熱敏印刷頭、熱敏印刷機和印刷機系統的製作方法

2023-10-09 18:00:04 1

專利名稱：熱敏印刷頭、熱敏印刷機和印刷機系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱敏印刷頭、具有該熱敏印刷頭的熱敏印刷機和具有多個熱敏印刷機 的印刷機系統。
背景技術：
一直以來，已知有通過對發熱電阻體有選擇地施加熱，而對感熱紙、熱轉印色帶等 記錄用紙印刷文字或圖像等的熱敏印刷頭和具有該熱敏印刷頭的熱敏印刷機(例如參照 日本特開2005-186302號公報)。圖16表示現有的具有熱敏印刷頭的熱敏印刷機的結構圖的一個例子。該圖所示 的熱敏印刷機990具有熱敏印刷頭999。熱敏印刷頭999具有基板991、發熱電阻體992、驅 動器IC993和連接器994。在基板991上形成有帶狀的發熱電阻體992。熱敏印刷頭999 經由連接器994與熱敏印刷機990的控制部995連接。用於進行印刷動作的必要的印刷數據信號、控制信號和電力從控制部995經由上 述連接器994送至熱敏印刷頭999。上述印刷數據信號、控制信號通過形成在基板991的配 線圖案996傳送至驅動器IC993。在上述控制信號中包含時鐘信號、鎖存信號和選通信號。時鐘信號是取得將應該 印刷的數據輸出至驅動器IC993時的同步的信號。鎖存信號是用於將串行輸入的印刷數據 信號按照圖像的一行的量分別輸出的信號。選通信號是用於對發熱電阻體992進行通電的 信號。另外，圖16所示的熱敏印刷機990省略了用於進行印刷動作的壓印輥等印刷機構。該熱敏印刷頭999在進行數據量較少的文字或符號等的印刷時，能夠進行順利的 印刷動作。另一方面，在應印刷的數據例如為包含表示黑色的濃淡的灰度等級的圖像數據 的情況下，熱敏印刷頭999進行以下所示的處理。例如在印刷一行的數據時，將與圖像的灰度等級數對應的次數的數據輸出至驅動 器IC993。例如在灰度等級數為256時，每一行255次(除去灰度等級「0(=白色)」)的 數據被從控制部995傳送至熱敏印刷頭999。更詳細地說，在最初的傳送中包含灰度等級 「1」以上的點的數據的圖像數據，被輸入至驅動器IC993內的未圖示的移位寄存器中。接 著，輸入移位寄存器的圖像數據通過鎖存信號被保持。然後，基於圖像數據決定的應該發熱 的發熱電阻體992的部分通過選通信號而通電於是發熱。由此，在記錄用紙上印刷灰度等 級「1」以上的點的數據。接著，傳送包含灰度等級「2」以上的點的數據的圖像數據，進行與上述同樣的處 理。在該情況下，灰度等級「2」以上的點，重疊印刷於在第一次的印刷處理中被印刷的灰度 等級「1」的點上。該數據的傳送一直進行到包含灰度等級「255(=黑色)」的點的數據的 圖像數據。圖像數據的傳送動作和記錄用紙上的印刷動作分別反覆進行255次。對於灰度 等級「0(=白色)」點不進行上述的印刷處理。沒有印刷從灰度等級「1」到灰度等級「255」 的圖像數據的記錄用紙的點部分，結果成為灰度等級「0」的白色部分。這樣，在具有熱敏印刷頭999的熱敏印刷機990中印刷具有灰度等級的圖像數據時，必須反覆進行圖像數據的傳送動作和印刷動作。於是，存在印刷耗費時間的問題。因此，為了高速進行圖像數據的印刷，考慮提高熱敏印刷機990的控制部995與熱 敏印刷頭999之間的圖像數據的傳送速度。但是，當提高了傳送速度時，在連接熱敏印刷機 990的控制部995與熱敏印刷頭999之間的各信號線中信號的波形變形，可能產生數據缺 失。此外，在各信號線中產生輻射，相互妨礙信號的正常傳送。由此，熱敏印刷機990的控 制部995與熱敏印刷頭999之間的圖像數據的傳送速度自然產生極限，難以高速傳送圖像 數據。特別是在印刷數據量龐大的圖像數據時，熱敏印刷頭999的印刷速度被限制。此外， 熱敏印刷機990的控制部995與熱敏印刷頭999之間的線路長度越長，上述波形的變形和 輻射越顯著。因此，上述線路長也受到限制。此外，近年來機場的行李管理等中開始積極採用自動識別系統。自動識別系統是 指不經由人的處理，通過包含硬體、軟體的設備自動獲取管理對象的數據並識別其內容的 系統。作為自動識別系統的具體例子，有使用RFID(Radio Frequency IDentificationJt 頻識別)標籤的系統。RFID標籤具有用於記錄識別數據的存儲器，和用於通過無線通信進 行數據發送接收的媒體側線圈天線，在其外表面例如印刷有與上述識別數據對應的文字或 條形碼等。作為進行向RFID標籤的數據發送接收和印刷的裝置，例如使用RFID標籤印刷 機(例如參照日本特開2003-132330號公報)。但是，在上述RFID標籤印刷機中，除了完成印刷功能的熱敏印刷頭之外，還需要 搭載用於進行數據發送接收的天線和其驅動IC。特別是，當上述天線配置在相對於作為印 刷對象的RFID標籤較遠的位置時，數據發送接收的可靠性可能會下降。

發明內容
本發明基於上述情況而提出，其課題是提供例如在印刷包含灰度等級的圖像數據 的情況下也能夠進行高速印刷的熱敏印刷頭、具有該熱敏印刷頭的熱敏印刷機和印刷機系 統。進一步，本發明的課題在於提供能夠實現小型化、數據發送接收的可靠化和高速 化的熱敏印刷頭和帶無線通信功能的熱敏印刷機。本發明的第一方面所提供的熱敏印刷頭包括通過進行發熱而在印刷對象形成圖 像的發熱電阻體；和控制各上述發熱電阻體的通電的驅動單元，還包括存儲從外部輸入 的應印刷的數據的存儲單元；以交替地重複進行傳送動作和印刷動作的方式進行控制的控 制單元，該傳送動作是將從上述存儲單元讀出的上述應印刷的數據傳送至上述驅動單元， 該印刷動作是將上述應印刷的數據保持在上述驅動單元，並且使根據上述驅動單元所保持 的數據加以選擇的上述發熱電阻體的部分通電而進行印刷。在本發明的優選實施方式中，包括形成有上述發熱電阻體的基板和安裝於上述基 板的中繼導通部件，上述控制單元通過自由裝卸地支承於上述中繼導通部件的控制晶片構 成。在本發明的優選實施方式中，在上述基板上，在上述控制晶片與上述驅動單元之 間形成有包括上述應印刷的數據的信號線和用於使上述發熱電阻體通電的控制信號的信 號線的配線圖案。在本發明的優選實施方式中，在上述基板上連接有傳送輸入上述控制晶片的信號的信號線，上述信號線是能夠進行上述信號的串行傳送的基於I2C方式的信號線。在本發明的優選實施方式中，具有安裝於上述基板的追加的中繼導通部件，上述 存儲單元通過自由裝卸地支承於上述追加的中繼導通部件的存儲器晶片構成。在本發明的優選實施方式中，還具有數據發送接收單元，該數據發送接收單元在 其與包括印刷對象側線圈天線和存儲器的印刷對象之間通過無線通信進行數據發送接收。在本發明的優選實施方式中，上述數據發送接收單元包含設備側線圈天線而構 成。在本發明的優選實施方式中，上述數據發送接收單元還具有用於上述設備側線圈 天線的驅動IC。在本發明的優選實施方式中，上述數據發送接收單元能夠進行與構成為 RFID(Radio Frequency IDentification)標籤的上述印刷對象的數據發送接收。在本發明的優選實施方式中，具有基板和排列在該基板上的多個發熱電阻體，上 述設備側線圈天線搭載在上述基板上。在本發明的優選實施方式中，上述設備側線圈天線設置在上述基板中形成有上述 多個發熱電阻體的面上。在本發明的優選實施方式中，還具有含有磁性體的磁性體片。在本發明的優選實施方式中，上述磁性體是鐵氧體。在本發明的優選實施方式中，上述磁性體片設置在上述基板中設置有與上述設備 側線圈天線的面的相反的一側的面上。在本發明的優選實施方式中，還具有覆蓋上述驅動IC的蓋，在上述蓋上設置有在 從上述基板的厚度方向觀察時使上述設備側線圈天線露出的開口。在本發明的優選實施方式中，上述開口的主掃描方向尺寸小於上述印刷對象的主 掃描方向尺寸。本發明的第二方面所提供的帶無線通信功能的熱敏印刷機，具有本發明的第一方 面所提供的熱敏印刷頭，由此構成為能夠進行對上述印刷對象的印刷和與上述印刷對象的 數據發送接收。本發明的第三方面所提供的熱敏印刷機包括本發明的第一方面所提供的熱敏印 刷頭；對上述熱敏印刷頭髮送上述應印刷的數據，並且使上述熱敏印刷頭的印刷動作執行 的動作控制單元；和將上述應印刷的數據從上述動作控制單元向上述控制單元串行傳送的
信號線。本發明的第四方面所提供的印刷機系統包括分別具有本發明的第一方面所提供 的熱敏印刷頭的多個熱敏印刷機；對上述多個熱敏印刷機中特定的熱敏印刷機發送上述應 印刷的數據，並且使上述特定的熱敏印刷機的印刷動作執行的控制裝置；和使上述控制裝 置與上述多個熱敏印刷機總線連接，串行傳送上述應印刷的數據的信號線。本發明的其它特徵和優點通過參照附圖的下述詳細說明能夠變得明確。


圖1是表示基於本發明的第一實施方式的熱敏印刷頭的立體圖。圖2是表示具有基於本發明的第一實施方式的熱敏印刷頭的熱敏印刷機的結構圖。圖3是表示控制晶片和IC插座的立體圖。圖4是表示基於本發明的第一實施方式的熱敏印刷頭的發熱電阻體的主要部分 平面圖。圖5是表示控制晶片的控制流程的流程圖。圖6表示I2C方式的數據傳送的時序圖。圖7表示經由信號配線的數據傳送的時序圖。圖8是表示混合圖像數據和文字數據而進行印刷的記錄用紙的一個例子的圖。圖9是表示組裝在圖2所示的熱敏印刷機中的標記(label)印刷裝置的動作的流 程圖。圖10是表示包括具有基於本發明的第二實施方式的熱敏印刷頭的多個熱敏印刷 機的印刷機系統的結構圖。圖11是在圖10所示的印刷機系統中使用的熱敏印刷機的結構圖。圖12是表示基於本發明的第三實施方式的熱敏印刷頭的立體圖。圖13是沿著圖12的XIII-XIII線的截面圖。圖14是表示具有基於本發明的第三實施方式的熱敏印刷頭的RFID標籤印刷機的 結構圖。圖15是表示圖14所示的RFID標籤印刷機的控制流程的流程圖。圖16是現有的具有熱敏印刷頭的熱敏印刷機的結構圖的一個例子。
具體實施例方式圖1和圖2表示基於本發明的第一實施方式的熱敏印刷頭和具有熱敏印刷頭的熱 敏印刷機的結構圖。熱敏印刷頭11和熱敏印刷機16用於在感熱紙等記錄用紙上進行印刷。 本實施方式的熱敏印刷頭11具有基板20、散熱部件23、發熱電阻體30、驅動器IC41、控制 晶片42、晶體振子43、存儲器晶片44和連接器64。基板20是熱敏印刷頭11的基臺，在本實施方式中，由發熱功能部21和電路部22 構成。也可以與本實施方式不同，由單一的材料形成基板20。發熱功能部21例如由陶瓷等絕緣材料形成，例如為長矩形狀。在發熱功能部21 的表面211搭載有發熱電阻體30和驅動器IC41。此外，在表面211的一端靠邊緣的部分形 成有部分敷釉214，部分敷釉214沿主掃描方向延伸，在表面211的法線方向突出。電路部22例如是由玻璃環氧樹脂形成的印刷配線基板。在電路部22的表面221 搭載有控制晶片422、晶體振子43、存儲器晶片44。在發熱功能部21的表面211和電路部22的表面221形成有配線60。配線60包 括多個個別電極61、共用電極62、公用線63和信號配線67。如圖4所示，共用電極62形成 為沿主掃描方向延伸的帶狀部分和沿副掃描方向梳齒狀延伸的多個枝狀部分相連結的形 狀。多個個別電極61中，其前端部分與上述多個枝狀部分交替地沿主掃描方向排列。圖1 所示的公用線63與共用電極62連接，向連接器64延伸。多個個別電極61、共用電極62、 公用線63，例如通過厚膜印刷樹脂酸鹽Au漿料之後實施燒制而形成。散熱部件23例如是由鋁形成的較厚的矩形板狀。如圖1所示，散熱部件23貼附於發熱功能部21的背面212和電路部22的背面222。發熱電阻體30例如由氧化釕等電阻體材料構成，在部分敷釉214上帶狀地形成。 如圖4所示，發熱電阻體30橫跨共用電極62的上述多個枝狀部分和多個個別電極61的前 端部分。當共用電極62和任一個個別電極61通電時，發熱電阻體30中被上述枝狀部分和 上述前端部分夾持的區域部分地發熱。將該部分稱為發熱部31。由發熱電阻體30構成沿 主掃描方向排列的多個發熱部31。發熱電阻體30例如通過厚膜印刷氧化釕漿料之後實施 燒制而形成。此外，發熱電阻體30例如被由玻璃等形成的未圖示的保護膜覆蓋。驅動器IC41經由多個個別電極61對發熱電阻體30有選擇地進行通電。對驅動 器IC41輸入來自控制晶片42的印刷動作所需要的印刷數據信號和控制信號。在控制信號 中含有時鐘信號、鎖存信號和選通信號。控制晶片42由CPU形成，在經由連接器64輸入的數據是圖像數據的情況下，具有 將該圖像數據變換為灰度等級圖案數據，並將變換後的灰度等級圖像數據存儲於存儲器芯 片44的功能。此處，圖像數據例如是由表示每點的灰度等級的數值的集合體構成的數據。 與此相對，灰度等級圖案數據例如由分別具有與每一行的點數相等的數值並且與對應於最 大灰度等級數的印刷次數相等的列數的數值列構成。在各數值列中，與在各印刷動作中應 印刷的點對應的數值為1，與不印刷的點對應的數值為0。在本實施方式中，控制晶片42與 存儲器晶片44鄰接。由此，能夠使進行數據傳送的路徑變短。另外，在該實施方式中，在灰度等級圖案數據上添加所謂的熱經歷控制。所謂的熱 經歷控制是指，對於發熱電阻體30的微小部分，考慮之前蓄熱的經歷和鄰接的發熱的微小 部分的影響，控制對發熱電阻體30的微小部分施加的能量。該熱經歷控制的處理由控制芯 片42進行。此外，控制晶片42具有，基於來自熱敏印刷機16的動作控制部161 (後述)的印 刷指令，從存儲器晶片44讀出灰度等級圖案數據，對驅動器IC41輸出灰度等級圖案數據和 控制信號的功能。控制晶片42經由IC插座421安裝於電路部22。IC插座421直接安裝於電路部 22，能夠裝卸地支承控制晶片42。如圖3所示，IC插座421具有多個信號端子424和多個 端子插入孔423。多個信號端子424與控制晶片42的信號端子422為相同數量。多個端子 插入孔423與多個信號端子424分別導通。晶體振子43激振例如30 40MHz的時鐘信號，對控制晶片42施加基準時鐘信號。 該時鐘信號為了在向驅動器IC41輸出應印刷的數據時取得同步而使用。在驅動器IC41與控制晶片42之間形成有信號配線67。該信號配線67構成有數 據信號線、時鐘信號線、鎖存信號線和選通信號線。即，與在現有的熱敏印刷頭999(參照圖 16)的連接器994和驅動器IC993之間設置的各信號線996同樣的信號線，由控制晶片42 與驅動器IC41之間的信號配線67形成。存儲器晶片44存儲通過控制晶片42變換圖像數據而得的灰度等級圖案數據。存 儲器晶片44通過控制晶片42控制灰度等級圖案數據的存儲和讀出。存儲器晶片44與控 制晶片42同樣，經由IC插座441安裝於電路部22。連接器64用於使熱敏印刷頭11與熱敏印刷機16電連接。在本實施方式中，在 連接器64上連接有電源供給線162和信號線163。電源供給線162用於向熱敏印刷頭11供給電源。信號線163是能夠進行數據的串行通信的例如使用I2C(Inter-Integrated Circuit，內置集成電路)方式的信號線(以下稱為「I2C信號線163」)。I2C信號線163由傳送數據信號的數據信號線和傳送與該數據信號同步的時鐘信 號(與晶體振子43激振的時鐘信號不同)的時鐘信號線構成。I2C信號線163能夠例如以 3. 4Mbps的傳送速度基於規定的數據格式串行傳送數據。在本實施方式中，通過該I2C信 號線163從熱敏印刷機16的動作控制部161對熱敏印刷頭11傳送圖像數據。I2C信號線 163能夠基於規定的數據格式傳送數據，因此也能夠進行基於命令的數據傳送。例如，從熱 敏印刷機16的動作控制部161對控制晶片42傳送用於開始印刷的命令。熱敏印刷機16安裝有熱敏印刷頭11，具有動作控制部161、電動機控制部164和 印刷機構部165。動作控制部161根據來自未圖示的操作部的用戶的操作輸入控制各種動 作。動作控制部161將例如從熱敏印刷機16的外部輸入的圖像數據對熱敏印刷頭11進行 傳送，或為了進行印刷動作而控制電動機控制部164。此外，動作控制部161例如檢測感熱 紙的碎紙，或報知裝置的異常。熱敏印刷機16的印刷機構部165雖然沒有圖示，但具有例如將感熱紙按壓於熱 敏印刷頭11的壓印輥、感熱紙的搬送輥和卷取輥、以及用於驅動各輥的多個驅動用電動機 等。驅動用電動機由動作控制部161控制驅動。此外，在該熱敏印刷機16使用色帶以熱轉 印方式進行印刷動作的情況下，具有色帶的搬送輥和卷取輥、以及用於驅動各輥的驅動用 電動機。接著，對於熱敏印刷頭11的動作，參照圖5的流程圖以及圖6和圖7的時序圖進 行說明。圖5所示的流程圖主要表示控制晶片42的控制動作，但也部分包括熱敏印刷頭16 的動作。當接入熱敏印刷機16的電源時，對熱敏印刷頭11供電。之後，例如通過來自省略 圖示的操作部的操作開始印刷動作時(Si)，則從熱敏印刷機16的動作控制部161對控制芯 片42傳送圖像數據(S2)。圖像數據是應印刷的記錄用紙的全部行的數據。在該情況下， 在本實施方式中，熱敏印刷機16的動作控制部161和熱敏印刷頭11經由I2C方式的I2C 信號線163連接。因此，如圖6所示，圖像數據與規定的時鐘信號同步地以高速的印刷速度 (例如3. 4Mbps)被傳送。控制晶片42當接收到從熱敏印刷機16傳送來的圖像數據時，進行熱經歷控制處 理，並且生成例如以256灰度等級進行印刷時的灰度等級圖案數據(S3)。然後，將生成的灰 度等級圖案數據依次存儲於存儲器晶片44 (S4)。由此，存儲在存儲器晶片44中的數據成為 已實施熱經歷處理的灰度等級圖案數據。接著，當從熱敏印刷機16向控制晶片42傳送了用於印刷一行的量的印刷命令時 (S5)，進行一行的量的印刷處理(S6)。此時，控制晶片42從存儲器晶片44中讀出灰度等級 圖案數據，通過由信號配線67構成的數據信號線輸出至驅動器IC41。更詳細地說，將與圖 像的灰度等級數對應的次數的數據輸出至驅動器IC41。例如在灰度等級數為256時，每一 行255次(除去灰度等級「0(=白色)」)的數據從控制晶片42傳送至驅動器IC41。首先，包含灰度等級「1」以上的點的數據的灰度等級圖案數據輸入驅動器IC41的 未圖示的移位寄存器。接著，如圖7所示，在鎖存信號從高電平變為低電平的時刻，輸入移 位寄存器的灰度等級圖案數據保持於驅動器IC41的未圖示的鎖存電路。之後，在選通信號
9成為低電平的期間，基於灰度等級圖案數據決定的應該發熱的發熱電阻體30的微小部分 被通電。由此，發熱電阻體30有選擇地發熱，在記錄用紙上印刷灰度等級「1」以上的點的 數據。接著的包含灰度等級「2」以上的點的數據的灰度等級圖案數據，在灰度等級「1」 以上的點的印刷時發熱電阻體30被通電的期間，被輸入移位寄存器。然後，進行與上述同 樣的處理，印刷灰度等級「2」以上的點的數據。此時，灰度等級「2」以上的點，重疊印刷於 在第一次的印刷處理中被印刷的灰度等級「1」的點上。這樣的灰度等級圖案數據的傳送動 作和印刷動作重複進行，直至包含灰度等級「255(=黑色)」的點的數據的灰度等級圖案數 據。另外，關於灰度等級「0(=白色)」的點，不進行上述的印刷處理，從灰度等級「1」到灰 度等級「255」的灰度等級圖案數據被印刷，沒有被印刷的記錄用紙的部分結果成為灰度等 級「0」的白色部分。接著，控制晶片42對於記錄用紙的全部行進行是否全部進行了印刷的判別(S7)。 在步驟S7中沒有印刷的情況下(S7 :N0)，回到步驟S5，傳送用於印刷下一行的印刷命令。 另一方面，在步驟S7中判斷全部行已全部進行了印刷的情況下(S7 :YES)，結束印刷動作。接著，對於熱敏印刷頭11和熱敏印刷機16的作用進行說明。在本實施方式中，在熱敏印刷頭11上搭載有控制晶片42和存儲器晶片44。由此， 能夠將作為圖像數據的灰度等級圖案數據、時鐘信號等控制信號，從控制晶片42通過信號 配線67傳送至驅動器IC41。因此，與現有技術那樣，通過連結熱敏印刷機990與熱敏印刷 頭999的信號線進行灰度等級圖案數據、時鐘信號等的傳送的情況相比，能夠更高速地將 灰度等級圖案數據、時鐘信號等傳送至驅動器IC41。因此，能夠不產生數據缺失、信號的輻 射的影響地使印刷處理飛躍性地高速化。此外，熱敏印刷機16的動作控制部161與熱敏印刷頭11之間，以通用的I2C方式 的I2C信號線163連接。因此，例如能夠容易地連接熱敏印刷頭11和熱敏印刷機16，能夠 進一步提高熱敏印刷頭11的通用性。此外，根據本實施方式，控制晶片42和存儲器晶片44經由IC插座421、441安裝 於電路部22。例如在熱敏印刷頭11的發熱電阻體30由於長年的使用而劣化的情況下，可 以考慮將熱敏印刷頭11自身更換為新的熱敏印刷頭。此時，只要將控制晶片42從IC插座 421插出再插入新的熱敏印刷頭的IC插座，就能夠繼續使用控制晶片42。因此，通過使用上 述IC插座421，能夠實現成本的降低。同樣的，因為存儲器晶片44也搭載於IC插座441， 所以也能夠減少成本。本實施方式的熱敏印刷頭11和熱敏印刷機16也能夠應用於例如圖像數據和文字 數據(或條形碼等2灰度等級數據)混合印刷於一張記錄用紙70的情況。例如，如圖8所示，對於印刷多張混合配置有印刷有圖像數據的圖像區域71和印 刷有文字數據的文字區域72的記錄用紙70的情況進行說明。在圖像數據和文字數據混合 存在的情況下，熱敏印刷機16的動作控制部161，對於熱敏印刷頭11的控制晶片42，一併 傳送圖像數據和文字數據。即，動作控制部161當從外部接收到應印刷在記錄用紙70上的 數據時，經由I2C信號線163向控制晶片42 —並傳送圖像數據和文字數據。控制晶片42根據從動作控制部161傳送來的圖像數據生成灰度等級圖案數據，並 存儲在存儲器晶片44。此外，控制晶片42將文字數據存儲在存儲器晶片44。此時，控制晶片42也一同存儲圖像區域71和文字區域72的位置信息。之後，當從動作控制部161向控制晶片42傳送了印刷命令時，首先進行一行的量 的印刷處理。此處，如圖8的記錄用紙70所示，在第一行(最上行)包含圖像數據和文字數 據的情況下，控制晶片42從存儲器晶片44讀出圖像區域71部分的作為第一行的圖像數據 的灰度等級圖案數據。此外，控制晶片42讀出文字區域72部分的第一行的文字數據。控 制晶片42將這些數據輸出至驅動器IC41，在如上所述的例如灰度等級圖案數據為256灰度 等級的數據時，進行255次的印刷處理。另一方面，對於文字數據，在為數據「0 (=白色)」 的情況下不進行印刷，在為數據「1 (=黑色)」時進行255次的印刷處理。通過這樣的處理，進行圖像區域71和文字區域72的第一行的圖像數據和文字數 據的印刷。之後，對於每一行，從第二行到最終行的灰度等級圖案數據和文字數據依次輸出 至驅動器IC41，在記錄用紙70的整個區域進行印刷。接著，在對第二張記錄用紙70印刷圖像數據和文字數據時，控制晶片42將從動作 控制部161傳送來的應在第二張記錄用紙70上印刷的圖像數據和文字數據與第一張的記 錄用紙70中的圖像數據和文字數據進行比較。此時，例如在圖像數據相同的情況下，讀出 已存儲在存儲器晶片44的圖像數據(灰度等級圖案數據)，在第二張的記錄用紙70的印刷 時進行再利用。此外，在例如僅是文字數據的一部分(例如日期、地址等)不同的情況下， 從存儲器晶片44讀出共同部分的文字數據，在印刷時進行再利用。並且，僅將不同部分的 文字數據重新存儲於存儲器晶片44，在印刷時讀出。第三張以後的記錄用紙70的印刷處理 進行同樣的處理。在通過熱敏印刷機16進行了印刷的記錄用紙70中，多是圖像區域71和文字區 域72的配置被固定而定型化的結構。因此，如上所述如果再利用圖像數據、文字數據的共 同部分，能夠省略共同部分的灰度等級圖案數據的生成處理、向存儲器晶片44的寫入處理 等。由此，能夠有助於印刷速度的高速化、印刷處理的簡單化。特別是，因為圖像數據的數 據量較多，因此能夠提高該效果。進一步，上述熱敏印刷機16也可能組裝在例如印刷有物流標記的標記印刷裝置 中而使用。標記印刷裝置能夠對多種標記進行印刷。標記印刷裝置在更換標記的種類時自 動更換與印刷的標記對應的記錄用紙。根據本實施方式的熱敏印刷機16，如下所述能夠實 現總的印刷時間的高效化。圖9是表示標記印刷裝置中的印刷動作的一個例子的流程圖。標記印刷裝置例如 執行對於規定的標記的第一印刷動作(Sll)。當輸入更換進行印刷的標記的指示時(S12)， 標記印刷裝置根據該標記的更換指示自動進行更換下一標記的印刷所需要的記錄用紙的 動作(S13)。此時，與更換動作同時進行下一標記的印刷所需要的印刷數據從標記印刷裝置向 熱敏印刷機16的傳送(S14)。熱敏印刷機16對熱敏印刷頭11傳送印刷數據，並存儲在存 儲器晶片44(S15)。之後，當記錄用紙的更換動作結束時，開始對下一標記的第二印刷動作 (S16)。如上所述，在熱敏印刷機16組裝在標記印刷裝置中使用時，記錄用紙的更換動 作、向熱敏印刷頭11的數據傳送和熱敏印刷頭11的數據處理同時進行。因此，在下一印刷 用紙被配置好的時刻能夠立即開始向下一標記的印刷，於是，能夠不浪費印刷時間地進行印刷。由此能夠實現總的印刷時間的高效化。圖10 圖16表示本發明的其它實施方式。另外，在這些圖中，對於與上述實施方 式相同或類似的要素標註與上述實施方式相同的符號。圖10是表示具有組裝有基於本發明的第二實施方式的熱敏印刷頭的多個熱敏印 刷機的印刷機系統的結構圖。該印刷機系統18採用多個熱敏印刷機17經由I2C信號線 163與控制裝置182以能夠數據通信的方式連接的結構。更具體地說，如圖10所示，該印刷機系統18具有例如與個人電腦181連接的控制 裝置182 ；和利用I2C信號線163與控制裝置182總線連接的多個熱敏印刷機17。該印刷 機系統18中，例如將控制裝置182作為主設備，將多個熱敏印刷機17作為從設備。控制裝置182例如具有微型計算機，總括地控制經由I2C信號線163連接的多個 熱敏印刷機17的印刷動作。控制裝置182具有與圖2所示的熱敏印刷機16的結構中的動 作控制部161相當的未圖示的總括動作控制部。如圖11所示，熱敏印刷機17安裝有熱敏印刷頭12。熱敏印刷頭12具有與上述 熱敏印刷頭11大致相同的結構。熱敏印刷機17採用除去圖2所示的動作控制部161的結 構。熱敏印刷機17中，來自控制裝置182的I2C信號線163經由未圖示的連接器、連接器 64等直接地與熱敏印刷頭12的控制晶片42連接。在控制晶片42上連接有電動機控制部 164、未圖示的操作部等(該點與熱敏印刷頭11不同)。S卩，在該印刷機系統18中，控制裝置182對各熱敏印刷機17利用I2C信號線163 發送應印刷的數據。此外，控制裝置182使用於控制電動機控制部164的電動機控制信號 成為命令信號並進行發送，由控制裝置182控制熱敏印刷機17的印刷動作。在使用I2C方式的通信中，能夠以上述的主設備和從設備的關係使用控制裝置 182和多個熱敏印刷機17。例如從主設備向指定了地址的從設備以規定的數據格式發送各 種數據(例如圖像數據、特定的命令信號等)。例如用戶在將由未圖示的掃描裝置讀取的圖像從個人電腦181向任一個熱敏印 刷機17輸出的情況下，操作個人電腦181，將讀取的圖像數據發送至控制裝置182。控制裝 置182將從個人電腦181發送來的圖像數據經由I2C信號線163向選擇的任一個熱敏印刷 機17發送。該熱敏印刷機17將發送來的圖像數據直接存儲於熱敏印刷頭12的存儲器芯 片44。之後，控制裝置182將印刷命令經由I2C信號線163向選擇的熱敏印刷機17發送。 由此，熱敏印刷頭12的控制晶片42向電動機控制部164發送電動機控制信號。進一步，控 制晶片42向驅動器IC41輸出圖像數據和控制信號(時鐘信號、鎖存信號和選通信號)，開 始印刷動作。此時，控制信號(時鐘信號、鎖存信號和選通信號)通過信號配線67輸出至 驅動器IC41，因此能夠進行高速的印刷。這樣，如果使用I2C信號線163構建印刷機系統18，則能夠由一個控制裝置182總 括地控制多個熱敏印刷機17的印刷動作。此外，能夠利用I2C信號線163向各熱敏印刷機 17的熱敏印刷頭12高速且直接地發送龐大的數據。因此，在各熱敏印刷機17中，即使是 數據量龐大的圖像數據也能夠進行高速的印刷。此外，各熱敏印刷機17不具有動作控制部 161，因此能夠使內部結構簡化。當然，也可以代替圖11所示的熱敏印刷機17，將圖2所示的熱敏印刷機16(具有動作控制部161)經由I2C信號線163連接於控制裝置182。或者，也可以在該印刷機系統 18中混合存在熱敏印刷機16和熱敏印刷機17，並分別與控制裝置182連接。圖12和圖13表示基於本發明的第三實施方式的熱敏印刷頭。本實施方式的熱 敏印刷頭13具有線圈天線51、磁性體片52、驅動IC45、連接器65和蓋80，該點與上述實 施方式不同。熱敏印刷頭13如後所述利用連接器64、65，能夠搭載於例如RFID(Radic) FrequencyIDentification)標籤印刷機上，並具有向作為記錄用紙70的RFID標籤片70的 印刷和數據發送接收的功能。另外，在圖12中，省略了圖13所示的密封樹脂49。此處，對作為熱敏印刷頭13的記錄用紙70的一個例子的RFID標籤片進行說明。 該記錄用紙70構成為例如在襯紙74上排列有多個RFID標籤75的RFID標籤片。各RFID 標籤75具有存儲器、印刷對象側線圈天線、印刷片和粘貼片(均省略圖示)，例如用作機場 的行李管理用的標籤。上述存儲器用於電子記錄識別數據，記錄有行李管理用的識別數據 等。上述印刷對象側線圈天線通過無線通信進行與熱敏印刷頭13之間的數據發送接收。上 述印刷片印刷有與上述識別數據等對應的文字、記號和條形碼等，是含有感熱顯色粒子等 的樹脂片或紙片等。上述粘貼片用於使RFID標籤75附著在行李等上。在與RFID標籤75 的數據發送接收中，作為無線通信的頻率，根據日本電波法例如分配13. 56MHz。該頻帶的無 線通信通過所謂的電磁感應方式進行。為了實現向採用以上結構的記錄用紙70的印刷和 與RFID標籤75的數據發送接收，熱敏印刷頭13採用以下所述的結構。發熱功能部21的表面211包含位於靠近其一端的位置的斜面部213。通過形成斜 面部213，如圖13所示，熱敏印刷頭13配置為相對於作為記錄用紙70的RFID標籤片傾斜 的姿勢。在斜面部213形成有部分敷釉214。發熱電阻體30形成在部分敷釉214上。為了 將來自多個發熱電阻體30的熱適宜地傳遞至記錄用紙70，例如採用利用壓印輥192相對發 熱電阻體30按壓記錄用紙70的方法。為了實現對於衝擊等的保護和電磁屏蔽，通過密封樹脂49覆蓋驅動器IC41。線圈天線51和驅動IC45構成本發明中的數據發送接收單元，形成在電路部22的 表面221。線圈天線51例如由Cu形成，在表面221形成Cu膜之後對該Cu膜實施基於蝕刻 等的圖案而形成。當如圖13所示對線圈天線51通電時，根據該電流的朝向和大小產生電 磁場90。如圖12所示，在本實施方式中，驅動IC45配置在線圈天線51的外側。連接線圈 天線51和驅動IC45的配線中從線圈天線51的內側向驅動IC45延伸的通路，相對於線圈 天線51經由未圖示的絕緣膜進行絕緣。或者，也可以將該通路使用通孔設置在基板22的 背面222。設置在背面222的結構對於加強電磁場90向對象物的作用是有利的。磁性體片52用於防止由線圈天線51產生的電磁場90向圖13的圖中下方不當擴 展。磁性體片52例如是混入有作為磁性體的的鐵氧體粉末的樹脂片，在本實施方式中設置 在電路部22的背面222。磁性體片52透磁率較高，另一方面電損失較小。因此，電磁場90 有選擇地通過磁性體片52內，並且能夠避免在磁性體片52中不當地發熱。作為這樣的磁 性體片52例如有TDK株式會社製造Flexield(註冊商標)等。在本實施方式中，如圖13所明確表示的那樣，散熱部件23設置在副掃描方向中從 線圈天線51向圖中左方退避的位置，在從發熱功能部21和電路部22的厚度方向看觀察時 配置在與線圈天線51不重疊的位置。
蓋80覆蓋控制晶片42、晶體振子43和存儲器晶片44的全部，並且部分覆蓋驅動 器IC41，由例如在黑色樹脂中混入有石墨碳的導電性樹脂形成。蓋80具有上片81和下片 82。上片81和下片82夾持電路部22。由此，蓋80相對電路部22進行安裝。如圖12和圖 13所示，在蓋80設置有多個開口 83。在本實施方式中，開口 83沿主掃描方向排列。各開 口 83的主掃描方向尺寸小於記錄用紙70的寬度(主掃描方向尺寸)。圖14表示具有熱敏印刷頭13的RFID標籤印刷機。RFID標籤印刷機19具有熱敏 印刷頭13、動作控制部161、電動機控制部164和印刷機構部165。經由連接器65從動作控 制部161向驅動IC45發送識別數據。驅動IC45基於該識別數據在內部構造用於控制基於 線圈天線51的電磁場90的產生的電路。利用驅動IC45，電磁場90形成為例如其頻率為上 述的13. 56MHz的電磁場。此外，作為驅動IC45，不僅能夠發送上述識別數據，還能夠具有用 於接收記錄在記錄用紙70上的識別數據的處理功能。該接收功能能夠通過使用電磁場90 的電磁感應方式的無線通信實現。接著，下面對於通過RFID標籤印刷機19向記錄用紙70的印刷和與記錄用紙70 的數據發送接收進行說明。首先，從設備外的PC(省略圖示)向動作控制部161發送與各RFID標籤75對應 的識別數據。接著，根據動作控制部161的指令送出記錄用紙70。在記錄用紙70被送出的 期間，進行使用接近傳感器(省略圖示)等的RFID標籤75的跟蹤。當RFID標籤75到達熱敏印刷頭13的圖中上方時，從動作控制部161向熱敏印刷 頭13發送指令，由此開始圖15所示的處理Sl S7所構成的印刷處理。這些處理Sl S7 與參照圖5所說明的內容相同。通過該印刷，在RFID標籤75印刷與識別數據對應的文字、 記號和條形碼等。當該印刷處理結束時，從動作控制部161向熱敏印刷頭13發送指令，開始熱敏印 刷頭13與RFID標籤75的數據發送接收(S8)。由此，從線圈天線51產生電磁場90，在與 RFID標籤75之間進行電磁感應方式的無線通信。從電磁場90對RFID標籤75同時進行用 於使RFID標籤75動作的電力的供給和識別數據的發送。由此，在RFID標籤75的存儲器 中記錄與各RFID標籤75對應的識別數據。此外，在熱敏印刷頭13或RFID標籤印刷機19 具有數據發送接收功能的情況下，在上述識別數據的發送之後，立即利用熱敏印刷頭13的 線圈天線51接受記錄在RFID標籤75的識別數據。由此，例如在動作控制部161中進行記 錄在RFID標籤75中的識別數據的正誤檢查處理。另外，數據發送接收處理(S8)可以在印 刷處理Sl S7完成後實施，也可以與印刷處理Sl S7同時實施。之後，RFID標籤75被送出至RFID標籤印刷機19外。已進行了印刷和識別數據 記錄的RFID標籤75由使用者適宜地從襯紙74剝開，貼在作為管理對象的行李等上。貼有 RFID標籤75的行李能夠在出發地機場、飛機內和目的地機場等處通過使用RFID標籤閱讀 器等而簡便地進行管理。根據本實施方式，通過僅使用熱敏印刷頭13就能夠實現印刷功能和數據發送功 能。因此，不必在熱敏印刷頭13以外使用例如作為數據發送接收單元的線圈天線等。由此， 能夠實現RFID標籤印刷機19的小型化。通過在電路部22設置線圈天線51，能夠實現熱敏印刷頭13本身的小型化。這對 於RFID標籤印刷機19的小型化是有利的。此外，根據本實施方式，線圈天線51與壓印輥192不會幹涉。此外，通過在熱敏印刷頭13設置線圈天線51，能夠將線圈天線51配置在能夠相 對RFID標籤75接近的位置。即，熱敏印刷頭13能夠與作為印刷對象的RFID標籤75接觸 同時進行印刷。因此，如果在熱敏印刷頭13搭載線圈天線51，則能夠容易地使線圈天線51 相對RFID標籤75接近。線圈天線51與RFID標籤75的距離越近，越能夠使RFID標籤75 在電磁場90中通過磁場強度更強的位置。由此，能夠避免作用於RFID標籤75的磁場強度 低於RFID標籤75的最小動作磁場強度的問題。此外，磁場強度越強，對於實現通過電磁感 應方式的數據發送接收的可靠化和高速化越好。特別是通過將線圈天線51設置於電路部 22的表面221，能夠使線圈天線51與RFID標籤75直接面對。利用磁性體片52，能夠防止電磁場90不當地擴展至圖13的圖中下方。由此，能夠 提高電磁場90中向圖中上方擴展的部分的磁場強度。由此，有利於使與RFID標籤75的數 據發送接收進一步可靠化和高速化。通過在蓋80設置開口 83，能夠防止電磁場90由於蓋80而不當地變弱。這有利於 與RFID標籤75的數據發送接收的可靠化和高速化。開口 83的主掃描方向尺寸比記錄用 紙70的寬度(主掃描方向尺寸)小，由此能夠減小記錄用紙70錯誤地勾掛於開口 83的可 能性。 本發明的熱敏印刷頭、熱敏印刷機和印刷機系統並不限定於上述實施方式。本發 明的熱敏印刷頭、熱敏印刷機和印刷機系統的各部分的具體結構能夠自由地進行各種設計變更。例如，在上述實施方式中，在熱敏印刷頭11與熱敏印刷機16之間的圖像數據的傳 送方式中使用了基於I2C的方式，但代替該方式，例如也可以使用較低價且能夠進行高速 通信的例如LVDS(Low VoltageDifferential Signaling，低壓差分信號)的方式以及其它 的串行通信方式。LVDS的方式具有如下優點，即，因為使用較低的電壓，所以在高速通信中 能夠抑制電力消耗，因為使用信號的差分，所以能夠抑制噪聲。此外，在上述實施方式中，對熱敏印刷頭黑白印刷圖像數據的情況進行了說明，但 例如在對圖像數據進行彩色印刷時也可以應用本發明的熱敏印刷頭。即，在對黃、品紅、青 各個顏色進行灰度等級顯示時，能夠適用本發明的熱敏印刷頭。或者，在以不同的溫度使發 熱電阻體發熱而進行二色(例如紅和黑或青和黑)的印刷的二色印刷中，也可以應用本發 明的熱敏印刷頭。
權利要求
一種熱敏印刷頭，其特徵在於，包括通過發熱而在印刷對象形成圖像的發熱電阻體；和控制對所述發熱電阻體的通電的驅動單元，該熱敏印刷頭還包括存儲單元，存儲從外部輸入的應印刷的數據；和控制單元，以交替地重複進行傳送動作和印刷動作的方式進行控制，所述傳送動作將從所述存儲單元讀出的所述應印刷的數據傳送至所述驅動單元，所述印刷動作將所述應印刷的數據保持在所述驅動單元，並且使根據所述驅動單元所保持的數據加以選擇的所述發熱電阻體的部分通電而進行印刷。
2.如權利要求1所述的熱敏印刷頭，其特徵在於 包括形成有所述發熱電阻體的基板；和安裝於所述基板的中繼導通部件，所述控制單元通過自由裝卸地支承於所述中繼導通部件的控制晶片構成。
3.如權利要求2所述的熱敏印刷頭，其特徵在於在所述基板上，在所述控制晶片與所述驅動單元之間形成有配線圖案，該配線圖案包 括所述應印刷的數據的信號線、和用於使所述發熱電阻體通電的控制信號的信號線。
4.如權利要求2所述的熱敏印刷頭，其特徵在於在所述基板上連接有對輸入所述控制晶片的信號加以傳送的信號線， 所述信號線是能夠進行所述信號的串行傳送的基於I2C方式的信號線。
5.如權利要求2所述的熱敏印刷頭，其特徵在於 具有安裝於所述基板的追加的中繼導通部件，所述存儲單元通過自由裝卸地支承於所述追加的中繼導通部件的存儲器晶片構成。
6.如權利要求1所述的熱敏印刷頭，其特徵在於還具有數據發送接收單元，該數據發送接收單元在其與包括印刷對象側線圈天線和存 儲器的印刷對象之間通過無線通信進行數據發送接收。
7.如權利要求6所述的熱敏印刷頭，其特徵在於 所述數據發送接收單元構成為包含設備側線圈天線。
8.如權利要求7所述的熱敏印刷頭，其特徵在於所述數據發送接收單元還具有用於所述設備側線圈天線的驅動IC。
9.如權利要求7所述的熱敏印刷頭，其特徵在於所述數據發送接收單元能夠進行與構成為RFID (Radio Frequency IDentification) 標籤的所述印刷對象之間的數據發送接收。
10.如權利要求7所述的熱敏印刷頭，其特徵在於 具有基板和排列在該基板上的多個發熱電阻體， 所述設備側線圈天線搭載在所述基板上。
11.如權利要求10所述的熱敏印刷頭，其特徵在於所述設備側線圈天線設置在所述基板中形成有所述多個發熱電阻體的面上。
12.如權利要求7所述的熱敏印刷頭，其特徵在於 還具有含有磁性體的磁性體片。
13.如權利要求12所述的熱敏印刷頭，其特徵在於 所述磁性體是鐵氧體。
14.如權利要求13所述的熱敏印刷頭，其特徵在於所述磁性體片設置在所述基板中與設置有所述設備側線圈天線的面的相反的一側的 面上。
15.如權利要求8所述的熱敏印刷頭，其特徵在於 還具有覆蓋所述驅動IC的蓋，在所述蓋上設置有在從所述基板的厚度方向觀察時使所述設備側線圈天線露出的開
16.如權利要求15所述的熱敏印刷頭，其特徵在於所述開口的主掃描方向尺寸小於所述印刷對象的主掃描方向尺寸。
17.一種帶無線通信功能的熱敏印刷機，其特徵在於，構成為具有權利要求6所述的熱敏印刷頭，由此能夠進行對所述印刷對象的印刷和與所述印 刷對象之間的數據發送接收。
18.一種熱敏印刷機，其特徵在於，包括 權利要求1所述的熱敏印刷頭；對所述熱敏印刷頭髮送所述應印刷的數據，並且使所述熱敏印刷頭的印刷動作執行的 動作控制單元；和將所述應印刷的數據從所述動作控制單元向所述控制單元串行傳送的信號線。
19.一種印刷機系統，其特徵在於，包括分別具有權利要求1所述的熱敏印刷頭的多個熱敏印刷機；對所述多個熱敏印刷機中特定的熱敏印刷機發送所述應印刷的數據，並且使所述特定 的熱敏印刷機的印刷動作執行的控制裝置；和將所述控制裝置與所述多個熱敏印刷機總線連接，串行傳送所述應印刷的數據的信號
全文摘要
本發明提供熱敏印刷頭、熱敏印刷機和印刷機系統。該熱敏印刷頭包括通過發熱而在印刷對象形成圖像的發熱電阻體；和控制對上述發熱電阻體的通電的驅動單元，該熱敏印刷頭還包括存儲從外部輸入的應印刷的數據的存儲單元；和以交替地重複進行傳送動作和印刷動作的方式進行控制的控制單元，該傳送動作將從上述存儲單元讀出的上述應印刷的數據傳送至上述驅動單元，該印刷動作將上述應印刷的數據保持在上述驅動單元，並且使基於保持於上述驅動單元的數據選擇的上述發熱電阻體的部分通電而進行印刷。
文檔編號H04N1/032GK101961960SQ20101023785
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月23日 優先權日2009年7月24日
發明者中西雅壽, 村木薰 申請人:羅姆股份有限公司