JPH0825681A - サーマル記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池を電源としてサーマルヘッドを駆動して
記録を行なうサーマル記録装置において、高速記録およ
び均一な濃度での記録が可能であるとともに、電池の容
量を有効に利用できる構成を提供する。 【構成】 電池１の出力する電池電圧が昇圧回路１１に
より昇圧されてサーマルヘッド１０の駆動電圧が可変に
設定される。電池電圧が所定電圧より高いか否かがコン
パレータ８により検知され、その検知結果に応じてＣＰ
Ｕ９が昇圧回路１１を制御してサーマルヘッド１０の駆
動電圧を制御するとともに通電時間を制御し、電池電圧
の低下に応じて駆動電圧を低くし通電時間を長くする。
こうして電池電圧の低下時に電池に対する負荷を軽減で
きるとともに、記録濃度を均一に維持できる。また、電
池電圧が高い場合の駆動電圧を高めに設定すれば、通電
時間を短くして記録スピードを高速化できる。

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により記
録を行なうサーマル記録装置に関し、特に電池を電源と
してサーマルヘッドを駆動して記録を行なうサーマル記
録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、サーマルヘッド、例えば主走査の
１ライン分のドット数に対応した数の発熱抵抗体を１列
に配列したサーマルラインヘッドにより記録を行なうサ
ーマル記録装置において、電池を電源として駆動される
装置の場合、記録スピードを上げるためと記録濃度むら
をなくすため、電池の出力電圧（以下、電池電圧とい
う）をある一定の所定値まで昇圧回路によって昇圧し、
その出力によりサーマルヘッドの駆動を行っていた。そ
の際、駆動電圧が一定であるため、サーマルヘッドの駆
動時の１回の通電時間、すなわちサーマルヘッドの発熱
抵抗体の１回の通電時間（以下、単に通電時間という）
も一定にしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では昇圧回路が常にある一定の所定電圧を出力する
ため、電池電圧が低下すると、その低下分を補うため電
池からより多くの電流を流さなければならなかった。そ
して電池からの電流が増加すると、昇圧効率が悪化する
ばかりでなく、電池の内部インピーダンスによる電圧低
下を引き起こし、ますます多くの電流を流さなければな
らないという悪循環になっていた。

【０００４】又、電池容量がなくなった時に行うローバ
ッテリ処理（電池の充電ないし交換を促す警報の出力
等）は、電池電圧の検知によって行っているため、前記
電圧低下により、まだ容量が残っているにもかかわらず
ローバッテリ処理を行う恐れがあった。

【０００５】そこで本発明の課題は、この種のサーマル
記録装置において、高速記録および均一な濃度での記録
が可能であるとともに、電源の電池の容量を有効に利用
することができる構成を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、電池を電源としてサーマルヘッド
を駆動して記録を行なうサーマル記録装置において、前
記電池の出力電圧を検知する検知手段と、前記電池の出
力電圧を変圧して前記サーマルヘッドの駆動電圧を可変
に設定する駆動電圧調節手段と、前記検知手段の検知結
果に応じて前記駆動電圧調節手段を制御して前記サーマ
ルヘッドの駆動電圧を制御するとともに、前記サーマル
ヘッドの駆動時の１回の通電時間を制御する制御手段と
を有し、前記制御手段は、前記電池の出力電圧の低下に
応じて前記サーマルヘッドの駆動電圧を低くし通電時間
を長くするように制御を行なう構成を採用した。

【０００７】

【作用】このような構成によれば、電池の出力電圧が低
下すると、サーマルヘッドの駆動電圧が低くされるの
で、電池に対する負荷が軽減され、電池の出力電圧の低
下を遅らせることができる。また、駆動電圧が低くされ
ても通電時間が長くされるので、記録濃度が薄くなるこ
とはない。

【０００８】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【０００９】図１は、本発明によるサーマル記録装置の
実施例の要部として、電源の電池の出力電圧に応じてサ
ーマルヘッドに印加する駆動電圧および通電時間を制御
する制御系の構成を示している。

【００１０】同図において、１は電源であるところの電
池であり、例えば２次電池であるニッカド電池５本組で
満充電時の電池電圧が７Ｖのものとする。

【００１１】また、１１は昇圧回路であって、電池１の
出力する電池電圧（昇圧回路１１の入力電圧Ｖｉ）を昇
圧してサーマルヘッド１０に駆動電力を供給するもの
で、昇圧を可変に行なってサーマルヘッド１０に印加す
る駆動電圧を可変に設定、例えば１１Ｖまたは１２Ｖに
設定できる駆動電圧調節手段である。昇圧回路１１は２
〜７の部材から構成され、２は昇圧を行なうためのコイ
ル、３は平滑用コンデンサ、４はスイッチング素子（ト
ランジスタ）、５はスイッチングダイオード、６は平滑
用コンデンサ、７はスイッチングレギュレーションコン
トローラ（例テキサスインスツルメントＴＬ１４５１、
以下ＳＲコントローラと略す）である。

【００１２】ＳＲコントローラ７は端子Ｐ２と端子Ｐ３
に入力される電圧を内部で比較し、端子Ｐ２の電圧が端
子Ｐ３の電圧より低い時のみ端子Ｐ１からオン，オフ信
号を出力する。このオン，オフ信号により、スイッチン
グ素子４がオン，オフすることでコイル２に蓄えられた
エネルギーで昇圧がなされる。

【００１３】一方、８は電池電圧を検知する検知手段と
してのコンパレータであり、抵抗Ｒ６，Ｒ７によって電
池電圧を分圧した電圧と、不図示のツェナーダイオード
等を介して得られる基準電圧ＶＲＥＦ１とを比較し、基
準電圧ＶＲＥＦ１よりも抵抗Ｒ６，Ｒ７によって分圧さ
れた電圧が高くなった時のみローレベル信号をＣＰＵ９
へ出力する。

【００１４】Ｒ８はプルアップ用抵抗であり、抵抗Ｒ
６，Ｒ７によって分圧された電圧が基準電圧ＶＲＥＦ１
より低い時、コンパレータ８からＣＰＵ９への入力信号
をハイレベルとするためのものである。

【００１５】ＣＰＵ９は電池電圧の検知結果に応じてサ
ーマルヘッド１０の駆動電圧及び通電時間を制御する制
御手段である。具体的には、ＣＰＵ９はマイクロプロセ
ッサ等からなり、コンパレータ８の出力信号を導く信号
線Ｌ３のローレベル，ハイレベルによって、信号線Ｌ１
を介しサーマルヘッド１０の通電時間を制御するととも
に、信号線Ｌ２を介しＳＲコントローラ７を制御し、昇
圧回路１１の出力電圧Ｖｏ、すなわちサーマルヘッド１
０に供給される駆動電圧を制御する。

【００１６】信号線Ｌ１はサーマルヘッド１０に付設さ
れたトランジスタＴｒ２のベースに接続されている。サ
ーマルヘッド１０は、主走査の１ライン分のドット数に
対応した数の発熱抵抗体Ｒ０を１列に配列したサーマル
ラインヘッドであり、信号線Ｌ１の信号によってトラン
ジスタＴｒ２がオンすると発熱抵抗体Ｒ０に通電され、
記録を行うことができる。すなわち、トランジスタＴｒ
２のオン，オフによりサーマルヘッド１０の発熱抵抗体
Ｒ０の通電時間が制御される。

【００１７】信号線Ｌ２はトランジスタＴｒ１に接続さ
れており、信号線Ｌ２の信号によってトランジスタＴｒ
１がオン，オフすることでＳＲコントローラ７の端子Ｐ
３に入力される電圧が基準電圧ＶＲＥＦ１を抵抗Ｒ３，
Ｒ４，Ｒ５で分圧した電圧、または抵抗Ｒ３，Ｒ４で分
圧した電圧に変化させられる。

【００１８】次に、上記構成による動作を説明する。

【００１９】本実施例では電池電圧が所定の検知電圧よ
り高いか否かによりサーマルヘッド１０の駆動電圧（昇
圧回路１１の出力電圧Ｖｏ）及び通電時間を変化させ
る。ここで一例として電池電圧の検知電圧は５．５Ｖと
し、それになるように抵抗Ｒ６，Ｒ７の抵抗値を設定す
る。又、昇圧回路１１の出力電圧Ｖｏは、電池電圧が
５．５Ｖより高い場合Ｖｏ＝１２Ｖを出力し、電池電圧
が５．５Ｖ以下の場合Ｖｏ＝１１Ｖを出力するように
し、そうなるように抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の抵抗値を設
定しておく。

【００２０】また、ＣＰＵ９はコンパレータ８による電
池電圧の検知結果を示す信号線Ｌ３の信号レベルに応じ
て図２のフローチャートに示すような制御を行なうもの
とする。すなわち、ＣＰＵ９は１単位の記録のスタート
にあたって先ず信号線Ｌ３の信号レベルがローレベルか
否かを判定し（ステップＳ１）、ローレベルであれば信
号線Ｌ２に出力する信号をローレベルとし（Ｓ２）、さ
らに信号線Ｌ１の信号レベルを１ｍｓハイレベルにする
（Ｓ３）。また、信号線Ｌ３の信号レベルがローレベル
でなければ、信号線Ｌ２の信号をハイレベルとし（Ｓ
４）、さらに信号線Ｌ１の信号レベルを１．２ｍｓハイ
レベルにする（Ｓ５）。これにより、実際の動作は以下
のように行なわれる。

【００２１】（１）電池電圧が５．５Ｖより高い場合 コンパレータ８はローレベル信号を出力する。これを受
けてＣＰＵ９はステップＳ１の判定によりステップＳ２
に進み、信号線Ｌ２に出力する信号をローレベルにし、
さらにステップＳ３で信号線Ｌ１の信号レベルを１ｍｓ
ハイレベルにする。信号線Ｌ２の信号がローレベルにさ
れることによりトランジスタＴｒ１がオフとなり、基準
電圧ＶＲＥＦ１を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧した電圧がＳＲ
コントローラ７の端子Ｐ３に印加される。これにより昇
圧回路１１の出力電圧Ｖｏは１２Ｖにされる。そして、
信号線Ｌ１の信号レベルが１ｍｓハイレベルにされるこ
とにより、トランジスタＴｒ２が１ｍｓオンし、出力電
圧Ｖｏの１２Ｖがサーマルヘッド１０の発熱抵抗体Ｒ０
に１ｍｓ印加される。こうしてサーマルヘッド１０は駆
動電圧１２Ｖ、通電時間１ｍｓで駆動される。

【００２２】（２）記録の続行により電池電圧が低下し
５．５Ｖ以下となった場合 コンパレータ８は、プルアップ抵抗Ｒ８を介してハイレ
ベル信号を出力する。これを受けてＣＰＵ９はステップ
Ｓ１の判定によりステップＳ４に進み、信号線Ｌ２の信
号をハイレベルにし、さらにステップＳ５で信号線Ｌ１
の信号を１．２ｍｓハイレベルにする。信号線Ｌ２の信
号がハイレベルにされることによりトランジスタＴｒ１
がオンし、ＳＲコントローラ７の端子Ｐ３に印加される
電圧は基準電圧ＶＲＥＦ１を抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５で分
圧した低い電圧となる。これにより昇圧回路１１の出力
電圧Ｖｏは１１Ｖとなる。そして、信号線Ｌ１の信号レ
ベルが１．２ｍｓハイレベルにされることにより、トラ
ンジスタＴｒ２が１．２ｍｓオンし、出力電圧Ｖｏの１
１Ｖがサーマルヘッド１０の発熱抵抗体Ｒ０に１．２ｍ
ｓ印加される。こうしてサーマルヘッド１０は駆動電圧
１１Ｖ、通電時間１．２ｍｓで駆動される。

【００２３】以上のようにして電池電圧の低下に応じて
駆動電圧を低くし、通電時間を長くすることにより、電
源の電池の容量を有効に使用できる。その様子を図３に
示してある。

【００２４】図３は、実施例と従来例のサーマル記録装
置において電源の電池の満充電状態から連続記録を行わ
せた場合の電池電圧の放電カーブを示している。なお、
従来例の装置は、サーマルヘッドの駆動電圧と通電時間
が一定で１２Ｖ，１ｍｓであり、その他の条件は実施例
の装置と同じである。

【００２５】図３において、点線は従来例の放電カーブ
であり、実線は実施例の放電カーブである。実施例の装
置では、上述のように検知電圧を５．５Ｖで設定したた
め、電池電圧が５．５Ｖを切った時点から電池の負荷が
軽くなり、放電カーブの傾斜が従来例より緩くなり、記
録時間が従来例より伸びていることがわかる。

【００２６】また、実施例と従来例の装置について昇圧
回路の入出力電流Ｉｉ，Ｉｏ及び入出力電圧Ｖｉ，Ｖｏ
の比較結果を下記の表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】この表１によれば、入力電圧Ｖｉ（電池電
圧）が７Ｖから５Ｖに低下したとき、入力電流Ｉｉは従
来例では５Ａから７．２Ａに上昇するのに対し、実施例
では５Ａのままであり、入力電力は従来例が３６Ｗであ
るのに対し、実施例では２５Ｗに軽減されていることが
わかる。

【００２９】このように、本実施例では電池電圧の低下
時にサーマルヘッド１０の駆動電圧を下げるため、昇圧
回路１１の入力電流Ｉｉが少なくて済み、電池１に対す
る負荷が軽減される。従って、電池電圧の低下を遅らせ
ることができ、電池容量がまだ残っている状態でローバ
ッテリ処理が実行されることがなく、電池容量を有効に
利用することができる。

【００３０】なお、電池電圧が低下した場合、駆動電圧
を下げるが通電時間を長くするので、記録濃度が薄くな
ることはなく、均一な濃度で高品位に記録を行なうこと
ができる。

【００３１】また、電池１が満充電状態に近い状態で電
池電圧が比較的高い場合、サーマルヘッド１０の駆動電
圧（昇圧回路１１の出力電圧）Ｖｏを高めに設定してお
くことでヘッド１０への通電時間を短くすることが可能
となり、記録スピードを高速化することができる。

【００３２】なお、上記実施例では、検知電圧を５．５
Ｖの１レベルだけしか設定せず、それに基づいた電池電
圧の検知結果に応じてサーマルヘッドの駆動電圧と通電
時間を２種類にしか制御しなかったが、検知電圧を複数
レベル設定し、それに基づいた電池電圧の検知結果に応
じて駆動電圧と通電時間を３種類以上に細かく制御する
ようにしてもよい。その場合は、コンパレータ８を複数
用いて複数レベルの検知電圧に基づいた電池電圧の検知
を行なうとともに、信号線Ｌ２，トランジスタＴｒ１，
抵抗Ｒ５を複数組設け、ＣＰＵ９の制御によりＳＲコン
トローラ７の端子Ｐ３に印加する電圧を３段階以上に設
定できるようにし、さらに通電時間を制御するための信
号線Ｌ１の信号をハイレベルにする時間も３段階以上に
設定する。

【００３３】また、上記実施例では、電池電圧を昇圧し
てサーマルヘッドへ駆動電力を供給したが、降圧して駆
動電力を供給する場合も考えられ、その場合も電池電圧
の検知結果に応じたサーマルヘッドの駆動電圧と通電時
間の制御を同様に行なって同様の効果を期待できる。

【００３４】また、上記のようなサーマルヘッドの駆動
電圧と通電時間の制御に関わる構成は、サーマルライン
ヘッドにより記録を行なう装置に限らず、副走査方向に
所定ドット数の発熱抵抗体を配列したサーマルヘッドを
主走査方向に沿って往復移動させて記録を行なう装置な
ど他のサーマル記録装置にも同様に適用できることは勿
論である。

【００３５】また、上記構成において、電源の電池はニ
ッカド電池に限らず、１次電池でもよいことは勿論であ
る。

【００３６】

【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、電池を電源としてサーマルヘッドを駆動して
記録を行なうサーマル記録装置において、電池電圧の低
下に応じてサーマルヘッドの駆動電圧が低くされるの
で、電池電圧の低下時に電池に対する負荷が軽減され、
電池電圧の低下を遅らせることができ、電池容量が残っ
ている段階でローバッテリ処理が実行されることがな
く、電池容量を有効に利用することができる。また、電
池電圧の低下に応じてサーマルヘッドの駆動電圧は低く
されるが通電時間は長くされるので、記録濃度が薄くな
ることがなく、均一な濃度で高品位に記録を行なうこと
ができる。また、電池電圧が高い場合のサーマルヘッド
の駆動電圧を高めに設定しておくことで、その場合の通
電時間を短くすることができ、記録スピードの高速化が
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のサーマル記録装置において電
池電圧に応じてサーマルヘッドの駆動電圧、通電時間を
制御する制御系の構成を示す回路図である。

【図２】図１中のＣＰＵの制御手順を示すフローチャー
ト図である。

【図３】実施例と従来例の装置において連続記録を行な
った場合の電池電圧の放電カーブを示す線図である。

【符号の説明】

１ 電源の電池（ニッカド電池） ２ 昇圧用コイル ３ 平滑用コンデンサ ４ スイッチング素子 ５ スイッチングダイオード ６ 平滑用コンデンサ ７ スイッチングレギュレーションコントローラ ８ 電池電圧検知用のコンパレータ ９ ＣＰＵ １０ サーマルヘッド １１ 昇圧回路 Ｒ０ 発熱抵抗体 Ｒ１〜Ｒ７ 分圧用抵抗 Ｒ８ プルアップ用抵抗 Ｔｒ１ 基準電圧変更用のトランジスタ Ｔｒ２ サーマルヘッド通電制御用のトランジスタ Ｌ１〜Ｌ３ 信号線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池を電源としてサーマルヘッドを駆動
   して記録を行なうサーマル記録装置において、 前記電池の出力電圧を検知する検知手段と、 前記電池の出力電圧を変圧して前記サーマルヘッドの駆
   動電圧を可変に設定する駆動電圧調節手段と、 前記検知手段の検知結果に応じて前記駆動電圧調節手段
   を制御して前記サーマルヘッドの駆動電圧を制御すると
   ともに、前記サーマルヘッドの駆動時の１回の通電時間
   を制御する制御手段とを有し、 前記制御手段は、前記電池の出力電圧の低下に応じて前
   記サーマルヘッドの駆動電圧を低くし通電時間を長くす
   るように制御を行なうことを特徴とするサーマル記録装
   置。
2. 【請求項２】 前記駆動電圧調節手段は、前記電池の出
   力電圧を可変に昇圧して前記サーマルヘッドへ印加する
   昇圧回路からなることを特徴とする請求項１に記載のサ
   ーマル記録装置。
3. 【請求項３】 前記検知手段は、前記電池の出力電圧が
   所定電圧より高いか否かを検知するコンパレータからな
   ることを特徴とする請求項１に記載のサーマル記録装
   置。