JPH115325A - サーマルプリンターの電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の発熱素子をライン状に配列して画像デ
ータに応じて発熱させ記録紙に画像を記録するサーマル
プリンターの場合、同時に多数の発熱素子で記録する場
合と同時に少数の発熱素子でしか記録しない場合の濃度
変動を小さくするサーマルプリンターを提供する。 【解決手段】 サーマルヘッド５のヘッド温度調節用の
ヒーター４と電源１をつなぐ電源接続線２と、サーマル
ヘッドと電源をつなぐ電源接続線２とを共用にしたこと
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルプリンタ
ーの電源回路、特に発熱素子で構成するサーマルヘッド
により画像を記録するサーマルプリンターの電源回路に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のサーマルプリンタは、複数の発熱
素子をライン状に配列したサーマルヘッドを用いて、サ
ーマルヘッドを記録紙に対して副走査方向に相対的に移
動させながら、各発熱素子に画像データに応じて通電し
て発熱させ、記録紙にインクドットを記録している。サ
ーマルヘッドによる記録方式には、発熱素子の熱によっ
てサーマルヘッドで感熱紙を直接加熱して可視像を形成
する感熱記録方式と、フィルムベース上に塗布された昇
華性または熱溶融性のインクを普通紙に転写する熱転写
記録方式とがある。

【０００３】いずれにしても、サーマルプリンタの発熱
部は基本的に抵抗体であり、この抵抗体に電圧を印加し
て抵抗に流れる電流によるジュール熱でサーマルヘッド
を加熱させるもので、図４の従来のサーマルヘッドの概
略図に示すように、サーマルヘッド５はヘッド加熱用の
発熱素子Ｈ1 ・・・Ｈn とスイッチＳ1 ・・・Ｓn との
直列回路を多数並列配置したもので、スイッチＳは高速
度の半導体スイッチング素子で実現している。そして多
数のサーマルヘッドのうち印字を行うサーマルヘッドだ
けスイッチＳがＯＮして、そのスイッチと直列関係にあ
る発熱素子Ｈに電源電圧Ｅから電流が供給されて発熱
し、熱転写による印字が行われる。

【０００４】ところで、このサーマルヘッド５の発熱素
子Ｈ1 ・・・Ｈn を同時に多数駆動した場合と、少数し
か駆動しなかった場合では、同じストローブ時間でもプ
リントされる濃度や面積が変わってしまうことがある。
これは印字率ムラ、又はオンレシオのムラと呼ばれるも
ので、それの発生理由は、サーマルヘッド５に流れる電
流Ｉ0 が多くなると電源や電線又は配線パターン中での
抵抗分ｒ0 による電圧降下（Ｉ0 ×ｒ）が大きくなり、
逆に少数しか駆動しなかった場合は抵抗分ｒ0による電
圧降下（Ｉ0 ×ｒ）が小さく、したがって各発熱素子に
印加される電圧が前者の場合は大きく下がって発熱エネ
ルギーが低下してしまい、また後者の場合は各発熱素子
に印加される電圧が前者と比べると上がって発熱エネル
ギーが増加することによる。

【０００５】一方、記録による発熱のためにヘッド自体
の温度が変化してしまって、プリント中に温度変動が発
生することによっても、濃度や面積が変わってしまうこ
とがある。これはヘッド温度ムラとよばれるもので、こ
うした印字率ムラとヘッド温度ムラは、温度変化によっ
て発熱素子の抵抗値も変化するので因果関係にある。こ
うした不都合の防止策として、従来のサーマルプリンタ
はサーマルヘッドに加熱用ヒーターを別途搭載して、動
作温度を温度センサーにより検出しながら常に一定の設
定温度（例えば５０°Ｃ）を維持するような制御を行っ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
タイプのサーマルプリンターの電源回路の有する上記問
題点を解決するものであって、簡単な構成でヘッド温度
ムラ、印字率ムラを低く抑えて電力消費量を低減できる
サーマルプリンターの電源回路を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明によれば、複数の発熱素子を走
査方向にライン状に配列し、各発熱素子を画像データに
応じて発熱させて記録紙に画像を記録するサーマルプリ
ンターにおいて、サーマルヘッドのヘッド温度調節用の
ヒーターと電源をつなぐ電源接続線、および前記サーマ
ルヘッドと電源をつなぐ電源接続線を共用とすることを
特徴としている。また、請求項２記載の発明によれば、
前記サーマルプリンターの電源回路において、前記ヒー
ターは正特性サーミスタで構成することを特徴ととして
いる。このように、本発明によると、どのみち必要であ
った加熱用ヒーターを従来のように電源に別途接続する
のではなくて、サーマルヘッドの発熱素子用の電源接続
線に加熱用ヒーターを接続して、加熱用ヒーターの電流
をこの電源接続線に流すようにしたのである。このよう
にしたことにより、サーマルヘッドの発熱素子を少数し
か駆動しなかった場合でも、別途加熱用ヒーターによる
電流が電源接続線に流れているため、サーマルヘッドの
発熱素子を多数駆動した場合と比べたサーマルヘッドの
電圧変動率が大きくならず、したがってプリントされる
濃度や面積の大きな変化をなくすることができる。

【０００８】具体的な回路としては、ヘッド温度調節用
の加熱用ヒーターとして正特性サーミスタのフレキシブ
ル・ヒータをサーマルプリンタ上面全体に密着配設し、
このヒータとサーマルヘッドとを共通電源よりコネクタ
等の中継部品を介して並列接続となるように接続してい
る。ヘッド温度調節用の加熱用のヒータ−はサーマルヘ
ッドを動作温度まで加熱し、温度上昇が設定温度を超え
たらサーミスタ特性によって抵抗値が増加して電流を制
限し、加熱温度を低下させように動作する。このよう
に、このヒーターはサーマルヘッドと同一電源に並列接
続されて電源接続線を共用にしたので、濃度変動を抑え
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図３は本発明のサーマルヘッ
ドとヒーターとの接続図である。同図において、電源
１、サーマルヘッド５、電源接続線抵抗分ｒ0 は図４と
同じであり、本発明によれば、図４のサーマルヘッド５
に並列にヘッド温度調節用の加熱用のヒーター４を接続
したことを特徴としている。このようにすることによ
り、ヘッド温度調節用の加熱用のヒーター４に流れる電
流が電源接続線抵抗分ｒ0 に流れているので、サーマル
ヘッドの発熱素子が少数しか駆動されないときであって
も多数駆動時と比べてヘッドに印加される電圧変動が小
さくなり、印字率ムラが少なくなる。

【００１０】図１は本発明の実施の形態に係るサーマル
プリンタの電源回路の外観構成図である。図１におい
て、同一電源としての電源１は、例えば、１５．５Ｖ、
２５Ａといった直流電源である。電源１から電源接続線
である電源ケーブル２により中継部品のコネクタ３を介
してヒーター４とサーマルヘッド５とが並列に接続され
ている。ヒーター４はサーマルヘッド５の加熱用ヒータ
ーで、上記のように温度が上昇すると抵抗値が高くなっ
て発熱が抑えられるサーミスタ特性を有する自己温度調
節できるヒーター４で実現すると、温度調節器などを別
途配置することが不要となるため効果的である。

【００１１】つぎに動作について説明する。本発明の実
施例では、サーマルヘッドの発熱素子数が３６４８個、
抵抗値が３５５０オーム、動作電圧１５．５Ｖ、記録材
料として多色カラー用リボン、カラー用レシーバシー
ト、加熱用ヒータはフレキシブル・ヒーターで温度制御
設定は５０°Ｃという条件のサーマルプリンタを使用し
ている。先ず、電源１よりケーブル２を介してサーマル
ヘッド５に１５．５Ｖの電圧を供給すると、未だ記録信
号（ストローブ信号）は印加されていないので、サーマ
ルヘッド５には電流は流れず、温度調節用のフレキシブ
ル・ヒーター４にのみ５Ａ程度の電流が流れて、サーマ
ルヘッド５を温度制御設定５０°Ｃ近辺まで加熱する。
各種の位置決め制御が終了してサーマルヘッド５の温度
制御設定が５０°Ｃに達したら、画像記録をスタートさ
せ、リボンかたレシーバシートに熱転写する。熱転写が
行われている最中に、サーマルヘッド５が濃度に応じた
発熱エネルギーで温度が設定値以上に上昇すれば、ヒー
ター４は正温度方向のサーミスタ特性を持っているので
自動的に電流を制限して加熱温度を下げる方向に動作し
て、サーマルヘッド５が温度制御設定５０°Ｃ前後で動
作するように補正する。

【００１２】このようなサーマルヘッド５で多数ヘッド
を同時駆動した場合は、大電流が抵抗分ｒ0 に流れ、こ
れによる電圧降下（Ｉ0 ×ｒ）は大きい。一方、少数ヘ
ッドを同時駆動した場合はヘッドに流れる電流の総和は
非常に小さいが、抵抗分ｒ0に流れる電流はサーマルヘ
ッド５の加熱用ヒーター４を流れる電流との総和である
から所定の電流が抵抗分ｒ0 に流れることとなる。した
がってこれによる電圧降下（Ｉ0 ×ｒ）は少数ヘッド同
時駆動時のヘッド電流のみによる従来の電圧降下（Ｉ0
×ｒ）と比べるとかなり大きくなり、したがってサーマ
ルヘッドに印加される電圧も多数ヘッド同時駆動の場合
と比べて大きく変わることはない。したがって、印字ド
ットの大きさ（すなわち、印字率ムラ）に大きな差は無
くなる。

【００１３】以上の動作結果を従来例と比較して表に示
したのが表１である。左欄は、従来１でサーマルヘッド
に温度調節用のヒーターが無い場合、中欄は、従来２で
サーマルヘッドに温度調節用のヒーターを別配線で設け
た場合、右瀾は本発明でサーマルヘッドとヒーターとを
共通接続線に接続した場合を示している。

【００１４】

【表１】

【００１５】従来１と従来２は黒ベタのプリントの場
合、１５．９Ａのストローブヘッド電流が流れ、プリン
トなしのときはストローブヘッド電流は０Ａであるのに
対して、本発明の場合は黒ベタのプリントの場合、２
０．９Ａのストローブヘッド電流が流れ、プリントなし
のときも温度調節用のヒーターを流れる電流５Ａが流れ
ている。これの意味するところは、サーマルヘッドが少
数しか駆動されないときは、従来１と従来２ではヘッド
電流は０Ａ近傍しか流れないのに対して、本発明の場合
は５Ａ以上が共用配線に流れることを意味する。したが
って、サーマルヘッドに印加される電圧変動率が従来１
と従来２は大きい（すなわち印字率ムラが大きい）のに
対して、本発明の場合は小さい（すなわち印字率ムラが
小さい）こととなる。表の最下段に印字率ムラの結果が
示されている。表１からわかるように、従来例１は印字
率ムラが大きく（×）、従来例１は温度調節電流で補正
している分だけ若干従来例１よりは印字率ムラが少ない
が依然大きいことに変わりはない（×）。これに比して
本発明の実施の形態では、電源接続線を共用してヒータ
ー電流を流しているので、サーマルヘッドが少数しか駆
動されないときであってもヒーター電流が流れているた
め多数駆動時と比べたヘッドに印加される電圧変動率は
従来１と従来２と比べて小さくなり、したがって印字率
ムラが少なくなる（○）。

【００１６】図２は、従来例と本発明の多数ヘッド駆動
時と少数ヘッド駆動時との印字ドットの大きさ（すなわ
ち、印字率ムラ）を分かりやすく図示したものである。
図２（Ａ）が従来例で、そのうちは上から第４列まで
は、横列の中央部付近だけ所定エネルギのドットを所定
数打ち、それ以外の左右は同時に黒ベタ印刷した場合
（言い換えれば、多数ヘッド同時駆動時）、は第５列
から第８列までの中央部付近だけと同じ位置に同じエ
ネルギのドットを所定数打ち、それ以外の左右は印字無
しにした場合（言い換えれば、ごく少数ヘッドだけの駆
動時）を示している。図２（Ｂ）は本発明で、そのは
図２（Ａ）のと同じく上から第４列まで列の中央部付
近だけ所定エネルギのドットを所定数打ち、それ以外の
左右は黒ベタ印刷した場合、も図２（Ａ）のと同じ
く第５列から第８列までの中央部付近だけと同じ位置
に同じエネルギのドットを所定数打ち、それ以外の左右
は印字無しにした場合を示している。図２から分かるこ
とは、図２（Ａ）の場合、の黒ベタ印刷と同時に印刷
される中央部付近のドットは、サーマルヘッドに印加さ
れる電位が大きく降下するためのドットと比べてわか
るように、十分な大きさのドットが得られないが、これ
に対して、図２（Ｂ）の場合は、の黒ベタ印刷時のド
ットものドットも共に十分な大きさのドットが得られ
る、ということである。

【００１７】第２の実施の形態として、サーマルヘッド
の発熱素子が多数駆動される場合には、ヘッドドライバ
からの信号で加熱用ヒーターへの供給を遮断するように
する。このようにすると、もともとサーマルヘッドの発
熱素子からの熱が発生するので、加熱用ヒーターによる
加熱が抑えられてもよく、しかもヘッドの多数駆動時と
少数駆動時の電圧変動率がさらに小さくなるのでよりい
っそう印字率ムラが少なくなるばかりか、加熱用ヒータ
ーによる加熱が中断するのでさらに省エネにもなる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共通電源に対して温度調節用のヒーターとサーマルヘッ
ドを並列に接続して電源接続線を共用にしたので、ヘッ
ド温度ムラあるいは印字率ムラによる濃度変動が少なく
なり、高価な電源、部品および電線が要らなくなってコ
ストダゥンが実現でき、消費電力を低減するすることが
可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るサーマルプリンター
の電源回路の構成図である。

【図２】図１に示すサーマルヘッドの印字率ムラの目視
判定図である。

【図３】本発明のサーマルヘッドとヒータとの接続図で
ある。

【図４】従来のサーマルヘッドの接続図である。

【符号の説明】

１ 電源 ２ ケーブル ３ コネクタ ４ ヒーター ５ サーマルヘッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発熱素子を走査方向にライン状に
   配列し、各発熱素子を画像データに応じて発熱させて記
   録紙に画像を記録するサーマルプリンターにおいて、サ
   ーマルヘッドのヘッド温度調節用のヒーターと電源をつ
   なぐ電源接続線、および前記サーマルヘッドと電源をつ
   なぐ電源接続線を共用とすることを特徴とするサーマル
   プリンターの電源回路。
2. 【請求項２】 前記サーマルプリンターの電源回路にお
   いて、 前記ヒーターは正特性サーミスタで構成することを特徴
   とする請求項１記載のサーマルプリンターの電源回路。