６５μｍ）送られた後、ストロ
ーブ信号が第二の立ち上がりを示し、その間、上記のま
まラッチレジスタに保持されている印字データにしたが
い、所定の発熱ドットが発熱駆動される。次いで、モー
タ駆動パルスが再度立ち上がり、感熱記録紙が１ピッチ
送られ、次の印字サイクルが行われる。

【００３７】上記したことから明らかなように、本願発
明では、一つの印字データにより、図９の(b) に示すよ
うに、副走査方向に２回の印字を行い、これをもって、
当該印字データによって印字するべき印字ドットを形成
するのである。

【００３８】したがって、仮に黒ベタの印字をする場合
であっても、一回の印字に必要なエネルギは従前の約半
分となり、そのため、発熱ドットを駆動するに必要な電
源が、従前に比較して著しく小型化される。

【００３９】従前のサーマルプリントヘッドによる印字
方法では、印字幅が長くなればなるほど、必要な電源が
大きくなり、これが印字装置の小型化、軽量化を阻害す
る要因となったが、本願発明によれば、電源を小型化す
ることが可能となることから、とりわけ印字幅が延長さ
れた印字装置における一層の小型化が可能となる。

【００４０】また、プリントヘッドのコモンパターン５
に流れる電流量も少なくなることから、コモンパターン
の電圧降下に起因する印字不良を都合よく回避し、印字
品質を高めることができるという付随的な効果もある。

【００４１】なお、上記においては、印字ドットを副走
査方向に二回に分けて印字する例を述べたが、三回また
はそれ以上の回数に分けて印字するようにしてもよい。

【００４２】この場合、発熱抵抗体の幅をその６５〜８
０％幅の範囲で発熱させる実効発熱幅が印字するべき印
字ドットの副走査方向幅の実質的に１／ｘとなるように
する一方、感熱記録紙の送りピッチも、印字するべき印
字ドットの副走査方向幅長さの実質的に１／ｘとすれば
よい。

【００４３】そして、サーマルプリントヘッドおよび記
録紙送りモータの制御にあたっては、同一の印字データ
を保持したまま、ストローブ信号の立ち上げおよびモー
タ起動パルスの立ち上げを印字ドットの副走査方向分割
数に応じて繰り返すようにすればよい。

【００４４】このように、本願発明によれば、サーマル
プリントヘッドについては、発熱抵抗体幅を縮小すると
いう変更のみを行い、感熱記録紙の送り機構について
は、送りピッチの変更のみを行うだけで、簡単な制御に
より、プリントヘッドの印字効率を高め、電源装置を小
型化して、印字装置全体のコンパクト化をさらに高める
ことができ、しかも印字品質を改善することさえできる
のである。

【００４５】もちろん、本願発明の範囲は、上述した実
施例に限定されない。サーマルプリントヘッドの構成
は、従前のあらゆる構成をもつものを採用することがで
きる。実施例では、駆動ＩＣにラッチ信号入力パッドを
設け、ロジックグランド用配線パターンを介してラッチ
信号を入力するようにしているが、かかるラッチ信号用
パッドをあえて設けることなく、ロジックグランドパッ
ドから実質的なラッチ信号を入力するようにする場合
も、もちろん、本願発明の範囲に含まれる。

【００４６】また、図に示したサーマルプリントヘッド
は、信号系の配線パターン、および電源系の配線パター
ンをヘッド基板上に設け、これに対して各駆動ＩＣ上の
パッドを直接的に共通接続するようにし、基板に設ける
べき端子部の数を減らしているが、かかる共通接続をす
るべき構成として、外部接続用基板を用いる場合ももち
ろん本願発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】サーマルプリントヘッドの一例の平面図であ
る。

【図２】図１に示すサーマルプリントヘッドの左方部の
詳細を示す部分平面図である。

【図３】図１に示すサーマルプリントヘッドの長手方向
中央部の詳細を示す部分平面図である。

【図４】図１に示すサーマルプリントヘッドの右方部の
詳細を示す部分平面図である。

【図５】従来例の発熱抵抗体部分の拡大部分平面図であ
る。

【図６】本願発明を実施する場合の発熱抵抗体部分の拡
大部分平面図である。

【図７】図５および図６のVII −VII 線に沿う断面図で
ある。

【図８】印字装置の構成の模式的説明図である。

【図９】(a) は従来の印字方法における印字ドットの拡
大図である。(b) は本願発明方法における印字ドットの
拡大図である。

【図１０】本願発明における印字装置の制御例を示すタ
イミングチャートである。

【符号の説明】

１サーマルプリントヘッド３抵抗体１５印字ドットＲＰ感熱記録紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−233855（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−199657（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−56571（ＪＰ，Ａ) 特開平４−247966（ＪＰ，Ａ) 特開平４−78547（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/36 B41J 2/345

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘッド基板上に直線状に延びる発熱抵抗
体を形成するとともに、この発熱抵抗体の下にもぐりこ
むようにして櫛歯状のコモンパターンを形成し、かつ、
このコモンパターンの各間の領域に入り込むようにして
櫛歯状の駆動パターンを形成することにより、上記発熱
抵抗体が上記櫛歯状のコモンパターンで区切られて主走
査方向に並ぶ多数個の発熱ドットが形成されたサーマル
プリントヘッドを用い、印字データにしたがって上記発
熱ドットを選択的に発熱させて、副走査方向に送られる
感熱記録紙に印字を行う方法であって、上記発熱ドットの副走査方向の幅を、一の印字データに
したがって印字するべき印字ドットの副走査方向幅の実
質的に１／ｘ（ｘは２以上の整数、以下同じ）であっ
て、発熱抵抗体の幅の６５〜８０％とする一方、上記感熱記録紙の送りピッチを一の印字データにしたが
って印字するべき印字ドットの副走査方向幅の実質的に
１／ｘとし、一の印字データにしたがう印字ドットは、副走査方向の
寸法が実質的に１／ｘのドットをそれらの隣接部どうし
が副走査方向において互いに重なるようにしてｘ回隣接
状に印字することにより、印字するようにしたことを特
徴とする、印字方法。
【請求項２】ヘッド基板上に直線状に延びる発熱抵抗
体を形成するとともに、この発熱抵抗体の下にもぐりこ
むようにして櫛歯状のコモンパターンを形成し、かつ、
このコモンパターンの各間の領域に入り込むようにして
櫛歯状の駆動パターンを形成することにより、上記発熱
抵抗体が上記櫛歯状のコモンパターンで区切られて主走
査方向に並ぶ多数個の発熱ドットが形成されたサーマル
プリントヘッドを用い、印字データにしたがって上記発
熱ドットを選択的に発熱させて、副走査方向に送られる
感熱記録紙に印字を行うように構成された印字装置であ
って、上記発熱ドットの副走査方向の幅を、一の印字データに
したがって印字するべき印字ドットの副走査方向幅の実
質的に１／ｘ（ｘは２以上の整数、以下同じ）であっ
て、発熱抵抗体の幅の６５〜８０％とする一方、上記感熱記録紙の送りピッチを一の印字データにしたが
って印字するべき印字ドットの副走査方向幅の実質的に
１／ｘとし、一の印字データにしたがう印字ドットは、副走査方向の
寸法が実質的に１／ｘのドットをそれらの隣接部どうし
が副走査方向において互いに重なるようにしてｘ回隣接
状に印字することにより、印字するようにしたことを特
徴とする、印字装置。