JPH0976547A - 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】 逆相の電圧を監視し、その変動に応じて逆相
の電圧を所定の量に維持する制御手段を設けた。

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する付与エネルギーが変
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
ープに対するエネルギー付与を所定量にする電力源を設
けた。

【００１１】

【作用】上述した図１のサーマルヘッドの例を採れば、
逆流阻止ダイオードをなくすとともに駆動相ではない他
のグループに所定の電力源を接続した場合、ｉ３で示す
発熱印字素子ｒ３を発熱させる本来の電流の他に、所定
の電力源、Ｂ相リードＢ１、発熱印字素子ｒ２、個別リ
ードＣ２を通って接地線８０に至る電流（逆相電流とい
う。）ｉ１と、各Ａ相リードから隣接する各Ｂ相リード
を経て所定の電力源に至る電流（回り込み電流とい
う。）ｉ２とが生じる。逆相電流ｉ１、回り込み電流ｉ
３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レベ
ルとしておく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、駆動数が多数個の場合、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レベルに保
つことで、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特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。

【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ｅ０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＝ｅ０／ｒ２、ｉ２は、ｉ２
＝（Ｖ−ｅ０）／（ｒ４＋ｒ５）＝（Ｖ−ｅ０）／２・
ｒ２である。なお、ここで、Ｖは駆動相における駆動電
位、ｅ０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、ｅ０／
ｒ２＝（Ｖ−ｅ０）／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、ｅ０＝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２０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は、こ
のような電源の一例を示すものである。このサーマルヘ
ッド電源１０は、電力増幅アンプを出力段に備えたオペ
アンプを用いて出力電圧が逆相電圧ｅになるように電圧
フィードバックをかけるよう構成したものである。オペ
アンプＯＰの非反転入力端子に基準電圧ｅ（制御すべき
逆相電圧値）が印加されている。一方、反転入力端子に
は２つのトランジスタＴ１、Ｔ２からなる電力増幅手段
の出力ｅ０（この出力は逆相の出力でもある。）が直接
フィードバックされている。従って、この回路ではｅ０
＝ｅとする制御が行われる。

【００１９】今、図１に示すように、発熱印字素子の駆
動数が小さく逆相への電流の流入量が増加するときには
第２のトランジスタＴ２がより多くの電流を吸い込み出
力電圧ｅ０を基準電圧ｅに近づける。また、これとは逆
に逆相からの電流の流出が増加した時には、第１のトラ
ンジスタＴ１がより多くの電流をはきだし出力電圧ｅ０
を基準電圧ｅに近づける。この図１に示す方法は、構成
が単純で、かつ出力安定度が良好である。比較的発熱印
字素子数の少ない印字ヘッドを駆動する場合に好適なも
のである。

【００２０】図２はこのようなサーマルヘッド電源の第
２の例を示す回路構成図である。この方法は、出力電圧
ｅ０の変動に応じてスイッチをオンオフさせて出力段の
ＲＣ回路を充放電させる方式のものである。コンパレー
タＣＰ３の反転入力端子には基準電圧ｅが、非反転入力
端子には逆相への出力電圧ｅ０がそれぞれ供給されてい
る。そして、このコンパレータＣＰ３の出力段には抵抗
Ｒ３、コンデンサＣ２からなる積分回路が接続され出力
ｅｆを発するよう構成されている。コンパレータＣＰ１
の反転入力端子には、図３でｅ１として示す周期Ｔ、波
高値ΔＶ１の鋸歯状波が供給されている。また、コンパ
レータＣＰ２の反転入力端子には、図３でｅ２として示
す周期Ｔ、波高値がＶからΔＶ２の間で変化する鋸歯状
波が供給されている。そして、これらの各コンパレータ
ＣＰ１、ＣＰ２のそれぞれの非反転入力端子に上述の積
分回路出力ｅｆが供給されている。

【００２１】逆相の出力ｅ０がコンパレータＣＰ３の反
転入力端子に接続されている基準電圧ｅよりも小さくな
った時すなわち逆相からの流出電流が増加した時、コン
パレータＣＰ３の出力は０（ゼロ）となる。したがっ
て、その出力に接続された抵抗Ｒ３、コンデンサＣ２か
らなる積分回路出力ｅｆは０（ゼロ）に向かって下降す
る。この時のコンパレータＣＰ１の出力は、ｅｆ＜ΔＶ
１となった時ｅｆの電圧値が小さいほど、図４に示すよ
うにその幅が大きくなる矩形波列となる。このコンパレ
ータＣＰ１の矩形波出力は次段の第１のトランジスタＴ
１を駆動する信号となり、図４に示す電位０（ゼロ）の
ＯＮ時間だけ、繰り返し導通させる。したがって、電源
Ｖからの電流が第１のトランジスタＴ１を介して、抵抗
Ｒ１、コンデンサＣ１からなる積分回路を充電し、逆相
出力ｅ０を上昇させる。

【００２２】一方、逆相の出力ｅ０が基準電圧ｅよりも
大きくなった時すなわち逆相への流入電流が大きくなっ
た時には、コンパレータＣＰ２が動作する。コンパレー
タＣＰ２の動作は抵抗Ｒ２、コンデンサＣ１からなる積
分回路を放電させるためのものであり、先に説明したコ
ンパレータＣＰ１と対称な動作をなすものである。この
ようにこの回路は、逆相の出力ｅ０の増減に応じて電流
をはきだしたり流し込んだりさせて逆相の出力ｅ０を基
準電圧ｅを中心とするある範囲内に保つことができる。
なお、ここで述べたΔＶ１、ΔＶ２の値は、 （ΔＶ１＋ε）：（ΔＶ２＋ε）＝ｅ：（Ｖ−ｅ） となる大きさを選んでいる。εは、ｅｆの変化に対し、
第１、第２のトランジスタＴ１、Ｔ２が同時にオンしな
い不感帯の幅を示すものである。

【００２３】以上の方法によれば、２つのトランジスタ
は飽和領域と非導通の２状態のみの制御となるため損失
が小さくなる。したがって、先の方法に比べてより多く
の印字素子を有する印字ヘッドを駆動することができ
る。

【００２４】図５は、サーマルヘッド電源１０の他の例
を示す回路構成図である。第１のインダクタンスＬ１と
第２のインダクタンスＬ２との間から逆相出力ｅ０を取
り出している。第１のスイッチＳＷ１をオンすることに
よりインダクタンスＬ１とコンデンサＣ３からなるＬＣ
回路に充電することができ逆相への出力ｅ０を上昇させ
ることができる。また、第２のスイッチＳＷ２をオンす
ることによりインダクタンスＬ２とコンデンサＣ３から
なるＬＣ回路に放電を行わせることができ逆相の出力ｅ
０を下降させることができる。したがって、この逆相へ
の出力ｅ０を制御回路により監視し、基準電圧ｅとの差
に応じて第１、第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２のいずれ
かのスイッチをオンオフすることにより逆相出力ｅ０を
基準電圧ｅを中心とする所定の範囲に抑えることができ
る。

【００２５】なお、この回路は、先の２つの実施例の回
路に比べて、原理的なジュール熱発生部分がないという
利点がある。したがって、印字素子数のより多い印字ヘ
ッドにおいて使用した場合の電流の流入及び流出の差が
大きい場合でも、通常の電力素子に施される放熱手段を
用いるだけで良い。さらに、第１、第２のスイッチＳＷ
１、ＳＷ２をトランジスタで構成した場合には、先の第
２の例で述べたコンパレータを使用した制御回路を使用
することができる。

【００２６】以上の例では、電流はきだし及び電流流し
込みに対して別々のインダクタンスを用いたが、図６に
示す回路を用いて１個のインダクタンスをそれぞれに兼
用させてもよい。また、図５のインダクタンスを抵抗と
することもできる。

【００２７】

【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、該流入と流出を効
率よく受け入れる印字ヘッド駆動回路を構成することが
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、本発明の第２実施例に関わるサーマル
ヘッド電源の構成図である。

【図３】図３は、図２のサーマルヘッド電源の制御説明
図である。

【図４】図４もまた、図２のサーマルヘッド電源の制御
説明図である。

【図５】図５は、本発明の第３実施例に関わるサーマル
ヘッド電源の構成図である。

【図６】図６は、本発明の第４実施例に関わるサーマル
ヘッド電源の構成図である。

【符号の説明】

１０：ヘッド電源 ２０：スイッチ 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 (3)

【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する付与エネル
   ギー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、
   他のグループに対するエネルギー付与を所定量にする電
   力源を有した印字ヘッドのヘッド駆動回路。
2. 【請求項２】上記電力源は、印字動作を行っていない他
   のグループに対する出力電圧をフィードバックして当該
   出力電圧を所定の値とするものである請求項１記載の印
   字ヘッドのヘッド駆動回路。
3. 【請求項３】上記電力源は、印字動作を行っていない他
   のグループに対する出力電圧の変動に応じて当該出力電
   圧を所定の範囲内にするものである請求項１記載の印字
   ヘッドのヘッド駆動回路。