サーマルヘッドおよびサーマルプリンター
【課題】ドライバーＩＣのビット数を有効に活用できる高印刷品位のサーマルヘッドを提供する。
【解決手段】複数の発熱素子１４５が列状に配置されたヘッド基板１１０と、前記ヘッド基板１１０に列状に実装され、所定数の前記発熱素子１４５を担当して選択的に発熱させる複数のドライバーＩＣ１３０と、を備えるサーマルヘッド１であって、前記複数のドライバーＩＣ１３０は、異なるビット数の前記ドライバーＩＣ１３０からなることを特徴とする。
【解決手段】複数の発熱素子１４５が列状に配置されたヘッド基板１１０と、前記ヘッド基板１１０に列状に実装され、所定数の前記発熱素子１４５を担当して選択的に発熱させる複数のドライバーＩＣ１３０と、を備えるサーマルヘッド１であって、前記複数のドライバーＩＣ１３０は、異なるビット数の前記ドライバーＩＣ１３０からなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子を選択的に駆動するドライバーＩＣを備えるサーマルヘッドおよびそのサーマルヘッドを備えるサーマルプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の１つとしてサーマルプリンターが知られている。サーマルプリンターは、発熱素子が直線的に配置されたサーマルヘッドを有している。サーマルヘッドに配置された発熱素子は、通電により選択的に発熱する。そして、この熱エネルギーが感熱紙に含まれる発色剤と選択的に反応することにより、感熱紙上に種々の情報を印刷する。この印刷方式は、感熱発色方式と呼ばれている。
【０００３】
このようなサーマルヘッドは、長矩形形状のヘッド基板（サーマルヘッド基板）と、基板の長辺の一端部に長辺に沿って配列される多数の発熱素子（発熱抵抗体）と、多数の発熱素子に平行して配置されるとともに発熱素子を選択的に発熱駆動する複数のドライバーＩＣとを備えている。サーマルヘッド基板は、発熱素子とドライバーＩＣとの間には、それぞれを接続する出力信号配線パターンが形成され、ドライバーＩＣを挟んで発熱素子と対向する側には、ドライバーＩＣ用の入力信号配線パターンが形成される。
【０００４】
発熱素子は、個別電極とコモン電極とに導通しており、個別電極は、出力信号配線パターンを介してドライバーＩＣの出力パッドにワイヤーボンディング等によって接続されている。ドライバーＩＣは、出力パッド数と対応した所定ビット数のシフトレジスターが内蔵され、入力信号配線パターンを介して入力される印刷データをシフトレジスターに保持する。そして、ドライバーＩＣに入力されるストローブ信号のタイミングで所定の出力パッドをオンとする。このオンとなった出力パッドに対応する個別電極とコモン電極間に電流が流れ、所定の発熱素子が発熱駆動される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−８１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のヘッド基板に搭載されるドライバーＩＣの出力パッド数は、ドライバーＩＣ間のデータ転送の都合等から、基本的に８ビットの倍数であることが好ましく、例えば６４ビット、１２８ビット、１４４ビット、１６０ビット等とされている。そのため、ヘッド基板が例えば５１２個の発熱素子を有している場合は、１２８ビットのドライバーＩＣが４個配列される。ところが、サーマルプリンターにおいて、使用される感熱紙の幅、感熱紙に印刷される印刷幅、および発熱素子の配列ピッチは、そのサーマルプリンターが用いられる市場および用途により多岐にわたる。そのため、サーマルヘッドに設けられた発熱素子の総数が、ドライバーＩＣのビット数の整数倍にならない場合が発生する。この場合、ドライバーＩＣの余ったビット数が有効に活用されず無駄になってしまうという課題があった。
【０００７】
また、複数のドライバーＩＣを長矩形形状のヘッド基板に列状に配置すると、ヘッド基板の入力端子部からドライバーＩＣの入力パッドまで、コモン電極パターン、ロジック電源線等の電源線や、クロック信号線、ラッチ信号線等の信号線を含む入力配線パターンが形成される。このとき、入力信号配線パターンの長さがドライバーＩＣごとに異なってしまう。長い配線パターンを有するドライバーＩＣに対しては、配線パターンの内部抵抗により電圧ドロップが発生する虞がある。ドライバーＩＣに対して、電圧ドロップが発生すると、そのドライバーＩＣが駆動する発熱素子の熱エネルギーが低下して、感熱紙に含まれる発色剤との反応が低下して発色が薄くなる虞がある。すなわち、印刷濃淡等が発生して印刷品位の低下が生ずる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
（適用例１）複数の発熱素子が列状に配置された基板と、前記基板に実装され、所定数の前記発熱素子を担当して選択的に発熱させる複数のドライバーＩＣと、を備えるサーマルヘッドであって、前記複数のドライバーＩＣは、異なるビット数の前記ドライバーＩＣからなることを特徴とするサーマルヘッド。
【００１０】
この構成によれば、異なるビット数のドライバーＩＣを組み合わせることにより、基板に設けられた発熱素子の総数と、ドライバーＩＣの合計ビット数とを合わせることができる。そのため、ドライバーＩＣのビット数を有効に活用することができる。従って、無駄を低減させ、コスト低減に寄与することができる。
【００１１】
（適用例２）前記複数のドライバーＩＣは、少なくとも、第１ドライバーＩＣおよび第２ドライバーＩＣからなり、少なくとも１つ以上の前記第１ドライバーＩＣと少なくとも１つ以上の前記第２ドライバーＩＣとのビット数の合計数は、前記基板に配置された前記発熱素子の総数と等しいことを特徴とする上記のサーマルヘッド。
【００１２】
この構成によれば、ビット数の異なる第１ドライバーＩＣと第２ドライバーＩＣとを組み合わせることにより、基板に設けられた発熱素子の総数と、ドライバーＩＣの合計ビット数とを合わせることができる。
【００１３】
（適用例３）前記基板は、前記複数のドライバーＩＣの入力パッドに入力信号を供給する入力端子部を有し、前記第２ドライバーＩＣのビット数より多いビット数を有する前記第１ドライバーＩＣは、前記第２ドライバーＩＣが前記基板に実装される位置よりも、前記入力端子部に近い位置に実装されていることを特徴とする上記のサーマルヘッド。
【００１４】
一般に、大きいビット数のドライバーＩＣほど電流容量が必要となる。この構成によれば、ビット数の多い第１ドライバーＩＣを、ビット数の少ない第２ドライバーＩＣと比較して、基板の入力端子部の近くに配置することができる。そのため、第１ドライバーＩＣに入力信号を供給する入力信号配線パターンの長さを、第２ドライバーＩＣと比較して、短くすることができる。その結果、第１ドライバーＩＣの入力信号配線パターンにおいて、配線パターンの内部抵抗による電圧ドロップを低減することができ、第１ドライバーＩＣに供給される電圧を安定させることができる。従って、各ドライバーＩＣが駆動する発熱素子に関して、発生させる熱エネルギーを安定させることができ、印刷品位の低下を防ぐことができる。
【００１５】
（適用例４）上記のサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドが押圧状態で当接するプラテンと、を備えることを特徴とするサーマルプリンター。
【００１６】
この構成によれば、ドライバーＩＣの有効活用を図ることができるサーマルヘッドを有するサーマルプリンターを提供することができる。また、印字濃淡等の不具合を低減させた印刷品位の高いサーマルプリンターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】サーマルプリンターの外観構成を示す斜視図。
【図２】カバーフレームが開いた状態のプリンター機構部の斜視図。
【図３】カバーフレームが閉じた状態のプリンター機構部の斜視図。
【図４】プリンター機構部の側断面を示す側断面図。
【図５】サーマルヘッドの取付を説明する側面図。
【図６】サーマルヘッドの外観斜視図。
【図７】サーマルヘッドのヘッド基板を説明する図。
【図８】第３変形例のヘッド基板を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００１９】
（サーマルプリンターの全体構成について）
本実施形態のサーマルプリンターを、図１〜３を参照して説明する。図１は、サーマルプリンターの外観構成を示す斜視図である。図２および図３は、プリンター機構部の外観を示す斜視図であり、図２は、カバーフレームが開いた状態のプリンター機構部の斜視図であり、図３は、カバーフレームが閉じた状態のプリンター機構部の斜視図である。
【００２０】
このサーマルプリンターは、ＰＯＳシステム等に用いられ、レシートやクーポン等を印刷して発行することに適用される。なお、本実施形態では、例えば、８０ｍｍの紙幅のロール状の感熱紙に対して、２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で７２ｍｍの印字幅、すなわち５７６ドットラインで情報を印刷する場合を例にとり説明する。なお、図１〜図３に示すＸ方向は、印刷される感熱紙の幅方向を示し、Ｚ方向は、サーマルヘッド部での感熱紙の紙送り方向を示し、Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向と直交する方向を示す。
【００２１】
図１〜３に示すように、サーマルプリンター１００は、外装ケース部２００と、プリンター機構部３００と、図示しない制御部を有している。
図２および図３に示すプリンター機構部３００は、回路基板等からなる制御部とともに図１に示す外装ケース部２００に収容される。詳しくは、プリンター機構部３００は、樹脂等からなる下ケース２０５に固定され、側面部および後方部は、上ケース２１０に覆われており、そのＹ方向の前方部分は、パネル２１５により覆われている。さらに、プリンター機構部３００の上面は、上部カバー２２０に覆われている。
【００２２】
図２に示すように、プリンター機構部３００は、印刷された感熱紙を切断するための紙カット部２０およびロール状の感熱紙を収納保持するためのロール紙ホルダー３０を備えている。図１に示すパネル２１５の上部にはこの紙カット部２０が配置され、紙カット部２０はカッターカバー２２５で覆われている。このカッターカバー２２５は、図１中矢印Ａ方向にスライドさせて引き出すことができる。
【００２３】
図１に示すように、上ケース２１０の上面のＸ方向の一方の側には、オープンボタン２３０が設けられている。オープンボタン２３０は、図１中矢印Ｂ方向に押し下げられることによって、プリンター機構部３００に設けられたカバーオープンレバー２３５を、支点２４０を中心に回転させることができる。カバーオープンレバー２３５は、図２に示すプリンター機構部３００のカバーフレーム１０のロック機構と係合しており、時計方向に回転されることにより、ロック機構が解除される。さらに、カバーフレーム１０は、上部カバー２２０と結合されている。
【００２４】
そのため、矢印Ｂ方向にオープンボタン２３０を押し下げると、カバーオープンレバー２３５が時計方向に回転されてロック機構が外され、上部カバー２２０が矢印Ｃ方向に開き、ロール紙ホルダー３０が露出する。すなわち、この状態が、図２に示すプリンター機構部３００のカバーフレーム１０が開いた状態である。このようにすることにより、ロール状の感熱紙のセットもしくは取り出しができる。
【００２５】
なお、本実施形態で使用する感熱紙は、発色剤がバインダー等により保持されている発色層からなる印刷面を有し、この印刷面を外面に順次積層され構成されているロール状の感熱紙である。以降、このロール状の感熱紙をロール紙と呼ぶ。
【００２６】
（プリンター機構部について）
次いで、プリンター機構部の詳細を図２〜５を参照して説明する。図４は、プリンター機構部の側断面を示す側断面図である。図５はサーマルヘッドの取付を説明する側面図であり、（ａ）はサーマルヘッドが本体フレームに取り付けられた状態を示す部分側面図、（ｂ）はサーマルヘッドを本体フレームに取り付ける過程を示す部分側面図である。なお、図４および図５に示すＹ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＹ方向およびＺ方向と同一方向である。
【００２７】
図２〜４に示すように、プリンター機構部３００は、本体フレーム６０とカバーフレーム１０と、ロール紙ホルダー３０と、紙カット部２０と、印刷部７０と、を備えている。図２に示すように、本体フレーム６０は、板金等からなり、Ｚ方向上方およびＹ方向前方に開口を有する略箱型に形成されている。カバーフレーム１０は、本体フレーム６０の上部後方に設けられている。カバーフレーム１０は、本体フレーム６０の後部両側の上端部に設けられた支軸６８を中心として開閉自在に取り付けられている。カバーフレーム１０には、カバーフレーム１０を閉じた際にロール紙との接触を避けるための円弧状の蓋部１５が設けられている。また、本サーマルプリンター１００の設置角度を変える場合、すなわち、例えば縦置きにする場合、この蓋部１５は、ロール紙を受ける保持部材としても機能する。
【００２８】
図２に示すように、ロール紙ホルダー３０は、本体フレーム６０の箱状に形成された内部の後方に、上記カバーフレーム１０に覆われて設けられている。ロール紙ホルダー３０は、樹脂等により形成され、中央部にロール紙の最大径に相当する略円弧状のくぼみを有し、本体フレーム６０の底部に、円弧状のくぼみの側面開口が本体フレーム６０の両側面側に向くように取り付けられている。本体フレーム６０の内側の両側面部分は、ロール紙の側面ガイド部として機能する。そのため、ロール紙は、側面を本体フレーム６０の内側の両側面部分に幅方向の動きを規制され、ロール紙ホルダー３０の略円弧状のくぼみに回転自在に保持される。
【００２９】
図３に示すように、紙カット部２０は、本体フレーム６０の前方すなわちカバーフレーム１０の支軸６８とは相対する位置に設けられている。紙カット部２０は、可動刃２１およびその駆動手段が収納されている。可動刃２１は駆動手段により、支点２２を中心に矢印Ｅ方向に回動する。図４に示すように、この可動刃２１とハサミ状に交叉する固定刃２４は、紙カット部２０に対向するようにカバーフレーム１０に配置される。
【００３０】
この固定刃２４と可動刃２１との隙間は感熱紙が通過する紙出口Ｇに連結している。そのため、駆動手段により回動される可動刃２１の刃部と固定刃２４の刃部とがハサミ状に交叉することによって、感熱紙は紙出口Ｇ近傍でカットされる。なお、固定刃２４の上部には、固定刃カバー２５が設けられている。また、感熱紙を切断しない時は、可動刃２１は紙カット部２０の内部に収納されており、可動刃２１の刃部は露出しない。
【００３１】
図４に示すように、印刷部７０は、ロール紙ホルダー３０を始点として紙カット部２０の紙出口Ｇを終点とする感熱紙Ｓの搬送経路Ｄ上の紙カット部２０側に設けられている。図４および図５に示すように、印刷部７０は、プラテン７１とサーマルヘッド１とヘッド保持機構７７とを備えている。サーマルヘッド１は、両側面にヘッド支持軸１０２が設けられている。このサーマルヘッド１の詳細については後述する。ヘッド保持機構７７は、本体フレーム６０に形成された溝部としての切り欠き部６２とヘッド押圧板７２とヘッド押圧板７２に取り付けられるバネ７５とから構成されている。
【００３２】
図５（ｂ）に示すように、切り欠き部６２は、本体フレーム６０の上方に開口を有し、プラテン側に溝６２ａが形成され、溝６２ａと対向する位置の上下に溝６２ｂ，６２ｃが形成されている。サーマルヘッド１は、ヘッド支持軸１０２が本体フレーム６０の切り欠き部６２に挿入され、ヘッド支持軸１０２が切り欠き部６２の溝６２ａに係合することによって、本体フレーム６０に取り付けられる。ヘッド押圧板７２は、上下に曲げ部７２ｂ，７２ｃが形成され、圧縮コイルバネであるバネ７５が固定されている。このヘッド押圧板７２は、切り欠き部６２に挿入され、曲げ部７２ｂ，７２ｃがそれぞれ切り欠き部６２の溝６２ｂ，６２ｃに係合する。
【００３３】
このようにすることによって、サーマルヘッド１とヘッド押圧板７２とは、切り欠き部６２の両側に、互いに略平行状態で支持される。ヘッド押圧板７２に固定されるバネ７５は、サーマルヘッド１の背面に当接する。このバネ７５によりサーマルヘッド１はプラテン７１方向に付勢される。
【００３４】
上述のヘッド保持機構７７は、ヘッド押圧板７２に固定されたバネ７５をサーマルヘッド１の背面からずらすことによって、切り欠き部６２から取り外すことができる。サーマルヘッド１もバネ７５からの付勢力がなくなることによって、切り欠き部６２から取り外すことができる。このようにして、サーマルヘッド１は本体フレーム６０に対して、着脱可能に支持される。
【００３５】
図２に示すように、プラテン７１は、ゴム等の弾性部材により円筒形のローラー状に形成され、プラテン軸受７３を介してカバーフレーム１０に回転可能に支持されている。プラテン７１の一方の軸には、プラテン歯車７４が圧入されている。本体フレーム６０には、溝部６４が設けられており、カバーフレーム１０を閉じると、プラテン７１が、サーマルヘッド１の案内斜面部１０４（図４参照）に案内された後、プラテン軸受７３が溝部６４と当接する。さらに、サーマルヘッド１によるプラテン７１への加圧力で、カバーフレーム１０には下向きの力が作用し、プラテン７１の位置が定められる。
【００３６】
以上の構成により、図５（ａ）に示すように、プラテン７１は、感熱紙Ｓの内面Ｓ２の側から感熱紙Ｓをサーマルヘッド１の方向に押圧し、プラテン７１と対向するサーマルヘッド１は、感熱紙Ｓの外面Ｓ１の側から感熱紙Ｓをプラテン７１の方向に押圧して、感熱紙Ｓを挟持する。なお、このとき感熱紙Ｓの外面Ｓ１の表面に、前述の発色層が形成されている。
【００３７】
また、図２に示すように、本体フレーム６０の側面には、プラテン７１を回転駆動させるための紙送りモーター６６と紙送り伝達歯車６７とが設けられている。上述のように、プラテン７１が本体フレーム６０の溝部６４に位置決めされることによって、プラテン歯車７４と紙送り伝達歯車６７とが噛み合い、紙送りモーター６６からの動力がプラテン７１へ伝達される。
【００３８】
上述の構造を有するサーマルプリンター１００は、上部カバー２２０と連結するカバーフレーム１０を開き感熱紙Ｓからなるロール紙Ｒをセットして、感熱紙Ｓを紙出口Ｇまで引き出し、上部カバー２２０と連結するカバーフレーム１０を閉じることによって、感熱紙Ｓはプラテン７１とサーマルヘッド１との間にセットされる。そして、紙送りモーター６６を起動しプラテン７１を回転させて感熱紙Ｓを送りながら、サーマルヘッド１の直線状に配置された発熱素子に選択的に通電して発熱素子を発熱させることによって、感熱紙Ｓに所定の情報を印刷することができる。
【００３９】
（サーマルヘッドについて）
次いで、サーマルヘッド１について、図６および７を参照して説明する。図６はサーマルヘッドの外観斜視図である。図７は、サーマルヘッドのヘッド基板の平面図であり、（ａ）は、ヘッド基板全体図、（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図である。なお、図６および図７に示すＸ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＸ方向およびＺ方向と同一方向である。
【００４０】
図６に示すように、サーマルヘッド１は、放熱板１０６とヘッド支持軸１０２と基板としてのヘッド基板１１０とドライバーＩＣ１３０とＦＦＣ１０８とを有している。ヘッド基板１１０は、長矩形形状を呈しており、複数の発熱素子１４５からなる発熱素子列１４５ａが長手方向に沿って図中Ｚ方向上方に形成されている。本実施形態のサーマルヘッド１は、例えば、８０ｍｍの紙幅の感熱紙Ｓに対して２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で７２ｍｍの印字幅に情報を印刷する。発熱素子列１４５ａは、５７６ドット、すなわち、５７６個の発熱素子１４５から構成されている。
【００４１】
ドライバーＩＣ１３０は、発熱素子１４５を選択的に発熱駆動させる制御回路を単一のＩＣチップとして構成したものであり、２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４からなる。ここで、第１ドライバーＩＣ１３２は、出力ビット数が１６０ビットに構成され、第２ドライバーＩＣ１３４は、出力ビット数が１２８ビットに構成されている。すなわち、２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４で合計ビット数は、５７６ビットとなり、発熱素子１４５の総数５７６個と一対一に対応する。
【００４２】
２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４は、ヘッド基板１１０に発熱素子列１４５ａと平行して、列状に配設されている。放熱板１０６は、アルミニウム等の引き抜き材で形成され、ヘッド基板１１０が放熱板１０６の係止面１０６ａに両面粘着テープ等で貼り付けられている。
【００４３】
放熱板１０６のヘッド基板１１０のＺ方向上方には、案内斜面部１０４が放熱板１０６の長手方向にわたって形成されている。この案内斜面部１０４は、図４に示すカバーフレーム１０を閉じる際に、プラテン７１を滑動させて所定の位置まで案内する。この際、案内斜面部１０４の傾斜は、プラテン７１がヘッド基板１１０と衝突しないような所定の角度を有している。また、案内斜面部１０４の斜面は、この案内斜面部１０４に近接して付設されたヘッド基板１１０と略同じ高さになるように設定されている。ヘッド支持軸１０２は円柱状の丸ピンであり、放熱板１０６の左右の側面部に設けられた穴部に圧入されている。
【００４４】
ここで、ヘッド基板１１０について図７を参照して説明する。図７（ａ），（ｂ）に示すように、ヘッド基板１１０は、アルミナセラミック等からなり、一側縁１１０ａに近い位置に長手方向に沿って、通電された電流を熱に変換する線状の発熱体１４０が保護膜に保護された状態で直線状に設けられている。ヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂには、外部との電気的接続に供せられる入力端子部１１２が設けられている。発熱体１４０とヘッド基板１１０の一側縁１１０ａとの間の帯状領域には、コモン配線パターン１１４が形成されている。このコモン配線パターン１１４の両端部は、入力端子部１１２にいたるまでに延ばされている。
【００４５】
ヘッド基板１１０のＸ方向略中央には、第１ドライバーＩＣ１３２を実装するＩＣ実装部１３２ａが２つ並んで設けられ、これらＩＣ実装部１３２ａを挟んでＸ方向左右に第２ドライバーＩＣ１３４を実装するＩＣ実装部１３４ａが１つずつ設けられている。つまり、２つのＩＣ実装部１３２ａおよび２つのＩＣ実装部１３４ａは、線状の発熱体１４０と並列した列状に配置されている。
【００４６】
図７（ｂ）に示すように、上記コモン配線パターン１１４から、櫛歯状のコモン電極１１４ａが延ばされており、一方、この櫛歯状のコモン電極１１４ａ間に入り込むようにして、個別電極１１８の一端が延出されている。各個別電極１１８の他端部は、ヘッド基板１１０上に設けられたＩＣ実装部１３２ａ，１３４ａまで延びており、その端部には、電極パッド１２４が列状に形成されている。ＩＣ実装部１３２ａ，１３４ａのヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂ側には、電極パッド１２６が列状に設けられている。この電極パッド１２６は、配線パターン１２８により、図７（ａ）に示す入力端子部１１２に接続されている。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、２つのＩＣ実装部１３２ａは、ヘッド基板１１０のＸ方向略中央に設けられ、２つのＩＣ実装部１３４ａは、ＩＣ実装部１３２ａを挟んでＸ方向左右に設けられている。また、入力端子部１１２は、ヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂのＸ方向略中央に設けられている。そのため、ＩＣ実装部１３２ａに位置する電極パッド１２６と入力端子部１１２とを接続する配線パターン１２８は、ＩＣ実装部１３４ａに位置する電極パッド１２６と入力端子部１１２とを接続する配線パターン１２８より短い長さに形成される。なお、この入力端子部１１２は、ＦＦＣ１０８が取り付けられ、ＦＦＣ１０８を介してサーマルプリンター１００を制御する制御部を構成する主回路基板（図示せず）と接続されている。
【００４８】
上記発熱体１４０は、図７（ｂ）に二点鎖線で示すように、上記櫛歯状のコモン電極１１４ａおよびこれらの間に入り込む個別電極１１８に重なるようにして形成されている。そのため、隣合う櫛歯状のコモン電極１１４ａと個別電極１１８とによって、発熱素子１４５が規定される。すなわち、選択された個別電極１１８がオン駆動されると、この個別電極１１８と櫛歯状のコモン電極１１４ａとに囲まれる領域の発熱体１４０に電流が流れ、その部分が発熱素子１４５として機能する。
【００４９】
すなわち、それぞれの領域の発熱体１４０が選択的に通電されることで、通電された領域の発熱体１４０のみが瞬時に発熱するとともに、通電が休止された場合は、速やかに放熱板１０６に放熱されるように構成されている。さらに、発熱体１４０は、感熱紙Ｓを挟持搬送するプラテン７１とサーマルヘッド１との接点近傍に配置されている。そのため、発熱体１４０から発熱された熱エネルギーは感熱紙Ｓの発熱素子１４５に対応する領域に伝わり、感熱紙Ｓに所定の情報を印刷することができる。
【００５０】
以下、本実施形態の効果を記載する。
（１）従来の方法であれば、５７６個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１を駆動するためには、１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４が５つ必要になる。すなわち、１２８ビット×５となり、ビット数は６４０ビットとなる。そのため、６４ビットが無駄になってしまう。上述のサーマルプリンター１００に搭載されているサーマルヘッド１は、ビット数の異なる２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４を有している。そして、搭載される第１ドライバーＩＣ１３２および第２ドライバーＩＣ１３４のビット数の合計の値（５７６ビット：１６０ビット×２つ＋１２８ビット×２つ）は、サーマルヘッド１に設けられた発熱素子１４５の総数（５７６個）と同数である。そのため、ドライバーＩＣ１３０のビット数を有効に活用することができる。従って、無駄を低減させ、コスト低減に寄与することが可能となる。
【００５１】
（２）上述のサーマルプリンター１００に搭載されているサーマルヘッド１は、大きい電流容量が必要な多ビット数の第１ドライバーＩＣ１３２をヘッド基板１１０の入力端子部１１２に近い位置に配置して、低ビット数の第２ドライバーＩＣ１３４をヘッド基板１１０の入力端子部１１２から遠い位置に配置している。そのため、第１ドライバーＩＣ１３２に入力信号を供給する配線パターン１２８の長さを、第２ドライバーＩＣ１３４と比較して、短くすることができる。その結果、第１ドライバーＩＣ１３２の配線パターン１２８において、配線パターン１２８の内部抵抗による電圧ドロップを低減することができ、第１ドライバーＩＣ１３２に供給される電圧を安定させることができる。従って、各ドライバーＩＣ１３０が駆動する発熱素子１４５に関して、発生させる熱エネルギーを安定させることができ、印刷品位の低下が防ぐことができる。
【００５２】
（３）通常、サーマルヘッド１の発熱素子列１４５ａの駆動は、一時に行うのではなく時分割して行うのが一般的である。その理由は、多数の発熱素子１４５を同時に発熱させると、コモン配線パターン１１４に流れる電流量が多くなりこれに伴なうコモン配線パターン１１４の電圧ドロップが著しくなり、印字濃淡等の不具合が生ずる虞があるからである。そのため、１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４を５個必要とする従来のサーマルヘッド１は、５つの第２ドライバーＩＣ１３４を、例えば２分割して、それぞれタイミングをずらせて駆動する。２分割駆動で制御する場合は、５つの第２ドライバーＩＣ１３４を、２つの第２ドライバーＩＣ１３４の組と３つの第２ドライバーＩＣ１３４の組とに分けざるを得ず、分割される発熱素子１４５の数が左右異なることになる。その結果、左右の濃淡ムラの原因になり得るし、３つの第２ドライバーＩＣ１３４に対応した大容量の電源が必要になってしまう。
【００５３】
上述のサーマルプリンター１００に搭載されているサーマルヘッド１は、ビット数の異なる２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４の計４つのドライバーＩＣ１３０を搭載することができる。そのため、時分割で発熱素子列１４５ａを駆動する場合、２つずつのドライバーＩＣ１３０の組（１つの第１ドライバーＩＣ１３２と１つの第２ドライバーＩＣ１３４の組）に分割することができ、分割される発熱素子１４５の数を左右同じにすることができる。その結果、左右の濃淡ムラを低減させることができるとともに、電源容量の無駄を少なくすることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施例以外の変形例は、以下の通りである。
【００５５】
（第１変形例）上述の実施形態では、サーマルヘッド１が５７６個の発熱素子１４５を有し、８０ｍｍの紙幅の感熱紙Ｓに対して２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で７２ｍｍの印字幅に情報を印刷する場合について説明したが、これは一実施例であってこれに限定されない。以下、４４８個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１ａを用い、５８ｍｍの紙幅の感熱紙Ｓに対して２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で５６ｍｍの印字幅に情報を印刷する場合について説明する。なお、上述の実施形態と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
【００５６】
従来の方法であれば、４４８個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１ａを駆動するためには、１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４が４つ必要になる。すなわち、１２８ビット×４となり、ビット数は５１２ビットとなる。そのため、６４ビットが無駄になってしまう。または、１４４ビットのドライバーＩＣ１３０を適用する場合は、１４４ビットのドライバーＩＣ１３０が４つ必要になる。すなわち、１４４ビット×４となり、ビット数は５７６ビットとなる。そのため、１２８ビットが無駄になってしまう。
【００５７】
第１変形例のサーマルヘッド１ａは、１６０ビットの第１ドライバーＩＣ１３２を２つ、および１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４を１つ有している。そのため、搭載される第１ドライバーＩＣ１３２および第２ドライバーＩＣ１３４のビット数の合計の値（４４８ビット：１６０ビット×２つ＋１２８ビット×１つ）は、サーマルヘッド１ａに設けられた発熱素子１４５の総数（４４８個）と同数になる。その結果、ドライバーＩＣ１３０のビット数を有効に活用することができる。従って、無駄を低減させ、コスト低減に寄与することが可能となる。
【００５８】
（第２変形例）次いで、８６４個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１ｂを用い、１１２ｍｍの紙幅の感熱紙Ｓに対して２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で１０８ｍｍの印字幅に情報を印刷する場合について説明する。なお、上述の実施形態と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
従来の方法であれば、８６４個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１ｂを駆動するためには、１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４が７つ必要になる。すなわち、１２８ビット×７となり、ビット数は８９６ビットとなる。そのため、３２ビットが無駄になってしまう。
【００５９】
第２変形例のサーマルヘッド１ｂは、１６０ビットの第１ドライバーＩＣ１３２を３つ、および１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４を３つ有している。そのため、搭載される第１ドライバーＩＣ１３２および第２ドライバーＩＣ１３４のビット数の合計の値（８６４ビット：１６０ビット×３つ＋１２８ビット×３つ）は、サーマルヘッド１ｂに設けられた発熱素子１４５の総数（８６４個）と同数になる。その結果、ドライバーＩＣ１３０のビット数を有効に活用することができる。従って、無駄を低減させ、コスト低減に寄与することが可能となる。
【００６０】
（第３変形例）上述の実施形態では、図７（ａ）に示すように、ヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂのＸ方向略中央に入力端子部１１２が設けられ、入力端子部１１２の近傍にビット数の多い第１ドライバーＩＣ１３２が設けられている場合について説明したが、これに限定されない。第３変形例のヘッド基板１１０Ａを説明する図である図８に示すように、ヘッド基板１１０Ａの他側縁１１０ｂのＸ方向両端に、入力端子部１１２が入力端子部１１２ａおよび入力端子部１１２ｂの２つに分割されそれぞれ配置されていてもよい。この場合は、図８に示すビット数の大きい第１ドライバーＩＣ１３２を実装するＩＣ実装部１３２ａがヘッド基板１１０ＡのＸ方向両端側に設けられ、ビット数の小さい第２ドライバーＩＣ１３４を実装するＩＣ実装部１３４ａがヘッド基板１１０ＡのＸ方向略中央に設けられている。
【００６１】
そのため、第１ドライバーＩＣ１３２に入力信号を供給する配線パターン１２８（図７（ｂ）参照）の長さを、第２ドライバーＩＣ１３４と比較して、短くすることができる。その結果、第１ドライバーＩＣ１３２の配線パターン１２８において、配線パターン１２８の内部抵抗による電圧ドロップを低減することができ、第１ドライバーＩＣ１３２に供給される電圧を安定させることができる。従って、各ドライバーＩＣ１３０が駆動する発熱素子１４５に関して、発生させる熱エネルギーを安定させることができ、印刷品位の低下を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００６２】
１，１ａ，１ｂ…サーマルヘッド、７０…印刷部、７１…プラテン、１００…サーマルプリンター、１０８…ＦＦＣ、１１０，１１０Ａ…ヘッド基板、１１２，１１２ａ，１１２ｂ…入力端子部、１２４，１２６…電極パッド、１２８…配線パターン、１３０…ドライバーＩＣ、１３２…第１ドライバーＩＣ、１３２ａ…ＩＣ実装部、１３４…第２ドライバーＩＣ、１３４ａ…ＩＣ実装部、１４０…発熱体、１４５…発熱素子、１４５ａ…発熱素子列、３００…プリンター機構部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子を選択的に駆動するドライバーＩＣを備えるサーマルヘッドおよびそのサーマルヘッドを備えるサーマルプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の１つとしてサーマルプリンターが知られている。サーマルプリンターは、発熱素子が直線的に配置されたサーマルヘッドを有している。サーマルヘッドに配置された発熱素子は、通電により選択的に発熱する。そして、この熱エネルギーが感熱紙に含まれる発色剤と選択的に反応することにより、感熱紙上に種々の情報を印刷する。この印刷方式は、感熱発色方式と呼ばれている。
【０００３】
このようなサーマルヘッドは、長矩形形状のヘッド基板（サーマルヘッド基板）と、基板の長辺の一端部に長辺に沿って配列される多数の発熱素子（発熱抵抗体）と、多数の発熱素子に平行して配置されるとともに発熱素子を選択的に発熱駆動する複数のドライバーＩＣとを備えている。サーマルヘッド基板は、発熱素子とドライバーＩＣとの間には、それぞれを接続する出力信号配線パターンが形成され、ドライバーＩＣを挟んで発熱素子と対向する側には、ドライバーＩＣ用の入力信号配線パターンが形成される。
【０００４】
発熱素子は、個別電極とコモン電極とに導通しており、個別電極は、出力信号配線パターンを介してドライバーＩＣの出力パッドにワイヤーボンディング等によって接続されている。ドライバーＩＣは、出力パッド数と対応した所定ビット数のシフトレジスターが内蔵され、入力信号配線パターンを介して入力される印刷データをシフトレジスターに保持する。そして、ドライバーＩＣに入力されるストローブ信号のタイミングで所定の出力パッドをオンとする。このオンとなった出力パッドに対応する個別電極とコモン電極間に電流が流れ、所定の発熱素子が発熱駆動される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−８１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のヘッド基板に搭載されるドライバーＩＣの出力パッド数は、ドライバーＩＣ間のデータ転送の都合等から、基本的に８ビットの倍数であることが好ましく、例えば６４ビット、１２８ビット、１４４ビット、１６０ビット等とされている。そのため、ヘッド基板が例えば５１２個の発熱素子を有している場合は、１２８ビットのドライバーＩＣが４個配列される。ところが、サーマルプリンターにおいて、使用される感熱紙の幅、感熱紙に印刷される印刷幅、および発熱素子の配列ピッチは、そのサーマルプリンターが用いられる市場および用途により多岐にわたる。そのため、サーマルヘッドに設けられた発熱素子の総数が、ドライバーＩＣのビット数の整数倍にならない場合が発生する。この場合、ドライバーＩＣの余ったビット数が有効に活用されず無駄になってしまうという課題があった。
【０００７】
また、複数のドライバーＩＣを長矩形形状のヘッド基板に列状に配置すると、ヘッド基板の入力端子部からドライバーＩＣの入力パッドまで、コモン電極パターン、ロジック電源線等の電源線や、クロック信号線、ラッチ信号線等の信号線を含む入力配線パターンが形成される。このとき、入力信号配線パターンの長さがドライバーＩＣごとに異なってしまう。長い配線パターンを有するドライバーＩＣに対しては、配線パターンの内部抵抗により電圧ドロップが発生する虞がある。ドライバーＩＣに対して、電圧ドロップが発生すると、そのドライバーＩＣが駆動する発熱素子の熱エネルギーが低下して、感熱紙に含まれる発色剤との反応が低下して発色が薄くなる虞がある。すなわち、印刷濃淡等が発生して印刷品位の低下が生ずる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
（適用例１）複数の発熱素子が列状に配置された基板と、前記基板に実装され、所定数の前記発熱素子を担当して選択的に発熱させる複数のドライバーＩＣと、を備えるサーマルヘッドであって、前記複数のドライバーＩＣは、異なるビット数の前記ドライバーＩＣからなることを特徴とするサーマルヘッド。
【００１０】
この構成によれば、異なるビット数のドライバーＩＣを組み合わせることにより、基板に設けられた発熱素子の総数と、ドライバーＩＣの合計ビット数とを合わせることができる。そのため、ドライバーＩＣのビット数を有効に活用することができる。従って、無駄を低減させ、コスト低減に寄与することができる。
【００１１】
（適用例２）前記複数のドライバーＩＣは、少なくとも、第１ドライバーＩＣおよび第２ドライバーＩＣからなり、少なくとも１つ以上の前記第１ドライバーＩＣと少なくとも１つ以上の前記第２ドライバーＩＣとのビット数の合計数は、前記基板に配置された前記発熱素子の総数と等しいことを特徴とする上記のサーマルヘッド。
【００１２】
この構成によれば、ビット数の異なる第１ドライバーＩＣと第２ドライバーＩＣとを組み合わせることにより、基板に設けられた発熱素子の総数と、ドライバーＩＣの合計ビット数とを合わせることができる。
【００１３】
（適用例３）前記基板は、前記複数のドライバーＩＣの入力パッドに入力信号を供給する入力端子部を有し、前記第２ドライバーＩＣのビット数より多いビット数を有する前記第１ドライバーＩＣは、前記第２ドライバーＩＣが前記基板に実装される位置よりも、前記入力端子部に近い位置に実装されていることを特徴とする上記のサーマルヘッド。
【００１４】
一般に、大きいビット数のドライバーＩＣほど電流容量が必要となる。この構成によれば、ビット数の多い第１ドライバーＩＣを、ビット数の少ない第２ドライバーＩＣと比較して、基板の入力端子部の近くに配置することができる。そのため、第１ドライバーＩＣに入力信号を供給する入力信号配線パターンの長さを、第２ドライバーＩＣと比較して、短くすることができる。その結果、第１ドライバーＩＣの入力信号配線パターンにおいて、配線パターンの内部抵抗による電圧ドロップを低減することができ、第１ドライバーＩＣに供給される電圧を安定させることができる。従って、各ドライバーＩＣが駆動する発熱素子に関して、発生させる熱エネルギーを安定させることができ、印刷品位の低下を防ぐことができる。
【００１５】
（適用例４）上記のサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドが押圧状態で当接するプラテンと、を備えることを特徴とするサーマルプリンター。
【００１６】
この構成によれば、ドライバーＩＣの有効活用を図ることができるサーマルヘッドを有するサーマルプリンターを提供することができる。また、印字濃淡等の不具合を低減させた印刷品位の高いサーマルプリンターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】サーマルプリンターの外観構成を示す斜視図。
【図２】カバーフレームが開いた状態のプリンター機構部の斜視図。
【図３】カバーフレームが閉じた状態のプリンター機構部の斜視図。
【図４】プリンター機構部の側断面を示す側断面図。
【図５】サーマルヘッドの取付を説明する側面図。
【図６】サーマルヘッドの外観斜視図。
【図７】サーマルヘッドのヘッド基板を説明する図。
【図８】第３変形例のヘッド基板を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００１９】
（サーマルプリンターの全体構成について）
本実施形態のサーマルプリンターを、図１〜３を参照して説明する。図１は、サーマルプリンターの外観構成を示す斜視図である。図２および図３は、プリンター機構部の外観を示す斜視図であり、図２は、カバーフレームが開いた状態のプリンター機構部の斜視図であり、図３は、カバーフレームが閉じた状態のプリンター機構部の斜視図である。
【００２０】
このサーマルプリンターは、ＰＯＳシステム等に用いられ、レシートやクーポン等を印刷して発行することに適用される。なお、本実施形態では、例えば、８０ｍｍの紙幅のロール状の感熱紙に対して、２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で７２ｍｍの印字幅、すなわち５７６ドットラインで情報を印刷する場合を例にとり説明する。なお、図１〜図３に示すＸ方向は、印刷される感熱紙の幅方向を示し、Ｚ方向は、サーマルヘッド部での感熱紙の紙送り方向を示し、Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向と直交する方向を示す。
【００２１】
図１〜３に示すように、サーマルプリンター１００は、外装ケース部２００と、プリンター機構部３００と、図示しない制御部を有している。
図２および図３に示すプリンター機構部３００は、回路基板等からなる制御部とともに図１に示す外装ケース部２００に収容される。詳しくは、プリンター機構部３００は、樹脂等からなる下ケース２０５に固定され、側面部および後方部は、上ケース２１０に覆われており、そのＹ方向の前方部分は、パネル２１５により覆われている。さらに、プリンター機構部３００の上面は、上部カバー２２０に覆われている。
【００２２】
図２に示すように、プリンター機構部３００は、印刷された感熱紙を切断するための紙カット部２０およびロール状の感熱紙を収納保持するためのロール紙ホルダー３０を備えている。図１に示すパネル２１５の上部にはこの紙カット部２０が配置され、紙カット部２０はカッターカバー２２５で覆われている。このカッターカバー２２５は、図１中矢印Ａ方向にスライドさせて引き出すことができる。
【００２３】
図１に示すように、上ケース２１０の上面のＸ方向の一方の側には、オープンボタン２３０が設けられている。オープンボタン２３０は、図１中矢印Ｂ方向に押し下げられることによって、プリンター機構部３００に設けられたカバーオープンレバー２３５を、支点２４０を中心に回転させることができる。カバーオープンレバー２３５は、図２に示すプリンター機構部３００のカバーフレーム１０のロック機構と係合しており、時計方向に回転されることにより、ロック機構が解除される。さらに、カバーフレーム１０は、上部カバー２２０と結合されている。
【００２４】
そのため、矢印Ｂ方向にオープンボタン２３０を押し下げると、カバーオープンレバー２３５が時計方向に回転されてロック機構が外され、上部カバー２２０が矢印Ｃ方向に開き、ロール紙ホルダー３０が露出する。すなわち、この状態が、図２に示すプリンター機構部３００のカバーフレーム１０が開いた状態である。このようにすることにより、ロール状の感熱紙のセットもしくは取り出しができる。
【００２５】
なお、本実施形態で使用する感熱紙は、発色剤がバインダー等により保持されている発色層からなる印刷面を有し、この印刷面を外面に順次積層され構成されているロール状の感熱紙である。以降、このロール状の感熱紙をロール紙と呼ぶ。
【００２６】
（プリンター機構部について）
次いで、プリンター機構部の詳細を図２〜５を参照して説明する。図４は、プリンター機構部の側断面を示す側断面図である。図５はサーマルヘッドの取付を説明する側面図であり、（ａ）はサーマルヘッドが本体フレームに取り付けられた状態を示す部分側面図、（ｂ）はサーマルヘッドを本体フレームに取り付ける過程を示す部分側面図である。なお、図４および図５に示すＹ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＹ方向およびＺ方向と同一方向である。
【００２７】
図２〜４に示すように、プリンター機構部３００は、本体フレーム６０とカバーフレーム１０と、ロール紙ホルダー３０と、紙カット部２０と、印刷部７０と、を備えている。図２に示すように、本体フレーム６０は、板金等からなり、Ｚ方向上方およびＹ方向前方に開口を有する略箱型に形成されている。カバーフレーム１０は、本体フレーム６０の上部後方に設けられている。カバーフレーム１０は、本体フレーム６０の後部両側の上端部に設けられた支軸６８を中心として開閉自在に取り付けられている。カバーフレーム１０には、カバーフレーム１０を閉じた際にロール紙との接触を避けるための円弧状の蓋部１５が設けられている。また、本サーマルプリンター１００の設置角度を変える場合、すなわち、例えば縦置きにする場合、この蓋部１５は、ロール紙を受ける保持部材としても機能する。
【００２８】
図２に示すように、ロール紙ホルダー３０は、本体フレーム６０の箱状に形成された内部の後方に、上記カバーフレーム１０に覆われて設けられている。ロール紙ホルダー３０は、樹脂等により形成され、中央部にロール紙の最大径に相当する略円弧状のくぼみを有し、本体フレーム６０の底部に、円弧状のくぼみの側面開口が本体フレーム６０の両側面側に向くように取り付けられている。本体フレーム６０の内側の両側面部分は、ロール紙の側面ガイド部として機能する。そのため、ロール紙は、側面を本体フレーム６０の内側の両側面部分に幅方向の動きを規制され、ロール紙ホルダー３０の略円弧状のくぼみに回転自在に保持される。
【００２９】
図３に示すように、紙カット部２０は、本体フレーム６０の前方すなわちカバーフレーム１０の支軸６８とは相対する位置に設けられている。紙カット部２０は、可動刃２１およびその駆動手段が収納されている。可動刃２１は駆動手段により、支点２２を中心に矢印Ｅ方向に回動する。図４に示すように、この可動刃２１とハサミ状に交叉する固定刃２４は、紙カット部２０に対向するようにカバーフレーム１０に配置される。
【００３０】
この固定刃２４と可動刃２１との隙間は感熱紙が通過する紙出口Ｇに連結している。そのため、駆動手段により回動される可動刃２１の刃部と固定刃２４の刃部とがハサミ状に交叉することによって、感熱紙は紙出口Ｇ近傍でカットされる。なお、固定刃２４の上部には、固定刃カバー２５が設けられている。また、感熱紙を切断しない時は、可動刃２１は紙カット部２０の内部に収納されており、可動刃２１の刃部は露出しない。
【００３１】
図４に示すように、印刷部７０は、ロール紙ホルダー３０を始点として紙カット部２０の紙出口Ｇを終点とする感熱紙Ｓの搬送経路Ｄ上の紙カット部２０側に設けられている。図４および図５に示すように、印刷部７０は、プラテン７１とサーマルヘッド１とヘッド保持機構７７とを備えている。サーマルヘッド１は、両側面にヘッド支持軸１０２が設けられている。このサーマルヘッド１の詳細については後述する。ヘッド保持機構７７は、本体フレーム６０に形成された溝部としての切り欠き部６２とヘッド押圧板７２とヘッド押圧板７２に取り付けられるバネ７５とから構成されている。
【００３２】
図５（ｂ）に示すように、切り欠き部６２は、本体フレーム６０の上方に開口を有し、プラテン側に溝６２ａが形成され、溝６２ａと対向する位置の上下に溝６２ｂ，６２ｃが形成されている。サーマルヘッド１は、ヘッド支持軸１０２が本体フレーム６０の切り欠き部６２に挿入され、ヘッド支持軸１０２が切り欠き部６２の溝６２ａに係合することによって、本体フレーム６０に取り付けられる。ヘッド押圧板７２は、上下に曲げ部７２ｂ，７２ｃが形成され、圧縮コイルバネであるバネ７５が固定されている。このヘッド押圧板７２は、切り欠き部６２に挿入され、曲げ部７２ｂ，７２ｃがそれぞれ切り欠き部６２の溝６２ｂ，６２ｃに係合する。
【００３３】
このようにすることによって、サーマルヘッド１とヘッド押圧板７２とは、切り欠き部６２の両側に、互いに略平行状態で支持される。ヘッド押圧板７２に固定されるバネ７５は、サーマルヘッド１の背面に当接する。このバネ７５によりサーマルヘッド１はプラテン７１方向に付勢される。
【００３４】
上述のヘッド保持機構７７は、ヘッド押圧板７２に固定されたバネ７５をサーマルヘッド１の背面からずらすことによって、切り欠き部６２から取り外すことができる。サーマルヘッド１もバネ７５からの付勢力がなくなることによって、切り欠き部６２から取り外すことができる。このようにして、サーマルヘッド１は本体フレーム６０に対して、着脱可能に支持される。
【００３５】
図２に示すように、プラテン７１は、ゴム等の弾性部材により円筒形のローラー状に形成され、プラテン軸受７３を介してカバーフレーム１０に回転可能に支持されている。プラテン７１の一方の軸には、プラテン歯車７４が圧入されている。本体フレーム６０には、溝部６４が設けられており、カバーフレーム１０を閉じると、プラテン７１が、サーマルヘッド１の案内斜面部１０４（図４参照）に案内された後、プラテン軸受７３が溝部６４と当接する。さらに、サーマルヘッド１によるプラテン７１への加圧力で、カバーフレーム１０には下向きの力が作用し、プラテン７１の位置が定められる。
【００３６】
以上の構成により、図５（ａ）に示すように、プラテン７１は、感熱紙Ｓの内面Ｓ２の側から感熱紙Ｓをサーマルヘッド１の方向に押圧し、プラテン７１と対向するサーマルヘッド１は、感熱紙Ｓの外面Ｓ１の側から感熱紙Ｓをプラテン７１の方向に押圧して、感熱紙Ｓを挟持する。なお、このとき感熱紙Ｓの外面Ｓ１の表面に、前述の発色層が形成されている。
【００３７】
また、図２に示すように、本体フレーム６０の側面には、プラテン７１を回転駆動させるための紙送りモーター６６と紙送り伝達歯車６７とが設けられている。上述のように、プラテン７１が本体フレーム６０の溝部６４に位置決めされることによって、プラテン歯車７４と紙送り伝達歯車６７とが噛み合い、紙送りモーター６６からの動力がプラテン７１へ伝達される。
【００３８】
上述の構造を有するサーマルプリンター１００は、上部カバー２２０と連結するカバーフレーム１０を開き感熱紙Ｓからなるロール紙Ｒをセットして、感熱紙Ｓを紙出口Ｇまで引き出し、上部カバー２２０と連結するカバーフレーム１０を閉じることによって、感熱紙Ｓはプラテン７１とサーマルヘッド１との間にセットされる。そして、紙送りモーター６６を起動しプラテン７１を回転させて感熱紙Ｓを送りながら、サーマルヘッド１の直線状に配置された発熱素子に選択的に通電して発熱素子を発熱させることによって、感熱紙Ｓに所定の情報を印刷することができる。
【００３９】
（サーマルヘッドについて）
次いで、サーマルヘッド１について、図６および７を参照して説明する。図６はサーマルヘッドの外観斜視図である。図７は、サーマルヘッドのヘッド基板の平面図であり、（ａ）は、ヘッド基板全体図、（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図である。なお、図６および図７に示すＸ方向およびＺ方向は、図１〜３に示すＸ方向およびＺ方向と同一方向である。
【００４０】
図６に示すように、サーマルヘッド１は、放熱板１０６とヘッド支持軸１０２と基板としてのヘッド基板１１０とドライバーＩＣ１３０とＦＦＣ１０８とを有している。ヘッド基板１１０は、長矩形形状を呈しており、複数の発熱素子１４５からなる発熱素子列１４５ａが長手方向に沿って図中Ｚ方向上方に形成されている。本実施形態のサーマルヘッド１は、例えば、８０ｍｍの紙幅の感熱紙Ｓに対して２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で７２ｍｍの印字幅に情報を印刷する。発熱素子列１４５ａは、５７６ドット、すなわち、５７６個の発熱素子１４５から構成されている。
【００４１】
ドライバーＩＣ１３０は、発熱素子１４５を選択的に発熱駆動させる制御回路を単一のＩＣチップとして構成したものであり、２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４からなる。ここで、第１ドライバーＩＣ１３２は、出力ビット数が１６０ビットに構成され、第２ドライバーＩＣ１３４は、出力ビット数が１２８ビットに構成されている。すなわち、２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４で合計ビット数は、５７６ビットとなり、発熱素子１４５の総数５７６個と一対一に対応する。
【００４２】
２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４は、ヘッド基板１１０に発熱素子列１４５ａと平行して、列状に配設されている。放熱板１０６は、アルミニウム等の引き抜き材で形成され、ヘッド基板１１０が放熱板１０６の係止面１０６ａに両面粘着テープ等で貼り付けられている。
【００４３】
放熱板１０６のヘッド基板１１０のＺ方向上方には、案内斜面部１０４が放熱板１０６の長手方向にわたって形成されている。この案内斜面部１０４は、図４に示すカバーフレーム１０を閉じる際に、プラテン７１を滑動させて所定の位置まで案内する。この際、案内斜面部１０４の傾斜は、プラテン７１がヘッド基板１１０と衝突しないような所定の角度を有している。また、案内斜面部１０４の斜面は、この案内斜面部１０４に近接して付設されたヘッド基板１１０と略同じ高さになるように設定されている。ヘッド支持軸１０２は円柱状の丸ピンであり、放熱板１０６の左右の側面部に設けられた穴部に圧入されている。
【００４４】
ここで、ヘッド基板１１０について図７を参照して説明する。図７（ａ），（ｂ）に示すように、ヘッド基板１１０は、アルミナセラミック等からなり、一側縁１１０ａに近い位置に長手方向に沿って、通電された電流を熱に変換する線状の発熱体１４０が保護膜に保護された状態で直線状に設けられている。ヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂには、外部との電気的接続に供せられる入力端子部１１２が設けられている。発熱体１４０とヘッド基板１１０の一側縁１１０ａとの間の帯状領域には、コモン配線パターン１１４が形成されている。このコモン配線パターン１１４の両端部は、入力端子部１１２にいたるまでに延ばされている。
【００４５】
ヘッド基板１１０のＸ方向略中央には、第１ドライバーＩＣ１３２を実装するＩＣ実装部１３２ａが２つ並んで設けられ、これらＩＣ実装部１３２ａを挟んでＸ方向左右に第２ドライバーＩＣ１３４を実装するＩＣ実装部１３４ａが１つずつ設けられている。つまり、２つのＩＣ実装部１３２ａおよび２つのＩＣ実装部１３４ａは、線状の発熱体１４０と並列した列状に配置されている。
【００４６】
図７（ｂ）に示すように、上記コモン配線パターン１１４から、櫛歯状のコモン電極１１４ａが延ばされており、一方、この櫛歯状のコモン電極１１４ａ間に入り込むようにして、個別電極１１８の一端が延出されている。各個別電極１１８の他端部は、ヘッド基板１１０上に設けられたＩＣ実装部１３２ａ，１３４ａまで延びており、その端部には、電極パッド１２４が列状に形成されている。ＩＣ実装部１３２ａ，１３４ａのヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂ側には、電極パッド１２６が列状に設けられている。この電極パッド１２６は、配線パターン１２８により、図７（ａ）に示す入力端子部１１２に接続されている。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、２つのＩＣ実装部１３２ａは、ヘッド基板１１０のＸ方向略中央に設けられ、２つのＩＣ実装部１３４ａは、ＩＣ実装部１３２ａを挟んでＸ方向左右に設けられている。また、入力端子部１１２は、ヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂのＸ方向略中央に設けられている。そのため、ＩＣ実装部１３２ａに位置する電極パッド１２６と入力端子部１１２とを接続する配線パターン１２８は、ＩＣ実装部１３４ａに位置する電極パッド１２６と入力端子部１１２とを接続する配線パターン１２８より短い長さに形成される。なお、この入力端子部１１２は、ＦＦＣ１０８が取り付けられ、ＦＦＣ１０８を介してサーマルプリンター１００を制御する制御部を構成する主回路基板（図示せず）と接続されている。
【００４８】
上記発熱体１４０は、図７（ｂ）に二点鎖線で示すように、上記櫛歯状のコモン電極１１４ａおよびこれらの間に入り込む個別電極１１８に重なるようにして形成されている。そのため、隣合う櫛歯状のコモン電極１１４ａと個別電極１１８とによって、発熱素子１４５が規定される。すなわち、選択された個別電極１１８がオン駆動されると、この個別電極１１８と櫛歯状のコモン電極１１４ａとに囲まれる領域の発熱体１４０に電流が流れ、その部分が発熱素子１４５として機能する。
【００４９】
すなわち、それぞれの領域の発熱体１４０が選択的に通電されることで、通電された領域の発熱体１４０のみが瞬時に発熱するとともに、通電が休止された場合は、速やかに放熱板１０６に放熱されるように構成されている。さらに、発熱体１４０は、感熱紙Ｓを挟持搬送するプラテン７１とサーマルヘッド１との接点近傍に配置されている。そのため、発熱体１４０から発熱された熱エネルギーは感熱紙Ｓの発熱素子１４５に対応する領域に伝わり、感熱紙Ｓに所定の情報を印刷することができる。
【００５０】
以下、本実施形態の効果を記載する。
（１）従来の方法であれば、５７６個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１を駆動するためには、１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４が５つ必要になる。すなわち、１２８ビット×５となり、ビット数は６４０ビットとなる。そのため、６４ビットが無駄になってしまう。上述のサーマルプリンター１００に搭載されているサーマルヘッド１は、ビット数の異なる２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４を有している。そして、搭載される第１ドライバーＩＣ１３２および第２ドライバーＩＣ１３４のビット数の合計の値（５７６ビット：１６０ビット×２つ＋１２８ビット×２つ）は、サーマルヘッド１に設けられた発熱素子１４５の総数（５７６個）と同数である。そのため、ドライバーＩＣ１３０のビット数を有効に活用することができる。従って、無駄を低減させ、コスト低減に寄与することが可能となる。
【００５１】
（２）上述のサーマルプリンター１００に搭載されているサーマルヘッド１は、大きい電流容量が必要な多ビット数の第１ドライバーＩＣ１３２をヘッド基板１１０の入力端子部１１２に近い位置に配置して、低ビット数の第２ドライバーＩＣ１３４をヘッド基板１１０の入力端子部１１２から遠い位置に配置している。そのため、第１ドライバーＩＣ１３２に入力信号を供給する配線パターン１２８の長さを、第２ドライバーＩＣ１３４と比較して、短くすることができる。その結果、第１ドライバーＩＣ１３２の配線パターン１２８において、配線パターン１２８の内部抵抗による電圧ドロップを低減することができ、第１ドライバーＩＣ１３２に供給される電圧を安定させることができる。従って、各ドライバーＩＣ１３０が駆動する発熱素子１４５に関して、発生させる熱エネルギーを安定させることができ、印刷品位の低下が防ぐことができる。
【００５２】
（３）通常、サーマルヘッド１の発熱素子列１４５ａの駆動は、一時に行うのではなく時分割して行うのが一般的である。その理由は、多数の発熱素子１４５を同時に発熱させると、コモン配線パターン１１４に流れる電流量が多くなりこれに伴なうコモン配線パターン１１４の電圧ドロップが著しくなり、印字濃淡等の不具合が生ずる虞があるからである。そのため、１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４を５個必要とする従来のサーマルヘッド１は、５つの第２ドライバーＩＣ１３４を、例えば２分割して、それぞれタイミングをずらせて駆動する。２分割駆動で制御する場合は、５つの第２ドライバーＩＣ１３４を、２つの第２ドライバーＩＣ１３４の組と３つの第２ドライバーＩＣ１３４の組とに分けざるを得ず、分割される発熱素子１４５の数が左右異なることになる。その結果、左右の濃淡ムラの原因になり得るし、３つの第２ドライバーＩＣ１３４に対応した大容量の電源が必要になってしまう。
【００５３】
上述のサーマルプリンター１００に搭載されているサーマルヘッド１は、ビット数の異なる２つの第１ドライバーＩＣ１３２および２つの第２ドライバーＩＣ１３４の計４つのドライバーＩＣ１３０を搭載することができる。そのため、時分割で発熱素子列１４５ａを駆動する場合、２つずつのドライバーＩＣ１３０の組（１つの第１ドライバーＩＣ１３２と１つの第２ドライバーＩＣ１３４の組）に分割することができ、分割される発熱素子１４５の数を左右同じにすることができる。その結果、左右の濃淡ムラを低減させることができるとともに、電源容量の無駄を少なくすることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施例以外の変形例は、以下の通りである。
【００５５】
（第１変形例）上述の実施形態では、サーマルヘッド１が５７６個の発熱素子１４５を有し、８０ｍｍの紙幅の感熱紙Ｓに対して２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で７２ｍｍの印字幅に情報を印刷する場合について説明したが、これは一実施例であってこれに限定されない。以下、４４８個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１ａを用い、５８ｍｍの紙幅の感熱紙Ｓに対して２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で５６ｍｍの印字幅に情報を印刷する場合について説明する。なお、上述の実施形態と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
【００５６】
従来の方法であれば、４４８個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１ａを駆動するためには、１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４が４つ必要になる。すなわち、１２８ビット×４となり、ビット数は５１２ビットとなる。そのため、６４ビットが無駄になってしまう。または、１４４ビットのドライバーＩＣ１３０を適用する場合は、１４４ビットのドライバーＩＣ１３０が４つ必要になる。すなわち、１４４ビット×４となり、ビット数は５７６ビットとなる。そのため、１２８ビットが無駄になってしまう。
【００５７】
第１変形例のサーマルヘッド１ａは、１６０ビットの第１ドライバーＩＣ１３２を２つ、および１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４を１つ有している。そのため、搭載される第１ドライバーＩＣ１３２および第２ドライバーＩＣ１３４のビット数の合計の値（４４８ビット：１６０ビット×２つ＋１２８ビット×１つ）は、サーマルヘッド１ａに設けられた発熱素子１４５の総数（４４８個）と同数になる。その結果、ドライバーＩＣ１３０のビット数を有効に活用することができる。従って、無駄を低減させ、コスト低減に寄与することが可能となる。
【００５８】
（第２変形例）次いで、８６４個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１ｂを用い、１１２ｍｍの紙幅の感熱紙Ｓに対して２０３ｄｐｉ（約８ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度で１０８ｍｍの印字幅に情報を印刷する場合について説明する。なお、上述の実施形態と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
従来の方法であれば、８６４個の発熱素子１４５を有するサーマルヘッド１ｂを駆動するためには、１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４が７つ必要になる。すなわち、１２８ビット×７となり、ビット数は８９６ビットとなる。そのため、３２ビットが無駄になってしまう。
【００５９】
第２変形例のサーマルヘッド１ｂは、１６０ビットの第１ドライバーＩＣ１３２を３つ、および１２８ビットの第２ドライバーＩＣ１３４を３つ有している。そのため、搭載される第１ドライバーＩＣ１３２および第２ドライバーＩＣ１３４のビット数の合計の値（８６４ビット：１６０ビット×３つ＋１２８ビット×３つ）は、サーマルヘッド１ｂに設けられた発熱素子１４５の総数（８６４個）と同数になる。その結果、ドライバーＩＣ１３０のビット数を有効に活用することができる。従って、無駄を低減させ、コスト低減に寄与することが可能となる。
【００６０】
（第３変形例）上述の実施形態では、図７（ａ）に示すように、ヘッド基板１１０の他側縁１１０ｂのＸ方向略中央に入力端子部１１２が設けられ、入力端子部１１２の近傍にビット数の多い第１ドライバーＩＣ１３２が設けられている場合について説明したが、これに限定されない。第３変形例のヘッド基板１１０Ａを説明する図である図８に示すように、ヘッド基板１１０Ａの他側縁１１０ｂのＸ方向両端に、入力端子部１１２が入力端子部１１２ａおよび入力端子部１１２ｂの２つに分割されそれぞれ配置されていてもよい。この場合は、図８に示すビット数の大きい第１ドライバーＩＣ１３２を実装するＩＣ実装部１３２ａがヘッド基板１１０ＡのＸ方向両端側に設けられ、ビット数の小さい第２ドライバーＩＣ１３４を実装するＩＣ実装部１３４ａがヘッド基板１１０ＡのＸ方向略中央に設けられている。
【００６１】
そのため、第１ドライバーＩＣ１３２に入力信号を供給する配線パターン１２８（図７（ｂ）参照）の長さを、第２ドライバーＩＣ１３４と比較して、短くすることができる。その結果、第１ドライバーＩＣ１３２の配線パターン１２８において、配線パターン１２８の内部抵抗による電圧ドロップを低減することができ、第１ドライバーＩＣ１３２に供給される電圧を安定させることができる。従って、各ドライバーＩＣ１３０が駆動する発熱素子１４５に関して、発生させる熱エネルギーを安定させることができ、印刷品位の低下を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００６２】
１，１ａ，１ｂ…サーマルヘッド、７０…印刷部、７１…プラテン、１００…サーマルプリンター、１０８…ＦＦＣ、１１０，１１０Ａ…ヘッド基板、１１２，１１２ａ，１１２ｂ…入力端子部、１２４，１２６…電極パッド、１２８…配線パターン、１３０…ドライバーＩＣ、１３２…第１ドライバーＩＣ、１３２ａ…ＩＣ実装部、１３４…第２ドライバーＩＣ、１３４ａ…ＩＣ実装部、１４０…発熱体、１４５…発熱素子、１４５ａ…発熱素子列、３００…プリンター機構部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱素子が列状に配置された基板と、前記基板に実装され、所定数の前記発熱素子を担当して選択的に発熱させる複数のドライバーＩＣと、を備えるサーマルヘッドであって、
前記複数のドライバーＩＣは、異なるビット数の前記ドライバーＩＣからなることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記複数のドライバーＩＣは、少なくとも、第１ドライバーＩＣおよび第２ドライバーＩＣからなり、
少なくとも１つ以上の前記第１ドライバーＩＣと、少なくとも１つ以上の前記第２ドライバーＩＣとのビット数の合計数は、前記基板に配置された前記発熱素子の総数と等しい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】
前記基板は、前記複数のドライバーＩＣの入力パッドに入力信号を供給する入力端子部を有し、
前記第２ドライバーＩＣのビット数より多いビット数を有する前記第１ドライバーＩＣは、前記第２ドライバーＩＣが前記基板に実装される位置よりも、前記入力端子部に近い位置に実装されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドが押圧状態で当接するプラテンと、を備えることを特徴とするサーマルプリンター。
【請求項１】
複数の発熱素子が列状に配置された基板と、前記基板に実装され、所定数の前記発熱素子を担当して選択的に発熱させる複数のドライバーＩＣと、を備えるサーマルヘッドであって、
前記複数のドライバーＩＣは、異なるビット数の前記ドライバーＩＣからなることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記複数のドライバーＩＣは、少なくとも、第１ドライバーＩＣおよび第２ドライバーＩＣからなり、
少なくとも１つ以上の前記第１ドライバーＩＣと、少なくとも１つ以上の前記第２ドライバーＩＣとのビット数の合計数は、前記基板に配置された前記発熱素子の総数と等しい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】
前記基板は、前記複数のドライバーＩＣの入力パッドに入力信号を供給する入力端子部を有し、
前記第２ドライバーＩＣのビット数より多いビット数を有する前記第１ドライバーＩＣは、前記第２ドライバーＩＣが前記基板に実装される位置よりも、前記入力端子部に近い位置に実装されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドが押圧状態で当接するプラテンと、を備えることを特徴とするサーマルプリンター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５３７８８（Ｐ２０１０−２５３７８８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０６０４６（Ｐ２００９−１０６０４６）
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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