印字頭|設計篇

最大額定值和標準列印條件

2024.10.23

要想延長採用熱感寫印字頭(TPH)的設備的壽命並提高其性能,需要先瞭解“最大額定值”和“標準列印條件”,這非常重要。最大額定值確定了安全有效使用設備的上限值,標準列印條件規定了實現最佳列印效果的標準。如果不符合規定條件,可能會導致列印頭功能失效或過早發生故障。在設計印表機時,需要根據各種設備的用途(如收據或標籤)來設計,這對於確保設備的耐用性和列印品質來說非常重要。
如果不滿足額定值要求,就會影響產品的特性。設置值是決定印表機特性的項目,請根據期望用途來設計印表機。

最大額定值

表示使用熱感寫印字頭(TPH)產品時可以設置的最大值。最大額定值因產品而異。在設計印表機時,包括選擇週邊零件時,都請確保設計結果不超過TPH的最大額定值。如果在超過最大額定值的條件下使用TPH產品,產品特性可能會變差,或者可能會造成產品損壞。另外需要在最大額定值範圍內設置產品的使用條件。如果無法充分獲得印表機預期用途所需的特性,那麼可能是TPH選擇或設置值不合適,此時請聯絡ROHM。

下面來介紹一下ROHM TPH規格書中列出的最大額定值。

例)最大額定值(印字頭環境溫度為25℃時)

項目 符號 最大額定值 單位 條件
列印電源電壓 VH 26.4 V Vp < 28 V
Vp : VH的峰值電壓
施加能量 E0 0.215 mJ/dot S.L.T.=0.82msec
電路板溫度 Tsub 65 熱感寫電阻溫度
邏輯電源電壓 VDD 7 V 含峰值電壓
邏輯輸入電壓 Vin -0.25 ~ VDD+0.25 V 最大7.0V

列印電源電壓(VH

列印電源電壓是使發熱體發熱的電源電壓。熱感寫印字頭(TPH)的發熱體電阻值的設置已確保即使在列印電源電壓達到最大值時也能滿足所用驅動器IC的容許電壓和容許電流要求。因此如果超過最大額定值,驅動IC將承受超過容許量的負載,這可能會造成TPH損壞。電池充滿電時的電壓和因列印工作的ON/OFF而波動的電壓,也包含在該規定中,因此請透過調整來確保列印機工作過程中施加給TPH的電壓符合要求。

施加能量(E0

施加能量是使發熱體發熱的功率與承受功率的時間之乘積。規格書中列出的施加能量表示發熱體消耗的能量。提供給整個TPH的總能量是上述能量加上驅動電路和佈線所消耗的能量得到的值。即使是同一TPH,該能量值也會因列印條件而變化。
如果施加給熱感寫印字頭(TPH)的能量超過最大額定值,發熱體可能會因過熱而損壞。另外還可能會造成產品特性變差、發熱體的電阻值異常等問題。

電路板溫度

電路板溫度表示熱感寫印字頭(TPH)所用的熱感寫電阻檢測到的溫度。TPH是由發熱體發熱的產品,因此電路板的溫度會隨著產品使用時間的增加而升高。請透過設置使用條件和散熱器等影響散熱特性的專案,來調整電路板的溫度,使其不超過最大額定值。如果電路板溫度超過最大額定值,所安裝的驅動器IC等元件可能會誤動作。另外還可能因誤動作而導致產品損壞。

邏輯電源電壓、邏輯輸入電壓

表示使TPH中的驅動器IC工作的電源電壓以及輸入到驅動器IC的訊號電壓。請根據邏輯電源電壓進行設計,確保其他訊號的輸入電壓在規定範圍內。如果輸入訊號的輸入電壓超過規定值,驅動器IC可能無法正常工作,產品可能會誤動作或損壞。

標準列印條件(機械條件)

在使用熱感寫印字頭(TPH)產品時,需要確認推薦的標準列印條件。標準列印條件會因具體產品而異。設計印表機時,請參考標準列印條件來設置使用條件。如果無法充分獲得印表機預期用途所需的特性,那麼可能是TPH選擇或設置值不合適,此時請聯絡ROHM。

下面介紹規格書中列出的標準列印條件(機械條件)。

例)標準列印條件(印字頭環境溫度25℃時)

(1)機械條件

項目 機械條件 單位或條件
滾筒壓力 18.6±1.96 N/列印寬度
滾筒硬度 40±5 ShoreA
滾筒直徑 14.0~20.0 Mm
副掃描方向進紙步距 8.0 line/mm

滾筒壓力

滾筒壓力是滾筒壓緊熱感寫印字頭(TPH)發熱體時的壓力。在滾筒和TPH之間有熱感寫紙或熱轉印色帶(熱轉印碳帶)等熱感寫材料。滾筒壓力的推薦值會因產品規格而異。請務必在整個列印寬度範圍施加壓力。建議在主掃描方向上均勻施加壓力。
為了獲得最佳的列印品質,請根據印表機的用途進行調整。ROHM產品的特性已在標準列印條件的設置值範圍內進行了確認。

滾筒硬度

滾筒硬度是指滾筒橡膠材料的硬度。該數值越高,硬度越大。硬度值不同,施加給發熱體的局部應力也會有所不同。另外,與滾筒之間的應力負載面積也會變化。請根據所使用的列印介質進行選擇。

滾筒直徑

滾筒直徑是指滾筒的直徑尺寸。滾筒直徑會因產品規格而異。
請確保滾筒的最大直徑滿足規格書中規定的直徑值。如果超過滾筒直徑的最大值,滾筒可能會與驅動器IC保護樹脂等接觸,從而影響列印品質或造成產品缺陷。

副掃描方向進紙步距

副掃描方向進紙步距是指熱感寫紙或熱轉印色帶等在傳送方向上的進紙步距。通常,與TPH主掃描方向上的發熱體解析度相同的值,就是副掃描方向上的進紙步距。為了使發熱體的尺寸小於一個點,部分產品透過熱集中結構來提高顯色效率。

標準列印條件(熱感寫紙)

在使用熱感寫印字頭(TPH)產品時,需要確認推薦的標準列印條件。標準列印條件會因具體產品而異。設計印表機時,請參考標準列印條件來設置使用條件。如果無法充分獲得印表機預期用途所需的特性,那麼可能是熱感寫印字頭(TPH)選擇或設置值不合適,此時請聯絡ROHM。下面介紹規格書中列出的標準列印條件(熱感寫紙)。

例)(2)熱感寫紙

  • 王子製紙 PD150R或同等產品
  • 要使用非推薦的熱感寫紙等材質時,請另行聯絡ROHM。

ROHM為使用熱感寫印字頭(TPH)產品的印表機應用規定了標準熱感寫紙。如果要使用非推薦用紙,請透過調整來獲得較好的列印品質。另外產品特性也可能受到印表機設置條件的影響。在進行充分評估時,請確認是否滿足產品特性。

熱感寫印表機市場上流通熱感寫紙等多種列印材質,需要根據列印材質的特性來設置列印條件,並考慮列印條件對產品特性的影響。

標準列印條件(電氣條件)

在使用熱感寫印字頭(TPH)產品時,需要確認推薦的標準列印條件。標準列印條件會因具體產品而異。設計印表機時,請參考標準列印條件來設置使用條件。如果無法充分獲得印表機預期用途所需的特性,那麼可能是TPH選擇或設置值不合適,這時請聯絡ROHM。

下面介紹規格書中列出的標準列印條件(電氣條件)。

例)標準列印條件(印字頭環境溫度25℃時)

(2)電氣條件

項目 符號 電氣條件 單位 條件
功耗 Po 0.75 W/dot Rave=650Ω
電源電壓 VH 24.0 V
列印週期 S.L.T. 0.82 ms/line 印字頭環境溫度
消耗能量
(記錄脈衝寬度)
Eo
(Ton)
0.20 mJ/dot 5℃
(0.27) ms
0.19 mJ/dot 25℃
(0.26) ms
0.18 mJ/dot 45℃
(0.24) ms
消耗電流 Io 21.7*1 A
分割數量 1 同時施加點數:640

功耗(Po

功耗是指熱感寫印字頭(TPH)的發熱體所消耗的功率。
功耗值是透過按產品中值(設計目標值)製造的產品來計算的。

電源電壓(VH

電源電壓是指提供給TPH發熱體電路的電壓。施加到發熱體的能量會因列印條件而異。

列印週期(S.L.T.)

列印週期(S.L.T.)是“Scanning Line Time”的首字母縮寫,表示驅動主掃描方向的發熱體週期。將依次驅動選通訊號並完成一行列印所需的時間定義為一週期。

消耗能量

施加能量是使發熱體發熱的功率與承受功率的時間之積。

規格書中列出的施加能量表示發熱體消耗的能量。提供給熱感寫印字頭(TPH)整體的總能量是上述能量加上驅動電路和佈線所消耗的能量得到的值。即使是同一TPH,該能量值也會因列印條件而變化。

記錄脈衝寬度表示驅動發熱體的通電時間。該時間通常取決於選通訊號。對於內置了熱歷史控制功能的熱感寫印字頭來說,該時間取決於啟動訊號。

標準的記錄脈衝寬度會因環境溫度而異。這是因為顯色記錄所需的熱量會根據環境溫度而變化。另外,電路板的溫度會因產品的連續使用情況而發生波動,因此也請考慮根據溫度設置記錄脈衝寬度。透過根據環境溫度設置記錄脈衝寬度,可以獲得穩定的列印品質。

請根據所使用的熱感寫紙(列印介質)來評估記錄脈衝寬度的優化。顯色靈敏度會因熱感寫紙的存儲特性和狀態而異。透過根據顯色靈敏度設置記錄脈衝寬度,可以獲得穩定的列印品質。

如果很難透過設置來獲得滿意的列印品質,請考慮調整包括列印週期在內的條件。

消耗電流(Io

消耗電流是列印過程中流過的最大暫態電流。該值會隨列印條件變化。要確保穩定的列印品質,就需要確保所需的電源。請控制消耗電流的有效值,使其不超過熱感寫印字頭(TPH)的電流容量。有效電流值可以根據通電時間和記錄週期等使用條件計算出來。
但是,該值不含線纜的電流容量,因此請確認將要使用的材料。

分割數量

分割數量是同時施加的點數除以一行中的發熱體數量得到的值。表示一行的發熱體多次通電時的分割程度。
同時施加點數是影響列印品質的值。如果同時施加點數增加,那麼列印濃度的波動可能會變大。

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