(57)【要約】【課題】簡易な構成で発熱素子を印刷適正温度に維持して印刷を行う。【解決手段】複数の発熱素子４７を突設したヘッドベースを有するサーマルヘッドの温度制御装置において、複数の発熱素子４７を冷却するペルチェ素子４０と、複数の発熱素子４７の温度を検出する温度検出センサ４２と、温度検出センサ４２の検出結果に基づいて、複数の発熱素子４７が印刷適正温度となるようにペルチェ素子４０を制御する冷却制御手段６６とを備えた。また、ペルチェ素子４０および温度検出センサ４２を、ヘッドベースに設けた。【選択図】図３
2007253540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱素子を突設したヘッドベースを有するサーマルヘッドの温度制御装置において、
前記複数の発熱素子を冷却する冷却手段と、
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、前記複数の発熱素子が印刷適正温度となるように前記冷却手段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温度制御装置。
【請求項２】
前記冷却手段は、前記ヘッドベースに設けられ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温度制御装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、ペルチェ素子で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のサーマルヘッドの温度制御装置。
【請求項４】
前記温度検出手段は、前記ヘッドベースに設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のサーマルヘッドの温度制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のサーマルヘッドの温度制御装置と、
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６】
複数の発熱素子を突設したヘッドベースを有するサーマルヘッドと、
前記ヘッドベースに設けたペルチェ素子と、
前記ヘッドベースに設けた温度検出センサと、を備えたことを特徴とするヘッドモジュール。
【請求項７】
複数の発熱素子を有するサーマルヘッドに、前記複数の発熱素子を冷却する冷却手段および前記複数の発熱素子の温度を検出する温度検出手段を設け、
前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の発熱素子が印刷適正温度になるように前記冷却手段を制御することを特徴とするサーマルヘッドの温度制御方法。
【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温度制御装置、印刷装置、ヘッドモジュールおよびサーマルヘッドの温度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（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、このような方法では、発熱素子の温度上昇に応じて印加電力の制御を行うため、様々な温度に対応する印加電力の設定値（テーブル）を備える必要があり、その設定値に応じた印加電力を発熱素子に印加するための制御ソフトも複雑になっていた。また、印加電力の切換えを段階的に行うため、切換え部分において印刷濃度が大きく変わってしまい、見栄えの良い印刷を行うことができなかった。これに対し、印加電力の切換えをきめ細かく行うことも考えられるが、この場合には、ソフト上の割込みが増え、複雑な制御が必要となってしまう。
【０００４】
本発明は、簡易な構成で発熱素子を印刷適正温度に維持することができるサーマルヘッドの温度制御装置、印刷装置、ヘッドモジュールおよびサーマルヘッドの温度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温度制御装置は、複数の発熱素子を突設したヘッドベースを有するサーマルヘッドの温度制御装置において、複数の発熱素子を冷却する冷却手段と、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、複数の発熱素子が印刷適正温度となるように冷却手段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温度制御方法は、複数の発熱素子を有するサーマルヘッドに、複数の発熱素子を冷却する冷却手段および複数の発熱素子の温度を検出する温度検出手段を設け、温度検出手段の検出結果に基づいて、複数の発熱素子が印刷適正温度になるように冷却手段を制御することを特徴とする。
【０００７】
これらの構成によれば、温度検出手段が検出した複数の発熱素子の温度に基づいて、複数の発熱素子が印刷適正温度となるように冷却手段が制御される。このため、サーマルヘッドが発熱駆動して複数の発熱素子の温度が上昇した場合でも、冷却手段により冷却（吸熱または放熱）され、複数の発熱素子を印刷適正温度にすることができる。したがって、発熱素子の温度上昇に応じて発熱素子への印加電力を制御するという複雑な構成にせずとも、発熱素子が印刷適正温度よりも高温となることがなく、印刷適正温度に維持することができる。
【０００８】
上記のサーマルヘッドの温度制御装置において、冷却手段は、ヘッドベースに設けられていることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、冷却手段をコンパクトに取り付けることができると共に、ヘッドベースに突設した複数の発熱素子を効率良く冷却することができる。
【００１０】
この場合、冷却手段は、ペルチェ素子で構成されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、簡易な構成で冷却手段を実現できると共に、サーマルヘッド廻りの省スペース化を図ることができる。
【００１２】
これらの場合、温度検出手段は、ヘッドベースに設けられていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、発熱素子の近傍に温度検出手段が設けられる。このため、発熱素子の温度を適切に検出することができる。
【００１４】
本発明の印刷装置は、上記したサーマルヘッドの温度制御装置と、サーマルヘッドと、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、発熱素子を印刷適正温度に保つことができるサーマルヘッドの温度制御装置を備えたことで、発熱素子の温度上昇に応じて発熱素子への印加電力を制御するという複雑な構成にせずとも、常に、所定の印刷温度で印刷を行うことができる。したがって、所望の印刷濃度で印刷を行うことができる。
【００１６】
本発明のヘッドモジュールは、複数の発熱素子を突設したヘッドベースを有するサーマルヘッドと、ヘッドベースに設けたペルチェ素子と、ヘッドベースに設けた温度検出センサと、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、ペルチェ素子により、温度検出センサが検出した発熱素子の温度に基づいて、発熱素子が印刷適正温度となるように冷却することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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３参照）と、を備えている。
【００２４】
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。
【００２５】
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）。
【００２６】
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）。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
図２および図３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、ヘッドベース４６の裏面と接するように設けたペルチェ素子４０と、ヘッドベース４６に組み込まれた温度検出センサ４２とを有している。
【００３０】
サーマルヘッド４１は、ヘッド本体４３と、ペルチェ素子４０を介してヘッド本体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。
【００３１】
ヘッド本体４３は、熱伝導率の高いセラミック等で構成されたヘッドベース４６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よりも僅かに大きくなっている。
【００３２】
ペルチェ素子４０は、板状に形成されており、ヘッドベース４６とヘッドホルダ４４との間に介設され、ヘッドベース４６と接するベース面４０ａが冷却面、ヘッドホルダ４４と接するホルダ面４０ｂが加熱面となっている。また、ペルチェ素子４０は、ヘッドベース４６よりも幾分幅狭に形成されると共に、複数の発熱素子４７全体を効率良く冷却できるように、複数の発熱素子４７の並び幅に対応した寸法に形成されている。そして、後述する冷却制御部６６によりペルチェ素子４０を作動させることで、ヘッドベース４６側（発熱素子４７）を冷却することができる。なお、発熱素子４７を冷却するだけでなく加熱もしたい場合には（例えば冷環境下での印刷開始時）、ペルチェ素子４０に流す電流の極性を切り換え可能な構成とし、冷却面と加熱面とを切り換えるようにすればよい。
【００３３】
このように、ペルチェ素子４０をヘッドベース４６に設けることで、ペルチェ素子４０をコンパクトに取り付けることができると共に、ヘッドベース４６に突設した複数の発熱素子４７を効率良く冷却することができる。なお、複数の発熱素子４７を冷却する冷却手段としては、ペルチェ素子４０に限定されるものではなく、例えば、ヘッドベース４６の裏面側に形成した放熱フィンにより放熱させてもよく、さらに冷却ファンにより強制冷却するようにしてもよい。もっとも、本実施形態のように、ペルチェ素子４０を用いることで、簡易な構成で冷却手段を実現できると共に、サーマルヘッド４１廻りの省スペース化を図ることができる。
【００３４】
温度検出センサ４２は、サーミスタ等で構成されており、ヘッドベース４６の複数の発熱素子４７寄りに配設されている。このように、発熱素子４７の近傍に温度検出センサ４２を設けることで、発熱素子４７の温度を適切に検出することができる。そして、検出した発熱素子４７の温度データ（ヘッド温度データ）が、冷却制御部６６に供給される。
【００３５】
図３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作成した駆動パルスを各発熱素子４７に印加するヘッド制御部６５と、ペルチェ素子４０の作動を制御する冷却制御部６６とを有している。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。
【００３６】
冷却制御部６６は、温度検出センサ４２から出力されたヘッド温度データと、予め設定された印刷適正温度（例えば１００±５℃）に基づく印刷適正温度データ（例えば１１０℃）とに基づいて、ペルチェ素子４０との間に設けられたスイッチング素子（図示省略）を切り換え、ペルチェ素子４０の作動を制御している。なお、特許請求の範囲における「サーマルヘッドの温度制御装置」は、ペルチェ素子４０と、温度検出センサ４２と、冷却制御部６６とから構成されている。
【００３７】
図４に示すように、具体的には、ヘッド温度データと適正温度データとを比較して、ヘッド温度データの方が高い場合には（Ｓ１０；Ｙｅｓ）、スイッチング素子をＯＮにして、ペルチェ素子４０に電流を流し、冷却作動させる（Ｓ１１）。これにより、複数の発熱素子４７が冷却される。
【００３８】
これによれば、サーマルヘッド４１が発熱駆動して複数の発熱素子４７の温度が上昇した場合でも、ペルチェ素子４０により、複数の発熱素子４７が印刷適正温度となるように冷却される。他方、ヘッド温度データの方が低い場合には（Ｓ１０；Ｎｏ）、スイッチング素子をＯＦＦにして、ペルチェ素子４０を作動しないようにする（Ｓ１２）。このようにすることで、発熱素子４７が印刷適正温度よりも高温となることがなく、印刷適正温度の範囲内で印刷される（Ｓ１３）。
【００３９】
なお、冷却制御部６６には、テープ識別センサにより検出されたテープカートリッジＣの種別（印刷テープＴおよびインクの材質等）に応じた印刷適正温度データを、メイン制御部６１から供給するようにしてもよい。
【００４０】
以上より、本実施形態のテーププリンタ１によれば、発熱素子４７の温度上昇に応じて発熱素子４７への印加電力を制御するという複雑な構成にせずとも、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。したがって、所望の印刷濃度で印刷を行うことができる。
【００４１】
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】
【００４２】
【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】テーププリンタの制御ブロック図である。
【図４】サーマルヘッドの温度制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１…テーププリンタ  ２４…ヘッドモジュール  ４０…ペルチェ素子  ４１…サーマルヘッド  ４２…温度検出センサ  ４６…ヘッドベース  ６６…冷却制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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