專利名稱：感熱頭及頭驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱感記錄裝置及類似裝置中使用的感熱頭，以及該頭的頭驅(qū)動(dòng)電路。


圖1示出常規(guī)交替引線型感熱頭結(jié)構(gòu)的示意圖，例如，連接到電源的電源側(cè)導(dǎo)體每隔一個(gè)導(dǎo)體分成兩組，依次切換這些分開的導(dǎo)體以便連到該電源，從而驅(qū)動(dòng)熱阻部件。參考標(biāo)號(hào)1表示熱阻部件，參考標(biāo)號(hào)2表示驅(qū)動(dòng)IC，參考標(biāo)號(hào)31、32、...、3m表示第一引線導(dǎo)體，參考標(biāo)號(hào)41、42、...、4m表示第二引線導(dǎo)體。另外，參考標(biāo)號(hào)5A表示第一選擇線，參考標(biāo)號(hào)5B表示第二選擇線，參考標(biāo)號(hào)61、62、...、6n表示第三引線導(dǎo)體，符號(hào)＂E＂是電源，符號(hào)＂SW＂表示轉(zhuǎn)換開關(guān)，符號(hào)D1、D2、...、Dn是二極管。在該感熱頭中，熱阻部件1以直線形式形成在陶瓷襯底上。與該熱阻部件1接觸并沿垂直于該熱阻部件1方向設(shè)置在驅(qū)動(dòng)IC2一側(cè)的第三引線導(dǎo)體6。設(shè)置在二極管D一側(cè)的第一和第二引線導(dǎo)體3、4等間隔交替地排列。由第三引線導(dǎo)體6和第一和第二引線導(dǎo)體3、4將熱阻部件1分成段以形成多個(gè)熱阻元件“R1”、“R2”、“R3”。另外，第一和第二引線導(dǎo)體3、4經(jīng)二極管D連接到第一選擇線5A和第二選擇線5B。轉(zhuǎn)換開關(guān)SW切換電源E和這些選擇線5A、5B，以便與這些元件連接。另外，第三引線導(dǎo)體6連接到驅(qū)動(dòng)IC2的相應(yīng)開關(guān)“S1”、“S2”，...，“Sn”。
當(dāng)用該感熱頭進(jìn)行記錄操作時(shí)，由控制單元(未示出)在預(yù)選定時(shí)切換該轉(zhuǎn)換開關(guān)，在第一定時(shí)，第一選擇線5 A接到電源E；在第二定時(shí)，第二選擇線5B接到電源E。這樣，轉(zhuǎn)換開關(guān)SW可執(zhí)行兩種模式。在這兩種模式中，驅(qū)動(dòng)IC2中的開關(guān)S1、S2，...，Sn由控制單元控制在ON/OFF狀態(tài)，以根據(jù)所讀數(shù)據(jù)向各個(gè)熱阻元件供電。
在該附圖中，例如，當(dāng)與熱阻元件R1相對(duì)應(yīng)的記錄數(shù)據(jù)(Um)是ON時(shí)，控制單元使S1閉合，并將轉(zhuǎn)換開關(guān)SW切換到觸點(diǎn)A側(cè)。因此，來自電源E的電流可經(jīng)第一選擇線5A、第一引線導(dǎo)體31、二極管D1、熱阻元件R1、和第三引線導(dǎo)體61流入熱阻元件R1，以便對(duì)該熱阻元件R1加熱。此時(shí)，當(dāng)開關(guān)S2閉合時(shí)，來自電源E的電流可經(jīng)與上述路徑相似的路徑和第三引線導(dǎo)體62流入熱阻元件R2，這樣熱阻元件R2加熱。此外，當(dāng)熱阻元件R3必須被加熱時(shí)，開關(guān)S2閉合并且轉(zhuǎn)換開關(guān)SW切換到觸點(diǎn)B一側(cè)。因此，來自電源E的電流可經(jīng)第二選擇線5B、第二引線導(dǎo)體41、二極管D2、和第三引線導(dǎo)體62流入熱阻元件R3，以便向該熱阻元件R3供電而對(duì)其加熱。
換句話說，當(dāng)對(duì)1線進(jìn)行記錄操作時(shí)，控制單元(未示出)將針對(duì)1線的記錄數(shù)據(jù)分成由與連接到第一選擇線5A的第一引線導(dǎo)體31至3m兩側(cè)接觸的A組熱阻元件處理的記錄數(shù)據(jù)，和由與連接到第二選擇線5B的第二引線導(dǎo)體41至4m兩側(cè)接觸的B組熱阻元件處理的記錄數(shù)據(jù)。然后，控制單元控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SW將第一選擇線5A連接到電源E，并進(jìn)一步將A組記錄數(shù)據(jù)傳送到驅(qū)動(dòng)IC2，以便接通/斷開開關(guān)S1至Sn。結(jié)果是，由A組的記錄數(shù)據(jù)指定為“打印ON”的A組的元件被加熱。在下一定時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)SW被切換，以便第二選擇線5B接到電源E?？刂茊卧彩笲組記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)IC2，轉(zhuǎn)換ON/OFF，使開關(guān)S1轉(zhuǎn)換到以使B線熱阻元件工作，從而完成線1的記錄操作。
在這樣一種感熱頭的情況下，需要二極管D1至Dn，以避免用來向預(yù)選熱阻元件供電的電流進(jìn)入其它熱阻元件。這樣使制造成本增加，并幾乎不能制成緊湊的感熱頭。
因此，為消除這些問題，如圖2所示，已經(jīng)提出一種象感熱頭(即所謂的“無二極管型感熱頭”)那樣為第一和第二選擇線設(shè)置聯(lián)鎖開關(guān)，并當(dāng)一條選擇線連接到電源E時(shí)，另一條選擇線接地，所以在這個(gè)熱阻頭的第一和第二選擇線5A和5B中不必有二極管。根據(jù)這種感熱頭，由i2表示的多余電流不集中到由記錄數(shù)據(jù)設(shè)定為“打印ON”的熱阻元件。另外，可降低制造成本，并且由于不采用二極管故此可制造緊湊的感熱頭。
現(xiàn)在假設(shè)電源電壓是＂E＂，地電位是＂0＂，每個(gè)熱阻元件的阻值是＂R＂，并且，熱阻元件R2被指定為“打印ON”，流入R2的電流為E/R。然后，該電流的打印能量值變成(ExE)/R。流入到指定“打印OFF”的熱阻元件中的電流為E/2R。然后，該電流的打印能量值變成(ExE)4R。這種情況下，以指定打印OFF的熱阻元件的打印能量(ExE/4R)不能在熱感記錄紙上給出任何變化的方式設(shè)定電源電壓E和熱阻元件阻值R。
在上面說明的示于圖2而常規(guī)感熱頭中，最初加熱的熱阻元件的打印能量值與另一個(gè)熱阻元件的打印能量值之比是4∶1。然而，存在著4∶1的比例相對(duì)較小的缺點(diǎn)。換句話說，當(dāng)設(shè)定打印OFF的熱阻元件的打印能量降低以防止彩色打印操作時(shí)，另一個(gè)所加熱的熱阻元件的打印能量短路。反之，當(dāng)所加熱的熱阻元件的打印能量足夠大時(shí)，另一個(gè)未加熱的熱阻元件的打印能量相對(duì)增加。結(jié)果是，由于該相對(duì)大的打印能量將對(duì)熱存儲(chǔ)產(chǎn)生不利影響，即使不進(jìn)行彩色打印操作，仍存在另一個(gè)需要對(duì)阻值非常準(zhǔn)確的管理和控制的缺點(diǎn)。
鑒于上述情況提出了本發(fā)明，并提出這樣一種感熱頭，其二極管不在第一和第二選擇線中，那么，加到指定打印OFF熱阻元件上的能量被減到非常小的值。
根據(jù)本發(fā)明的感熱頭是這樣配置的，其中安裝有電位施加裝置，當(dāng)驅(qū)動(dòng)第一選擇線和第二選擇線之一接到電源E上時(shí)，將除0外的預(yù)定電位施加到另一條選擇線。
由于在驅(qū)動(dòng)一條選擇線時(shí)，將除0外的預(yù)選電位施加到了另一條選擇線，故此可減小流入指定“打印OFF”的熱阻元件中的電流。因此，可減小加到熱阻元件上的電流。
另外，根據(jù)本發(fā)明打印頭的頭驅(qū)動(dòng)電路是這樣設(shè)計(jì)的將其中多個(gè)相互連接的打印元件至少分成兩組，打印信號(hào)和電能提供給每個(gè)打印元件組以進(jìn)行打印操作，提供給未處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的一組打印元件的功率根據(jù)另一組被驅(qū)動(dòng)打印元件組的打印驅(qū)動(dòng)數(shù)量變化，并在至少一組進(jìn)行打印操作時(shí)，提供一個(gè)連接到另一組的輔助電源，以便將另一個(gè)組中的變化功率設(shè)定到預(yù)選數(shù)值，并具備降低另一組的電流的效果和進(jìn)一步具有向另一組提供電流的另一種效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明的頭驅(qū)動(dòng)電路是這樣設(shè)計(jì)的多個(gè)相互連接的打印元件至少分成兩組，打印信號(hào)和電能提供給每組打印元件以進(jìn)行打印操作，提供給未處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的一組打印元件的能量根據(jù)另一組被驅(qū)動(dòng)打印元件組的打印驅(qū)動(dòng)數(shù)量變化，并在至少一組打印元件進(jìn)行打印操作的同時(shí)，將另一組打印元件的能量設(shè)定到預(yù)選值。
圖1是常規(guī)交替引線型感熱頭結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是另一種常規(guī)無二極管型感熱頭的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的感熱頭結(jié)構(gòu)的接線圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明感熱頭的電壓和電流接線圖；圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例的示意圖；圖6A和6B是本發(fā)明第二實(shí)施例的等效電路圖；圖7是第二實(shí)施例中電壓/電流特性的說明性示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的感熱頭驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖；圖9是圖8所示輔助電源的結(jié)構(gòu)圖10是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的打印頭驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖；圖11是圖10的雙向開關(guān)實(shí)例的說明性示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的感熱頭驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的感熱頭電源的結(jié)構(gòu)圖；圖14是圖13的感熱頭電源的控制說明性示意圖；圖15是圖13的感熱頭電源的另一個(gè)控制說明性示意圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的感熱頭電源的結(jié)構(gòu)圖；和圖17是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的感熱頭電源的結(jié)構(gòu)圖。
現(xiàn)在參考附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的感熱頭。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的感熱頭的配置接線圖。應(yīng)該理解，在上面說明的常規(guī)感熱頭中所使用的相同參考標(biāo)號(hào)將用來表示該感熱頭中相同或相似的電路元件。圖3中，參考標(biāo)號(hào)7表示起電位施加裝置作用的恒壓電路，符號(hào)SW1和SW2表示轉(zhuǎn)換開關(guān)，參考標(biāo)號(hào)8是控制單元。
恒壓電路7是一個(gè)其電壓值＂e＂小于電源E的電壓值V的恒壓電路。轉(zhuǎn)換開關(guān)SW2的配置方式是使與通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1連接到電源E正極性端的選擇線5不同的另一條選擇線連接到該恒壓電路7的正極性端。
接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明的感熱頭中進(jìn)行的記錄操作。
與上述常規(guī)感熱頭類似，當(dāng)本發(fā)明的感熱頭進(jìn)行記錄操作時(shí)，控制單元8將針對(duì)1線的記錄數(shù)據(jù)分成由與連接到第一選擇線5A的第一引線導(dǎo)體3兩側(cè)接觸的A相熱阻元件處理的A組記錄數(shù)據(jù)，和由與連接到第二選擇線5B的第二引線導(dǎo)體4兩側(cè)接觸的B組熱阻元件處理的B組記錄數(shù)據(jù)。在第一定時(shí)，控制單元8控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1將第一選擇線5A連接到電源E，并進(jìn)一步將A組記錄數(shù)據(jù)傳送到驅(qū)動(dòng)IC2，以便接通/斷開開關(guān)S。結(jié)果是，A組熱阻元件加熱。在第二定時(shí)，在預(yù)選定時(shí)切換轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1，以使第二選擇線5B連接到電源E。并且，控制單元將B相記錄數(shù)據(jù)傳送到驅(qū)動(dòng)IC2，以便接通/斷開開關(guān)S1至Sn，加熱B相熱阻元件，從而完成針對(duì)1線的記錄操作。
在由與連到第一選擇線5A的第一引線導(dǎo)體3兩側(cè)接觸的A相熱阻元件進(jìn)行記錄的情況下，根據(jù)本發(fā)明的感熱頭控制裝置8控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SW2將第二選擇線5B連接到恒壓電路7，以使電位＂e＂施加到第二選擇線5B。當(dāng)由B相熱阻元件進(jìn)行記錄操作時(shí)，該感熱頭的控制裝置8控制開關(guān)SW2將第一選擇線5A連接到恒壓電路7，以使電位＂e＂施加到第一選擇線5A，即第一引線導(dǎo)體組。也就是說，控制裝置8以這樣一種方式工作當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1和SW2相互同步切換，以便選擇這些選擇線的任何一條用于打印操作時(shí)，要將預(yù)定電位施加到另一條選擇線。
圖4是根據(jù)本發(fā)明感熱頭的電壓和電流的接線圖。該圖中，所示出的狀態(tài)是僅加熱屬于第一選擇線5A的熱阻元件組。具體地講，第一選擇線5A通過SW1與電源E連接，而第二選擇線5B通過SW2與恒壓電路7連接。因此，接點(diǎn)“a”、“f”和“k”被施加電位“E”，而接點(diǎn)“c”和“h”被施加電位“e”。
附帶說明，接點(diǎn)“b”“d”和“j”通過第三引線導(dǎo)體6與驅(qū)動(dòng)IC2內(nèi)的各開關(guān)連接，但在本圖中這些細(xì)節(jié)被省略了。
現(xiàn)在假設(shè)驅(qū)動(dòng)IC2中采用的開關(guān)Si閉合。此時(shí)，所加熱的熱阻元件對(duì)應(yīng)于R5。電源E和接地端分別連接到該熱阻元件R5兩端的接點(diǎn)＂f＂和＂g＂。該＂f＂和＂g＂段之間的電位差為E，因此電流i1＝E/R可經(jīng)熱阻元件R5流動(dòng)。
另外，由恒壓電路6產(chǎn)生的電位＂e＂施加到＂a＂至＂c＂段、另一＂f＂至＂c＂段、另一＂k＂至＂h＂段......。由于E＞e，其電位差變?yōu)镋-e。電流i2＝(E-e)/2r可在相應(yīng)區(qū)段內(nèi)經(jīng)熱阻元件(R1，R2)、(R3，R4)、(R7，R8)、......流動(dòng)。此外，接地端和恒壓電路6連接到與所加熱的熱阻元件R5相鄰的熱阻元件R6兩端的接點(diǎn)＂g＂和＂h＂，使該＂g＂和＂h＂段之間產(chǎn)生電位差＂e＂。結(jié)果是，電流i3＝e/R經(jīng)熱阻元件R6流動(dòng)。
現(xiàn)在，為增加所加熱的熱阻元件(圖中的R5)的熱輻射值與其它熱阻元件(圖中的R1、R2、R3、R4、R6、R7、...)的熱輻射值之間的差，以這樣一種方式將恒流電路6的電壓＂e＂規(guī)定在0＜e＜E的范圍內(nèi)即相對(duì)于經(jīng)所加熱的熱阻元件(R5)流動(dòng)的電流i1，使經(jīng)與該熱阻元件(R5)相鄰的熱阻元件(R6)流動(dòng)的電流i3和經(jīng)其它熱阻元件流動(dòng)的電流i2兩者變小。
面所說明的常規(guī)無二極管型感熱頭的情況等同于該恒壓電路6的電壓＂e＂設(shè)定為0的情況。這種情況下，如前所述， i3＝0，i2＝E/2R。反之，根據(jù)本發(fā)明，將預(yù)選電位施加到所使用的與打印操作無關(guān)的選擇線，以降低環(huán)流(i2、i3)。
根據(jù)本發(fā)明，以使i2＝i3的方式設(shè)定恒壓電路6的電壓＂e＂。因此，降低了由未用于彩色打印操作的熱阻元件施加的能量(能耗)。換句話說，當(dāng)用上面說明的公式替代入等式i2＝i3時(shí)，得出(E-e)/2R＝e/R，簡(jiǎn)化該公式得出e＝1/3xE。因此，由于恒壓電路6的電壓＂e＂設(shè)定為電源電壓E的1/3，未加熱的熱阻元件的打印能量變?yōu)閕2xi2xR＝1/9x(ExE)/R，以使該打印能量能可相對(duì)于所加熱的熱阻元件的打印能量((ExE)/R)減小到1/9。這種情況下，可使恒定電流經(jīng)未加熱的熱阻元件流動(dòng)，而與未加熱的熱阻元件是否與所加熱的熱阻元件相鄰的情況無關(guān)。當(dāng)進(jìn)行熱阻元件的溫度控制時(shí)，可簡(jiǎn)化該控制操作。
圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例的電路圖。下面給出該第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)。即，在預(yù)選時(shí)刻切換第一轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1，以使第一和第二選擇線依次連接到電源E。與此同時(shí)，與第一轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1的切換操作同步切換第二轉(zhuǎn)換開關(guān)SW2，以使另一條選擇線5經(jīng)一電阻器Rx接地。另外，當(dāng)由A組熱阻元件進(jìn)行記錄操作時(shí)，第二選擇線5 B經(jīng)電阻器Rx接地。
6A和6B是當(dāng)?shù)谝贿x擇線5a處在通電狀態(tài)下，并且第二選擇線5b經(jīng)電阻器Rx接地以建立A組熱阻元件驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的等效電路。該圖中所示的符號(hào)R(ON)表示指定為“ON”的所有熱阻元件(即圖6B中所示的R3、R4、R8)的復(fù)合電阻值。符號(hào)R(ON)杠表示與所加熱的熱阻元件相鄰的并指定為“打印OFF”的熱阻元件(即圖6B中的R2、R5、R9)的復(fù)合電阻值。符號(hào)R(OFF)表示未與所加熱的熱阻元件相鄰的熱阻元件(即圖6B中所示的R1、R6、R7、R10、R11、R12)的復(fù)合電阻值。現(xiàn)在假設(shè)經(jīng)復(fù)合電阻值R(OFF)和R(ON)杠流動(dòng)的電流是I1、I2；所有熱阻元件的數(shù)量為N；所加熱的熱阻元件的數(shù)量為Non；相應(yīng)熱阻元件的阻值為R，上述R(OFF)和R(ON)杠由下面的等式表示。R(OFF)=2RN2-Non=4RN-2Non---(1)]]>R(ON)‾=RNon---(2)]]>使用等式(1)和(2)，可用下面的等式表示經(jīng)與所加熱的熱阻元件相鄰的一個(gè)熱阻元件流動(dòng)的電流In，即經(jīng)一個(gè)R(ON)杠流動(dòng)的電流，和經(jīng)一個(gè)未加熱的熱阻元件流動(dòng)的另一路電流Ie，即經(jīng)一個(gè)R(OFF)流動(dòng)的電流In=I2Non]]>=1Non×E4RN-2Non+R·RxR+Non·Rx×RxR+Non·Rx---(3)]]>Ie=E4RN-2Non+R·RxR+Non·Rx×2N-2Non---(4)]]>現(xiàn)在，當(dāng)將值已經(jīng)被確定的電源電壓E、熱阻元件的阻值R、感熱頭的熱阻元件數(shù)量N、和任意電阻元件Rx的阻值代入上面的計(jì)算公式(3)和(4)時(shí)，經(jīng)未加熱的熱阻元件流動(dòng)的電流In、Ie與所加熱的熱阻元件數(shù)量Non之間的關(guān)系在圖7中表示。如該圖中所示，存在這樣一種特性即電流Ie相對(duì)于Non的增加而簡(jiǎn)單地增加，而電流In則簡(jiǎn)單地降低，另外經(jīng)相應(yīng)的未加熱的熱阻元件流動(dòng)的電流將隨該熱阻元件的數(shù)量Non與感熱頭中采用的全部熱阻元件的數(shù)量Non比例(即，打印比)而變化。因此，當(dāng)電阻器Rx的阻值確定時(shí)，將阻值Rx代入上述公式(3)和(4)以獲得電流Ie和In的變化圖，從該變化圖可獲得阻值Rx的最佳值。
在上述圖2中的常規(guī)型感熱頭中，設(shè)定Rx＝0，以使Ie＝E/2R和In＝0，而與打印比無關(guān)。在第一實(shí)施例中，通過電位施加裝置將電流Ie和In設(shè)定為E/3R而與打印比無關(guān)。應(yīng)該指出，雖然圖7的縱坐標(biāo)表示電流值，由于假設(shè)相應(yīng)熱阻元件的阻值為R，經(jīng)平方的電流值可表示該打印能量比。即，假設(shè)將用于打印輸出的熱阻元件(圖6B中的R3、R4、R8)的打印能量設(shè)定為1，在圖2中的常規(guī)型感熱頭中，當(dāng)Rx＝0時(shí)，相熱阻元件(圖6B中的R2、R5、R7)的打印能量為1/4，并且其它熱阻元件的打印能量為0。在第一實(shí)施例中，這些傳至除被加熱的元件外的元件的能量值變?yōu)?/9。在第二實(shí)施例中，通過正確選擇阻值Rx可設(shè)定不應(yīng)被加熱的熱阻元件的能量至少小于1/4。這種情況下，Rx的值根據(jù)打印比變化，以使所加熱的熱阻元件的打印能量和未加熱的熱阻元件的能量之差可一直較大。
如本發(fā)明的第二實(shí)施例，與激勵(lì)組不同的其余的組經(jīng)電阻器Rx接地，以便由該電阻器Rx在非激勵(lì)組中產(chǎn)生具有較大值的電位。在非激勵(lì)組具有較大值的電位可降低影響本來不應(yīng)加熱的熱阻元件的漏電流。
下來將描述根據(jù)本發(fā)明打印頭的頭驅(qū)動(dòng)電路。
首先，參考圖8說明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的頭驅(qū)動(dòng)電路的原理。
圖8所示，假設(shè)驅(qū)動(dòng)電位E施加到第一選擇線5A，而由輔助電源B獲得的電位e被施加到第二選擇線5B，以使A組處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下。在本圖中，第三引線導(dǎo)體62通過驅(qū)動(dòng)IC2(未示出)內(nèi)的開關(guān)S2接地，只有熱阻元件R3被加熱。電流i1流入元件R3，電流i3流入與元件R3相鄰的R2，而電流i2流入其余的元件R4，R5…。在此情況下，為使加給除元件R3以外的各元件的能量均衡，電流i2可等于電流i3。
對(duì)于i2，i2＝(E-e)/(r4+r5)＝(E-e)/(r6+r7)對(duì)于i3，i3＝e/r2注意符號(hào)“E”代表驅(qū)動(dòng)組的驅(qū)動(dòng)電位，符號(hào)e代表不同于驅(qū)動(dòng)組的組的電位，而r4、r5、r6、r7代表熱組元件。
因此，e/r2＝(E-e)/2*r2(假設(shè)相應(yīng)感熱打印元件的阻值彼此相同)。得出下式e＝E/3。
驅(qū)動(dòng)電源的1/3電位可施加到第二選擇線5B。
該指出，在該打印頭中，以A組和B組交替和依次切換到驅(qū)動(dòng)組電位和非驅(qū)動(dòng)組的方式進(jìn)行打印操作。圖8所示的開關(guān)sw1和sw2是聯(lián)鎖開關(guān)，用于進(jìn)行上述轉(zhuǎn)換操作。
上所述，根據(jù)本發(fā)明的打印頭，由于將非驅(qū)動(dòng)組電位設(shè)定為驅(qū)動(dòng)組電位的1/3，給予未驅(qū)動(dòng)用于打印操作的感熱打印元件的能量可為常數(shù)。對(duì)給予未被驅(qū)動(dòng)用于打印操作的相應(yīng)感熱打印元件的能量規(guī)定如下如果每個(gè)感熱打印元件的阻值等于r，則(E/3×E/3)/r＝1/9×(E×E/r)。
因此，與打印操作期間施加到被驅(qū)動(dòng)的感熱打印元件的能量值(E×E/r)相比，該能量值變?yōu)?/9。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可將施加到被驅(qū)動(dòng)用于打印操作的感熱打印元件的能量與施加到未被驅(qū)動(dòng)用打印操作的感熱打印元件的能量之比設(shè)定為1/9，以便可使打印密度的控制來得容易。
另一方面，驅(qū)動(dòng)該打印頭時(shí)，根據(jù)被驅(qū)動(dòng)的感熱打印元件的數(shù)目電流i3的總值將超過電流i2的總值。當(dāng)被驅(qū)動(dòng)元件的數(shù)量較小，即環(huán)流i2的總值大于電流i3的總值時(shí)，該電流的大部分離流入第二選擇線5B。反之，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)的元件數(shù)量超過所規(guī)定的驅(qū)動(dòng)元件數(shù)量，以使電流i3的總值超過環(huán)流i2的總值時(shí)，從第二選擇線5B流出的電流將變大。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)該打印頭時(shí)，希望采用這樣一種能夠有效地使該電流流入和流出的電源。
圖8中所示的感熱頭電源10的輔助電源＂A＂和輔助電源＂B＂代表該電源的一個(gè)實(shí)例。當(dāng)相應(yīng)感熱頭的A組和B組設(shè)定為非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，這兩輔助電源＂A＂和＂B＂將第一選擇5A和第二選擇線5B保持在預(yù)定電位“e”。這種情況下，當(dāng)設(shè)定A組為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，連到第一選擇5A的輔助電源A進(jìn)入無效操作，而當(dāng)設(shè)定B組為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，連到第二選擇線5B的輔助電源B進(jìn)入無效操作。應(yīng)該指出，任何一個(gè)輔助電源A和B可按相同結(jié)構(gòu)配置。
圖9是表示這些輔助電源一種結(jié)構(gòu)實(shí)例的說明示意圖。如圖8所示，當(dāng)A組為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，連到第二選擇線5B的輔助的電源B進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)，圖9所示的輔助電源B的輸出端以使第二選擇線5B保持電位＂e＂的方式工作。
在A組中被驅(qū)動(dòng)的感熱打印元件的總數(shù)相對(duì)小的情況下，即由環(huán)流i2使進(jìn)入第二選擇線5B的電流值增加的情況下，圖9的輔助電源輸出端的電位將增加。反之，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)的感熱打印元件的總數(shù)較大時(shí)，由于反相電流從第二選擇線5B流出，輔助電源輸出端的電位將降低。
在前一種情況下，一個(gè)ON信號(hào)從圖9的控制電路送到第二晶體管T2，以使由線圈L1和電容器C1組成的LC電路放電，從而使其輸出端部分的電位近似設(shè)定為＂e＂。在后一種情況下，一個(gè)ON信號(hào)提供給第一晶體管T1，以使LC電路充電，從而使其輸出端部分的電位保持在＂e＂。應(yīng)該指出，雖然圖9中未示出，該輔助電源的輸出反饋到控制單元，并響應(yīng)該輸出中的變化自動(dòng)控制第一和第二晶體管T1和T2。
還應(yīng)指出，由于與輔助電源B具有相同結(jié)構(gòu)的輔助電源A的控制電路向第一和第二晶體管T1和T2提供一個(gè)OFF信號(hào)，連到與驅(qū)動(dòng)組對(duì)應(yīng)的A組的輔助電源A進(jìn)入非操作狀態(tài)。
圖10是涉及本發(fā)明第四實(shí)施例的感熱頭驅(qū)動(dòng)電路另一個(gè)實(shí)例的說明示意圖。當(dāng)驅(qū)動(dòng)屬于感熱頭A組的感熱打印元件時(shí)，用于產(chǎn)生電位的驅(qū)動(dòng)電源通過sw1連到第一選擇5A，用于產(chǎn)生電位＂e＂的輔助電源通過sw4連到第二選擇線5B。同樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)屬于感熱頭B組的感熱打印元件時(shí)，用于產(chǎn)生電位V的驅(qū)動(dòng)電源通過sw2連到第二選擇線5B，用于產(chǎn)生電位＂e＂的輔助電源通過sw3連到第一選擇線5A。
這種情況下，由于輔助電源具備電流輸入和電流輸出兩種作用，連接到與輔助相的電源的開關(guān)sw3和sw4最好為雙向開關(guān)。然而，具有機(jī)械觸點(diǎn)的普通雙向開關(guān)，例如，繼電器或類似設(shè)備幾乎不能用于通過交替切換A相和B相進(jìn)行打印操作的感熱頭中。這是由于A相和B相應(yīng)該迅速地切換，以便進(jìn)行高速打印操作。
因此，在該實(shí)施例的裝置中，采用如圖11所示的雙向開關(guān)。該雙向開關(guān)的所需條件如下a)當(dāng)輔助電源進(jìn)入操作狀態(tài)時(shí)，該雙向開關(guān)可使電流在兩個(gè)方向流動(dòng)。b)當(dāng)輔助電源進(jìn)入無效狀態(tài)時(shí)，即使從電路上看該開關(guān)未完全斷開，該開關(guān)可阻止電流從驅(qū)動(dòng)電源流向輔助電源。當(dāng)雙向開關(guān)sw3(sw4)接通以便將圖10的輔助電源連到對(duì)應(yīng)的第一(第二)選擇線時(shí)，圖11的控制信號(hào)被設(shè)定為低電位。然后，晶體管T3截止。因此，如果輔助電源的電位高于第一(第二)選擇線的電位，該電流則可經(jīng)二極管D2從輔助電源提供給第一(第二)選擇線。反之，如果輔助電源的電位低于第一(第二)選擇的電位，比較器CP的輸出則變成高電位，以使FET導(dǎo)通。因此，電流從處在高電位的第一(第二)選擇線流向輔助電源。
雙向開關(guān)sw3(sw4)截止從而從相應(yīng)的第一(第二)選擇線分離該輔助電源的情況下，圖11的控制信號(hào)設(shè)定到高電位。此時(shí)，晶體管T3導(dǎo)通，比較器CP的輸出一直處在低電位。結(jié)果是，由于FET保持在截止?fàn)顟B(tài)，不產(chǎn)生流向輔助電源的電流。應(yīng)該指出，即使圖10所示雙向開關(guān)sw3處在斷開狀態(tài)，從電路上看，圖11的雙向開關(guān)可將輔助電源與第一選擇5A連接。然而，由于輔助電源的電位＂e＂低于驅(qū)動(dòng)電源的電位E，圖1的FET為截止，如上所述無電流從輔助電源流向第一選擇線5A，也無電流從第一選擇線5A流向輔助電源。換句話說，等效于雙向開關(guān)SW3在電路上斷開。
現(xiàn)在，參考圖12說明根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的頭驅(qū)動(dòng)電路。圖12的頭驅(qū)動(dòng)電路除感熱頭電源10外基本上與圖10中的相同，因此下面僅對(duì)感熱頭電源10進(jìn)行描述。
圖12所示的感熱頭電源10代表該電源的一個(gè)實(shí)例。該感熱頭電源10是這樣配置的采用在輸出級(jí)裝配有功率放大器的運(yùn)算放大器OP，并給出電壓反饋以使輸出電壓變成輔助電壓“e”。
參考電壓＂e＂(輔助電壓目標(biāo)值)施加到運(yùn)算放大器OP的非倒相輸入端。另一方面，由兩個(gè)晶體管T1和T2組成的功率放大器裝置的輸出＂e0＂(待控制的輔助電壓值)直接反饋到倒相輸入端。因此，在該電路中進(jìn)行＂e0＝e＂這樣的控制。
如圖12所示，現(xiàn)在假設(shè)被驅(qū)動(dòng)的感熱打印元件總數(shù)較小并且流入第二選擇線5B的電流值增加，通過第二晶體管T2，更大電流流入地，以使輸出電壓＂e0＂近似參考電壓＂e＂。反之，當(dāng)從第二選擇線5B(總電流i3)流出的總電流增加時(shí)，通過第一晶體管T1，更大的電流流入第二選擇線5B，以使輸出電壓＂e0＂近似參考電壓“e”。
根據(jù)圖12所示的方法，可使其配置簡(jiǎn)化并達(dá)到更好的輸出穩(wěn)定性。該方法適用于驅(qū)動(dòng)具有相對(duì)小數(shù)量的感熱打印元件的打印頭的情況。
圖13是該感熱頭電源第六實(shí)施例的電路圖。在該方法中，開關(guān)驅(qū)動(dòng)響應(yīng)輸出電壓“e0”中的變化接通/斷開，以使輸出級(jí)的RC電路充電/放電。
參考電壓“e”施加到比較器CP3的倒相輸入端，輸出電壓“e0”提供給其非倒相輸入端。由電阻器R3和電容器C2組成的積分電路連接到該比較器CP3的輸出級(jí)，以便產(chǎn)生輸出＂ef＂。另外，具有如圖14中“e1”的周期＂T＂和峰值＂ΔV1＂的鋸齒波提供給比較器CP1的倒相輸入端。如圖14中＂e2＂所示的具有周期＂T＂和在V和ΔV2之間變化的峰值的另一鋸齒波提供給比較器CP2的倒相輸入端。然后，積分電路的上述輸出＂ef＂提供給比較器CP1和CP2的非倒相輸入端。
當(dāng)非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的選擇線5的輸出“e0”小于連到比較器CP3的倒相輸入端的參考電壓“e”，即從非驅(qū)動(dòng)選擇線流出的電流增加時(shí)，比較器CP3的輸出變?yōu)?(零)。因此，連到該輸出端，由電阻器R3和電容器C2組成的積分電路的輸出“ef”降低到0(零)。此時(shí)，當(dāng)其變成ef＜ΔV1時(shí)，比較器CP1的輸出變成矩形波串，圖15所示。此時(shí)，該輸出“ef”降低，矩形波的寬度變寬。從比較器CP1輸出的矩形波變成用于在下一級(jí)驅(qū)動(dòng)第一晶體管T1的信號(hào)，并使第一晶體管T1僅在圖15所示的電位0(零)的ON期間變成導(dǎo)通。因此，來自電源E的電流經(jīng)第一晶體管T1對(duì)由電阻器R1和電容器C1組成的積分電路充電，以使輸出“e0”增加。
一方面，當(dāng)輔助的輸出“e0”大于參考電壓＂e＂時(shí)，即當(dāng)流入非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的選擇線的電流增加時(shí)，比較器CP2可工作。比較器2工作以使由電阻器R2和電容器C1組成的積分電路放電，構(gòu)成前面說明的比較器C1的對(duì)稱操作。
如上所述，根據(jù)該電路，響應(yīng)輔助電位的輸出“e0”的增加/降低，消除和向其中提供電流，以便輸出＂e0＂可保持在確定范圍內(nèi)，該參考電壓＂e＂出現(xiàn)在該確定范圍的中部。應(yīng)該指出，上述ΔV1和ΔV2的值可以具有這樣的值即(ΔV1+∈)∶(ΔV2+∈)＝e∶(V-e)。應(yīng)指出，符號(hào)＂∈＂表示在響應(yīng)輸出＂ef＂中變化的同時(shí)第一和第二晶體管T1和T2不導(dǎo)通的不敏感范圍的寬度。
根據(jù)上述方法，由于僅在飽和區(qū)和非導(dǎo)通狀態(tài)兩種情況下控制兩個(gè)晶體管，損耗將會(huì)降低。因此，可驅(qū)動(dòng)比前一種方法具有更多數(shù)量打印元件的打印頭。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例感熱頭電源10的電路圖。輸出“e0”如輔助電位來自第一電感L1和第二電感L2之間的節(jié)點(diǎn)。通過接通第一開關(guān)SW1可對(duì)由電感L1和電容C3組成的LC電路充電，以使輸出“e0”增加。另外，通過接通開關(guān)SW2可使由電感L2和電容C3組成的另一個(gè)LC電路放電，以使輸出“e0”降低。因此，由控制電路監(jiān)視到輸出“e0”，并可響應(yīng)該輸出＂e0＂與參考電壓“e”之差而接通/斷開第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2中的任何一個(gè)，以便將輸出“e0”維持在預(yù)定范圍內(nèi)，參考電壓＂e＂出現(xiàn)在該預(yù)定范圍中部。
應(yīng)該指出，與前面說明的實(shí)施例的電路相比，該電路具有無焦耳熱產(chǎn)生部分的優(yōu)點(diǎn)。因此，即使是在使用具有較大數(shù)量打印元件的打印頭情況下的流入電流和流出電流之間的差是大的，可采用僅應(yīng)用于普通功率元件的熱耗散裝置。此外，當(dāng)用晶體管構(gòu)成第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2時(shí)，可以使用前面說明的第六實(shí)施例中的比較器采用的控制電路。
雖然在上述實(shí)施例中已采用分離電感消除電流和引入電流，通過采用圖17所示電路可由單個(gè)電感完成兩種功能。另外，可用電阻器代替圖16的電感。
通過前面所詳細(xì)描述的，根據(jù)本發(fā)明的感熱頭，由于不需要帶引線導(dǎo)體的二極管，可降低制造成本并可制成緊湊的感熱頭。此外，未加熱的熱阻元件的熱輻射量進(jìn)一步降低，并且未加熱的熱阻元件的熱輻射量與所加熱的熱阻元件的熱輻射量之差可基本等于圖2中的常規(guī)的感熱頭中未加熱的熱阻元件的熱輻射量與所加熱的熱阻元件的熱輻射量之差。因此，可直接采用裝配有二極管的常規(guī)感熱頭中已采用的諸如該電源中的控制部件、控制方法、和電路部件。具有可抑制由于改變?cè)O(shè)計(jì)而造成成本增加的優(yōu)點(diǎn)。另外，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，可通過僅增加電阻元件以低成本降低未加熱的熱阻元件的熱輻射量。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明，可通過采用相對(duì)低成本的電路裝置構(gòu)成打印頭的驅(qū)動(dòng)電路。
此外，因?yàn)榕c本發(fā)明的感熱頭相連接的輔助電源具有使電流流入/流出非賦能選擇線的功能，使非能選擇線的總電流基本保持恒定。
權(quán)利要求
1.一種感熱頭，包括一個(gè)以直線形式構(gòu)成的熱阻部件；一個(gè)具有多條與所述熱阻部件連接的第一引線導(dǎo)體的第一引線導(dǎo)體組；一個(gè)具有多條與所述熱阻部件連接的第二引線導(dǎo)體的第二引線導(dǎo)體組，所述第一引線導(dǎo)體和所述第二引線導(dǎo)體在所給定的間隔交替地排列；一個(gè)位于所述第一和第二引線導(dǎo)體組之間連接到所述熱阻部件的第三引線導(dǎo)體組；和具有用于選擇所述第一引線導(dǎo)體組的第一選擇模式和用于選擇所述第二引線導(dǎo)體組的第二選擇模式的選擇裝置；其中，當(dāng)所述選擇裝置選擇所述第一選擇模式時(shí)，使夾在所述第一引線導(dǎo)體組和所述第三引線導(dǎo)體組之間的所述熱阻部件區(qū)域操作，而當(dāng)所述選擇裝置選擇所述第二選擇模式時(shí)，使夾在所述第二引線導(dǎo)體組和所述第三引線導(dǎo)體組之間的所述熱阻部件區(qū)域操作；和其中，所述選擇裝置包括電位施加裝置，用于在第一選擇模式期間將一個(gè)除0外的預(yù)選電位施加到所述第二引線導(dǎo)體組，和用于在第二選擇模式期間將一個(gè)除0外的預(yù)選電位施加到所述第一引線導(dǎo)體組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感熱頭，所述的電位“e”等于電位“E/3”。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感熱頭，其中所述電位施加裝置包括一個(gè)接地的電阻器。
4.一種感熱頭的頭驅(qū)動(dòng)電路，包括一個(gè)彼此相互連接并至少被分成兩組的打印元件；一個(gè)電源，用于根據(jù)打印信號(hào)向所述的兩組提供電能，提供給未處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的一組打印元件的電能根據(jù)另一組被驅(qū)動(dòng)打印元件的打印驅(qū)動(dòng)數(shù)量變化；一個(gè)輔助電源，當(dāng)至少一組進(jìn)行打印操作時(shí)，該輔助電源連接到另一組，以便將該另一組中的變化功率設(shè)定到預(yù)定值，并且該輔助電源可吸收該另一組的電流和向該另一組提供電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頭驅(qū)動(dòng)電路，其中每當(dāng)進(jìn)行打印操作的組改變時(shí)，所述反向電源依次將連接到所述輔助電源的該另一組改變?yōu)樵僖唤M；和進(jìn)一步包括一個(gè)雙向開關(guān)，用于有選擇地將該另一組連接到所述輔助電源。
6.一種打印頭的頭驅(qū)動(dòng)電路，包括多個(gè)彼此相互連接并至少被分成兩組的打印元件；個(gè)電源，用于根據(jù)打印信號(hào)向所述的兩組提供電能，提供給未處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的一組打印元件的電能根據(jù)另一組被驅(qū)動(dòng)打印元件的打印驅(qū)動(dòng)數(shù)量變化；一個(gè)電源，當(dāng)至少一組進(jìn)行打印操作時(shí)，該電源連接到另一組，以便將提供給該另一組的能量設(shè)定到預(yù)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的打印頭的頭驅(qū)動(dòng)電路，其中所述電源將輸出電壓反饋到未進(jìn)行打印操作的該另一組，以便將所述輸出電壓設(shè)定到預(yù)定值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的打印頭的頭驅(qū)動(dòng)電路，其中所述電源根據(jù)所述輸出電壓的波動(dòng)將提供給未進(jìn)行打印操作的該另一組的輸出電壓設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)。
全文摘要
一種感熱頭，包括以直線形式構(gòu)成的熱阻部件，具有多條與熱阻部件連接的第一引線導(dǎo)體的第一引線導(dǎo)體組，具有多條與所述熱阻部件連接的第二引線導(dǎo)體的第二引線導(dǎo)體組。第一引線導(dǎo)體和所述第二引線導(dǎo)體在給定間隔交替地排列，位于第一和第二引線導(dǎo)體組之間連接到熱阻部件的第三引線導(dǎo)體組，和具有用于選擇第一引線導(dǎo)體組的第一選擇模式和用于選擇第二引線導(dǎo)體組的第二選擇模式的開關(guān)。
文檔編號(hào)B41J2/355GK1150091SQ961071
公開日1997年5月21日 申請(qǐng)日期1996年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月18日
發(fā)明者渡邊俊哉, 野口雅敏, 豐澤武, 盛田稔 申請(qǐng)人:葛拉夫狄克株式會(huì)社