(57)【要約】【課題】印字品質を低下させることなくスティッキング現象を抑制することができるサーマルプリンタ及びサーマルヘッドを提供する。【解決手段】サーマルプリンタ１は、感熱紙３に印字を行う複数の発熱体を有するサーマルヘッド２１と、サーマルヘッド２１の端面６６に配置され、サーマルヘッド２１を感熱紙３の搬送方向と垂直な方向に振動させる共振振動体５１及び超音波振動素子２３とを備えている。従って、サーマルヘッド２１が長手方向に超音波振動するので、印字品質を低下させることなくスティッキング現象を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感熱紙に印字を行う複数の発熱体を有するサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドの端面に配置され、前記サーマルヘッドを前記感熱紙の搬送方向と垂直な方向に振動させる超音波振動装置と
を備えることを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項２】
外気温を測定するセンサと、
前記センサで測定された外気温が予め決められた第１の閾値以下であり、且つ印字データ内の１ラインの印字率が予め決められた第２の閾値以上である場合に、前記超音波振動装置を駆動させる駆動手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記超音波振動装置に間欠的に電力を供給することを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリンタ。
【請求項４】
回転により感熱紙を搬送するプラテンローラと、
複数の発熱体が並ぶ方向に振動させる超音波振動素子を有するサーマルヘッドと
を備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項５】
複数の発熱体を有する基板と、
前記基板上に形成され、前記複数の発熱抵抗体が並ぶ方向に振動させる超音波振動素子と
を備えたことを特徴とするサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルプリンタ及びサーマルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、サーマルヘッドを搭載したサーマルプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。サーマルプリンタでは、低温時に、感熱紙がサーマルヘッドに貼り付く現象（スティッキング現象）がある。スティッキング現象を回避するために、予めサーマルヘッドの発熱体の位置を移動させる方法や、感熱紙へのサーマルヘッドの圧力を下げる方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、予めサーマルヘッドの発熱体の位置を移動させる方法や、感熱紙へのサーマルヘッドの圧力を下げる方法の場合、サーマルヘッドの常温動作において、印字品質が低下するという課題がある。
【０００５】
本発明は、印字品質を低下させることなくスティッキング現象を抑制することができるサーマルプリンタ及びサーマルヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、明細書に開示されたサーマルプリンタは、感熱紙に印字を行う複数の発熱体を有するサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドの端面に配置され、前記サーマルヘッドを前記感熱紙の搬送方向と垂直な方向に振動させる超音波振動装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、印字品質を低下させることなくスティッキング現象を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係るサーマルプリンタの構成を示すブロック図である。
【図２】サーマルヘッドと超音波振動素子との配置関係を示す図である。
【図３】サーマルヘッド及びその周辺の構成を示す図である。
【図４】サーマルヘッドの変形例を示す図である。
【図５】超音波振動素子の駆動処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態に係るサーマルプリンタの構成を示すブロック図である。図１に示すように、サーマルプリンタ１は、オペレーションパネル１０、メカユニット２０、制御回路ユニット３０及びバッテリ５５により構成されている。
【００１１】
また、制御回路ユニット３０内には、電源制御回路３３及びＭＣＵ（Micro Control Unit）３６が設けられている。電源制御回路３３は、ＭＣＵ３６と接続されており、バッテリ５５から制御回路ユニット３０に供給される電力を制御する。ＭＣＵ３６は、サーマルプリンタ１の全体の制御を行う。バッテリ５５は、本実施の形態に用いられるサーマルプリンタ１の電源の供給源である。
【００１２】
オペレーションパネル１０は、電源スイッチ１１、用紙送りスイッチ１２及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３により構成されている。電源スイッチ１１は、ユーザにより操作されて、電源をオン又はオフするための制御信号を制御回路ユニット３０内の電源制御回路３３に伝え、電源のオン又はオフの制御を行う。この電源スイッチ１１としては、押しボタンスイッチ等が用いられる。
【００１３】
用紙送りスイッチ１２は、ユーザによる用紙送り操作のためのスイッチである。用紙送りスイッチ１２はオペレーションパネル制御回路３５を介して用紙送り用のコマンドをＭＣＵ３６に送信する。ＬＥＤ１３は、オペレーションパネル制御回路３５を介してＭＣＵ３６からの指示に応じて発光する。
【００１４】
メカユニット２０は、サーマルヘッド２１、用紙送りモータ２２、超音波振動素子２３、カバーオープン検出センサ２４及び外気温センサ２５により構成されている。
【００１５】
サーマルヘッド２１は、直線的に並んだ発熱抵抗体に選択的に電位を与えて発熱させ、この熱により反応する感熱紙等の用紙に文字やイメージデータを印刷する。用紙送りモータ２２は、ステッピングモータにより構成されており、用紙を搬送するために使用される。超音波振動素子２３は、超音波振動を発生し、サーマルヘッド２１を振動させる。カバーオープン検出センサ２４はメカユニット２０を覆うカバーの開閉状態を検出する。外気温センサ２５は、外気温を検出する。
【００１６】
制御回路ユニット３０は、電源制御回路３３及びＭＣＵ３６のほか、サーマルヘッド駆動回路３１、モータ駆動回路３２、センサ検出回路３４、オペレーションパネル制御回路３５、発振器３７、インターフェース（I/F）回路３８、リセット回路３９、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）４１、センサ検出回路４２及び超音波振動素子駆動回路４３を備えている。ＭＣＵ３６及び超音波振動素子駆動回路４３は駆動手段として機能する。
【００１７】
サーマルヘッド駆動回路３１は、ＭＣＵ３６からの指示に応じて、サーマルヘッド２１を駆動する。モータ駆動回路３２は、ＭＣＵ３６からの指示に応じて、用紙送りモータ２２へ駆動電流を供給する。センサ検出回路３４は、カバーオープン検出センサ２４で検出された信号をＭＣＵ３６に出力する。オペレーションパネル制御回路３５は、ＭＣＵ３６からの指示に応じてＬＥＤ１３のオン・オフを制御するとともに、用紙送りスイッチ１２からの制御信号をＭＣＵ３６へ出力する。
【００１８】
発振器３７は、所定周波数のクロック信号をＭＣＵ３６に供給する。インターフェース（I/F）回路３８は、不図示のコンピュータから印字データやコマンドを受信すると共に、当該コンピュータからのコマンドに対する応答信号をコンピュータに返信する。リセット回路３９は、サーマルプリンタ１の電源がオフになると、ＭＣＵ３６にリセット要求信号を出力してサーマルプリンタ１を初期状態にする。
【００１９】
ＲＡＭ４０は、揮発性メモリであり、コンピュータから入力された受信データを一時的に記憶したり、処理途中のデータを一時的に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ４１は不揮発性メモリであり、ＭＣＵ３６が実行するためのソフトウエア等を内蔵しており、ＭＣＵ３６からの要求に応じて読み出される。センサ検出回路４２は、外気温センサ２５で検出された温度を示す信号をＭＣＵ３６に出力する。超音波振動素子駆動回路４３は、ＭＣＵ３６からの指示に応じて、超音波振動素子２３を駆動する。特に、超音波振動素子駆動回路４３は、超音波振動素子２３に連続的に又は間欠的に電力が供給されるように、超音波振動素子２３に供給される電力を制御する。尚、間欠的とは、電力供給のオン／オフが繰り返されることを意味する。間欠的に電力を超音波振動素子２３に供給する場合は、連続的に電力を超音波振動素子２３に供給する場合と比べて、電力消費を抑えることができる。
【００２０】
図２は、サーマルヘッドと超音波振動素子との配置関係を示す図である。
【００２１】
サーマルヘッド２１は、プラテンローラ２と対向している。感熱紙３は、サーマルヘッド２１とプラテンローラ２との間で挟持され、プラテンローラ２の回転により搬送される。プラテンローラ２は、図１の用紙送りモータ２２によって回転する。
【００２２】
サーマルヘッド２１の長手方向（つまり、発熱体が並ぶ方向）の端部近傍には、超音波振動装置として機能する超音波振動素子２３及び共振振動体５１が配置されている。超音波振動素子２３が発生した振動は、共振振動体５１によって増幅される。増幅された振動はサーマルヘッド２１に伝播し、サーマルヘッド２１は自身の長手方向に振動する。サーマルヘッド２１の振動方向（即ち、長手方向）は、感熱紙３の搬送方向と垂直である。
【００２３】
図３は、サーマルヘッド及びその周辺の構成を示す図である。
【００２４】
サーマルヘッド２１は、ヘッド支持板６０と、ヘッド支持板６０上に形成されたセラミック基板６２と、セラミック基板６２上に形成されたグレーズ層（蓄熱層）６３と、グレーズ層６３上に形成された発熱体６４と、不図示のフレームに回転可能に取り付けられる回転軸６５とを備えている。図３では、グレーズ層６３と発熱体６４との間に形成される電極を省略している。
【００２５】
ヘッド支持板６０の長手方向と垂直である又は感熱紙３の搬送方向と平行である両端面６６には、突起６１が形成されている。突起６１を支持する支持部材として機能するフレーム７０が、端面６６と対向配置されている。フレーム７０は図３の前後方向に伸びる溝７１を有し、突起６１は図３の前後方向にスライド可能に溝７１に挿入されている。ヘッド支持板６０の背面（即ちセラミック基板６２が形成されていない面）には、プラテンローラ２に向けてヘッド支持板６０を押し出すバネ７５が取り付けられている。ヘッド支持板６０は、回転軸６５を介して図３のＡ方向及びＢ方向に回転可能であるため、プラテンローラ２の表面形状に追従して、安定した接触圧を実現する。
【００２６】
共振振動体５１及び超音波振動素子２３は、ヘッド支持板６０の端面６６に対向するフレーム７０に内蔵されている。尚、共振振動体５１及び超音波振動素子２３は、フレーム７０の外部に配置され且つヘッド支持板６０の端面６６に対向配置されてもよい。
【００２７】
サーマルヘッド２１の表面（即ちセラミック基板６２が形成されている面）は、印字時に高温になる。これにより、印字時に、感熱紙３の表面の薬剤が一旦溶ける。感熱紙３の表面の薬剤が冷却する際に、薬剤中のフェノール基等が、主として水素結合を起こしてサーマルヘッド２１のガラス成分と結合し、サーマルヘッド２１の表面に感熱紙３が貼り付く。この結合を、超音波振動素子２３の超音波振動のエネルギで阻害することにより、スティッキング現象を抑制することができる。上記分子間の結合（即ち水素結合）を阻害するための必要な移動量（振動の振幅）は、１ミクロンで十分である。従って、本実施の形態では、超音波振動素子２３は、サーマルヘッド２１が２又は３ミクロン移動するような振動を発生する。尚、サーマルヘッド２１の２又は３ミクロンの移動は、印刷される１ドットに対応する発熱体の幅よりも極小なので、印字品質に影響しない。
【００２８】
図４は、サーマルヘッドの変形例を示す図である。図４では、グレーズ層６３と発熱体６４との間に形成される電極を省略している。
【００２９】
図４に示すように、超音波振動素子２３は、サーマルヘッド２１のセラミック基板６２上に形成されてもよい。この場合、超音波振動素子２３の振動が直接サーマルヘッド２１に伝わるので、共振振動体５１が不要になる。図４では、超音波振動素子２３のみが超音波振動装置として機能する。尚、振動の方向は、ヘッド支持板６０の長手方向である。
【００３０】
図５は、超音波振動素子２３の駆動処理を示すフローチャートである。印字が実行されている間に、ＭＣＵ３６によって本処理は実行される。
【００３１】
まず、ＭＣＵ３６は、外気温センサ２５で検出された温度が第１閾値以下であるか否かを判別する（ステップＳ１）。第１閾値は、予めＥＥＰＲＯＭ４１に設定されており、例えば５度である。第１閾値は、例えば、サーマルプリンタ１に接続されたパソコンにより変更可能である。
【００３２】
外気温センサ２５で検出された温度が第１閾値を越える場合は（ステップＳ１でＮＯ）、スティッキング現象が発生し難い環境なので、手順はステップＳ１に戻る。外気温センサ２５で検出された温度が第１閾値以下である場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、コンピュータから受信した印字データ内の１ラインの印字率が第２閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２）。第２閾値は、予めＥＥＰＲＯＭ４１に設定されており、例えば５０％である。第２閾値は、例えば、サーマルプリンタ１に接続されたパソコンにより変更可能である。
【００３３】
１ラインの印字率が第２閾値未満である場合は（ステップＳ２でＮＯ）、スティッキング現象が発生し難い環境なので、手順はステップＳ１に戻る。１ラインの印字率が第２閾値以上である場合は（ステップＳ２でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、超音波振動素子２３を駆動させるように超音波振動素子駆動回路４３を制御する（ステップＳ３）。
【００３４】
本処理では、例えば、低温環境で且つ印字率の大きい印字データが入力された場合（即ち、スティッキング現象が発生しやすい場合）にのみ、超音波振動素子２３を駆動させることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、サーマルプリンタ１は、感熱紙３に印字を行う複数の発熱体を有するサーマルヘッド２１と、サーマルヘッド２１の端面６６に配置され、サーマルヘッド２１を感熱紙３の搬送方向と垂直な方向に振動させる共振振動体５１及び超音波振動素子２３とを備えている。従って、サーマルヘッド２１が長手方向に超音波振動するので、印字品質を低下させることなくスティッキング現象を抑制することができる。
【００３６】
また、超音波振動素子２３がセラミック基板６２上に形成される場合も、サーマルヘッド２１が長手方向に超音波振動するので、印字品質を低下させることなくスティッキング現象を抑制することができる。
【００３７】
尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  サーマルプリンタ
２  プラテンローラ
２３  超音波振動素子
２５  外気温センサ
３３  電源制御回路
３６  ＭＣＵ（Micro Control Unit）
４３  超音波振動素子駆動回路
６０  ヘッド支持板
６２  セラミック基板
６３  グレーズ層
６４  発熱体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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