JP3725914B2

JP3725914B2 - サーマルヘッドの断線検出装置

Info

Publication number: JP3725914B2
Application number: JP14268195A
Authority: JP
Inventors: 章充小島; 雅彦山本
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: JPH08310030A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、サーマルヘッドの発熱体の断線状態を検出する断線検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、図２に示すものが知られている（特公平６−１０４３６７号公報参照）。１は定電圧電源で構成されたサーマルヘッド駆動用基準電源で、サーマルヘッド駆動用基準電圧ＶH を出力し、この基準電圧ＶH が演算増幅器２の非反転入力端子（＋）に印加される。また、演算増幅器２の出力端子と反転入力端子（−）の間には、第１のスイッチ３と第１の抵抗器Ｒ1 の直列体が接続され、非反転入力端子と接地点との間には、第２の抵抗器Ｒ2 が接続されている。
【０００３】
前記第１のスイッチ３には、第３の抵抗器Ｒ3 と第２のスイッチ４の直列回路が並列に接続され、第１のスイッチ３と第１の抵抗器Ｒ1 の接続点と接地点の間には、第１のコンデンサＣ1 とサーマルヘッド５が並列に接続されている。このサーマルヘッド５は、抵抗器で構成された発熱体６とスイッチングトランジスタＱの直列体がｎ個並列に接続された抵抗器群と、この抵抗器群に並列に接続された第２のコンデンサＣ2 で構成されている。
【０００４】
７は差動増幅器で、その非反転入力端子（＋）は演算増幅器２の出力端子に接続され、その反転入力端子（−）は前記第３の抵抗器Ｒ3 と第２のスイッチ４の接続点に接続されている。８はコンパレータで、その非反転入力端子（＋）は前記差動増幅器７の出力端子に接続され、その反転入力端子（−）には断線判別電源９から出力される断線判別電圧ＶS が印加され、その出力端子から断線検出信号が出力される。
【０００５】
次に、上記従来例の動作を説明する。
通常の印字モードでは、第１のスイッチ３がＯＮ、第２のスイッチ４がＯＦＦに設定され、第１のコンデンサＣ1 にＶC ＝ＶH （Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／Ｒ2 の電圧が印加される。この電圧ＶC は、図示していない駆動回路によって制御されてＯＮになったスイッチングトランジスタＱに接続されている発熱体６に印加され、電流ｉが流れて発熱することで感熱紙への印字が行なわれる。
【０００６】
次に、断線検出モードでは、第１のスイッチ３がＯＦＦ、第２のスイッチ４がＯＮに設定されるが、第１のコンデンサＣ1 に印加される電圧はＶC ＝ＶH （Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／Ｒ2 となリ、印加モードのときと変わらない。この状態の下で、図示していない駆動回路によってスイッチングトランジスタＱを順次ＯＮにする。発熱体６が断線していないときは、発熱体６の抵抗値をｒとすると、発熱体６に電流ｉ＝ＶC ／ｒが流れ、第３の抵抗器Ｒ3 の端子間電圧はｉ・Ｒ3 となる。この第３の抵抗器Ｒ3 の端子間電圧ｉ・Ｒ3 は差動増幅器７で検出され、コンパレータ８の非反転入力端子に入力されて非反転入力端子に入力される断線判別電圧ＶS と比較され、ＶS よりも低いときはコンパレータ８からその発熱体６が断線していることを示すゼロレベルの断線検出信号が出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の装置では、多数の発熱体に１つずつ順次通電して断線の有無を検出しなけれがならないので、１個のサーマルヘッドを検査するのに多大の時間を要することになる。通常、この断線検査はバーコード等を印字中のサーマルヘッドの印字動作を中断して行うので、この断線検査に長時間を要すると作業上の大きな障害になる。
【０００８】
また、断線検出モードでもサーマルヘッドの発熱体には印字中と同じ電圧ＶC が印加されるので、装着されている感熱紙が発色するという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記のような問題点の解決を目的としてなされたもので、同時に複数の発熱体に通電して同時に検査することによって検出時間の短縮が図れるとともに、発熱体に印加する電圧を上記ＶC よりも低電圧にすることによって感熱紙を発色させることなく断線を検出することができるサーマルヘッド断線検出装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、サーマルヘッド駆動用基準電圧を出力するサーマルヘッド駆動用基準電源と、演算増幅器と、この演算増幅器の非反転入力端子に前記サーマルヘッド駆動用電圧より低い断線検出用電圧を印加する断線検出用電源と、前記演算増幅器の出力端子とその反転入力端子との間に接続された固定抵抗器と、サーマルヘッドに対して印字モード時には上記サーマルヘッド駆動用基準電圧を印加し、断線数検出モード時には上記演算増幅器の反転入力端子電圧を印加するスイッチング手段と、断線数検出モード時に上記サーマルヘッドの互いに並列接続された複数の発熱体の全部を同時に通電状態に駆動する制御手段とを備え、上記固定抵抗器と上記並列接続された複数の発熱体とが上記スイッチング手段を介して直列接続されており、断線数検出モード時の上記演算増幅器の出力電圧から上記通電状態に駆動した複数の発熱体のなかの断線数を検出するようにしたものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記演算増幅器の出力電圧をデジタルデータ変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備えたものである。
【００１２】
【作用および効果】
請求項１の発明によれば、断線数検出モード時にスイッチッグ手段を切り換えて演算増幅器の反転入力端子電圧をサーマルヘッドの複数の発熱体に同時に印加すると、演算増幅器の出力電圧は発熱体の通電個数に比例した分だけ高くなるので、この出力電圧の上昇分から発熱体の通電個数を検出することができる。このように、複数の発熱体を同時に検査できるので、検査時間を大幅に短縮できる。
【００１３】
また、断線検出用電圧は駆動用基準電圧よりも低電圧で足りるので、断線数検出モード時に、何等かの理由でサーマルヘッドの発熱体に長時間断線検出用電圧を印加し続けても発熱量は少なく、感熱紙が発色する恐れがない。
【００１４】
請求項２の発明によれば、演算増幅器の出力電圧信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器を設けたので、出力電圧信号のレベル判定による断線個数の検出、検査データの記録および利用が容易になる。
【００１５】
【実施例】
図１は、この発明の一実施例を示す図で、図２と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示す。図において１０は断線検出用電源で、サーマルヘッド駆動用基準電源１から出力されるサーマルヘッド駆動用基準電圧ＶH （例えば２４ボルト）よりもはるかに低い断線検出用電圧Ｖi （例えば０．３ボルト）の一定電圧を演算増幅器１１の非反転入力端子（＋）に印加する。この演算増幅器１１の出力端子と反転入力端子（−）の間には固定抵抗器ＲO が接続され、さらにこの反転入力端子はスイッチ１２のａ端子に接続されている。
【００１６】
上記スイッチ１２のｂ端子には上記サーマルヘッド駆動用基準電源１の出力電圧ＶH が印加され、さらにｂ端子と接地点との間には第１のコンデンサＣ1 が接続されている。スイッチ１２の出力側端子となるｃ端子（共通端子）には、サーマルヘッド５の発熱体６とスイッチングトランジスタＱの直列体がｎ個並列に接続され、さらに、第２のコンデンサＣ2 が並列接続されている。
【００１７】
１３はＡ／Ｄ変換器で、演算増幅器１１の出力電圧信号ＶO の値をデジタルデータに変換する。１４はこのデジタルデータを処理して発熱体６の検査データおよびサーマルヘッドの駆動データを得る信号処理手段で、抵抗値判別手段１５、断線数検出手段１６、断線箇所判別手段１７、メモリ１８および通電時間設定手段１９を有している。２０はサーマルヘッド５の動作モードを、印字モード、抵抗値判別ード、断線数検出モードおよび断線箇所判別モードに切り換える動作モード設定手段、２１はサーマルヘッド５の各発熱体６の通電を制御する通電制御手段、２２は諸データを表示する表示器である。
【００１８】
まず、サーマルヘッド５のプリンタ装置への組み込み時に実施される、抵抗値判別モード時の動作を説明する。
まず、演算増幅器１１は、その反転入力端子（−）の電圧を非反転入力端子（＋）の電圧Ｖi に合致させるように動作する。抵抗値判別モード指令信号が入力された動作モード設定手段２０は、スイッチ１２をａ端子側に切り換えて、演算増幅器１１の反転入力端子（−）の端子電圧Ｖｉをサーマルヘッド５の各発熱体６に印加するとともに、信号処理手段１４、および通電制御手段２１を抵抗値判別モードに設定する。通電制御手段２１は、何れか一つのスイッチングトランジスタＱをＯＮにして電流ｉ0 を通電させる。
【００１９】
このとき、発熱体６の抵抗値をｒとすると、発熱体６の通電電流ｉ0 は、
ｉ0 ＝Ｖi ／ｒ ‥‥‥‥（１）
となり、これにともなって演算増幅器１１の出力電圧Ｖ01は、
Ｖ01＝ｉ0 ・Ｒ0 ＋Ｖi ‥‥‥‥（２）
となり、電流ｉ0 が流れていないときの出力端子電圧Ｖ0 ＝Ｖi からｉ0 ・Ｒ0 だけ上昇する。Ａ／Ｄ変換器１３はこの出力電圧Ｖ01をデジタルデータに変換して信号処理手段１４に出力する。
【００２０】
抵抗値判別手段１５は、入力されたＶ01のデータから、次の（３）式にもとづいて発熱体６の抵抗値ｒを算出してメモリ１８に書き込む。
ｒ＝Ｖ i ・Ｒ 0 ／（Ｖ 01 −Ｖ i ） ‥‥‥‥（３）
信号処理手段１４は、表示器２２にその抵抗値ｒを表示する。
【００２１】
次に、この実施例の印字モード時の動作を説明する。
印字モード指令信号が入力された動作モード設定手段２０は、スイッチ１２をｂ端子側に切り換えて、サーマルヘッド駆動用基準電源１から出力されるサーマルヘッド駆動用電圧ＶH をサーマルヘッド５の各発熱体６に印加するとともに、信号処理手段１４、および通電制御手段２１を印字モードに設定する。
【００２２】
通電時間設定手段１９は、メモリ１８に書き込まれた発熱体６の抵抗値ｒを読み出し、通電時の各発熱体６の温度が最適印字濃度となる最適通電時間ｔ0 （パルス幅）を設定して通電制御手段２１に与える。通電制御手段２１は、入力される印字データにもとづいてサーマルヘッド５の各スイッチングトランジスタＱのＯＮ，ＯＦＦ制御を行い、サーマルヘッド駆動用電圧ＶH をサーマルヘッド５の各発熱体６に時間ｔ0 ずつ通電し、発熱させて感熱紙に印字する。この結果、常に最適濃度の印字を自動的に行うことができる。
【００２３】
このように、サーマルヘッド５をプリンタ装置に組み込む際、メモリ１８に書き込んだ発熱体６の抵抗値ｒにもとづいて自動的に印字モード時の最適通電時間ｔ0 （パルス幅）を算出して通電時間を設定するようにしたから、組立時の通電時間設定手間が省略できるとともに、通電時間の調整精度が向上する。
【００２４】
次に、印字動作中に適宜実施される断線数検出モード時の動作を説明する。断線数検出モード指令信号が入力された動作モード設定手段２０は、スイッチ１２を端子ａ側に切り換えて演算増幅器１１の反転入力端子の電圧Ｖi をサーマルヘッド５に印加するとともに、信号処理手段１４、および通電制御手段２１を断線数検出モードに設定する。
【００２５】
通電制御手段２１は、サーマルヘッド５の全スイッチングトランジスタＱをＯＮに制御して全発熱体６を同時に通電状態に制御する。このとき、各発熱体６の印加電圧Ｖi は十分に低い電圧であるので各発熱体６の発熱量は小さく、何等かの事情で長時間通電状態が続いても、感熱紙を発色させる温度まで上昇することはない。
【００２６】
断線数検出手段１６は、通電されている全発熱体（ｎ個）６のうち、断線している個数を検出する。すなわち、電圧Ｖi が印加されているｎ個の発熱体６のうち、ｘ個の発熱体６が断線しているときの演算増幅器１１の出力電圧Ｖ0n-xは、
Ｖ0n-x＝（ｎ−ｘ）・ｉ0 ・Ｒ0 ＋Ｖi ‥‥‥‥‥（４）
となるから、発熱体６の断線数ｘは、
ｘ＝ｎ−（Ｖ0n-x−Ｖi ）／（ｉ0 ・Ｒ0 ） ‥‥‥‥‥（５）
となり、ここで、
ｉ 0 ＝Ｖ i ／ｒより、
ｘ＝ｎ−ｒ・（Ｖ 0n-x −Ｖ i ）／（Ｖ i ・Ｒ 0 ） ‥‥‥‥‥（６）
となる。
【００２７】
このように、本実施例によれば、一回の通電でもってｎ個の発熱体６のなかの断線数ｘを検出することができるので、従来の検査時間よりもはるかに短い時間でサーマルヘッド５の断線検査を行うことができる。信号処理手段１４は、検出した断線数ｘを表示器２２に表示する。
【００２８】
次に、必要なときに実施する断線箇所判別モード時の動作を説明する。
断線箇所判別モード指令信号が入力された動作モード設定手段２０は、スイッチ１２を端子ａ側に切り換えて演算増幅器１１の反転入力端子の電圧Ｖi をサーマルヘッド５に印加するとともに、信号処理手段１４、および通電制御手段２１を断線箇所判別モードに設定する。
【００２９】
通電制御手段２１は、サーマルヘッド５の各スイッチングトランジスタＱを順次ＯＮに制御して各発熱体６を順次通電状態に制御する。断線箇所判別手段１７は、スイッチングトランジスタＱがＯＮに切り換えられる度に演算増幅器１１の出力電圧がｉ0 ・Ｒ 0だけ高くなるか否かを判別して、高くならない発熱体６を断線と判定し、メモリ１８にその位置データを書き込んでゆく。全ての発熱体６の検査が終了すると、信号処理手段１４は当該サーマルヘッド５の断線箇所を表示器２２に表示する。
【００３０】
なお、断線数検出モードにおいては、ｎ個全ての発熱体６を同時に通電状態としたが、発熱体６を適宜な複数個ずつに分割して、断線検出を行ってもよく、やはり、従来よりも短い時間で、断線検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】従来のサーマルヘッドの断線検出装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…サーマルヘッド駆動用基準電源、５…サーマルヘッド、６…発熱体、
１０…断線検出用電源、１１…演算増幅器、１２…スイッチ、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…信号処理手段、１５…抵抗値判別手段、１６…断線数検出手段、１７…断線箇所判別手段、１８…メモリ、１９…通電時間設定手段、２０…動作モード設定手段、２１…通電制御手段、２２…表示器、Ｑ…スイッチングトランジスタ。

Claims

サーマルヘッド駆動用基準電圧を出力するサーマルヘッド駆動用基準電源と、演算増幅器と、この演算増幅器の非反転入力端子に前記サーマルヘッド駆動用電圧より低い断線検出用電圧を印加する断線検出用電源と、前記演算増幅器の出力端子とその反転入力端子との間に接続された固定抵抗器と、サーマルヘッドに対して印字モード時には上記サーマルヘッド駆動用基準電圧を印加し、断線数検出モード時には上記演算増幅器の反転入力端子電圧を印加するスイッチング手段と、断線数検出モード時に上記サーマルヘッドの互いに並列接続された複数の発熱体の全部を同時に通電状態に駆動する制御手段とを備え、上記固定抵抗器と上記並列接続された複数の発熱体とが上記スイッチング手段を介して直列接続されており、断線数検出モード時の上記演算増幅器の出力電圧から上記通電状態に駆動した複数の発熱体のなかの断線数を検出するサーマルヘッドの断線検出装置。
請求項１において、前記演算増幅器の出力電圧をデジタルデータ変換するアナログデジタル変換器を備えたことを特徴とするサーマルヘッドの断線検出装置。