JPH068507A - 熱印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーマルヘッドの電極腐食の進行を防止する
ことができる熱印字装置を提供する。 【構成】 熱印字装置は、複数の発熱抵抗体が形成さ
れ、かつ発熱抵抗体に流れる電流を制御する駆動回路１
４が固定されるヘッド基板１２、およびプリント基板１
３が放熱器１０の上に固定されて構成されサーマルヘッ
ドと、第１電源４０、および第２電源４１と、ヘッド基
板１２に対して感熱紙１７を密着させるプラテン２０
と、プラテン２０の軸２１と第１電源４０および第２電
源４１の接地側電極ＧＨ、ＧＬと接続する導体２２と、
サーマルヘッドへの電力供給を制御するスイッチＳＷな
どから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーマルヘッドを用い
て感熱記録を行う熱印字装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の熱印字装置の一例を示す
側面図である。従来の熱印字装置は、走査線６に沿って
複数の発熱抵抗体が形成され、かつ該発熱抵抗体に流れ
る電流を制御する駆動回路６４が樹脂６５で被包されて
固定されたヘッド基板６２、およびヘッド基板６２へ電
力および制御信号を供給するコネクタ６６が固定された
プリント基板６３が、放熱器６０の上に接着剤６１で固
定されることによって構成されるサーマルヘッドと、サ
ーマルヘッドの発熱抵抗体へ電力を供給する第１電源９
０および駆動回路６４へ電力を供給する第２電源９１
と、サーマルヘッドのヘッド基板６２に対して感熱紙６
７を密着させるためのプラテン７０と、プラテン７０の
軸７１と第１電源９０および第２電源９１の接地側電極
ＧＨ、ＧＬとを接続する導体７２などから構成されてい
る。

【０００３】熱印字装置の印字動作時は、画像信号に応
じて駆動回路６４の電流制御により発熱抵抗体が選択的
に発熱するとともに、プラテン７０の回転によって感熱
紙６７が副走査方向に搬送されることによって、感熱紙
６７上に印字画像が形成される。

【０００４】なお、感熱紙６７の搬送中において、供給
側に設けられる感熱紙ロールが巻き解かれることによっ
て発生する静電気や、感熱紙６７とサーマルヘッドのヘ
ッド基板６２との摩擦によって発生する静電気が、ヘッ
ド基板６２に形成された保護層や発熱抵抗体を破壊する
おそれがあるため、静電気がプラテン７０の絶縁抵抗７
０ａ、軸７１および導体７２を通って接地側へ逃げる機
構を採用している。

【０００５】図８は、図７のサーマルヘッドの走査線６
付近の電気的接続を示す断面図である。図７のヘッド基
板６２は、アルミナＡｌ₂Ｏ₃などの電気絶縁性基板１の
上に、ガラスなどの蓄熱層２、窒化タンタルＴａ₃Ｎ₄な
どの発熱抵抗体層３、アルミニウムなどから成る共通電
極４ａおよび個別電極４ｂ、窒化ケイ素Ｓｉ₃Ｎ₄などの
保護層４が順次形成されており、共通電極４ａは第１電
源９０の出力側電極ＶＨに接続され、個別電極４ｂは駆
動回路６４に内蔵されたスイッチング素子ＴＲのコレク
タに接続され、スイッチング素子ＴＲのエミッタは第１
電源９０の接地側電極ＧＨに接続されている。駆動信号
がスイッチング素子ＴＲのベースに入力されると、スイ
ッチング素子ＴＲが導通状態となり、第１電源９０の出
力側電極ＶＨ、共通電極４ａ、発熱抵抗体層３、個別電
極４ｂ、スイッチング素子ＴＲおよび第１電源９０の接
地側電極ＧＨの経路で電流が流れ、走査線６近傍の発熱
抵抗体層３が発熱する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱印字装置では、使用する環境条件が変化し、特に湿度
が高くなると、プラテン７０および感熱紙６７に水分が
付着して絶縁抵抗７０ａの抵抗値が低下したり、電気絶
縁性の感熱紙６７が導電性となって、図８に示すよう
に、プラテン７０、軸７１および導体７２を通じて、保
護層５の表面５と共通電極４ａ、個別電極４ｂおよび発
熱抵抗体層３との間に高い電界が発生するようになる。
すると、保護層５の表面５ａに吸着している水酸基イオ
ンＯＨ^-、水素イオンＨ⁺、Ｎａ⁺やＫ⁺などのアルカリイ
オン、Ｃｌ^-などのハロゲンイオン、などの不純物イオ
ンが保護層５に存在するピンホールやクラックなどの欠
陥７を通って共通電極４ａ、個別電極４ｂおよび発熱抵
抗体層３に向かって移動して、この状態が長時間続くと
最終的に電極腐食が起こる。各電極４ａ，４ｂおよび発
熱抵抗体層３に電極腐食が生ずると、一定時間経過後に
電気絶縁性となるオープン不良となって、この部分にサ
ーマルヘッドの印字欠陥が発生するという課題がある。

【０００７】このような電極腐食は、スイッチング素子
ＴＲに駆動信号が長時間入力されない印字待機中に特に
発生しやすく、駆動信号が頻繁に入力される印字動作時
には発熱抵抗体層３が発熱して高温状態となり、水分が
保護層５の表面５ａに付着しにくいため、電極腐食の進
行速度が低下する傾向がある。

【０００８】本発明の目的は、前述した課題を解決する
ため、サーマルヘッドの電極腐食の進行を防止すること
ができる熱印字装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の発熱抵
抗体および前記発熱抵抗体に流れる電流を制御するスイ
ッチング素子を有するサーマルヘッドと、前記サーマル
ヘッドに電力を供給する電源と、前記サーマルヘッドに
対して熱印画媒体を密着させるためのプラテンと、前記
プラテンの軸と前記電源の接地側電極とを接続するため
の導体とを備えた熱印字装置において、印字終了後に、
前記サーマルヘッドへの電力供給が停止して、前記スイ
ッチング素子が導通状態となることを特徴とする熱印字
装置である。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、印字終了後にサーマルヘッド
への電力供給が停止して、発熱抵抗体に流れる電流を制
御するスイッチング素子が導通状態をとなることによっ
て、サーマルヘッドの保護層表面と各電極との間に電界
が長時間にわたって発生しなくなる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である熱印字装置
に用いられるサーマルヘッドの一例の斜視図であり、図
２は本発明の一実施例である熱印字装置の側面図であ
る。本実施例の熱印字装置は、走査線６に沿って複数の
発熱抵抗体が形成され、かつ共通電極４ａおよび個別電
極４ｂを介して発熱抵抗体に流れる電流を制御する駆動
回路１４が樹脂１５で被包されて固定されたヘッド基板
１２、およびヘッド基板１２へ電力および制御信号を供
給するコネクタ１６が固定されたプリント基板１３が、
放熱器１０の上に接着剤１１で固定されることによって
構成されるサーマルヘッドと、サーマルヘッドの発熱抵
抗体へ電力を供給する第１電源４０および駆動回路１４
へ電力を供給する第２電源４１と、サーマルヘッドのヘ
ッド基板１２に対して熱印画媒体である感熱紙１７を密
着させるためのプラテン２０と、プラテン２０の軸２１
と第１電源４０および第２電源４１の接地側電極ＧＨ、
ＧＬとを接続する導体２２と、サーマルヘッドへの電力
供給を制御するスイッチＳＷなどから構成されている。

【００１２】図３は、図１のサーマルヘッド１０の電気
的構成を示す回路図である。サーマルヘッド１０は、ヘ
ッド基板１２とプリント基板１２などから構成されてお
り、ヘッド基板１２には、記録画像の画素に対応した複
数の発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎ（ただし、ｎは自然数。以下
同じ）と、各発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎの一端と接続される
複数のスイッチング素子Ｔ１〜Ｔｎおよびこれらを所定
のタイミングで駆動する駆動回路１４ａから成る駆動集
積回路１４と、各発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎの他端を互いに
接続する共通電極４ａと、各発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎと各
スイッチング素子Ｔ１〜Ｔｎとを接続する個別電極４ｂ
と、各スイッチング素子Ｔ１〜Ｔｎの他端を互いに接続
する接地電極４ｃと、駆動集積回路１４を制御する信号
が伝わる信号電極９とが形成されている。プリント基板
１３には、ヘッド基板１２の共通電極４ａ、接地電極４
ｃおよび信号電極９がそれぞ接続される第１電極２４
ａ、第２電極２４ｃおよび信号電極２５と、第１電極２
４ａと第２電極２４ｃとの間に接続された、たとえば３
３μＦ程度のノイズ吸収用のコンデンサＣＡとが形成さ
れている。

【００１３】このようなサーマルヘッド１０において、
スイッチＳＷを導通させて第１電源４０を第１電極２４
ａおよび第２電極２４ｃに接続するとともに、信号制御
回路３１からの出力信号を信号電極２５に供給すること
によって、画像信号に対応して各発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎ
を選択的に発熱させて、サーマルヘッドに密着する感熱
紙を加熱し印字している。

【００１４】図４は、本発明の一実施例である熱印字装
置の電気的構成を示すブロック図である。この動作につ
いて、図５のフローチャートを参照しながら説明する
と、ステップａ１からスタートして、ステップａ２で中
央処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）３０がリレー駆
動回路３５を介してリレー３６を駆動することによっ
て、スイッチＳＷを遮断する。次に、ステップａ３でＣ
ＰＵ３０がスイッチ群や通信手段などのデータ入力手段
３７から印字指令があるかを判断して、なければステッ
プａ３で印字待機状態となる。印字指令があれば、ステ
ップａ４へ移って、ＣＰＵ３０がリレー３６を駆動する
ことによってスイッチＳＷを導通した後、ステップａ５
でサーマルヘッド付近に設けられた紙検知センサ３４に
よって、感熱紙１７がプラテン２０とヘッド基板１２と
の間に存在するかを判断し、感熱紙１７がなければステ
ップａ３０へ移行して使用者に感熱紙１７の補充を告知
するとともに、ステップａ３１でスイッチＳＷを遮断し
て、ステップａ３１で終了する。

【００１５】ステップａ５で感熱紙１７の存在を確認し
た後、ステップａ６で信号制御回路３１が１ライン分の
画像信号を駆動回路１４へ転送し、ステップａ７で駆動
回路１４が発熱抵抗体Ｒ１〜Ｒｎを選択的に発熱させる
ことによって、走査線６上の感熱紙１７に１ライン分の
画像が印字され、ステップａ８でＣＰＵ３０が信号制御
回路３１から１ライン分の転送終了信号を受けた後、モ
ータ制御回路３２を介してプラテン２０と連結したモー
タ３３を駆動することによって、感熱紙１７を１ライン
分搬送する。

【００１６】次に、ステップａ９で、データ入力手段３
７から画像の印字終了信号の入力がないかを判断して、
印字動作を継続する場合、ステップａ５からステップａ
８を繰返すことによって、感熱紙１７上に一連の印字画
像が形成される。印字動作を終了する場合は、ステップ
ａ１０へ移行して、スイッチＳＷを遮断して、サーマル
ヘッド１０への電力供給が停止した後、ステップａ１１
で、全てのスイッチング素子Ｔ１〜Ｔｎまたは一部のス
イッチング素子Ｔ１〜Ｔｎが導通状態となるような疑似
データを、駆動回路１４へ転送して、コンデンサＣＡに
蓄えられた電荷を放電させ、ステップａ３に戻って再び
印字待機状態に入る。なお、コンデンサＣＡの電荷量は
少ないため、感熱紙１７がサーマルヘッド１０に密着し
ていても、黒化するまでには至らない。

【００１７】このようにして、印字終了後に、サーマル
ヘッドへの電力供給が停止して、スイッチング素子Ｔ１
〜Ｔｎが導通状態になることによって、サーマルヘッド
の保護層５と共通電極４ａ、個別電極４ｂおよび発熱抵
抗体層３との間に電界が長時間にわたって発生しなくな
り、これらの電極腐食を防止することができる。

【００１８】図６は、本発明および従来の熱印字装置を
加速試験した結果、印字欠陥の発生率の変化を示すグラ
フである。横軸は、加速試験時間を示し、縦軸は印字ド
ット抜け数を全ドット数で除算した値、すなわち印字ド
ット抜け発生率を百分率で示したものである。加速試験
条件を、温度８５℃、相対湿度８５％、発熱抵抗体の供
給電圧２４Ｖ、駆動回路への供給電圧５．５Ｖに設定し
たとき、図７に示す従来の熱印字装置を加速試験したと
ころ、試験開始から数時間後に印字ドッド抜けが発生し
始め、約１５時間経過すると約１０％という印字ドッド
抜け発生率になった。

【００１９】一方、図２に示す本発明に係る熱印字装置
を、スイッチＳＷを遮断状態にして加速試験したとこ
ろ、試験開始から約３００時間経過後に、約１０％の印
字ドッド抜け発生率になった。

【００２０】

【発明の効果】以上詳説したように、本発明によれば、
サーマルヘッドの保護層表面と各電極との間に電界が長
時間にわたって印加されなくなり、サーマルヘッドの電
極腐食の進行を防止することが可能となり、従来のもの
と比べて１０倍以上サーマルヘッドの寿命を延ばすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である熱印字装置に用いられ
るサーマルヘッドの一例を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例である熱印字装置の側面図で
ある。

【図３】図１のサーマルヘッド１０の電気的構成を示す
回路図である。

【図４】本発明の一実施例である熱印字装置の電気的構
成を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施例である熱印字装置の動作を説
明するフローチャートである。

【図６】本発明および従来の熱印字装置を加速試験した
結果、印字欠陥の発生率の変化を示すグラフである。

【図７】従来の熱印字装置の一例を示す側面図である。

【図８】図７のサーマルヘッドの走査線６付近の電気的
接続を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 電気絶縁性基板 ２ 蓄熱層 ３ 発熱抵抗体層 ４ａ 共通電極 ４ｂ 個別電極 ４ｃ 接地電極 ５ 保護層 ６ 走査線 ９ 信号電極 １０ 放熱器 １１ 接着剤 １２ ヘッド基板 １３ プリント基板 １４ 駆動回路 １５ 樹脂 １６ コネクタ １７ 感熱紙 ２０ プラテン ２１ 軸 ２２ 導体 ３０ 中央処理装置 ３１ 信号制御回路 ３２ モータ制御回路 ３３ モータ ３４ 紙検知センサ ３５ リレー駆動回路 ３６ リレー ３７ データ入力手段 ４０ 第１電源 ４１ 第２電源 Ｒ１〜Ｒｎ 発熱抵抗体 Ｔ１〜Ｔｎ スイッチング素子 ＳＷ スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発熱抵抗体および前記発熱抵抗体
   に流れる電流を制御するスイッチング素子を有するサー
   マルヘッドと、 前記サーマルヘッドに電力を供給する電源と、 前記サーマルヘッドに対して熱印画媒体を密着させるた
   めのプラテンと、 前記プラテンの軸と前記電源の接地側電極とを接続する
   ための導体とを備えた熱印字装置において、 印字終了後に、前記サーマルヘッドへの電力供給が停止
   して、前記スイッチング素子が導通状態となることを特
   徴とする熱印字装置。