JPH04197659A - サーマルヘツド - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、複数の発熱抵抗体に対して駆動パルスを与え
て通電することにより印字を可能とするサーマルヘッド
に関する。

〈従来技術〉 従来のサーマルヘッドは、温度、印字周期、あるいは発
熱抵抗体の抵抗値等により印字濃度がばらつきやすいこ
とは周知である。そこで、印字濃度を一定にするために
、発熱抵抗体を駆動する電流値や通電期間を制御するサ
ーマルヘッドが考えられている。

具体的には、サーマルヘッドに設けられたサーミスタか
らのアナログ温度データをＡ／Ｄ変換器にてデジタル温
度データに変換してマイクロコンピュータに入力し、マ
イクロコンピュータは、そのデジタル温度データや印字
周期データなどから決定されるＲＯＭテーブルのアドレ
スにおけるＲＯＭテーブルのデータをアクセスして駆動
パルス幅データを得、その駆動パルス幅データをパルス
幅制御回路に入力し、パルス幅の制御された駆動パルス
信号（ストローブ信号）を発生させ、サーマルヘッドの
印字濃度を一定に維持するようにして　”いる。

第６図は従来のサーマルヘッドの機能ブロック図である
。

図示の如く、サーマルヘッドｌは、複数の発熱抵抗体２
と、発熱抵抗体２を駆動させる駆動回路３と、温度情報
を得るための温度検出素子（サーミスタ）５とを有し、
温度検出素子５のアナログ温度データをＡ／Ｄ変換器８
にてデジタル温度データに変換し、制御回路（マイクロ
コンピュータ）９に入力する。

そうすると、マイクロコンピュータ９は、このデジタル
温度データに応じた駆動パルス幅データをＲＯＭテーブ
ル１０から読みだし、この駆動パルス幅にて発熱抵抗体
２を駆動するように、駆動回路３に対して駆動パルス幅
制御信号（ストローブ信号）を送り、サーマルヘッドの
温度変化に対して印字濃度を一定に維持するようにして
いる。

なお、パラレル印字データは、パラレル／ノリアル変換
器６にてシリアル印字データに変換された後、マイクロ
コンピュータ９にて制御されて駆動回路３に送られ、こ
の印字データに対応した発熱抵抗体２が駆動パルス幅に
て駆動される。

第７図は第６図のサーマルヘッドの回路ブロック図であ
り、発熱抵抗体２は、２０４８個の抵抗Ｒ１−・Ｒ２０
４８から成り、絶縁基板上に８個／ｍｍの間隔て複数個
直線上に配置され、各抵抗Ｒ１・・Ｒ２０４８か画素を
出力できるように形成されている。また、駆動回路３は
発熱抵抗体２を駆動させる３２個のドライバーｒｃＩ２
にて構成されている。

第８図はドライバーＴＣの基本回路図である。

図示の如く、ドライバーＩＣ＋２の基本回路は、通電ク
ロック（ＣＬＯＣＫ）信号に周期してソリアル印字デー
タを人力する６４ピツトソフトレジスタＩ３と、このソ
リアル印字データをラッチ（ＬＡＴＣＨ）信号によって
ラッチする６４ピットラッチ回路１４と、出力保護回路
１５、ゲート回路＋６９および６４ビツトのドライバー
１７とから成る。

ここで、ドライバーＩＣの動作を第９図のタイミングチ
ャートにて説明すると、第６図におけるパラレル印字デ
ータは、パラレル／シリアル変換器６にてシリアル印字
データに変換され、第８図のＤＡＴＡ−ＩＮ入力端子に
ＣＬ、ＯＣＫ信号と同期させながら入力される。そして
、】ライン分の印字データがンフトレジスタ１３に入力
され１こ後、ＬＡＴＣＨ信号をアクティブにし、ラッチ
回路１４にラッチされる。次に、印字可能な状態にする
タメのＢ、Ｅ、Ｏ信号をアクティブにし、ストローブ信
号（ＳＴＲＯＢＥ　Ｉ　〜５ＴＲＯＢＥ８）を順次ＯＮ
させてｌライン分の印字を行なう。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 しかし、従来のサーマルヘッドにおいては、電源投入後
初めて、もしくは長時間印字停止後に印字を行なう場合
、書き始めの何行かはまだ蓄熱効果が不十分な状態であ
り印字濃度が極端に薄い印字かすれの状態になりゃすい
。この現象を避けるために、印字周期を熱履歴の影響が
ないよう十分長くした印字条件にて印字評価を行なって
、低温時の印加エネルギーを決定している印字装置もあ
る。

ところか、以上のように決定された印加エネルギーで印
字した場合には、連続印字状態では、蓄熱効果により過
剰なエネルギーを印加することになり、上述の書き始め
の場合を除いては必要以上の電源容量を要する。

本発明は、上記に鑑み、比較的簡単な回路で安価に、低
消費電力で書き始めの印字かすれのないサーマルヘッド
の提供を目的とする。

〈　課題を解決するための手段　〉 （１）本発明請求項１による課題解決手段は、印字ドツ
トに対応して複数個配列された発熱抵抗体２に対し、印
字データに応じて駆動パルス電圧を印加して印字を行な
うサーマルヘッドにおいて、印字開始時、およびある一
定の期間以上印字を停止した後再度印字を行なう場合に
、書き始めから所定の期間だけ通常の駆動パルスより長
いパルス幅の電圧を印加するよう構成されたものである
。

（２）請求項２による課題解決手段は、第１図ないし第
４図の如く、請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、
駆動パルス幅を制御するパルス幅制御回路７が設けられ
、該パルス幅制御回路７は、通常の駆動パルスより長い
パルスの幅を決定するパルス幅決定手段２１と、通常の
駆動パルス幅より長いパルス幅にて駆動を行なう期間を
決定する駆動期間決定手段２２と、該パルス幅決定手段
２１および駆動期間決定手段２２による駆動パルス制御
を有効にするため、印字停止期間を決定する印字停止期
間決定手段２５とを備え、印字開始時、および前記印字
停止期間決定手段２５にて決定された期間以上印字を停
止した後再度印字を行なう場合に、前記駆動期間決定手
段２２にて決定された期間だけ、前記パルス幅決定手段
２Ｉにより決定された通常の駆動パルスより長いパルス
幅にて発熱抵抗体２を駆動するよう構成されたものであ
る。

（３）請求項３による課題解決手段は、第５図の如く、
請求項２記載のサーマルヘッドにおいて、サーマルヘッ
ドの温度を検出する温度検出手段３１が設けられ、印字
停止期間以上経過しｆこ後であっても、前記温度検出手
段３１にて検出された温度が所定温度以上であっ１こ場
合には、パルス幅制御回路７の駆動パルス制御機能を無
効とするよう構成されたものである。

〈作用〉 上記課題解決手段において、発熱抵抗体２に対し、印字
データに応じて駆動パルス電圧を印加して印字を行なう
。

このとき、パルス幅制御回路７において、パルス幅決定
手段２１にて通常の駆動パルスより長いパルス幅を決定
し、駆動期間決定手段２２にて通常の駆動パルス幅より
長いパルス幅にて駆動を行なう期間を決定する。そして
、印字停止期間決定手段２５にて、パルス幅決定手段２
１および駆動期間決定手段２２による駆動パルス制御を
有効にするため、印字停止期間を決定する。

そうすると、印字開始時、および印字停止期間決定手段
２５にて決定された期間以上印字を停止した後再度印字
を行なう際には、駆動期間決定手段２２にて決定された
期間だけ、パルス幅決定手段２１により決定された通常
の駆動パルスより長いパルス幅にて発熱抵抗体２が駆動
する。

したがって、連続印字時等において、必要以上の印加エ
ネルギーを費やすことなく、書き始めの印字かすれを生
じないようにてきる。

また、印字停止期間以上経過した後であっても、温度検
出手段３１にて検出された温度か所定温度以上であれば
、パルス幅制御回路７の駆動パルス制御機能を無効とす
るので、連続印字状態では、蓄熱効果による過剰なエネ
ルギーの印加を防止して消費電力の低減を図ることがで
きる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

〔第一実施例〕

第１図は本発明第一実施例を示すサーマルヘッドの機能
ブロック図、第２図は同じくその回路ブロック図、第３
図は同じくそのパルス幅制御の回路図、第４図はパルス
幅制御回路のタイミングチヤード図である。なお、第６
図ないし第９図に示した従来技術と同一機能部品につい
ては、同一符号を付している。

本実施例のサーマルヘッドは、第１図の如く、印字ドツ
ト？こ対応して複数個配列された発熱抵抗体２に対し、
印字データに応じて駆動パルス電圧を印加して印字を行
なうものであって、前記発熱抵抗体２を駆動させる駆動
回路３と、駆動パルス幅を制御するパルス幅制御回路７
と、サーマルヘッド１の温度情報を得るための温度検出
素子（サーミスタ）５とから構成されている。

ここで、発熱抵抗体２および駆動回路３の構成について
は、従来技術と同様であるので説明を省略し、主にパル
ス幅制御回路７について詳述する。

前記パルス幅制御回路７は、印字開始時、およびある一
定の期間以上印字を停止した後再度印字を行なう場合に
、書き始めから所定の期間たけ通常の駆動パルスより長
いパルス幅の電圧を印加するよう構成されている。

すなわち、通常の駆動パルスより長いパルスの幅を決定
するパルス幅決定手段２１と、通常の駆動パルス幅より
長いパルス幅にて駆動を行なう期間を決定する駆動期間
決定手段２２と、該パルス幅決定手段２１および駆動期
間決定手段２２による駆動パルス制御を有効にする１こ
め、印字停止期間を決定する印字停止期間決定手段２５
およびケート回路２６とを備えている。

前記パルス幅決定手段２１は、単安定マルチバイブレー
タであって、第３図の如く、通常より長いパルス幅を決
定するため、コンデンサＣ３および抵抗Ｒ３を有してい
る。

前記駆動期間決定手段２２は、単安定マルチバイブレー
タであって、通常の印字パルス幅よりも長いパルス幅を
作り出す。すなわち、通常より長いパルス幅にて駆動を
行なう期間を決定するため、コンデンサＣ１および抵抗
Ｒ１を有しており、その−側端子は入力信号（ＳＴＢ）
端子に接続されている。

前記印字停止期間決定手段２５は、積分回路であって、
整流ダイオードＤ＋、コンデンサＣ２および抵抗Ｒ２か
ら成る。そして、整流ダイオードＤ＋のカソードは、駆
動期間決定手段としての単安定マルチバイブレータ２２
とＳＴＢ端子との接続中間点に、アノードはコンデンサ
Ｃ２に夫々接続されている。まｆニ、抵抗Ｒ２は、整流
ダイオードＤ１とマルチバイブレータ２２との接続中間
点、および整流ダイオードＤＩとコンデンサＣ２との接
続中間点に夫々接続されている。さらに、整流ダイオー
ドＤＩとコンデンサＣ２の接続中間点は、コンパレータ
２７を介してマルチバイブレーク２１の一側端子に接続
されている。

前記ゲート回路２６は、ＡＮＤ回路２６ａ、２６ｂ、Ｎ
ＯＴ回路２６ｃおよびＮＯＲ回路２６ｄから成る。そし
て、ＮＯＴ回路２６ｃの入力端子は、パルス幅決定手段
としての単安定マルチバイブレータ２１の他側入力端子
に接続されている。また、ＡＮＤ回路２６ａの一側入力
端子は、駆動期間決定手段としての単安定マルチバイブ
レータ２２の他側端子に、他側入力端子は、ＮＯＴ回路
２６ｃとマルチバイブレーク２２との接続中間点に夫々
接続されている。さらに、ＡＮＤ回路２６ｂの一側入力
端子は、積分回路２５とマルチハイブレーク２２との接
続中間点に、他側入力端子はＮ　ＯＴ回路２６ｃの出力
端子に夫々接続されている。さらにま１こ、ＮＯＲ回路
２６ｄの両人ツノ端子は、ＡＮＤ回路２６ａ、２６ｂの
出力端子に、出力端子はマルチプレクサ２４の一側端子
に接続されている。

なお、マルチプレクサ２４は、ケート回路２６の出力信
号を８個のストローブ信号に時分割するもので、その他
側端子は、８進カウンタ２３を介して積分回路２５とＡ
ＮＤ回路２６ｂとの接続中間点に接続されている。この
８進カウンタ２３は、マルチプレクサ２４の８個の出力
を選択するためのもので、Ｂ−Ｅ・０個号にてリセット
するよう、Ｂ−Ｅ・０端子に接続されている。

そして、パルス幅制御回路７は、ＳＴＢ端子およびＢ−
Ｅ・０端子にストローブ信号（ＳＴＲＯＢＥＩ〜５ＴＲ
ＯＢＥ８）を出力するため、第２図の如く、駆動回路１
２のドライバＩＣ＋２に接続されている。

上記構成において、温度検出素子５のアナログ温度デー
タをＡ／Ｄ変換器８にてデジタル温度データに変換し、
制御回路（マイクロコンピュータ）９に入力する。

そうすると、マイクロコンピュータ９は、このデジタル
温度データに応じた駆動パルス幅データをＲＯＭテーブ
ル１０から読みたし、この駆動パルス幅にて発熱抵抗体
２を駆動するように駆動回路３に対して駆動パルス幅制
御信号（ストローブ信号）を送り、サーマルヘッドの温
度変化に対して印字濃度を一定に維持するようにしてい
る。

なお、パラレル印字データは、パラレル／シリアル変換
器６にてンリアル印字データに変換された後、マイクロ
コンピュータ９にて制御されて駆動回路３に送られ、こ
の印字データに対応した発熱抵抗体２が駆動パルス幅に
て駆動される。

このとき、パルス幅制御回路７は、駆動パルス幅を制御
し、印字開始時、およびある一定の期間以上印字を停止
した後再度印字を行なう場合に、書き始めから所定の期
間だけ通常の駆動パルスより長いパルス幅の電圧を印加
する。

ここで、パルス幅制御回路７の駆動パルス制御動作を第
３．４図に基づき説明する。

駆動期間決定手段としての単安定マルチバイブレータ２
２の出力Ａは、第４図に示すように、入力信号であるＳ
ＴＢ信号の立ち上がりに同期した印字停止期間決定手段
としての積分回路２５のコンデンサＣ２および抵抗Ｒ２
にて定まるパルス幅１１のパルス波形となる。

一方、積分回路２５の出力Ｂは、ＳＴＢ信号を積分した
もので、第４図に示すように、のこぎり波となる。この
信号を基準電圧ＶＴＨのコンパレータ２７に通すと、そ
の出力はＣのようになる。

この波形の減衰する時定数は、駆動期間決定手段として
の単安定マルチバイブレーク２２のコンデンサＣＩおよ
び抵抗Ｒ１より定まるが、減衰しはじめてから基準電圧
ＶＴＨ以下になるまでの期間ｔ２以上の間ＳＴＢ信号が
入力されなければ、コンパレータ２７の出力Ｃの信号は
ＬＯＷとなる。

そうすると、パルス幅決定手段としての単安定マルチバ
イブレータ２１の出力りは、第４図に示すように、コン
パレータ２７の出力Ｃの立ち上がりをトリガー人力とし
て、駆動期間決定手段としての単安定マルチバイブレー
タ２２のコンデンサＣＩおよび抵抗Ｒ１で定まる時間ｔ
３の間ＨＩＧＨとなる。

そして、ゲート回路２６はのＮＯＲ回路２６ｃの出力Ｓ
ＴＢ信号、駆動期間決定手段としての単安定マルチバイ
ブレーク２２の出力Ａ、およびパルス幅決定手段として
の単安定マルチバイブレーク２１の出力りを入力信号と
し、第４図のＥに示すように、単安定マルチハイブレー
ク２１の出力りがＨＩＧＨの時は単安定マルチバイブレ
ータ２２の出力Ａの反転信号を、また単安定マルチバイ
ブレーク２１の出力りがＬＯＷの時はＳＴＢ信号の反転
信号を選択して出力する。

その後、マルチプレクサ２４は、第４図に示すように、
ゲート回路２６の出力信号Ｅを５ＴＲＯＢＥ　Ｉ　〜５
ＴＲＯＢＥ８の８個の信号に時分割し、第２図に示した
各５ＴＲＯＢＥ端子に接続された駆動回路３内のドライ
バーＩＣＩ２のブロック（例えば、５ＴＲＯＢＥ＋の場
合はＩＣＩ　〜ＩＣ４）を制御して発熱抵抗体２を時分
割駆動する。

このように、駆動パルス幅を制御するパルス幅制御回路
７を設け、パルス幅制御回路７内に、通常より長いパル
スの幅を決定するパルス幅決定手段（単安定マルチバイ
ブレータ）２１と、通常の駆動パルス幅より長いパルス
幅にて駆動を行なう期間を決定する駆動期間決定手段（
単安定マルチバイブレータ）２２と、パルス幅決定手段
２１および駆動期間決定手段２２の駆動パルス制御を有
効にするため印字停止時間を決定する印字停止期間決定
手段（積分回路）２５とを備えることにより、印字開始
時、および印字停止期間決定手段２５のコンデンサＣ２
、抵抗Ｒ２にて決定される期間ｔ２以上印字を停止した
後再度印字を行なう時には、駆動期間決定手段２２のコ
ンデンサＣ１、抵抗Ｒ１にて決定される期間Ｌ３の間だ
け、通常の駆動パルス幅より長いパルス幅決定手段２１
のコンデンサＣ３、抵抗Ｒ３により決定されるｔｌのパ
ルス幅にて発熱抵抗体２を８分割駆動することができる
。

したかつて、低い印加電圧であっても書き始めの印字か
すれを防止でき、ま１こ通常の連続印字においても、必
要以上の印加エネルギーを費やすこともない。

〔第二実施例〕

第５図は本発明第二実施例の要部回路図である。

図示の如く、本実施例は、パルス幅制御回路７の駆動パ
ルス幅制御に対してサーマルヘッドの温度検出機能を追
加したしので、パルス幅制御回路７のゲート回路２６に
ＡＮＤ回路２８を介して温度検出手段３１が接続されて
いる。

この温度検出手段３１は、温度検出素子（サーミスタ）
ＴＨＩ、抵抗Ｒ４およびコンパレータ３２から成る。そ
して、温度検出素子ＴＨＩは、抵抗Ｒ４に接続されてお
り、コンパレータ３２は、抵抗Ｒ４と温度検出素子ＴＨ
Ｉとの接続中間点Ｆに接続されている。

なお、ＡＮＤ回路３２は、パルス幅決定手段としての単
安定マルチバイブレータ２１に接続されており、その他
の構成は第一実施例と同様である。

上記構成において、温度検出素子ＴＨＩと抵抗Ｒ４との
接続中間点Ｆの電圧は、温度が高くなるにつれて低くな
る。このＦ点での電圧を、コンパレータ３２にて基準電
圧ＶＴＨ１と比較する。そして、サーマルヘッドが所定
の温度以上、すなわちＦ点の電圧か基準電圧ＶＴＨ１よ
り低くなると出力が反転し、パルス幅決定手段としての
単安定マルチバイブレータ２１の出力りはＨＩＧＨにな
らない。

これにより、印字停止期間が駆動期間決定手段２２によ
り決定される期間ｔ３以上であっても、温度検出手段３
１にて検出された温度が所定温度以上であれば、パルス
幅決定手段２１により決定されたパルス幅ｔ１の通常よ
り長い駆動パルスにならないようにして、パルス幅制御
回路７の駆動パルス制御機能を無効とすることかできる
。

したがって、連続印字状態では、蓄熱効果による過剰な
エネルギーの印加を防止して消費電力の低減を図ること
ができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるしのではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

例えば、上記の実施例においては、８分割駆動について
説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、比較的
簡単で安価な回路によって、印字開始時、および所定の
期間以上印字を停止した後再度印字を行なう時に、通常
のパルス幅より長いパルス幅を発熱抵抗体に印加するこ
とができるので、低いエネルギーでも書き始めの印字か
すれがない。

したがって、低消費電力で印字品位のよいサーマルヘッ
ドを提供できるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一実施例を示すサーマルヘッドの機能
ブロック図、第２図は同じくその回路ブロック図、第３
図は同しくそのパルス幅制御回路の回路図、第４図はパ
ルス幅制御回路のタイミングチャート、第５図は本発明
第二実施例の要部回路図、第６図は従来例を示すサーマ
ルヘッドの機能ブロック、第７図は同しくその回路ブロ
ック図、第８図は同じくその駆動回路の基本回路図、第
９図は同しくそのタイミングチャートである。 ２・発熱抵抗体、７　パルス幅制御回路、２１：パルス
幅決定手段、２２：駆動期間決定手段、２５：印字停止
期間決定手段、３１．温度検出手段。 出　願　人　　ンヤープ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、印字ドットに対応して複数個配列された発熱抵抗体
   に対し、印字データに応じて駆動パルス電圧を印加して
   印字を行なうサーマルヘッドにおいて、印字開始時、お
   よびある一定の期間以上印字を停止した後再度印字を行
   なう場合に、書き始めから所定の期間だけ通常の駆動パ
   ルスより長いパルス幅の電圧を印加するよう構成された
   ことを特徴とするサーマルヘッド。 ２、請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、駆動パル
   ス幅を制御するパルス幅制御回路が設けられ、該パルス
   幅制御回路は、通常の駆動パルスより長いパルスの幅を
   決定するパルス幅決定手段と、通常の駆動パルス幅より
   長いパルス幅にて駆動を行なう期間を決定する駆動期間
   決定手段と、該パルス幅決定手段および駆動期間決定手
   段による駆動パルス制御を有効にするため、印字停止期
   間を決定する印字停止期間決定手段とを備え、印字開始
   時、および前記印字停止期間決定手段にて決定された期
   間以上印字を停止した後再度印字を行なう場合に、前記
   駆動期間決定手段にて決定された期間だけ、前記パルス
   幅決定手段により決定された通常の駆動パルスより長い
   パルス幅にて発熱抵抗体を駆動するよう構成されたこと
   を特徴とするサーマルヘッド。 ３、請求項２記載のサーマルヘッドにおいて、サーマル
   ヘッドの温度を検出する温度検出手段が設けられ、印字
   停止期間以上経過した後であつても、前記温度検出手段
   にて検出された温度が所定温度以上であつた場合には、
   パルス幅制御回路の駆動パルス制御機能を無効とするよ
   う構成されたことを特徴とするサーマルヘッド。