JPH04358855A - サーマルヘッドの温度制御方式 - 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、感熱式プリンタあるい
は転写型プリンタ等に使用するサーマルヘッドの温度制
御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、サーマルヘッドを備え、複数階
調の画像が印字可能となされたプリンタにおいては、画
素の濃度に応じてサーマルヘッドを構成する複数の発熱
抵抗体に流れる電流が変動し、それによって発熱抵抗体
の温度が変動して印字される画素の濃度に濃度むらが生
じることが知られており、そのために種々の濃度むら補
正方式が提案されている。例えば、特開昭６１−１１２
６６２号公報には、サーマルヘッドのコモンラインから
最も遠い位置の電位を検出して電源電圧を制御すること
によって濃度むらを防止することが示されており、また
特開昭５８−　１４７８３号公報には、記録用発熱抵抗
素子の近傍に該発熱抵抗素子と同じ発熱抵抗素子を付加
し、この付加した発熱抵抗素子の抵抗値を検出して記録
用発熱抵抗素子への供給電力を制御することによって均
一濃度のドットパターンを記録することが示されている
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６１−１１２６６２号公報に示されているものにおいて
はサーマルヘッドのコモンラインから最も遠い位置の電
位を検出しているだけであり、サーマルヘッドの温度は
検出していないので、記録される濃度の制御の精度を向
上させるには限界がある。即ち、確かにサーマルヘッド
の端部の電位を検出することで濃度むらを減少させるこ
とは可能であろうが、記録される濃度に直接的に係わる
のはサーマルヘッドの温度であって僅かな温度変動によ
っても大きな濃度むらが発生するのが実際であり、更に
そのサーマルヘッド温度はまた以前のラインで記録され
た画素の濃度にも依存するので、サーマルヘッドの端部
の電位を検出するだけではサーマルヘッド温度に正しく
対応した電源電圧制御を行うことは困難であるのである
。

【０００４】また、特開昭５８−　１４７８３号公報に
示されるものにおいては検出温度に応じた供給電力の制
御は常時行われているので、印字動作中においても記録
用発熱抵抗素子へ供給される電力が変動することになる
が、印字動作中に記録用発熱抵抗素子に供給する電力が
変動することは好ましいものではなく、このことによっ
てかえって濃度むらが発生してしまう可能性があるもの
である。 更に、このものにおいては記録用発熱抵抗素子に印加さ
れる電源電圧は温度によって制御されているだけである
ので、何等かの理由により負荷変動が生じ、それによっ
て電源電圧が変動した場合には対応できないものである
。

【０００５】以上のようにサーマルヘッドを用いたプリ
ンタにおいては記録用発熱素子に供給する電力を温度に
よって制御するばかりでなく、記録用発熱素子に印加さ
れる電源電圧を監視して負荷変動にも対応できるように
する必要があるが、従来のものにおいてはこれらのうち
の一方の制御のみが行われているだけであった。

【０００６】これに対して、上記の従来の技術を併設す
ることによって温度変動に対する制御及び負荷変動に対
する制御を行うことが考えられるが、この場合には構成
が複雑になり、コストが高くなるものである。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、簡単で安価な構成によりサーマルヘッドの温度変
動に対する制御及び負荷変動に対する制御を行い、以て
濃度むらを良好に防止することができるサーマルヘッド
の温度制御方式を提供することを目的とするものである
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のサーマルヘッドの温度制御方式は、基準
電圧と比較電圧との電位差に基づいて所定の直流電圧を
発生する定電圧電源回路と、前記定電圧電源回路で発生
された電源電圧を送電する電源線と、前記電源線に接続
された複数の記録用発熱素子と、前記複数の記録用発熱
素子の近傍に配置され、且つその一端が前記電源線に接
続された少なくとも一つの温度検出用素子と、前記記録
用発熱素子の非通電時には前記定電圧電源回路の出力電
圧を比較電圧とすると共に、前記温度検出用素子により
記録用発熱素子近傍の温度を検出して前記定電圧電源回
路に供給する基準電圧を求め、前記記録用発熱素子の通
電時には前記温度検出用素子の電源に接続されていない
側の端子の電圧を前記定電圧電源回路の比較電圧とする
と共に、前記定電圧電源回路の基準電圧として直前の非
通電時に求めた基準電圧を指示する制御手段を備えるこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎの少なく
とも一端部には温度検出用素子が配置されている。制御
装置６は非通電時にはスイッチＳ１，Ｓ２　をａ側に接
続して記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎ近傍の温度
を検出し、検出した温度に最適な電源電圧に対応する基
準電圧Ｖｒｅｆ　を求める。次の通電時には制御装置６
は、スイッチＳ１，Ｓ２　をｂ側に接続すると共に、定
電圧電源回路７には直前の非通電時に求めた基準電圧を
指示する。これによって記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…
，Ｒｎにはその温度に応じた最適な電源電圧が印加され
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 図１は本発明に係るサーマルヘッドの温度制御方式の一
実施例の構成を示す図であり、図中、１はサーマルヘッ
ド、２はドライバ、３はラッチ、４はシフトレジスタ、
５はヘッド駆動制御回路、６は制御装置、７は定電圧電
源回路、８は電圧制御部、９は比較部、１０は定電流回
路、１１はＡ／Ｄ変換器、１２はＤ／Ａ変換器、１３は
ヘッド電源線、１４は１／Ｋ分圧回路を示す。

【００１１】サーマルヘッド１は、記録用発熱素子Ｒ１
，Ｒ２，…，Ｒｎと、これら記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２
，…，Ｒｎの近傍に配置された温度検出用素子ＲＳ１，
ＲＳ２を備えている。温度検出用素子ＲＳ１，ＲＳ２の
一方の端子は記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎと共
通のヘッド電源線１３に接続されている。温度検出用素
子としては記録用発熱素子近傍の温度を検出できるもの
であればどのようなものでも用いることができるが、記
録用発熱素子と同じ種類の発熱抵抗素子を用いれば同一
工程で作成できるので好ましいものである。また図１に
おいては温度検出用素子は記録用発熱素子の両端にそれ
ぞれ一つずつ配置されている。これは一つのラインにあ
る画素は全て同じ濃度ではなく、従って記録用発熱素子
Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎは印字する画素の濃度に応じて選
択的に通電され、その結果両端で温度が異なることにな
るので、その両端の平均の温度を検出しようとするため
であるが、一端にのみ配置するようにしてもよく、また
記録用発熱素子の両端にそれぞれ複数個ずつ配置されて
もよい。更に、温度検出用発熱素子は、記録用発熱素子
の端部に限らず、記録用発熱素子の中間部に複数個配置
されてもよいものである。

【００１２】サーマルヘッド１はまたドライバ２、ラッ
チ３、シフトレジスタ４を備えている。ドライバ２には
ストローブパルス　ＳＴＢが、ラッチ３にはラッチイネ
ーブル信号ＬＥが、シフトレジスタ４には記録する画素
のデータＤＡＴＡ及びクロック信号　ＣＬＫがそれぞれ
ヘッド駆動制御回路５から供給される。なお、ドライバ
２、ラッチ３、シフトレジスタ４及びヘッド駆動制御回
路５の構成及び動作は周知であるので説明は省略する。

【００１３】制御装置６はＣＰＵで構成され、ヘッド駆
動制御回路５の制御及び図１には図示しない用紙搬送等
当該プリンタの全体の動作を統括して管理すると共に、
スイッチＳ１，Ｓ２　の切り換え制御、比較部９に供給
する基準電圧Ｖｒｅｆ　の設定を行うが、このことにつ
いては後述する。定電圧電源回路７は、電源制御部８と
比較部９を備えている。比較部９は、制御装置６から供
給される基準電圧Ｖｒｅｆ　と、スイッチＳ１　を介し
て供給される比較電圧とを比較して、その差を出力する
。電圧制御部７は比較部９から出力された電圧差を零に
する直流電圧を生成して出力する。

【００１４】次に制御装置６の動作について説明する。 制御装置６は、記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎの
非通電時にはスイッチＳ１　及びＳ２　をａ側に接続す
ると共に、Ｄ／Ａ変換器１２を介して比較部９に所定の
基準電圧Ｖｒｅｆ０を供給する。従って、比較部９は電
圧制御部８の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ０との比較が
行われ、これによって電圧制御部８からは基準電圧Ｖｒ
ｅｆ０に対応した電圧Ｅ０　が出力される。比較電圧は
、１／Ｋ分圧回路１４により１／Ｋに分圧されて比較部
９に入力される場合もあり、この場合、出力電圧はＶｒ
ｅｆ　のＫ倍となる。またこのとき温度検出用素子ＲＳ
１，ＲＳ２のヘッド電源線１３とは反対側の端子は定電
流回路１０に接続される。

【００１５】さて、温度検出用素子ＲＳ１，ＲＳ２は正
または負の温度係数を有しており、印字動作によって記
録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎが選択駆動されると
サーマルヘッド１の温度が上昇し、それに伴って温度検
出用素子ＲＳ１，ＲＳ２の抵抗値が変化するので、ヘッ
ド電源電圧Ｅ０　と定電流回路１０の端子電圧Ｖ１　と
の差Ｅ０　−Ｖ１　は温度検出用素子ＲＳ１，ＲＳ２の
抵抗値の平均値を示すことになる。従って制御装置６は
Ａ／Ｄ変換器１１を介して電圧Ｖ１　を取り込むことに
よって記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎ近傍の温度
を検出することができる。なお、温度検出を正確に行う
ためにはヘッド電源線１３における電圧降下は無視でき
るものでなければならないが、記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ
２，…，Ｒｎの非通電時にはヘッド電源線１３に流れる
電流は非常に小さくなるので、ヘッド電源線１３におけ
る電圧降下は無視できるものである。

【００１６】制御装置６は、図２に示すような電圧Ｅ０
　−Ｖ１に対する基準電圧Ｖｒｅｆ　が書き込まれたテ
ーブルを備えており、当該テーブルを参照して取り込ん
だ電圧Ｖ１及びヘッド電源電圧Ｅ０　に対応する基準電
圧Ｖｒｅｆ　を求める。なお、この基準電圧Ｖｒｅｆ　
は記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎに印加すべき最
適な電圧であることは当然である。また、定電圧電源回
路７の比較部９に１／Ｋ分圧回路１４が接続されている
場合は、記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎに印加す
べき最適電圧の１／Ｋの電圧である。

【００１７】以上が非通電時の動作である。次に通電時
になると制御装置６は、直前の非通電時に求めた基準電
圧Ｖｒｅｆ　をＤ／Ａ変換器１２を介して比較部９に供
給すると共に、スイッチＳ１　，Ｓ２　を共にｂ側に接
続する。 これによって通電時には比較部９では温度検出用素子Ｒ
Ｓ１，ＲＳ２の並列回路を介して記録用発熱素子Ｒ１，
Ｒ２，…，Ｒｎに印加されている電源電圧がフィードバ
ックされ、当該電源電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ　との電位
差によって電圧制御部８が制御されるので、記録用発熱
素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎに印加される電源電圧は最適
な値に制御される。

【００１８】以上の動作が所定の周期毎に繰り返し行わ
れることによって、記録用発熱素子Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒ
ｎには常にサーマルヘッド１の温度に応じた最適な電力
が供給される。なお、上記の非通電時は、１ラインの印
字が終了してから次のラインの印字が開始されるまでの
期間であってもよいし、あるいはドライバ２に供給され
るストローブパルス　ＳＴＢのパルス列のパルスとパル
スの間の期間であってもよいものである。

【００１９】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。例えば図１では定電流回路１０
を用いたが、定電流回路に代えて抵抗を接続するように
してもよいものである。また上記実施例ではモノクロの
プリンタについて説明したが、カラープリンタにも適用
できることは明らかである。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、記録用発熱素子には常にサーマルヘッド温度
に応じた最適な電力が供給されることになるので、サー
マルヘッドの温度変動、負荷変動による濃度むらを良好
、且つ有効に防止することができる。また温度検出用素
子を温度の検出のためばかりでなく、電源電圧のリモー
トセンシングのためにも兼用したので、一つの素子を効
率的に使用することができ、以て安価に構成することが
できる。従って、本発明は感熱式のプリンタや転写型プ
リンタに用いて好適なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】　　サーマルヘッド温度から基準電圧を求める
ためのテーブルの構造例を示す図である。

【符号の説明】

１…サーマルヘッド、２…ドライバ、３…ラッチ、４…
シフトレジスタ、５…ヘッド駆動制御回路、６…制御装
置、７…定電圧電源回路、８…電圧制御部、９…比較部
、１０…定電流回路、１１…Ａ／Ｄ変換器、１２…Ｄ／
Ａ変換器、１３…ヘッド電源線、１４…１／Ｋ分圧回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基準電圧と比較電圧との電位差に基づ
   いて所定の直流電圧を発生する定電圧電源回路と、前記
   定電圧電源回路で発生された電源電圧を送電する電源線
   と、前記電源線に接続された複数の記録用発熱素子と、
   前記複数の記録用発熱素子の近傍に配置され、且つその
   一端が前記電源線に接続された少なくとも一つの温度検
   出用素子と、前記記録用発熱素子の非通電時には前記定
   電圧電源回路の出力電圧を比較電圧とすると共に、前記
   温度検出用素子により記録用発熱素子近傍の温度を検出
   して前記定電圧電源回路に供給する基準電圧を求め、前
   記記録用発熱素子の通電時には前記温度検出用素子の電
   源線に接続されていない側の端子の電圧を前記定電圧電
   源回路の比較電圧とすると共に、前記定電圧電源回路の
   基準電圧として直前の非通電時に求めた基準電圧を指示
   する制御手段を備えることを特徴とするサーマルヘッド
   の温度制御方式。