JPS63188063A - サ−マル印刷制御回路 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は文字又は図形を印刷するサーマルプリンタに係
わり、特に複数の発熱素子が配列されたサーマルヘッド
の温度を最適温度に制御するサーマル印刷制御回路に関
する。

［従来の技術］ 多数の発熱素子が１列に配設されたサーマルヘッドを用
いて文字又は図形を印刷するサーマルプリンタにおいて
は、サーマルヘッドと印刷用紙とのいずれか一方を固定
して他方を等速移動させながらサーマルヘッドを構成す
る各発熱素子を通電加熱して、該当文字又は図形を印刷
用紙に印刷する。

このようなサーマルプリンタにおいて、良好な印刷品質
を得るためにはサーマルヘッドの温度を最適値に制御す
る必要がある。例えば、このサーマルプリンタを用いて
第６図に示すようなバーコードを印刷する場合において
、サーマルヘッドの幅をバーコードの幅りより大きく設
定し、印刷用紙を矢印方向へバーコードのバ一方向の距
離βだけ等速移動させながら印刷するとする。この場合
、サーマルヘッドの各発熱素子の発熱量が大きすぎると
、バーコードを構成する各バー相互間の距離が規格値以
下になり、バーコードを正しく読取ることが不可能にな
る。逆にサーマルヘッドの各発熱素子の発熱量が小さす
ぎると、逆に各バー相互間の距離が規格値以上になり、
前述と同様にバーコードを正しく読取ることが不可能に
なる。

また、同一発熱素子を長時間継続して通電加熱すると、
サーマルヘッドの蓄熱作用により、第７図に示すように
、バーコードの印ＩＩ開始位＠Ａと印刷終了位置Ｂとの
間において、各バー相互間の距離が変化する懸念もある
。

このような問題を回避するために、第８図に示すように
、サーマルヘッド１に温度検出用のサーミスタ２を埋設
して、このサーミスタ２がら出力される温度検出信号に
応動して、各発熱素子へ印加する加熱パルス信号のパル
ス幅を調整するようにしたバーコード印字装置が提案さ
れている（特願昭６Ｏ−５４０３７）。

このバーコード印字装置においては、外部から入力され
るクロックパルス信号ＣＬＫのパルス幅を単安定回路（
ワンショットマルチバイブレータ）３でサーミスタ２か
らの温度検出信号に応動して変化させている。そして、
ゲート回路４でもってこの単安定回路３から出力される
加熱パルス信号Ｓ１と印刷制御回路５から出力される前
記バーコードのバ一方向の距ｆ１１βに対応する印刷指
令信号Ｓ２との論理積値として出力する。そして、この
ゲート回路４から出力されるパルス信号を新たな加熱パ
ルス信号Ｓ３としてサーマルヘッド１の各発熱素子の共
通端子へ印加する。このように構成することによって、
印刷時におけるサーマルヘッド１の濃度を印刷に１３！
の温度に制御することが可能である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら第８図のように構成されたバーコード印字
装置においてもまだ次のような問題があった。すなわち
、印刷制御回路５から前記バーコードのバ一方向距離β
に対応する期間を有した印刷指令信号Ｓ２が入力してい
ない状態では、当然サーマルヘッド１の各発熱素子には
加熱パルス信号Ｓ３も印加されないので、印刷指令信号
Ｓ２が終了すると、すなわち第６図に示す一つのバーコ
ードの印刷が終了すると、サーマルヘッド１の温度が印
刷最適温度Ｔ−以下へ低下する。そして、次のバーコー
ドを印刷する場合に、印刷制御回路５から再び印刷指令
信号Ｓ２が出力され、加熱パルス信号Ｓ３が入力される
と、サーマルヘッド１は元の印刷最適温度Ｔ■へ上昇す
る。

一般に、サーマルプリンタを使用してバーコード等の図
形を印刷する場合は、同一形状バーコードを数個単位で
印刷する。そして、一連の同一コードのバーコードの印
刷が終了すると、コードを変更してやはり数個連続して
印刷する。このような印刷手順であれは、同一のバーコ
ードを印刷している期間においては、一つのバーコード
印刷と次のバーコード印刷との間の時間は非常に短いの
でサーマルヘッド１の濃度低下は少ないが、一連の同一
コードのバーコード印刷が終了して次の種類のバーコー
ド印刷を開始するまでの印刷待機時間が長くなる。した
がって、その待機時間中にサーマルヘッド１の温度が印
刷最適温度Ｔｌから常温Ｔ３近くの雰囲気濃度へ低下す
る。

したがって、一連の同一種類のバーコードを印刷する度
に、サーマルヘッド１の温度が常ＩＴｓと印刷最適温度
ＴＩとの間を往復することになる。

例えばサーマルプリンタ内の常ＩＴｓが約２５℃で印刷
最適温度ＴＩが約７０℃であれば、その温度差は４５℃
になり、サーマルヘッド１は一連の文字又は図形を印刷
する度に４５℃の温度差Ｒ歴を辿ることになる。したが
って、熱疲労によりサーマルヘッドの寿命が短くなる問
題がある。

また、一つの種類の文字又は図形の印刷を開始する度に
サーマルヘッドの温度を常ｍＴｓから印刷最適温度Ｔｌ
１１まで上昇させる必要があるので、印刷開始時に多大
の熱量を短時間に発生させなければならない。前述した
ように発熱素子の発生黙示を増加するには加熱パルス信
＠Ｓ１のパルス幅を長くすることで対応しているので、
短時間に多大の熱量を発生することは困難である。した
がって、良好な印刷品質を維持するためには印刷速度を
低くしなければならない不都合がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、サーマルヘッドを一定温度に
予熱するために各発熱素子に予熱パルス信号を印加する
ことによって、一連の印刷動作時と印刷動作時でない印
刷待機時とにおける温度差を減少でき、サーマルヘッド
の寿命を延長できるとともに印刷品質を低下することな
く文字又は図形の印刷速度を大幅に向上できるサーマル
印刷制御回路を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のサーマル印刷制御回路においては、複数の発熱
素子が配列されたサーマルヘッドの温度を温度検出器で
検出して温度検出信号を出力し、パルス発生手段によっ
て各発熱素子に印加するための基本パルス信号を発生し
、第１のパルス幅制御回路によって温度検出信号に応動
してサーマルヘッドが印刷最適温度になるように基本パ
ルス信号のパルス幅を制御する。

さらに、この第１のパルス幅制御回路から出力される加
熱パルス信号を受けてサーマルヘッドが印刷最適温度よ
り低い予熱温度になるように基本パルス信号のパルス幅
を制御する第２のパルス幅制御回路と、印刷指令信号に
応動して第１のパルス幅制御回路から出力される加熱パ
ルス信号を発熱素子へ印加するとともに第２のパルス幅
制御回路から出力される予熱パルス信号を発熱素子へ印
加するゲート回路とを設けたものである。

［作用］ このように構成されたサーマル印刷制御回路であれば、
印字指令信号の送出期間中においては第１のパルス幅制
御回路からサーマルヘッドが印刷最適温度になるパルス
幅を有した加熱パルス信号がサーマルヘッドの各発熱素
子へ印加される。また、第２のパルス幅制御回路からサ
ーマルヘッドが印刷最適温度より低い予熱温度になるパ
ルス幅を有した予熱パルス信号がサーマルヘッドの各発
熱素子へ印加される。したがって、サーマルヘッドの温
度は印刷時には制御温度の高い加熱パルス信号の印刷最
適温度に１ｌｊｉ［ｌされ、印刷待機時に、予熱パルス
信号により印刷最適温度より低い予熱温度に制御される
。

したがって、印刷動作時と印刷待機時との間における温
度差がほとんどなくなる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例のサーマル印刷制御回路を示す回路圀で
ある。図中１１は例えばマイクロコンピュータ等から形
成された制御部であり、この制御部１１のデータ端子り
からサーマルヘッド１３のデータラッチ回路１２へ印刷
すべき文字又は図形の印刷データが送出される。データ
ラッチ回路１２は入力した印刷データを一時記憶すると
ともに、サーマルヘッド１３の各データ端子Ｄ１〜ＯＮ
へ印加する。

サーマルヘッド１３は例えば第２図に示す回路構成を有
している。十Ｖｏの駆動電圧の電源端子にそれぞれスイ
ッチングトランジスタ１４を介して複数の発熱素子１５
が接続されており、各発熱素子１５の共通端子はトラン
ジスタ１６を介して接地されている。そして、各スイッ
チングトランジスタ１４のそれぞれのベースには前記各
データ端子Ｄ１〜ＤＮからそれぞれ印刷データ信号が入
力される。また、トランジスタ１６のベースには後述す
る第１図のゲート回路１７から出力される加熱パルス信
号又は予熱パルス信号が入力される。

ざらに、このサーマルヘッド１３の各発熱素子１５を固
定保持する支持部材にはこのサーマルヘッド１３の温度
を検出するための温度検出器としてのサーミスタ１８が
埋設されている。

第１図において、制御部１１の出力端子Ｇ１から印刷開
始信号が印刷制御回路１９へ入力される。

印刷制御回路１９は印刷開始信号が入力されると、一つ
の文字又は図形を印字するに要する時間Ｔ１だけＨレベ
ルとなる印刷指令信号すをゲート回路１７のアンドゲー
ト１７ａの一方の入力端へ入力する。　・ また、前記制御部１１はパルス発生手段を構成する。こ
の制御部１１の出力端子ＣＬＫから出力されるクロック
信号（基本パルス信号Ｃ）は第１のパルス幅制御回路２
ｏを構成する第１の単安定回路２０ｄのトリガ端子Ｔｒ
１へ入力される。この第１の単安定回路２０ｄは、トリ
ガ端子Ｔｒ１に前記基本パルス信号Ｃが入力されると、
入力時刻からこの回路に外付けされたコンデンサ２０ａ
および抵抗２０ｂ、２０ｃの時定数で定まる一定時間Ｔ
２だけＨレベルとなるパルス信号、すなわち加熱パルス
信号ｄを出力端子Ｑから出力する。前記抵抗２０ｃの両
端に前記サーマルヘッド１３のサーミスタ１８が接続さ
れている。したがって、サーミスタ１８の抵抗値が変化
すると、出力端子Ｑから出力される加熱パルス信号ｄの
パルス幅Ｔ２が変化する。この第１の単安定回路２０ｄ
から出力される加熱パルス信号ｄは前記ゲート回路１７
のアンドゲート１７ａの他方の入力端子へ入力されると
ともに第２のパルス幅制陣回路２１を構成するアンドゲ
ート２１ａの一方の入力端子へ入力される。

前記制御部１１から出力される基本パルス信号Ｃは前記
第１の単安定回路２０（ｊへ入力されるとともに第２の
パルス幅制御回路２１を構成する第２の単安定回路２１
ｂのトリガ端子Ｔｒ２へ入力される。この第２の単安定
回路２１ｔ）は、トリガ端子Ｔｒ２へ基本パルス信号Ｃ
が入力すると、入力時刻からこの回路に外付けされたコ
ンデンサ２１ｃおよび抵抗２１ｄの時定数で定まる一定
時間Ｔ３だけＬレベルとなるパルス信号ｅを出力端子Ｑ
から前記アンドゲート２１ａの他方の入力端子へ送出す
る。

第２のパルス幅制御回路２１のアンドゲート２１ａから
出力されたパルス信号は予熱パルス信号でとしてアンド
ゲート２２の一方の入力端子を介してゲート回路１７の
オアゲート１７ｂの一方の入力端子へ入力される。この
オアゲート１７ｂの他方の入力端子にはアンドゲート１
７ａがら出力される加熱パルス信号Ｑが入力される。そ
して、ゲート回路１７のオアゲート１７ｂから出力され
る出力信号りは前記サーマルヘッド１３のトランジスタ
１６のベースへ入力される。

ざらに、前記制御部１１の出力端子Ｇ２から一連の印刷
動作期間Ｔｏを示す印刷制御信号ａが前記アンドゲート
２２の他方の入力端子へ入力されている。この一連の印
刷動作期間Ｔｏは複数の文字又は図形を連続して印刷す
る場合における一連の文字又は図形を印刷するに要する
時間を示し、例えば印刷文字数又は印刷図形数に応じて
操作者が別途設けられた操作パネルから設定することも
可能である。

次に、このように構成されたサーマル印刷制御回路が組
込まれたサーマルプリンタを用いて第３図に示すバーコ
ードの固形を複数個印刷する場合の動作を第４図のタイ
ムチャートを用いて説明する。

先ず、制御部１１の出力端子ＣＬＫから周期Ｔ５を有す
る基本パルス信＠Ｃが出力されているので、第１の単安
定回路２０ｄからパルス幅Ｔ２を有する加熱パルス信号
ｄが出力される。また、第２の単安定回路２１ｂから固
定パルス幅Ｔ３を有するパルス信号ｅが出力される。そ
の結果、アンドゲート２１ａから出力される予熱パルス
信号ｔのパルス幅Ｔ４は加熱パルス信号ｄのパルス幅Ｔ
２からパルス信号ｅの固定パルス幅Ｔ３を減じたパルス
幅となる。

今、時刻ｔｏにて印刷制御信号ａがＨレベルからＬレベ
ルへ変化すると、アンドゲート２２は遮断状態になる。

したがって予熱パルス信号ｆはサーマルヘッド１３に印
加されることはない。

次に、時刻ｔ１にて印刷制御信号すがＨレベルになると
、第１の単安定回路２０ｄから出力される加熱パルス信
号ｄはゲート回路１７のアンドゲート１７ａ、オアゲー
ト１７ｂを介してサーマルヘッド１３のトランジスタ１
６のベースへ印加される。したがって、該当発熱素子５
は加熱パルス信号ｄにて通電加熱される。その結果、サ
ーマルヘッド１３の温度が上昇する。最初はサーマルヘ
ッド１３の温度は低いので、サーミスタ１８の働きによ
り、第１の単安定回路２０ｄから出力される加熱パルス
信＠ｄのパルス幅Ｔ２は広くなるように制御される。そ
して、サーマルヘッド１３の温度が上昇すると、サーミ
スタ１８の働きにより、第１の単安定回路２０ｄから出
力される加熱パルス信＠ｄのパルス幅Ｔ２は狭くなるよ
うに制御される。その結果、最終的にサーマルヘッド１
３の温度は一定値になる。この一定値になった温度が印
刷最適温度Ｔｍ　　（＝７０℃）になるようにコンデン
サ２０ａ、各抵抗２０ｂ、２０ｃの値が予め調整されて
いる。しかして、印刷指令信号すがＨレベルを維持する
限り、サーマルヘッド１３の温度は印刷最適温度Ｔｍ　
　（＝７０℃）に維持される。

なお、サーマルヘッド１３が一定温度を維持している限
り加熱パルス信号ｄのパルス幅Ｔ２は一定である。

次に、時刻ｔ２にて一つのバーコードの印刷が終了して
、印刷指令信号すがＬレベルへ変化すると、サーマルヘ
ッド１３への加熱パルス信号ｄの印加は遮断される。す
るとサーマルヘッド１３の温度は印刷最適温度Ｔｗから
徐々に低下する。

次に、時刻ｔ３にて印刷指令信号すがＨレベルになると
、サーマルヘッド１３の各発熱素子１５には再び加熱パ
ルス信号ｄが印加される。その結果サーマルヘッド１３
の温度は再び印刷最適温度Ｔｌｌ１まで上昇する。

さらに、時刻ｔ４にて同一コードの一連のバーコードの
印刷動作が終了して、印刷制御信号ａがＬレベルからＨ
レベルへ変化すると、アンドゲート２２は導通するので
、加熱パルス信号ｄに代って予熱パルス信号でかゲート
回路１７のオアゲート１７ｂを介してサーマルヘッド１
３へ印加される。この場合、最初はサーマルベッド１３
の温度は印刷最適温度Ｔ＋ａであるが、加熱パルス信号
ｄが遮断されるので、サーマルヘッド１３の温度は徐々
に低下する。サーマルヘッド１３の温度が低下すると、
サーミスタ１８の働きにより、加熱パルス信＠ｄのパル
ス幅Ｔ２がサーマルヘッド１３の温度に適応したパルス
ＩＩ　Ｔ　４で少しずつ加熱される。そして、コンデン
サ２ＩＣと抵抗２１ｄとの値で定められた予熱温度Ｔｐ
　　（−４０℃）まで低下すると、サーマルヘッド１３
の温度は一定値になる。

このようなサーマル印刷制御回路であれば、一連の印刷
動作期間を示すＬレベルの印刷制御信号ａが入力されて
いる期間中サーマルヘッド１３の温度はほぼ印刷最適温
度Ｔｍに維持され、一連の印刷動作が終了して次の一連
の印刷動作開始までの待機期間に入ったことを示す印刷
ｉ！１ＩＪ１１１信号ａがＨレベルに変化すると、サー
マルヘッド１３の温度は常温Ｔｓ（−２５℃）よりかな
り高温の予熱温度Ｔｐ　　（−４０℃）に制御される。

したがって、この予熱温度Ｔｐに制御されたサーマルヘ
ッド１３を印刷最適温度Ｔｍ（−７０℃）に上昇させる
ために必要とする熱量は、常温Ｔｓ　　（−２５℃）か
ら−気に印刷最適温度Ｔｍ（−７０℃）に上昇させるた
めに必要とする熱さに比較して少ない熱量で十分である
。したがって、一連のバーコードの印刷開始時にサーマ
ルヘッド１３の各発熱素子１５に印加する加熱パルス信
号ｄのパルス幅Ｔ２を小さくできる。その結果、短時間
でサーマルヘラ１３を印刷最適温度ＴＩまで上昇させる
ことが可能であるので、結果として、印刷用紙の紙送り
速度を増加することによって、印刷指令信号すのＨレベ
ルの期ｆｌｌＴｔ　　（第３図におけるバーコードのバ
一方向の距離βを印刷するに要する期間）を短縮でき、
印刷品質を低下させずに全体７の印刷速度を大幅に向上
できる。

第５因はサーマルヘッド１３の温度とその温度において
バーコードの印刷開始時におれる加熱パルス信号ｄのパ
ルス幅Ｔ２との関係を示す特性図である。図から明らか
なように、予めサーマルヘッド１３を４０℃に予熱して
いる場合の加熱パルス信号のパルスＩＩＴ２は２５℃の
常温の場合のパルス幅に比較して大幅に短縮できる。

さらに、サーマルヘッド１３の温度変化予が少なくなる
ので、熱膨張、熱収縮に起因する熱応力の作用が少なく
なり、このサーマルヘッド１３の寿命を大幅に延長する
ことが可能である。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。実施例においてはバーコードを印刷するサーマルプ
リンタに応用したが、通常の文字や図形を印刷するサー
マルプリンタにも用いることが可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、サーマルヘッドを
一定温度に予熱するために各発熱素子に予熱パルス信号
を印加している。したがって、一連の印刷動作時と次の
印刷動作開始を持つ印刷待機時とにおける温度差を減少
でき、サーマルヘッドの寿命を延長できるとともに印刷
品質を低下することなく文字又は図形の印刷速度を大幅
に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例に係わるサーマル
印刷制御回路を示すもの−であり、第１図は全体を示す
回路図、第２図はサーマルヘッドを示す回路図、第３図
はバーコードを示す図、第４図は動作を示すタイムチャ
ート、第５図は効果を説明するための特性図であり、第
６図乃至第８図は従来のバーコード印字装置を説明すた
めの図であり、第６図はバーコードを示す図、第７図は
従来装置の問題点を説明するための図、第８図は概略回
路図である。 １１・・・制御部、１２・・・データラッチ回路、１３
・・・サーマルヘッド、１５・・・発熱素子、１６・・
・トランジスタ、１７・・・ゲート回路、１８・・・サ
ーミスタ、１９・・・印刷制御回路、２０・・・第１の
パルス幅制御回路、２０ｄ・・・第１の単安定回路、２
１・・・第２のパルス幅制御回路、２１ｂ・・・第２の
単安定回路、ｂ・・・印刷指令信号、Ｃ・・・基本パル
ス信号、ｄ・・・加熱パルス信号、ｆ・・・予熱パルス
信号。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第５図 ９８７　図 １１８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の発熱素子が配列されたサーマルヘッド（１３）と
   、該サーマルヘッドの温度を検出して温度検出信号を出
   力する温度検出器（１８）と、前記サーマルヘッドの各
   発熱素子に印加するための基本パルス信号（ｃ）を発生
   するパルス発生手段（１１）と、前記温度検出信号に応
   動して前記サーマルヘッドが印刷最適温度になるように
   前記パルス発生手段から出力される基本パルス信号のパ
   ルス幅を制御する第１のパルス幅制御回路（２０）と、
   該第１のパルス幅制御回路から出力される加熱パルス信
   号（ｄ）を受けて前記サーマルヘッドが前記印刷最適温
   度より低い予熱温度になるように前記パルス発生手段か
   ら出力される基本パルス信号のパルス幅を制御する第２
   のパルス幅制御回路（２１）と、印刷指令信号（ｂ）に
   応動して前記第１のパルス幅制御回路から出力される加
   熱パルス信号を前記発熱素子へ印加するとともに前記第
   ２のパルス幅制御回路から出力される予熱パルス信号（
   ｆ）を前記発熱素子へ印加するゲート回路（１７）とを
   備えたことを特徴とするサーマル印刷制御回路。