JPH03121864A - サーマルヘッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、複数の発熱抵抗体を有し、その発熱抵抗体
を通電することにより、印字を可能とするサーマルヘッ
ド駆動装置に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来のサーマルヘッドは、温度、印字周期、発熱抵抗体
の抵抗値あるい熱履歴等により、印字濃度がバラツキや
すいことは周知の事実であり、印字濃度を一定にする為
にサーマルヘッドの発熱抵抗体を駆動する電流値や通電
時間を制御する駆動装置が考えられている。

第１Ｏ図は、従来のサーマルヘッド駆動装置を示すブロ
ック図である。サーマルヘッド１は、複数の発熱抵抗体
２と発熱抵抗体２を駆動するドライバーＩＣ３とサーマ
ルヘッド１の温度を検出するサーミスタ１３とを有して
おり、Ａ／Ｄ変換器４はサーミスタ１３からのアナログ
温度データをデジタル温度データに変換してマイクロコ
ンピュータ７に入力する。また、サーマルヘッド１の発
熱抵抗体２の抵抗値はランク分けによりコード化され、
エンコーダスイッチ１４により抵抗値のコードをマイク
ロコンピュータ７に入力する。マイクロコンピュータ７
は、前記デジタル温度データや抵抗値のコードや印字周
期や熱履歴データなど２− から決定されるＲＯＭテーブル１０のアドレスにおいて
、ＲＯ〜■テーブルｌＯのデータをアクセスして駆動パ
ルス幅データを得て、その駆動パルス幅データをパルス
幅制御回路５に入力し、パルス幅の制御された駆動パル
ス信号（５ＴＲＯＢＥ信号）を発生させ、サーマルヘッ
ドｌの印字濃度を一定に維持するようにしている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、このような従来のサーマルヘッド駆動装置にお
いては、サーマルヘッドの製造工程におて、−旦、ヘッ
ドの固有抵抗値またはそのコード情報を表示する必要か
あり、また、このサーマルヘッドを組み込む装置側に前
記コード情報を設定する手段とコード情報を読み込む手
段が必要となる為、サーマルヘッドの製造及び駆動装置
の設計、製造において特別な配慮を必要とするばかりで
はなく、サーマルヘッド及び装置のコストアップの要因
ともなっていた。

又、この方法では固有抵抗値が段階的に決定されるため
、微調整が困難であり、また、製造後に３ 抵抗変化かあっｆ二場合の対応も出来なかった。更に、
この方法では、マイクロコンピュータによるデジタル処
理を行っている関係から、回路のメモリー容量及びマイ
クロコンピュータの制御プログラムか増大するという問
題点があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、比
較的簡単な回路と簡単な制御プログラムで安価に均一な
印字濃度か得られるサーマルヘッド駆動装置を提供する
ものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明は、印字ドツトに対応する発熱抵抗体を基板上
に複数個配列し、各発熱抵抗体に印字データに対応する
駆動パルスを印加して印字を行うように構成したサーマ
ルヘッド駆動装置において、前記発熱抵抗体と同一の製
造工程で同一基板上に形成された印字に寄与しないダミ
ー抵抗と、印字データに対応して発熱抵抗体に印加する
駆動パルスのパルス幅を設定する手段と、前記駆動パル
スのパルス電圧を設定する手段を備え、前記ダミー抵抗
の抵抗値によって駆動パルスの電圧又は幅を決定するこ
とを特徴とするサーマルヘッド駆動装置である。

この発明においてｊよ、サーマルヘッドにおける発熱抵
抗体の抵抗値とサーマルヘッドの温度に応じてサーマル
ヘッド内部で駆動パルスの電圧を制御すると同時に、外
部から他の要因に応じて駆動パルスのパルス幅を制御す
るようにしてもよいし、サーマルヘッド内部でパルス幅
を制御すると同時に外部より駆動パルス電圧を制御する
ようにしてもよい。

前記サーマルヘッドでは、通常、セラミック等の耐熱性
と平坦性にすぐれた絶縁基板上に５００〜５０００個の
発熱抵抗体が直線状に配置され、その１個１個が画素を
出力（印字）できるように形成されることが好ましい。

前記発熱抵抗体へ通電する手段には、通常、クロック信
号に同期してンリアル印度データを入力するノットレジ
スタと、このシフトレジスタ印字デンタをＬＡＣＨ信号
によってラッチするラッチ回路とを備え、ランチされた
シリアル印字データと５ＴＲＯＢＥ信号のパルス波形に
応じて発熱抵抗体へ通電パターンを出力するドライバー
丁ｃを用いることができる。前記サーマルヘッドの温度
を検出する場合には、温度検出手段に例えば、Ｆｅ３Ｏ
４とＭｇＣｒ２Ｏ４またはＭｇＡｌ２Ｏ＋の固溶体やＮ
ｉｐ、　Ｍｎ２０３ＣＯ２帆を混合焼結したサーミスタ
等を使用することができる。その場合、温度検出手段は
、前記発熱抵抗体の近辺に配設され、サーマルヘッドの
温度ヲ検出して抵抗値に変換することが好ましい。

駆動パルスの電圧を制御する手段には、抵抗変化により
出力電圧が変化する４端子レギユレータ（例えば、シャ
ープ（株）製ＰＱ３０ＲＶ）を用いると安価で回路的に
も簡単である。駆動パルス幅を制御する手段をサーマル
ヘッド内部に配設する場合には、抵抗変化により基準電
圧が変化する電圧比較器によって、のこぎり状の積分波
を矩形波に変換してパルス制御を行うものを用いると安
価で回路的にも簡単である。

従って、サーマルヘッド固有の発熱抵抗体の抵抗値に対
し、駆動パルスの幅又は電圧、つまり駆動エネルギーを
制御してサーマルヘッド個々の印字濃度バラツキをおさ
える手段としては前記電圧制御手段である４端子レキユ
レータの入力に前記ダミー抵抗を接続して駆動パルスの
電圧を制御するか又は、前記パルス幅制御手段の基準電
圧決定回路に前記ダミー抵抗を接続して駆動パルスの幅
を制御すればよい。

（ホ）作用 サーマルヘッドに印字のための発熱抵抗体と同一の製造
工程で同一基板上に形成された印字に寄与しないダミー
抵抗を備え、ダミー抵抗の抵抗値に対応して駆動パルス
の電圧又は幅制御する。ダミー抵抗の抵抗値は発熱抵抗
体の抵抗値を代表するのでサーマルヘッドの印字濃度の
均一化をはかることができる。

（へ）実施例 以下、この発明の実施例を図面により詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
サーマルヘッド１０１は、複数の発熱抵抗体１０２と、
発熱抵抗体＋０２と同一プロセスで同一基板上に形成さ
れたダミー抵抗１１２を有し、さらに前記発熱抵抗体１
０２を駆動する複数のドライバーＩＣ１０３と、サーマ
ルヘッドｌの温度を検出する為のサーミスタ１０５と、
発熱抵抗体１０２を駆動する電圧ＶＨを制御する為の電
圧制御回路１０４を備えている。＋０７は５ＴＲＯＢＥ
信号のパルス幅を制御するパルス幅制御回路、１０８は
マイクロコンピュータ、１０９は発振回路、１１０はＲ
ＯＭテーブル、ＩＩＩはメモリーである。

ファクシミリやプリンタの場合、通常はメインＣＰＵに
より扱われる印字データはパラレルデータ（例えば８ビ
ツトデータ）である為、メインＣＰＵにより送られて来
たパラレル印字データは、パラレル／シリアル変換器１
０６にてシリアル印字データに変換され、サーマルヘッ
ドｌｏｔに設けられたドライバーＩＣ１０３に対し、ド
ライバー制御信号を共に送り込まれる。

第２図は発熱抵抗体１０２およびドライバー■ＣｌＯ３
の基本回路図である。ドライバーＩＣ＋０３はトランジ
スタで構成されるドライバー（インバータ）２０Ｉと、
ゲート回路２０２とランチ回路２０３とシフトレジスタ
２０４と出力保護回路２０５とからなり、ドライバーＩ
Ｃに入力される信号は、ドライバー制御信号（Ｂ、Ｅ、
Ｏ信号とＬＡＴＣＨ信号とＣＬＯＣＫ信号）、５ＴＲＯ
ＢＥ信号、及びＤＡＴＡＩＮ端子２０９により入力され
るシリアル印字データから構成される。

第１図の電圧制御回路１０４は任意の直流出力電圧が外
付は抵抗により設定可能な直流出力電圧安定化用の（４
端子）レギュレータＩＣで、ダミー抵抗＋１２の抵抗値
にてベースとなる駆動電圧ＶＨを決定しておき、更にサ
ーミスタ＋０５の抵抗変化により駆動電圧ＶＨを変化さ
せようとするものである。

次に、第３図のタイミングチャートと第２図のドライバ
ーｒ　ｃ、ｉ　ｏ　ａの基本回路図より、サーマルヘッ
ド１０１を１ライン８分割駆動する場合について説明す
ると、まずＤＡＴＡ　Ｉ　Ｎ端子２０９より入力される
ソリアル印字データを、ＣＬＯＣＫ端子２１０より入力
されるＣＬＯＣＫ信号に同期させてシフトレジスタ２０
４に送り込む。次にＬＡＴＣＨ端子２０８に入力される
ＬＡＴＣＨパルス信号にてソフトレジスタ２０４のシリ
アル印字データをランチ回路２０３にラッチさせる。続
いてＢ、Ｅ、Ｏ端子２０６を介してＢ、Ｅ、Ｏ信号が入
力されると、５ＴＲＯＢＥ端子２０７から入力されるド
ライブパルスの５ＴＲＯＢＥ信号によって発熱抵抗体を
駆動させ、第３図のようにる。

次に、駆動電圧ＶＨがどのように決定されるかを第４図
〜第６図によって説明する。

第４図はこの実施例で用いた電圧制御用４端子レギユレ
ータの結線図である。この４端子レギユレータ（シャー
プ（株）製ＰＱ３０ＲＶ）は内部に基準電圧とコンパレ
ータを有し、外付は抵抗により出力電圧が決定される。

０１〜Ｃ３は外付けのコンデンサであり、ＲＯは抵抗で
ある。ダミー抵抗１１２は、発熱抵抗体１０２の１つと
同じ形状である必要はなく、例えば、Ｒｔ（［Ω］を基
準に作ったらのとする。

第４図のように、サーミスタ１０５（抵抗値Ｒｔｈ）と
ダミー抵抗＋１２を直列に接続すると、サーミスタ１０
５の抵抗値ＲＬｈが大きくなるか、ダミー抵抗＋１２の
抵抗値Ｒｄか大きくなると、出力電圧ＶＯすなわち発熱
抵抗体の駆動電圧ＶＨが高くなる。

第５図は、第４図においてＲＯ＝３９０Ωとし、所定電
圧Ｖｉｎを入力した時のＲｊｈ＋Ｒｄに対する出力電圧
ＶＯの変化を表わしたグラフである。また、第６図はサ
ーミスタ１０５の温度特性であり、温度が上昇すると抵
抗値は下がる。

以上のことにより第４図のように結線した場合、ダミー
抵抗１１２の抵抗値Ｒｄが大きい時は駆動電圧ＶＨか高
くなり、発熱抵抗体１０２への印加エネルギーが大きく
なる。また、この印加エネルギーをベースとして、サー
ミスタ＋０５の抵抗値が小さくなると、すなわちサーマ
ルヘッドの温度か高くなると、駆動電圧Ｖｌ（が低くな
り、発熱抵抗体１０２への印加エネルギーか低くなり、
サーマルヘッド毎に生する発熱抵抗体の抵抗値のバラツ
キやサーマルヘッドの温度変化？こ対して印字濃度を均
一に保つことができる。

以上はサーマルヘッド内部に駆動電圧を制御する電圧制
御回路を設け、発熱抵抗体の抵抗値とサーマルヘッドの
温度に対応して駆動電圧の制御を行い、外部より上記の
抵抗値や温度以外（例えば印字周期、１ライン印字ドツ
ト数等）の要因によるパルス幅の制御を行うようにした
例であるが、次にサーマルヘッド内部にパルス幅制御回
路を設け、発熱抵抗体の抵抗値とサーマルへｙドの温５
度に対応してパルス幅制御を行い、外部より上記抵抗値
・温度以外の要因による駆動電圧の制御を行うようにし
た他の実施例について、第７図〜第９図により説明する
。第７図がこの場合のブロック構成図である。第３図の
５ＴＲＯＢＥ信号の幅を制御するパルス幅制御回路７０
１がサーマルヘッドＩＯ１の内部に設けられており、駆
動電圧ＶＨはサーマルヘッド外部より電圧制御回路７０
２にて制御される。その池の構成は第１図に示すブロッ
ク図と同等である。

前記パルス幅制御回路７０１は第８図に示すように、抵
抗Ｒ、コンデンサＣおよびダイオードＤからなる積分回
路８０２と、コンパレータＰからなる電圧比較回路８０
１とから構成され、サーミスタ１０５の抵抗Ｒｔｈの変
化によりコンパレータの基準電圧ｖｔｈが変化し、駆動
パルス幅Ｌｐが変化する。第９図は第８図の（Ａ）、（
Ｂ）および（Ｃ）における電圧波形を示すものである。

すなわち、電圧Ｖｔｈか高くなると、出力パルス幅ｔｐ
が小さくなる。

ダミー抵抗１１２とサーミスタ１０５とを第８図のよう
に接続すると、ダミー抵抗１１２の抵抗値Ｒｄが大きい
時は、駆動パルス幅ｉｐが大きくなる。

また、このパルス幅をベースとして、サーマルヘッドの
温度が高くなってサーミスタ１０５の抵抗値Ｒｔｈが小
さくなると、駆動パルス幅ｔｐが更に小さくなり、発熱
抵抗体＋０２の抵抗値のサーマルヘッド毎のバラツキ及
び経年変化と温度変化があって乙印字濃度を均一に保つ
ことができる。

以上のように、ダミー抵抗と比較的簡単な回路でサーマ
ルヘッド内部に於いて独自に固有の発熱抵抗体の抵抗値
と温度に対応して駆動電圧制御または駆動パルス幅制御
を行うことができる。さらに必要に応じて外部より駆動
パルス幅または駆動電圧を同時に制御し、印字濃度を均
一にすることができる。

なお、上記実施例においてはサーマルヘッド外部より、
発熱抵抗体の抵抗値と温度以外の印字濃度のバラツキの
要因により発熱抵抗体への印加エネルギーの制御を行っ
たが、コスト低減の為、省略してもよい。また、上記例
で８分割駆動について説明したが、この発明はそれに限
定されるものではない。

（ト）発明の効果 この発明によれば、サーマルヘッドの発熱抵抗体の抵抗
値を検出するためのダミー抵抗と、簡単で安価な回路を
設けることにより、個々のサーマルヘノトの発熱抵抗体
の抵抗値バラツキおよびサーマルヘッドの温度変化に対
して乙印字濃度を定に保たせることが出来るため、サー
マルヘッド駆動装置全体として安価でコンパクトなもの
が提供できる。更に、発熱抵抗体の抵抗値が時間的に変
化するような場合でも印字濃度を一定にできる。

また、同時に印字濃度の変動の要因に対応して発熱抵抗
体に印加するエネルギーを外部からも制御できるので所
定の印字濃度を精度よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図に示す発熱抵抗体およびドライバーｒＣの基本
回路図、第３図は第１図に示す実施例の動作を説明する
タイミングチャート、第４図は第１図に示す電圧制御回
路の電気回路図、第５図は第４図の電圧制御回路の出力
電圧特性を示すグラフ、第６図は第４図のサーミスタの
温度・抵抗特性を示すグラフ、第７図はこの発明の他の
実施例を示すブロック図、第８図は第７図に示す実施例
のパルス幅制御回路の電気回路図、第９図は第８図の電
気回路の各部の波形を示すタイミングチャート、第１０
図は従来のサーマルヘッド駆動装置のブロック図である
。 １０１・・・・・・サーマルヘッド、 １０２・・・・発熱抵抗体、 １０３・・・・ドライバーＩＣ１ ＋０４　　　・電圧制御回路、 １０５・・・・・サーミスタ、 １０６・・・・パラレル／シリアル変換器、１０７・・
・パルス幅制御回路、 １０８・・・・・マイクロコンピュータ、１０９・・・
・・発振回路、 １１０・・・・・ＲＯＭテーブル、 １１１・・・・・メモリー、＋１２・・・・・ダミー抵
抗４６５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、印字ドットに対応する発熱抵抗体を基板上に複数個
   配列し、各発熱抵抗体に印字データに対応する駆動パル
   スを印加して印字を行うように構成したサーマルヘッド
   駆動装置において、前記発熱抵抗体と同一の製造工程で
   同一基板上に形成された印字に寄与しないダミー抵抗と
   、印字データに対応して発熱抵抗体に印加する駆動パル
   スのパルス幅を設定する手段と、前記駆動パルスのパル
   ス電圧を設定する手段を備え、前記ダミー抵抗の抵抗値
   によって駆動パルスの電圧又は幅を決定することを特徴
   とするサーマルヘッド駆動装置。