JPH08258315A - プリンタ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 昨今の情報機器低エネルギー化に対応する低
電圧駆動サーマル方式プリンタのプリンタ駆動装置の安
全性及び信頼性向上を目的とする。 【構成】 ヘッドに設けられた発熱体の通電を制御する
ヘッドドライバ２とヘッドドライバ２の動作を制御する
ドライバスイッチ３を有する。ドライバスイッチ３は、
ソフトウェアだけでなく、電圧検出手段、時間計測手段
等ハードウェアによっても制御可能な構成とする。 【効果】 ドライバスイッチの動作により、予期せぬ発
熱体への通電がなくなり安全性、信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーマルプリンタの印
字品質向上及び信頼性向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、サーマルプリンタ駆動回路を図
５に示す。発熱体１にヘッドドライバ２によって電流を
流すことによってジュール熱が発生し、接触している感
熱紙または転写紙に印字されることになる。従来は、発
熱体保護のために電流遮断スイッチ５０を設け、印字時
以外にはヘッドドライバ２に異常が発生したとしても発
熱体に電流が流れないよう発熱体の電流経路を遮断して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の駆動回路は、ド
ット数が少なく印字速度も遅い低速印字のプリンタのよ
うに低電流駆動のプリンタの場合には実用上大きな問題
はなかった。ところが、最近の多ドット高速印字プリン
タの場合には、ヘッド駆動電流が大きくなり、電流遮断
スイッチ５０による電圧降下によって印字が薄くなって
しまう現象が生じ、印字品質面から大きな問題となって
いる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるプリンタ
駆動装置は前述の課題を解決するために、ヘッドに設け
られた複数の発熱体に通電し、これにより発生するジュ
ール熱をヘッドに接触するインク転写リボンまたは感熱
紙に伝え、記録紙へのインク転写または感熱紙の発色に
よって文字及び／又は画像を印刷するプリンタに用いる
プリンタ駆動装置において、複数の発熱体に電流を供給
するための電源の第１の側と第２の側との間に発熱体と
直列に接続されたトランジスタであって、コレクタが発
熱体に、エミッタが電源の第２の側にそれぞれ接続され
た複数のヘッドドライバと、このヘッドドライバのエミ
ッタとベースとの間に設けられた抵抗器と、電源の第１
の側とヘッドドライバのベースとを抵抗器を介して接続
及び切断可能な保護用スイッチング素子と、該保護用ス
イッチング素子とヘッドドライバのベースとの接続経路
の何れかにコレクタが、電源の第２の側にエミッタがそ
れぞれ接続された駆動制御用トランジスタとを有するこ
とを特徴とする。

【０００５】この場合において、電源の電圧を検出し保
護用スイッチング素子を切断状態とする電源電圧検出手
段を更に有することが効果的である。また、駆動制御用
トランジスタのベースに入力される発熱体の駆動信号に
基づいて計時を開始し、所定の時間の経過に基づいて計
時を終了する計時手段であって、当該計時の開始と同時
に保護用スイッチング素子を接続状態とすると共に、当
該計時の終了に応じて保護用スイッチング素子を切断状
態にする計時手段を更に設けてもよい。

【０００６】

【作用】ヘッドドライバは発熱体に電流を供給するため
の電流経路を開閉している。電流経路が閉じられた時、
発熱体に電流が流れ印字紙が発色する。ドライバスイッ
チは、ヘッドドライバの駆動に必要な電流経路の開閉を
している。そのため、ドライバスイッチがオープン状態
の時に、ドライバ印字時以外に何らかの理由でヘッドド
ライバへの駆動信号がアクティブになってもヘッドドラ
イバがＯＮ状態になることはない。また、電圧検出手
段、時間計測手段は、それぞれ電圧及び時間によってハ
ードウェアでドライバスイッチを制御している。そのた
め、ソフトウェアの異常によってドライバスイッチがＯ
Ｎ状態になりつづけることはない。

【０００７】

【実施例】

（実施例１）本発明の実施例の１例を図１に示す。本実
施例は、制御回路と発熱体への通電を、同一の電源を用
いて同じ電圧で駆動する低電圧駆動サーマル方式のプリ
ンタに本発明を実施した例を示している。本発明を実施
したプリンタのヘッドは、発熱体を２０個並べて構成し
た。１は発熱体を示している。発熱体は通常複数個が並
べられてひとつのヘッドを構成している。２はヘッドド
ライバを示している。ヘッドドライバ２はＮＰＮトラン
ジスタによって構成されているため、ベース電流が流れ
込むことによってＯＮ状態になり発熱体１に電流が流れ
て発熱体が発熱し、感熱紙または転写紙の発熱体と接触
している部分が発色する。

【０００８】昨今の低エネルギー化により、情報機器の
駆動電圧の低電圧化が進んでいる。そのため、サーマル
プリンタの駆動電圧も低電圧化が進み、制御回路と同じ
５Ｖ駆動の機種が増加している。本発明を実施した機種
も、駆動電圧５Ｖを標準にしている。駆動電圧が低くな
ると、感熱インクを発色させるのに必要なエネルギーを
得るために電流を大きくしなければならないため、本発
明を実施したプリンタでは、１ドットあたり４５０ｍＡ
の電流を流している。そのため、全ドット同時通電時に
９Ａの電流が端子７から流れ込むことになる。電流が大
きくなると、流れる経路のわずかなインピーダンスによ
って大きな電圧降下を引き起こす。たとえば、電流経路
に５０ｍΩのインピーダンスが存在すると、全ドット同
時通電時の電圧降下は４５０ｍＶになる。これは、電源
電圧の９％にあたるため電源効率が大きく悪化するとと
もに、印字が薄くなり品質が悪化する。

【０００９】電流経路のインピーダンスを最小限に抑え
るため、従来例に示した電流遮断スイッチ５０を削除す
るとともに、大容量コンデンサ８をヘッド共通端子の直
近に設けた。大容量コンデンサ８を設けたことにより基
本的にはヘッド電流は大容量コンデンサ８から流れるた
め、電源からの電流経路に存在するコネクタ接触抵抗等
のインピーダンスの影響を最小限に抑えることができ
る。

【００１０】電流遮断スイッチを削除することにより、
ヘッド共通端子には常に電源電圧が印加されることにな
る。そのため、電源投入直後や遮断時の制御回路が不安
定な状態の時にヘッドドライバ２がＯＮ状態になり、発
熱体に電流が流れてしまうことがあり安全性及び品質面
から問題となってしまう。

【００１１】このような状態をさけるために、ドライバ
スイッチ３を設けた。ドライバスイッチ３はＰＮＰトラ
ンジスタを用いて構成した。ドライバスイッチ３を制御
するために端子５から入力する信号には、端子６から入
力する印字信号を制御回路によって確実に制御できる状
態になってからアクティブになるよう監視回路から出力
される信号を用いる。一般的にＣＰＵを用いた制御回路
は電源監視ＩＣを設けて、電源電圧が低下したときには
ＣＰＵをリセット状態にしてＣＰＵが暴走することを防
いでいる。端子５に入力する信号は、そのＣＰＵリセッ
トに用いる信号と共通化することにより、容易に監視回
路を設けた構成が実現できる。ヘッドドライバ２は、入
力端子から電流が流れ込むことによってＯＮ状態になり
発熱体に電流を流して印字する。４はオープンコレクタ
出力方式入力バッファを示している。制御回路が安定し
ドライバスイッチ３がＯＮ状態になっている時は、入力
バッファ４の出力がハイインピーダンスになった時にド
ライバ２の入力端子に電流が流れ込んでドライバ２がＯ
Ｎ状態になる。ドライバスイッチ３がＯＦＦ状態の時
は、入力バッファ４の出力がハイインピーダンスになっ
てもドライバ２の入力端子はグランド電位と同電位であ
るため電流が流れず、ドライバ２はＯＦＦ状態に固定さ
れる。オープンコレクタ出力方式入力バッファのプルア
ップ経路をトランジスタによって開閉する構成にしたた
め、追加する素子数を最小限にして本発明の効果を得る
ことが可能になっている。

【００１２】以上述べたように、ドライバスイッチ３を
設けて制御回路が不安定なときはドライバスイッチ３を
ＯＦＦ状態にしてドライバ２をＯＦＦ状態に固定するこ
とによって、発熱体を含むヘッドの安全性、信頼性が向
上する。

【００１３】（実施例２）前述のドライバスイッチ３の
制御をハードウェアで行う実施例を図２に示す。本実施
例は、ドライバスイッチ３を制御する方法として電圧検
出手段７を用いた。端子６に入力される信号が不安定に
なるのは、電源投入直後、遮断直後等の電圧が低下して
いる状態の時に多く発生する。そのため、簡単な電源電
圧検出手段によっても本発明は実施できる。

【００１４】本実施例では、電圧検出手段９としてツェ
ナーダイオードを用いた。ツェナーダイオードは固有の
ツェナー電圧を基準としたスイッチング手段に使用でき
る。電源が投入されＶＣＣの電位が電圧検出手段９のツ
ェナー電圧に達するまでは電圧検出手段９はＯＦＦ状態
になっている。そのため、ドライバスイッチ３はＯＦＦ
状態のままである。ＶＣＣの電位が上昇し電圧検出手段
９のツェナー電圧を越えると電圧検出手段９はＯＮ状態
になり、ドライバスイッチ３の入力は電圧検出手段９の
ツェナー電圧に固定される。さらにＶＣＣの電位が上昇
し、ＶＣＣとツェナー電圧との間にドライバスイッチ３
をＯＮ状態にするのに充分な電位差が生じた時ドライバ
スイッチ３がＯＮ状態になってヘッドドライバ２の動作
が可能になる。発明を実施する際には電圧検出手段９と
して、ツェナー電圧３．６Ｖのツェナーダイオードを用
いた。ツェナー電圧を３．６Ｖに設定することによっ
て、電源電圧が４．３Ｖから４．４Ｖ程度の電圧でヘッ
ドドライバの動作が可能になる。一般に、制御回路に用
いる電圧監視のリセット回路は、４Ｖから４．２Ｖの電
圧を基準にして動作している。また、動作保証電圧は
４．５Ｖ以上に設定することが多い。そのため、本実施
例示した電圧は、確実に制御回路が安定してからヘッド
ドライバが動作することになり、かつ動作保証電圧範囲
内では安定した動作をすることになる。

【００１５】制御回路を５Ｖで駆動し、発熱体の通電を
５Ｖより高い電圧で行う２電源方式のサーマルプリンタ
においては、発熱体の通電に用いる電源の電圧の立ち上
がりを遅延させ、制御回路が安定してから発熱体の通電
を可能にする方法が用いられる。しかし、制御回路と発
熱体の通電を同一の電源で行う場合には片側の通電のみ
を遅延させることは困難である。本発明は、そのような
単一電源方式のサーマルプリンタに大きな効果が生じ
る。

【００１６】電圧検出手段９は本実施例のようにツェナ
ーダイオードを用いると簡単に構成できるが、電圧監視
ＩＣ等、他の電圧によってスイッチング動作を行う素子
を用いても本発明は実施できる。このように、電圧検出
手段によって制御回路が安定して動作する電圧の時にの
みドライバスイッチ３をＯＮ状態にすることによって予
期せぬドライバ２の動作がなくなり、安全性、信頼性が
向上する。

【００１７】（実施例３）ドライバスイッチ３の制御に
時間計測手段１０を用いた実施例を図３に示す。時間計
測手段１０はクロックの立ち下がりエッジを検出するこ
とにより定められた時間Ｔ２のパルス幅を持つ保護パル
スを発生する構成としている。Ｔ２は端子６から入力す
る印字パルスの時間幅Ｔ１より長く、かつ発熱体１に連
続通電しても安全性、信頼性に問題が無い時間に設定す
る。

【００１８】具体的な動作例を図３と図４に示したタイ
ミング図を用いて説明する。端子６から時間幅がＴ１で
ある印字パルス１０１が入力されると、その立ち下がり
エッヂに同期して時間計測手段１０から保護パルス１０
２が出力される。保護パルス１０２のパルス幅はＴ２と
なる。ドライバスイッチ３は時間Ｔ２の間ＯＮ状態とな
る。ヘッドドライバ２の入力端子１１に入力される通電
パルスの時間幅は、印字パルス１０１と保護パルス１０
２の論理積によって決まる。ヘッドドライバ２は通電パ
ルスの時間幅だけＯＮ状態になり発熱体１に電流が流れ
る。そのため、正常動作時には時間幅の短いＴ１が発熱
体通電時間となる。

【００１９】ソフトウェアの誤動作等により異常な印字
パルス１０４が発生したとする。その場合でも、時間幅
Ｔ２の保護パルス１０２との論理積である印字パルス１
０５の時間幅Ｔ２が発熱体通電時間になる。時間幅Ｔ２
はヘッドの安全性が保たれることを考慮した設定となっ
ているため、異常な印字パルス１０４が発生してもプリ
ンタが不安全になることはない。

【００２０】本発明は、印字パルス１０１に同期して保
護パルス１０２を発生させ通電パルス１０３の時間幅を
制限している。そのため、通電パルス１０３が非アクテ
ィブになると、再度印字パルス１０１が入力されるまで
は通電パルスは発生しない。

【００２１】そのため、安全性の向上レベルが極めて大
きいことになる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、ドライバスイッチを設けて、
異常時には、発熱体への通電を制御するヘッドドライバ
が動作しない構成にしたため、予期せぬタイミングでの
発熱体通電がなくなりプリンタの安全性が大幅に向上し
た。また、ドライバスイッチをハードウェアで制御する
電圧検出手段及び時間計測手段を設けた構成にすること
により、ＣＰＵの暴走等ソフトウェアの異常による発熱
体の連続通電を防止できノイズ等によるプリンタの異常
動作を防止することもできた。そのため、信頼性も大幅
に向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す回路図。

【図２】本発明の電圧検出手段を含んだ実施例を示す回
路図。

【図３】本発明の時間検出手段を含んだ実施例を示す回
路図。

【図４】図３の動作を説明するためのタイミング図。

【図５】従来のプリンタ駆動装置を示す回路図。

【符号の説明】

１，発熱体 ２，ヘッドドライバ ３，ドライバスイッチ ４，オープンコレクタ方式入力バッファ ８，大容量コンデンサ ９，電圧検出手段 １０，時間計測手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッドに設けられた複数の発熱体に通電
   し、これにより発生するジュール熱を前記ヘッドに接触
   するインク転写リボンまたは感熱紙に伝え、記録紙への
   インク転写または感熱紙の発色によって文字及び／又は
   画像を印刷するプリンタに用いるプリンタ駆動装置にお
   いて、 前記複数の発熱体に電流を供給するための電源の第１の
   側と第２の側との間に前記発熱体と直列に接続されたト
   ランジスタであって、コレクタが前記発熱体に、エミッ
   タが前記電源の第２の側にそれぞれ接続された複数のヘ
   ッドドライバと、 前記ヘッドドライバのエミッタとベースとの間に設けら
   れた抵抗器と、 前記電源の第１の側と前記ヘッドドライバのベースとを
   抵抗器を介して接続及び切断可能な保護用スイッチング
   素子と、 該保護用スイッチング素子と前記ヘッドドライバのベー
   スとの接続経路の何れかにコレクタが、前記電源の第２
   の側にエミッタがそれぞれ接続された駆動制御用トラン
   ジスタとを有することを特徴とするプリンタ駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプリンタ駆動装置におい
   て、前記電源の電圧を検出し前記保護用スイッチング素
   子を切断状態とする電源電圧検出手段を更に有すること
   を特徴とするプリンタ駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のプリンタ駆動装置
   において、前記駆動制御用トランジスタのベースに入力
   される前記発熱体の駆動信号に基づいて計時を開始し、
   所定の時間の経過に基づいて計時を終了する計時手段で
   あって、当該計時の開始と同時に前記保護用スイッチン
   グ素子を接続状態とすると共に、当該計時の終了に応じ
   て前記保護用スイッチング素子を切断状態にする計時手
   段を更に設けたことを特徴とするプリンタ駆動装置。