(57)【要約】【課題】サーマルヘッドの駆動中における発熱素子の温度変化に対しても、発熱素子への印加電力を追従性良く制御する。【解決手段】印刷時に駆動しないダミー素子４８を含む複数の発熱素子４７を有するサーマルヘッド４１の駆動制御装置であって、ダミー素子４８の電気抵抗から複数の発熱素子４７の温度を検出する温度検出手段４２と、温度検出手段４２の検出結果に基づいて、各発熱素子４７への印加電力を制御する制御手段６５とを備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷時に駆動しないダミーの発熱素子を含む複数の発熱素子を有するサーマルヘッドの駆動制御装置であって、
前記ダミーの発熱素子の電気抵抗から前記複数の発熱素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記各発熱素子への印加電力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするサーマルヘッドの駆動制御装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記ダミーの発熱素子に印加した電圧値を検出する電圧値検出回路を有していることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッドの駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のサーマルヘッドの駆動制御装置と、
前記サーマルヘッドと、を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
印刷時に駆動しないダミーの発熱素子を含む複数の発熱素子を有するサーマルヘッドと、
前記ダミーの発熱素子の電気抵抗から前記複数の発熱素子の温度を検出する温度検出回路と、を備えたことを特徴とするヘッドモジュール。
【請求項５】
印刷時に駆動しないダミーの発熱素子を含む複数の発熱素子を有するサーマルヘッドの前記ダミーの発熱素子の電気抵抗から前記複数の発熱素子の温度を検出し、
この検出結果に基づいて、前記各発熱素子への印加電力を制御することを特徴とするサーマルヘッドの駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発熱素子を有するサーマルヘッドの駆動制御装置、印刷装置、ヘッドモジュールおよびサーマルヘッドの駆動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーマルヘッドにより印刷を行う場合、発熱素子の温度が徐々に上昇（蓄熱）するため、発熱素子に一定の印加電力を与えたとしても、所定の印刷温度にならず、所望の印刷濃度で印刷することができない。そこで、サーマルヘッド（発熱素子）の温度を検出し、その検出結果に基づいて、サーマルヘッドの複数の発熱素子（発熱体）への印加電力（通電時間）を調整することで、発熱素子の温度を一定の範囲（印刷適正温度）に維持するようにしたサーマルヘッドの駆動制御方法が知られている。また、サーマルヘッドの温度を検出する温度検出手段（温度測定手段）を、複数の発熱素子を列設した基材や、基材に取り付けた放熱ブロックに設けることが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−６９５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のサーマルヘッドの駆動制御装置では、サーマルヘッドが発熱駆動していないときには、発熱素子の温度と環境温度とに大差がないため、発熱素子の温度を大きな誤差なく検出可能であるが、サーマルヘッドが発熱駆動しているときには、自身の発熱による発熱素子の温度変化を適切に検出することができるものではなかった。すなわち、温度検出手段が基材や放熱ブロック等に設けられており、発熱素子から温度検出手段まで距離がある。このため、発熱素子から発生した熱が温度検出手段に伝わるまでにタイムラグがあったり、発熱素子から発生した熱が途中で放熱ブロック等に吸収され、検出温度に誤差が生じたりしていた。したがって、環境温度の変化に対応することはできても、サーマルヘッドの駆動中（印刷中）における発熱素子の温度変化に適切に追従してサーマルヘッドへの印加電力を制御することができず、発熱素子の温度を印刷適正温度に確実に維持することができなかった。
【０００４】
本発明は、サーマルヘッドの駆動中における発熱素子の温度変化に対しても、発熱素子への印加電力を追従性良く制御することができるサーマルヘッドの駆動制御装置、印刷装置、ヘッドモジュールおよびサーマルヘッドの駆動制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のサーマルヘッドの駆動制御装置は、印刷時に駆動しないダミーの発熱素子を含む複数の発熱素子を有するサーマルヘッドの駆動制御装置であって、ダミーの発熱素子の電気抵抗から複数の発熱素子の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出結果に基づいて、各発熱素子への印加電力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明のサーマルヘッドの駆動制御方法は、印刷時に駆動しないダミーの発熱素子を含む複数の発熱素子を有するサーマルヘッドのダミーの発熱素子の電気抵抗から複数の発熱素子の温度を検出し、この検出結果に基づいて、各発熱素子への印加電力を制御することを特徴とする。
【０００７】
これらの構成によれば、印刷時に駆動する発熱素子の直近に、温度センサとして機能する印刷時に駆動しないダミーの発熱素子が設けられる。このため、ダミーの発熱素子以外の発熱素子から発生した熱が、ダミーの発熱素子に伝わるまでにタイムラグがなく、発熱素子の温度変化がリアルタイムに検出されると共に、ダミーの発熱素子以外の発熱素子から発生した熱が途中で吸収されることがなく、検出誤差が極力小さいものとなる。したがって、サーマルヘッドの駆動中における発熱素子の温度変化に対しても、発熱素子への印加電力を追従性良く制御することができる。
【０００８】
なお、ダミーの発熱素子としては、例えば、サーマルヘッドに設けられた複数の発熱素子のうち、常に駆動することがない発熱素子、すなわち、最大幅の印刷対象物の幅方向外側にはみ出る発熱素子を用いることができる。また、印刷対象物の幅に応じてダミーの発熱素子を変更してもよい。すなわち、現に印刷する印刷対象物の幅方向外側にはみ出る発熱素子をダミーの発熱素子とすることができる。さらには、印刷対象物の幅方向外側にはみ出ない発熱素子であっても、印刷パターンから発熱駆動しない発熱素子がある場合には、それをダミーの発熱素子としてもよい。
【０００９】
上記のサーマルヘッドの駆動制御装置において、温度検出手段は、ダミーの発熱素子に印加した電圧値を検出する電圧値検出回路を有していることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、ダミーの発熱素子の電気抵抗を簡易且つ適切に検出することができる。
【００１１】
本発明の印刷装置は、上記したサーマルヘッドの駆動制御装置と、サーマルヘッドと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、サーマルヘッドの駆動中における発熱素子の温度変化に対しても、発熱素子への印加電力を追従性良く制御することができるサーマルヘッドの駆動制御装置を備えたことで、発熱素子の温度が印刷適正温度に確実に維持されるため、適切に印刷を行うことができる。
【００１３】
本発明のヘッドモジュールは、印刷時に駆動しないダミーの発熱素子を含む複数の発熱素子を有するサーマルヘッドと、ダミーの発熱素子の電気抵抗から複数の発熱素子の温度を検出する温度検出回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、印刷時に駆動するダミーの発熱素子以外の発熱素子の直近に、温度センサとして機能するダミーの発熱素子が設けられる。このため、ダミーの発熱素子以外の発熱素子から発生した熱が、ダミーの発熱素子に伝わるまでにタイムラグがなく、発熱素子の温度変化がリアルタイムに検出されると共に、ダミーの発熱素子以外の発熱素子から発生した熱が途中で吸収されることがなく、検出誤差が極力小さいものとなる。したがって、サーマルヘッドの駆動中における発熱素子の発熱による温度変化を適切に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明を適用したテーププリンタ（印刷装置）について説明する。このテーププリンタは、サーマルヘッドによりインクリボンを介して印刷テープに印刷画像を印刷した後、印刷済みの部分を切断してテープ片（ラベル）を作成するためのものである。
【００１６】
図１に示すように、テーププリンタ１は、印刷テープＴに対して印刷処理を行う装置本体２と、印刷テープＴおよびインクリボンＲを収容し、装置本体２に着脱自在に装着されるテープカートリッジＣとを備えている。
【００１７】
テープカートリッジＣは、上下２分割のカートリッジケース１１内に、印刷テープＴ、インクリボンＲおよびプラテン１２を収容して構成されている。印刷テープＴはテープリール１３に巻回され、インクリボンＲはリボン繰出しリール１４およびリボン巻取りリール１５に巻回された状態で、それぞれカートリッジケース１１に回転自在に収容されている。また、プラテン１２は、後述するサーマルヘッド４１を覆うヘッドカバー３３が挿し込まれるヘッド挿通開口１６に隣接するようにして、カートリッジケース１１に回転自在に収容されている。
【００１８】
印刷テープＴには、テープ幅が異なる複数種（例えば６ｍｍ〜３６ｍｍ）のものが用意されており、インクリボンＲの幅もそれに対応したものとなっている。カートリッジケース１１の裏面には、小さな複数の被検出孔（図示省略）が形成され、後述するテープ識別センサによってこの複数の被検出孔が識別され、印刷テープＴの種別（テープ幅等）を識別できるようになっている。
【００１９】
印刷テープＴは、裏面に粘着剤が塗布された基材テープＴ１と、この粘着剤により基材テープＴ１に貼付された剥離紙Ｔ２とが積層して構成されている。一方、インクリボンＲは、図示しないが、ポリエチレンテレフタレート等で構成されたリボン基材の表面に感熱転写性インク層を積層し、裏面に、すなわちサーマルヘッド４１と接する面に耐熱性を有する背面層を積層した構成となっている。
【００２０】
インクリボンＲは、図示しないが、ポリエチレンテレフタレート等で構成されたリボン基材の表面に感熱転写性インク層を積層し、裏面に、すなわちサーマルヘッド４１と接する面に耐熱性を有する背面層を積層した構成となっている。
【００２１】
装置本体２は、装置ケース２１により外殻が形成され、印刷画像データを入力するためのキーボード２２と、入力結果等を表示するディスプレイ２３と、印刷テープＴおよびインクリボンＲを同時に送るテープ送り機構（図示省略）と、サーマルヘッド４１により印刷を行うヘッドモジュール２４と、印刷後の印刷テープＴの切断を行うカッタユニット２５と、テーププリンタ１の各部を制御する制御部２６（図４参照）と、を備えている。
【００２２】
装置ケース２１の後半部左上面に設けられた開閉蓋３１を開放すると、その内部には、テープカートリッジＣが装着されるカートリッジ装着部３２が窪入形成されている。カートリッジ装着部３２には、その隅部に、複数のマイクロスイッチで構成されたテープ識別センサ（図示省略）が配設されている。また、カートリッジ装着部３２には、サーマルヘッド４１を回動自在に支持するヘッド支持軸４５（図２参照）が立設されている。カートリッジ装着部３２の下側空間には、モータや減速ギヤ列等から成るテープ送り機構が内蔵されている。
【００２３】
さらに、カートリッジ装着部３２には、ヘッドモジュール２４のサーマルヘッド４１がヘッドカバー３３に覆われて設けられている。テープカートリッジＣをカートリッジ装着部３２に装着すると、サーマルヘッド４１（ヘッドカバー３３）がヘッド挿通開口１６に挿し込まれる。この状態で、開閉蓋３１を閉塞すると、サーマルヘッド４１（発熱素子４７）と、これに対峙するプラテン１２との間に印刷テープＴおよびインクリボンＲが挟み込まれ、印刷が可能となる（図２参照）。
【００２４】
そして、テープ送り機構により印刷テープＴおよびインクリボンＲを送ると共に、これに同期して印刷画像のドット情報に基づく駆動パルスを印加してサーマルヘッド４１を発熱駆動させると、インクリボンＲの感熱転写性インク層から印刷テープＴにインクが感熱転写され、印刷画像が印刷テープＴに印刷される。このとき、発熱素子４７の温度が上昇（蓄熱）すると、これとプラテン１２に挟まれた印刷テープＴおよびインクリボンＲの温度（インクの転写温度）も上昇するため、インク転写量が増えて印刷濃度が濃くなってしまう。そこで、テーププリンタ１では、発熱素子４７の温度を印刷適正温度に維持するように制御している（詳細は後述する）。
【００２５】
装置ケース２１の左側部には、カートリッジ装着部３２と装置外部とを連通するテープ排出口３４が形成され、このテープ排出口３４に臨んで装置ケース２１に内蔵されたカッタユニット２５により、印刷テープＴの印刷済み部分の後端が切断され、テープ片が得られる。
【００２６】
また、図示は省略するが、装置ケース２１の右側部には、電源供給のための電源供給口と、パーソナルコンピュータ等の外部装置と接続するためのコネクタとが形成されている。また、装置ケース２１の内部には、後述する制御部２６を構成する回路基板が搭載されている。
【００２７】
図２ないし図４に示すように、ヘッドモジュール２４は、複数の発熱素子４７を有するサーマルヘッド４１と、複数の発熱素子４７の温度を検出する温度検出回路４２（温度検出手段）とを有している。
【００２８】
サーマルヘッド４１は、ヘッド本体４３と、ヘッド本体４３を支持するヘッドホルダ４４とで構成されている。ヘッドホルダ４４は、一方の端部でヘッド支持軸４５に回動自在に支持されており、図示しないヘッド押圧部材によりヘッドホルダ４４がプラテン１２側に押圧されると、ヘッドホルダ４４がヘッド支持軸４５を中心に回動し、ヘッド本体４３をプラテン１２に押し付けるようになっている。
【００２９】
ヘッド本体４３は、ヘッドベース４６（セラミックベース）と、ヘッドベース４６に突設した複数の発熱素子４７とを有している。複数の発熱素子４７は、ヘッドベース４６のヘッド支持軸４５から離れた端部に、所定の間隔（例えば３００ｄｐｉ）で上下方向に列設されている。複数の発熱素子４７の並び幅は、最も幅広の印刷テープＴ（幅広テープＴｗ）よりも僅かに大きくなっている。そして、上述したように、各発熱素子４７が発熱することで、インクリボンＲのインクが印刷テープＴに感熱転写する。
【００３０】
複数の発熱素子４７のうち、印刷テープＴの幅方向（上下方向）にはみ出たものは、印刷時に駆動しないダミーの発熱素子４７（ダミー素子４８）となる。幅の異なる複数種の印刷テープＴは、サーマルヘッド４１に対して、下揃えで対峙するようになっており、複数の発熱素子４７のうちいずれがダミー素子４８となるかは、印刷テープＴの幅により異なる。複数の発熱素子４７の上下両端部のもの、すなわち最も幅広の印刷テープＴ（幅広テープＴｗ）からその幅方向にはみ出たものは、いずれの幅の印刷テープＴに対してもダミー素子４８となる。本実施形態では、この上下両端部のダミー素子４８の少なくとも１つのダミー素子４８に、後述する電圧値検出回路５１が接続され、複数の発熱素子４７の温度を検出するようになっている。
【００３１】
温度検出回路４２は、ダミー素子４８に印加した電圧値を検出する電圧値検出回路５１と、検出された電圧値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部５２と、Ａ／Ｄ変換された電圧値データ（発熱素子４７の温度）と、予め記憶されたダミー素子４８の抵抗−温度特性データとに基づいて、発熱素子４７の温度を算出する温度算出部５３とを有し、これらを構成する回路基板（図示省略）がヘッドベース４６のヘッド支持軸４５側に固定されている。電圧値検出回路５１には、例えばダミー素子４８と既知抵抗とを直列に接続することで、温度変化に基づくダミー素子４８の電気抵抗の変化により、異なる電圧値が入力するように構成されている。
【００３２】
これによれば、印刷時に駆動する発熱素子４７（駆動素子４９）の直近に、温度センサとして機能する印刷時に駆動しないダミー素子４８が設けられる。このため、駆動素子４９から発生した熱が、ダミー素子４８に伝わるまでにタイムラグがなく、発熱素子４７の温度変化がリアルタイムに検出されると共に、ヘッドホルダ４４に温度センサを設けた場合のように、駆動素子４９から発生した熱が途中でヘッドベース４６等に吸収されることなく、検出誤差が極力小さいものとなる。したがって、サーマルヘッド４１の駆動中における発熱素子４７の発熱（蓄熱）による温度変化を適切に検出することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、複数の発熱素子４７のうち、上下両端部に位置するもの、すなわち、いずれの幅の印刷テープＴに対しても印刷時に駆動しないダミー素子４８の電気抵抗から発熱素子４７の温度を検出する構成としたが、複数の発熱素子４７のうち、幅の異なる複数の印刷テープＴのそれぞれの幅端外側近傍に位置するものの電気抵抗から発熱素子４７の温度を検出可能な構成とし、テープ識別センサの識別結果に基づいて、各印刷テープＴの幅端外側近傍に位置するものの電気抵抗から発熱素子４７の温度を検出する構成としてもよい。これによれば、印刷テープＴの幅に拘わらず、駆動素子４９からダミー素子４８までの距離を極力短くすることができ、サーマルヘッド４１の駆動中における発熱素子４７の温度変化をより適切に検出することができる。
【００３４】
さらには、印刷テープＴの幅方向外側にはみ出ない発熱素子４７であっても、印刷パターンから発熱駆動しない発熱素子４７がある場合には、それをダミー素子４８としてもよい。例えば、印刷テープＴに対して、その幅方向に複数行に分割して印刷する場合には、その行間に位置する発熱素子４７は発熱駆動することがないため、それをダミー素子４８とすることができる。この場合も、駆動素子４９からダミー素子４８までの距離を極力短くすることができ、発熱素子４７の温度変化を好適に検出することができる。
【００３５】
そして、詳細は後述するが、この温度検出回路４２により検出された複数の発熱素子４７の温度に基づいて、各発熱素子４７への印加電力が制御されるようになっている。なお、ダミー素子４８（発熱素子４７）は、印刷時における温度（例えば１００±５℃）において、抵抗−温度特性が良好な直線性を示すものが望ましい。また、ダミー素子４８の電圧値としては、単一のダミー素子４８の検出値を用いてもよいし、複数のダミー素子４８の平均検出値を用いてもよい。
【００３６】
図４に示すように、テーププリンタ１の制御部２６は、ＣＰＵやメモリ等で構成されており、機能的には、制御部２６全体を統括制御するメイン制御部６１と、入力された画像データに基づいて、ドット毎に所望の濃度で印刷されるように、各発熱素子４７の目標温度値を設定する温度設定部６２と、設定された目標温度データを一時的に記憶するデータ記憶部６３と、記憶されている目標温度データを印刷ライン毎に出力するデータ出力部６４と、出力された目標温度データと上記の温度検出回路４２の検出結果とに基づいて、各発熱素子４７への印加電力を制御するヘッド制御部６５（制御手段）とから構成されている。なお、図示しないが、制御部２６は、このほか、テープ送り機構のモータ等を制御するモータ制御部や、ディスプレイ２３を制御する表示制御部等の各種制御部を有している。
【００３７】
ヘッド制御部６５は、温度検出回路４２から出力された複数の発熱素子４７の温度データと、データ出力部６４から出力された目標温度データとに基づいて、各発熱素子４７への駆動パルスの印加電圧を算出する。もちろん、駆動制御部２６は、各発熱素子４７への通電時間を制御することで、各発熱素子４７への印加電力を制御してもよいし、印加電圧および通電時間の双方を制御することで、各発熱素子４７への印加電力を制御してもよい。なお、特許請求の範囲における「サーマルヘッドの駆動制御装置」は、温度検出回路４２とヘッド制御部６５とから構成されている。
【００３８】
図５に示すように、具体的には、ヘッド制御部６５は、複数の発熱素子４７の温度データと、目標温度データとを比較して（Ｓ１０）、発熱素子４７の温度が印刷適正温度内にあるときは、通常条件の印加電圧を算出し、その駆動パルスを各発熱素子に印加するため、通常条件で印刷される（Ｓ１１）。また、発熱素子４７の温度が目標温度よりも高いときは、通常よりも低い印加電圧を算出し、その駆動パルスを各発熱素子４７に印加するため、低い印加電力で印刷される（Ｓ１２）。さらに、発熱素子４７の温度が目標温度よりも低いときは、通常よりも高い印加電圧を算出し、その駆動パルスを各発熱素子４７に印加するため、高い印加電力で印刷される（Ｓ１３）。
【００３９】
以上より、本実施形態のテーププリンタ１によれば、ヘッドモジュール２４においてサーマルヘッド４１の駆動中における発熱素子４７の温度変化を適切に検出することができるため、サーマルヘッド４１の駆動中における発熱素子４７の温度変化に対しても、発熱素子４７への印加電力を追従性良く制御することができる。これにより、発熱素子４７の温度が印刷適正温度に確実に維持されるため、常に、所定の印刷温度（所定のインク転写温度）で印刷を行うことができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、サーマルヘッド４１によりインクリボンＲを介して印刷テープＴに印刷を行う場合について説明したが、サーマルヘッド４１により感熱紙等に印刷を行う場合にも本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態に係るテーププリンタの開閉蓋を開放した状態の全体斜視図である。
【図２】テーププリンタのサーマルヘッド廻りの模式図である。
【図３】サーマルヘッドの複数の発熱素子と印刷テープとの関係を示した図である。
【図４】テーププリンタの制御ブロック図である。
【図５】サーマルヘッドの駆動制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１…テーププリンタ  ２４…ヘッドモジュール  ４１…サーマルヘッド  ４２…温度検出回路  ４７…発熱素子  ４８…ダミー素子  ５１…電圧値検出回路  ６５…ヘッド制御部
【図１】
2007253539.tif 000003
【図２】
2007253539.tif 000004
【図３】
2007253539.tif 000005
【図４】
2007253539.tif 000006
【図５】
2007253539.tif 000007