JP4592896B2

JP4592896B2 - サーマルヘッドの断線チェック装置

Info

Publication number: JP4592896B2
Application number: JP2000256595A
Authority: JP
Inventors: 俊明阿部; 淳高橋
Original assignee: Sato Corp; Sato Holdings Corp
Current assignee: Sato Corp; Sato Holdings Corp
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2020-08-28
Also published as: JP2002067361A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラベルプリンタ等のプリンタにおいて使用されるサーマルヘッドの断線をチェックするための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルヘッドは、電流を流すことによって発熱する微細な発熱体の集合を備えている。この発熱により、感熱紙を変色させたり、リボンに塗布されているインクを転写させたりして印字を行う。図５に、ラベルプリンタにおいて使用されている従来のサーマルヘッドの等価回路の一例を示す。サーマルヘッド１においては、等価的に抵抗で表されるＮ個の発熱体Ｒ₁〜Ｒ_Nが１ラインに並んでいる。これらの発熱体の第１の端子には、駆動電圧に接続された電流源２０から電流が供給されるようになっており、これらの発熱体の第２の端子には、ＮＡＮＤゲートＧ₁〜Ｇ_Nの出力がそれぞれ接続されている。
【０００３】
ＮＡＮＤゲートＧ₁〜Ｇ_Nの一方の入力にはストローブ信号ＳＴＲＯＢＥが供給され、他方の入力はラッチ回路１０の出力に接続されている。ラッチ回路１０は、外部からシリアルに入力される１ライン分の印字データＤＡＴＡを一時的に格納する。各々のＮＡＮＤゲートは、対応する印字データとストローブ信号との論理積を求めて、その結果を反転して出力する。例えば、Ｊ番目の印字データがハイレベルでストローブ信号もハイレベルのときに、Ｊ番目のＮＡＮＤゲートＧ_Jの出力がローレベルとなり、電源電圧Ｖから発熱体Ｒ_Jを介してＮＡＮＤゲートＧ_Jの出力に電流が流れて発熱体Ｒ_Jが発熱する。
【０００４】
一方、サーマルヘッドの発熱体の断線をチェックするためには、チェックする発熱体Ｒ₁〜Ｒ_Nを１個ずつ通電状態にして、電流源２０から一定の電流が供給されるようにする。電流源２０の出力と接地電位との間には、発熱体の抵抗値に比較して大きな抵抗値を有する抵抗Ｒ_AとＲ_Bが直列に接続されており、抵抗Ｒ_AとＲ_Bの接続点にはチェック端子が設けられている。発熱体が断線していない場合には、電流源２０から供給される電流の大部分が発熱体を流れるので、チェック端子は低い電位となる。一方、発熱体が断線している場合には、電流源２０から供給される電流の全てが抵抗Ｒ_AとＲ_Bを流れるので、チェック端子は高い電位となる。従って、チェック端子の電位を測定することにより、発熱体の断線の有無を検知することができる。以下においては、サーマルヘッドの発熱体が断線しているか否かを自己診断することを、ヘッドチェックという。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の手法によるヘッドチェックに要する時間は、サーマルヘッドに含まれる発熱体の数にほぼ比例する。近年においては、ラベルプリンタの印字幅の拡大や高精度化が進んで発熱体の数が増大しつつあり、ヘッドチェックに要する時間も増大する傾向にある。しかしながら、プリンタによって印字結果を得ることが目的であるユーザにとっては、ヘッドチェックに要する時間は無駄であり、多数の発熱体を短時間でチェックすることが望まれている。
【０００６】
サーマルヘッドに供給される１ライン分の印字データは、図６に示すようなメモリブロック６１と６２に格納される。ここでは、１ライン分の３２ビットデータを２つの１６ビットデータ（印字データ１と２）に分割して、２つのメモリブロック６１と６２に格納している。
【０００７】
図６に示すビットデータにおいて、「１」は発熱するドットを表し、「０」は発熱しないドットを表している。これらのビットデータは、ヘッドクロックと呼ばれるデータ転送用のクロック信号と同期して、１ビットずつ転送される。ヘッドチェックにおいては、図６の（ａ）〜（ｄ）に示すように、最初にチェックすべきドットに対応する１ビットだけを「１」としたデータを用いて、１ドットのチェック毎にヘッドクロックを供給することにより、チェックすべきドットを１ビットずつシフトさせている。
【０００８】
しかしながら、印字データを格納するためのメモリが複数のブロックに分割されていると、チェックすべきドットに対応する１ビットデータ「１」を、分割されたメモリの境界を越えてシフトさせることはできないので、図６の（ｅ）に示すように、チェックデータを新たに作成して転送し直す必要がある。このように、従来は、図６に示す印字データ２の部分のチェックデータを転送してチェックを終了してから、印字データ１の部分のチェックデータを転送していたので、チェックデータの再転送を必要とし、効率が悪いという問題があった。
【０００９】
また、従来のヘッドチェックにおいては、回路上の容量成分による一定の遅延時間を考慮し、この遅延時間に相当する時間間隔で各発熱体が断線しているか否かを検知していた。ここでは、図７に示すように、定常状態におけるチェック端子の電位をＶ₀とし、発熱体に電流を流したときにチェック端子の電位が所定の電位Ｖ₂よりも下がるか否かを検出するものとする。このとき、破線で示す論理回路上の通電制御の動作に対し、回路上の容量成分により応答遅延が生じて実線に示す動作となる。この結果、通電開始の指示からチェック電位の出力までの間に遅延１が生じ、通電中止を指示してチェック端子の電位が所定の電位Ｖ₂を越えてから定常電位Ｖ₀に回復するまでの間に遅延２が生じる。従来は、チェック端子の電位が定常電位Ｖ₀に回復してから、次の発熱体のチェックを行っていた。しかしながら、このような従来の手法によれば、所定の電位を低く設定する程、遅延時間が長くなってしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明の第１の目的は、短時間でヘッドチェックを行うことのできるサーマルヘッドの断線チェック装置を提供することである。さらに、本発明の第２の目的は、１ライン分の印字データを格納するためのメモリを複数のブロックに分けた場合において、チェックデータの再転送を不要として効率を改善することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係るサーマルヘッドの断線チェック装置は、サーマルヘッドに含まれる複数の発熱体を同時に選択するためのチェックデータを前記サーマルヘッドに供給する制御手段と、選択された複数の発熱体に電流を供給する電流源と、電流源の出力値を所定の値と比較することにより、選択された複数の発熱体の内の少なくとも１つの発熱体が断線しているか否かを検知する比較回路と、を具備し、前記制御手段は、前記サーマルヘッドに供給する１ライン分の印字データを記憶するための複数のメモリブロックを備え、各メモリブロックにおいて少なくとも１つの印字データをアクティブに設定して前記チェックデータとして供給し、アクティブとなる印字データをシフトさせることによりサーマルヘッドに含まれる全ての発熱体を順次チェックするとともに、１組の前記発熱体のチェックにおいて前記比較回路の出力を監視することにより、前記電流源の出力における電位が定常電位に回復する前に次の１組の発熱体のチェックを行うことを特徴とする。
以上の構成によれば、複数の発熱体を同時に選択して、その内の少なくとも１つの発熱体が断線しているか否かを検知するので、短時間でヘッドチェックを完了することができる。
【００１２】
また、複数のメモリブロックを同時に用いてヘッドチェックを行うことにより、チェックデータの再転送を不要として効率を改善できる。
【００１３】
また、制御手段が、１組の発熱体のチェックにおいて比較回路の出力を監視することにより、電流源の出力における電位が定常電位に回復する前に次の１組の発熱体のチェックを行うようにしたので、所定の電位を低く設定したとしても、短時間でヘッドチェックを行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基いて本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１に、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断線チェック装置の構成を、サーマルヘッドの等価回路と共に示す。
【００１５】
図１に示すように、サーマルヘッド１においては、等価的に抵抗で表されるＮ個の発熱体Ｒ₁〜Ｒ_Nが１ラインに並んでいる。これらの発熱体の第１の端子には、駆動電圧に接続された電流源２０から電流が供給されるようになっており、第２の端子にはＮＡＮＤゲートＧ₁〜Ｇ_Nの出力がそれぞれ接続されている。
ＮＡＮＤゲートＧ₁〜Ｇ_Nの一方の入力にはストローブ信号ＳＴＲＯＢＥが供給され、他方の入力はラッチ回路１０の出力に接続されている。ラッチ回路１０は、外部からシリアルに入力される１ライン分の印字データＤＡＴＡを一時的に格納する。各々のＮＡＮＤゲートは、対応する印字データとストローブ信号との論理積を取って、その結果を反転して出力する。出力がローレベルになっているゲート回路に接続されている発熱体に電流源２０から電流が流れ、この発熱体が発熱して印字を行う。
【００１６】
次に、図１に示すサーマルヘッドの断線チェック装置２について説明する。サーマルヘッドの断線チェック装置２は、サーマルヘッドの発熱体に電流を供給するための電流源２０と、サーマルヘッドに含まれる複数の発熱体を同時に選択するためのチェックデータをサーマルヘッドに供給できる制御回路３０とを含んでいる。電流源２０の出力における電位は、抵抗Ｒ_AとＲ_Bによって分圧され、分圧されたチェック電位ＶＣが比較回路４１、４２、・・・に供給される。
【００１７】
サーマルヘッドの発熱体の断線をチェックするためには、チェックする発熱体Ｒ₁〜Ｒ_Nの内の所定数を通電状態にして、電流源２０から一定の電流が供給されるようにする。発熱体が断線していない場合には、電流源２０から供給される電流の大部分が発熱体を流れるので、チェック端子は低い電位となる。一方、発熱体が１つでも断線している場合には、電流源２０から抵抗Ｒ_AとＲ_Bを流れる電流が増加して、チェック電位ＶＣは高い値となる。従って、チェック電位ＶＣを参照電位と比較することにより、発熱体の断線の有無を検知することができる。
【００１８】
参照電位Ｖ₁は、定常電位Ｖ₀よりも小さく、１つの発熱体に電流が流れるときのチェック電位ＶＣよりも大きな値とする。比較回路４１は、参照電位Ｖ₁に接続され、１つの発熱体が断線しているか否かを検知する（１ドットチェック）。また、参照電位Ｖ₂は、１つの発熱体に電流が流れるときのチェック電位ＶＣよりも小さく、２つの発熱体に電流が流れるときのチェック電位ＶＣよりも大きな値とする。比較回路４２は、参照電位Ｖ₂に接続され、２つの発熱体の内の少なくとも１つの発熱体が断線しているか否かを検知する（２ドットチェック）。以下、３つ以上の発熱体の内の少なくとも１つの発熱体が断線しているか否かを検知するための比較回路を設けることもできる。チェックの結果、例えば、比較回路４２によって２つの発熱体の内の少なくとも１つの発熱体が断線していることが判明した場合には、比較回路４１を用いれば、その２つの発熱体の内のどちらの発熱体が断線しているかを突き止めることができる。あるいは、いずれかの発熱体が断線している場合には、直ちにサーマルヘッドを交換するようにしても良い。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断線チェック装置におけるチェック電位の変化を示す波形図である。チェック電位ＶＣ₁は、１つの発熱体に電流を流した場合のチェック電位を示している。もし、この発熱体が断線していると、チェック電位ＶＣ₁の値は参照電位Ｖ₁よりも大きくなるので、発熱体が断線していることを検知できる。また、チェック電位ＶＣ₂は、２つの発熱体に電流を流した場合のチェック電位を示している。もし、２つの発熱体の内の少なくとも１つの発熱体が断線していると、チェック電位ＶＣ₂の値は参照電位Ｖ₂よりも大きくなるので、発熱体が断線していることを検知できる。同様に、チェック電位ＶＣ₃は、３つの発熱体に電流を流した場合のチェック電位を示している。もし、３つの発熱体の内の少なくとも１つの発熱体が断線していると、チェック電位ＶＣ₃の値は参照電位Ｖ₃よりも大きくなるので、発熱体が断線していることを検知できる。
【００２０】
次に、図３を参照しながら、サーマルヘッドに供給されるデータについて説明する。サーマルヘッドに供給される１ライン分の印字データは、図３に示すようなメモリブロック３１と３２に格納される。ここでは、１ライン分の３２ビットデータを２つの１６ビットデータ（印字データ１と２）に分割して、２つのメモリブロック３１と３２に格納している。このように、多くの発熱体を含むサーマルヘッドにおいては、１ライン分の印字データを格納するためのメモリを複数のブロックに分けて、複数のメモリブロックにおいてデータを同時に受け取る複数回路転送を可能にしたものが一般的である。
【００２１】
図３に示すビットデータにおいて、「１」は発熱するドットを表し、「０」は発熱しないドットを表している。これらのビットデータは、ヘッドクロックと呼ばれるデータ転送用のクロック信号と同期して、１ビットずつ転送される。ヘッドチェックにおいては、図３の（ａ）〜（ｄ）に示すように、各メモリブロックにおいて少なくとも１つの印字データを「１」（アクティブ）に設定してチェックデータとして供給し、各メモリブロックにおいてヘッドクロックを供給してデータ「１」をシフトさせることにより、サーマルヘッドに含まれる全ての発熱体を順次チェックする。このように、複数のメモリブロックを同時に用いてヘッドチェックを行うことにより、チェックデータの再転送を不要として効率を改善できる。なお、メモリブロック３１と３２は、図１に示す断線チェック装置の制御回路３０に含まれるようにしても良い。
【００２２】
次に、図４を参照しながら、発熱体の複数の組をチェックするタイミングについて説明する。ここでは、図４に示すように、定常状態におけるチェック電位をＶ₀とし、発熱体に電流を流したときにチェック電位ＶＣが所定の電位Ｖ₂よりも下がるか否かを検出するものとする。このとき、破線で示す論理回路上の通電制御の動作に対し、回路上の容量成分により応答遅延が生じて実線に示す動作となる。この結果、通電開始の指示からチェック電位の出力までの間に遅延１が生じる。
【００２３】
また、通電中止を指示してチェック電位ＶＣが参照電位Ｖ₂を越えてから定常電位Ｖ₀に回復するまでの間にも遅延が生じる。この遅延時間を削減するため、本実施形態においては、発熱体の第１の組のチェックにおいてチェック電位ＶＣが参照電位Ｖ₂よりも下がったことを検知することによりこれらの発熱体が断線していないことを確認した後、チェック電位ＶＣが参照電位Ｖ₂を越えた時点で、次の発熱体の組のチェックに移行する。なお、次の発熱体の組に含まれるいずれかの発熱体が断線している場合には、チェック電位ＶＣが図に示す電位Ｖ_Eに近付くので、発熱体が断線していることを判断できる。これにより、回路上の容量成分の影響によって生じる遅延時間を最小限に止め、参照電位Ｖ₂が低くなっても短時間でヘッドチェックを行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明によれば、印字幅が広く、かつ、高精度なサーマルヘッドであっても、複数のドットを同時にチェックすることで、ラベル印字１枚毎のヘッドチェックを短時間で実施することができ、スループットを向上させることができる。また、１ライン分の印字データを格納するためのメモリを複数のブロックに分けた場合において、ヘッドチェックのためのチェックデータの再転送を必要最小限の回数として複数のドットを同時にチェックすることで、高速にヘッドチェックを実施することができる。さらに、回路上の容量成分による遅延時間の影響を最小限にして複数のドットを同時にチェックすることで、より高速にヘッドチェックを実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断線チェック装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断線チェック装置におけるチェック電位の変化を示す波形図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断線チェック装置における分割されたメモリブロックと、そこに格納されるチェックデータを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断線チェック装置におけるチェック電位の変化を示す波形図である。
【図５】従来のサーマルヘッドの等価回路の一例を示す図である。
【図６】従来のサーマルヘッドの断線チェック装置における分割されたメモリブロックと、そこに格納されるチェックデータを示す図である。
【図７】従来のサーマルヘッドの断線チェック装置におけるチェック端子の電位の変化を示す波形図である。
【符号の説明】
１サーマルヘッド
２サーマルヘッドの断線チェック装置
１０ラッチ回路
２０電流源
３０制御回路
３１、３２メモリブロック
４１、４２比較回路
Ｒ_A〜Ｒ_B 抵抗
Ｒ₁〜Ｒ_N 発熱体
Ｇ₁〜Ｇ_N ＮＡＮＤゲート

Claims

サーマルヘッドに含まれる複数の発熱体を同時に選択するためのチェックデータを前記サーマルヘッドに供給する制御手段と、
選択された複数の発熱体に電流を供給する電流源と、
前記電流源の出力値を所定の値と比較することにより、選択された複数の発熱体の内の少なくとも１つの発熱体が断線しているか否かを検知する比較回路と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記サーマルヘッドに供給する１ライン分の印字データを記憶するための複数のメモリブロックを備え、
各メモリブロックにおいて少なくとも１つの印字データをアクティブに設定して前記チェックデータとして供給し、
アクティブとなる印字データをシフトさせることによりサーマルヘッドに含まれる全ての発熱体を順次チェックするとともに、
１組の前記発熱体のチェックにおいて前記比較回路の出力を監視することにより、前記電流源の出力における電位が定常電位に回復する前に次の１組の発熱体のチェックを行う
ことを特徴とするサーマルヘッドの断線チェック装置。