(57)【要約】【課題】高速な印刷を行なう場合であっても、サーマルヘッド駆動用ＩＣへ供給される制御信号の波形を乱さずに、文字や図形等を正常に印刷することができるサーマルヘッド及びプリンタを提供する。【解決手段】プリンタの制御回路から制御信号を受信するコネクタ２３と、コネクタ２３が受信した制御信号に基づいて複数の発熱抵抗体７ａ１〜７ａｎ、・・・、７ｚ１〜７ｚｎの加熱を制御するサーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ〜７ｚとを備えるサーマルヘッドであって、コネクタ３１が受信した制御信号をサーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａに出力し、制御回路とサーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａとの間の緩衝器となるバッファＩＣ・１１ａを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタの制御回路から制御信号を受信するコネクタと、
前記コネクタが受信した制御信号に基づいて複数の発熱抵抗体の加熱を制御するサーマルヘッド駆動用ＩＣとを備えるサーマルヘッドであって、
前記コネクタが受信した制御信号を前記サーマルヘッド駆動用ＩＣに出力し、前記制御回路と前記サーマルヘッド駆動用ＩＣとの間の緩衝器となるバッファＩＣを備えることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記コネクタは、前記プリンタの制御回路から前記制御信号としてクロック信号を受信するクロック端子を備え、
前記クロック端子と前記サーマルヘッド駆動用ＩＣとを、前記バッファＩＣを介して接続したことを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記クロック信号の周波数が２５ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下であることを特徴とする請求項２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの項に記載のサーマルヘッドを備えたプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッド及びプリンタ、特に、文字や図形などをプリント用紙に高速に印刷するためのサーマルヘッド及びプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の発熱抵抗体に選択的に電圧を加えることにより発熱させ、それにより発生する熱エネルギによって反応するプリント用紙に文字等を印刷するサーマルヘッドが知られている（特許文献１、非特許文献１）。
【０００３】
図５は、従来から知られているプリンタの構成の一部の等価回路図である。プリンタの構成の一部の等価回路を示す図である。プリンタは、制御回路とサーマルヘッドとを備えており、それらはケーブルを介して電気的に接続されている。
制御回路は、ＣＰＵ・５１、Ｉ／Ｆ・５２、コネクタ５３を備えている。
Ｉ／Ｆ・５２は、ＣＰＵ・５１が出力する信号を、コネクタ５３の端子５３ａ、・・・５３ｕ、５３ｖ、５３ｗ、５３ｘ、５３ｘ、５３ｙ、５３ｚに出力する。
Ｉ／Ｆ・５２とコネクタ５３との間には、フェライトビーズ５４が接続されている。
【０００４】
サーマルヘッドは、コネクタ６１、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・６２ａ、・・・６２ｚ、発熱抵抗体６２ａ１、・・・、６２ａｎ、・・・、６２ｚ１、・・・、６２ｚｎを備えている。コネクタ６１は、端子６１ａ、・・・、６１ｕ、６１ｖ、６１ｗ、６１ｘ、６１ｙ、６１ｚを備えている。
【特許文献１】特開平１１−１３８８８３号公報
【非特許文献１】森谷文治著，Electronic Monthly 1999.4，pp57-63
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５で説明したプリンタでは、クロック信号の周波数が高くなるとサーマルヘッド駆動用ＩＣ・５３ｖの入力インピーダンスが下がり代わりにフェライトビーズ５４のインピーダンスが上がり、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・６２ａ〜６２ｚに供給する制御信号の振幅が減少するなど波形が乱れることがあった。このため、高速な印刷を行なう場合に、サーマルヘッドのコネクタ６１からサーマルヘッド駆動用ＩＣ・６２ａ〜６２ｚに供給する制御信号の波形が乱れ、文字や図形等を正常に印刷することができなくなる場合があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速な印刷を行なう場合であっても、サーマルヘッド駆動用ＩＣへ供給する制御信号の波形を乱さずに、文字や図形等を正常に印刷することができるサーマルヘッド及びプリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、プリンタの制御回路から制御信号を受信するコネクタと、前記コネクタが受信した制御信号に基づいて複数の発熱抵抗体の加熱を制御するサーマルヘッド駆動用ＩＣとを備えるサーマルヘッドであって、前記コネクタが受信した制御信号を前記サーマルヘッド駆動用ＩＣに出力し、前記制御回路と前記サーマルヘッド駆動用ＩＣとの間の緩衝器となるバッファＩＣを備えることを特徴とするサーマルヘッドである。
本発明では、高速に印刷する際に、プリンタの制御回路から制御信号を含む印刷データが高速に出力される場合であっても、制御信号をバッファＩＣで一旦受信してから、サーマルヘッド駆動用ＩＣに制御信号が供給されるので、制御信号の波形が乱れることを防ぐことができる。よって、誤りのない制御信号を利用してサーマルヘッドにより印刷することができるため、文字や図形などを正確にプリント用紙に印刷することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記コネクタは、前記プリンタの制御回路から前記制御信号としてクロック信号を受信するクロック端子を備え、前記クロック端子と前記サーマルヘッド駆動用ＩＣとを、前記バッファＩＣを介して接続したことを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッドである。
本発明では、クロック端子に高速なクロック信号が入力される場合であっても、クロック信号をバッファＩＣで一旦受信してから、サーマルヘッド駆動用ＩＣにクロック信号が供給されるので、クロック信号の波形が乱れることを防ぐことができる。よって、誤りのないクロック信号を利用してサーマルヘッドにより印刷することができるため、文字や図形などを正確にプリント用紙に印刷することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記クロック信号の周波数が２５ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下であることを特徴とする請求項２に記載のサーマルヘッドである。
本発明では、クロック信号の周波数として２５ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下を使用するようにしたので、サーマルヘッド駆動用ＩＣを高速に駆動することが可能となり、プリント用紙に文字や図形などを高速に印刷することができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかの項に記載のサーマルヘッドを備えたプリンタである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高速な印刷を行なう場合であっても、サーマルヘッド駆動用ＩＣへ供給する制御信号の波形を乱さずに、文字や図形等を正常に印刷することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるプリンタが備えるサーマルヘッドの構成を示す断面図である。放熱板１３ａ上には、セラミックス基板６ａが設置されている。また、放熱板１３ａ上であって、セラミックス基板６ａが設置されていない領域上の一部には、プリント基板９ａが設置されている。
セラミックス基板６ａ上には、一部の領域が凸状に隆起したグレーズ層１ａが形成されている。グレーズ層１ａ上には、グレーズ層１ａを覆うようにして発熱抵抗体層２ａが形成されている。
【００１３】
発熱抵抗体層２ａの領域上の一部には、個別電極３ａが形成されている。また、発熱抵抗体層２ａの領域上であって、個別電極３ａが形成されていない領域上の一部には、共通電極４ａが形成されている。
発熱抵抗体層２ａ、個別電極３ａ、共通電極４ａを覆うようにして保護膜５が形成されている。
【００１４】
一方、プリント基板９ａの領域上の一部には、サーマルヘッド駆動用ＩＣ（Integrated Circuit）・７ａが設置されている。
また、プリント基板９ａの領域上の一部であって、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａが設置されていない領域上には、バッファＩＣ・１１ａが設置されている。
プリント基板９ａの下面の領域の一部からは、コネクタ８ａが突出している。コネクタ８ａは、プリンタが内蔵する制御回路などに電気的に接続される。
個別電極３ａとサーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａとは、ワイヤボンド１０ａにより電気的に接続されている。また、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａとバッファＩＣ・１１ａとは、ワイヤボンド１０ｂにより電気的に接続されている。また、バッファＩＣ・１１ａとコネクタ８ａとは、電気的に接続されている。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施形態によるプリンタの構成の一部の等価回路図である。プリンタは、制御回路とサーマルヘッドとを備えており、それらはケーブルを介して電気的に接続されている。
制御回路は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）・２１、Ｉ／Ｆ（Interface）・２２、コネクタ２３を備えている。
【００１６】
ＣＰＵ・２１は、プリンタに接続されるＰＣ（Personal Computer）などが出力する制御信号や、文字や図形等の印刷データ情報などを、Ｉ／Ｆ・２２に出力する。
Ｉ／Ｆ・２２は、ＣＰＵ・２１が出力するシリアル信号を、パラレル信号に変換して、コネクタ２３の端子２３ａ、・・・２３ｕ、２３ｖ、２３ｗ、２３ｘ、２３ｘ、２３ｙ、２３ｚに出力する。なお、コネクタ２３の端子数ｚは、２以上の整数である。
Ｉ／Ｆ・２２とコネクタ２３との間には、フェライトビーズ２４が接続されている。フェライトビーズ２４は、Ｉ／Ｆ・２２から端子２３ｖに出力される信号に含まれる高周波成分などのノイズを取り除くための素子である。
【００１７】
サーマルヘッドは、コネクタ３１、バッファＩＣ・３２、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ、・・・７ｚ、発熱抵抗体７ａ１、・・・、７ａｎ、・・・、７ｚ１、・・・、７ｚｎを備えている。なお、コネクタ３１の端子数ｚは、２以上の整数である。
コネクタ３１は、端子３１ａ、・・・、３１ｕ、３１ｖ、３１ｗ、３１ｘ、３１ｙ、３１ｚを備えており、制御回路の端子２３ａ、・・・２３ｕ、２３ｖ、２３ｗ、２３ｘ、２３ｘ、２３ｙ、２３ｚとそれぞれフェライトコア４０を介して、電気的に接続されている。フェライトコア４０は、端子２３ａ〜２３ｚからそれぞれ端子３１ａ〜３１ｚに出力される信号に含まれる高周波成分などのノイズを取り除くための素子である。
【００１８】
端子２３ａ〜２３ｚは、端子３１ａ〜３１ｚに対して、それぞれ、印刷データ（ＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡｎ）、クロック信号（ＣＬＯＣＫ）、ラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）、ストローブ信号（ＳＴＲＯＢＥ）、Ｖｄｄ、ＬｏｇｉｃＧＮＤなどの信号を出力する。クロック信号の周波数は、例えば、２５ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の周波数が用いられる。
【００１９】
サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ、・・・、７ｚは、コネクタ３１の各端子３１ａ〜３１ｚに電気的に接続されている。また、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ〜７ｚは、それぞれ発熱抵抗体７ａ１〜７ａｎ、・・・、７ｚ１〜７ｚｎに電気的に接続されている。なお、ここでは、サーマルヘッド駆動用ＩＣに接続される発熱抵抗体の数であるｎは２以上の整数である。
【００２０】
サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ〜７ｚは、コネクタ３１が出力する制御信号に基づいて、それぞれ発熱抵抗体７ａ１〜７ａｎ、・・・、７ｚ１〜７ｚｎの温度を制御する。
コネクタ３１の端子３１ｖは、制御信号の１つであるクロック信号を、制御回路の端子２３ｖ（クロック端子）から受信する。サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ〜７ｚと端子３１ｖとは、バッファＩＣ・１１ａを介して電気的に接続されている。バッファＩＣ・１１ａは、端子３１が出力するクロック信号を一旦受信してサーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ〜７ｚに供給することにより、クロック信号の波形が乱れることを防ぐ。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施形態によるプリンタが備えるサーマルヘッドの構成を示す断面図である。放熱板１３ｂ上には、セラミックス基板６ｂが設置されている。また、放熱板１３ｂ上であって、セラミックス基板６ｂが設置されていない領域上の一部には、プリント基板９ｂが設置されている。
セラミックス基板６ｂ上には、一部の領域が凸状に隆起したグレーズ層１ｂが形成されている。グレーズ層１ｂ上には、グレーズ層１ｂの一部を覆うようにして発熱抵抗体層２ｂが形成されている。
【００２２】
発熱抵抗体層２ｂの領域上の一部には、個別電極３ｂが形成されている。また、発熱抵抗体層２ｂの領域上であって、個別電極３ｂが形成されていない領域上の一部には、共通電極４ｂが形成されている。
発熱抵抗体層２ｂ、個別電極３ｂ、共通電極４ｂを覆うようにして保護膜５ｂが形成されている。
【００２３】
一方、個別電極３ｂ上には、フリップチップボード１２ａ、１２ｂを介してサーマルヘッド駆動用ＩＣ・１４ｂが設置されている。個別電極３ｂとサーマルヘッド駆動用ＩＣ・１４ｂとは、フリップチップボード１２ａ、１２ｂにより電気的に接続されている。
また、プリント基板９ｂの領域上の一部には、バッファＩＣ・１１ｂが設置されている。
プリント基板９ｂの下面の領域の一部からは、コネクタ８ｂが突出している。コネクタ８ｂは、プリンタが内蔵する制御回路などに電気的に接続される。
【００２４】
サーマルヘッド駆動用ＩＣ・１４ｂとバッファＩＣ・１１ｂとは、ワイヤボンド１０ｃにより電気的に接続されている。また、バッファＩＣ・１１ｂとコネクタ８ｂとは、電気的に接続されている。
なお、本発明の第２の実施形態によるプリンタの構成の一部の等価回路図は、第１の実施形態によるプリンタ（図２参照）と同じであるため、その説明を省略する。
【００２５】
なお、上述した第１の実施形態（又は第２の実施形態）では、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ（又はサーマルヘッド駆動用ＩＣ・１４ｂ）と、個別電極３ａ（又は個別電極３ｂ）、バッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）とを、それぞれワイヤボンド１０ａ（又はフリップチップボンド１２ａ）、ワイヤボンド１０ｂ（又はワイヤボンド１０ｃ）を介して電気的に接続するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、ワイヤボンドやフリップチップボンドの代わりに半田付け等を介して電気的に接続するようにしてもよい。
【００２６】
また、バッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）としては、例えば、テキサスインスツルメンツ（Texas Instruments）社製のＳＮ７４ＬＶＣ１Ｇ１７ＤＢＶ／ＤＣＫやＳＮ７４ＬＶＣ１Ｇ０６ＤＢＶ／ＤＣＫを用いることができる。
バッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）は、最終的にバッファの機能を持てば良く、いわゆるバッファの機能を持つゲートＩＣを使用するだけでなく、ＮＯＴ、ＡＮＤ、ＯＲ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲなどの各種ゲートで代用したり、これらの組合せで実現してもよい。
また、本発明の第１の実施形態（又は第２の実施形態）では、プリント基板９ａ（又はプリント基板９ｂ）上にバッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）が設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、バッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）を、プリント基板９ａ（又はプリント基板９ｂ）の裏面に設けるようにしてもよい。
【００２７】
図４は、本発明の実施形態によるバッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）の機能を説明するための図である。この図において、横軸は時間ｔ（ｓｅｃ）を示しており、縦軸は電圧Ｖ（Ｖｏｌｔ）を示している。
グラフｇ１は、本発明の第１の実施形態（又は第２の実施形態）によるプリンタ（図２参照）を用いた場合におけるバッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）から出力される信号の波形を示している。
一方、グラフｇ２は、従来の技術によるプリンタ（図５参照）を用いた場合におけるコネクタ６１の端子ｖから出力される信号の波形を示している。
【００２８】
ここで、電圧Ｖ１（Ｖｏｌｔ）は、サーマルヘッド駆動用ＩＣを駆動させるための上限の閾値（第１の閾値）を示している。また、電圧Ｖ２（Ｖｏｌｔ）は、サーマルヘッド駆動用ＩＣを駆動させるための下限の閾値（下限の閾値）を示している。
バッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）は、入力インピーダンスを高くすることができて、出力インピーダンスは低いため、フェライトビーズ２４のインピーダンスが高くなり、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ〜７ｚの入力インピーダンスが低くなっても、プリンタの制御回路が出力するクロック信号を乱れることなくサーマルヘッド駆動回路に供給することができる。これにより、本発明の実施形態によるプリンタでは、バッファＩＣによってクロック信号が所定時間蓄積されるため、振幅が増幅される。つまり、バッファＩＣは、プリンタの制御回路が出力するクロック信号の波形の山（時間ｔ＝ｔ１、ｔ３、ｔ５（ｓｅｃ））が上限の閾値Ｖ１よりも大きくなるように、かつ、プリンタの制御回路が出力するクロック信号の波形の谷（時間ｔ＝ｔ２、ｔ４（ｓｅｃ））が下限の閾値よりも小さくなるように制御する。
これにより、確実にクロック信号を利用してサーマルヘッドにより印刷することができるため、プリント用紙に印刷画像を乱れることなく印刷することができる。
【００２９】
一方、従来の技術によるプリンタでは、振幅が増幅されない。つまり、バッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）の出力インピーダンスは低くなり、フェライトビーズ２４のインピーダンスが高くなることの影響により波形が乱れる。よって、プリンタの制御回路から出力されるクロック信号の波形の谷（時間ｔ＝ｔ４（ｓｅｃ））が下限の閾値（２（Ｖｏｌｔ））よりも大きくなってしまい、クロック信号を利用することができない場合があり、プリント用紙に印刷する文字や図形などが乱れることがある。
【００３０】
このように、従来の技術では、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ〜７ｚが受信するクロック信号の波形の振幅が小さくなり、クロック信号の振幅が上限の閾値よりも大きくならない場合や、下限の閾値よりも小さくならない場合があり、クロック信号と同期して入力されるデータが有効にならず、ドット抜けなどの印字不良が発生するという問題があった。
【００３１】
これに対して、本発明の第１又は第２の実施形態によるプリンタでは、プリンタの制御回路からクロック信号が入力される端子３１ｖと、サーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａとの間にバッファＩＣ・１１ａを接続するようにしたため、クロック端子３１ｖから高速なクロック信号が入力される場合であっても、クロック信号をバッファＩＣ・１１ａで一旦受信してからサーマルヘッド駆動用ＩＣ・７ａ〜７ｚに供給することができるため、クロック信号の受信に誤りが生じることを防ぐことができる。よって、誤りのないクロック信号を利用してサーマルヘッドにより印刷することができるため、文字や図形などを乱れることなくプリント用紙に印刷することができる。
【００３２】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態によるプリンタが備えるサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるプリンタの構成の一部の等価回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態によるプリンタが備えるサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるバッファＩＣ・１１ａ（又はバッファＩＣ・１１ｂ）の機能を説明するための図である。
【図５】従来から知られているプリンタの構成の一部の等価回路図である。プリンタの構成の一部の等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ、１ｂ・・・グレーズ層、２ａ、２ｂ・・・発熱抵抗体層、３ａ、３ｂ・・・個別電極、４ａ、４ｂ・・・共通電極、５ａ、５ｂ・・・保護膜、６ａ、６ｂ・・・セラミックス基板、７ａ〜７ｚ・・・サーマルヘッド駆動用ＩＣ、７ａ１〜７ｚｎ・・・発熱抵抗体、８ａ、８ｂ・・・コネクタ、９ａ、９ｂ・・・プリント基板、１０ａ〜１０ｃ・・・ワイヤボンド、１１ａ、１１ｂ・・・バッファＩＣ、１２ａ、１２ｂ・・・フリップチップボンド、１３ａ、１３ｂ・・・放熱板、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・Ｉ／Ｆ、２３・・・コネクタ、２３ａ〜２３ｚ・・・端子、２４・・・フェライトビーズ、３１・・・コネクタ、３１ａ〜３１ｚ・・・端子、４０・・・フェライトコア
【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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