热头控制装置、具有该热头控制装置的带打印装置及热头控制方法

摘要

提供热头控制装置，能够容易地控制发热量而不对打印时间带来影响。热头控制装置具有多个头驱动器，在该多个头驱动器中设置有多个开关电路，该多个开关电路用于对热头所具有的多个发热电阻体进行接通/断开驱动，以针对1个发热电阻体连接多个开关电路的方式将热头与多个头驱动器连接。

权利要求

1.一种热头控制装置，其特征在于，

该热头控制装置具有多个头驱动器，在该多个头驱动器各自中设置有多个开关电路，该多个开关电路用于对热头所具有的多个发热元件进行接通/断开驱动，以针对每1个发热元件连接多个开关电路的方式将所述热头与所述多个头驱动器连接，进行热头的控制，该多个开关电路由所述多个头驱动器各自中的1个开关电路构成。

2.根据权利要求1所述的热头控制装置，其特征在于，所述开关电路对所述发热元件进行恒流驱动。

3.根据权利要求1所述的热头控制装置，其特征在于，所述开关电路具有与热头所要求的发热量的变化量对应的内部电阻。

4.根据权利要求3所述的热头控制装置，其特征在于，在增大发热量的变化量的情况下，与发热量的变化量小的情况相比，使所述内部电阻成为更大的电阻值。

5.一种带打印装置，其特征在于，该带打印装置具有：权利要求1～4中的任意一项所述的热头控制装置；以及热头，其被所述热头控制装置控制，对打印带进行打印。

6.一种热头控制方法，其特征在于，

在各自设置有用于对热头所具有的多个发热元件进行接通/断开驱动的多个开关电路的多个头驱动器中，以针对每1个发热元件连接多个开关电路的方式将所述热头与所述多个头驱动器连接，该多个开关电路由所述多个头驱动器各自中的1个开关电路构成根据热头所需的发热量控制同时进行接通驱动的开关电路的数量。

说明书

热头控制装置、具有该热头控制装置的带打印装置及热头控

制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及对热敏打印机等的热头的驱动进行控制的热头控制装置、具有该热头控制装置的带打印装置及热头控制方法。

背景技术

[0002] 图8是示出以往的热敏打印机中的热头控制系统的概要的框图。如该图所示，在热头110中设置有多个发热电阻体111-1～111-n(n为整数)。发热电阻体111-1～111-n的一端与电源线112连接，另一方面，发热电阻体111-1～111-n的另一端与热头的头驱动器120的发热体端子131-1～131-n连接。

[0003] 头驱动器120由移位寄存器121、锁存电路122-1～122-n、与门123-1～123-n以及MOS晶体管124-1～124-n构成。在该情况下，向移位寄存器121供给来自数据输入端子132的打印数据。向锁存电路122-1～122-n供给移位寄存器121的各寄存器的输出。从输入端子133向与门123-1～123-n的一个输入端供给选通信号，向另一个输入端供给锁存电路122-1～122-n的输出信号。并且，与门123-1～123-n的输出被供给到MOS晶体管124-1～124-n的栅极。并且，在发热体端子131-1～131-n与接地端之间连接有MOS晶体管124-1～124-n，MOS晶体管124-1～124-n构成了对发热电阻体111-1～111-n进行接通/断开驱动的开关电路。

[0004] 从数据输入端子132供给的串行的打印数据通过移位寄存器121从串行数据转换成并行数据，并被锁存电路122-1～122-n锁存。然后，当来自输入端子133的选通信号为高电平时，来自锁存电路122-1～122-n的打印数据经由与门123-1～123-n被输出到MOS晶体管124-1～124-n的栅极。

[0005] 这里，如果打印数据为“1(高电平)”，则与门123-1～123-n的输出信号为高电平，MOS晶体管124-1～124-n接通。当MOS晶体管124-1～124-n接通时，在发热电阻体111-1～111-n中流过电流，发热电阻体111-1～111-n的温度上升。由此，文字、图形等字符被打印在经由墨带接受热转印的介质或利用热能进行反应的介质上。

[0006] 另一方面，在专利文献1中记载了为了使打印品质稳定而根据黑色的打印率对热头的发热电阻体的发热量进行控制。在该情况下，在专利文献1所示的结构中，通过选通信号使发热元件(发热电阻体111-1～111-n)的通电时间或通电次数发生变化，对发热元件的发热量进行控制。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：日本特开平8-258313号公报

发明内容

[0010] 发明所要解决的课题

[0011] 这样，在专利文献1所示的结构中，在对发热元件的发热量进行控制的情况下，通过选通信号对发热元件的通电时间和通电次数进行控制。然而，当对发热元件的通电时间和通电次数进行控制时，存在如下问题：在打印时间上出现偏差，或者打印时间因打印图像而变长。因此，无论发热元件的通电时间和通电次数如何，都要考虑对发热元件的发热量进行控制。在该情况下，在图8的使用了头驱动器120的结构中，无论发热元件(发热电阻体111-1～111-n)的通电时间和通电次数如何，都难以对发热元件的发热量进行控制。

[0012] 也就是说，在图8的头驱动器120中，发热电阻体111-1～111-n的发热量由供给到发热电阻体111-1～111-n的功率和发热电阻体111-1～111-n的通电时间、通电次数来确定。这里，为了通过供给到发热电阻体111-1～111-n的功率对发热电阻体111-1～111-n的发热量进行控制，需要对施加到发热电阻体111-1～111-n的电压或流过发热电阻体111-1～111-n的电流进行控制。为了对该电压进行控制而需要升压电路，从而成本上升。并且，为了对该电流进行控制，需要对头驱动器120的集成电路施加变更。

[0013] 本发明的课题在于，提供能够容易地控制发热量而不对打印时间带来影响的热头控制装置、具有该热头控制装置的带打印装置以及热头控制方法。

[0014] 用于解决课题的手段

[0015] 本发明的热头控制装置的特征在于，该热头控制装置具有头驱动器，在该头驱动器中设置有多个开关电路，该多个开关电路用于对热头所具有的多个发热元件进行接通/断开驱动，以针对1个发热元件连接多个开关电路的方式将热头与头驱动器连接，进行热头的控制。

[0016] 根据该结构，通过针对1个发热元件连接多个开关电路，能够对流过发热元件的电流值进行控制。因此，能够容易地控制发热元件的温度而不对打印时间带来影响。

[0017] 在该情况下，优选开关电路对发热元件进行恒流驱动。

[0018] 并且，优选开关电路具有与热头所要求的发热量的变化量对应的内部电阻。

[0019] 在该情况下，优选在增大发热量的变化量的情况下，与发热量的变化量小的情况相比，使该内部电阻成为更大的电阻值。

[0020] 根据该结构，通过增大各个开关电路的内部电阻的电阻值，能够增大使同时驱动1个发热体的开关电路的数量发生变化时的、总的内部电阻的电阻值的差。在内部电阻的电阻值大时，通过内部电阻的电流减小，并且发热元件的发热量降低，当内部电阻的电阻值减小时，通过内部电阻的电流增大，并且发热元件的发热量增大。因此，在增大发热量的变化量的情况下，与发热量的变化量小的情况相比，使开关电路的内部电阻成为更大的电阻值。

[0021] 本发明的带打印装置的特征在于，具有：上述的热头控制装置；以及热头，其被热头控制装置控制，对打印带进行打印。

[0022] 根据该结构，无论发热元件的通电时间和通电次数如何，都能够对发热元件的发热量进行控制。因此，能够容易地控制发热元件的温度而不对打印时间带来影响。换言之，在热头中，能够进行与高速打印和低速打印对应的发热驱动。

[0023] 本发明的热头控制方法的特征在于，在设置有用于对热头所具有的多个发热元件进行接通/断开驱动的多个开关电路的头驱动器中，以针对1个发热元件连接多个开关电路的方式将热头与头驱动器连接，根据热头所需的发热量控制同时进行驱动的开关电路的数量。

[0024] 根据该结构，通过控制对多个发热电阻体同时进行驱动的开关电路的数量，能够对发热电阻体的温度进行控制而不对打印时间带来影响。

附图说明

[0025] 图1是实施方式的带打印装置的控制系统的框图。

[0026] 图2是示出第1实施方式的热头控制系统的概要的框图。

[0027] 图3是用于说明热头控制系统的等效电路图(1)。

[0028] 图4是用于说明热头控制系统的等效电路图(2)。

[0029] 图5是用于说明热头控制系统的另一等效电路图(1)。

[0030] 图6是用于说明热头控制系统的另一等效电路图(2)。

[0031] 图7是示出第2实施方式的热头控制系统的概要的框图。

[0032] 图8是示出以往的热头控制系统的概要的框图。

具体实施方式

[0033] 以下，参照附图对本发明一个实施方式的热头控制装置和使用了热头控制方法的带打印装置进行说明。该带打印装置是搭载了热头的热敏打印机，通过热头对导入的打印带进行打印，并且通过切割器来切割打印带的打印完成部分以制作标签。

[0034] 图1是带打印装置1的控制系统的框图。如该图所示，带打印装置1具有热头10(打印头)、带进给电机3以及切割器电机4。并且，带打印装置1具有：头驱动器20，其对热头10进行驱动；进给电机驱动器6，其对带进给电机3进行驱动；以及切割器电机驱动器7，其对切割器电机4进行驱动。并且，带打印装置1具有与这各个驱动器20、6、7连接的控制部9。

[0035] 控制部9具有CPU(Central Processing  Unit：中央处理单元)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等，该控制部9对带打印装置1的整体进行统一控制。例如控制部9借助头驱动器20和进给电机驱动器6对热头10和带进给电机3进行控制，从而实施对打印带的打印。并且，控制部9借助切割器电机驱动器7对切割器电机4进行控制，从而实施打印带的打印完成部分的切割。

[0036] 这里，参照图2对第1实施方式的热头10的控制系统进行说明。如该图所示，热头10与作为热头10的控制装置的头驱动器20连接，头驱动器20具有第1头驱动器20a和第2头驱动器20b。

[0037] 在热头10中配设有多个发热电阻体11-1～11-n(n为整数)。发热电阻体11-1～11-n的一端与电源线12连接，另一端与第1头驱动器20a的发热体端子31a-1～31a-n连接，并且与第2头驱动器20b的发热体端子31b-1～31b-n连接。

[0038] 第1头驱动器20a具有移位寄存器21a、锁存电路22a-1～22a-n、与门23a-1～23a-n以及作为一例的MOS晶体管24a-1～24a-n。

[0039] 向移位寄存器21a供给来自数据输入端子32a的输入数据。向锁存电路22a-1～22a-n供给移位寄存器21a的各寄存器的输出。与门23a-1～23a-n的一个输入端被选通信号的输入端子33a供给选通信号，另一个输入端被供给锁存电路22a-1～22a-n的输出信号。并且，与门23a-1～23an的输出被供给到MOS晶体管24a-1～24a-n的栅极。

[0040] 并且，在发热体端子31a-1～31a-n与接地端之间连接有MOS晶体管24a-1～24a-n，MOS晶体管24a-1～24a-n构成了对发热电阻体11-1～11-n进行接通/断开驱动的开关电路。

[0041] 同样，第2头驱动器20b具有移位寄存器21b、锁存电路22b-1～22b-n、与门23b-1～23b-n以及MOS晶体管24b-1～24b-n。在该情况下，第2头驱动器20b的结构与第1头驱动器
20a相同。

[0042] 以串行数据的方式向第1头驱动器20a的数据输入端子32a供给一行打印数据。并且，向第2头驱动器20b的数据输入端子32b供给与打印数据的各点对应的一行发热控制数据。并且，向第1头驱动器20a的输入端子33a和第2头驱动器20b的输入端子33b供给共同的选通信号。

[0043] 接着，对本实施方式的带打印装置1的动作进行说明。

[0044] 如上述那样，在该带打印装置1中，除了打印数据之外，还使用发热控制数据。发热控制数据是按照每个点设定各发热电阻体11-1～11-n的发热量的数据，与打印数据的点的位置对应地设定。在本实施方式的发热控制数据中，在发热量大的情况下设为“1(高电平)”，在发热量小的情况下设为“0(低电平)”。

[0045] 在第1头驱动器20a中，来自数据输入端子32a的打印数据被移位寄存器21a从串行数据转换成并行数据，并被锁存电路22a-1～22a-n锁存。在来自输入端子33a的选通信号为高电平的期间，来自锁存电路22a-1～22a-n的打印数据经由与门23a-1～23a-n被输出到MOS晶体管24a-1～24a-n的栅极。这里，在选通信号为高电平时，如果打印数据是“1”，则与门23a-1～23a-n的输出信号为高电平，MOS晶体管24a-1～24a-n接通。由此，在发热电阻体11-1～11-n中流过电流，发热电阻体11-1～11-n的温度因焦耳热效应而上升。即，文字、图形等字符被打印到经由墨带接受热转印的介质或利用热能进行反应的介质上。

[0046] 另一方面，在第2头驱动器20b中，来自数据输入端子32b的发热控制数据被移位寄存器21b从串行数据转换成并行数据，并被锁存电路22b-1～22b-n锁存。在来自输入端子33b的选通信号为高电平的期间，来自锁存电路22b-1～22b-n的发热控制数据经由与门
23b-1～23b-n被输出到MOS晶体管24b-1～24b-n的栅极。这里，在选通信号为高电平时，如果发热控制数据是“1”，则与门23b-1～23b-n的输出信号为高电平，MOS晶体管24b-1～24b-n接通。由此，流过发热电阻体11-1～11-n的电流增大，发热电阻体11-1～11-n的温度进一步上升。以下对此进行详细地说明。

[0047] 图3和图4是提取发热电阻体11-1～11-n中的任意1个发热电阻体11-k(k为任意的整数)并用等效电路示出了对发热电阻体11-k进行接通/断开驱动的开关电路的部分的图。

[0048] 在本实施方式中，发热电阻体11-k的一端与电源线12连接，另一端经由第1头驱动器20a的发热体端子31a-k和第2头驱动器20b的发热体端子31b-k与MOS晶体管24a-k和MOS晶体管24b-k的一端连接(参照图2)。在该情况下，MOS晶体管24a-k和MOS晶体管24b-k对发热电阻体11-1～11-n进行开关驱动。

[0049] 这里，当对发热电阻体11-1～11-n进行恒流驱动时，MOS晶体管24a-k通过开关51a-k和电流源52a-k来表示，MOS晶体管24b-k通过开关51b-k和电流源52b-k来表示。并且，将电流源52a-k和电流源52b-k的电流值设为Id，将发热电阻体11-k的电阻值设为Rt。

[0050] 图3示出了与发热电阻体11-k对应的点的打印数据为“1”、其发热控制数据为“0”的情况。在该情况下，第1头驱动器20a的MOS晶体管24a-k接通，但由于第2头驱动器20b的MOS晶体管24b-k断开，所以开关51a-k接通，开关51b-k断开。因此，在该情况下，发热电阻体11-k仅被电流源52a-k驱动，由此，流过发热电阻体11-k的电流为Id。因此，供给到发热电阻体11-k的功率P为P＝Id2×Rt。

[0051] 与此相对，图4示出了与发热电阻体11-k对应的点的打印数据为“1”、其发热控制数据为“1”的情况。在该情况下，由于第1头驱动器20a的MOS晶体管24a-k接通，第2头驱动器20b的MOS晶体管24b-k也接通，所以开关51a-k接通，开关51b-k也接通。因此，在该情况下，发热电阻体11-k被电流源52a-k的电流与电流源52b-k的电流的总和电流驱动，由此，流过发热电阻体11-k的电流为Id+Id＝2Id。因此，供给到发热电阻体11-k的功率P为P＝(2Id)2×Rt，供给到发热电阻体11-k的功率P增大。

[0052] 这样，在第1实施方式的带打印装置1中，对1个热头10设置第1和第2头驱动器20a、20b这两个头驱动器，以对任意1个发热电阻体11-k连接两个开关电路(MOS晶体管24a-k和MOS晶体管24b-k)的方式，将热头10与第1和第2头驱动器20a、20b连接。并且，在发热量小时，仅通过1个开关电路(MOS晶体管24a-k)对发热电阻体11-k进行驱动，在发热量大时，通过两个开关电路(MOS晶体管24a-k和MOS晶体管24b-k)对发热电阻体11-k进行驱动。这样，通过变更同时驱动发热电阻体11-1～11-n的开关电路的数量，能够控制发热电阻体11-1～
11-n各自的发热量。

[0053] 另外，在图3和图4的例子中，说明了通过电流源52a-k和电流源52b-k对发热电阻体11-k进行恒流驱动，但在通过开关对发热电阻体11-k进行接通/断开驱动的情况下，也能够控制发热量。

[0054] 即，图5和图6示出了利用开关对发热电阻体11-k进行接通/断开驱动的情况的等效电路(变形例)。

[0055] 这里，第1头驱动器20a的MOS晶体管24a-k和第2头驱动器20b的MOS晶体管24b-k作为单纯的开关进行动作，将开关61a-k和61b-k的内部电阻62a-k和62b-k的值设为r。并且，将电源线12的电压设为V，将发热电阻体11-k的电阻值设为Rt。

[0056] 图5示出了与发热电阻体11-k对应的点的打印数据为“1”、其发热控制数据为“0”的情况。在该情况下，开关61a-k接通，开关61b-k断开。开关61a-k的内部电阻62a-k的值为r。因此，供给到发热电阻体11-k的功率P为P＝(V/(Rt+r))2×Rt。

[0057] 与此相对，图6示出了与发热电阻体11-k对应的点的打印数据为“1”、其发热控制数据为“1”的情况。在该情况下，开关61a-k接通，开关61b-k也接通。开关61a-k和61b-k的内部电阻62a-k和62b-k的值为r。因此，发热电阻体11-k的功率P为P＝(V/(Rt+(1/2)r))2×Rt，供给到发热电阻体11-k的功率P增大。

[0058] 并且，根据上式，为了进行发热量的控制而需要内部电阻r，并且，发热电阻体11-k的发热量的控制量取决于内部电阻r。在增大发热量的变化量的情况下，只要使内部电阻r为大的电阻值即可，在减小发热量的变化量的情况下，只要使内部电阻r为小的电阻值即可。内部电阻r是根据所要求的发热量的变化量而设定的。

[0059] 这样，在第1实施方式的带打印装置1中，能够对每点设定热头10的各发热电阻体11-1～11-n的发热量。并且，能够设定热头10的各发热电阻体11-1～11-n的发热量，从而能够进行以下的控制。

[0060] (1)由于在黑色连续的点上，对热记录介质(经由墨带接受热转印的介质或利用热能进行反应的介质)的蓄热量大，所以使发热电阻体的发热量降低而使打印品质稳定化。并且，在黑色连续的点上，容易因过加热而产生墨带的带断裂等。因此，在黑色连续的点上，通过使发热电阻体的发热量降低来防止过加热，从而抑制了墨带的带断裂等的产生。并且，为了防止在黑色连续的打印图案时因过加热而产生打印不良或墨带断裂等，根据连续的打印数据求出最佳的发热量，对发热电阻体的发热量进行可变控制。

[0061] (2)通过发热电阻体的细微的发热量的调整，实现了功率消耗的降低。

[0062] (3)在使用开始时或周围温度低的情况下，使发热电阻体的发热量降低而实现打印品质的提高。

[0063] (4)通过对发热电阻体的发热量进行控制来表现灰度。

[0064] (5)通过使用根据温度变色的墨水来实现彩色打印。

[0065] 另外，考虑了如下情况：使用可根据温度进行加工的打印介质，通过对一部分发热电阻体进行过加热而进行使用了热头10的产品加工。例如，可考虑通过对一部分发热电阻体进行过加热而对打印介质(打印带、墨带)进行切断或打孔(穿孔)。

[0066] 另外，在图2的例子中，通过对1个热头10的各发热电阻体11-1～11-n连接第1和第2头驱动器20a、20b这两个头驱动器，能够以两个阶段对热头10的各发热电阻体11-1～11-n的发热量进行控制。当然，如果进一步对1个热头10的各发热电阻体11-1～11-n连接多个头驱动器，则能够以更多阶段对各发热电阻体11-1～11-n的发热量进行控制。例如，如果对1个热头10的各发热电阻体11-1～11-n连接3个头驱动器20，则能够根据同时驱动的开关电路的数量而以3个阶段对发热电阻体11-1～11-n的发热量进行控制。

[0067] 并且，例如，通过使用根据温度变色的墨水(热致变色材料)，对1个热头10的各发热电阻体11-1～11-n连接3个头驱动器20，向各头驱动器20供给三原色(C(青色)、M(品红色)、Y(黄色))的打印数据，对各头驱动器20的发热量进行可变控制，从而能够应对三原色打印。

[0068] 接着，参照图7对第2实施方式的热头10的控制系统进行说明。如该图所示，在该实施方式中，仅对每隔1个的发热电阻体11-1、11-3、…连接两个头驱动器20a、20b，另一方面，对发热电阻体11-2、11-4、…连接1个头驱动器20a。其他结构与第1实施方式相同。

[0069] 与第1实施方式不同，在该实施方式中，由于仅对每隔1个的发热电阻体11-1、11-3、…连接第1和第2头驱动器20a、20b这两个头驱动器，所以能够仅对每隔1个的点控制发热量。特别是在为了使打印品质稳定而对发热量进行控制的情况下，不需要对所有点控制发热量，即使是仅对每隔1个的点控制发热量的结构，也能够充分地期待其效果。

[0070] 并且，在该实施方式的情况下，能够使得用于控制发热量的第2头驱动器20b的点数比用于控制打印数据的第1头驱动器20a的点数少。因此，能够实现设备的小型化和成本降低。例如，如果第1头驱动器20a为128点，则作为第2头驱动器20b，可以使用64点的驱动器。

[0071] 并且，在第1实施方式中，分别准备了用于控制打印数据的第1头驱动器20a和用于控制发热量的第2头驱动器20b，但在该情况下，不需要另外特别准备用于控制发热量的第2头驱动器20b。例如，在热头10的点数为96点、作为集成电路而准备的头驱动器20的点数为64点的情况下，使用两个64点的第1和第2头驱动器20a、20b对96点的热头10进行开关驱动。
在该情况下，出现了(128﹣96＝32)点的剩余。可以有效使用与该剩余的32点对应的开关电路来作为用于控制发热量的头驱动器20。

[0072] 本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变形或应用。例如，也可以应用在带打印装置1以外的热敏打印机中。

[0073] 标号说明

[0074] 1：带打印装置；10：热头；11-1～11-n：发热电阻体；20：头驱动器；20a：第1头驱动器；20b：第2头驱动器；24a-1～24a-n、24b-1～24b-n：MOS晶体管。