JPH0976546A - ヘッド駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印字素子群が駆動相と逆相にグループづけさ
れ、駆動相を駆動する際、逆相には上記駆動相に関連し
て電流の流入または流出が生じる印字ヘッドにおいて、
該電流の流入または流出を効率よく受け入れる印字ヘッ
ド駆動回路を提供する。 【構成】 逆相の電圧を発生するとともに電流の流入ま
たは流出が可能な逆相電源を設け、該逆相電源をサーマ
ルヘッドに切換接続する接続手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は印字ヘッドの駆動回路
に関するもので、特にこの印字ヘッドの複数の印字素子
が互いに接続されるとともにこれらの各印字素子が少な
くとも２つの駆動グループにグループづけされたものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の印字ヘッドの典型的なも
のとしては、互いに接続された複数の発熱印字素子を有
したサーマルヘッドがあった。以下、この従来のサーマ
ルヘッドについて、図１を参照して説明する。なお、図
１は本発明の１実施例装置でもあるが、ここでは図１の
破線から右側の従来部分及びその関連構成についてのみ
説明する。

【０００３】発熱抵抗体５０は、発熱印字素子となるも
のであるが、一般に絶縁基板上に発熱抵抗材料を塗布し
て一直線状に形成される。この発熱抵抗体５０には、図
中Ａ１、Ａ２、・・・で示すＡ相リード群が等間隔で接
続される。また、このＡ相リード群の各中間位置にはＢ
１、Ｂ２、・・・で示すＢ相リードが設けられ発熱抵抗
体５０に接続されている。さらに、Ａ相及びＢ相各リー
ドの中間位置には、印字信号に応じて開閉する個別スイ
ッチ群６０を介して個別リード群７０が設けられ発熱抵
抗体５０に接続されている。なお、この個別スイッチ群
６０は駆動ＩＣで構成されている。

【０００４】各Ａ相リードはＡ相電源線３０に、各Ｂ相
リードはＢ相電源線４０に、それぞれ各電源線に戻る電
流を阻止するための逆流阻止ダイオード（本発明では不
要である。）を介して接続されている。また個別リード
群７０はそれぞれ接地線８０に接続されている。Ａ相電
源線３０またはＢ相電源線４０には、それぞれの印字動
作の際に所定の電力を供給するための電源が接続される
構成を有している。

【０００５】以上のような構成を有する従来のサーマル
ヘッドは、各発熱印字素子（ｒ１、ｒ２、ｒ３、・・
・）は、Ａ相リード（Ａ１、Ａ２、・・・）に接続する
発熱印字素子ｒ３、ｒ４、ｒ７、ｒ８、・・・とＢ相リ
ード（Ｂ１、Ｂ２、・・・）に接続する発熱印字素子ｒ
１、ｒ２、ｒ５、ｒ６、・・・の２つのグループにグル
ープづけされる。そして、Ａ相グループを印字駆動する
場合にはＡ相電源線３０を電源に接続し、Ｂ相グループ
を印字駆動する場合にはＢ相電源線４０を電源に接続す
る。これらの駆動動作を繰り返し行うことにより所望の
画像の印字が行われる。

【０００６】今、個別スイッチ群６０のスイッチｓ２が
印字信号に応じて接続状態となっているとする。この
時、Ａ相電源線３０が電源に接続されたＡ相駆動状態で
は、Ａ相電源線３０からＡ相リードＡ１、発熱印字素子
ｒ３、個別リードＣ２を経て接地線８０に電流が流れ込
む。したがって、発熱印字素子ｒ３を発熱させることが
でき感熱記録媒体などに印字することができる。同様
に、Ａ相電源線３０の代わりにＢ相電源線４０を電源に
接続したＢ相駆動状態では、Ｂ相電源線４０からＢ相リ
ードＢ１、発熱印字素子ｒ２、個別リードＣ２を経て接
地線８０に電流が流れ込む。したがって、発熱印字素子
ｒ２を発熱させることができる。

【０００７】このように、この従来のサーマルヘッドで
は、一直線状に帯状に形成された発熱抵抗体について、
Ａ相リードとＢ相リード及び個別リードとで発熱印字素
子を形成し、各Ａ相リードに接続されたＡ相グループに
属するＡ相発熱印字素子と各Ｂ相リードに接続されたＢ
相グループに属するＢ相発熱印字素子とを交互に電力を
供給して印字動作を行わせる。このサーマルヘッドは各
リード線に挟まれた発熱抵抗体部分を一つの発熱印字素
子とすることができるので高解像度の印字ヘッドを製作
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上の従来
装置において、各Ａ相及びＢ相リードに逆流素子ダイオ
ードを取り付けなかったとすると、発熱印字素子ｒ３を
発熱駆動させる際、図１のｉ３で示す本来の印字素子駆
動電流の他に、図１では示していないがＡ相リードＡ１
より左側に複数のＡ相、Ｂ相リード及び発熱印字素子が
存在しているとすると、左側の各々のＡ相リードから左
側の発熱印字素子あるいは左側のＢ相リードを経由して
発熱印字素子ｒ２、個別リードＣ２を経て接地線８０に
至る電流が生じる。これらの全ての電流は、その最終段
で発熱印字素子ｒ２を通ることになる。各Ａ相リード及
び各Ｂ相リードに逆流阻止ダイオードを取り付けなかっ
た場合、駆動すべき発熱印字素子に隣接する発熱印字素
子に不要な電流が集中し悪影響を与える恐れがあった。

【０００９】このため、従来のこの種サーマルヘッドで
は各Ａ相リード及び各Ｂ相リードにこのような不要な電
流を防止するための逆流阻止ダイオードを設けていた。
一般にこの逆流阻止ダイオードはダイオードアレーとし
てサーマルヘッド基板状に設置されるものであるが、高
価格でありサーマルヘッドの製造コストを上昇させる欠
点があった。この発明はこの点を改善するために成され
たもので逆流阻止ダイオードを必要としない印字ヘッド
のヘッド駆動回路を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、この発明で
は、互いに接続された複数の印字素子が少なくとも２つ
のグループにグループづけされ、該グループ毎に印字信
号及び電力が供給されて印字動作が行われる印字ヘッド
であって、当該駆動グループの印字駆動数にしたがい駆
動状態にない他のグループに対して付与される電力が変
動する印字ヘッドのヘッド駆動回路において、少なくと
も一つのグループが印字動作を行っている際、他のグル
ープにおいて変動する電力を所定量にするため他のグル
ープに接続されるとともに他のグループの電流を吸い込
む作用と他のグループに電流を供給する作用とを有する
逆相電源を設けた。

【００１１】

【作用】図１に示したサーマルヘッドにおいて、逆流阻
止ダイオードをなくすとともに駆動グループでないグル
ープ（Ｂ相）に逆相電源を接続させたとすると、発熱印
字素子ｒ３を発熱させるための本来の電流ｉ３の他に、
Ｂ相リードＢ１、発熱抵抗素子ｒ２、個別リードＣ２を
通り接地線８０に至る逆相電流ｉ１と、Ａ相リードＡ１
（Ａ２他）、発熱印字素子ｒ４、ｒ５（ｒ７、ｒ６他）
を経てＢ相電源線４０に至る回り込み電流ｉ２が生じ
る。これらの逆相電流及び回り込み電流は、印字すべき
発熱印字素子の駆動数に応じて増減する。例えば、駆動
数が１個の場合、当該駆動グループに関わる電力供給リ
ードから他のグループの電力供給リードに向かう回り込
み電流は総合的に大きくなる。したがって、他のグルー
プの電力供給リードの電位をある所定のレベルとするこ
とにより回り込み電流を小さくすることができる。

【００１２】また、駆動数が他数個の場合、当該駆動グ
ループの電流供給リードからの電流は発熱すべき発熱印
字素子を経て接地に流れ込む量が大きくなり、総合的に
回り込み電流が小さくなる。この時、駆動状態ではない
他のグループに属する電力供給リードをある所定のレベ
ルに保つことにより他のグループに属する電力供給リー
ドからも対応する個別リードを介して接地線に電流を流
れ込ませることが可能となる。この他のグループからの
流れ込み電流（逆相電流）は、先に示した駆動数が少な
い場合の回り込み電流とは逆向きの電流とはなるが、各
発熱印字素子を発熱させるエネルギーという点で考えれ
ば等価となる。

【００１３】したがって、駆動状態ではない他のグルー
プに属する電力供給リードを所定の電位レベルに保持す
ることにより、回り込み電流または逆相電流により印字
に関わらない発熱印字素子への付与エネルギーを、駆動
数の増減に関わらず、一定または所定の範囲内に抑え込
むことができる。この場合において、駆動状態でない他
のグループにおいては回り込み電流による電流の流れ込
み及び逆相電流による電流の流出が生じる。したがっ
て、他のグループを所定の電位レベルに保持する逆相電
源は、流れ込んだ電流を吸収する作用と流出させるべき
電流の供給作用とをともに有するものであることが必要
である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明をその実施例図にしたがい説明
するが、まず図１を参照して本発明の原理について説明
する。図１に示すように、今、Ａ相電源線３０に駆動電
位Ｖが印加され、Ｂ相電源線４０に逆相電位ｅが印加さ
れたＡ相グループの駆動状態にあるとする。この時の駆
動状態にない発熱印字素子以外の発熱印字素子に与える
エネルギー量を常に一定にする場合には逆相電流ｉ１と
回り込み電流ｉ２を等しくすることが条件となる。

【００１５】ｉ１は、ｉ１＝ｅ／ｒ２、ｉ２は、ｉ２＝
（Ｖ−ｅ）／（ｒ４＋ｒ５）＝（Ｖ−ｅ）／２・ｒ２で
ある。なお、ここで、Ｖは駆動相における駆動電位、ｅ
は駆動相でない逆相の電位、ｒ２、ｒ４、ｒ５は各発熱
印字素子の抵抗値である。したがって、ｅ／ｒ２＝（Ｖ
−ｅ）／２・ｒ２（各発熱印字素子の抵抗値は同一と見
做している。）であり、ｅ＝Ｖ／３となり、逆相にある
Ｂ相電源線４０には駆動電源の３分の１の電位を与えれ
ばよい。なお、この印字ヘッドではＡ相、Ｂ相交互に順
次、駆動相及び逆相に切り換えながら印字動作を行うも
のである。図１に示すスイッチｓｗ１、ｓｗ２はこの切
換を行う連動スイッチである。

【００１６】このように、この発明の印字ヘッドでは逆
相の電位を駆動相の電位の３分の１にすることにより印
字に関わらない発熱印字素子に対する付与エネルギーを
一定とすることができる。この印字に関わらない各発熱
印字素子に対する付与エネルギー量は、各発熱印字素子
の抵抗値をｒとすると、（Ｖ／３・Ｖ／３）／ｒ＝１／
９・（Ｖ・Ｖ／ｒ）となり、印字に関わる発熱印字素子
への付与エネルギー（Ｖ・Ｖ／ｒ）に比べて９分の１と
なる。このように、この発明によれば、印字すべき発熱
印字素子とそうでない発熱印字素子への付与エネルギー
の比を９対１とすることができ印字濃度等の制御のマー
ジンを大きくできる。

【００１７】ところで、このような印字ヘッドを駆動す
る場合、発熱印字素子の特定の駆動数を境として、逆相
電流の総和が回り込み電流の総和を越えるモード反転状
態が生じる。駆動数が少ない時すなわち回り込み電流の
総和が大きい時には逆相に流れ込む電流が大きくなる。
また、これとは反対に駆動数が特定の駆動数を越えて逆
相電流の総和が回り込み電流の総和を越えた場合には逆
相から流れ出す電流が大きくなる。したがって、このよ
うな印字ヘッドを駆動する場合、電流の流入及流出を効
率的に行うことができる電源を用いることが望まれる。

【００１８】図１に示すサーマルヘッド電源１０の逆相
電源Ａと逆相電源Ｂは、このような電源の一例を示すも
のである。この２つの逆相電源Ａ、Ｂは、それぞれサー
マルヘッドのＡ相、Ｂ相が非駆動相とされた時、Ａ相電
源線３０、Ｂ相電源線４０を所定の電位ｅに維持するも
のである。この場合において、Ａ相が駆動相とされた場
合にはＡ相に接続された逆相電源Ａは不作用となり、Ｂ
相が駆動相とされた場合にはＢ相に接続された逆相電源
Ｂは不作用となるよう構成されている。なお、逆相電源
Ａ、Ｂはいずれも同一の構成でよい。

【００１９】図２は、これらの逆相電源の一つの構成例
を示す説明図である。今、図１に示すようにＡ相が駆動
相である場合、Ｂ相に接続された逆相電源Ｂが作用状態
となる。この時には、図２に示す逆相電源Ｂの出力端子
はＢ相電源線４０を電位ｅに維持するよう動作する。

【００２０】Ａ相の駆動においてその発熱印字素子の総
駆動数が比較的少ない場合すなわち回り込み電流による
Ｂ相電源線４０への電流の流入量が増加する場合には図
２の逆相電源の出力端子の電位は上昇する。逆に総駆動
数が多い場合には逆相電流による流出により逆相電源の
出力端子の電位は下降する。

【００２１】前者の場合には、図２の制御回路から第２
のトランジスタＴ２にオン信号が送出されコイルＬ１と
コンデンサＣ１からなるＬＣ回路を放電してその出力端
子部の電位をｅ付近にする。また、後者の場合には、第
１のトランジスタＴ１にオン信号を付与してＬＣ回路を
充電してその出力端子部の電位をｅに維持する。なお、
図２には記していないが、制御回路にはこの逆相電源の
出力がフィードバックされており、この出力の変動に応
じて第１、第２のトランジスタＴ１、Ｔ２を自動制御す
るよう構成されている。なお、駆動相であるＡ相に接続
されているこれと同一の構造の逆相電源Ａは、その制御
回路が第１、第２のトランジスタＴ１、Ｔ２にともにオ
フ信号を付与することで不作用状態としている。

【００２２】図３は、この発明の第２の実施例に関わる
サーマルヘッド駆動回路の他の例を示す説明図である。
サーマルヘッドのＡ相に属する発熱印字素子を駆動する
時には、ｓｗ１により電位Ｖを発する駆動電源をＡ相電
源線に、ｓｗ４により電位ｅを発する逆相電源をＢ相電
源線にそれぞれ接続する。同様に、Ｂ相に属する発熱印
字素子を駆動する時には、ｓｗ２により電位Ｖを発する
駆動電源をＢ相電源線に、ｓｗ３により電位ｅを発する
逆相電源をＡ相電源線にそれぞれ接続する。

【００２３】この場合において、逆相電源を対応する各
相電源線に接続するスイッチｓｗ３、ｓｗ４は、逆相電
源が電流の吸収作用と電流の供給作用とを有することか
ら双方向性スイッチとすることが望ましい。しかしなが
ら、通常の機械的接点を有する双方向性スイッチ例えば
リレー等では、Ａ相とＢ相とを交互に切り換えて印字を
行っていくサーマルヘッドに使用することは困難であ
る。なぜなら、高速印字を行うためには、Ａ相とＢ相と
の切換は速やかに行わなければならないからである。

【００２４】このため、この実施例装置においては、図
４に示すような双方向性スイッチを用いている。この双
方向性スイッチの必要条件としては、ａ）逆相電源を作
用状態とする時には両方向に電流が流せること、ｂ）逆
相電源を不作用状態とする時には、回路的に完全に遮断
されていなくとも、駆動電源から逆相電源への電流を阻
止できることの２つである。双方向性スイッチｓｗ３
（ｓｗ４）をオンして対応するＡ相（Ｂ相）電源線に図
３の逆相電源を接続する場合には、図４の制御信号をロ
ーレベルにする。トランジスタＴ３はオフとなる。した
がって、逆相電源電位がＡ相（Ｂ相）電源線電位より大
きければ、電流はダイオードＤ２を通って逆相電源から
Ａ相（Ｂ相）電源線に供給することができる。また、こ
の逆に逆相電源電位がＡ相（Ｂ相）電源線電位より小さ
ければ、コンパレータＣＰの出力がハイレベルとなりＦ
ＥＴがオンとなる。このため、高電位にあるＡ相（Ｂ
相）電源線から逆相電源に向けて電流が流れる。

【００２５】双方向性スイッチｓｗ３（ｓｗ４）をオフ
にして対応するＡ相（Ｂ相）電源線から逆相電源を切り
離す場合には、図４の制御信号をハイレベルとする。こ
の時には、トランジスタＴ３はオンとなり、コンパレー
タＣＰの出力は常にローレベルとなる。したがって、Ｆ
ＥＴはオフの状態を維持することとなるので、逆相電源
へ向けて流れる電流は発生しない。なお、この図４の双
方向性スイッチは、図３に示す双方向性スイッチｓｗ３
がオープンの時でも逆相電源はＡ相電源線と回路的には
接続している。しかしながら、逆相電源の電位ｅは駆動
電源の電位Ｖより小さいので、逆相電源からＡ相電源線
に電流が流れることも、またその逆に電源線から逆相電
源に電流が流れることもない。すなわち、電気的には遮
断されたことと等価となる。

【００２６】

【発明の効果】以上、この発明によれば、比較的安価な
回路構成で印字ヘッドの駆動回路を構成することができ
る。さらに、駆動相と異なる逆相に対して電流の流入と
流出が存在する印字ヘッドにおいて、逆相電源の接続を
効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかわるサーマルヘッド駆動
回路の構成図である。

【図２】図２は、図１に示す逆相電源の構成図である。

【図３】図３は、本発明の第２の実施例を示す印字ヘッ
ド駆動回路の構成図である。

【図４】図４は、図３の双方向性スイッチの一例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１０：ヘッド電源 ３０：Ａ相電源線 ４０：Ｂ相電源
線 ５０：発熱抵抗体 ７０：個別リード群 ８０：接地線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに接続された複数の印字素子が少なく
   とも２つのグループにグループづけされ、該グループ毎
   に印字信号及び電力が供給されて印字動作が行われる印
   字ヘッドであって、当該駆動グループの印字駆動数にし
   たがい駆動状態にない他のグループに対して付与される
   電力が変動する印字ヘッドのヘッド駆動回路において、 少なくとも一つのグループが印字動作を行っている際、
   他のグループにおいて変動する電力を所定量にするため
   他のグループに接続されるとともに他のグループの電流
   を吸い込む作用と他のグループに電流を供給する作用と
   を有する逆相電源を有した印字ヘッドのヘッド駆動回
   路。
2. 【請求項２】請求項１記載の印字ヘッドのヘッド駆動回
   路において、 逆相電源は印字動作が行われるグループが変更される毎
   にその接続する他のグループを順次変更していくよう構
   成され、 さらに、他のグループとこの逆相電源との接続は双方向
   性スイッチにより行われる印字ヘッドのヘッド駆動回
   路。