JPS63233855A - サ−マルヘツドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サーマルヘッドの駆動方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 第２図は、従来の薄膜型サーマルヘッドの断面を電圧印
加時の表面温度分布とともに示したものでおる。同図で
、１ａは電圧印加時の表面温度分布、１ｂは保護膜、１
Ｇは給電体、１ｄは抵抗発熱体、１ｅはグレーズ層、１
ｒはアルミナを示している。第２図から明らかなように
発熱体１ｄにより、発生する温度弁イ［は給電体１Ｃへ
の熱の逃げのため中心部にピークをもつ温度分布となる
こと、及び、給電体１Ｃと発熱体１ｄとの段差により給
電体端面での紙と発熱体との接触が悪いことなどにより
、印字したときのドツトの゛サイズ（画素サイズ）は発
熱体の幅（給電体１Ｃに覆われていない部分の、第２図
で左右方向の寸法）２．０゜よりも短くなる。このため
、仮りに副走査方向く第２図で左右方向）の画素ライズ
を１００μ７ｎとしたい場合には、発熱体の寸法は１２
０〜１８０μ７ｎと大ぎめにするのが一般的である。

第３図は従来の原模型サーマルヘッドの断面を示した図
でおる。同図で、２ａは保護膜、２ｂは抵抗発熱体、２
Ｃは給電体、２ｄはグレーズ層、２ｅはアルミナ基板を
示している。２ｇ１は抵抗体の幅、２ｆＪ２は、紙との
接触から、実際に印字されるドツトの寸法、即ち有効印
字サイズを示している。第３図から明らかなように、厚
膜型の抵抗体はかまぼこ形になり、紙との接触部は、山
の頂部だけとなり、発熱体寸法に対する有効印字サイズ
は一層小さくなる。

異なった大ぎさの発熱体における適正印字領域は、例エ
バ、画＠電子学会誌Ｖｏ１．１２．　Ｎ（１２゜６１〜
６８頁（１９８３年）、特にその６２頁に示されている
。

第４図はこれを示すもので、斜線を施した部分３ａ、３
ｂ、３ｃはそれぞれ、１　ＱＱμｎ四方。

３００μｍ四方、５００μｍ四方の発熱体の適正印字領
域を示している。第４図から明らかなように、発熱体面
積が大きくなると、印加電力も大きくなる。

従って比較的画素密度が低く、画素サイズが大きなサー
マルヘッドを実現するためには、かなり大きな電力を必
要とし、これらをＩＣドライバーチップで駆動するため
には、電流容量の大きなＩＣドライバーが必要でおる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上述べたように、従来の駆動方法では、１画素のサイ
ズ（印字サイズ）が大きくなるに従って、発熱体面積も
大きくしなければならず、発熱体面積を大きくすると、
これに伴いその印加電力も大きくしなければならないと
いう問題点があった。

上記のことは、厚膜サーマルヘッドでは、発熱体面積の
うち有効面積の占める割合が小さいので、特に問題であ
った。

この発明は、以上述べた画素が大きい時に、消費電力が
大きくなるという欠点を除去し、画素が小さい時と同程
度の消費電力で優れた印字を行うサーマルヘッドの駆動
方法を提供づることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のサーマルヘッドの駆動方法は、複数回の印字
で１画素を構成することを特徴とづるものである。複数
回の印字による１画素の構成は、例えば記録紙がある位
置におるときに印字を行ない、少しだけ記録紙を移動さ
せ、しかる後再び（同じデータで）印字を行なうことに
よってなされる。

〔作用〕

上記のように複数回の印字で１画素を構成することとす
ると、発熱体の面積が小さくても、画素を十分大きくす
ることができる。また、発熱体の駆動電力は小さくて済
む。

〔実施例〕

以下本発明の実施例として、第３図の厚膜型ラインサー
マルヘッドを用いて印字を行なう場合について詳しく説
明する。１ラインが１００個の抵抗発熱体を右し、この
１００個の発熱体が４つのブロックに分割されていて、
それぞれ２５個の発熱体が４つのドライバーＩＣで駆動
される。発熱体の配列ピッチは０．４４ｍであり、記録
紙上に０．４４Ｘ　Ｏ，３５＃の画素を形成するものと
する。また、１ラインの画素を形成するのに要する時間
を１４０ｉ　ｓｅｃとする。

第５図は上記したサーマルヘッドの駆動回路を示す。Ｄ
１〜Ｄ４はそれぞれ２５個の抵抗発熱体を駆動するＩＣ
で構成されたドライバー、Ｒは゛サーマルヘッドで、ド
ライバーＤ１〜Ｄ４の各々の２５個の駆動出力端子に２
５個の約４０００の抵抗発熱体１−１が接続されている
。Ｐｌは共通側電源電圧（ＨＤＶ）端子、Ｐ２はアース
接続端子、Ｐ３〜Ｐ６はドライバーＤ１〜Ｄ４に対する
エネーブル（［ＮＡＢＬＥ　）信号入力端子、Ｐ７〜Ｐ
１０はドライバーＤ１〜Ｄ４に対するラッチ（ＬＡＴＣ
Ｈ）信号入力端子、ＰｌｌはドライバーＤ１〜Ｄ４の論
理回路の電源端子、Ｐｌ２はデータをシリアルに入力す
るためのデータ入力端子（Ｓ　Ｉ　１　）、Ｐｌ３はク
ロック入力端子（ＣＬＯＣＫ）でおる。

データ入力端子Ｐ１２からのシリアルデータは４つのド
ライバーＤ１〜Ｄ４に並列的に入力され、２５ドツト分
の入力が終ると、ラッチ信号ＬＡＴＣＨが与えられたド
ライバー内でパラレルデータとして、ラッチされ、その
ドライバーに工、ネーブル信号ＥＮＡＢＬＥが与えられ
ると、２５個の駆動出力端子のうち、対応するデータの
ドツトが「１」のものから駆動出力が発生し、対応する
発熱体Ｈに電流が流れる。

４つのドライバーＤ１〜Ｄ４が、それぞれ該当するラッ
チ信号およびエネーブル信号で順に選択される。４つの
ドライバーによる印字駆動がすべて終ると、記録紙を所
定量例えば０．１７５ｍ移動し、再び同じデータで上記
と同じ印字駆動を行なう。

このように、同じデータににる印字を複数回、例えば２
回、くり返すことにより、画素を大ぎくすることができ
る。

第１図は、ドライバーをＤｌ、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４の順で
選択するとし、１画素を２度の印字（２度打ち）で構成
した場合の動作を表わす°。同図で、ｉは１〜４でドラ
イバーＤ１〜Ｄ４を指す。ｋは記録紙上のラインを表わ
す番号で１からｋ　ｍａｘまであるとする。ｊは記録紙
上の１ラインの印字のため各ドライバーによる１回目の
動作か２回目の動作かを表わす数値でｊ＝１又は２であ
る。

まず、初期化（１０２＞によって、ｉ、ｊ、ｋをすべて
Ｏとした侵、ｋ、ｊ、ｉにそれぞれ１を加え、ｋ＝１．
ｊ＝１．ｉ＝１とする（１０４゜１０６．１０８＞。ぞ
して、ｋ番目の（記録紙上の）ラインのｉ番目のブロッ
クのデータをデータ入力端子からドライバーＤ１〜Ｄ４
に印加する（１１０＞。そして、ｉ番目のドライバーＤ
ｉ（ｉ＝１〜４）にラッチ信号を与えてラッチさせ（１
”１２＞、エネーブル信号を与えて駆動電流を出力させ
る（１１４）。これを４つのブロックのずべてについて
くり返す（１１６）。４つのブロックについて上記の動
作が終ったら記録紙を所定量移動する（１１８）。そし
て、上記の動作が記録紙の１ラインに対して１回目のも
のか２回目のものかの判断をしく１２０）、１回目であ
ればステップ１０６に戻り、同一のデータで（即らｋを
変えることなり）、再度同様の印字を行なう（１０６〜
１１８）。２回目でおればステップ１０４に戻り、次の
ラインのデータを選んで、上記の同様の印字動作を行な
う。以上の動作は最後のライン（ｋｍａｘ）までくり返
される（１２２）。

第６図は、記録紙を移動させる駆動系の概略を示したも
ので、Ｒはサーマルヘッド、６１は感熱記録紙、６２は
プラテン、６３はステップモータを示している。このス
テップモータ６３は１パルスで１．８°回転するが、ス
テップモータ６３とプラテン６２の歯車画数比は、ステ
ップモータ６３に対する１パルスにより、記録紙が０．
１７５ｍ移動するように定められている。

第７図は上述のヘッドを用いて、１画素を２度打ちで構
成する場合の、ステップモータ６３の駆動パルスと、ド
ライバーへのエネーブルパルスを示すタイミングチャー
トである。４Ｓは、１ラインデータを印字するための時
間で、例えば、’１４０ｍ５ｅｃである。４ａは、ステ
ップモータの駆動パルスで必って７０ｉｓｅｃごとに、
１パルス与えられる。４ｂ〜４ｅは、それぞれ、ドライ
バーＤ”ｌ〜Ｄ４へのエネーブルパルスを示すものであ
り、周期は各々、７０７ｒＬＳｅＣ，パルス幅は各々１
５ＴｒＬｓｅｃである。パルス４ｂ、４０．４ｄ。

４ｅ相互間の時間差は１７．５１ＳｅＣである。

第８図は、第７図のタイムチャートに従って印字した時
の印字結果としての画素を模式的に示したものである。

まず同図（ａ＞で、ドツト群５ｂ１は、第７図のエネー
ブルパルス４ｂｌによって一斉に印字されたものであり
、同様にドツト群５ｃ１，５ｄｌ、５ｅ１は第７図のエ
ネーブル信号４Ｃ１，４ｄｌ、４ｅ１により印字された
ものである。また、ドツト群５ｂ２，５ｃ２．５ｄ２゜
５ｅ２はそれぞれ第７図のエネーブル信号４ｂ２゜４ｃ
２，４ｄ２，４ｅ２によって印字されたものである。そ
して、第８図（ｂ）に示すように、紙の移動方向になら
んだ２つのドツト、例えば５χ１．５χ２が１つの画素
ＰＸを構成する。

第９図は、上述のヘッドの印加電力に対する印字濃度（
ＯＤ）曲線を表したものであり、６ａは、発熱体幅（余
３図で２．１１１）３００μ７ｎのヘッドで２度打ち駆
動した場合の印字濃度を示す。印加パルス幅は１５ｍ５
ｅｃ　、ステップモータの駆動の周期は７０ｍ５ｅｃで
ある。６ｂは同一のヘッドを用いて一度打ち駆動した場
合の印字濃度を示す。

印加パルス幅は３０ＴｒＬｓｅｃ、ステップモータの駆
動の周期は１４０ｍ５ｅｃである。６ｃは比較のため、
発熱体幅を６００μ７ｎとし、１度打ち駆動した場合の
印字濃度を示す。発熱体幅を６００μｍとしたのは、実
験的に３５０μｍの画素を１度打ちで構成するには６０
０μｍの幅が必要だったためである。

第９図から理解されるように、１画素サイズが固定され
ているとすると、発熱体幅を狭くし、その分、１画素を
複数回に分けて、印字することにより、印加電力が小さ
くてすむという特性が認められる。

第１０図は、上述のヘッドを用いて、記録紙上の１ライ
ンを１４０Ｒ５ｅＣで印字することとした場合、１度打
ちから、４度打ちまで、分割数を変えた時の印字濃度を
示したものの一例である。第１０図かられかるように、
印字速度、画素サイズが決っている場合には、分割数の
最適値（図示の例では２）が存在するという特性が認め
られる。

これは熱伝導の立上り時間が存在するためと考えられる
。

［発明の効果〕 以上、詳細に説明したように本発明によれば、比較的画
素が大きいサーマルプリンタにおいて、発熱体面積を大
きくするかわりに、小さい発熱体面積のままで、１画素
を数回に分けて、印字するという駆動方法を用いること
により、低消費電力で印字が可能となる効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の駆動方法を示すフローヂ【・−ト、 第２図および第３図はサーマルヘッドの抵抗発熱体部分
を示す断面図、 第４図は抵抗値変化率を示す線図、 第５図はサーマルヘッドの駆動回路を示すブロック図、 第６図は感熱記録紙の駆動系を示す概略図、第７図はス
テップモータおよび抵抗発熱体の駆動のタイミングを示
すタイムチャート、第８図は２度打ちによる画素の構成
を模式的に表わす図、 第９図および第１０図は印加電力および分割数と印字濃
度の関係を表わす線図でおる・６１・・・感熱記録紙、
６２・・・プラテン、６３・・・ステップモータ、Ｄ１
〜Ｄ４・・・ドライバー、トド・・抵抗発熱体、２３〜
Ｐ６・・・エネーブル入力端子、Ｐ１２・・・データ入
力端子、Ｒ・・・１ノーマルヘツド。 Ｒ贋す−マルヘッド ２ノｌ：侘清シ束寸ｊ六 Ｚ７２：チβ勿〔０字寸法 厚層サーマルヘッド 羊　３　図 感熱記録紙　の、襲動糸 第６　図 ４ｄ　　　　　　　　　　４ｄ／　　　　　　　４ｄｚ
　　　　’５　、’ラインＩ：ｎ’：ｉ時間１４θプ５
４ｅ　　　　　　　　　４ｅｔ　　　　　　４ｄ２層動
のタイミング ＄　７　図 １■訃−１−Ｌ 、５／Ｚ 画素のａ底 第　８図 θ、／　　　　　０．２　　　　０．３　　　０．４印
７ＸＩｔ力（Ｗ／ｄｏｔλ Ｅｐｈａｉａ力とＥｎ字ａｌ１ 分割数（度Ｊ７う２ 分ｔ’Ｊ数と５１−ｆ　！　／ｆ ＄ＩＯ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 列状に配された複数の抵抗発熱体に選択的に通電して記
   録紙上に画素を構成するサーマルヘッドの駆動方法にお
   いて、 １つの画素を複数回の通電によって構成することを特徴
   とするサーマルヘッドの駆動方法。