JPH04310760A - サーマルプリンタとその駆動方法 - 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】本発明はサーマルプリンタとその
駆動方法に係わり、特に印字が途切れたあとの最初に、
標準パルスと補正パルスとの間に休止時間を介在させた
第１パルスを印加し、サーマルヘッドの異常加熱を防止
してなるサーマルプリンタとその駆動方法を提供するこ
とを目的としている。

【０００２】近年、ＯＡ化の進展により、情報の出力手
段であるプリンタの需要は益々増大している。プリンタ
は大きくインパクト方式とノンインパクト方式に分けら
れ、インパクト方式ではワイヤドットプリンタ、ノンイ
ンパクト方式ではレーザプリンタが業務用としては大勢
を占めるようになっている。

【０００３】しかし、機器に組み込まれる超小型とか可
搬型とか、あるいはパーソナルユースなどの用途になる
と、現状のワイヤドットプリンタやレーザプリンタでは
装置が大袈裟になり、サーマルプリンタが注目されてい
る所以である。

【０００４】ところが、サーマルプリンタにおいては、
要素デバイスとなっているサーマルヘッドの長寿命化を
図りながら、如何に印字品質を保つかが重要な課題とな
っている。

【０００５】

【従来の技術】サーマルプリンタにおいては、サーマル
ヘッドに設けられたドット状の発熱抵抗体（以下、発熱
ドットと略称）に例えば数ｍ秒間電流を流して、その際
に発生するジュール熱を利用して感熱記録媒体を発色さ
せる方法が多用されている。

【０００６】ところで、サーマルヘッドには、一般にセ
ラミックの基板に発熱ドットが形成された構成になって
おり、記録媒体の紙送りとその記録媒体に対するサーマ
ルヘッドの走査方法によって、シリアルドット型とライ
ンドット型の二つのヘッド形態がある。

【０００７】まず、シリアルドット型のサーマルヘッド
は、記録媒体の進行方向に平行に数個から数十個の発熱
ドットが並んでいる。そして、例えば記録媒体を１行ご
との間欠送りを行いつつ、サーマルヘッドを記録媒体の
進行方向と直角に機械的に移動走査し、発熱ドットに選
択的に電圧を印加しながら印字が行われる。この型のヘ
ッドを用いた印字方法は、主にローエンドプリンタによ
く用いられる。

【０００８】それに対して、ラインドット型のサーマル
ヘッドは、数百個から数千個の発熱ドットを記録媒体の
進行方向と直角の幅方向にライン状に並べた構成になっ
ている。そして、記録媒体を連続送り、ないしはドット
ピッチ単位で間欠送りしながら、発熱ドットを電気的に
走査して印字が行われる。この型のヘッドを用いた印字
方法は、高速印字を要求されるプリンタに適用され、フ
ァクシミリなどに多用されている。

【０００９】そして、どちらのヘッド形態にしろ、セラ
ミック製の基板上に発熱ドットが設けられたサーマルヘ
ッドは、基板がヒートシンク（熱の吸収材）となってお
り、発熱ドットが電圧印加されて発熱した後は急激に冷
却して、次の発熱に備える役割を果たしている。

【００１０】ところが、次々と連続して印字が行われる
際には、基板が次第に蓄熱して温度が上昇し、印字のコ
ントラストが悪くなってくる。逆に印字が途切れて基板
が冷えきっている場合には、印字を開始した当初の特に
第１ドットラインの印字濃度が上がらず、印字むらを生
じることが間々起こる。

【００１１】そこで、このように印字がばらばらに行わ
れ、それに伴って印字を開始する際の基板温度もばらば
らの際には、ヘッドの基板温度をサーミスタなどの温度
センサによって検知し、サーマルヘッドに印加するパル
ス幅を制御することが従来から行われている。

【００１２】図３は、従来の印加パルス幅制御の一例の
説明図で、（Ａ）は回路の要部のブロック図、（Ｂ）は
第１パルスのタイミング図である。図において、１はサ
ーマルヘッド、２は駆動回路、２ａはヘッドの駆動条件
を制御する制御回路、２ｂは基板温度に応じた駆動条件
が格納されているメモリ、２ｃはヘッドを駆動するため
の信号発生回路、３はホスト、４はヘッドの基板温度を
検知する温度センサである。

【００１３】図３（Ａ）において、ホスト３から入力さ
れた印字データは、不規則な時間間隔で入力される。そ
のため、印字動作が途切れたあとホスト３から印字デー
タが入力されて印字が再開される際、サーマルヘッド１
の基板温度が、その都度一定せず変動する。

【００１４】そこで、この基板温度を温度センサ４で検
知して、その基板温度に応じて予め決められた駆動条件
、つまり第１ドットラインを印字する第１パルスのパル
ス幅をメモリ２ｂから読み出し、制御信号として信号発
生回路２ｃに送り出すようになっている。そして、サー
マルヘッド１は、信号発生回路２ｃで形成された駆動信
号と、制御回路２ａから送られた印字データを基に印字
を行うようになっている。

【００１５】ところで、第１パルスのパルス幅は、印字
濃度が常に一定になるようにサーマルヘッド１の基板温
度に応じて加減され、基板温度が高ければ短くなり、基
板温度が低ければ長くなるように制御されている。

【００１６】図３（Ｂ）において、サーマルヘッドの基
板温度は標準的な文字パターンが連続的に印字されてい
る定常状態にある際には、パルス幅ｔの第１パルスＰは
、パルス幅ｔ０　の基準パルスＰ０　、つまりｔ＝ｔ０
　で印字が行われる。

【００１７】ところが、基板温度が低い場合には、その
温度に応じてパルス幅ｔ２　の補正パルスＰ２　を相加
して、ｔ＝ｔ０　＋ｔ２　のパルス幅で印字が行われる
。そして、このｔ２　が基板温度に応じて長くなったり
短くなったり可変になっている。

【００１８】こうして、第１ドットラインを印字する際
に、基板温度に高低の変動があっても印字濃度に濃度む
らが生じないようにパルス幅を制御しながら駆動される
ようになっている。

【００１９】図４は従来の印加パルスとサーマルヘッド
の温度との関係図である。図において、感熱紙のような
記録媒体には、定常状態で十分な印字濃度を得るのに必
要な発熱ドットの適性温度Ｔ１　と、十分な印字濃度を
得るのに必要なパルス幅ｔ０　の基準パルスＰ０　が存
在する。

【００２０】また、サーマルヘッドには、あまり高温に
なると発熱ドットが劣化して寿命が短くなったり、場合
によっては破壊したりする限界温度Ｔ２　が存在する。 そこで、発熱ドットに対しては、十分な印字濃度が得ら
れる適性温度Ｔ１　以上の高い温度にしたり、十分な印
字濃度が得られるｔ０　より長いパルスを印加する必要
はなく、限界温度Ｔ２　以上に温度が上がることを避け
ることが望ましい。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、印字が途切
れたあとの第１ドットラインの印字に際して、濃度むら
のない印字濃度が得られるようにパルス幅ｔ０　の標準
パルスにパルス幅ｔ２　の補正パルスを相加してパルス
幅ｔ＝ｔ０　＋ｔ２　の第１パルスを印加する従来の駆
動方法においては、サーマルヘッドの温度が、図４に示
したように適性温度Ｔ１　を超えて限界温度Ｔ２　以上
の高い温度になってしまう問題があった。

【００２２】そこで本発明は、標準パルスとその標準パ
ルスに相加させる補正パルスとの間に基板温度の高低に
対応した休止時間を介在させ、サーマルヘッドの発熱ド
ットが異常加熱されることを防止してなるサーマルプリ
ンタとその駆動方法を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、サー
マルヘッドと、該サーマルヘッドを駆動する駆動回路と
、温度センサを有し、かつ該駆動回路が、制御回路と、
メモリと、信号発生回路を具えたものであり、前記サー
マルヘッドは、印字が途切れたあとに印字が開始される
際、最初にパルス幅がｔの第１パルスが印加されるもの
であり、前記制御回路は、ホストから出力された印字デ
ータと、温度センサに検知されたサーマルヘッドの基板
温度と、メモリに格納されている基板温度の高低に対応
した休止時間ｔ１　とパルス幅がｔ２　の補正パルスが
入力されるものであり、前記信号発生回路は、パルス幅
がｔ０　の基準パルスを生成し、かつ制御回路から、休
止時間ｔ１　と、補正パルスＰ２　からなる制御信号が
入力されるものであり、前記サーマルヘッドは、信号発
生回路から、パルス幅がｔ＝ｔ０　＋ｔ１　＋ｔ２　の
第１パルスからなる駆動信号が入力されるものであるよ
うに構成されたサーマルプリンタと、印字動作が途切れ
たあと、最初にサーマルヘッドにパルス幅がｔの第１パ
ルスが印加されてサーマルプリンタが印字を開始するに
際して、まず、前記サーマルヘッドの基板温度を検知し
、次いで、前記基板温度の高低に対応して予め記憶され
ている休止時間ｔ２とパルス幅がｔ２　の補正パルスを
読み出し、次いで、前記第１印加パルスのパルス幅ｔを
、パルス幅がｔ０　の基準パルスと、休止時間ｔ２　と
、パルス幅がｔ２　の補正パルスから、ｔ＝ｔ０　＋ｔ
１　＋ｔ２　となすように構成されたサーマルプリンタ
の駆動方法と、によって解決される。

【００２４】

【作用】印字が途切れたあと適宜印字を開始する際、最
初に印加する第１パルスのパルス幅を、サーマルヘッド
の基板の温度の高低に応じて基準パルスに補正パルスを
加えて加減することは従来から行われているが、発熱ド
ットが異常に高温になることが間々起こるのに対して、
本発明においては、発熱ドットに異常な加熱が起こらな
いようにしている。

【００２５】すなわち、サーマルヘッドの基板の温度の
高低に応じて設定される第１パルスのパルス幅ｔを、基
準パルスｔ０　と基準パルスｔ２　の間に休止時間ｔ１
　を介在させて、ｔ＝ｔ０　＋ｔ１　＋ｔ２　となるよ
うにしている。

【００２６】そして、この休止時間ｔ１　と補正パルス
のパルス幅ｔ２　のそれぞれの値を、サーマルヘッドの
基板温度の高低に応じて予め設定しておき、基板温度に
応じて取り出すようにしている。

【００２７】この休止時間ｔ１　の設定には、サーマル
ヘッドに基準パルスが印加されて、発熱ドットの温度が
上昇したあと一旦休止時間ｔ１　の間に温度が下がり、
発熱ドットが十分な印字濃度が得られる温度以下に下が
らない限界の時間を採るようにしている。

【００２８】こうして、途切れ途切れに印字が行われる
ために、印字開始の際のサーマルヘッドの基板温度が不
定な場合に、第１ドットラインを駆動する第１パルスに
よって発熱ドットが異常に高温になってしまうことを防
ぎながら、濃度むらのない印字を行うことができる。

【００２９】

【実施例】図１は本発明の実施例の説明図で、（Ａ）は
要部のブロック図、（Ｂ）は第１パルスのタイミング図
、図２は本発明の効果の説明図である。図において、１
はサーマルヘッド、２は駆動回路、２ａは制御回路、２
ｂはメモリ、２ｃは信号発生回路、３はホスト、４は温
度センサ、Ｐ０　はパルス幅がｔ０　の基準パルス、ｔ
１　は休止時間、Ｐ２はパルス幅がｔ２　の補正パルス
である。

【００３０】図１（Ａ）において、ホスト３から入力さ
れた印字データは、制御回路２ａに途切れ途切れに入力
されるため、印字動作が途切れたあとホスト３から印字
データを受信して印字を再開した際、サーマルヘッド１
の基板温度は一定せず温度が高かったり低かったりして
いる。そこで、この基板温度を温度センサ４によって検
知し制御回路２ａに入力するようになっている。

【００３１】一方、メモリ２ｂにはその基板温度に応じ
て予め決められた駆動条件、つまりその基板温度に見合
った休止時間ｔ１　と補正パルスＰ２　のパルス幅ｔ２
　が格納されている。そして、温度センサ４によって検
知された基板温度の高低に対応した休止時間ｔ１　とパ
ルス幅ｔ２　が読み出され、制御回路２ａに入力される
ようになっている。

【００３２】また、基板温度に応じて予め決められた休
止時間ｔ１　と補正パルスＰ２　のパルス幅ｔ２　は、
基板温度をパラメータとして計算することもでき、その
場合にはメモリ２ｂに格納する代わりに制御回路２ａの
中でＣＰＵによって算出してもよい。

【００３３】こうして、制御回路２ａから送り出された
制御信号が信号発生回路２ｃに入力されると、パルス幅
ｔ０　の基準パルスＰ０　と休止時間ｔ１　とパルス幅
ｔ２　の補正パルスＰ２が駆動信号としてサーマルヘッ
ド１に送られる。

【００３４】サーマルヘッド１には、図示してないが発
熱ドットのスイッチング回路が搭載されており、制御回
路２ａから入力した印字データに基づいて発熱ドットが
選択的にパルス印加される。

【００３５】図１（Ｂ）において、印字が途切れた後に
印字が再開されて最初に印加されるパルス幅ｔの第１パ
ルスＰは、パルス幅ｔ０　の基準パルスＰ０　が印加さ
れたあと休止時間ｔ１　だけパルス印加を休止してから
、パルス幅ｔ２　の補正パルスＰ２　が印加される。つ
まり、ｔ＝ｔ０　＋ｔ１　＋ｔ２　となっている。

【００３６】図２において、横軸にはパルス幅（ｔ、ｍ
ｓ）を採り、例えば、ｔ０　＝３ｍｓの基準パルスＰ０
　のあとにｔ１　＝０．４ｍｓの休止時間を置いて、ｔ
２　＝　１．２ｍｓの補正パルスＰ２　を印加する。

【００３７】一方、縦軸はサーマルヘッドの温度、詳し
くは発熱ドットの温度（Ｔ、°Ｃ）である。そして、例
えば、適性温度Ｔ１　＝　３８０°Ｃは、適性でかつ十
分な印字濃度が得られる温度であり、限界温度Ｔ２　＝
　５２０°Ｃは、例えば窒化タンタル薄膜からなる発熱
ドットが熱劣化を起こしたり、例えば発熱ドットの下に
形成されているガラスドレーズが軟化してヘッドが破壊
したりする異常な高温度である。

【００３８】そして、サーマルヘッドにパルス幅ｔ０　
の基準パルスＰ０　を印加したあと、休止時間ｔ１　だ
け休止すると一旦温度が下がり、適性温度Ｔ１　を下回
らない間にパルス幅ｔ２　の補正パルスＰ２　を印加し
、全体でパルス幅ｔの第１パルスＰが印加されることに
なる。

【００３９】こうして、途切れ途切れに印字が行われる
サーマルプリンタにおいて、途切れたあとの印字開始に
際して、第１パルスＰとして印加するパルス幅ｔの時間
中、ヘッドの温度をＴ１　＜Ｔ＜Ｔ２　の範囲で制御す
れば、サーマルヘッドに対して障害が起きることを防ぎ
ながら、十分な印字濃度を得ることができる。

【００４０】第１パルスＰのパルス幅ｔや基準パルスＰ
０　のパルス幅ｔ０　、休止時間ｔ１　、補正パルスＰ
２　のパルス幅ｔ２　などのいろいろな条件は、サーマ
ルヘッドの構成や印加電圧、駆動の仕方によって種々の
変形が可能である。また、サーマルヘッドの適性温度Ｔ
１　やヘッドが劣化したり破壊したりする異常な限界温
度Ｔ２　も、諸条件によって変動する値であり、種々の
変形が可能である。

【００４１】

【発明の効果】印字が途切れ途切れに行われるサーマル
プリンタにおいては、サーマルヘッドの基板温度の高低
に応じて、特に印字開始時の最初に印加する第１パルス
のパルス幅を補正パルスを相加することによって加減し
、印字の濃度むらの発生を防いでいるが、本発明におい
ては、補正パルスを印加する前に所定の休止時間を入れ
るようにしている。

【００４２】そうすると、サーマルヘッドが異常な高温
になる従来の欠点を防ぐことができ、しかも印字の濃度
むらの発生も防ぐことができる。従って、本発明はサー
マルプリンタにおけるヘッドの長寿命化と印字品質の向
上に対して、寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の実施例の説明図で、（Ａ）は要部
のブロック図、（Ｂ）は第１パルスのタイミング図であ
る。

【図２】　　本発明の効果の説明図である。

【図３】　　従来の印加パルス幅制御の一例の説明図で
、（Ａ）は回路の要部のブロック図、（Ｂ）は第１パル
スのタイミング図である。

【図４】　　従来の印加パルスとサーマルヘッドの温度
との関係図である。

【符号の説明】

１　　サーマルヘッド ２　　駆動回路　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　２ａ　　制御回路２ｂ　　メモリ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　２ｃ　　信号発生回路３
　　ホスト ４　　温度センサ Ｐ０　　　パルス幅ｔ０　の基準パルスｔ１　　　休止
時間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　サーマルヘッド（１）　と、該サーマ
   ルヘッド（１）　を駆動する駆動回路（２）　と、温度
   センサ（４）　を有し、かつ該駆動回路（２）　が、制
   御回路（２ａ）と、メモリ（２ｂ）と、信号発生回路（
   ２ｃ）を具えたものであり、前記サーマルヘッド（１）
   　は、印字が途切れたあとに印字が開始される際、最初
   にパルス幅がｔの第１パルス（Ｐ）が印加されるもので
   あり、前記制御回路（２ａ）は、ホスト（３）　から出
   力された印字データと、前記温度センサ（４）　に検知
   された前記サーマルヘッド（１）　の基板温度と、前記
   メモリ（２ｂ）に格納されている基板温度の高低に対応
   した休止時間ｔ１　とパルス幅がｔ２　の補正パルス　
   （Ｐ２）が入力されるものであり、前記信号発生回路（
   ２ｃ）は、パルス幅がｔ０　の基準パルス（Ｐ０）を形
   成し、かつ前記制御回路（２ａ）から、前記休止時間ｔ
   １　と、前記補正パルス（Ｐ２）からなる制御信号が入
   力されるものであり、前記サーマルヘッド（１）　は、
   前記信号発生回路（２ｃ）から、前記パルス幅がｔ＝ｔ
   ０　＋ｔ１　＋ｔ２　の第１パルス（Ｐ）からなる駆動
   信号が入力されるものであることを特徴とするサーマル
   プリンタ。
2. 【請求項２】　　前記制御回路（２ａ）が、前記休止時
   間ｔ１　とパルス幅ｔ２　を、前記温度センサ（４）　
   が検知した基板温度をパラメータとして算出する請求項
   １記載のサーマルプリンタ。
3. 【請求項３】　　印字動作が途切れたあと、最初にサー
   マルヘッド（１）　にパルス幅がｔの第１パルス（Ｐ）
   が印加されてサーマルプリンタが印字を開始するに際し
   て、まず、前記サーマルヘッド（１）　の基板温度を検
   知し、次いで、前記基板温度の高低に対応して予め記憶
   されている休止時間ｔ２　とパルス幅がｔ２　の補正パ
   ルス（Ｐ２）を読み出し、次いで、前記第１印加パルス
   （Ｐ）のパルス幅ｔを、パルス幅がｔ０　の基準パルス
   （Ｐ０）と、前記休止時間ｔ２　と、前記パルス幅がｔ
   ２　の補正パルス（Ｐ２）から、ｔ＝ｔ０　＋ｔ１　＋
   ｔ２　となすことを特徴とする請求項１記載のサーマル
   プリンタの駆動方法。