JPH0485052A - サーマルヘッドの駆動制御方法 - 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〉 本発明は感熱プリンタ、熱転写プリンタ等のサーマルプ
リンタにおけるサーマルヘッドの駆動制御方法に関し、
例えばサーマルヘッドとプラテンローラとの間に記録紙
以外の異物が挟まった場合、その圧接不良による温度上
昇を素早く検知することにより、サーマルヘッドの発熱
素子の熱破壊を未然に防止するものである。

〈従来の技術〉 従来より、例えば感熱転写記録方式のサーマルプリンタ
では、サーマルヘッドの発熱抵抗体に電圧を加えるとジ
ュール熱が発生し、この熱がインクリボン基材を通して
固体インクを溶融する。このインクリボンと転写紙は、
サーマルヘッドとプラテンローラにより加圧されている
。そして、インクが溶融された後、剥離ローラにより、
インクリボンが転写紙から剥離されて転写が完了する。

また、感熱記録方式のサーマルプリンタでは、サーマル
ヘッドの発熱抵抗体が直接感熱記録紙に圧接して印字を
行うものである。

第５図（Ａ）、　　（Ｂ）、　　（Ｃ）は感熱方式のサ
ーマルプリンタにおけるプラテンローラとサーマルヘッ
ドとの配置を示す側面図である。

これらの図において、５１は回転自在のプラテンローラ
である。サーマルヘッド５２はこのプラテンローラ５１
に対して接近離隔可能に配設されている。

このサーマルヘッド５２には多数のく例えば１列につい
て２０４８個）発熱抵抗体５３が配設されている。また
、サーマルヘッド５２には、その温度を検出する温度セ
ンサ（サーミスタ）５４が内蔵されている。

５５はこれらの発熱抵抗体５３とプラテンローラ５１と
の間に供給される感熱記録紙である。

したがって、発熱抵抗体５３にパルス電流を印加して感
熱記録紙５５に圧接することにより、感熱記録紙５５に
文字等を印字するものである。

この感熱記録紙５５に印字する場合、記録文字の濃度へ
の影響を少なくするために、サーマルヘッド５２の温度
を一定に保つ必要があった。

このようなサーマルヘッドの駆動制御方法としては、特
開昭６２−２７８０６２号公報に開示されている方法が
既に知られている。

このサーマルヘッド５２の駆動制御方法は、まず、温度
センサ５４が印字前のサーマルヘッド５２の温度を測定
するとともに、ＣＰＵが印字するラインの印字データの
数を算出する。

次に、ＣＰＵは印字前のサーマルヘッド５２の温度と印
字するラインの印字データの数とを所定の計算式に代入
することにより、発熱抵抗体５３に供給する印加パルス
のパルス幅を設定し、発熱抵抗体５３０発熱量を制御し
ていた。これにより印字中におけるサーマルヘッド５２
の温度を一定に保っていた。このようにして、感熱記録
紙５５に記録された印字文字の濃度差を少なくしている
。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来のサーマルヘッドの駆動
制御方法にあフては、サーマルヘッドに対する外的要因
による急激な温度上昇に対しては対応することができな
かった。

例えば第５図（Ｂ）に示すように、機械的干渉等によっ
てサーマルヘッド５２とプラテンローラ５】との当接位
置がずれた場合、または、第５図（Ｃ）に示すように、
サーマルヘッド５２とプラテンローラ５１との間に異物
が挟まった場合は、発熱抵抗体６３の発する熱を感熱記
録紙５５に排出することができず、サーマルヘッド５２
の温度が急激に上昇することとなる。

しかしながら、このような場合にあって、従来の駆動制
御方法によれば、そのサーマルヘッド５２の温度上昇（
印字データ数に基づぐ範囲の温度上昇）をサーミスタ５
４により検知して発熱抵抗体５３に印加する電流のパル
ス幅を小さくするのみであった。すなわち、サーマルヘ
ッド５２の記録紙５５への圧接不良による急激な温度上
昇に対しても、依然として発熱抵抗体５３への電流供給
は継続されることがあフた。この結果、発熱抵抗体５３
の温度が容易に限界値を越えてその熱破壊を招く恐れが
あった。

そこで、本発明は、サーマルヘッドに対する外的要因に
よりその温度が急激に上昇した場合、その温度上昇を素
早く検知し、サーマルヘッドの駆動を停止（電流供給停
止）することにより、サーマルヘッドの発熱抵抗体の熱
破壊を未然に防止することを、その目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、第１図に示すように、サーマルヘッドを記録
紙に圧接することにより、該記録紙に印字するサーマル
プリンタにおけるサーマルヘッドの駆動制御方法におい
て、印字前にサーマルヘッドの温度を測定し、印字前温
度を検出する第１の温度検出工程５１００と、上記印字
において記録紙に印字する印字データと上記印字前温度
とに基づいて、当該印字終了後のサーマルヘッドの予測
温度を演算し、予測温度を設定する予測温度設定工程５
２００と、上記印字終了後にそのサーマルヘッドの温度
を測定し、印字後温度を検出する第２の温度検出工程５
３００と、この印字後温度と上記予測温度とを比較して
、この印字後温度がこの予測温度よりも高い場合には、
上記サーマルヘッドの駆動を停止する駆動停止工程５４
００と、を含むサーマルヘッドの駆動制御方法である。

〈作用〉 本発明に係るサーマルヘッドの駆動制御方法にあっては
、まず、印字前のサーマルヘッドの温度を検出するとと
もに、印字する印字データと上記検出温度とに基づいて
当該印字後のサーマルヘッドの予測温度を演算する。

そして、印字終了後サーマルヘッドの温度を検出し、こ
の印字後温度と予測温度とを比較し、この印字後温度が
予測温度よりも高い場合には、何らかの外的要因により
急激な温度上昇が生じているものと判断し、サーマルヘ
ッドの駆動、例えば電流の供給を直ちに停止する。これ
により、サーマルヘッドの発熱抵抗体の熱破壊を阻止す
るものである。

〈実施例〉 以下、本発明に係るサーマルヘッドの駆動制御方法を白
黒２値の感熱タイプのサーマルプリンタに適用した場合
の実施例について説明する。

第２図は本発明の一実施例に係るサーマルヘッドの記録
部とサーマルプリンタ制御部との各概略構成を示す図で
ある。

この図にあって、１はサーマルプリンタの記録部（印字
部）を示し、２１はサーマルプリンタの制御部を示して
いる。

このサーマルプリンタの記録部Ｉは、サーマルヘッド２
、プラテンローラ３、ガイドローラ４、解除カム５等か
ら構成されている。

サーマルヘッド２はＬ字形の板体であり、その屈曲部の
ピン６を支点として図中上下方向に回動自在に支持され
ている。また、サーマルヘッド２の一端部は、バネ７に
よってサーマルヘッド２の上方に設けられたプラテンロ
ーラ３の外周面に押圧されている。

このサーマルヘッド２の一端部のプラテンローラ３例の
表面には、耐熱性の基板（図示されていない）が配設さ
れているとともに、この耐熱性の基板には多数の発熱素
子（発熱抵抗体）８が配設されている。よって、これら
の発熱素子８にパルス状の電流（ストローブパルス）を
印加することにより、発熱素子８を発熱させることがで
きる。

また、このサーマルヘッド２はこれらの発熱素子８がプ
ラテンローラ３の外周面に当接するように設けられてい
る。

さらに、このサーマルヘッド２の折曲部９の近傍には、
モータによって駆動される円形の解除カム（偏心カム）
５が設けられている。この解除カム５を回転させること
により、解除カム５が折曲部９に当接して図中入方向に
押圧し、サーマルヘッド２をバネ７に抗して図中Ｂ方向
に押し下げる。

この結果、このサーマルヘッド２のプラテンローラ３に
対しての圧接が解除されるものである。

また、サーマルヘッド２内部の発熱素子８の近傍にはサ
ーミスタ（温度センサ）１０が配設されている。サーミ
スタ１０は発熱素子８近傍の温度を測定するものである
。そして、その測定値は後述する制御部２１のＣＰＵに
入力される。

プラテンローラ３は回転自在に支持されており、その外
周面に対して近接して複数のガイドローラ４が配設され
ている。そして、ロールに巻回された感熱記録紙１１は
これらのガイドローラ４を介してプラテンローラ３とサ
ーマルヘッド２との当接部分に供給される構成である。

一方、サーマルプリンタの制御部２１は、処理部２２、
画像データ入力部２３、表示部３１等から構成されてい
る。

処理部２２は、サーマルプリンタの記録部１、画像デー
タ入力部２３、表示部３１等を制御するもので、ＣＰＵ
２４、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）２５、モータ駆動回
路２６、温度調節回路２７、Ａ／Ｄ回路２８等から構成
されている。

ＣＰＵ２４は、Ｉｌｏを介して画像データ入力部２３か
らの１ライン毎の画像データを読み込み、−時メモリ２
５に格納したり、サーマルヘッド２の温度データや上記
画像データに基づいてモータ駆動回路２６と温度調節回
路２７とを制御するものである。

また、ＣＰＵ２４はメモリ２５に格納されているライン
のドツト数とサーマルヘッド２の温度に対応したパルス
幅等から、ラインの印字後のサーマルヘッド２の予測温
度を演算する。

モータ駆動回路２６は、上記サーマルプリンタの記録部
１に設けられたプラテンローラ３、解除カム５等の駆動
モータを制御する回路である。

温度調節回路２７はＣＰＵ２４からの信号に基づいて、
発熱業子８に印加パルスを供給する回路である。

画像データ人力部２３は、例えばイメージスキャナ等の
入力装置で構成することができ、例えば入力対象となる
ページにおいて一定方向に走査しながら絵、文字、写真
等を画像データとして取り込むことができる。また、こ
れはフロッピディスク等により構成することもできる。

表示部３】は例えばＣＲＴ、ＬＣＤ等の出力装置であり
、トラブル時や印字待機時にあって、ＣＰＵ２４からの
送信信号に基づいてトラブルや印字待機等の表示を行な
う。

以上の構成に係るサーマルプリンタにおいて、ＣＰＵ２
４において実行されるサーマルヘッドの駆動制御方法を
第３図のフローチャートを用いて説明する。

まず、電源を投入するとＣＰＵ２４は各回路、および各
駆動装置の初期設定を行う（ステップＳ１）。そして、
プリント動作のために操作パネルのキー人力等の各種処
理、および、イメージスキャナ２３からの画像データを
メモリ（ＲＡＭ）２５に格納しておく　（Ｓ２）。

次に、ＣＰＵ２４はプリント指令が有ったか否かを判断
し、例えばホストコンピュータからの指令、または、プ
リント動作キーが押されるまでは上記ステップＳ２を繰
り返し実行する（Ｓ３）。

次に、ＣＰＵ２４はこのプリント動作キーが押された時
点でモータ駆動回路２６に駆動信号を出力し、プラテン
ローラ３を駆動することにより、感熱記録紙１１をこの
サーマルヘッド２との圧接部に供給する（Ｓ４）。なお
、熱転写式サーマルプリンタにあっては、記録紙ととも
にインクリボンも給送されるものである。

その後、ＣＰＵ２４は解除カム５を駆動してサーマルヘ
ッド（ＴＨ）２をプラテンローラ３に圧接させる（Ｓδ
）。この結果、サーマルヘッド２とプラテンローラ３と
の間に感熱記録紙１１は挟まれることとなる。

そして、この圧接した状態でサーマルヘッド２の温度Ｔ
を測定、検出し、Ｔ−として例えばＲＡＭ２５に格納す
る（Ｓ６）。

次に、ＣＰＵ２４はこれから印字する１ラインの印字デ
ータ数を上記メモリ２５から読み出し、この印字データ
数と、上記ステップｓ６で検出したサーマルヘッド２の
温度Ｔ＠と、からサーマルヘッド２０発熱素子８への印
加電流のパルス幅Ｐを演算する（Ｓ７）。

すなわち、ＣＰＵ２４は、サーミスタ１０により検出し
たサーマルヘッド２の温度データＴｓを受は取ると、メ
モリ２５内のパルス幅テーブルＬＵＴを参照して、この
温度データＴＩＩに対応するパルス幅Ｐを算出し、これ
に基づいたパルス幅信号を温度調節回路２７に送信する
。

このパルス幅テーブルＬＵＴは第４図に示すグラフに基
づいて作成される。

図において示すように、サーマルヘッド２が所定の温度
Ｔｓに達するまでは、設定可能な最大のパルス幅Ｐを設
定し、さらにサーマルヘッド２の温度上昇に反比例して
この印加パルス幅Ｐを小さくしていく。これは、サーマ
ルヘッド２の温度変化に係わりなく、印字画像濃度を安
定させるためである。

そして、ＣＰＵ２４は、このパルス幅Ｐとサーマルヘッ
ド２の温度Ｔ＠とから当該ラインの印字後のサーマルヘ
ッド２の予測温度Ｔ、を演算する（Ｓ８）。

例えば、ＣＰＵ２４は印字ラインの印字データ（ドツト
数Ｎ）とサーマルヘッド２の温度Ｔ＠に対応したパルス
幅Ｐ等から、ライン印字後のサーマルヘッド２の予測温
度Ｔ、を以下に示す０式より算出する。なお、体熱期間
の長さくライン周期）は一定にしている。

・　・　・　・　・　・■ ここで、ｆ　（Ｔａ）はサーマルヘッドの温度がＴｅの
ときのライン周期後の温度の低下する量、Ｐ。

ａｘは最大のパルス幅、Ｎ　ａ　Ｉ　＋は１度に印加可
能なドツト数、ｇ　（Ｔｓ）はサーマルヘッドの温度が
Ｔｓのときの温度上昇係数である。

なお、メモリ（ＲＯＭ）２５に予測温度テーブルを作成
しておき、そのテーブルからこの予測温度Ｔ、を算出す
るようにしてもよい。

また、上記方法によれば、印加電圧を一定にした状態で
、サーマルヘッド２の温度に応じてパルス幅を変えてい
るが、逆にパルス幅を一定にした状態で印加電圧を変え
る方法、この双方を変える方法でもよい。

そして、ＣＰＵ２４は１ライン印字後に（Ｓ９）全ライ
ンの印字を行なったかどうか判断しく５ｌＯ）、全ライ
ンの印字を行なった場合（Ｓ１０でＹＥＳ）は、サーマ
ルヘッド２とプラテンローラ３との圧接状態を解除する
とともに（Ｓｌｌ）、プラテンローラ３を駆動して感熱
記録紙１１を排出しくＳ　１２）、ステップＳ２に戻る
。

一方、ステップＳＩＯの判断の結果、まだ印字ラインが
残っている場合（ＮＯ）は、ＣＰＵ２４はサーマルヘッ
ド２をプラテンローラ３に圧接させた状態でサーマルヘ
ッド２の温度Ｔを測定し、この温度Ｔと温度（Ｔ、＋α
）とを比較する（Ｓ１３）。なお、この温度（Ｔ、＋α
）は、上記予測温度Ｔ、に対して若干の許容温度αを加
算して求められた温度である。

そして、ステップ５１３の結果、このサーマルヘッド２
の温度Ｔが温度（Ｔ、＋α）よりも大きな場合は（ＹＥ
Ｓ）、サーマルヘッド２のプラテンローラ３への圧接を
解除しくＳ　１４）、表示部３１にトラブル表示を行い
、サーマルプリンタの全動作を停止させる（Ｓ　１５）
。

すなわち、この場合はくＳ１３でＹＥＳ）、サーマルヘ
ッド２とプラテンローラ３との当接位置がずれた状態、
または、サーマルヘッド２とプラテンローラ３との間に
記録紙以外の異物が挟まった状態で印字したため、発熱
素子８の熱を感熱記録紙１１に伝達できず、サーマルヘ
ッド２の温度が急激に上昇したことを示すものと判断す
る。したがって、サーマルヘッド２への電流供給を停止
して印字動作を中止し、サーマルヘッド２の圧接を解除
しくＳ　１４）、表示部３１はＣＰＵ２４からの出力信
号に基づいてトラブル発生の表示を行ない（Ｓ　１５）
、このプログラムを終了するものである。

一方、ステップＳ１３の結果、この温度Ｔが上記温度（
Ｔ、＋α）よりも大きくない場合は（Ｎｏ）、サーマル
ヘッド２とプラテンローラ３とが正常な圧接状態で印字
を行なっているものと判断し、再びサーマルヘッド２の
温度Ｔを測定し、印字動作の中断温度Ｔｕ（例えば４２
℃）と比較する（Ｓ１６）。

このステップ５１６の判断の結果、この温度ＴがＴｕ（
４２℃）よりも大きくない場合（ＮＯ）は、プラテンロ
ーラ３を駆動して感熱記録紙１１を１ライン分搬送しく
Ｓ　］　７）、ステップＳ６から再び印字動作を実行す
る。

一方、ステップ５１Ｂの判断の結果、この温度ＴがＴｕ
（４２℃）よりも大きい場合（ＹＥＳ）は、印字動作の
継続は一時中断され、サーマルヘッド２の温度Ｔが印字
動作再開継続可能温度Ｔｂ（３７℃）にまで低下したか
否かを判断するために、両者を比較する（５１８）。こ
れは現在のサーマルヘッド２の温度がこの温度Ｔｂ（３
７℃）未満にまで冷却され、印字動作の再開継続が可能
であるや否やを判断するものである。

そして、サーマルヘッド２がこの温度Ｔｂ未満に冷える
まで、表示部３１に待機状態の表示を行ない（Ｓ　１９
）、温度Ｔを検出し、比較する（Ｓ１８）ことを繰り返
し実行する。

そして、サーマルヘッド２の温度Ｔが３７℃未満になっ
た時点で待機状態の表示を解除しく５２０）、ステップ
Ｓ１７から印字動作を継続実行する。

したがって、このようなサーマルヘッド２の駆動制御方
法にあっては、サーマルヘッド２の圧接不良という外的
要因により、サーマルヘッド２の温度が急激に上昇した
場合、その外的要因を紫早く検知することができるため
、サーマルヘッド２０発熱素子８の熱破壊を未然に防止
することができる。

なお、上記実施例では１ライン毎に印字を行なっている
が、１ラインを複数に分割し、各ブロック毎に印字を行
ってもよい。

また、上記実施例では感熱タイプのサーマルプリンタに
適用しているが、本発明は、熱転写タイプのサーマルプ
リンタや、載置されている記録紙に対し、インクリボン
を介してサーマルヘッドを圧接する形態の、いわゆるハ
ンディタイプのサーマルプリンタに対しても適用可能で
ある。

さらに、上記実施例のサーマルプリンタは、白黒２値の
プリンタに適用しているが、本発明は、多階調のプリン
タに対しても適用可能である。なお、この場合、各ドツ
トに対する印字パルス幅が階調に応じて変化するため、
上記フローチャートのステップＳ８においての予測温度
の演算に間しては、これらの変動分を考慮した形の演算
を行う必要がある。

〈発明の効果〉 以上説明してきたように本発明のサーマルヘッドの駆動
制御方法にあっては、サーマルヘッドの圧接不良等によ
りサーマルヘッドの温度が急激に上昇した場合、これを
素早く検知することができるため、サーマルヘッドの発
熱素子の熱破壊を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るサーマルヘッドの駆動制御方法の
工程を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例に係
るサーマルヘッドの駆動機構部分の構成と制御部の構成
を示すブロック図、第３図は一実施例に係るＣＰＵでの
実行プログラムを示すフローチャート、第４図は一実施
例に係るサーマルヘッドの温度と印加パルスのパルス幅
との関係を示すグラフ、第５図（Ａ）はサーマルヘッド
とプラテンローラとの配設位置状態を示す側面図、第５
１！Ｉ　（Ｂ）はサーマルヘッドとプラテンローラとの
当接位置がずれた状態を示す側面図、第５図（Ｃ）はサ
ーマルヘッドとプラテンローラとの間に異物が挟まった
状態を示す側面図である。 ２・・・φ・・・噛サーマルヘッド、 ３φ令φφ・嗜・・プラテンローラ、 ８・・・・・・・・発熱素子、 １１・・・・・・・感熱記録紙、 ２４Φ曇会・φφ・ＣＰ　Ｕ。 ２５・争争・ψ・Φメモリ、 ２７・・・・・・・温度調整回路、 ５１００舎φ・・ψ第１の温度検出工程、５２００・・
・・・予測温度設定工程、５３００・φ・・・第２の温
度検出工程、５４００・・・・・駆動停止工程。 特許出願人　　　　　ミノルタカメラ株式会社代理人　
　　　　　　　弁理士　桑井　清−第１＃Ａ ５４−′ 第Ｓ図 （Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録紙にサーマルヘッドを圧接することにより、該記録
   紙に印字するサーマルプリンタにおけるサーマルヘッド
   の駆動制御方法において、 印字前にサーマルヘッドの温度を測定し、印字前温度を
   検出する第１の温度検出工程と、上記印字において記録
   紙に印字する印字データと上記印字前温度とに基づいて
   、当該印字終了後のサーマルヘッドの予測温度を演算し
   、予測温度を設定する予測温度設定工程と、上記印字終
   了後にそのサーマルヘッドの温度を測定し、印字後温度
   を検出する第２の温度検出工程と、 この印字後温度と上記予測温度とを比較して、この印字
   後温度がこの予測温度よりも高い場合には、上記サーマ
   ルヘッドの駆動を停止する駆動停止工程と、を含むこと
   を特徴とするサーマルヘッドの駆動制御方法。