JPH048562A - サーマルヘッド - 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、複数の発熱抵抗体を有し、その発熱抵抗体に
対し駆動回路に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、サーマルヘッドＴＩは、その温度情報を得るため
に、第９図の如く、サーミスタ等の温度検出素子ｌを設
けている。

また、過熱を防止するためには、第１Ｏ図の如く、温度
検出素子ｌの出力を電圧変換回路２にて電圧に変換し、
過熱時における温度検出素子ｌの変換電圧を基準電圧３
とする電圧比較器４を用いて過熱を検知し、発熱抵抗体
駆動制御回路５により発熱抵抗体への駆動をコントロー
ルするか、または第９図の如く、温度検出素子Ｉのアナ
ログ出力をＡ／Ｄ変換器６を用いてデジタルデータに変
換し、マイクロコンピュータ７により過熱検知し、発熱
抵抗体８の駆動をコントロールしている。

なお、第９図中、９はパラレル／ソリアル変換回路、Ｉ
Ｏは駆動回路（ドライバーＩＣ）、１１は電源制御回路
である。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 一般に、熱制御により印字濃度の均一化を行なうサーマ
ルヘッドにおいては、温度検出素子を必要とする。

しかし、熱制御を行わないサーマルヘッドにおいては、
過熱検知のためだけに温度検出素子を設けなければなら
ない。このため、低価格でコンパクト化を目指すサーマ
ルヘッドにおいては、特に温度検出素子をなくすことが
望まれている。

本発明は、上記に鑑み、温度検出素子を使用することな
くサーマルヘッドの過熱を検知でき、しかも安値でコン
パクトなサーマルヘッドを提供することを目的とする。

〈　課題を解決するための手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１図の如く、印字ドツ
トに対応して複数個配列された発熱抵抗体２０に対し、
駆動回路２１を用いて印字データに対応する駆動電圧を
印加して印字を行うように構成されたサーマルヘッドに
おいて、面記駆動回路２１の入力端子値に基づき駆動回
路２１の発熱抵抗体２０への通電を制御する制御回路２
２か設けられ、該制御回路２２は、前記駆動回路２１の
入力端子を検出する電流検出手段３２と、該電流検出手
段３２からの検出電流を電圧に変換する電流・電圧変換
手段３３と、該電流・電圧変換手段３３により変換して
得られた電圧変換値と過熱状態に対応する電圧値として
予め設定された基準電圧とを比較し、過熱状態か否か判
別する過熱検知手段３４と、該過熱検知手段３４の判別
結果が、過熱状態であるとき前記駆動回路２Ｉの発熱抵
抗体２０への通電を停止し、非過熱状態であるとき前記
駆動回路２Ｉの発熱抵抗体２０への通電を続行させる通
電制御手段３５とが有せしめられたものである。

〈作用〉 上記課題解決手段において、発熱抵抗体２０を駆動する
駆動回路２１の入力電流を電流検出手段３２で検出し、
その発熱抵抗体２０の温度特性に対応する入力電流値を
電流・電圧変換手段３３により変換する。

そして、過熱検知手段３４により、過熱状態に対応する
電圧値として予め設定された基準電圧と、通常の駆動時
において検出する駆動回路２１の入力電流の電圧変換値
とを比較してサーマルヘッドか過熱状態であるか否かを
検出する。

そして、通電制御手段３５は、過熱検知手段３４からの
過熱検出信号に基づき、駆動回路２１を制御して発熱抵
抗体２０の駆動を停止する。

このように、発熱抵抗体２０を駆動させる駆動回路２１
の入力電流の温度特性を利用し、異常過熱時の入力電流
の電圧変換値と基準電圧とを比較して発熱抵抗体２０へ
の通電を制御することにより、サーマルヘッドの異常過
熱を防止することができる。

このとき、従来のように温度検出素子を使用していない
ので、サーマルヘッドの発熱抵抗体周りをコンパクト化
できる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第８図に基つい
て説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すサーマルヘッドのｍ能
ブロック図、第２図は同しくその電気回路図、第３図は
駆動回路の基本回路図、第４図は同じくその入力回路図
、第５図は同じくそのタイ子の入力電流の温度特性図、
第８図は第２図のＢＥ、Ｏ端子の入力電流の温度特性図
である。

図示の如く、本実施例のサーマルヘッドＴ２は、印字ド
ツトに対応して複数個配列された発熱抵抗体２０に対し
、駆動回路２１を用いて印字データに対応する駆動電圧
を印加して印字を行うように構成され、前記駆動回路２
１の入力電流値に基づき駆動回路２１の発熱抵抗体２０
への通電を制御する制御回路２２が設けられている。

前記発熱抵抗体２０は、第２図の如く、２０４８個の抵
抗Ｒ１・・・Ｒ２０４８から成り、セラミツクカラスエ
ポキン等の耐熱性と平坦性にすぐれ１こ絶縁基板上に６
〜１６個／ｍｍの間隔て複数個直線状に配置され、各抵
抗Ｒ１−Ｒ２０４８が画素を出力できるよう形成されて
いる。

前記駆動回路２１は、第２図の如く、２０４８個の抵抗
から成る発熱抵抗体２０を駆動させるための３２個のド
ライバーＩＣ２３を備えている。

そして、ドライバーＩＣ２３は、４個ずつの８ブロツク
に分割され、各ブロックはストローブ（ＳＴＲＯＢＥ）
１〜８の８個の駆動信号によって８分割駆動が行われる
。

そして、ドライバーＩ　Ｃ２３の基本回路、すなわち発
熱抵抗体２０へ通電する手段は、第３図の如く、通電ク
ロック（ＣＬＯＣＲ）信号に同期してシリアル印字デー
タを入力する６４ビツトシフトレジスタ２４と、このシ
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ビットラッチ回路２５と、出力保護回路
２６、ゲート回路２７および６４ピツトのドライバー２
８とから成る。また、ソフトレジスタ２４の出力端子で
あるデータアウト（ＤＡＴＡ　　０ＵＴ）端子２９は、
次段のｌＣへのシフトレジスタの入力端子であるデータ
イン（ＤＡＴＡ　　ＩＮ）端子３０へ接続され、第２図
の如く、３２個のドライバーＩＣ２３における６４ビツ
トシフトレノスタ２４が３２個ノリアルに接続されてい
る。これにより、第５図の如く、ラッチされたシリアル
印字データとＳＴＲＯＢＥ信号のパルス波形とに応じて
発熱抵抗体２０へ通電パターンを出力する。

また、駆動回路２１のＢ、Ｅ、Ｏ端子３１における入力
回路は、第４図の如く、Ｃ−ＭＯ８形トランシタＴｒｉ
　、Ｔｒ２、整流素子Ｓｌ、Ｓ２および抵抗Ｒａ、Ｒｂ
にて構成されている。そして、Ｒａは拡散抵抗であって
通常１〜ＩＯＫΩの抵抗値をもち、ＲｂはＮチャンネル
トランジスタのオン抵抗にて構成され通常１００〜５０
０にΩとなっている。

前記制御回路２２は、第１図の如く、前記駆動回路２１
の入力電流を検出する電流検出手段３２と、該電流検出
手段３２からの検出電流を電圧に変換する電流・電圧変
換手段（電圧変換回路）３３と、該電流・電圧変換手段
３３により変換して得られた電圧変換値と過熱状態に対
応する電圧値として予め設定された基準電圧とを比較し
、過熱状態か否か判別する過熱検知手段（電圧比較回路
）３４と、該過熱検知手段３４の判別結果か、過熱状態
であるとき前記駆動回路２１の発熱抵抗体２０への通電
を停止し、非過熱状態であるとき前記駆動回路２１の発
熱抵抗体２０への通電を続行させる通電制御手段３５（
マイクロコンピュータ）とを有している。なお、第１図
中、３６はパラレル／ソリアル変換回路、３７は電源制
御回路である。

そして、異常過熱時の入力電流を検出する回路は、第６
図の如く、入力電流を電圧に変換する抵抗Ｒを有する電
圧変換部３５と、基準電圧ｖｔｈを得る基準電圧電源３
６と、前記電圧変換部３５からの過熱時に相当する基準
電圧ｖｔｈとして入力電圧が基準電圧ｖｔｈを越えるか
否かにより過熱検知を行い通電制御手段３５に過熱情報
を送る電圧比較器３７とから構成されている。また、電
圧比較器３７の正論理側入力端子は抵抗Ｒに、負論理側
入力端子は基準電圧電源３６に夫々接続されており、抵
抗Ｒと電圧比較器３７との接続中間点にはＢ、Ｅ、０端
子３０か接続されている。

上記構成において、外部のメインンステム（図示仕ず）
にて処理されて送られてくるパラレル印字データは、パ
ラレル／ソリアル変換回路３６にてシリアル印字データ
に変換され、駆動回路２Ｉに送り込まれる。そして、駆
動回路２１の入力電流は、電流検出手段３２により検出
され、この検出電流は、電流・電圧変換手段３３である
電圧変換回路３５にて電圧に変換される。その後、過熱
時に相当する入力電流の電圧変換値を基準電圧とする過
熱検知手段３４である電圧比較器３７にて過熱検知を行
い、通電制御手段３５に検知情報を送る。

このとき、通電制御手段３５は、過熱検知手段３４から
の検知情報が過熱状態であるとき、駆動回路２１を制御
し、発熱抵抗体２０への駆動を停止させる。一方、非過
熱状態であると２き、駆動回路２１の発熱抵抗体２０へ
の通電を続行させる。

ここで、駆動回路２１による発熱抵抗体２０の駆動方法
を第３．５図に基づいて説明する。

パラレル／シリアル変換回路３６により変換されたノリ
アル印字データは、ＣＬＯＣＫ信号に同期させなからＤ
ＡＴＡ　　ＩＮ端子３０よりシフトレジスタ２４へ送り
込まれる。このシフトレジスタ２４のデータは、ＬＡＴ
ＣＨ信号によりラッチ回路２５ヘラツチされ、５ＴＲＯ
ＢＥ信号にてドライバーＩＣ２８が゛働き、ラッチ回路
２５のビットデータに対応する発熱抵抗体２０が駆動さ
れる。

このとき、Ｂ、Ｅ、Ｏ端子３０は、発熱抵抗体２０を駆
動可能な状態にするための端まで通常は“Ｈｉｇｈ”に
しておく。

このように、Ｂ、Ｅ、０端子３０を“Ｈｉｇｈ”にした
場合のＢ、Ｅ、Ｏ端子３０における入力電流の温度特性
は第７図のようになる。これは、第４図に示した抵抗Ｒ
ａ、Ｒｈの関係がＲａ＜＜Ｒｂであることから、Ｎチャ
ンネルトランジスタにおけるオン抵抗の温度特性にほぼ
等しい。

一般に、Ｃ−ＭＯ３形トランノスタのオン抵抗の温度特
性は、一義的に定まると考えることかでき、第７図にお
いて、２０℃〜７０℃では直線的に変化している。そこ
で、第２図に示す６４ヒツトのドライバーＩＣを２７個
搭載したサーマルヘッドにおいて２７個分並列接続され
たＢ、Ｅ、０端子の入力電流の温度特性は第８図のよう
になる。

図示の如く、異常過熱温度を７０°Ｃに設定した場合、
入力電流が３３０ｍＡ以下になったとき、発熱抵抗体２
０の駆動を停止すれば過熱を防止し得ることが判る。

そこで、基準電圧ｖｔｈは、過熱検知手段３４により、
異常過熱時の温度に対する入力電圧を電流・電圧変換手
段３３である電圧変換部３５にて変換される電圧と等し
い電圧値に設定されているので、例えば、電圧変換１［
３５の抵抗値をＲ＝５にΩとし、Ｒ，Ｒａ＜＜Ｒｂと見
なして近似的に７０℃での入力電流３３０ｍＡが抵抗Ｒ
に流れるものと仮定すると、ＶＤＤ＝５Ｖの場合、 Ｖｔｈ＝５−（５ｘｌＯ３ｘ３００ｘｌＯ−６）３．５
　〔Ｖ） となる。

これにより、過熱検知手段３４である電圧比較器３７０
入力電圧が基準電圧ｖｔｈを越えたとき、電圧比較器３
７の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”となり、これを
通電制御手段３５が検知して駆動回路２１を制御すれば
異常過熱を防止できる。

したがって、発熱抵抗体２０の駆動させる駆動回路２１
内部の、その入力電流等にプルアップあるいはプルダウ
ン抵抗をもつ入力端子の入力電流の温度特性を利用すれ
ば、サーミスタ等の温度検出素子を用いることなく異常
過熱を、その分コストダウンが図れるとともに基板の配
線パターンが減少しサイズを小さくできる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、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、ドライバーＩＣのビット数や回路構成、および
５ＴＲＯＢＥ信号の数、電圧変換回路等については上記
実施例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、発熱抵
抗体駆動回路の入力電流を検出することにより異常過熱
を検出しているから、従来の如く、発熱抵抗体の周囲に
配した温度検出素子か不要となり、その分、発熱抵抗体
周りをコンパクト化でき、安価な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図は本発明の一実施例を示すサーマルヘッドの機能
ブロック図、第２図は同しくその電気回路図、第３図は
駆動回路の基本回路図、第４図は同じくその入力回路図
、第５図は同じくそのタイミングチャート、第６図は異
常過熱時の入力電流を霜イる電気回路図、第７図は駆動
回路の入力端子の入力電流の温度特性図、第８図は第２
図のＢＥ、Ｏ端子の入力電流の温度特性図、第９図は従
来のサーマルヘッドの機能ブロック図、第１Ｏ図は従来
の温度検出素子による異常過熱を検出する回路例を示す
図である。 ２０発熱抵抗体、２Ｉ　駆動回路、２２：制御回路、３
２：電流検出手段、３３．電流・電圧変換手段、３４：
過熱検知手段、３５９通電制御手段。 出 代 願 理 人 人 シャープ株式会社 中村恒久 ７図 第１θ図 第３図 遥漬 ｃＪ 第７図 １度 〔°Ｃ）

Claims (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、駆動回路を用いて印字データに対応する駆動電圧を
   印加して印字を行うように構成されたサーマルヘッドに
   おいて、前記駆動回路の入力電流値に基づき駆動回路の
   発熱抵抗体への通電を制御する制御回路が設けられ、該
   制御回路は、前記駆動回路の入力電流を検出する電流検
   出手段と、該電流検出手段からの検出電流を電圧に変換
   する電流・電圧変換手段と、該電流・電圧変換手段によ
   り変換して得られた電圧変換値と過熱状態に対応する電
   圧値として予め設定された基準電圧とを比較し、過熱状
   態か否か判別する過熱検知手段と、該過熱検知手段の判
   別結果が、過熱状態であるとき前記駆動回路の発熱抵抗
   体への通電を停止し、非過熱状態であるとき前記駆動回
   路の発熱抵抗体への通電を続行させる通電制御手段とが
   有せしめられたことを特徴とするサーマルヘッド。