JPS63185657A - サ−マルプリンタ - 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〕 本発明は、シリアル型サーマルプリンタに関し、特にそ
の印字品位の向上を図ったものである。

〔従来技術〕

従来からサーマルプリンタでは、サーマルヘッドの連続
使用時の熱蓄積による印字品位の低下を防止するため、
様々な方法が用いられてきている、その中には特公昭５
５−４８６５１のように、ドツトごとに前のデータを記
憶して通電時間を決定する方法や、特公昭５７−１８５
０７のように駆動周期によって通電時間を変える方式等
が用いられている。これらを一般に履歴制御方式と言う
更に他の方法として、サーマルヘッド表面の温度を検出
してヘッドへの印加エネルギを決定する方法等が用いら
れてきている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これら従来例は、シリアル型サーマルヘッドでは、不充
分であり、実際にサーマルヘッドの蓄熱を抑制すること
は不可能であった。

それは履歴制御方式に於いては発熱要素ごとに履歴を確
認しながら印加エネルギを決定しても、隣接する発熱要
素への熱拡散があるためで、これら全ての発熱要素の状
況を演算のみで処理する従来の方法に無理があった。又
、高速を要求されるシリアル型サーマルヘッドに於いて
は、このような複雑な処理は処理時間が高速性を疎外す
ることになる。

更に、感熱素子でサーマルヘッド表面の温度を検出する
方法では、発熱要素からの検出時間遅れのために、シリ
アルプリンタに於いては、−行目にはほとんどその効果
を発揮できないというのが実状であった。

本発明の目的は、これら従来技術の問題点を除去し、高
速でかつ、印字品位の優れたシリアル型サーマルプリン
タを提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明のサーマルプリンタは、複数（ｎ個）の発熱要素
を表面に配置したセラミックスからなるベース基材と、
該ベース基材の一部を盛り上げ発熱要素を突出させるガ
ラスグレーズ部と、前記ベース基材の背面の前記ガラス
グレーズ部の反対側の部位に接触配置された感熱素子と
を有するサーマルヘッドを有し、更に前記感熱素子によ
って前記発熱要素への基準通電時間を決定する通電幅制
御回路と、前記発熱要素の駆動履歴を最大、基本となる
一文字分（ｎＸｍドツトのマトリックスの文字ならｍド
ツト列）の印字データを記憶する記憶手段と、該記憶手
段の記憶結果によりて前記基準通電時間内の一部を休止
し前記発熱要素への通電エネルギを減することを特徴と
するものである〔実施例〕 第１図は本発明によるサーマルヘッド部分の構成を示す
略図であり（α）は斜視図、（Ａ）は断面図、１はセラ
ミックスからなるベース基材、２ハヘース基材の一部を
突出させたガラスグレーズ部、５は発熱要素、４は発熱
要素の電極７を配置したフレキシブル基板、５はガラス
グレーズ部の反対側のベース基材の背面に接触配置され
た感熱素子の一種であるサーミスタ、６はサーミスタ５
と空気との接触を防止する樹脂剤であり、ガラスグレー
ズ部２の直近の温度を正確に検出できるようにするもの
である。背面に更に放熱部材を設置・しても良い。

〔作用〕

第２図（α＞、（ｂ）、（ｃ）はサーマルヘッドに接触
配置されたサーミスタの設置部位の相異による温度検出
特性の違いを示す説明図である。

第２図（α）はサーミスタの抵抗値変化を、電圧変化で
チェックするための回路を表わしていて、１１は温度の
影響を受けない固定抵抗器であり、１２はサーミスタで
ある。

第２図（ｂ）は、従来例に於けるサーミスタの取付は位
置を示し、サーマルヘッド１００表面にサーミスタ５が
設置されて−る。Ｓは発熱要素である。

第２図（ｃ）は、第１図に示した本発明によるサーマル
ヘッドと従来例とのサーミスタの抵抗値変化の違いを示
すものであり、横軸に時間を縦軸にチェック端子の電圧
をとっている。Ｔｏはサーマルヘッドに印字と同じ印加
パルスが加えられる時間で、Ｔｆは休止時間である。１
３は従来例に於ける特性曲線で、通電パルスが終了して
からも、更にサーミスタの温度は上昇し、その時の遅れ
時ｒｗｉｔｄ１は、［１５秒近くに達する。１４は本発
明に於ける特性曲線を示し、外気温の影響が少ないため
、発熱要素付近の温度をよく検出することが可能となり
、検出の遅れ時間ｔｄ、は、Ｓ　Ｏｍｓ　前後となる。

このため従来、印字を連続させた場合、１行目はほとん
どサーミスタ等の感熱素子の効果が表われなかったが本
発明に用いるサーマルヘッドでは応答遅れがきわめて小
さいので一行目から感熱素子の効果を用いることが可能
である。

しかしながら、サーマルヘッド表面に設置されたガラス
グレーズ部への蓄熱の影響及び、背面への熱伝導時間等
によって、応答遅れが微小時間式る。ガラスグレーズ部
は、紙への応答性のために設置されたもので極部的に発
熱要素の温度を急激に上昇させるために役立つかわりに
、蓄熱効果を有している。このため同一発熱要素への通
電が連続するとサーミスタが感知できる以前に、ガラス
グレーズ部表面の温度が上昇し、尾引き現象が発生しド
ツト形状が乱れ、印字品質を低下させる。

従来サーミスタを用いたサーマルプリンタに於−てはこ
のような問題点が放置されていた。

本発明に於いては、サーマルヘッドのベース基材の温度
を検出するだけではなく更に、ガラスグレーズ部の温度
上昇を補正するため、既に駆動された発熱要素の駆動履
歴によって通電パルス幅を可変する方法を用いている。

この駆動履歴による補正は、最大、基本となる文字の一
文字以内で充分である１例えば縦ｎドツト×横ｍドツト
ならｍドツト何分以内を記憶する記憶手段を準備すれば
良い。

第５図は本発明に於ける基準通電時間を決定する通電幅
制御回路の一実施例を示し、第１図と同一物は同一番号
で示している。

３４は、サーミスタ、３３は可変抵抗器、３５は抵抗器
、３１はコンデンサ、３２はコンデンサ３１を瞬時放電
するトランジスタ、３７はコンデンサ３１の充電レベル
に応じてオン・オフする比較回路、３６は充電レベルを
決定する基準電圧用ツェナーダイオード、５８はインバ
ータ、４０は発熱要素２への給電トランジスタを１０化
したドライバ、３９はドライバの電源端子をオン・オフ
するスイッチングトランジスタ、４１は、ＣＰＵをそれ
ぞれ示している。

工Ｎ端子にトリガ入力Ｔｇが印加されるとサーミスタ３
４を含む抵抗回路を介してコンデンサ３１への充電が開
始される。所定の充電レベルに達すると比較回路３７の
出力端子ＯＵＴからパルス幅ＴＶのパルスが出力される
。このパルス幅は、サーマルヘッドの温度を検出したサ
ーミスタの特性により、その時のサーマルヘッドの温度
に適したパルス幅を持たせることが可能である。この出
力を直接サーマルへ；ドの基準通電時間とするため、ド
ライバの電源端子をオン・オフすることにより発熱要素
２へ適正な印字エネルギを供給することが可能となる。

第４図は本発明によるサーマルプリンタの一実施例の構
成を示すブロック図の略図である。第１図、第５図と同
一物は同一番号で示し説明を略す３０は第５図に示した
通電幅制御回路でサーマルヘッド１０への基準通電時間
、すなわち同一時間に駆動される発熱要素への最大通電
時間を得る回路である。４２は第３バツフア、４３は第
２バツフア、４４は第１バツフア、４５はＣＰＵ　４１
をコントロールするコントロールプログラムカ格納され
ているＲＯＭ、５０は、発熱要素の駆動履歴を格納する
記憶手段を含むＲＡＭであり、５１は次回の印字データ
、５２は一つ前の過去の印字データ、５３は二つ前の過
去の印字データを記憶しているレジスタをそれぞれ示し
ている。

〔作用〕

第５図は本発明の作用を示す説明図であり、以下に詳述
する。

５４は、記憶手段に記憶されたそれぞれのデータを示し
、発熱要素の数がｎ　＝　８の場合を示している。それ
ぞれのドツトの駆動履歴は、１又は０で表わし、１がオ
ン、０がオフを示している。

６１は１ドツト目の通電波形を示し、斜線部は、休止区
間を示している。ｔｏは二回前の通電タイミング、ｔ、
は前回の、ｔ、は次回の通電タイミングを示している。

同様に、６２は３ドツト目、６３は５ドツト目をそれぞ
れ示している。６４は通電パルスの評細図を示し、ｒ、
は通電の開始位置タイミングで、第１バツフア４４のデ
ータをヘッドドライバーに送出するタイミングであり、
ｒ、は第２バツフアを、’ｓは第３バツフアヲ送出する
タイミングであるｅ　Ｔ４は通電幅制御回路３０で決定
される通電時間の終了を示している。

ＴＩｐＴｌ＋Ｔｍはそれぞれの通電区間を示し、第５図
の実施例ではＴ１）Ｔ、となっている。

６１．６５に示すように、前回駆動されたドツトは連続
して通電される場合で１区間減じて印加され更に連続す
る場合、Ｔ！区間も減じられＴ。

のみ印加される。又６２に示すように、１ドツト休止が
間に入った場合はＴ！区間が減じられる。

すなわち、二つ前の過去の駆動結果にＴ７区間を対応さ
せ、一つ前の過去にはで８区間を対応させ、駆動されて
いた場合はで１区間とで１区間を組み合わせて休止区間
を設置する。

このように２ドツト連続後の通電時間をＴ３．１ドツト
前がオンの後の通電時間をＴｔ　＋　Ｔ　３．２ドツト
前がオンで１ドツト前がオフの時はＴ。

十Ｔ、としかつその関係がＴｓ　＜Ｔｔ　＋　Ｔｓ　＜
Ｔ、　＋Ｔ、となるようにすることによって、その時の
発熱要素の温度状態に合致した制御が可能となり、−行
印字の中の微小区間に於いて充分印字品位を向上するこ
とが可能となる。

４６はそれぞれのタイミングに於ける次回の通電データ
を示し、第１バツフアから順に所定のタイミングｒｌ＋
ｒ！＋ｒＳに於いて送出されるデータをそれぞれ示して
いる。第１から第３のバッファは一般にラッチ回路やシ
フトレジスタが用いられるが、ＲＡＭに内蔵することも
可能で、ｃｐＵが順次所定のタイミングにＲＡＭから読
み出して、ヘッドドライバへデータを送出すれば良い。

ｒ、は前記した如く、通電幅制御回路３０で決定される
通電パルスの終了である。この通電幅制御回路３０上記
した履歴による駆動方法によっても徐々に上昇するサー
マルヘッドの温度を正確に検出して、基準通電時間を決
定し、更に発熱を防止し、印字品質の向上に役立てるた
めに設置されている。

通電幅制御回路は本実施例ではサーミスタを包含するパ
ルス発生回路で示したが、ｃｐＵに内蔵されたタイマー
回路やソフトによる遅延時間発生手段でもよい。

本実施例では、熱履歴を２ドツト列前まで記憶する方法
を記述しているが、３ドツト列、４ドツト列と数を増し
、休止時間をこれに対応して３種、４種としかつデータ
の送出回数を４回、５回とすることによって更に効果は
著るしい。しかし、印字スピードと、ｃｐｔｔの処理時
間によって限界があり、通常の文字、ｎＸｍドツトマト
リックスの文字ならばｍドツト列以内で充分その効果を
発揮することが可能である。それは、第１図に示した如
く、発熱要素のあるガラスグレーズ部の直後のペース基
材に接して配置されたサーミスタがガラスグレーズ部の
直近の温度をきわめて正確にかつすばやく検出し、サー
マルヘッドの印加エネルギにフィードバックするためで
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、シリアルサーマルプリンタに於けるサ
ーマルヘッドの蓄熱による印字品質の劣下を防止し、き
わめて良い印字品質をもたらすことができる。

従来の履歴制御のみによる印字制御方法の欠点であった
サーマルヘッドの蓄熱を防止し、かつサーミスタによる
印字制御方法の印字ムラを供に解夾 決するきわめて有用なものである。

又、過去の駆動時点に対応した休止区間を設置すること
によって、過去の駆動ｉｔＭ歴の場合の数に対応した通
電時間を作製する必要がなく、２種の休止区間で、２Ｘ
２＝４つの場合に対応でき、５種の休止区間で、２Ｘ２
Ｘ２＝８つの場合と言うように、きわめて簡略に数多く
の通電時間を構成することが可能となる。過去の駆動に
よる蓄熱の影響は、過去にさかのぼるほど小さくなるの
で、この休止時間を、過去になるほど小さくすることが
できる。

更に、常に印字に髪求される適性な印加エネルギが発熱
要素に供給されるため、電力消費を節約するとともに、
サーマルヘッドの寿命を大幅に拡大することが可能とな
る等、その波及効果は著るしい。

【図面の簡単な説明】

第１図（α）、（Ａ）は、本発明によるサーマルヘッド
部分の構成を示す略図である。 １・・・・・・ベース基材　　３・・・・・・発熱要素
５・・・・・・感熱素子 第２図（α）、（ｂ）、（ｃ）はサーマルヘッドに接触
配置されたサーミスタの設置部位の相違による温度検出
特性の違いを示す説明図である。 第゛３図は、本発明に於ける基準通電時間を決定する通
電幅制御回路の一実施例を示す説明図である。 第４図は、本発明によるサーマルプリンタの一実施例の
ブロック図である。 １０・・・・・・サーマルヘッド ３０・・・・・・通電幅制御回路 ５０・・・・・・記憶手段 第５図は、本発明の作用を示す説明図である。 第１ト１ （α） 宅ちに列のサーミスタ位！ （Ｃ） 第２因 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発熱要素を有し、感熱紙又は転写フィルム
   を用いて普通紙に相対的に移動しながら、文字、記号、
   又は画像データを印刷する如きシリアル型サーマルプリ
   ンタであって、前記発熱要素への駆動データを少くとも
   過去２回分を記憶する記憶手段を有し、この結果に基づ
   いて次回の発熱要素への印加エネルギを制御する如きサ
   ーマルプリンタに於て、前記発熱要素への基準通電時間
   を決定する通電幅制御回路と、前記記憶結果に基づいて
   次回の通電時間を減ずるための休止区間を前記基準通電
   時間内に設置する制御手段とを有し、記憶された過去の
   駆動時点のそれぞれに対応させて前記休止区間を設置し
   たことを特徴とするサーマルプリンタ。