JPH0543209U - 温度制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーマルヘッドの温度を制御する温度制御回
路に関し、周囲温度の変化に対しサーマルヘッドを所定
温度に制御して一定の印字品質を維持する。 【構成】 温度検出手段１は被温度制御体４（サーマル
ヘッド）の周囲温度を検出し検出信号ａを出力する。被
温度制御体４に配設された発熱手段３は、駆動信号ｂに
より発熱する。発熱手段３の発熱量ｔは、駆動信号ｂの
タイミングを可変することにより可変制御される。制御
手段２は、被温度制御体４の温度が所定の温度となるよ
う検出信号ａに応じて発熱手段３への駆動信号ｂのタイ
ミングを可変する。このとき制御手段２は、検出信号ａ
に応じて検出信号ａの変化量に対する駆動信号ｂのタイ
ミングの可変量を変化させるよう構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は温度制御回路に係り、特にサーマルヘッドの温度を制御する温度制御 回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より熱転写型プリンタが知られている。熱転写型プリンタは、インクリボ ンと被転写紙とを重ね合わせて適当な圧力を加えておき、インクリボンに塗布さ れた固体インクに外部から熱エネルギを加えて活性化して粘着性を増すことによ り被転写紙にインクを転写して印字するものである。したがって、印字の品質は 固体インクに印加される熱エネルギの大小に応じて変化する。

【０００３】 図５は従来の熱転写型プリンタのサーマルヘッドの温度制御回路の一例のブロ ック図である。同図に示した回路により、所望の文字を転写するようサーマルヘ ッドを通電制御するとともに、印字品質が一定となるようサーマルヘッドの温度 を制御する。

【０００４】 図５において、温度検出回路５１はサーマルヘッドの周囲温度に応じた信号を 検出する。この温度検出信号は比較回路５３により基準電圧回路５２よりの基準 電圧と比較される。そして、この比較誤差電圧によりＶＣＯ(Voltage Controled Oscilator，電圧制御発振器) ５４の発振周波数が可変制御される。

【０００５】 通電制御回路５５は、印字データｃをもとに所望の文字を転写するようサーマ ルヘッドの発熱抵抗体への通電タイミングを制御するとともにＶＣＯ５４の出力 発振信号の周期に応じてパルス幅が可変される駆動信号ｂを駆動回路５６に出力 する。駆動回路５６はこの駆動信号ｂによりサーマルヘッド５７が有する発熱抵 抗体を駆動し、サーマルヘッド５７は所定の温度とされて一定の印字品質を維持 しつつ所望の文字が印字される。

【０００６】 つぎに、図６は図５の温度制御回路の要部の具体的な回路図である。図６にお いて、温度検出回路５１と基準電圧回路５２と比較回路５３とを示している。

【０００７】 サーミスタＲthはサーマルヘッド５７の放熱板に設けられており、電源Ｖ_CC端 子とＯＰアンプ６１の非反転入力端子の間に抵抗Ｒ₁ と並列に接続されている。 ＯＰアンプ６１の非反転入力端子とグランドとの間には抵抗Ｒ₂ が接続されてい る。電源Ｖ_CCは、抵抗Ｒ₂ と上記の並列抵抗とにより分圧されている。

【０００８】 サーマルヘッド５７の周囲温度に応じてサーミスタＲthの抵抗値が変化するこ とによりこの分圧電圧が変化し、サーマルヘッド５７の温度が検出される。この 分圧電圧は、サーマルヘッド５７の周囲温度の検出電圧である。この検出電圧は 、ＯＰアンプ６１からなるボルテージフォロアと抵抗Ｒ₃ とを介して、差動増幅 器を構成するＯＰアンプ６３の非反転入力端子に入力される。

【０００９】 一方、直列に接続された抵抗Ｒ₄,半固定抵抗ＶＲ₁,抵抗Ｒ₅ により電源Ｖ_CCを 分圧して基準電圧を生成しており、半固定抵抗ＶＲ₁ より取り出された基準電圧 は、ＯＰアンプ６２からなるボルテージフォロアと抵抗Ｒ₆ とを介して、ＯＰア ンプ６３の反転入力端子に入力される。半固定抵抗ＶＲ₁ は、ＶＣＯ５４の入力 電圧に対する出力発振周波数のばらつきを補正し所定の出力発振周波数となるよ う調整するためのものである。

【００１０】 ＯＰアンプ６３は検出電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅し、ＶＣＯ５４に出 力する。なお、コンデンサＣ₁,Ｃ₂ はノイズ低減用である。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら従来の温度制御回路では、サーマルヘッドの周囲の温度が高くな ると、サーマルヘッドの周囲の温度の変化に対してＶＣＯの発振周期が非直線的 な変化となりサーマルヘッドの温度を一定に制御できない欠点があった。

【００１２】 図７は従来の温度制御回路の一例の、サーマルヘッドの温度を所定温度とする ときのサーマルヘッドの周囲温度Ｔａに対するＶＣＯの発振周期Ｔ_VCO を示す線 図である。同図に示すとおり、周囲温度Ｔａが−１０〜＋３０〔°Ｃ〕の時は、 発振周期Ｔ_VCO を約1.７〜0.９〔μＳＥＣ〕の間で周囲温度Ｔａの変化に対して 直線的に変化させることができる。

【００１３】 しかし、周囲温度Ｔａが＋３０〔°Ｃ〕以上になると、発振周期Ｔ_VCO が周囲 温度Ｔａの増加に対してしだいに緩やかな変化となるためサーマルヘッドの温度 を一定に制御することがが難しく、＋３０〔°Ｃ〕以上の周囲温度Ｔａに対して 印字品質を一定に維持することは困難であった。

【００１４】 上記の点に鑑み本考案では、サーマルヘッドの周囲温度が変化して高くなった 場合にも印字品質を一定に維持することが出来る温度制御回路を提供することを 目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

上記の問題を解決するために本考案では、図１に示す原理図のとおりに構成し た。

【００１６】 すなわち、被温度制御体４に配設されてなり駆動信号ｂにより発熱する発熱手 段３と、被温度制御体４の周囲温度に応じた信号ａを検出する温度検出手段１と 、検出信号ａの大きさに応じて検出信号ａの変化量に対して駆動信号ｂのタイミ ングの可変量を変化させた駆動信号ｂを発熱手段３に供給して被温度制御体４が 所定の温度となるよう発熱手段３の発熱量を可変制御する制御手段２とを設けて 構成した。

【００１７】

【作用】

上記構成の本考案によれば、温度検出手段により検出された被温度制御体の周 囲温度検出信号に応じて発熱手段の発熱量が可変されて被温度制御体の温度を所 定温度とするよう制御されるが、検出信号、すなわち被温度制御体の周囲温度に 応じて、被温度制御体の周囲温度の変化に対する駆動信号のタイミングの可変量 を変化させることにより、被温度制御体の周囲温度の変化に対する発熱手段の発 熱量の変化量が可変されるよう作用する。

【００１８】

【実施例】

図２は本考案の一実施例のブロック図、図３は本考案の一実施例の具体的な回 路図である。図２および図３中、図５および図６と同一構成部分については同一 符号を付してある。

【００１９】 図２において、温度検出回路５１よりの検出信号ａは、比較回路２２に出力さ れるとともに基準電圧回路２１に出力される。基準電圧回路２１は検出信号ａが 所定値より小さいときには小さい基準電圧を、所定値より大きいときには大きな 基準電圧を２とおりに切り換えて出力する。比較回路２２は、この出力基準電圧 と検出信号ａに応じた電圧とを比較し、誤差電圧を増幅して出力する。

【００２０】 なお、本実施例の回路装置は、基準電圧回路２１と比較回路２２とＶＣＯ５４ とパルス生成手段である通電制御回路５５とにより構成される制御手段と被温度 制御体であるサーマルヘッド５７とを有しており、サーマルヘッド５７には発熱 手段である発熱抵抗体が設けられている。

【００２１】 図３において、温度検出回路５１と基準電圧回路２１と比較回路２２とを示し ている。すなわち、サーマルヘッドの放熱板に設けられたサーミスタＲthの抵抗 値がサーマルヘッドの周囲温度に応じて変化すると、ＯＰアンプ６１は検出電圧 Ｖ_DET （検出信号ａ）を出力し、差動増幅器を構成するＯＰアンプ３３の非反転 入力端子に抵抗Ｒ₁₅を介して供給する。

【００２２】 また一方、ＯＰアンプ６１の出力は、理想ダイオード回路を構成するＯＰアン プ３１の反転入力端子に抵抗Ｒ₈ を介して供給されている。ＯＰアンプ３１の非 反転入力端子には、直列に接続された抵抗Ｒ_9,Ｒ₁₀により電源Ｖ_CCを分圧した電 圧が入力されている。

【００２３】 ＯＰアンプ３１の反転入力端子にはダイオードＤ₁ のカソードおよび抵抗Ｒ₁₁ の一端が、出力端子にはダイオードＤ₁ のアノードおよびダイオードＤ₂ のカソ ードが夫々接続されている。また、ダイオードＤ₂ のアノードには抵抗Ｒ₁₁の他 端が接続されており、ダイオードＤ₂ のアノードを出力端子とする周知の理想ダ イオード回路が構成されている。

【００２４】 この理想ダイオード回路の出力電圧は、非反転増幅器を構成するＯＰアンプ３ ２の非反転入力端子に抵抗Ｒ₁₂を介して入力されて増幅される。ＯＰアンプ３２ の増幅出力は、差動増幅器を構成するＯＰアンプ３３の反転入力端子に抵抗Ｒ₁₄ を介して供給され、ＯＰアンプ６１よりの検出電圧Ｖ_DET と比較される。

【００２５】 ＯＰアンプ３３は、検出電圧Ｖ_DET と基準電圧との誤差電圧を増幅してＶＣＯ ５４に供給し、ＶＣＯ５４は誤差電圧に応じた発振周波数の発振信号を出力する 。そして、図２に示した通電制御回路５５は、前述のとおりこの出力発振信号の 周期に応じてパルス幅が可変される駆動信号によりサーマルヘッド５７の発熱抵 抗体を駆動する。なお、コンデンサＣ₁,Ｃ₃,Ｃ₄ はノイズ低減用コンデンサであ り、省略できる場合もある。

【００２６】 つづいて、上記の本考案の一実施例になる温度制御回路のサーミスタＲthの温 度変化に対する回路動作について説明する。図４は本考案の一実施例になる温度 制御回路の、サーマルヘッドの温度を所定温度とするときのサーマルヘッドの周 囲温度Ｔａに対するＶＣＯ５４の発振周期Ｔ_VCO を示す線図である。

【００２７】 すなわち、サーマルヘッドの周囲温度Ｔａが低く図４においてＡ点よりも左側 の場合、つまり３０〔°Ｃ〕以下の場合には、サーミスタＲthの温度も低く抵抗 値が大きくなっているためにＯＰアンプ６１の非反転入力端子に入力される検出 電圧Ｖ_DET は低くなっている。

【００２８】 ところで、サーミスタＲthの絶対温度Ｔ〔°Ｋ〕における抵抗値Ｒ_T は、サー ミスタＲthの２５〔°Ｃ〕における抵抗値をＲ₂₅とすると次式で表される。

【００２９】 Ｒ_T ＝Ｒ₂₅ expＢ｛(1／Ｔ）−１／（２７３.1５＋２５）｝ (１) ただし、Ｂは２つの温度間における抵抗変化の大きさを表す定数である。

【００３０】 ＯＰアンプ６１の出力端子には入力電圧と同じ検出電圧Ｖ_DET 、すなわち、 Ｖ_DET ＝｛Ｒ₂ ／（Ｒ₂ ＋（Ｒ₁ //Ｒ_T ))｝Ｖ_CC (２) が出力される。ただし、Ｒ₁ //Ｒ_T は抵抗Ｒ₁ とサーミスタＲthとの並列合成抵 抗の抵抗値である。

【００３１】 このとき、検出電圧Ｖ_DET がＯＰアンプ３１の非反転入力端子の電圧Ｖ₁₀より も低くなるよう、抵抗Ｒ₁,Ｒ_2,Ｒ_9,Ｒ₁₀の値が選ばれている。ＯＰアンプ３１は 、出力端子の出力電圧が上昇して反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧と 等しくなるよう動作する。

【００３２】 したがって、ダイオードＤ₁ がオン、ダイオードＤ₂ がオフとなり抵抗Ｒ₁₁に は電流が流れないため、ダイオードＤ₂ のアノード電圧Ｖ_D2は、抵抗Ｒ_9,Ｒ₁₀に より設定されるＯＰアンプ３１の非反転入力端子の電圧Ｖ₁₀と等しくなり Ｖ_D2＝Ｖ₁₀＝｛Ｒ₁₀/(Ｒ₉ ＋Ｒ₁₀）｝Ｖ_CC (３) で表される。

【００３３】 一方、サーマルヘッドの周囲温度Ｔａが高く図４においてＡ点よりも右側の場 合、つまりＴａ＞３０〔°Ｃ〕の場合には、サーミスタＲthの温度は高く抵抗値 Ｒ_T が小さくなっているために、ＯＰアンプ６１の非反転入力端子に入力される (２) 式で表される検出電圧Ｖ_DET は高くなっている。

【００３４】 ＯＰアンプ６１の出力端子には、前記と同様に検出電圧Ｖ_DET が出力されるが 、このとき、検出電圧Ｖ_DET がＯＰアンプ３１の非反転入力端子の電圧よりも高 くなるよう、抵抗Ｒ₁,Ｒ_2,Ｒ_9,Ｒ₁₀の値が選ばれている。ＯＰアンプ３１は、出 力端子の出力電圧が下降して反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧Ｖ₁₀と 等しくなるよう動作する。

【００３５】 したがって、ダイオードＤ₁ がオフ、ダイオードＤ₂ がオンとなるため、抵抗 Ｒ₁₁がＯＰアンプ３１の利得に関与するようになる。このとき、ダイオードＤ₂ のアノード電圧Ｖ_D2は、 Ｖ_D2＝（１＋（Ｒ₁₁／Ｒ₉)）Ｖ₁₀−（Ｒ₁₁／Ｒ₉)Ｖ_DET (４) で表される。

【００３６】 すなわち、図４においてサーマルヘッドの周囲温度がＡ点よりも低いときには ダイオードＤ₂ のアノード電圧Ｖ_D2は（３）式で表され、Ａ点よりも高いときに は (４) 式で表されて（３）式よりも大きくなるようＯＰアンプ３１の利得がＡ 点を境に切り換えられている。

【００３７】 ここで、抵抗Ｒ_9,Ｒ₁₁の値を適当な値とすることにより、図４のＡ点より右側 におけるＶ_D2の変化率を適当な値とし、ＶＣＯ５４の発振周期Ｔ_VCO が、図４に 実線で示すとおりサーミスタの周囲温度Ｔａの変化に対して直線的に変化するよ うにできる。なお、図４中の破線は、図７に示した従来の温度制御回路の特性で ある。

【００３８】 これにより−１０〜＋６０〔°Ｃ〕の広範囲にわたってＶＣＯ５４の発振周期 Ｔ_VCO の直線性が改善され、この発振周期Ｔ_VCO に応じて駆動信号ｂのパルス幅 が可変される。そして、駆動信号ｂのパルス幅に応じて発熱量が可変制御される ようサーマルヘッドの発熱抵抗体が駆動されるので、周囲温度Ｔａの変化に対し てＶＣＯ５４の発振周期Ｔ_VCO を線形制御することにより容易にサーマルヘッド の温度を所定の温度とすることができて、印字品質を一定に維持することが可能 となる。

【００３９】 また、利得の異なる増幅器を２つ用意しておき、検出電圧の大小によりこれら の増幅器を継ぎ換えて比較回路の基準電圧を切り換えるようにしても同様の効果 が得られる。しかし、本実施例によれば１つの理想ダイオード回路により上記の 効果を得ており、回路の部品点数を少なくでき、装置の小型化、低コスト化に有 利な特長がある。

【００４０】

【考案の効果】

上述の如く本考案によれば、温度検出手段による検出信号、すなわち被温度制 御体の周囲温度に応じて、被温度制御体の周囲温度の変化に対する発熱手段の発 熱量の変化量が可変されて被温度制御体の温度が所定温度となるよう制御される ため、制御手段が検出信号に対して非線形の出力応答を示す回路等を含んでいて も、検出信号の変化量、すなわち被温度制御体の周囲温度の変化量に対して発熱 手段の発熱量の変化量が直線的に変化するようにできるので、被温度制御体の温 度を容易に所定の温度に制御することが可能となる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理図である。

【図２】本考案の一実施例のブロック図である。

【図３】本考案の一実施例の具体的な回路図である。

【図４】本考案の一実施例のサーマルヘッドの周囲温度
Ｔａに対するＶＣＯの発振周期Ｔ_VCO を示す線図であ
る。

【図５】従来の温度制御回路の一例のブロック図であ
る。

【図６】従来の温度制御回路の一例の具体的な回路図で
ある。

【図７】従来の温度制御回路の一例のサーマルヘッドの
周囲温度Ｔａに対するＶＣＯの発振周期Ｔ_VCO を示す線
図である。

【符号の説明】

１ 温度検出手段 ２ 制御手段 ３ 発熱手段 ４ 被温度制御体 ５１ 温度検出回路 ２１，５２ 基準電圧回路 ２２，５３ 比較回路 ５４ ＶＣＯ ５６ 通電制御回路 ５７ サーマルヘッド Ｒth サーミスタ ａ 検出信号 ｂ 駆動信号 Ｖ_DET 検出電圧（検出信号）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被温度制御体に配設されてなり駆動信号
   のタイミングに応じて発熱する発熱手段と、 該被温度制御体の周囲温度に応じた信号を検出する温度
   検出手段と、 該検出信号の大きさに応じて該検出信号の変化量に対し
   て該駆動信号のタイミングの可変量を変化させた該駆動
   信号を該発熱手段に供給して該被温度制御体が所定の温
   度となるよう該発熱手段の発熱量を可変制御する制御手
   段とを具備してなる温度制御回路。
2. 【請求項２】 前記制御手段は前記検出信号に応じて異
   なる基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、前記検出
   信号に応じた電圧と該基準電圧との差の電圧に応じた誤
   差電圧により発振周波数が制御される電圧制御発振器
   と、該電圧制御発振器の発振信号の周期に応じたパルス
   幅のパルスを生成するパルス生成手段とを有してなる請
   求項１記載の温度制御回路。