JPH1044488A - 印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＯＳ、ハンディターミナルなどに使用され
る印字装置に関し、低電圧型のサーマルヘッドとして２
４Ｖ駆動サーマルヘッドを流用した場合、駆動素子の電
流容量の制約から印字速度が大幅に遅くなるという課題
を解決し、安価で、かつ高速印字が可能な印字装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 １ｍｍ当たり１２ドットで形成された発
色素子１と２４Ｖ駆動サーマルヘッド用の駆動素子２な
どで構成されるサーマルヘッドを用い、主走査方向、副
走査方向に２×２ドットのマトリクスを基本発色単位と
して印字することにより、１個の発熱素子１当たりに必
要な印字エネルギーを小さくできるので、安価で電流容
量が小さい駆動素子２を用いても高速印字が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＯＳ（Ｐｏｉｎ
ｔ Ｏｆ Ｓａｌｅ）、計測器、ハンディターミナルな
どに使用される小型記録端末用の印字装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】現在、ライン型サーマルヘッドを搭載し
た印字装置がもっとも多く用いられている機器の一つに
ファクシミリ装置があるが、このファクシミリ装置用の
サーマルヘッドでは、サーマルヘッド駆動電圧が２４
Ｖ、発熱素子のドット密度が１ｍｍ当たり８ドット、発
熱素子の平均抵抗値が１５００Ωの仕様のものが主流で
用いられている。

【０００３】一方、ライン型サーマルヘッドを搭載した
小型の印字装置がハンディターミナルなどの携帯機器や
ＰＯＳおよび計測器等に採用されることが多くなるに伴
って、この種の印字装置を組み込んだ機器の小型化、低
価格化の要求が強まり、印字装置そのものの小型軽量
化、低価格化への要求が増大してきている。

【０００４】また、携帯機器の場合は、電源として一般
的にバッテリーが用いられるが、携帯機器以外でも機器
の小型化、低価格化のために電源装置を小さくすること
が多く、これらのことから組み込まれる印字装置の駆動
電圧も、５Ｖ〜８Ｖなどの低電圧化の要請が強くなって
きている。

【０００５】ここで、ファクシミリ装置やハンディター
ミナルなどに用いられるライン型サーマルヘッドの構成
について、図５〜図７を用いて簡単に説明する。

【０００６】図５はライン型サーマルヘッドの回路構成
を示す回路図、図６はサーマルヘッドの通電動作時の発
熱素子への印加電流と印加エネルギーを説明する回路
図、図７はサーマルヘッドのドライバＩＣの電流対オン
抵抗特性を示す特性図である。

【０００７】図５において、１０１は主走査方向にｎ個
設けられた発熱素子で、この発熱素子１０１のドット密
度は１ｍｍ当たり８ドットであり、１０２は発熱素子１
０１を駆動する駆動素子（以下、ドライバＩＣとい
う）、１０３は印字データを一時的に保持しておくラッ
チ、１０４はクロック信号ＣＬＫに同期してシリアルデ
ータ入力ＤＩから入力されるシリアル印字データを１ビ
ットずつシフトして発熱素子１０１のｎ個に対して１ビ
ットずつ対応させるシフトレジスタである。

【０００８】印字データをシフトレジスタ１０４に入力
後、所定のタイミングでラッチ信号ＬＡＴによって印字
データをラッチ１０３に保持し、所定の時間の間、スト
ローブ信号ＳＴＢ１〜ＳＴＢｍをイネーブル状態にする
ことによりドライバＩＣ１０２が印字データに応じて通
電状態となり、発熱素子１０１に電流が流れて発熱し印
字を行うことができる。

【０００９】ここで、一例として紙幅２インチサイズの
小型印字装置を想定すると、発熱素子１０１は４３２
個、ストローブ信号は３本で形成されるがこれに限るも
のではない。

【００１０】このとき、発熱素子１０１に流れる電流
値、および印加されるエネルギーの計算を図６を用いて
説明する。

【００１１】図６において、Ｒcomはサーマルヘッド駆
動電圧ＶHの配線パターンの抵抗分（以下、コモン抵抗
という）、Ｒaは発熱素子１０１の抵抗分、ＲLeadは発
熱素子１０１からドライバＩＣ１０２までの配線パター
ンの抵抗分（以下、リード抵抗という）、Ｒicはドライ
バＩＣ１０２がオン状態の抵抗分（以下、ドライバオン
抵抗という）、ＩonはドライバＩＣ１０２がオン状態に
発熱素子１０１に流れる電流である。

【００１２】ファクシミリ装置などに用いられるサーマ
ルヘッドの場合、前述のように、サーマルヘッドの駆動
電圧ＶHが２４Ｖで、発熱素子の平均抵抗値Ｒaが１５０
０Ωであり、またコモン抵抗、リード抵抗、ドライバオ
ン抵抗は、それぞれＲcom＝０．２５Ω、ＲLead＝１４
Ω、Ｒic＝７０Ωである。

【００１３】以下、ファクシミリ装置などに用いられる
２４Ｖ駆動電圧型のサーマルヘッドを、便宜上ファック
スヘッドということにする。

【００１４】発熱素子１０１に流れる電流値Ｉonは、以
下の（数１）で求められる。

【００１５】

【数１】

【００１６】ここで、Ｎは同時に通電する発熱素子１０
１の数であり、一般的にファックスヘッドの場合は、１
４４ドットを同時通電可能にしている。

【００１７】発熱素子１０１の抵抗分に対する、発熱素
子１０１以外の合成抵抗分の比率は以下の（数２）で求
められ、

【００１８】

【数２】

【００１９】また、発熱素子１０１に印加される印加電
力Ｐonは、以下の（数３）で求められる。

【００２０】

【数３】

【００２１】また、発熱素子１０１に印加される印加エ
ネルギーＥonは、以下の（数４）で求められる。

【００２２】

【数４】

【００２３】ここで、Ｔonは発熱素子１０１に通電する
通電時間である。実験的に判明していることとして、例
えば５０ｍｍ／ｓｅｃの印字速度で、所定用紙に所定濃
度を得るための通電時間Ｔonを（数５）

【００２４】

【数５】

【００２５】であるとすると、上記（数３）および（数
４）より、以下に示す（数６）となる。

【００２６】

【数６】

【００２７】発熱素子１０１のドット密度が１ｍｍ当た
り８ドットの１発熱素子１０１のサイズを０．１２５ｍ
ｍ（Ｗ）×０．２２ｍｍ（Ｈ）とすると、単位面積当た
りの所要印加エネルギーＥonsは、上記（数６）より、
以下に示す（数７）となる。

【００２８】

【数７】

【００２９】一方、ハンディターミナルなどに用いられ
る低電圧型のサーマルヘッドの場合、各抵抗分は下記の
ようになる。

【００３０】発熱素子１０１の平均抵抗値Ｒaが１４２
Ω、コモン抵抗Ｒcomが０．０５Ω、リード抵抗Ｒlead
が１０Ω、ドライバオン抵抗Ｒicが１５Ωで、サーマル
ヘッドへの通電時間値を短くして印字速度の高速化を図
るため、発熱素子１０１の平均抵抗値をファックスヘッ
ドの１／１０程度に小さくして発熱素子１０１に流れる
電流を大きくし、かつ発熱素子１０１以外の抵抗分で消
費される無駄なエネルギーをできるだけ小さくする工夫
が施されている。

【００３１】なお比較説明上、低電圧型サーマルヘッド
のドット密度も１ｍｍ当たり８ドットとし、１発熱素子
１０１の面積も前述のファックスヘッドと同一サイズと
し、サーマルヘッドの駆動電圧ＶHが７．２Ｖとする
と、発熱素子１０１に流れる電流Ｉon、発熱素子１０１
への印加電力Ｐonはそれぞれ以下の（数８），（数９）
に示すようになる。

【００３２】

【数８】

【００３３】

【数９】

【００３４】ここで、Ｎは同時に通電する発熱素子数で
あり、一般的に低電圧型のサーマルヘッドの場合は、６
４ドットを同時通電可能にしている。

【００３５】今、５０ｍｍ／ｓｅｃの印字速度で所定条
件の印字結果を得るために必要なエネルギー値を前記
（数６）より０．３２９ｍＪ／ｄｏｔとすると、通電時
間値Ｔonは以下に示す（数１０）となり、１ｍｍ当たり
８ドットのドット密度の印字装置で、５０ｍｍ／ｓｅｃ
の印字速度を実現する場合、副走査方向（用紙送り方
向）のドット密度も主走査方向のドット密度と同じとす
れば、その印字周期は２．５ｍｓｅｃであるため、通電
時間値Ｔonは印字周期内であり、低電圧型のサーマルヘ
ッドでも十分通電可能である。

【００３６】

【数１０】

【００３７】また、低電圧型のサーマルヘッドにおける
発熱素子１０１の抵抗分に対する、発熱素子１０１以外
の合成抵抗分の比率は、以下に示す（数１１）となり、
上記（数２）と（数１１）の数値比較からわかるよう
に、発熱素子１０１の抵抗分に対する発熱素子１０１以
外の合成抵抗分の比率がファックスヘッドに比べて低電
圧型のサーマルヘッドの方が大きいので、発熱素子１０
１に印加される電力が小さくなり、同じ印加エネルギー
を与えるためには、上記（数５）と（数１０）に見られ
る通電時間値の差が生じることになる。

【００３８】

【数１１】

【００３９】ここで、上記（数１）、（数２）、（数
７）、（数１０）より、ファックスヘッドの場合、ドラ
イバＩＣ１０２に流れる電流は、低電圧型のサーマルヘ
ッドの場合に比べ１／３程度の小さいもので、かつサー
マルヘッド内の発熱素子１０１以外の合成抵抗分は、低
電圧型のサーマルヘッドに比べ約４倍程度あるが、それ
の発熱素子１０１に対する影響度は低電圧型のサーマル
ヘッドの場合に比べ１／２．５程度の小ささであるた
め、発熱素子１０１への印加エネルギー効率はファック
スヘッドの方が高い。

【００４０】つまり、ファックスヘッドの方が、ドライ
バＩＣ１０２の電流容量を小さくでき、かつ配線抵抗や
コモン抵抗がある程度大きくなってもエネルギー効率を
犠牲にすることがないので、配線パターンの材料や配線
パターン幅、加工技術、製造プロセスなどをラフに設計
することができ、結果としてファックスヘッドは低電圧
型のサーマルヘッドに比べコスト的に安価なものとな
る。

【００４１】小型の印字装置の原価に対し、サーマルヘ
ッドが占める割合は、７０〜８０％程度になる場合もあ
り、またサーマルヘッドの原価に対しドライバＩＣ１０
２がそのほとんどの割合を占めている。

【００４２】そこで、最近ではファックスヘッドの発熱
素子１０１の平均抵抗値を小さくして低電圧型のサーマ
ルヘッドとして流用し、印字装置のコストダウンをはか
る傾向も出始めてきた。

【００４３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように発熱素子１０１の平均抵抗値を小さくしただけの
サーマルヘッドを用いた印字装置では、発熱素子１０１
への所定の印加エネルギーを得るためには通電時間を長
く取る必要があることから、印字速度を大幅に遅くしな
ければならないという課題があり、この内容を図７のフ
ァックスヘッドのドライバＩＣの電流対オン抵抗の変化
を示した特性図を用いて説明する。

【００４４】図７において、発熱素子１０１に流れる電
流Ｉonが１５ｍＡまではドライバＩＣ１０２のオン抵抗
値は約７０Ωまでの均一な値だが、電流Ｉonが２０ｍＡ
以上からドライバＩＣ１０２のオン抵抗値は急激に大き
な値に変化していく。

【００４５】これは、ファックスヘッドの使用条件に合
わせて最適化して作られたドライバＩＣ１０２であるた
め大きな電流を流すことが想定されていないためであ
る。

【００４６】そこで、ドライバＩＣ１０２に流す電流値
を１５ｍＡまでに抑えるように発熱素子１０１の平均抵
抗値を考えると、上記（数１）より、以下に示す（数１
２）のようになる。

【００４７】

【数１２】

【００４８】また、この時発熱素子１０１に印加される
印加電力Ｐonは、以下に示す（数１３）のようになる。

【００４９】

【数１３】

【００５０】上記（数６）より、５０ｍｍ／ｓｅｃの印
字速度で所定条件の印字結果を得るために必要なエネル
ギー値を０．３２９ｍｊ／ｄｏｔとすると、通電時間値
Ｔonは以下に示す（数１４）のようになる。

【００５１】

【数１４】

【００５２】副走査方向のドット密度も１ｍｍ当たり８
ドットの印字装置で、５０ｍｍ／ｓｅｃの印字速度を実
現する場合、その印字周期は２．５ｍｓｅｃであるた
め、通電時間値Ｔonは印字周期内で通電不可能となり、
仮に印字周期に対して１００％のデューティで通電でき
たとしても、３０ｍｍ／ｓｅｃが最高印字速度となり、
速度を約６０％にまで遅くせざるを得ない。

【００５３】さらに、サーマルヘッドの特徴として蓄熱
性があるが、これにより印字速度が速いほど少ない印加
エネルギーで所定の印字濃度を得ることができるので、
速度が遅くなる場合、相対的により大きな発熱素子１０
１への印加エネルギーが必要となるので、実際には最高
印字速度２５ｍｍ／ｓｅｃと半分程度になる。

【００５４】上記（数１２）、（数１３）は、サーマル
ヘッドの駆動電圧を７．２Ｖとした場合であるが、小型
の印字装置を搭載する機器では５Ｖ単一電源の要望も大
きいので、サーマルヘッドの駆動電圧を５Ｖとした場合
を考えると、サーマルヘッドの平均抵抗値Ｒaや発熱素
子１０１への印加電力Ｐonは、以下に示す（数１５）、
（数１６）のようになる。

【００５５】

【数１５】

【００５６】

【数１６】

【００５７】今、５０ｍｍ／ｓｅｃの印字速度で所定条
件の印字結果を得るために必要なエネルギー値を上記
（数６）より０．３２９ｍＪ／ｄｏｔとすると、通電時
間値Ｔonは以下に示す（数１７）のようになる。

【００５８】

【数１７】

【００５９】副走査方向のドット密度も１ｍｍ当たり８
ドットの印字装置で、５０ｍｍ／ｓｅｃの印字速度を実
現する場合、その印字周期は２．５ｍｓｅｃであるた
め、通電時間値Ｔonは印字周期内で通電不可能となり、
仮に印字周期に対して１００％のデューティで通電でき
たとしても、１８ｍｍ／ｓｅｃが最高印字速度となり、
サーマルヘッドの蓄熱性の影響を考えると１５ｍｍ／ｓ
ｅｃと約１／４程度の印字速度に遅くせざるを得ない。

【００６０】特にライン型のサーマルヘッドを搭載する
印字装置は、印字速度の高速化が強く求められているの
で、この速度ダウンは容認しがたいものである。

【００６１】本発明はこのような従来の課題を解決し、
ファックスヘッド用の安価なドライバＩＣを低電圧型の
サーマルヘッドに搭載し、しかも安価で、かつ印字速度
の高速化を実現できる印字装置を提供することを目的と
するものである。

【００６２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の印字装置は、ドット密度が１ｍｍ当たり１２
ドット以上に形成された複数の発熱素子と、この複数の
発熱素子がそれぞれ１５ｍＡ以下の入力で駆動するよう
に設けられた複数の駆動素子からなり、上記発熱素子を
複数個まとめて基本発色単位として駆動して印字するよ
うにしたサーマルヘッドを用いた構成としたものであ
る。

【００６３】この本発明によれば、発熱素子に流れる電
流値を小さくした安価な駆動素子を用いたサーマルヘッ
ドにおいて、発熱素子のドット密度を高密度化すること
によって１発熱素子あたりの面積を小さくし、所定濃度
に必要な発熱素子あたりの印字エネルギーが小さくで
き、発熱素子を複数個まとめて基本発色単位として印字
することから、安価で、かつ印字速度の高速化が実現で
きる印字装置が得られる。

【００６４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ドット密度が１ｍｍ当たり１２ドット以上に形成さ
れた複数の発熱素子と、この複数の発熱素子がそれぞれ
１５ｍＡ以下の入力で駆動するように設けられた複数の
駆動素子からなり、上記発熱素子を複数個まとめて基本
発色単位として駆動して印字するようにしたサーマルヘ
ッドを用いてなる構成としたものであり、安価で、かつ
高速印字ができるという作用を有する。

【００６５】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、サーマルヘッドをライン型のサーマルヘ
ッドで構成したものであり、より高速印字が可能となる
という作用を有する。

【００６６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の発明において、シリアル印字データをクロック
信号に同期して１ビットずつシフトして発熱素子に対応
させるシフトレジスタと、このシフトレジスタからの出
力信号を一時的に保持するラッチとを有し、上記シフト
レジスタとラッチが隣接する２つの発熱素子に対して１
ビットを割り当てるようにした駆動素子を用いた構成と
したものであり、印字データの生成処理など制御負担の
軽減や、より安価な印字装置を提供できるという作用を
有する。

【００６７】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図４を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の第１の実施の形態の
印字装置におけるライン型サーマルヘッドの構成を示す
回路図である。

【００６８】図１において、１は主走査方向に１ｍｍ当
たり１２ドットのドット密度で５７６個設けられた発熱
素子、２は発熱素子１を駆動する駆動素子（以下、ドラ
イバＩＣという）でファクシミリ装置などに用いられる
２４Ｖ駆動型サーマルヘッドのドライバＩＣを流用して
いる。３は印字データを一時的に保持しておくラッチ、
４はクロック信号ＣＬＫに同期してシリアルデータ入力
ＤＩから入力されるシリアル印字データを１ビットずつ
シフトして発熱素子１の５７６個に対して１ビットずつ
対応させるシフトレジスタであり、ラッチ３、およびシ
フトレジスタ４は１４４ビットずつに区切られている。

【００６９】このように構成することにより、印字デー
タをシフトレジスタ４に入力後、所定のタイミングでラ
ッチ信号ＬＡＴによってラッチ３に保持し、所定の時間
の間、ストローブ信号ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４をイネーブル
状態にすることによりドライバＩＣ２が印字データに応
じて通電状態となり、発熱素子１に電流が流れて発熱
し、印字を行うことができる。

【００７０】なお、ファックスヘッドでは、ドライバＩ
Ｃ２、ラッチ３、シフトレジスタ４を１４４ビットずつ
に区切り、１つのＩＣとして形成されたものが標準的に
使用されており、この標準的なＩＣを本実施の形態では
４個搭載しており、この１４４ビットずつの構成は、フ
ァックスヘッドでは一般的な仕様であるがこれに限るも
のではない。

【００７１】また、発熱素子１は５７６個形成されてい
るが、これは紙幅２インチサイズの小型印字装置を一例
として想定しているためで、これに限るものではない。

【００７２】また、発熱素子１のドットサイズは例とし
て０．０８４７ｍｍ（Ｗ）×０．１２ｍｍ（Ｈ）であ
り、ドライバＩＣ２はファックスヘッドから流用したも
のであり、ドライバＩＣ２の電流対オン抵抗の特性は上
記図７に示すように、発熱素子１に流れる電流Ｉonが１
５ｍＡまではドライバＩＣ２のオン抵抗値は約７０Ωま
での均一な値となる。

【００７３】サーマルヘッドの基本構成はファックスヘ
ッドのものを流用しているので、コモン抵抗、リード抵
抗、ドライバオン抵抗は、それぞれＲcom＝０．２５
Ω、Ｒlead＝１４Ω、Ｒic＝７０Ωである。

【００７４】ドライバＩＣ２に流す電流値を１５ｍＡま
でに抑えるように発熱素子１の平均抵抗値を考えると、
最近ハンディターミナルなどの携帯機器で一般的に用い
られているリチウムイオン電池２本を電源として本発明
の印字装置を駆動する場合は、リチウムイオン電池１本
あたりの定常状態の電圧は３．６Ｖであるのでサーマル
ヘッドの駆動電圧を７．２Ｖとすると、上記（数１）よ
り、以下に示す（数１８）のようになる。

【００７５】

【数１８】

【００７６】この時、発熱素子１に印加される印加電力
Ｐonは、以下に示す（数１９）のようになる。

【００７７】

【数１９】

【００７８】また、５Ｖ電源をサーマルヘッドの駆動電
源として使用される場合は、以下に示す（数２０）のよ
うになる。

【００７９】

【数２０】

【００８０】この時、発熱素子１に印加される印加電力
Ｐonは、以下に示す（数２１）のようになる。

【００８１】

【数２１】

【００８２】上記（数７）より、５０ｍｍ／ｓｅｃの印
字速度で所定条件の印字結果を得るために必要な単位面
積あたりのエネルギー値を１１．９６ｍＪ／ｍｍ²とす
ると、本実施の形態の発熱素子１は１ｍｍ当たり１２ド
ットのドット密度としているので発熱素子１の１ドット
当たりに必要なエネルギーは、以下に示す（数２２）の
ようになる。

【００８３】

【数２２】

【００８４】サーマルヘッドの駆動電圧が７．２Ｖ時の
通電時間値Ｔonは、上記（数１９）、（数２２）より、
以下に示す（数２３）のようになる。

【００８５】

【数２３】

【００８６】また、サーマルヘッドの駆動電圧が５Ｖ時
の通電時間値Ｔonは、上記（数２１）、（数２２）よ
り、以下に示す（数２４）のようになる。

【００８７】

【数２４】

【００８８】副走査方向のドット密度も１ｍｍ当たり１
２ドットの印字装置で、仮に印字周期に対して１００％
のデューティで通電できたとすると、サーマルヘッドの
駆動電圧が７．２Ｖ時は、上記（数２３）より、以下に
示す（数２５）のようになる。

【００８９】

【数２５】

【００９０】また、サーマルヘッドの駆動電圧が５Ｖ時
は、上記（数２４）より、以下に示す（数２６）のよう
になる。

【００９１】

【数２６】

【００９２】ここで、本発明の印字処理方法について、
図２、図３を用いて説明する。

【００９３】図２（ａ）は本発明の印字装置の基本発色
動作を説明するものであり、５は１個の発熱素子であ
る。印字装置としては、主走査方向、副走査方向のいず
れも１ｍｍ当たり１２ドットのドット密度で構成されて
おり、点線で囲った６のように、主走査方向、副走査方
向のいずれも２ドットずつ、合計４ドットをまとめて基
本発色単位として印字する。

【００９４】なお、図２（ｂ）は主走査方向、副走査方
向いずれも１ｍｍ当たり８ドットのドット密度で構成さ
れた印字装置の基本発色単位を説明するものであり、７
は１個の発熱素子である。本発明の基本発色単位は、４
ドットを１まとまりとして発色させるので、互いの周囲
発色ドットからの熱影響が加わり、１ドットを基本発色
単位とする１ｍｍ当たり８ドットのドット密度の場合と
同一の印加エネルギー条件でも１基本発色単位の発熱温
度はより高くなり、さらにエネルギー効率は良化する。

【００９５】図３は実際の印字例を示したものであり、
図３（ａ）は１ｍｍ当たり８ドットのドット密度のこの
種の印字装置に一般的に用いられる２４ドット半角文字
のフォント例であり、横１２ドット、縦２４ドットで構
成されている。

【００９６】なお、この種の印字装置を制御するマイコ
ンなどでは、データの基本単位を８の倍数で扱うほうが
処理速度などの面で効率的であるため、図３（ａ）の例
のように、横１２ドットのフォントデータに加えて、４
ドットのスペースデータを付加して横１６ドットを１文
字のデータサイズとして扱うようにしている。

【００９７】この図３（ａ）のフォントデータを縦、横
とも２倍に拡大し、文字の横方向のデータを８の倍数と
なるようにしたものが図３（ｂ）に示すフォントであ
り、本発明の印字装置に流用することができるものであ
る。

【００９８】この例から明らかなように、１文字の横方
向のサイズは従来例と本発明の場合とで同一であるた
め、１行あたりの印字桁数を減らすことなく、従来のフ
ォントデータを使用することも可能である。

【００９９】なお、本発明の一実施の形態として発熱素
子１のドット密度を１ｍｍ当たり１２ドットとしたが、
現在の技術水準では、１ｍｍ当たり８ドットと１ｍｍ当
たり１２ドットの仕様とでコスト的に同等であることか
ら選定したものであり、１ｍｍ当たり１２ドットのドッ
ト密度に限るものではない。

【０１００】また、１ｍｍ当たり１６ドットのドット密
度の発熱素子１を用いて４ドットを基本発色単位として
印字動作を行う場合は、１ｍｍ当たり８ドットの従来の
フォントデータを用い、縦、横拡大処理を行っても文字
サイズは同一なので、従来の文字サイズに重点が置かれ
る場合には有効である。

【０１０１】また、現在のファックスヘッドのドット密
度は１ｍｍ当たり８ドットが主流であり、ファックスヘ
ッドをベースにしたものがこの種の小型の印字装置に流
用される場合が多いので、１ｍｍ当たり８ドットの文字
サイズとの互換性を必要とする場合もあるが、一方では
１ｍｍ当たり６ドットのドット密度のサーマルヘッドを
搭載した印字装置も多数使用されているので、１ｍｍ当
たり６ドットのフォントデータを用いる場合は文字サイ
ズを従来と同一にすることができる。

【０１０２】以上のように、仮に、印字周期に対して１
００％のデューティで通電できたとした場合、従来例で
は前述の（数１４）より、３０ｍｍ／ｓｅｃが最高印字
速度であるが、本発明によれば５６．１ｍｍ／ｓｅｃと
なり、８ドット／ｍｍのファックスヘッドの発熱素子の
平均抵抗値を小さくしただけのものと比べ、約１．９倍
の高速印字が可能となる。

【０１０３】図３を用いて説明したように、１ｍｍ当た
り８ドットのドット密度のフォントデータを縦倍、横倍
してそのまま用いる場合でも、１行の文字高さを、従来
例、本実施の形態の場合でそれぞれ３ｍｍ、４．１ｍｍ
とすると、実効的な印字速度はそれぞれ１０行／ｓｅ
ｃ、１３．７行／ｓｅｃとなり、約１．４倍の高速化が
図れる。

【０１０４】なお、従来のフォントデータにとらわれる
ことなく、本発明の印字装置用に最適化されたフォント
データを用いれば、実効印字速度を犠牲にすることもな
い。

【０１０５】（実施の形態２）図４は、本発明の第２の
実施の形態の印字装置におけるライン型サーマルヘッド
の構成を示す回路図であり、図４において発熱素子１、
ドライバＩＣ２の構成は、上記図１の構成と同じである
ので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明は
省略する。

【０１０６】１０は印字データを一時的に保持しておく
ラッチで、隣接する奇数番号と偶数番号の２つの発熱素
子１を接続し、ラッチ１０の１ビットに対して発熱素子
２個を対応させる構成になっている。

【０１０７】１１はクロック信号ＣＬＫに同期してシリ
アルデータ入力ＤＩから入力されるシリアル印字データ
を１ビットずつシフトしていき、印字データ１ビットに
対し隣接する奇数番号と偶数番号の２つの発熱素子１を
対応させる構成となっているシフトレジスタである。

【０１０８】このように構成することにより、印字デー
タをシフトレジスタ１１に入力後、所定のタイミングで
ラッチ信号ＬＡＴによってラッチ１０に保持し、所定の
時間の間、ストローブ信号ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４をイネー
ブル状態にすることによりドライバＩＣ２が印字データ
に応じて通電状態となり、発熱素子１に電流が流れて発
熱し、印字を行うことができる。

【０１０９】発熱素子１のドット密度は、１ｍｍ当たり
１２ドットであり、ラッチ１０、およびシフトレジスタ
１１は１４４ビットずつに区切られたものが２個搭載さ
れている。

【０１１０】なお、１４４ビットずつの構成は、ファッ
クスヘッドでは一般的な仕様であるがこれに限るもので
はない。

【０１１１】また、発熱素子１は５７６個形成されてい
るが、これは紙幅２インチサイズの小型印字装置を一例
として想定しているためで、これに限るものではない。

【０１１２】発熱素子１のドットサイズは０．０８４７
ｍｍ（Ｗ）×０．１２ｍｍ（Ｈ）である。

【０１１３】ドライバＩＣ２はファックスヘッドから流
用したものであり、ドライバＩＣ２の電流対オン抵抗の
特性は上記図７に示すように、発熱素子１に流れる電流
Ｉonが１５ｍＡまではドライバＩＣ２のオン抵抗値は約
７０Ωまでの均一な値となる。

【０１１４】サーマルヘッドの基本構成はファックスヘ
ッドのものを流用しているので、コモン抵抗、リード抵
抗、ドライバオン抵抗は、それぞれＲcom＝０．２５
Ω、Ｒlead＝１４Ω、Ｒic＝７０Ωである。

【０１１５】以上のように構成されたサーマルヘッドを
搭載する印字装置の動作において、安価なドライバＩＣ
２を用い、かつコモン抵抗やリード抵抗がある程度大き
くなるが安価な構成とすることができる構造のサーマル
ヘッドを用いながら、発熱素子１のドット密度をコスト
アップにつながらない程度に高密度化することで高速印
字が可能となる手段については、上記第１の実施の形態
で既に述べたことと同一の内容であるので省略する。

【０１１６】第２の実施の形態の特徴として、隣接する
２個の発熱素子１を１つにまとめているので、第１の実
施の形態で図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明したよう
に、従来のフォントデータをそのまま使用する場合は
縦、横ともに２倍に拡大する処理が必要であったが、縦
方向だけ２倍に拡大するだけでよい。

【０１１７】横方向の拡大処理は、ビットシフト処理な
ど複雑な処理が必要となるので印字データの生成時間が
長くなったり、印字装置の制御負担が大きくなる場合も
あるが、縦方向の拡大処理は、同一の印字データをライ
ン単位で連続して２回転送したり、ライン単位の印字デ
ータを生成する時、コピー処理などで同時に２ライン分
作成するなどの手段で簡単に行うことができる。

【０１１８】また、ラッチ１０とシフトレジスタ１１の
ビット数を第１の実施の形態に比べ半減できるのでさら
に安価な構成とすることができる。

【０１１９】

【発明の効果】以上のように本発明の印字装置は、ファ
クシミリ装置などに用いられる２４Ｖ駆動型サーマルヘ
ッドに搭載されるような、電流容量が小さい安価なドラ
イバＩＣを用い、コモン抵抗やリード抵抗がある程度大
きい値でも支障がない配線パターンや加工処理をしたサ
ーマルヘッドにおいて、発熱素子のドット密度をコスト
アップにつながらない程度に高密度化することで１発熱
素子あたりの面積を小さくして所定濃度に必要な発熱素
子あたりの印字エネルギーを小さくしたものをバッテリ
ー駆動用などの低電圧型サーマルヘッドとして用い、か
つ発熱素子を複数個まとめて基本発色単位として印字す
ることから、安価で、かつ高速印字が可能な印字装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における印字装置に
搭載されるライン型サーマルヘッドの回路構成を示す回
路図

【図２】本発明の第１、第２の実施の形態における印字
装置の基本発色動作を説明する概念図

【図３】本発明の第１、第２の実施の形態における印字
装置の従来のフォントを用いた印字動作例を説明する概
念図

【図４】本発明の第２の実施の形態における印字装置に
搭載されるライン型サーマルヘッドの回路構成を示す回
路図

【図５】従来の印字装置に搭載されるライン型サーマル
ヘッドの回路構成を示す回路図

【図６】本発明の第１、第２の実施の形態、および従来
の印字装置に搭載されるサーマルヘッドの通電動作時の
発熱素子への印加電流、印加エネルギーを説明する回路
図

【図７】本発明の第１、第２の実施の形態、および従来
の印字装置に搭載されるサーマルヘッドのドライバＩＣ
の電流対オン抵抗特性を説明する特性図

【符号の説明】

１ 発熱素子 ２ ドライバＩＣ ３，１０ ラッチ ４，１１ シフトレジスタ ５，７ 発熱素子 ６ 基本発色単位とする４ドット分の発熱素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドット密度が１ｍｍ当たり１２ドット以
   上に形成された複数の発熱素子と、この複数の発熱素子
   がそれぞれ１５ｍＡ以下の入力で駆動するように設けら
   れた複数の駆動素子からなり、上記発熱素子を複数個ま
   とめて基本発色単位として駆動して印字するようにした
   サーマルヘッドを用いてなる印字装置。
2. 【請求項２】 サーマルヘッドをライン型サーマルヘッ
   ドで構成した請求項１記載の印字装置。
3. 【請求項３】 シリアル印字データをクロック信号に同
   期して１ビットずつシフトして発熱素子に対応させるシ
   フトレジスタと、このシフトレジスタからの出力信号を
   一時的に保持するラッチとを有し、上記シフトレジスタ
   とラッチが隣接する２つの発熱素子に対して１ビットを
   割り当てるようにした駆動素子を用いた請求項１または
   ２記載の印字装置。