JPS5865681A - サ−マルプリンタの駆動回路 - 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】 本発明は、サーマルプリンタの駆動回路に関する。

第１図は、従来の熱ベンの定温制度制御回路の一部であ
り、特公昭５５−１５！５７８にて公知されている回路
である。第１図の回路を多少変更することＫよりサーマ
ルプリンタに応用することが可能であり、この時の不具
合点について以下に詳述する。１＃′ｉ電池等の変動要
素を持っｒｅで電圧Ｖｃ會発生する。２Ｆｉ抵抗ｅｉｂ
＊ｓＦｉコンデンサ、該コンデンサは前記抵抗１１２ｔ
−介して電源１に直列に接続され、スイッチ４が前記コ
ンデンサ５に並列接続されて、上記回路によって充放電
回路１１を形成する。５は前記スイッチ４を一定周期で
開閉するスイッチ駆動−路、６は電圧比較回路、７は基
準１１１ａｓ　　ａ＃ｉ可変分圧器をそれぞれ示してい
る。

９は熱ベン％１０＃ＪｉＭベン９のスイッチで電圧比較
回路６の出力によってオン、オフされ、熱ペン９の湯度
ｔ−電源電圧Ｖｃ　の変動に−よらず、一定一度に保九
れるよう作動する。第１図をサーマルプリンタに応用す
るには、熱ペン９に相当する発熱素子の数を増し、選択
的にスイッチ１０を制御する回路眸が必要であるが、一
定温度に熱して安定し次印字品質を得る原理は変らない
、第１図に於けるスイッチ４を瞬時オンしてコンデンサ
５を放電し、基準電源７の電圧を可変分圧器８によって
分圧され九電圧Ｅまでの充電時間ｔｆ：電圧比１１！回
路６によって取り出し、加熱時間ｔだけ一定周期Ｔとと
にスイッチ１０をオンし熱ペンの温度制御をする。

＠２図は、加熱時間ｔと１１１源電圧Ｖａの関係を示す
図で、電源電圧が高いＶ！の時は充電時間が速くなり、
加熱時間は短いｔｌとなり電源電圧が低いｖ冨のｔ＊Ｆ
ｉ、加熱時間は長いｔｌとなる。

熱ペンの抵抗値ｆｒとすると、熱ペンに加えられた単位
時間当りのエネルギ（Ｐｗ）Ｆ１次式（１）で示Ｖｃ”
　　ｔ される＊　Ｐ　”−ＴＸ　Ｔ　　　（１１瀉変が一定に
なる九めＫは、エネルギが一定であれば良いからその時
のｔと’Ｖｏの関係は、Ｖａ富ｘｔ−一定□（２） となれば良い、このような電圧とパルス幅を有する回路
の特性ｔ−都エネルギ特性と呼ぶ事にする。

＃１１図に示す回路の加熱時間ｔＶｉ、コンデンサ５の
容量ｆ：Ｃ１抵抗器２の抵抗値、ｔ−Ｒとすると（３）
式で表わされる。

ｔ＝−ｎ−Ｒｌｎ（１−−）　　　ｆ３１ｃ これｔＸｍＫＶｅ／Ｍ　　７１１Ｋｔ／ｃ−Ｒｆ：対数
目盛ＶＣとって示したのが第Ｓ図である。１２は（３）
式をＣＲで除した轡Ｉｌｌ―線であり、１５け傾きが−
２の直線である。この直＠１１と平行な点の軌跡の関係
式社次式（４）で表わされる。

ｙ町−ν　　　α露定数□（４） すなわち井濶度特性のｔとＶｃの関係式（２）も式（４
）と四じでありｓｗｅａｌｓと平行な軌跡でＦｉｌｉｔ
が一定である０％性−線１２の直線１３［平行に近似で
きる部分はＰ点から９点でめり、Ｘの値にしてｘ−１，
５〜１４　＠ｇである。いま仮に電源をマンガン電池４
本ｔすると、初期値＃ｉ瓜ＳＶ＠度でＶ。

ありこの時、ｘ　−／ｌ冨１，６　　となるので。

ｍ−ｔｏ６（ｖ）となる。　ｘｍ１３のとき　ＩＣ−４
，０４であればその時のＶａは約ａ３（Ｖ）となる、す
なわち、４５（Ｖ）〜’ｈ　ｓ　（ｖ）程度しか勢潟度
駆動ができないということである。一般にマンガン電池
でＦｉ。

８ＵＭ　５に於いて［Ｌ５Ω徨度の内部抵抗があり、サ
ーマルプリンタのように、熱ペン９に相当する発熱要素
が複数個存在し、かつ１８１時に通電される時には、電
圧降下が着るしいため、もつと広い電圧範囲にわたって
等エネルギ特性を有する回路が必要である。又、サーマ
ル１リンメのように、与えたエネルギを瞬時に熱に変え
、ドツトを形成して行くような方式では、エネルギの差
が微少であっても印字品質に大きく影響を与えるため、
もつと＠＠５２ｆＣ近い特性音必要とする。加えて特性
曲線５１の湾曲方向が電圧が高くても低くても双方にエ
ネルギ過多の方向となっているため、サーマルプリツメ
の発熱ｖＩ！素のように破壊しやすい発熱体を制御する
には不向きである。このような不具合点を解消するため
に、定電圧回路管用いて、サーマルプリンタの発熱要素
のように破壊しやすい発熱体を劃−するＫＦｉ不向きで
ある。このような不具合層管解消する九めに、定電圧回
路を用いて、サーマルプリンタ管駆動する方法も考えら
れるが、電源を電池で駆動する場合には、を灘回路ＶＣ
よる電力損失が大きく、電池駆動に不向きである。又シ
リアル方式によるサーマルプリンタの多くＦｉ、発熱ヘ
ッドの蓄熱効果によって、文字の書き初めが薄く、ヘッ
ドの移動に従って濃くなり。

場合によっては、ドツトかにじんで見ずらくなるという
現象もめった０本実ａＡＦｉこれらの種々の間一点管簿
決しようというものである。

本発明の目的は、従来の定１１＆制御回路の特性を大幅
に＆ｌＩＬ、サーマルプリンタのマンガン電池駆動を可
＊にするサーマルプリツメの駆動回路を提供することＫ
ある。

ＷＫ他の目的は、電力消費が少なく、安価なサーマルプ
リンタの駆ｌ１１１８１ｗ１１ｋｌ！供することＫある
。

以上に本実−によるサーマルプリツメの駆動回路を詳述
する。

＃１４図は本発明によるサーマルプリンタの駆動囲路の
一実施ＩＰＩｌを用いた電子卓上計算機（以下電卓と称
す）の回路図の略図である。２１ｉ；ｉ電圧Ｖｃを発生
するＩｌｔ源でるり、２２Ｆ！定電圧手段の一種である
ゼナーダイオード、２５は調整用の抵抗器、２４Ｆｉコ
ンデンサである。ゼナーダイオード２２、抵抗器２５、
コンデンサ２４を基本の構成＊素とする直列回路２６と
、ゼナーダイオードのゼナー電圧Ｖｇ　ｆ安定させるた
めに設けられた抵抗器２５とを合わせて充電回路を形成
し、Ｗｌ源２１に直列に挿入されている。ゼナーダイオ
ード２２と調整用の抵抗器２６との結合点を分圧点日と
する。

２７＃ｉコンデンサ２４の電荷ｔ−瞬時に放電するスイ
ッチングの一種であるトランジスタで、過電流防止用の
抵抗器２８會ブｒして、コンデンサ２４　Ｊ／Ｃ並列に
接続されている。トランジスタ２７と抵抗器２８とによ
って放電回路を形成している。２９け、前記定電圧手段
２２と抵抗器２５との直列回路を開閉するノイズ防止用
のトランジスタであり、５０は過ｔ＊保護用の抵抗器で
ある。このトランジスタは、定電圧手段２２の両端を直
接開閉するように接続しても良い、３１Ｆｉコンデンサ
２４の−ｆｆｉｌｔレベルに応じてオン、オフするスイ
ッチングトランジスタであり、３２はその負荷抵抗器で
ある。スイッチングトランジスタの出力を抵抗器５５を
介して、前記ノイズ防止用のトランジスタ２９のペース
に接続しである。前記充電回路、放電回路とスイッチン
グトランジスタ３１と、ノイズ防止用のトランジスタ２
！とを主な構成要素として通電幅制御１０１路３４ン形
成している。５５は、スイッチングトランジスタ５１の
出力に接続されたバッファでるる、３６は発熱要素、５
８は発熱要素５６への通ＩＩｔ制御する通電制御手段の
一種でろるトランジスタであり、５９は所定の文字を形
店する光めの信号ｔｉ生する文字信号発生装置である。

−ツ７アｓ５と文字信号発生装置３９とのアンドゲート
４０により、トランジスタ３８のオン時間が決定され所
定の文字が彩度される。５７は発熱要素を配曾した発熱
ヘッドを表わしている。

４１は、印字位置に対応した信号を発生する位置検出器
であり、ｆｌｐＵ４２に対し−て信号を伝達するととも
に放電用のトランジスタ２７ｔ−瞬時オンする信号を発
生している。放電時間はコンデンサの容量によっても違
うが一般に数十μ戴の時間で良い。

次に、通電幅制御回路５４の動作について＃！５図を用
いて詳述する。

第４図の分圧点８点の電位をＶｓとするとＶ−は（５）
式で表わされる。

Ｖ　ｓ　ｍ　Ｖ　ｏ　−Ｖ　ｖｓ　−・−・−−−−ｆ
５１この時、スイッチングトランジスタ３１の出力パル
ス幅ｔ−ｔとするとｔＦｉ（６）式で表わされる。

を−−０・Ｒｔ　ｎ　（１−ｖｏ−ｖ２）・・・・・・
・・・（６）１Ｃは、スＡノツｆＭ−クニ＋ランジスタ
３１のペースエミッタ間電圧であり、ＶｚＦｉ定電圧手
段２２の端子を圧である。ＯＶｉコンデンサ２４の［、
Ｆｌは調整用の抵抗器２３の値である。

第５図は、・通電幅制御回路５４のパルス＆１とｍａｔ
圧Ｖｃ　　との関係を示すグラフでろり％第３図と同様
の目盛りを使用している。ｘ　ｗ　Ｖｃ／ｌの時の、実
際の充電上＠Ｖｓによって求めたｙ値をあてはめて１％
性−線を描いたものであり、基準電圧ｌは一般［ａ７７
＠度であり、ゼナーダイオード２２のゼナー電圧は最大
２．５（Ｖ）を有するものである。第Ｓ図と同一物は四
一番号で示している。

実線で示された特性−＠６１は第４因に示された通電幅
制御回路の特性を示すものであり、６２け、傾き−２の
直線である。特性曲線６１の直線６２に近似される範囲
は、１点から１点であり、Ｘの値で瓜６〜ｔ２であゐ、
これｔ−Ｖ微電圧に換算すると、＆４（Ｖ）〜４．６（
７）となり、勢エネルギ特性の範囲が従来の一路に比蒙
し大幅に広がっている。

一般に発熱要素５６への通電時間が延びるほど熱の発散
も大きくなる九め、エネルギを冬目に投入してやる必要
があり、このような特性の調整は、ゼナーダイオード２
２の定電圧値の費更や、基準電圧１の調整棒で浮島に対
処することが可能である。

ノイズ防止用のトランジスタ２９＃ま、特性Ｖｃｔ”ｈ
とんと関与するものではなく、次のような理由で設けら
れている。すなわち発熱１．＄５６への通電が重なって
大きなｍｆＩＬｔ−流すと、マンガンｗＩＬａではその
内部抵抗によって電位が急激に低下したりする。ｔた電
池の終了近くでも低い電圧状態となっている。この時、
分圧点Ｓで＃″を更に低い電圧となっていて、スイッチ
ングトランジスタのペースエミッタ間電圧に近い状態と
なることもある。このような低い電圧状態の時に、サー
マルプリンタ等に一般に良く用いられている］）（１モ
ータから発生するノイズ等によって、スイッチングトラ
ンジスタのオン状態が逆転し、本来印字すべき時間でな
い時に、印字信号が出され謡印字となることがある。こ
れはスイッチングトランジスタへのペース電流の供給が
足りないため−である。

本発明は、このような不具点金も解消するものでらり、
パルス幅制御回路５４の放電用のトランジスタ２７への
入力が発生しスイッチングトランジスタがオフ状態から
オン状態となった後は、ノイズ防止用のトランジスタ２
９がオンし、充分なベース電Ｒをスイッチングトランジ
スタ５１へ供給することにより、ノイズによる誤動作管
防止することができる。

第６園は、本発明による他の実施例のサーマルプリンタ
の駆動−路を用いた電卓の回路図の略図であり、第４Ｉ
ＩＪと同一物は同一番号にて示し、以下に詳述する。

第４図の定電圧手段２２は、第６図に於いて、トランジ
スタ５Ｂ、抵抗器５６．５７によって構成された絡１の
定電圧手段５４と置き換っている。

このような電圧を可変できる定電圧手段を用いることＫ
より１％性ＹｔＩＩＩｌ―することが容易となる。

また、第１の定電圧手段５４と直列に、抵抗器２５とｗ
ｉ２の定電圧子＠ＳＳが接続され、Ｗ株間に挿入されて
いる。このよう４ＣＩ＃続するととＫよの、分圧点８点
の電位は、電源電圧ｖＣが下降してｔ定電圧゛手段ｓ５
の電位に近づ（とこの電位を一定時間＃ＩＩＩＰＩｉす
ることができ、第５図の特性曲線７１のように、Ｌ点の
ＩＩｓで直＃６２に近い特性となり、等霞度な印字が広
い電圧範咄に於いて可能となる。２？＃ｉ、ノイズ防止
用のトランジスタであり、ａｉｔの定電圧手段５４の両
端、を開閉する如く接続されている。５８．５？！イン
バータであり。

スイッチングトランジスタｓ１の出力をこのインバータ
５８．５？ｉ介してノイズ防止用のトランジスタのベー
スの入力信号としている。陶、６５祉１％性を微調した
い時に挿入する定電圧手段の一種であるダイオードでめ
る０次に、６０はサーマルプリンタに一般的に用いられ
るＤＯモータであり、この軸上に、マグネット６１が同
着され、磁気ヘッド６２によって、一般に、サインカー
ブの波形を得る。６５は、この出力波形管整形し、コン
デンサ２４ｔ−瞬時放電する信号を発生するタイミング
シグナル発生回路であり、マグネット６１磁気ヘツド６
２、タイミング−シグナル発生回路とＫよって位置検出
器６４を構成している。

一般には、タイミングシグナル発生回路では。

磁気ヘッドの波形を整形し、○ＰＴ７によってこの信号
を取り込み、この信号に同期して、新たにＯＰ１］から
放電用のトランジスタ２７への信号奮発することが多い
。

５１け１通電幅制御回路ｓ４へのｔＳの供給をオン、オ
フする電源供給トランジスタであｒ）％サーマルプリン
タ管使用しない時は、電源をオフし、無駄な電力を消費
しないために設けられている。

５２Ｆｉ、電誰供給トランジスタを駆動するトランジス
タである。

以上詳述し良如く１本発明は、従来のサーマルプリンタ
の駆動回路の欠点を取り除き、低消費電力であり、かつ
、ノイズに強い、安定したサーマルプリンタの駆ｍａ路
であり、きわめて有用なものである。ｔ＃、定電圧手段
は、館４図、第６図に限定され虎ものでな（、複数鋼の
ダイオードの直列接続や、これと池の定電圧手段との組
み合わせ等が考えられ、いずれの方法も特性に合わせ充
分その効果を上げ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の熱ベンの定一度制御回路の回路図であ
り、１は電鍵、ｓＢコンデンサ、６＃ｉ電正比１１２回
路、９＃′ｉ、熱ペンをそれぞれ示している。 ＃！２図は、第１図の回路の加熱時間ｔと電源電圧Ｖｅ
　との関係を示すものである。 第３図は、第１図に示す従来の定温度制御回路の電源電
圧と通電時間の関係を示す特性図でおり、横軸に、ｘ　
ｗｒ　Ｖｃ／Ｉｅを、縦軸に、７−　ｔ／（１−ＲＹｔ
目盛つてめる。 第４図は、本発明によるサーマルプリンタの駆動回路の
一実施例を用いた電卓の略図であり、２２は定電圧手段
、２４はコンデンサ、２７Ｆｉ放電用のトランジスタ、
６１はコンデンサ２４の充電レベルに応じてオン・オン
するスイッチングトランジスタ、２９はノイズ防止用の
トランジスタ、５４は通電幅制御回路、６６は発熱要素
をそれぞれ示している。 ＃！５図は、本発明による通電幅制御回路のパルス幅ｔ
と、　Ｉｌｌ：＃電圧Ｖｃ　との関係を示すグラフであ
り、１１１５図と同様の目盛りを使用している。 第６図は、本発明によるサーマルプリンタの駆動回路の
他の実施例を用いた電卓の回路−の略図でｅ）す、トラ
ンジスタ５５、抵抗器５６．５７とによって定電圧手段
管構成している。４０ｉｊＤＣモーメ、６４ｉｉ位置検
出１ｉｉｉｋそれぞれ示している。 以　　　上 出願人信州精養株式会社 代理人　最上　務 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の発熱要素含有し、選択的に前記発熱訣素に通電
   し、印刷紙に印刷する如きサーマルプリンタの駆動回路
   に於いて、前記発熱要素の通１１ｔ−オン、オフする通
   電制御手段と該通電制御手段のオン時間管＃配発熱要素
   に印加される電源の電圧に応じて変化させる通電幅制御
   回路を有し、該通電幅制御回路は、前記ＩＩ［源の−ｍ
   Ｋ接続され九コンデンサと、該コンデンサの他端と前記
   ＷＳの他端との関に挿入した定電圧手段と抵抗器との直
   列回路と、該直列回路の両端もしくは前記定電圧手段の
   両端を開閉する少くとも一つのノイズ防止用のトランジ
   スタと、前記コンデンサの充電レベルに厄じてオン、オ
   フするスイッチングトランジスタｉｓ小構成要素とし、
   前記スインチングトランジスタの出力もしくは幀出力と
   同位相の信号を前ｌｅ／イズ防止用のトランジスタのベ
   ースに接続したことをＩ＃黴とするサーマルプリンタの
   駆動回路。