热敏印刷头、热敏印刷机和印刷机系统的制作方法

专利名称：热敏印刷头、热敏印刷机和印刷机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及热敏印刷头、具有该热敏印刷头的热敏印刷机和具有多个热敏印刷机 的印刷机系统。
背景技术：
一直以来，已知有通过对发热电阻体有选择地施加热，而对感热纸、热转印色带等 记录用纸印刷文字或图像等的热敏印刷头和具有该热敏印刷头的热敏印刷机(例如参照 日本特开2005-186302号公报)。图16表示现有的具有热敏印刷头的热敏印刷机的结构图的一个例子。该图所示 的热敏印刷机990具有热敏印刷头999。热敏印刷头999具有基板991、发热电阻体992、驱 动器IC993和连接器994。在基板991上形成有带状的发热电阻体992。热敏印刷头999 经由连接器994与热敏印刷机990的控制部995连接。用于进行印刷动作的必要的印刷数据信号、控制信号和电力从控制部995经由上 述连接器994送至热敏印刷头999。上述印刷数据信号、控制信号通过形成在基板991的配 线图案996传送至驱动器IC993。在上述控制信号中包含时钟信号、锁存信号和选通信号。时钟信号是取得将应该 印刷的数据输出至驱动器IC993时的同步的信号。锁存信号是用于将串行输入的印刷数据 信号按照图像的一行的量分别输出的信号。选通信号是用于对发热电阻体992进行通电的 信号。另外，图16所示的热敏印刷机990省略了用于进行印刷动作的压印辊等印刷机构。该热敏印刷头999在进行数据量较少的文字或符号等的印刷时，能够进行顺利的 印刷动作。另一方面，在应印刷的数据例如为包含表示黑色的浓淡的灰度等级的图像数据 的情况下，热敏印刷头999进行以下所示的处理。例如在印刷一行的数据时，将与图像的灰度等级数对应的次数的数据输出至驱动 器IC993。例如在灰度等级数为256时，每一行255次(除去灰度等级“0(=白色)”)的 数据被从控制部995传送至热敏印刷头999。更详细地说，在最初的传送中包含灰度等级 “1”以上的点的数据的图像数据，被输入至驱动器IC993内的未图示的移位寄存器中。接 着，输入移位寄存器的图像数据通过锁存信号被保持。然后，基于图像数据决定的应该发热 的发热电阻体992的部分通过选通信号而通电于是发热。由此，在记录用纸上印刷灰度等 级“1”以上的点的数据。接着，传送包含灰度等级“2”以上的点的数据的图像数据，进行与上述同样的处 理。在该情况下，灰度等级“2”以上的点，重叠印刷于在第一次的印刷处理中被印刷的灰度 等级“1”的点上。该数据的传送一直进行到包含灰度等级“255(=黑色)”的点的数据的 图像数据。图像数据的传送动作和记录用纸上的印刷动作分别反复进行255次。对于灰度 等级“0(=白色)”点不进行上述的印刷处理。没有印刷从灰度等级“1”到灰度等级“255” 的图像数据的记录用纸的点部分，结果成为灰度等级“0”的白色部分。这样，在具有热敏印刷头999的热敏印刷机990中印刷具有灰度等级的图像数据时，必须反复进行图像数据的传送动作和印刷动作。于是，存在印刷耗费时间的问题。因此，为了高速进行图像数据的印刷，考虑提高热敏印刷机990的控制部995与热 敏印刷头999之间的图像数据的传送速度。但是，当提高了传送速度时，在连接热敏印刷机 990的控制部995与热敏印刷头999之间的各信号线中信号的波形变形，可能产生数据缺 失。此外，在各信号线中产生辐射，相互妨碍信号的正常传送。由此，热敏印刷机990的控 制部995与热敏印刷头999之间的图像数据的传送速度自然产生极限，难以高速传送图像 数据。特别是在印刷数据量庞大的图像数据时，热敏印刷头999的印刷速度被限制。此外， 热敏印刷机990的控制部995与热敏印刷头999之间的线路长度越长，上述波形的变形和 辐射越显著。因此，上述线路长也受到限制。此外，近年来机场的行李管理等中开始积极采用自动识别系统。自动识别系统是 指不经由人的处理，通过包含硬件、软件的设备自动获取管理对象的数据并识别其内容的 系统。作为自动识别系统的具体例子，有使用RFID(Radio Frequency IDentificationJt 频识别)标签的系统。RFID标签具有用于记录识别数据的存储器，和用于通过无线通信进 行数据发送接收的媒体侧线圈天线，在其外表面例如印刷有与上述识别数据对应的文字或 条形码等。作为进行向RFID标签的数据发送接收和印刷的装置，例如使用RFID标签印刷 机(例如参照日本特开2003-132330号公报)。但是，在上述RFID标签印刷机中，除了完成印刷功能的热敏印刷头之外，还需要 搭载用于进行数据发送接收的天线和其驱动IC。特别是，当上述天线配置在相对于作为印 刷对象的RFID标签较远的位置时，数据发送接收的可靠性可能会下降。

发明内容
本发明基于上述情况而提出，其课题是提供例如在印刷包含灰度等级的图像数据 的情况下也能够进行高速印刷的热敏印刷头、具有该热敏印刷头的热敏印刷机和印刷机系 统。进一步，本发明的课题在于提供能够实现小型化、数据发送接收的可靠化和高速 化的热敏印刷头和带无线通信功能的热敏印刷机。本发明的第一方面所提供的热敏印刷头包括通过进行发热而在印刷对象形成图 像的发热电阻体；和控制各上述发热电阻体的通电的驱动单元，还包括存储从外部输入 的应印刷的数据的存储单元；以交替地重复进行传送动作和印刷动作的方式进行控制的控 制单元，该传送动作是将从上述存储单元读出的上述应印刷的数据传送至上述驱动单元， 该印刷动作是将上述应印刷的数据保持在上述驱动单元，并且使根据上述驱动单元所保持 的数据加以选择的上述发热电阻体的部分通电而进行印刷。在本发明的优选实施方式中，包括形成有上述发热电阻体的基板和安装于上述基 板的中继导通部件，上述控制单元通过自由装卸地支承于上述中继导通部件的控制芯片构 成。在本发明的优选实施方式中，在上述基板上，在上述控制芯片与上述驱动单元之 间形成有包括上述应印刷的数据的信号线和用于使上述发热电阻体通电的控制信号的信 号线的配线图案。在本发明的优选实施方式中，在上述基板上连接有传送输入上述控制芯片的信号的信号线，上述信号线是能够进行上述信号的串行传送的基于I2C方式的信号线。在本发明的优选实施方式中，具有安装于上述基板的追加的中继导通部件，上述 存储单元通过自由装卸地支承于上述追加的中继导通部件的存储器芯片构成。在本发明的优选实施方式中，还具有数据发送接收单元，该数据发送接收单元在 其与包括印刷对象侧线圈天线和存储器的印刷对象之间通过无线通信进行数据发送接收。在本发明的优选实施方式中，上述数据发送接收单元包含设备侧线圈天线而构 成。在本发明的优选实施方式中，上述数据发送接收单元还具有用于上述设备侧线圈 天线的驱动IC。在本发明的优选实施方式中，上述数据发送接收单元能够进行与构成为 RFID(Radio Frequency IDentification)标签的上述印刷对象的数据发送接收。在本发明的优选实施方式中，具有基板和排列在该基板上的多个发热电阻体，上 述设备侧线圈天线搭载在上述基板上。在本发明的优选实施方式中，上述设备侧线圈天线设置在上述基板中形成有上述 多个发热电阻体的面上。在本发明的优选实施方式中，还具有含有磁性体的磁性体片。在本发明的优选实施方式中，上述磁性体是铁氧体。在本发明的优选实施方式中，上述磁性体片设置在上述基板中设置有与上述设备 侧线圈天线的面的相反的一侧的面上。在本发明的优选实施方式中，还具有覆盖上述驱动IC的盖，在上述盖上设置有在 从上述基板的厚度方向观察时使上述设备侧线圈天线露出的开口。在本发明的优选实施方式中，上述开口的主扫描方向尺寸小于上述印刷对象的主 扫描方向尺寸。本发明的第二方面所提供的带无线通信功能的热敏印刷机，具有本发明的第一方 面所提供的热敏印刷头，由此构成为能够进行对上述印刷对象的印刷和与上述印刷对象的 数据发送接收。本发明的第三方面所提供的热敏印刷机包括本发明的第一方面所提供的热敏印 刷头；对上述热敏印刷头发送上述应印刷的数据，并且使上述热敏印刷头的印刷动作执行 的动作控制单元；和将上述应印刷的数据从上述动作控制单元向上述控制单元串行传送的
信号线。本发明的第四方面所提供的印刷机系统包括分别具有本发明的第一方面所提供 的热敏印刷头的多个热敏印刷机；对上述多个热敏印刷机中特定的热敏印刷机发送上述应 印刷的数据，并且使上述特定的热敏印刷机的印刷动作执行的控制装置；和使上述控制装 置与上述多个热敏印刷机总线连接，串行传送上述应印刷的数据的信号线。本发明的其它特征和优点通过参照附图的下述详细说明能够变得明确。


图1是表示基于本发明的第一实施方式的热敏印刷头的立体图。图2是表示具有基于本发明的第一实施方式的热敏印刷头的热敏印刷机的结构图。图3是表示控制芯片和IC插座的立体图。图4是表示基于本发明的第一实施方式的热敏印刷头的发热电阻体的主要部分 平面图。图5是表示控制芯片的控制流程的流程图。图6表示I2C方式的数据传送的时序图。图7表示经由信号配线的数据传送的时序图。图8是表示混合图像数据和文字数据而进行印刷的记录用纸的一个例子的图。图9是表示组装在图2所示的热敏印刷机中的标记(label)印刷装置的动作的流 程图。图10是表示包括具有基于本发明的第二实施方式的热敏印刷头的多个热敏印刷 机的印刷机系统的结构图。图11是在图10所示的印刷机系统中使用的热敏印刷机的结构图。图12是表示基于本发明的第三实施方式的热敏印刷头的立体图。图13是沿着图12的XIII-XIII线的截面图。图14是表示具有基于本发明的第三实施方式的热敏印刷头的RFID标签印刷机的 结构图。图15是表示图14所示的RFID标签印刷机的控制流程的流程图。图16是现有的具有热敏印刷头的热敏印刷机的结构图的一个例子。
具体实施例方式图1和图2表示基于本发明的第一实施方式的热敏印刷头和具有热敏印刷头的热 敏印刷机的结构图。热敏印刷头11和热敏印刷机16用于在感热纸等记录用纸上进行印刷。 本实施方式的热敏印刷头11具有基板20、散热部件23、发热电阻体30、驱动器IC41、控制 芯片42、晶体振子43、存储器芯片44和连接器64。基板20是热敏印刷头11的基台，在本实施方式中，由发热功能部21和电路部22 构成。也可以与本实施方式不同，由单一的材料形成基板20。发热功能部21例如由陶瓷等绝缘材料形成，例如为长矩形状。在发热功能部21 的表面211搭载有发热电阻体30和驱动器IC41。此外，在表面211的一端靠边缘的部分形 成有部分敷釉214，部分敷釉214沿主扫描方向延伸，在表面211的法线方向突出。电路部22例如是由玻璃环氧树脂形成的印刷配线基板。在电路部22的表面221 搭载有控制芯片422、晶体振子43、存储器芯片44。在发热功能部21的表面211和电路部22的表面221形成有配线60。配线60包 括多个个别电极61、共用电极62、公用线63和信号配线67。如图4所示，共用电极62形成 为沿主扫描方向延伸的带状部分和沿副扫描方向梳齿状延伸的多个枝状部分相连结的形 状。多个个别电极61中，其前端部分与上述多个枝状部分交替地沿主扫描方向排列。图1 所示的公用线63与共用电极62连接，向连接器64延伸。多个个别电极61、共用电极62、 公用线63，例如通过厚膜印刷树脂酸盐Au浆料之后实施烧制而形成。散热部件23例如是由铝形成的较厚的矩形板状。如图1所示，散热部件23贴附于发热功能部21的背面212和电路部22的背面222。发热电阻体30例如由氧化钌等电阻体材料构成，在部分敷釉214上带状地形成。 如图4所示，发热电阻体30横跨共用电极62的上述多个枝状部分和多个个别电极61的前 端部分。当共用电极62和任一个个别电极61通电时，发热电阻体30中被上述枝状部分和 上述前端部分夹持的区域部分地发热。将该部分称为发热部31。由发热电阻体30构成沿 主扫描方向排列的多个发热部31。发热电阻体30例如通过厚膜印刷氧化钌浆料之后实施 烧制而形成。此外，发热电阻体30例如被由玻璃等形成的未图示的保护膜覆盖。驱动器IC41经由多个个别电极61对发热电阻体30有选择地进行通电。对驱动 器IC41输入来自控制芯片42的印刷动作所需要的印刷数据信号和控制信号。在控制信号 中含有时钟信号、锁存信号和选通信号。控制芯片42由CPU形成，在经由连接器64输入的数据是图像数据的情况下，具有 将该图像数据变换为灰度等级图案数据，并将变换后的灰度等级图像数据存储于存储器芯 片44的功能。此处，图像数据例如是由表示每点的灰度等级的数值的集合体构成的数据。 与此相对，灰度等级图案数据例如由分别具有与每一行的点数相等的数值并且与对应于最 大灰度等级数的印刷次数相等的列数的数值列构成。在各数值列中，与在各印刷动作中应 印刷的点对应的数值为1，与不印刷的点对应的数值为0。在本实施方式中，控制芯片42与 存储器芯片44邻接。由此，能够使进行数据传送的路径变短。另外，在该实施方式中，在灰度等级图案数据上添加所谓的热经历控制。所谓的热 经历控制是指，对于发热电阻体30的微小部分，考虑之前蓄热的经历和邻接的发热的微小 部分的影响，控制对发热电阻体30的微小部分施加的能量。该热经历控制的处理由控制芯 片42进行。此外，控制芯片42具有，基于来自热敏印刷机16的动作控制部161 (后述)的印 刷指令，从存储器芯片44读出灰度等级图案数据，对驱动器IC41输出灰度等级图案数据和 控制信号的功能。控制芯片42经由IC插座421安装于电路部22。IC插座421直接安装于电路部 22，能够装卸地支承控制芯片42。如图3所示，IC插座421具有多个信号端子424和多个 端子插入孔423。多个信号端子424与控制芯片42的信号端子422为相同数量。多个端子 插入孔423与多个信号端子424分别导通。晶体振子43激振例如30 40MHz的时钟信号，对控制芯片42施加基准时钟信号。 该时钟信号为了在向驱动器IC41输出应印刷的数据时取得同步而使用。在驱动器IC41与控制芯片42之间形成有信号配线67。该信号配线67构成有数 据信号线、时钟信号线、锁存信号线和选通信号线。即，与在现有的热敏印刷头999(参照图 16)的连接器994和驱动器IC993之间设置的各信号线996同样的信号线，由控制芯片42 与驱动器IC41之间的信号配线67形成。存储器芯片44存储通过控制芯片42变换图像数据而得的灰度等级图案数据。存 储器芯片44通过控制芯片42控制灰度等级图案数据的存储和读出。存储器芯片44与控 制芯片42同样，经由IC插座441安装于电路部22。连接器64用于使热敏印刷头11与热敏印刷机16电连接。在本实施方式中，在 连接器64上连接有电源供给线162和信号线163。电源供给线162用于向热敏印刷头11供给电源。信号线163是能够进行数据的串行通信的例如使用I2C(Inter-Integrated Circuit，内置集成电路)方式的信号线(以下称为“I2C信号线163”)。I2C信号线163由传送数据信号的数据信号线和传送与该数据信号同步的时钟信 号(与晶体振子43激振的时钟信号不同)的时钟信号线构成。I2C信号线163能够例如以 3. 4Mbps的传送速度基于规定的数据格式串行传送数据。在本实施方式中，通过该I2C信 号线163从热敏印刷机16的动作控制部161对热敏印刷头11传送图像数据。I2C信号线 163能够基于规定的数据格式传送数据，因此也能够进行基于命令的数据传送。例如，从热 敏印刷机16的动作控制部161对控制芯片42传送用于开始印刷的命令。热敏印刷机16安装有热敏印刷头11，具有动作控制部161、电动机控制部164和 印刷机构部165。动作控制部161根据来自未图示的操作部的用户的操作输入控制各种动 作。动作控制部161将例如从热敏印刷机16的外部输入的图像数据对热敏印刷头11进行 传送，或为了进行印刷动作而控制电动机控制部164。此外，动作控制部161例如检测感热 纸的碎纸，或报知装置的异常。热敏印刷机16的印刷机构部165虽然没有图示，但具有例如将感热纸按压于热 敏印刷头11的压印辊、感热纸的搬送辊和卷取辊、以及用于驱动各辊的多个驱动用电动机 等。驱动用电动机由动作控制部161控制驱动。此外，在该热敏印刷机16使用色带以热转 印方式进行印刷动作的情况下，具有色带的搬送辊和卷取辊、以及用于驱动各辊的驱动用 电动机。接着，对于热敏印刷头11的动作，参照图5的流程图以及图6和图7的时序图进 行说明。图5所示的流程图主要表示控制芯片42的控制动作，但也部分包括热敏印刷头16 的动作。当接入热敏印刷机16的电源时，对热敏印刷头11供电。之后，例如通过来自省略 图示的操作部的操作开始印刷动作时(Si)，则从热敏印刷机16的动作控制部161对控制芯 片42传送图像数据(S2)。图像数据是应印刷的记录用纸的全部行的数据。在该情况下， 在本实施方式中，热敏印刷机16的动作控制部161和热敏印刷头11经由I2C方式的I2C 信号线163连接。因此，如图6所示，图像数据与规定的时钟信号同步地以高速的印刷速度 (例如3. 4Mbps)被传送。控制芯片42当接收到从热敏印刷机16传送来的图像数据时，进行热经历控制处 理，并且生成例如以256灰度等级进行印刷时的灰度等级图案数据(S3)。然后，将生成的灰 度等级图案数据依次存储于存储器芯片44 (S4)。由此，存储在存储器芯片44中的数据成为 已实施热经历处理的灰度等级图案数据。接着，当从热敏印刷机16向控制芯片42传送了用于印刷一行的量的印刷命令时 (S5)，进行一行的量的印刷处理(S6)。此时，控制芯片42从存储器芯片44中读出灰度等级 图案数据，通过由信号配线67构成的数据信号线输出至驱动器IC41。更详细地说，将与图 像的灰度等级数对应的次数的数据输出至驱动器IC41。例如在灰度等级数为256时，每一 行255次(除去灰度等级“0(=白色)”)的数据从控制芯片42传送至驱动器IC41。首先，包含灰度等级“1”以上的点的数据的灰度等级图案数据输入驱动器IC41的 未图示的移位寄存器。接着，如图7所示，在锁存信号从高电平变为低电平的时刻，输入移 位寄存器的灰度等级图案数据保持于驱动器IC41的未图示的锁存电路。之后，在选通信号
9成为低电平的期间，基于灰度等级图案数据决定的应该发热的发热电阻体30的微小部分 被通电。由此，发热电阻体30有选择地发热，在记录用纸上印刷灰度等级“1”以上的点的 数据。接着的包含灰度等级“2”以上的点的数据的灰度等级图案数据，在灰度等级“1” 以上的点的印刷时发热电阻体30被通电的期间，被输入移位寄存器。然后，进行与上述同 样的处理，印刷灰度等级“2”以上的点的数据。此时，灰度等级“2”以上的点，重叠印刷于 在第一次的印刷处理中被印刷的灰度等级“1”的点上。这样的灰度等级图案数据的传送动 作和印刷动作重复进行，直至包含灰度等级“255(=黑色)”的点的数据的灰度等级图案数 据。另外，关于灰度等级“0(=白色)”的点，不进行上述的印刷处理，从灰度等级“1”到灰 度等级“255”的灰度等级图案数据被印刷，没有被印刷的记录用纸的部分结果成为灰度等 级“0”的白色部分。接着，控制芯片42对于记录用纸的全部行进行是否全部进行了印刷的判别(S7)。 在步骤S7中没有印刷的情况下(S7 :N0)，回到步骤S5，传送用于印刷下一行的印刷命令。 另一方面，在步骤S7中判断全部行已全部进行了印刷的情况下(S7 :YES)，结束印刷动作。接着，对于热敏印刷头11和热敏印刷机16的作用进行说明。在本实施方式中，在热敏印刷头11上搭载有控制芯片42和存储器芯片44。由此， 能够将作为图像数据的灰度等级图案数据、时钟信号等控制信号，从控制芯片42通过信号 配线67传送至驱动器IC41。因此，与现有技术那样，通过连结热敏印刷机990与热敏印刷 头999的信号线进行灰度等级图案数据、时钟信号等的传送的情况相比，能够更高速地将 灰度等级图案数据、时钟信号等传送至驱动器IC41。因此，能够不产生数据缺失、信号的辐 射的影响地使印刷处理飞跃性地高速化。此外，热敏印刷机16的动作控制部161与热敏印刷头11之间，以通用的I2C方式 的I2C信号线163连接。因此，例如能够容易地连接热敏印刷头11和热敏印刷机16，能够 进一步提高热敏印刷头11的通用性。此外，根据本实施方式，控制芯片42和存储器芯片44经由IC插座421、441安装 于电路部22。例如在热敏印刷头11的发热电阻体30由于长年的使用而劣化的情况下，可 以考虑将热敏印刷头11自身更换为新的热敏印刷头。此时，只要将控制芯片42从IC插座 421插出再插入新的热敏印刷头的IC插座，就能够继续使用控制芯片42。因此，通过使用上 述IC插座421，能够实现成本的降低。同样的，因为存储器芯片44也搭载于IC插座441， 所以也能够减少成本。本实施方式的热敏印刷头11和热敏印刷机16也能够应用于例如图像数据和文字 数据(或条形码等2灰度等级数据)混合印刷于一张记录用纸70的情况。例如，如图8所示，对于印刷多张混合配置有印刷有图像数据的图像区域71和印 刷有文字数据的文字区域72的记录用纸70的情况进行说明。在图像数据和文字数据混合 存在的情况下，热敏印刷机16的动作控制部161，对于热敏印刷头11的控制芯片42，一并 传送图像数据和文字数据。即，动作控制部161当从外部接收到应印刷在记录用纸70上的 数据时，经由I2C信号线163向控制芯片42 —并传送图像数据和文字数据。控制芯片42根据从动作控制部161传送来的图像数据生成灰度等级图案数据，并 存储在存储器芯片44。此外，控制芯片42将文字数据存储在存储器芯片44。此时，控制芯片42也一同存储图像区域71和文字区域72的位置信息。之后，当从动作控制部161向控制芯片42传送了印刷命令时，首先进行一行的量 的印刷处理。此处，如图8的记录用纸70所示，在第一行(最上行)包含图像数据和文字数 据的情况下，控制芯片42从存储器芯片44读出图像区域71部分的作为第一行的图像数据 的灰度等级图案数据。此外，控制芯片42读出文字区域72部分的第一行的文字数据。控 制芯片42将这些数据输出至驱动器IC41，在如上所述的例如灰度等级图案数据为256灰度 等级的数据时，进行255次的印刷处理。另一方面，对于文字数据，在为数据“0 (=白色)” 的情况下不进行印刷，在为数据“1 (=黑色)”时进行255次的印刷处理。通过这样的处理，进行图像区域71和文字区域72的第一行的图像数据和文字数 据的印刷。之后，对于每一行，从第二行到最终行的灰度等级图案数据和文字数据依次输出 至驱动器IC41，在记录用纸70的整个区域进行印刷。接着，在对第二张记录用纸70印刷图像数据和文字数据时，控制芯片42将从动作 控制部161传送来的应在第二张记录用纸70上印刷的图像数据和文字数据与第一张的记 录用纸70中的图像数据和文字数据进行比较。此时，例如在图像数据相同的情况下，读出 已存储在存储器芯片44的图像数据(灰度等级图案数据)，在第二张的记录用纸70的印刷 时进行再利用。此外，在例如仅是文字数据的一部分(例如日期、地址等)不同的情况下， 从存储器芯片44读出共同部分的文字数据，在印刷时进行再利用。并且，仅将不同部分的 文字数据重新存储于存储器芯片44，在印刷时读出。第三张以后的记录用纸70的印刷处理 进行同样的处理。在通过热敏印刷机16进行了印刷的记录用纸70中，多是图像区域71和文字区 域72的配置被固定而定型化的结构。因此，如上所述如果再利用图像数据、文字数据的共 同部分，能够省略共同部分的灰度等级图案数据的生成处理、向存储器芯片44的写入处理 等。由此，能够有助于印刷速度的高速化、印刷处理的简单化。特别是，因为图像数据的数 据量较多，因此能够提高该效果。进一步，上述热敏印刷机16也可能组装在例如印刷有物流标记的标记印刷装置 中而使用。标记印刷装置能够对多种标记进行印刷。标记印刷装置在更换标记的种类时自 动更换与印刷的标记对应的记录用纸。根据本实施方式的热敏印刷机16，如下所述能够实 现总的印刷时间的高效化。图9是表示标记印刷装置中的印刷动作的一个例子的流程图。标记印刷装置例如 执行对于规定的标记的第一印刷动作(Sll)。当输入更换进行印刷的标记的指示时(S12)， 标记印刷装置根据该标记的更换指示自动进行更换下一标记的印刷所需要的记录用纸的 动作(S13)。此时，与更换动作同时进行下一标记的印刷所需要的印刷数据从标记印刷装置向 热敏印刷机16的传送(S14)。热敏印刷机16对热敏印刷头11传送印刷数据，并存储在存 储器芯片44(S15)。之后，当记录用纸的更换动作结束时，开始对下一标记的第二印刷动作 (S16)。如上所述，在热敏印刷机16组装在标记印刷装置中使用时，记录用纸的更换动 作、向热敏印刷头11的数据传送和热敏印刷头11的数据处理同时进行。因此，在下一印刷 用纸被配置好的时刻能够立即开始向下一标记的印刷，于是，能够不浪费印刷时间地进行印刷。由此能够实现总的印刷时间的高效化。图10 图16表示本发明的其它实施方式。另外，在这些图中，对于与上述实施方 式相同或类似的要素标注与上述实施方式相同的符号。图10是表示具有组装有基于本发明的第二实施方式的热敏印刷头的多个热敏印 刷机的印刷机系统的结构图。该印刷机系统18采用多个热敏印刷机17经由I2C信号线 163与控制装置182以能够数据通信的方式连接的结构。更具体地说，如图10所示，该印刷机系统18具有例如与个人电脑181连接的控制 装置182 ；和利用I2C信号线163与控制装置182总线连接的多个热敏印刷机17。该印刷 机系统18中，例如将控制装置182作为主设备，将多个热敏印刷机17作为从设备。控制装置182例如具有微型计算机，总括地控制经由I2C信号线163连接的多个 热敏印刷机17的印刷动作。控制装置182具有与图2所示的热敏印刷机16的结构中的动 作控制部161相当的未图示的总括动作控制部。如图11所示，热敏印刷机17安装有热敏印刷头12。热敏印刷头12具有与上述 热敏印刷头11大致相同的结构。热敏印刷机17采用除去图2所示的动作控制部161的结 构。热敏印刷机17中，来自控制装置182的I2C信号线163经由未图示的连接器、连接器 64等直接地与热敏印刷头12的控制芯片42连接。在控制芯片42上连接有电动机控制部 164、未图示的操作部等(该点与热敏印刷头11不同)。S卩，在该印刷机系统18中，控制装置182对各热敏印刷机17利用I2C信号线163 发送应印刷的数据。此外，控制装置182使用于控制电动机控制部164的电动机控制信号 成为命令信号并进行发送，由控制装置182控制热敏印刷机17的印刷动作。在使用I2C方式的通信中，能够以上述的主设备和从设备的关系使用控制装置 182和多个热敏印刷机17。例如从主设备向指定了地址的从设备以规定的数据格式发送各 种数据(例如图像数据、特定的命令信号等)。例如用户在将由未图示的扫描装置读取的图像从个人电脑181向任一个热敏印 刷机17输出的情况下，操作个人电脑181，将读取的图像数据发送至控制装置182。控制装 置182将从个人电脑181发送来的图像数据经由I2C信号线163向选择的任一个热敏印刷 机17发送。该热敏印刷机17将发送来的图像数据直接存储于热敏印刷头12的存储器芯 片44。之后，控制装置182将印刷命令经由I2C信号线163向选择的热敏印刷机17发送。 由此，热敏印刷头12的控制芯片42向电动机控制部164发送电动机控制信号。进一步，控 制芯片42向驱动器IC41输出图像数据和控制信号(时钟信号、锁存信号和选通信号)，开 始印刷动作。此时，控制信号(时钟信号、锁存信号和选通信号)通过信号配线67输出至 驱动器IC41，因此能够进行高速的印刷。这样，如果使用I2C信号线163构建印刷机系统18，则能够由一个控制装置182总 括地控制多个热敏印刷机17的印刷动作。此外，能够利用I2C信号线163向各热敏印刷机 17的热敏印刷头12高速且直接地发送庞大的数据。因此，在各热敏印刷机17中，即使是 数据量庞大的图像数据也能够进行高速的印刷。此外，各热敏印刷机17不具有动作控制部 161，因此能够使内部结构简化。当然，也可以代替图11所示的热敏印刷机17，将图2所示的热敏印刷机16(具有动作控制部161)经由I2C信号线163连接于控制装置182。或者，也可以在该印刷机系统 18中混合存在热敏印刷机16和热敏印刷机17，并分别与控制装置182连接。图12和图13表示基于本发明的第三实施方式的热敏印刷头。本实施方式的热 敏印刷头13具有线圈天线51、磁性体片52、驱动IC45、连接器65和盖80，该点与上述实 施方式不同。热敏印刷头13如后所述利用连接器64、65，能够搭载于例如RFID(Radic) FrequencyIDentification)标签印刷机上，并具有向作为记录用纸70的RFID标签片70的 印刷和数据发送接收的功能。另外，在图12中，省略了图13所示的密封树脂49。此处，对作为热敏印刷头13的记录用纸70的一个例子的RFID标签片进行说明。 该记录用纸70构成为例如在衬纸74上排列有多个RFID标签75的RFID标签片。各RFID 标签75具有存储器、印刷对象侧线圈天线、印刷片和粘贴片(均省略图示)，例如用作机场 的行李管理用的标签。上述存储器用于电子记录识别数据，记录有行李管理用的识别数据 等。上述印刷对象侧线圈天线通过无线通信进行与热敏印刷头13之间的数据发送接收。上 述印刷片印刷有与上述识别数据等对应的文字、记号和条形码等，是含有感热显色粒子等 的树脂片或纸片等。上述粘贴片用于使RFID标签75附着在行李等上。在与RFID标签75 的数据发送接收中，作为无线通信的频率，根据日本电波法例如分配13. 56MHz。该频带的无 线通信通过所谓的电磁感应方式进行。为了实现向采用以上结构的记录用纸70的印刷和 与RFID标签75的数据发送接收，热敏印刷头13采用以下所述的结构。发热功能部21的表面211包含位于靠近其一端的位置的斜面部213。通过形成斜 面部213，如图13所示，热敏印刷头13配置为相对于作为记录用纸70的RFID标签片倾斜 的姿势。在斜面部213形成有部分敷釉214。发热电阻体30形成在部分敷釉214上。为了 将来自多个发热电阻体30的热适宜地传递至记录用纸70，例如采用利用压印辊192相对发 热电阻体30按压记录用纸70的方法。为了实现对于冲击等的保护和电磁屏蔽，通过密封树脂49覆盖驱动器IC41。线圈天线51和驱动IC45构成本发明中的数据发送接收单元，形成在电路部22的 表面221。线圈天线51例如由Cu形成，在表面221形成Cu膜之后对该Cu膜实施基于蚀刻 等的图案而形成。当如图13所示对线圈天线51通电时，根据该电流的朝向和大小产生电 磁场90。如图12所示，在本实施方式中，驱动IC45配置在线圈天线51的外侧。连接线圈 天线51和驱动IC45的配线中从线圈天线51的内侧向驱动IC45延伸的通路，相对于线圈 天线51经由未图示的绝缘膜进行绝缘。或者，也可以将该通路使用通孔设置在基板22的 背面222。设置在背面222的结构对于加强电磁场90向对象物的作用是有利的。磁性体片52用于防止由线圈天线51产生的电磁场90向图13的图中下方不当扩 展。磁性体片52例如是混入有作为磁性体的的铁氧体粉末的树脂片，在本实施方式中设置 在电路部22的背面222。磁性体片52透磁率较高，另一方面电损失较小。因此，电磁场90 有选择地通过磁性体片52内，并且能够避免在磁性体片52中不当地发热。作为这样的磁 性体片52例如有TDK株式会社制造Flexield(注册商标)等。在本实施方式中，如图13所明确表示的那样，散热部件23设置在副扫描方向中从 线圈天线51向图中左方退避的位置，在从发热功能部21和电路部22的厚度方向看观察时 配置在与线圈天线51不重叠的位置。
盖80覆盖控制芯片42、晶体振子43和存储器芯片44的全部，并且部分覆盖驱动 器IC41，由例如在黑色树脂中混入有石墨碳的导电性树脂形成。盖80具有上片81和下片 82。上片81和下片82夹持电路部22。由此，盖80相对电路部22进行安装。如图12和图 13所示，在盖80设置有多个开口 83。在本实施方式中，开口 83沿主扫描方向排列。各开 口 83的主扫描方向尺寸小于记录用纸70的宽度(主扫描方向尺寸)。图14表示具有热敏印刷头13的RFID标签印刷机。RFID标签印刷机19具有热敏 印刷头13、动作控制部161、电动机控制部164和印刷机构部165。经由连接器65从动作控 制部161向驱动IC45发送识别数据。驱动IC45基于该识别数据在内部构造用于控制基于 线圈天线51的电磁场90的产生的电路。利用驱动IC45，电磁场90形成为例如其频率为上 述的13. 56MHz的电磁场。此外，作为驱动IC45，不仅能够发送上述识别数据，还能够具有用 于接收记录在记录用纸70上的识别数据的处理功能。该接收功能能够通过使用电磁场90 的电磁感应方式的无线通信实现。接着，下面对于通过RFID标签印刷机19向记录用纸70的印刷和与记录用纸70 的数据发送接收进行说明。首先，从设备外的PC(省略图示)向动作控制部161发送与各RFID标签75对应 的识别数据。接着，根据动作控制部161的指令送出记录用纸70。在记录用纸70被送出的 期间，进行使用接近传感器(省略图示)等的RFID标签75的跟踪。当RFID标签75到达热敏印刷头13的图中上方时，从动作控制部161向热敏印刷 头13发送指令，由此开始图15所示的处理Sl S7所构成的印刷处理。这些处理Sl S7 与参照图5所说明的内容相同。通过该印刷，在RFID标签75印刷与识别数据对应的文字、 记号和条形码等。当该印刷处理结束时，从动作控制部161向热敏印刷头13发送指令，开始热敏印 刷头13与RFID标签75的数据发送接收(S8)。由此，从线圈天线51产生电磁场90，在与 RFID标签75之间进行电磁感应方式的无线通信。从电磁场90对RFID标签75同时进行用 于使RFID标签75动作的电力的供给和识别数据的发送。由此，在RFID标签75的存储器 中记录与各RFID标签75对应的识别数据。此外，在热敏印刷头13或RFID标签印刷机19 具有数据发送接收功能的情况下，在上述识别数据的发送之后，立即利用热敏印刷头13的 线圈天线51接受记录在RFID标签75的识别数据。由此，例如在动作控制部161中进行记 录在RFID标签75中的识别数据的正误检查处理。另外，数据发送接收处理(S8)可以在印 刷处理Sl S7完成后实施，也可以与印刷处理Sl S7同时实施。之后，RFID标签75被送出至RFID标签印刷机19外。已进行了印刷和识别数据 记录的RFID标签75由使用者适宜地从衬纸74剥开，贴在作为管理对象的行李等上。贴有 RFID标签75的行李能够在出发地机场、飞机内和目的地机场等处通过使用RFID标签阅读 器等而简便地进行管理。根据本实施方式，通过仅使用热敏印刷头13就能够实现印刷功能和数据发送功 能。因此，不必在热敏印刷头13以外使用例如作为数据发送接收单元的线圈天线等。由此， 能够实现RFID标签印刷机19的小型化。通过在电路部22设置线圈天线51，能够实现热敏印刷头13本身的小型化。这对 于RFID标签印刷机19的小型化是有利的。此外，根据本实施方式，线圈天线51与压印辊192不会干涉。此外，通过在热敏印刷头13设置线圈天线51，能够将线圈天线51配置在能够相 对RFID标签75接近的位置。即，热敏印刷头13能够与作为印刷对象的RFID标签75接触 同时进行印刷。因此，如果在热敏印刷头13搭载线圈天线51，则能够容易地使线圈天线51 相对RFID标签75接近。线圈天线51与RFID标签75的距离越近，越能够使RFID标签75 在电磁场90中通过磁场强度更强的位置。由此，能够避免作用于RFID标签75的磁场强度 低于RFID标签75的最小动作磁场强度的问题。此外，磁场强度越强，对于实现通过电磁感 应方式的数据发送接收的可靠化和高速化越好。特别是通过将线圈天线51设置于电路部 22的表面221，能够使线圈天线51与RFID标签75直接面对。利用磁性体片52，能够防止电磁场90不当地扩展至图13的图中下方。由此，能够 提高电磁场90中向图中上方扩展的部分的磁场强度。由此，有利于使与RFID标签75的数 据发送接收进一步可靠化和高速化。通过在盖80设置开口 83，能够防止电磁场90由于盖80而不当地变弱。这有利于 与RFID标签75的数据发送接收的可靠化和高速化。开口 83的主扫描方向尺寸比记录用 纸70的宽度(主扫描方向尺寸)小，由此能够减小记录用纸70错误地勾挂于开口 83的可 能性。 本发明的热敏印刷头、热敏印刷机和印刷机系统并不限定于上述实施方式。本发 明的热敏印刷头、热敏印刷机和印刷机系统的各部分的具体结构能够自由地进行各种设计变更。例如，在上述实施方式中，在热敏印刷头11与热敏印刷机16之间的图像数据的传 送方式中使用了基于I2C的方式，但代替该方式，例如也可以使用较低价且能够进行高速 通信的例如LVDS(Low VoltageDifferential Signaling，低压差分信号)的方式以及其它 的串行通信方式。LVDS的方式具有如下优点，即，因为使用较低的电压，所以在高速通信中 能够抑制电力消耗，因为使用信号的差分，所以能够抑制噪声。此外，在上述实施方式中，对热敏印刷头黑白印刷图像数据的情况进行了说明，但 例如在对图像数据进行彩色印刷时也可以应用本发明的热敏印刷头。即，在对黄、品红、青 各个颜色进行灰度等级显示时，能够适用本发明的热敏印刷头。或者，在以不同的温度使发 热电阻体发热而进行二色(例如红和黑或青和黑)的印刷的二色印刷中，也可以应用本发 明的热敏印刷头。
权利要求
一种热敏印刷头，其特征在于，包括通过发热而在印刷对象形成图像的发热电阻体；和控制对所述发热电阻体的通电的驱动单元，该热敏印刷头还包括存储单元，存储从外部输入的应印刷的数据；和控制单元，以交替地重复进行传送动作和印刷动作的方式进行控制，所述传送动作将从所述存储单元读出的所述应印刷的数据传送至所述驱动单元，所述印刷动作将所述应印刷的数据保持在所述驱动单元，并且使根据所述驱动单元所保持的数据加以选择的所述发热电阻体的部分通电而进行印刷。
2.如权利要求1所述的热敏印刷头，其特征在于 包括形成有所述发热电阻体的基板；和安装于所述基板的中继导通部件，所述控制单元通过自由装卸地支承于所述中继导通部件的控制芯片构成。
3.如权利要求2所述的热敏印刷头，其特征在于在所述基板上，在所述控制芯片与所述驱动单元之间形成有配线图案，该配线图案包 括所述应印刷的数据的信号线、和用于使所述发热电阻体通电的控制信号的信号线。
4.如权利要求2所述的热敏印刷头，其特征在于在所述基板上连接有对输入所述控制芯片的信号加以传送的信号线， 所述信号线是能够进行所述信号的串行传送的基于I2C方式的信号线。
5.如权利要求2所述的热敏印刷头，其特征在于 具有安装于所述基板的追加的中继导通部件，所述存储单元通过自由装卸地支承于所述追加的中继导通部件的存储器芯片构成。
6.如权利要求1所述的热敏印刷头，其特征在于还具有数据发送接收单元，该数据发送接收单元在其与包括印刷对象侧线圈天线和存 储器的印刷对象之间通过无线通信进行数据发送接收。
7.如权利要求6所述的热敏印刷头，其特征在于 所述数据发送接收单元构成为包含设备侧线圈天线。
8.如权利要求7所述的热敏印刷头，其特征在于所述数据发送接收单元还具有用于所述设备侧线圈天线的驱动IC。
9.如权利要求7所述的热敏印刷头，其特征在于所述数据发送接收单元能够进行与构成为RFID (Radio Frequency IDentification) 标签的所述印刷对象之间的数据发送接收。
10.如权利要求7所述的热敏印刷头，其特征在于 具有基板和排列在该基板上的多个发热电阻体， 所述设备侧线圈天线搭载在所述基板上。
11.如权利要求10所述的热敏印刷头，其特征在于所述设备侧线圈天线设置在所述基板中形成有所述多个发热电阻体的面上。
12.如权利要求7所述的热敏印刷头，其特征在于 还具有含有磁性体的磁性体片。
13.如权利要求12所述的热敏印刷头，其特征在于 所述磁性体是铁氧体。
14.如权利要求13所述的热敏印刷头，其特征在于所述磁性体片设置在所述基板中与设置有所述设备侧线圈天线的面的相反的一侧的 面上。
15.如权利要求8所述的热敏印刷头，其特征在于 还具有覆盖所述驱动IC的盖，在所述盖上设置有在从所述基板的厚度方向观察时使所述设备侧线圈天线露出的开
16.如权利要求15所述的热敏印刷头，其特征在于所述开口的主扫描方向尺寸小于所述印刷对象的主扫描方向尺寸。
17.一种带无线通信功能的热敏印刷机，其特征在于，构成为具有权利要求6所述的热敏印刷头，由此能够进行对所述印刷对象的印刷和与所述印 刷对象之间的数据发送接收。
18.一种热敏印刷机，其特征在于，包括 权利要求1所述的热敏印刷头；对所述热敏印刷头发送所述应印刷的数据，并且使所述热敏印刷头的印刷动作执行的 动作控制单元；和将所述应印刷的数据从所述动作控制单元向所述控制单元串行传送的信号线。
19.一种印刷机系统，其特征在于，包括分别具有权利要求1所述的热敏印刷头的多个热敏印刷机；对所述多个热敏印刷机中特定的热敏印刷机发送所述应印刷的数据，并且使所述特定 的热敏印刷机的印刷动作执行的控制装置；和将所述控制装置与所述多个热敏印刷机总线连接，串行传送所述应印刷的数据的信号
全文摘要
本发明提供热敏印刷头、热敏印刷机和印刷机系统。该热敏印刷头包括通过发热而在印刷对象形成图像的发热电阻体；和控制对上述发热电阻体的通电的驱动单元，该热敏印刷头还包括存储从外部输入的应印刷的数据的存储单元；和以交替地重复进行传送动作和印刷动作的方式进行控制的控制单元，该传送动作将从上述存储单元读出的上述应印刷的数据传送至上述驱动单元，该印刷动作将上述应印刷的数据保持在上述驱动单元，并且使基于保持于上述驱动单元的数据选择的上述发热电阻体的部分通电而进行印刷。
文档编号H04N1/032GK101961960SQ20101023785
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年7月24日
发明者中西雅寿, 村木薰 申请人:罗姆股份有限公司