JPH04308770A - サーマルプリンタ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクリボンを重ねた
印刷用紙や感熱紙からなる記録媒体の搬送路上に、発熱
素子を連設したサーマルヘッドを配置したサーマルプリ
ンタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種のプリンタ装置が実用化され
ており、機器の小型軽量化が容易で静粛性が良好なプリ
ンタ装置の一つとしてサーマルプリンタがある。このサ
ーマルプリンタとは、インクリボンを重ねた印刷用紙や
感熱紙からなる記録媒体の搬送路上に、発熱素子が連設
されたサーマルヘッドを配置した構造となっており、駆
動回路が矩形のパルス等で出力する駆動電力をサーマル
ヘッドに印加して各発熱素子を発熱駆動することで、感
熱紙の発色やインクリボンから印刷用紙へのインク転写
などで画像を形成するようになっている。

【０００３】ここで、このようなサーマルプリンタでは
、形成する画像の形態によりサーマルヘッドの所定の発
熱素子が連続的に駆動されて蓄熱により過熱状態となる
ことがある。そこで、このような発熱素子の異常発熱を
防止するため、駆動回路によるサーマルヘッドの各発熱
素子の過去の駆動の有無を記録しておき、この記録内容
に基づいた駆動回路の制御で前回までの駆動回数が多い
発熱素子に印加する駆動電力をパルス幅の短縮や印加電
圧の降下などで低減するようにしたサーマルプリンタが
提案されている。

【０００４】一方、形成する画像の形態によりサーマル
ヘッドの所定の発熱素子に非駆動状態が連続すると、こ
の発熱素子は画像形成に必要な温度への上昇に時間を要
して画像品質を低下させたり、急激な加熱により耐久性
が低下することがある。そこで、このような発熱素子の
過冷却を防止するため、やはり駆動回路によるサーマル
ヘッドの各発熱素子の過去の駆動の有無を記録しておき
、この記録内容に基づいた駆動回路の制御で休止状態が
長い発熱素子に予熱電力を印加するようにしたサーマル
プリンタが提案されている。また、サーマルヘッドに予
熱専用のヒータを取付けて全発熱素子を環境温度より高
い温度に均一に加熱しておき、発熱素子の温度の不均一
を防止すると共に画像形成用の印加電力を低減するよう
にしたサーマルプリンタなども提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように発熱素子
を予熱するサーマルプリンタでは、サーマルヘッドに蓄
熱が生じやすいので、連続的な駆動が開始されると発熱
素子に異常発熱が発生しがちであり、さらに、このよう
な発熱素子の異常発熱は、サーマルヘッドや記録媒体の
周囲の環境温度の変化に誘発されることもある。つまり
、上述のように発熱素子の過去の駆動回数に基づいたサ
ーマルヘッドの温度補正は十分ではないので、実際には
サーマルヘッドの回路基板の温度を検出して駆動電力を
補正するサーマルプリンタなどが実施されている。この
場合、サーマルヘッドは連続的に駆動されると蓄熱が進
行して温度が上昇するので、この温度を測定して駆動電
力を低減するようになっている。

【０００６】しかし、実際にはサーマルヘッドの温度に
対して環境温度が極度に低い場合が多々あり、このよう
な状態で上述のように駆動電力が低減されたサーマルヘ
ッドに環境温度と同温の印刷用紙やインクリボンが接触
すると発熱素子が急激に冷却されて印刷不良が発生する
ことがある。つまり、上述のようにサーマルヘッドの回
路基板から温度を検出して駆動電力を補正する方法でも
印刷不良が発生するため、より良好にサーマルヘッドの
温度を均一化する手段が要望されている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】インクリボンを重ねた印
刷用紙や感熱紙からなる記録媒体の搬送路上に発熱素子
が連設されたサーマルヘッドを配置し、このサーマルヘ
ッドの各発熱素子に駆動電力を印加して発熱駆動する駆
動回路を設け、この駆動回路によるサーマルヘッドの各
発熱素子の少なくとも前回の駆動の有無を検出して休止
状態が長い発熱素子に予熱電力を印加する素子予熱手段
を設け、サーマルヘッドの温度を測定するヘッド温度検
出機構を設け、このヘッド温度検出機構が測定したサー
マルヘッドの温度上昇に従って駆動回路が出力する駆動
電力と予熱電力との少なくとも一方を低減するヘッド発
熱防止手段を設け、記録媒体の近傍の環境温度を測定す
る環境温度検出機構を設け、この環境温度検出機構の検
出温度とヘッド温度検出機構の検出温度との温度差の拡
大に従って駆動回路が出力する予熱電力を増加するヘッ
ド冷却防止手段を設けた。

【０００８】

【作用】駆動回路によるサーマルヘッドの各発熱素子の
少なくとも前回の駆動の有無を検出して休止状態が長い
発熱素子に素子予熱手段が予熱電力を印加することで、
サーマルヘッドの印刷履歴による濃度格差や印刷不良を
防止することができ、サーマルヘッドの温度をヘッド温
度検出機構が測定し、この測定されたサーマルヘッドの
温度上昇に従って駆動回路が出力する駆動電力と予熱電
力との少なくとも一方をヘッド発熱防止手段が低減する
ことで、サーマルヘッドの異常発熱による印刷不良を防
止することができ、記録媒体の近傍の環境温度を環境温
度検出機構が測定し、この検出温度とヘッド温度検出機
構の検出温度との温度差の拡大に従ってヘッド冷却防止
手段が駆動回路が出力する予熱電力を増加することで、
記録媒体と接触したサーマルヘッドの急激な冷却による
印刷不良を防止することができる。

【０００９】

【実施例】本発明のサーマルプリンタを図面に基づいて
説明する。まず、このサーマルプリンタ１では、図１に
例示するように、放熱板２にＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ　
　ＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）３ａと発熱素子４が表面
に連設されたセラミクス基板３ｂとを並設して貼着した
サーマルヘッド５が、インクリボンを重ねた印刷用紙や
感熱紙からなる記録媒体６の搬送路を介してプラテンロ
ーラ７に押圧保持された構造となっており、ここでは前
記サーマルヘッド５のＰＣＢ３ａの表面と前記記録媒体
６の近傍とに各々ヘッド温度検出機構と環境温度検出機
構との一部であるサーミスタ８，９が配置されている。

【００１０】さらに、このサーマルプリンタ１では、図
２に例示するように、シフトレジスタ１０とラッチ回路
１１とアンドゲート１２及びトランジスタ１３を順次接
続した構造の駆動回路である駆動パルス生成回路１４が
前記サーマルヘッド５の各発熱素子４に接続されている
。そして、ホストコンピュータ（図示せず）等が接続さ
れるデータ入力部１５に接続された三個のラインバッフ
ァ１６１〜１６３には、前記サーマルヘッド５の各発熱
素子４の前々回から今回に至る駆動の有無を検出して駆
動回数が少ない発熱素子４に対する駆動電力を増加させ
る熱履歴演算回路１７と、前記サーマルヘッド５の各発
熱素子４の前々回から今回に至る駆動の有無を検出して
休止状態が長い発熱素子４に予熱電力を印加する素子予
熱手段である予熱パルス演算回路１８とが接続されてい
る。また、各々前記サーミスタ８，９が接続されたヘッ
ド温度検出機構と環境温度検出機構とであるヘッド温度
検出回路１９と媒体温度検出回路２０とは、これらの検
出温度差を検出する差分温度算出回路２１に接続されて
おり、前記駆動パルス生成回路１４のアンドゲート１２
と前記ホストコンピュータとの間に接続されたパルス幅
可変回路２２に前記差分温度算出回路２１が接続される
ことでヘッド冷却防止手段が形成されている。さらに、
前記駆動パルス生成回路１４が一端に接続された前記サ
ーマルヘッド５の発熱素子４の他端に接続された駆動回
路である印加電圧制御回路２３には、前記ヘッド温度検
出回路１９の検出結果に従って出力電圧を低減するヘッ
ド発熱防止手段が内蔵されている。

【００１１】このような構成において、このサーマルプ
リンタ１では、通常はホストコンピュータが出力する印
刷データに従って駆動パルス生成回路１４が出力する駆
動パルスと印加電圧制御回路２３が常時出力する高電圧
とでサーマルヘッド５の各発熱素子４が選択的に発熱駆
動されて記録媒体６に画像が形成される。

【００１２】ここで、このサーマルプリンタ１では、上
述のように駆動パルス生成回路１４の動作を制御する印
刷データが一ライン毎に三個のラインバッファ１６１〜
１６３に順次一時記憶される。そして、図４に例示する
ように、これらのラインバッファ１６１〜１６３の記憶
内容に従って前々回から今回に至る駆動の有無により熱
履歴演算回路１７が熱履歴演算データｅ１〜ｅ３を生成
し、同様に前々回から今回に至る駆動の有無により予熱
パルス演算回路１８が予熱演算データｆを生成する。

【００１３】実際には、図３に例示するように、熱履歴
演算回路１７と予熱パルス演算回路１８とが所定の演算
データｅ１〜ｅ３，ｆを駆動パルス生成回路１４に転送
することで、前々回と前回との駆動が無い発熱素子４に
対しては駆動電力を増加した長い駆動パルスＴ１が出力
され、前々回と前回とのうち一回だけ駆動された発熱素
子４に対しては中間長さの駆動パルスＴ２が出力され、
前々回も前回も駆動された発熱素子４に対しては短い駆
動パルスＴ３が出力され、前々回も前回も今回も駆動が
無い発熱素子４に対しては印刷が実行されない長さの予
熱電力である予熱パルスＴ４が出力されるようになって
いる。

【００１４】より具体的には、図２に例示したように、
ラインバッファ１６１〜１６３に記憶された前々回から
今回の印刷データｄ１〜ｄ３が四回に時分割されて熱履
歴演算回路１７と予熱パルス演算回路１８とに読出され
、これらの回路１７，１８で比較演算されることで各発
熱素子４毎に熱履歴データｅ１〜ｅ３と予熱データｆと
が生成される。そこで、図４に例示するように、これら
の演算データｅ１〜ｅ３，ｆが駆動パルス生成回路１４
のシフトレジスタ１０に順次転送され、これに各々同期
してホストコンピュータからラッチ回路１１に四つのラ
ッチ信号Ｒ１〜Ｒ４が順次転送されることで、アンドゲ
ート１２に駆動パルスと予熱パルスとの出力データｅ１
〜ｅ３，ｆが保持される。そこで、このアンドゲート１
２にパルス幅可変回路２２を介して予熱パルスの長さを
規制する一つのストローブ信号Ｓｔが転送されると各パ
ルスデータｅ１〜ｅ３，ｆがトランジスタ１３に転送さ
れ、このトランジスタ１３からはパルスデータが「１，
１，１，０」ならば長い駆動パルスＴ１、「１，１，０
，０」ならば中間長さの駆動パルスＴ２、「１，０，０
，０」ならば短い駆動パルスＴ３、「０，０，０，１」
ならば極めて短い予熱パルスＴ４がサーマルヘッド５の
発熱素子４に出力されることになる。

【００１５】このようにすることで、このサーマルプリ
ンタ１では、前回までの駆動回数が少ない発熱素子４に
印加する駆動電力をパルス幅の延長で増加させると共に
休止状態が長い発熱素子４には定期的に予熱パルスを印
加することで、サーマルヘッド５の発熱素子４が休止に
より冷却されて印刷不良が発生することを防止するよう
になっている。

【００１６】さらに、このサーマルプリンタ１では、上
述のようにして駆動パルスの延長や予熱パルスの印加で
温度低下が防止されたサーマルヘッド５や記録媒体６の
温度を検出して過熱による印刷品質の低下をも防止する
ようになっている。まず、サーマルヘッド５のＰＣＢ３
ａの温度をサーミスタ８を介してヘッド温度検出回路１
９で検出し、この検出値に従って印加電圧制御回路２３
が出力する電圧を低下させることで、図５に例示するよ
うに、駆動パルスＴ１〜Ｔ３と予熱パルスＴ４との電圧
値が低下されて駆動電力と予熱電力とが低減されるよう
になっている。さらに、このサーマルプリンタ１では、
記録媒体６の温度を他のサーミスタ９を介して媒体温度
検出回路２０で検出し、この検出値とヘッド温度検出回
路１９の検出値とから差分温度算出回路２１で記録媒体
６の温度とサーマルヘッド５の温度との温度差を算出す
る。そこで、この温度差のデータが転送されたパルス幅
可変回路２２がストローブ信号Ｓｔのパルス幅を制御す
ることで、図６に例示するように、温度差の拡大に従っ
て予熱パルスＴ４の印加時間を延長して予熱電力を増加
するようになっている。

【００１７】このようにすることで、このサーマルプリ
ンタ１では、サーマルヘッド５の温度が規定値より上昇
すると駆動電力と予熱電力とを各パルスの電圧低下で低
減することで、サーマルヘッド５の発熱素子４に異常発
熱が生じて印刷不良が発生することを防止するようにな
っている。さらに、このサーマルプリンタ１では、上述
のようにサーマルヘッド５の温度を低減する際に、サー
マルヘッド５と記録媒体６との温度差の拡大に対応して
予熱パルスのパルス長さを延長して予熱電力を増加する
ことで、サーマルヘッド５が記録媒体６との接触で急激
に冷却されて印刷不良が発生することを防止するように
なっている。

【００１８】つまり、このサーマルプリンタ１では、前
回までの駆動回数が少ない発熱素子４に印加する駆動電
力を増加させ、休止状態が長い発熱素子４には定期的に
予熱パルスを印加し、サーマルヘッド５の温度が規定値
より上昇すると駆動電力と予熱電力とを低減して発熱素
子４の異常発熱を防止し、サーマルヘッド５と記録媒体
６との温度差の拡大に対応して予熱電力を増加すること
で、サーマルヘッド５の発熱素子４を常時良好な温度に
維持して印刷不良の発生を防止するようになっている。

【００１９】なお、本実施例では記録媒体６との接触に
よるサーマルヘッド５の温度低下を検出するために記録
媒体６の温度をサーミスタ８で直接的に測定するサーマ
ルプリンタ１を例示したが、本発明は上記構造に限定さ
れるものではなく、記録媒体６の温度は周囲の環境温度
と略同温であるので、この環境温度である気温を測定す
るサーマルプリンタ（図示せず）なども実施可能である
。 さらに、ここでは発熱素子４を連設したサーマルヘッド
５として記録媒体６の搬送路上に固定的に設けられたラ
インヘッド形式のものを例示したが、本発明は上記構造
に限定されるものでもなく、副走査移動する記録媒体６
の搬送路上を主走査移動するシリアルヘッド形式のサー
マルヘッドなども実施可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述のように、インクリボンを
重ねた印刷用紙や感熱紙からなる記録媒体の搬送路上に
発熱素子が連設されたサーマルヘッドを配置し、このサ
ーマルヘッドの各発熱素子に駆動電力を印加して発熱駆
動する駆動回路を設け、この駆動回路によるサーマルヘ
ッドの各発熱素子の少なくとも前回の駆動の有無を検出
して休止状態が長い発熱素子に予熱電力を印加する素子
予熱手段を設け、サーマルヘッドの温度を測定するヘッ
ド温度検出機構を設け、このヘッド温度検出機構が測定
したサーマルヘッドの温度上昇に従って駆動回路が出力
する駆動電力と予熱電力との少なくとも一方を低減する
ヘッド発熱防止手段を設け、記録媒体の近傍の環境温度
を測定する環境温度検出機構を設け、この環境温度検出
機構の検出温度とヘッド温度検出機構の検出温度との温
度差の拡大に従って駆動回路が出力する予熱電力を増加
するヘッド冷却防止手段を設けたことにより、素子予熱
手段が前回までの駆動回数が少ない発熱素子には定期的
に予熱電力を印加することで、休止するサーマルヘッド
の発熱素子の冷却による印刷不良の発生を防止すること
ができ、かつ、ヘッド発熱防止手段がサーマルヘッドの
温度上昇に対応して発熱素子に印加する電力を低減する
ことで、サーマルヘッドの異常発熱による印刷不良の発
生を防止することができ、かつ、ヘッド冷却防止手段が
サーマルヘッドと環境温度との温度差の拡大に対応して
予熱電力を増加することで、記録媒体と接触したサーマ
ルヘッドの急激な冷却による印刷不良の発生を防止する
ことができ、発熱素子の温度補正をサーマルヘッド自身
の状況に対応して行なうだけでなく環境温度との関係も
考慮して行なうので、各種状況でサーマルヘッドの発熱
素子が良好な温度に維持されて印刷品質が良好なサーマ
ルプリンタを得ることができる等の効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す側面図である。

【図２】ブロック図である。

【図３】タイムチャートである。

【図４】タイムチャートである。

【図５】特性図である。

【図６】特性図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　サーマルプリンタ４　　　
　　　　　　　　　発熱素子 ５　　　　　　　　　　　　サーマルヘッド６　　　　
　　　　　　　　記録媒体 ８，１９　　　　　　ヘッド温度検出機構９，２０　　
　　　　媒体温度検出機構１４，２３　　　　駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インクリボンを重ねた印刷用紙や感熱
   紙からなる記録媒体の搬送路上に発熱素子が連設された
   サーマルヘッドを配置し、このサーマルヘッドの各発熱
   素子に駆動電力を印加して発熱駆動する駆動回路を設け
   、この駆動回路による前記サーマルヘッドの各発熱素子
   の少なくとも前回の駆動の有無を検出して休止状態が長
   い発熱素子に予熱電力を印加する素子予熱手段を設け、
   前記サーマルヘッドの温度を測定するヘッド温度検出機
   構を設け、このヘッド温度検出機構が測定した前記サー
   マルヘッドの温度上昇に従って前記駆動回路が出力する
   駆動電力と予熱電力との少なくとも一方を低減するヘッ
   ド発熱防止手段を設け、前記記録媒体の近傍の環境温度
   を測定する環境温度検出機構を設け、この環境温度検出
   機構の検出温度と前記ヘッド温度検出機構の検出温度と
   の温度差の拡大に従って前記駆動回路が出力する予熱電
   力を増加するヘッド冷却防止手段を設けたことを特徴と
   するサーマルプリンタ。