JPH05160974A - サーマルヘッド式印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御回路が誤動作を起こしても、発熱体が異
常な高温とならないサーマルヘッド式印字装置を提供す
ることにある。 【構成】 発熱体を有するサーマルヘッド１６と、駆動
信号を受信して発熱体を、駆動信号の電圧が第１の電圧
値以下となる間だけ発熱させる駆動回路２８とを具備す
るサーマルヘッド式印字装置において、入力信号が、第
１の電圧値以下の第２の電圧値である場合には、出力信
号が第２の電圧値から第１の電圧値より高い電圧の第３
の電圧値まで所定の時間で上昇し、入力信号が第３の電
圧値である場合には、出力信号が第３の電圧値となり、
出力信号を駆動回路２８へ駆動信号として入力するため
の交流結合回路１２を具備することを特徴とするサーマ
ルヘッド式印字装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、サーマ
ルプリンタ等のサーマルヘッド式印字装置に関し、さら
に詳細には、発熱体を有するサーマルヘッドと、駆動信
号を受信して前記発熱体を、該駆動信号の電圧が第１の
電圧値以下となる間だけ発熱させる駆動回路とを具備す
るサーマルヘッド式印字装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサーマルヘッド式印字装置は、発
熱体を有するサーマルヘッドと、駆動信号を受信して前
記発熱体を、該駆動信号の電圧が第１の電圧値以下とな
る間だけ発熱させる駆動回路とを具備し、駆動回路を制
御する制御回路から出力される駆動信号は直接、駆動回
路へ入力されている。サーマルヘッドは、発熱すること
で印字する機構と成っているため、連続して印字動作を
行っている場合には発熱体の温度は高く、一方印字開始
時の様な場合には発熱体の温度は低くなっている。従っ
て、印字濃度を一定にするためにサーマルヘッドにサー
ミスタ等の温度検出素子を配置し、その温度データを制
御回路にて監視し、サーマルヘッドの温度が略一定とな
るように、サーマルヘッドの駆動時間幅を制御してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のサーマルヘッド式印字装置には次の様な課題が有
る。サーマルヘッドの温度は、サーマルヘッドに配置さ
れたサーミスタ等の温度検出素子からの温度データを制
御回路で監視しているため、通常は異常に高い温度には
ならない。しかし、制御回路がノイズ、温度等の要因か
ら暴走またはハングアップ状態になった際には、サーマ
ルヘッドの温度制御は行うことが不可能となる。この
時、制御回路は正常に機能していないので、制御回路か
ら駆動回路へ異常に長い第１の電圧値未満の駆動信号が
出力されることがありうる。当該駆動信号が駆動回路へ
入力されると、駆動回路が作動して発熱体が長時間連続
して発熱される。これにより発熱体の温度が異常に上昇
して発熱体自体が劣化または破壊する状況に陥ったり、
また発熱体と接している感熱紙または熱転写リボンが燃
えるといった不具合が発生するという課題がある。従っ
て、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的と
するところは、制御回路が誤動作を起こしても、発熱体
が異常な高温とならないサーマルヘッド式印字装置を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、発熱体を有する
サーマルヘッドと、駆動信号を受信して前記発熱体を、
該駆動信号の電圧が第１の電圧値以下となる間だけ発熱
させる駆動回路とを具備するサーマルヘッド式印字装置
において、入力信号が、前記第１の電圧値以下の第２の
電圧値である場合には、出力信号が第２の電圧値から第
１の電圧値より高い電圧の第３の電圧値まで所定の時間
で上昇し、前記入力信号が第３の電圧値である場合に
は、出力信号が第３の電圧値となり、出力信号を前記駆
動回路へ前記駆動信号として入力するための交流結合回
路を具備することを特徴とする。

【０００５】

【作用】サーマルヘッドの駆動時間を決定する駆動信号
が、交流結合回路を経由して駆動回路へ入力されるた
め、駆動信号が長時間第２の電圧値となっていても交流
結合回路から駆動回路への駆動信号は所定の時間以内で
第１の電圧値より高くなるため発熱体は長時間連続して
駆動されることは無い。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本実施例のサーマルヘ
ッド式印字装置の構成を示すブロック図である。図２
は、図１のサーマルヘッド式印字装置の各部の出力波形
を示したものである。図３は、図１のサーマルヘッド式
印字装置の交流結合回路の一実施例を示す図であり、
（ａ）はその回路図であり、（ｂ）は入力波形に対する
出力波形の変化を示す図である。まず、構成について説
明する。サーマルヘッド式印字装置は、制御回路１０と
交流結合回路１２と印字部１４とから構成されている。

【０００７】さらに詳細には、制御回路１０は印字する
文字等の形を示す印字データと、タイミング信号（クロ
ック、およびクロックの後に出力されるラッチ信号）
と、サーマルヘッド（発熱体）１６の駆動（発熱）時間
を決める駆動信号を図２の様に出力する機能を有する。
駆動信号が有効となる時間は標準時間Ｔｅ±補正時間Ｔ
ｗに設定されており、補正時間Ｔｗは後述するサーマル
ヘッド１６内に配置された温度検出素子としてのサーミ
スタ（不図示）から出力される温度データをもとに制御
回路１０が、サーマルヘッド１６の温度がほぼ一定とな
るように制御する。さらに駆動信号の有効時間（Ｔｅ±
Ｔｗ）は、通常０．５ミリ秒〜７ミリ秒であり、サーマ
ルヘッド１６を連続して発熱させても劣化等が発生しな
い最大時間として規定されている最大発熱時間Ｔｄと比
べて、十分に短い時間である。

【０００８】交流結合回路１２は、図３（ａ）に示す様
に接続されたコンデンサ１８と、第１の抵抗２０と、第
２の抵抗２２と、ダイオード２４とから構成されてい
る。従って、図３（ｂ）に示す様な第２の電圧値として
のＬｏｗレベル（０Ｖ）、第３の電圧値としてのＨｉｇ
ｈレベル（＋Ｖｃｃ）を有するディジタル信号が入力さ
れると、入力信号がＬｏｗレベルとなった時は第１の抵
抗２０からコンデンサ１８へ電流が流れてコンデンサ１
８が充電され、出力信号（Ｖｏｕｔ）はＬｏｗレベルか
らＨｉｇｈレベルまで下記の関係式に従って上昇する。
ここで、コンデンサ１８の値はＣ１であり、第１の抵抗
２０の値はＲ１とする。

【数式１】さらに、出力信号がＬｏｗレベルから第１の
電圧値Ｖｓｈまで上昇するのにかかる時間は、Ｔｓｈ
（ （Ｔｅ±Ｔｗ）＜Ｔｓｈ＜Ｔｄ ）となる様にコン
デンサ１８と第１の抵抗２０の値は決定されている。従
って、入力信号が時間Ｔｓｈを越え、連続してＬｏｗレ
ベルとなっても、出力信号は最大でも時間Ｔｓｈ未満で
あり、時間Ｔｄを越えることは無い。次に、入力信号が
Ｈｉｇｈレベルとなった時は、ダイオード２４により出
力電圧は＋Ｖｃｃにクランプされ、Ｈｉｇｈレベルとな
る。なお、この際に出力電圧は一瞬Ｈｉｇｈレベルにダ
イオード２４の順方向電圧Ｖｆを加えた電圧（印字部１
４の最大入力電圧範囲内）まで上がるが、すぐにＨｉｇ
ｈレベルに戻る。制御回路１０から出力された駆動信号
は、一旦交流結合回路１２に入力された後、印字部１４
へ駆動信号として出力される様に接続されている。

【０００９】印字部１４は、記憶回路２６と、駆動回路
２８と、サーマルヘッド１６とから構成されている。サ
ーマルヘッド１６は、複数の発熱体（不図示）がマトリ
ックス状に形成された構造を有する。記憶回路２６は、
印字データ、クロックおよびラッチ信号を受け、印字デ
ータをクロックのタイミングに従って内部に設けられた
シフトレジスタ（不図示）に記憶すると共に、記憶した
印字データをラッチ信号のタイミングでラッチ回路（不
図示）に保持し、パラレルデータに変換して駆動回路２
８へ出力する構造を有する。駆動回路２８は、記憶回路
２６からのパラレルデータとしての印字データと交流結
合回路１２からの駆動信号を受け、駆動信号が電圧Ｖｓ
ｈより低い間だけ、印字データに対応するサーマルヘッ
ドの発熱体を発熱させる。

【００１０】次に、動作について説明する。図２に示す
タイミングで制御回路１０から、印字データとクロック
とラッチ信号および駆動信号が出力され、印字データと
前記タイミング信号は直接、印字部１４内の記憶回路２
６に入力され、また駆動信号は交流結合回路１２を経由
して、印字部１４内の駆動回路２８に入力される。記憶
回路２６では、クロックに同期したタイミングで、印字
データを記憶回路２６内にあるシフトレジスタ（不図
示）に記憶する。シフトレジスタに記憶された印字デー
タはラッチ信号が入力された際に、シフトレジスタの各
出力をパラレルデータとして出力可能なラッチ回路（不
図示）に保持され、パラレルデータに変換された印字デ
ータとして駆動回路２８に出力される。駆動回路２８で
は、印字データと交流結合回路１２からの駆動信号によ
り、印字データに対応したサーマルヘッド１６内の発熱
体（不図示）のみを駆動信号の電圧がＶｓｈより低い間
だけ発熱させる。これにより、発熱体がマトリックス状
に形成されたサーマルヘッド１６の特定の発熱体のみが
駆動され、感熱紙を使用した場合には紙に直接熱でキャ
ラクタが印字され、また熱転写リボンを使用した場合に
は熱転写リボンに熱を与えることで普通紙にキャラクタ
が印字される。

【００１１】制御回路１０が正常動作している時は、駆
動信号のＬｏｗレベルの時間（Ｔｅ±Ｔｗ）は、（Ｔｅ
±Ｔｗ）＜Ｔｓｈを満たしているため、交流結合回路１
２を経由しても出力信号としての駆動信号はＶｓｈより
低い電圧であるから、駆動回路２８は制御回路が出力し
たＬｏｗレベル（発熱体が発熱される状態）時間と同じ
時間（Ｔｅ±Ｔｗ）、発熱体を発熱できる。また仮に、
制御回路１０が誤動作を起こし、連続してＬｏｗレベル
を出力する状態に陥ったとしても、駆動信号は交流結合
回路１２を経由して印字部１４へ入力されているため、
交流結合回路１２から出力される駆動信号は必ず時間Ｔ
ｓｈ後には、Ｖｓｈより高い電圧となる。従って、駆動
回路２８は長くても時間Ｔｓｈ後には発熱体の発熱を停
止する。これにより発熱体が発熱される時間は必ず最大
発熱時間Ｔｄ未満とすることができる。

【００１２】以上、本発明の好適な実施例について種々
述べてきたが、本発明は上述する実施例に限定されるも
のではなく、制御部から出力される印字データをキャラ
クタデータに代えて、キャラクタの一部を成すラインデ
ータとし、またサーマルヘッドの発熱体の構造をマトリ
ックス状に代えて、ライン状とすることでラインサーマ
ルヘッド式印字装置に用いても良い。交流結合回路は１
つだけではなく、駆動信号が複数存在する場合には、交
流結合回路を同じ数だけ設けても良い。また、交流結合
回路から出力される波形を、Ｖｃｃ側から徐々に下降す
るような逆の極性を有する波形とすることで、駆動回路
を動作させる信号の論理を逆にしても良い等、発明の精
神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろ
んである。

【００１３】

【発明の効果】本発明に係るサーマルヘッド式印字装置
を用いると、サーマルヘッドの駆動時間を決定する駆動
信号が、交流結合回路を経由して駆動回路へ入力される
ため、駆動信号が長時間第２の電圧値となっていても交
流結合回路から駆動回路への駆動信号は所定の時間以内
で第１の電圧値より高くなるため発熱体は長時間連続し
て駆動されることは無い。従って、過剰な温度上昇が防
止され、発熱体の劣化および破壊、また発熱体と接して
いる感熱紙または熱転写リボンが燃えるといった不具合
を防ぐことができるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーマルヘッド式印字装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のサーマルヘッド式印字装置の制御回路か
ら出力される信号の波形を示すグラフである。

【図３】図１のサーマルヘッド式印字装置の交流結合回
路の一実施例を示す図であり、（ａ）はその回路図であ
り、（ｂ）は入力波形に対する出力波形の変化を示す図
である。

【符号の説明】

１０ 制御回路 １２ 交流結合回路 １４ 印字部 １６ サーマルヘッド ２６ 記憶回路 ２８ 駆動回路

【数１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体を有するサーマルヘッドと、 駆動信号を受信して前記発熱体を、該駆動信号の電圧が
   第１の電圧値以下となる間だけ発熱させる駆動回路とを
   具備するサーマルヘッド式印字装置において、 入力信号が、前記第１の電圧値以下の第２の電圧値であ
   る場合には、出力信号が第２の電圧値から第１の電圧値
   より高い電圧の第３の電圧値まで所定の時間で上昇し、
   前記入力信号が第３の電圧値である場合には、出力信号
   が第３の電圧値となり、出力信号を前記駆動回路へ前記
   駆動信号として入力するための交流結合回路を具備する
   ことを特徴とするサーマルヘッド式印字装置。