JPH069954U - サーマルヘッドの電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共通電極部の導体抵抗による電圧降下によっ
て各発熱体部に印加される電圧に電圧差が生ずることを
防止し、発熱体駆動電圧を印字部で常に一定にして印字
濃度のバラツキを防止し高印字品質のサーマルヘッドを
実現することのできるサーマルヘッドの電源回路を提供
すること。 【構成】 ＋極電圧検出線６１にアノード側が共通接続
され、抵抗発熱体２の一端部側の複数個所にカソード側
が接続された複数のダイオード５を設けたものである。
さらに、抵抗発熱体２の一端部側の一方を＋極電力供給
線５２に接続するとともに他方を＋極電圧検出線６１に
接続し、抵抗発熱体２の他端部側の一方で＋極電力供給
線５１が接続されたと同一側を−極電圧検出線６２に接
続するとともに他方を−極電力供給線５２に接続したも
のである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は絶縁基板上に形成されたサーマルヘッドの発熱体を駆動するためのサ ーマルヘッドの電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の電源回路は、例えば、特開平１−１４５１６５号公報に開示さ れているものが知られている。図３は上記文献に開示された従来のサーマルヘッ ド発熱体駆動用の電源回路とサーマルヘッドの等価回路を示したものである。サ ーマルヘッドの発熱体を駆動するための電力を供給する電源回路１の構成を説明 する。

【０００３】 電源回路１はサーマルヘッドに供給する電力を発生する直流電源１０と、出力 電圧を制御するトランジスタ１１と、演算増幅器１２と、基準電源１３と抵抗器 １４，１５とで構成される。トランジスタ１１は電源回路１の出力電圧を制御し 、直流電源１０の＋電極とコレクタ電極とが接続されて構成される。演算増幅器 １２は入力に供給される２つの電圧を比較し、それに対応した電圧を出力するの もので、その出力端子はトランジスタ１１のベース電極に接続されている。基準 電源１３は常に一定電圧を発生し、演算増幅器１２に入力される２つの電圧のう ちの一方の電圧を供給する。基準電源１３の＋電極は演算増幅器１２の＋側入力 電極に接続される。

【０００４】 又、演算増幅器１２の−側入力電極は抵抗器１４，１５の接続点に接続される 。抵抗器１４，１５は演算増幅器１２に入力される２つの電圧のうち、外部から 入力される電圧を演算増幅器１２で演算できるような電圧に分圧させる為に用い られる。電源回路１で発生させた電力は電力供給線５１，５２を介してサーマル ヘッドに供給される。電力供給線５１はトランジスタ１１のエミッタ電極に接続 される＋極電力供給線で、電力供給線５２は直流電源１０の−電極に接続される −極電力供給線である。６１，６２はサーマルヘッド電源回路１からサーマルヘ ッドに供給される電圧を電源回路１内に伝達するための電圧検出線で、電圧検出 線６１が抵抗器１４の一方の電極に接続され＋極電位を検出する＋極電圧検出線 となる。又、電圧検出線６２は抵抗器１５の一方の電極と基準電源１３の−極に 接続され、−極電位を検出する−極電圧検出線となる。

【０００５】 次にこの電源回路１の動作を説明する。電圧検出線６１，６２間に入力された 電圧は直列に接続されている抵抗器１４，１５間に印加され、抵抗器１５の両端 に発生する入力電圧に比例する電圧と基準電源１３で発生する基準電圧との差が 演算増幅器１２の＋側入力電極と−極入力電極間に入力される。この入力される 電圧の差は電圧検出線６１，６２間の電圧が目的の電圧となっているときには、 ０Ｖとなるように基準電源１３で発生する基準電圧と抵抗器１４，１５の値を設 定する。

【０００６】 例えば、抵抗器１５が１ＫΩ，抵抗器１４が９ＫΩ、基準電圧が２．４Ｖでは 、２４ボルトが＋極電力供給線５１と−極電力供給線５２間に出力される。抵抗 器１５の両端の電圧が基準電源１３の基準電圧よりも低い時には演算増幅器１２ の出力電位はその差に対応した＋電位となり、その出力がトランジスタ１１のベ ース電極に印加されるため、トランジスタ１１のベース電極とエミッタ電極間の 電流が増大し、トランジスタ１１のコレクター電極とエミッタ電極間の電圧は小 さくなり、電源回路１の出力電圧が高くなるように制御される。

【０００７】 この様な制御によって抵抗器１５に発生する電圧と基準電源１３との電圧差が なくなるまでトランジスタ１１のベース電極に加えられる電圧値が高まり、電圧 検出線６１，６２間の電圧が抵抗器１４，１５の抵抗値比と、基準電源１３で生 じる基準電圧の電圧差できまる一定電圧になるように制御される。このような動 作により電圧検出線６１，６２を電源回路１の電力供給線５１，５２の接続され たサーマルヘッド内電源ラインの、一定電圧の必要な箇所の両端に接続すること により、その電圧検出線６１，６２の接続された部分の電圧は常に一定に保たれ る。

【０００８】 次にサーマルヘッド部の構成について説明する。 サーマルヘッド発熱体を駆動するための電力は＋極電力供給端子７１及び−極 電力供給端子７２から供給される。このように電力は＋極電力供給端子７１から ＋極共通電極８１に供給されサーマルヘッドの発熱体２０とスイッチング素子３ ０を介して伝達され、−極共通電極８２から−極電力供給端子７２に流れる。こ こで＋極電力供給端子７１と＋極共通電極８１との間には導体抵抗４１が、又、 −極電力供給端子７２と−極共通電極８２との間には導体抵抗４２が存在する。 サーマルヘッドの発熱体２０は複数個あり、一方の電極は＋極共通電極８１に接 続される。又他方の電極はそれぞれ発熱体の通電を制御するスイッチ素子３０を 介して−極共通電極８２に接続される。

【０００９】 電源回路１との接続にあたっては、＋極電力供給線７１と電源回路１の＋極電 力供給線５１とが接続され、−極電力供給端子７２と電源回路１の−極電力供給 線５２とが接続される。更に＋極電圧検出線６１をサーマルヘッドの＋極共通電 極８１に接続し−極電圧検出線６２をサーマルヘッドの−極共通電極８２に接続 する。

【００１０】 このような構成により＋極電力供給線５１の導体抵抗４１と−極電力供給線５ ２の導体抵抗４２で生ずる電圧降下分の電圧は電源回路１内で自動的に補正され 、＋極共通電極８１と−極共通電極８２との間の電圧は常に一定に保たれる。従 って電源回路１の出力部とサーマルヘッドの共通電極間に導体抵抗があっても、 ＋極共通電極８１と−極共通電極８２間には常に一定の電圧が印加されるためそ こに接続される発熱体に印加される電圧も一定となり、発熱体で発生する熱量が 一定となる。このためサーマルヘッド内の印字濃度のバラツキがなくなり印字品 質を向上することができる。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】 しかし上述した従来のサーマルヘッドの電源回路では、電圧検出線を接続した サーマルヘッド内の共通電極までの導体抵抗による電圧降下は補正でき電圧を一 定に保つことができたとしても、実際には共通電極部に導体抵抗が、例えば、Ｂ ４サイズのサーマルヘッドで０．６Ω程度存在するために、電圧検出線の接続点 から離れると、共通電極の導体抵抗による電圧降下のため電圧検出線の接続部と は異なる電圧となる。従ってサーマルヘッドの発熱体部に一定の電圧を供給する ことができなくなる。

【００１２】 ここで、供給電極部の抵抗値を０．６Ω、負荷電流が６Ａ、電圧検出線を共通 電極の中央部に接続し、電源を共通電極の両端から供給したときには、通電され る発熱体の位置が電圧検出線接続部に近い場合では、目的の電圧、例えば、２４ Ｖとなる。しかし、例えば通電される発熱体の位置が共通電極の右側と中央の中 心位置の場合では電圧検出線接続点の電圧（例えば２４Ｖ）よりも０．２２５Ｖ 異なってしまう。

【００１３】 これは右端共通電極から通電される発熱体が接続される共通電極までの抵抗値 ０．６×（１／４）Ω、左端共通電極から通電される発熱体が接続される共通電 極までの抵抗値０．６×（３／４）Ω、通電される発熱体が接続される共通電極 と電圧検出線の接続点間の抵抗値０．６×（１／４）Ω、左端共通電極から流れ 込む電流６×（０．１５／０．６）Ａ、電圧検出線接続部と通電される発熱体が 接続された共通電極間の電圧差１．５×（０．３−０．１５）Ｖとなるためであ る。

【００１４】 従って電圧検出線が接続された共通電極中央部に接続された発熱体に通電した ときとその中央部と端部の中央に位置する発熱体に通電する時とでは発熱体に印 加される電圧値として０．２２５Ｖの差が生じ、２４Ｖを基準に考えると約１％ の差が存在する。この誤差は印字エネルギ誤差数％が問題となる階調サーマルヘ ッドでは無視できない誤差となる。

【００１５】 通常、共通電極部の抵抗値のほうが電源端子と共通電極間の導体抵抗よりも大 きいため、従来の電源回路では印字品質を改善することができない。また、サー マルヘッドの低価格化の手段として共通電極幅を狭くし、サーマルヘッド基板を 縮小する方法も考えられるが、このような方法を用いると共通電極の導体抵抗値 が増大するため印字エネルギ誤差がますます大きくなりまた、サーマルヘッドの 小型化、低価格化にも対応できるものではない。

【００１６】 本考案は、上述したように共通電極部の導体抵抗による電圧降下によって各発 熱体部に印加される電圧に電圧差が生ずることを防止し、発熱体駆動電圧を印字 部で常に一定にして印字濃度のバラツキを防止し高印字品質のサーマルヘッドを 実現することのできるサーマルヘッドの電源回路を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、＋極電圧検出線にアノード側が共通接続され、抵抗発熱体の一端部 側の複数個所にカソード側が接続された複数のダイオードを設けたものである。

【００１８】 さらに本考案は抵抗発熱体の一端部側の一方を＋極電力供給線に接続するとと もに他方を＋極電圧検出線に接続し、抵抗発熱体の他端部側の一方で＋極電力供 給線が接続されたと同一側を−極電圧検出線に接続するとともに他方を−極電力 供給線に接続したものである。

【００１９】

【作用】

本考案では上記構成を採用することにより発熱体が印字している部分の発熱体 駆動電圧を検出し、この検出点に一定電圧が印加されるよう動作する。このため 発熱体で発生する熱量が常に一定となる。

【００２０】

【実施例】

図１は本考案の１実施例を示す回路図である。なお以下に示す図においては、 図３に示す従来の回路の構成部分と同一構成部分には同一符号を付し、その詳細 説明は省略する。

【００２１】 発熱体２は絶縁基板上に複数個形成されてなり、例えば総数２０４８個の発熱 体が存在するものと仮定する。スイッチング素子３は発熱体２と対になり発熱体 ２への通電を制御する。＋極共通電極２１は各発熱体２の一方の電極に接続され る。４は＋極共通電極２１に存在する導体抵抗で、通常Ｂ４サイズのサーマルヘ ッドでは端から端までの抵抗が０．６Ω程度となっている。ここで本考案の第１ の実施例では＋極共通電極２１の各部電位を検出するための小電流用のセンシン グダイオード５を複数個用意し、そのカソード電極を＋極共通電極２１の各部に 接続する。−極共通電極２２はスイッチング素子３の片側の電極に共通接続され る。

【００２２】 電源回路１の＋電位は＋極電源端子２５から供給される。また電源回路１の− 電位は−極電源端子２６を介して供給される。＋極電源端子２５と＋極共通電極 ２１との間には導体抵抗２３が存在し、−極電源端子２６と−極共通電極２２と の間には導体抵抗２４が存在する。ここでセンシングダイオード５の順方向電圧 Ｖ_F の電圧降下分を補正するための補正ダイオード２７が、そのカソード電極を ＋極電源端子２５に接続しアノード電極を＋極電力供給線５１に接続するように 設けられる。電源回路１の−極電力供給線５２は−極電源端子２６に接続される 。＋極電圧検出線６１はサーマルヘッドの＋極共通電極２１に印加されている発 熱体駆動電圧の＋極電位を電源回路１にフィードバックするために用いられ、各 センシングダイオード５のアノード電極に接続される。

【００２３】 −極電圧検出線６２はサーマルヘッドの−極共通電極２２に印加されている発 熱体駆動電圧の−極電位を電源回路１にフィードバックするために用いられ−極 共通電極２２に接続される。抵抗器２８は一方の電極が＋極電力供給線５１に、 他方の電極が＋極電圧検出線６１に接続される。またその抵抗値は電源回路１内 の抵抗器１４，１５の直列合成抵抗値の１／１０００倍程度とする。センシング ダイオード５と補正ダイオード２７の順方向電圧Ｖ_F はほぼ同じ値をもった物を 使用する。

【００２４】 なお、本実施例では総発熱体数を２０４８個、印字分割数を８としたサーマル ヘッドの場合について説明する。１ストローブ（１印字ブロック）に対応する発 熱体数は２５６個であり、図１では１個の発熱体２の＋極共通電極部２１に１個 のセンシングダイオード５が接続されているが実際には２５６個の発熱体の集ま りに対して１個のセンシングダイオード５が接続されている。スイッチング素子 ３についても同様で１個のスイッチング素子３は２５６個の集まりに対して使用 されている。本実施例の場合には１印字ブロックに対し１個のセンシングダイオ ード５のカソード電極を、＋極共通電極２１の各印字ブロックの長手方向の中央 部に接続している。

【００２５】 以下電源回路１の出力設定電圧を２４Ｖとして説明する。発熱体２に通電する 前は、＋極共通電極２１と−極共通電極間２２との間は２４Ｖに保たれる。その 時＋極電力供給線５１と＋極電圧検出線６１間の電圧は同一で、抵抗器２８には 電流は流れない。−極電力供給線５２と−極電圧検出線６２間の電圧についても 同様である。＋極共通電極２１は＋極電力供給線５１の電位よりも補正ダイオー ド２７、センシングダイオード５の順方向電圧Ｖ_F 分だけ低くなっており、＋極 電力供給線５１の電位は２４Ｖとダイオードの順方向電圧Ｖ_F との和の値となっ ている。

【００２６】 発熱体２に通電すると、導体抵抗２３，２４および＋共通電極２１の導体抵抗 ４に電流が流れ、それら各抵抗２３，２４および４部に電圧降下が生ずる。この ため＋極電力供給線５１と＋極共通電極２１間にはダイオードの順方向電圧Ｖ_F 以上の電圧差（導体抵抗２３×全電源電流＋各導体抵抗４×各＋極共通電極部の 電流＋ダイオードの順方向電圧Ｖ_F ）が生じ、抵抗器２８には＋極電力供給線５ １から＋極電圧検出線６１に向かって電流が流れる。しかし、＋極電圧検出線６ １の電位は、＋極共通電極２１と＋極電圧検出線６１間に接続されているセンシ ングダイオード５の働きにより必ず＋極共通電極２１のセンシングダイオード５ が接続された最低電位部よりもダイオードの順方向電圧Ｖ_F 分上昇したところで 安定する。−極電圧検出線６２の電位は全電流×導体抵抗２４の積分だけ上昇す る。

【００２７】 ＋極電圧検出線６１の電圧降下分と、−極電圧検出線６２の電圧上昇分とは＋ 極電圧検出線６１と−極電圧検出線６２間の電圧差として電源回路１内にフィー ドバックされ、＋極共通電極２１と−極共通電極２２間の電圧が２４Ｖとなるよ うに制御される。

【００２８】 図４は電源回路１が電圧検出線６１，６２間電圧に関係なく、一定の電圧をサ ーマルヘッド電源供給端子２５，２６に印加した場合のサーマルヘッド＋極共通 電極２１各部の電位を示した図で、−極共通電極２２の電位は各部で同一である ため省略してある。

【００２９】 図４（Ａ）は＋極共通電極２１の左端ブロックが印字中を示し、その印字部で ある左端のａ部電位が最も低くなり、＋極電圧検出線６１の電位はａ部電位＋ダ イオードの順方向電圧Ｖ_F の値となる。

【００３０】 図４（Ｂ）は＋極共通電極２１のほぼ中央部のブロックが印字中の場合を示し 、その印字部である中央のｄ部の電位が最も低くなり、＋極電圧検出線６１の電 位はｄ部電位＋ダイオードの順方向電圧Ｖ_F の値となる。

【００３１】 図４（Ｃ）は＋共通電極２１の右端ブロックが印字中の場合を示し、その印字 部である右端のｈ部電位が最も低くなり、＋極電圧検出線６１の電位はｈ部電位 ＋ダイオードの順方向電圧Ｖ_F の値となる。

【００３２】 このように＋極共通電極２１と−極共通電極２２間の最低電圧箇所は発熱体２ に通電されている部分だけであり、その部分の電圧が一定に保たれるため発熱体 ２の通電部には常に一定電圧が印加され、導体抵抗の電圧降下は完全にキャンセ ルされ、均一な印字品質を得ることができる。

【００３３】 図２は本考案の他の実施例を示す回路図である。本実施例では＋極電圧検出線 ６１が＋極共通電力２１の左端に接続され−極電圧検出線６２が−極共通電極２ ２の右端に接続される。＋極電源端子２５は導体抵抗２３を介して＋極共通電極 ２１の右端部に接続される。また−極電源端子２６は導体抵抗２４を介して−極 共通電極２２の左端部に接続される。

【００３４】 このような構成において発熱体２に通電されると−極電圧検出線６２の電位は 全電流×導体抵抗２４と発熱体が通電されるブロックと−極共通電極２２の左端 との間にある導体抵抗６×全電流の和の分だけ上昇する。また＋極電圧検出線６ １の電源は全電流×導体抵抗２３と、発熱体が通電されるブロックと＋極共通電 極２１の右端との間にある導体抵抗４×全電流の和の分だけ低下する。しかし、 ＋極電圧検出線６１の電圧低下分と−極電圧検出線６２の電圧上昇分は＋極電圧 検出線６１と−極電圧検出線６２との間の電圧差として電源回路１内にフィード バックされ、＋極共通電極２１と−極共通電極２２との間の電圧は例えば２４Ｖ と一定になるように制御される。

【００３５】 図５は電源回路１が電圧検出線６１，６２間の電圧に関係なく一定の電圧をサ ーマルヘッド電源供給端子２５，２６に印加した場合のサーマルヘッドの＋極共 通電極２１と−極共通電極２２の各部の電位を示した図である。

【００３６】 図５（Ａ）は＋共通電極２１の左端ブロックが印字中の場合を示し、その印字 部である左端のａ部電位は＋極電力供給線５１が接続された＋極共通電極２１の 右端から最も離れており導体抵抗４により＋極共通電極２１内で最も低くなる。 ＋極電圧検出線６１と発熱体２が通電されているａ部間には導体抵抗４が存在す るが＋極電圧供給線６１とａ部間には電源回路１内の抵抗器１４，１５に流れる わずかな電流により＋極電圧検出線６１の電位はａ部電位よりわずかに低下する が、発熱体２の通電によるａ部の電位変動に対して充分小さいため電位差は発生 しないに等しい。つまり発熱体が通電しているａ部の電位と等しくなる。ｉ部電 位は−極電力供給線５２が接続された−極共通電極２２の左端に最も近いが、導 体抵抗６により−極共通電極２２内で最も高くなり＋極側と同様に、ｉ部と−極 電圧検出線６２の電位は等しくなる。

【００３７】 図５（Ｂ）は＋極共通電極２１の中央部ブロックが印字中の場合を示し、その 印字部である中央のｄ部電位が＋極共通電極２１内で最も低くなり、上述したａ 部と同様に＋極電圧検出線６１の電位はｄ部電位と等しく、−極電圧検出線６２ とｌ部の電位も等しくなる。

【００３８】 図５（Ｃ）は＋極共通電極２１の右端ブロックが印字中の場合を示し、その印 字中である右端のｈ部電位が＋極共通電極２１内で最も低くなるが、ａ部と同様 に＋極電圧検出線６１の電位はｈ部電位と等しく、−極電圧検出線６２とｐ部の 電位も等しくなる。

【００３９】 このように＋極共通電極２１と−極共通電極２２間の最低電圧箇所は、発熱体 ２に通電されている部分であり、その部分の電圧が検出されて電源回路１にフィ ードバックされる。従って、発熱体が通電されている部分の＋極共通電極２１と −極共通電極２２間の電圧が一定に保たれるため、発熱体２の通電部には常に一 定電圧が印加され、各導体抵抗の電圧降下は完全にキャンセルされ、均一な印字 品質を得ることができる。

【００４０】

【考案の効果】

以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本考案では発熱体が印字してい る部分の発熱体駆動電圧を直接検出してこの検出した電圧で発熱体に供給される 電圧を制御するようにしたため、印字を行なう各発熱体には常に一定の電圧が印 加される。従って、発熱体で発生する熱量を一定にできるため発熱体印加電圧の バラツキによる印字濃度のバラツキを完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す回路図。

【図２】本考案の他の実施例を示す回路図。

【図３】従来の電源回路を示す回路図。

【図４】図１の回路動作を説明するための図。

【図５】図２の回路動作を説明するための図。

【符号の説明】

２ 発熱体 ３ スイッチング素子 ４ 導体抵抗 ５ センシングダイオード ５１ ＋極電力供給線 ５２ −極電力供給線 ６１ ＋極電圧検出線 ６２ −極電圧検出線

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に配列された複数の抵抗発熱
   体の一端部を電源の一方の電極に接続する第一の電力供
   給線と、 前記抵抗発熱体のそれぞれの他端部をスイッチング手段
   を介して電源の他方の電極に接続する第２の電力供給線
   と、 前記一端部の電圧を検出するために設けられた第一の電
   圧検出線と、 前記他端部の電圧を検出するために設けられた第二の電
   圧検出線と、 前記第一及び第二の電圧検出線間の電圧を予め定めた基
   準電圧との差を検出する比較回路と、 前記比較回路の出力に応答して前記第一の電力供給線と
   第二の電力供給線間の電圧を調整する調整手段とを具備
   してなるサーマルヘッドの電源回路において、 前記第一の電圧検出線にアノード側が共通接続され、前
   記抵抗発熱体の一端部側の複数個所にカソード側が接続
   された複数のダイオードを設けた事を特徴とするサーマ
   ルヘッドの電源回路。
2. 【請求項２】 絶縁基板上に配列された複数の抵抗発熱
   体の一端部を電源の一方の電極に接続する第一の電力供
   給線と、 前記抵抗発熱体のそれぞれの他端部をスイッチング手段
   を介して電源の他方の電極に接続する第２の電力供給線
   と、 前記一端部の電圧を検出するために設けられた第一の電
   圧検出線と、 前記他端部の電圧を検出するために設けられた第二の電
   圧検出線と、 前記第一及び第二の電圧検出線間の電圧と予め定めた基
   準電圧との差を検出する比較回路と、 前記比較回路の出力に応答して前記第一の電力供給線と
   第二の電力供給線間の電圧を調整する調整手段とを具備
   してなるサーマルヘッドの電源回路において、 前記抵抗発熱体の一端部側の一方を前記第一の電力供給
   線に接続するとともに他方を前記第一の電圧検出線に接
   続し、前記抵抗発熱体の他端部側の一方で前記第一の電
   力供給線が接続されたと同一側を前記第二の電圧検出線
   に接続するとともに他方を前記第二の電力供給線に接続
   したことを特徴とするサーマルヘッドの電源回路。