JPH08310030A - サーマルヘッドの断線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低い検査電圧で、サーマルヘッドの発熱体の
断線数を短時間に、かつ高精度で検出できる断線検出装
置を得る。 【構成】 演算増幅器１１の非反転入力端子にサーマル
ヘッド駆動用標準電圧ＶH より十分に低い断線検出用電
圧Ｖi を印加し、その出力端子と反転入力端子間に固定
抵抗器ＲO を接続する。スイッチ１２のａ端子を上記反
転入力端子を接続し、ｂ端子にサーマルヘッド駆動用基
準電源１と第１のコンデンサＣ1 を並列に接続し、スイ
ッチ１２の共通端子ｃをサーマルヘッド５に接続する。
印字モード時には、スイッチ１２をｂ端子側に切り換え
て通常の印字を行い、断線数検出モード時には、スイッ
チ１２をａ端子側に切り換えてサーマルヘッド５の複数
の発熱体６を同時に通電状態に制御し、前記演算増幅器
１１の出力電圧の変化分から複数の発熱体６のなかの断
線数を検出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、サーマルヘッドの発
熱体の断線状態を検出する断線検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、図２に示
すものが知られている（特公平６−１０４３６７号公報
参照）。１は定電圧電源で構成されたサーマルヘッド駆
動用基準電源で、サーマルヘッド駆動用基準電圧ＶH を
出力し、この基準電圧ＶH が演算増幅器２の非反転入力
端子（＋）に印加される。また、演算増幅器２の出力端
子と反転入力端子（−）の間には、第１のスイッチ３と
第１の抵抗器Ｒ1 の直列体が接続され、非反転入力端子
と接地点との間には、第２の抵抗器Ｒ2 が接続されてい
る。

【０００３】前記第１のスイッチ３には、第３の抵抗器
Ｒ3 と第２のスイッチ４の直列回路が並列に接続され、
第１のスイッチ３と第１の抵抗器Ｒ1 の接続点と接地点
の間には、第１のコンデンサＣ1 とサーマルヘッド５が
並列に接続されている。このサーマルヘッド５は、抵抗
器で構成された発熱体６とスイッチングトランジスタＱ
の直列体がｎ個並列に接続された抵抗器群と、この抵抗
器群に並列に接続された第２のコンデンサＣ2 で構成さ
れている。

【０００４】７は差動増幅器で、その非反転入力端子
（＋）は演算増幅器２の出力端子に接続され、その反転
入力端子（−）は前記第３の抵抗器Ｒ3 と第２のスイッ
チ４の接続点に接続されている。８はコンパレータで、
その非反転入力端子（＋）は前記差動増幅器７の出力端
子に接続され、その反転入力端子（−）には断線判別電
源９から出力される断線判別電圧ＶS が印加され、その
出力端子から断線検出信号が出力される。

【０００５】次に、上記従来例の動作を説明する。通常
の印字モードでは、第１のスイッチ３がＯＮ、第２のス
イッチ４がＯＦＦに設定され、第１のコンデンサＣ1 に
ＶC ＝ＶH （Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／Ｒ2 の電圧が印加される。
この電圧ＶC は、図示していない駆動回路によって制御
されてＯＮになったスイッチングトランジスタＱに接続
されている発熱体６に印加され、電流ｉが流れて発熱す
ることで感熱紙への印字が行なわれる。

【０００６】次に、断線検出モードでは、第１のスイッ
チ３がＯＦＦ、第２のスイッチ４がＯＮに設定される
が、第１のコンデンサＣ1 に印加される電圧はＶC ＝Ｖ
H （Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／Ｒ2 となリ、印加モードのときと変
わらない。この状態の下で、図示していない駆動回路に
よってスイッチングトランジスタＱを順次ＯＮにする。
発熱体６が断線していないときは、発熱体６の抵抗値を
ｒとすると、発熱体６に電流ｉ＝ＶC ／ｒが流れ、第３
の抵抗器Ｒ3 の端子間電圧はｉ・Ｒ3 となる。この第３
の抵抗器Ｒ3 の端子間電圧ｉ・Ｒ3 は差動増幅器７で検
出され、コンパレータ８の非反転入力端子に入力されて
非反転入力端子に入力される断線判別電圧ＶS と比較さ
れ、ＶS よりも低いときはコンパレータ８からその発熱
体６が断線していることを示すゼロレベルの断線検出信
号が出力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の装置では、多数の発熱体に１つずつ順次通電し
て断線の有無を検出しなけれがならないので、１個のサ
ーマルヘッドを検査するのに多大の時間を要することに
なる。通常、この断線検査はバーコード等を印字中のサ
ーマルヘッドの印字動作を中断して行うので、この断線
検査に長時間を要すると作業上の大きな障害になる。

【０００８】また、断線検出モードでもサーマルヘッド
の発熱体には印字中と同じ電圧ＶCが印加されるので、
装着されている感熱紙が発色するという問題点があっ
た。

【０００９】本発明は上記のような問題点の解決を目的
としてなされたもので、同時に複数の発熱体に通電して
同時に検査することによって検出時間の短縮が図れると
ともに、発熱体に印加する電圧を上記ＶC よりも低電圧
にすることによって感熱紙を発色させることなく断線を
検出することができるサーマルヘッド断線検出装置を得
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、サー
マルヘッド駆動用基準電圧を出力するサーマルヘッド駆
動用基準電源と、演算増幅器と、この演算増幅器の非反
転入力端子に前記サーマルヘッド駆動用電圧より低い断
線検出用電圧を印加する断線検出用電源と、前記演算増
幅器の出力端子とその反転入力端子との間に接続された
固定抵抗器と、サーマルヘッドに対して印字モード時に
は上記サーマルヘッド駆動用基準電圧を印加し、断線数
検出モード時には上記演算増幅器の反転入力端子電圧を
印加するスイッチング手段と、断線数検出モード時に上
記サーマルヘッドの複数の発熱体を同時に通電状態に駆
動する制御手段とを備え、断線数検出モード時の上記演
算増幅器の出力電圧から上記通電状態に駆動した複数の
発熱体のなかの断線数を検出するようにしたものであ
る。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記演算増幅器の出力電圧をデジタルデータ変換す
るアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備えたものであ
る。

【００１２】

【作用および効果】請求項１の発明によれば、断線数検
出モード時にスイッチッグ手段を切り換えて演算増幅器
の反転入力端子電圧をサーマルヘッドの複数の発熱体に
同時に印加すると、演算増幅器の出力電圧は発熱体の通
電個数に比例した分だけ高くなるので、この出力電圧の
上昇分から発熱体の通電個数を検出することができる。
このように、複数の発熱体を同時に検査できるので、検
査時間を大幅に短縮できる。

【００１３】また、断線検出用電圧は駆動用基準電圧よ
りも低電圧で足りるので、断線数検出モード時に、何等
かの理由でサーマルヘッドの発熱体に長時間断線検出用
電圧を印加し続けても発熱量は少なく、感熱紙が発色す
る恐れがない。

【００１４】請求項２の発明によれば、演算増幅器の出
力電圧信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器を
設けたので、出力電圧信号のレベル判定による断線個数
の検出、検査データの記録および利用が容易になる。

【００１５】

【実施例】図１は、この発明の一実施例を示す図で、図
２と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示す。図
において１０は断線検出用電源で、サーマルヘッド駆動
用基準電源１から出力されるサーマルヘッド駆動用基準
電圧ＶH （例えば２４ボルト）よりもはるかに低い断線
検出用電圧Ｖi （例えば０．３ボルト）の一定電圧を演
算増幅器１１の非反転入力端子（＋）に印加する。この
演算増幅器１１の出力端子と反転入力端子（−）の間に
は固定抵抗器ＲO が接続され、さらにこの反転入力端子
はスイッチ１２のａ端子に接続されている。

【００１６】上記スイッチ１２のｂ端子には上記サーマ
ルヘッド駆動用基準電源１の出力電圧ＶH が印加され、
さらにｂ端子と接地点との間には第１のコンデンサＣ1
が接続されている。スイッチ１２の出力側端子となるｃ
端子（共通端子）には、サーマルヘッド５の発熱体６と
スイッチングトランジスタＱの直列体がｎ個並列に接続
され、さらに、第２のコンデンサＣ2 が並列接続されて
いる。

【００１７】１３はＡ／Ｄ変換器で、演算増幅器１１の
出力電圧信号ＶO の値をデジタルデータに変換する。１
４はこのデジタルデータを処理して発熱体６の検査デー
タおよびサーマルヘッドの駆動データを得る信号処理手
段で、抵抗値判別手段１５、断線数検出手段１６、断線
箇所判別手段１７、メモリ１８および通電時間設定手段
１９を有している。２０はサーマルヘッド５の動作モー
ドを、印字モード、抵抗値判別ード、断線数検出モード
および断線箇所判別モードに切り換える動作モード設定
手段、２１はサーマルヘッド５の各発熱体６の通電を制
御する通電制御手段、２２は諸データを表示する表示器
である。

【００１８】まず、サーマルヘッド５のプリンタ装置へ
の組み込み時に実施される、抵抗値判別モード時の動作
を説明する。まず、演算増幅器１１は、その反転入力端
子（−）の電圧を非反転入力端子（＋）の電圧Ｖi に合
致させるように動作する。抵抗値判別モード指令信号が
入力された動作モード設定手段２０は、スイッチ１２を
ａ端子側に切り換えて、演算増幅器１１の反転入力端子
（−）の端子電圧Ｖｉをサーマルヘッド５の各発熱体６
に印加するとともに、信号処理手段１４、および通電制
御手段２１を抵抗値判別モードに設定する。通電制御手
段２１は、何れか一つのスイッチングトランジスタＱを
ＯＮにして電流ｉ0 を通電させる。

【００１９】このとき、発熱体６の抵抗値をｒとする
と、発熱体６の通電電流ｉ0 は、 ｉ0 ＝Ｖi ／ｒ ‥‥‥‥（１） となり、これにともなって演算増幅器１１の出力電圧Ｖ
01は、 Ｖ01＝ｉ0 ・Ｒ0 ＋Ｖi ‥‥‥‥（２） となり、電流ｉ0 が流れていないときの出力端子電圧Ｖ
0 ＝Ｖi からｉ0 ・Ｒ0だけ上昇する。Ａ／Ｄ変換器１
３はこの出力電圧Ｖ01をデジタルデータに変換して信号
処理手段１４に出力する。

【００２０】抵抗値判別手段１５は、入力されたＶ01の
データから、次の（３）式にもとずいて発熱体６の抵抗
値ｒを算出してメモリ１８に書き込む。 ｒ ＝（Ｖ01−Ｖi ）／ｉ0 ‥‥‥‥（３） 信号処理手段１４は、表示器２２にその抵抗値ｒを表示
する。

【００２１】次に、この実施例の印字モード時の動作を
説明する。印字モード指令信号が入力された動作モード
設定手段２０は、スイッチ１２をｂ端子側に切り換え
て、サーマルヘッド駆動用基準電源１から出力されるサ
ーマルヘッド駆動用電圧ＶH をサーマルヘッド５の各発
熱体６に印加するとともに、信号処理手段１４、および
通電制御手段２１を印字モードに設定する。

【００２２】通電時間設定手段１９は、メモリ１８に書
き込まれた発熱体６の抵抗値ｒを読み出し、通電時の各
発熱体６の温度が最適印字濃度となる最適通電時間ｔ0
（パルス幅）を設定して通電制御手段２１に与える。通
電制御手段２１は、入力される印字データにもとづいて
サーマルヘッド５の各スイッチングトランジスタＱのＯ
Ｎ，ＯＦＦ制御を行い、サーマルヘッド駆動用電圧ＶH
をサーマルヘッド５の各発熱体６に時間ｔ0 ずつ通電
し、発熱させて感熱紙に印字する。この結果、常に最適
濃度の印字を自動的に行うことができる。

【００２３】このように、サーマルヘッド５をプリンタ
装置に組み込む際、メモリ１８に書き込んだ発熱体６の
抵抗値ｒにもとづいて自動的に印字モード時の最適通電
時間ｔ0 （パルス幅）を算出して通電時間を設定するよ
うにしたから、組立時の通電時間設定手間が省略できる
とともに、通電時間の調整精度が向上する。

【００２４】次に、印字動作中に適宜実施される断線数
検出モード時の動作を説明する。断線数検出モード指令
信号が入力された動作モード設定手段２０は、スイッチ
１２を端子ａ側に切り換えて演算増幅器１１の反転入力
端子の電圧Ｖi をサーマルヘッド５に印加するととも
に、信号処理手段１４、および通電制御手段２１を断線
数検出モードに設定する。

【００２５】通電制御手段２１は、サーマルヘッド５の
全スイッチングトランジスタＱをＯＮに制御して全発熱
体６を同時に通電状態に制御する。このとき、各発熱体
６の印加電圧Ｖi は十分に低い電圧であるので各発熱体
６の発熱量は小さく、何等かの事情で長時間通電状態が
続いても、感熱紙を発色させる温度まで上昇することは
ない。

【００２６】断線数検出手段１６は、通電されている全
発熱体（ｎ個）６のうち、断線している個数を検出す
る。すなわち、電圧Ｖi が印加されているｎ個の発熱体
６のうち、ｘ個の発熱体６が断線しているときの演算増
幅器１１の出力電圧ＶOn-xは、 ＶOn-x＝（ｎ−ｘ）・ｉ0 ・Ｒ0 ＋Ｖi ‥‥‥‥‥（４） となるから、発熱体６の断線数ｎは、 ｘ＝ｎ−（ＶOn-x−Ｖi ）／（ｉ0 ・Ｒ0 ） ‥‥‥‥‥（５） となる。

【００２７】このように、本実施例によれば、一回の通
電でもってｎ個の発熱体６のなかの断線数ｘを検出する
ことができるので、従来の検査時間よりもはるかに短い
時間でサーマルヘッド５の断線検査を行うことができ
る。信号処理手段１４は、検出した断線数ｘを表示器２
２に表示する。

【００２８】次に、必要なときに実施する断線箇所判別
モード時の動作を説明する。断線箇所判別モード指令信
号が入力された動作モード設定手段２０は、スイッチ１
２を端子ａ側に切り換えて演算増幅器１１の反転入力端
子の電圧Ｖi をサーマルヘッド５に印加するとともに、
信号処理手段１４、および通電制御手段２１を断線箇所
判別モードに設定する。

【００２９】通電制御手段２１は、サーマルヘッド５の
各スイッチングトランジスタＱを順次ＯＮに制御して各
発熱体６を順次通電状態に制御する。断線箇所判別手段
１７は、スイッチングトランジスタＱがＯＮに切り換え
られる度に演算増幅器１１の出力電圧がｉ0 ・ｒだけ高
くなるか否かを判別して、高くならない発熱体６を断線
と判定し、メモリ１８にその位置データを書き込んでゆ
く。全ての発熱体６の検査が終了すると、信号処理手段
１４は当該サーマルヘッド５の断線箇所を表示器２２に
表示する。

【００３０】なお、断線数検出モードにおいては、ｎ個
全ての発熱体６を同時に通電状態としたが、発熱体６を
適宜な複数個ずつに分割して、断線検出を行ってもよ
く、やはり、従来よりも短い時間で、断線検査を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】従来のサーマルヘッドの断線検出装置を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１…サーマルヘッド駆動用基準電源、５…サーマルヘッ
ド、６…発熱体、１０…断線検出用電源、１１…演算増
幅器、１２…スイッチ、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…信
号処理手段、１５…抵抗値判別手段、１６…断線数検出
手段、１７…断線箇所判別手段、１８…メモリ、１９…
通電時間設定手段、２０…動作モード設定手段、２１…
通電制御手段、２２…表示器、Ｑ…スイッチングトラン
ジスタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーマルヘッド駆動用基準電圧を出力す
   るサーマルヘッド駆動用基準電源と、演算増幅器と、こ
   の演算増幅器の非反転入力端子に前記サーマルヘッド駆
   動用電圧より低い断線検出用電圧を印加する断線検出用
   電源と、前記演算増幅器の出力端子とその反転入力端子
   との間に接続された固定抵抗器と、サーマルヘッドに対
   して印字モード時には上記サーマルヘッド駆動用基準電
   圧を印加し、断線数検出モード時には上記演算増幅器の
   反転入力端子電圧を印加するスイッチング手段と、断線
   数検出モード時に上記サーマルヘッドの複数の発熱体を
   同時に通電状態に駆動する制御手段とを備え、断線数検
   出モード時の上記演算増幅器の出力電圧から上記通電状
   態に駆動した複数の発熱体のなかの断線数を検出するサ
   ーマルヘッドの断線検出装置。
2. 【請求項２】 請求項２において、前記演算増幅器の出
   力電圧をデジタルデータ変換するアナログデジタル変換
   器を備えたことを特徴とするサーマルヘッドの断線検出
   装置。