打印机的打印头诊断装置和打印头诊断方法

摘要

在诊断热打印头状况的头诊断装置和头诊断方法中,在测量排列在所述热打印头的头表面上多个发热电阻元件的电阻值后,根据过去测得的每个发热电阻元件的电阻值和当前时间测得的每个发热电阻元件的电阻值计算每个发热电阻元件的电阻值的变化量。根据计算结果判定每个发热电阻元件的起电状态,按照确定结果诊断热打印头是好是坏,由此允许在实际进入打印状态前对热打印头状况作出诊断。

说明书

本发明涉及打印机的打印头诊断装置和打印头诊断方法，尤其涉及具有热记录系统的彩色打印机。

上述这种彩色打印机包括一个热打印头，它具有多个在其垂直于打印纸走纸方向的打印头表面上排成一行的热发生器。热打印头压在卷筒上，色带和打印纸介于二者之间。在这种状态下，各个热发生器根据预定的图象打印信号有选择地起电，从所选热发生器产生热，它将涂敷在色带上的各种颜料热转印到打印纸表面上。采用这种方法能够将彩色图象打印在打印纸表面上。

然而，在如上所述的传统彩色打印机中，当热打印头在热转印操作期间在其打印头表面上受到外部损伤或者电气故障时，排列在热打印头表面上的多个热发生器在它们应当关闭时有一些仍保持打开。这会阻止电流的流动，或者引起短路，让电流继续流动。

在这种情况下，在热转印操作后在打印纸上会留下沿其走纸方向的白线，在热发生器不工作的相应位置上形成的，或者留下沿其走纸方向的黑线，在热发生器总是流过电流而引起连接发热状态的相应位置上形成的。

因此，如果操作者看出打印纸上的任何打印失误，操作者需要检查热打印头的状况，于是用一个新的打印头替代已坏的热打印头。然而，当利用这种传统彩色打印机自动进行大批量打印时，热打印头的任何故障将导致在大量打印纸上造成打印失误。这便引起生产商蒙受大量打印纸的损耗。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种能够有效地防止打印出错的打印头诊断装置和打印头诊断方法。

本发明的上述目的和其它的目的已经通过提供这样一种诊断热打印头状况的打印头诊断装置实现，该装置包括：分别测量排列在热打印头表面上多个发热电阻元件的电阻值的测量装置；存储由测量装置测得的每个发热电阻元件的电阻值的存储装置；根据过去测得的存储在存储装置中的每个发热电阻元件的电阻值和由测量装置测得的每个发热电阻元件的电阻值计算每个发热电阻元件的电阻值的变化量的计算装置；根据计算装置的计算结果判定每个发热电阻元件的起电状态的诊断装置，按照判定结论诊断热打印头的状况。

结果，实际进入打印阶段之前已经能够判定每个发热电阻元件目前处于正常起电状态，还是当前呈现异常起电状态，或者未来是否很可能产生故障。

此外，在本发明中，诊断热转印状况的打印头诊断方法测量排列在热打印头表面上的多个发热电阻元件的电阻值，然后根据过去测得的每个发热电阻元件的电阻值和当前测得的每个发热电阻元件的电阻值计算每个发热电阻元件的电阻值的变化量，根据计算结果判定每个发热电阻元件的起电状态，按照判定结论诊断热打印头的状况。

结果，在实际进入打印阶段之前已经能够判定每个发热电阻元件目前处于正常起电状态，还是当前呈现异常起电状态，或者未来是否很可能产生故障。

从以下结合附图所作的详细描述中，本发明的特征、原理和用途将变得更加清楚，在附图中，相似的部件采用相似的参考标号或符号表示。附图中：

图1是说明热打印头结构的平面示意图和截面图。

图2是表明保护膜遭受裂痕的图1所示热打印头的截面图。

图3是表明保护膜遭受电击的图1所示热打印头的截面图。

图4是表明发热电阻元件的电阻值与时间之间关系的曲线图。

图5是表明根据一个实施例的卡片打印机结构的侧面示意图

图6是说明色带的示意图。

图7是表明彩色图象打印部件的电路结构的方框图。

图8是表明热打印头的内部结构的方框图。

图9是表明图7中所示打印头诊断部件的结构的方框图。

图10是详细表明图9中打印头诊断部件的结构的方框图。

图11是表明发热电阻元件的电阻值与基于差分电压数据的电压之间关系图。

图12是说明打印头诊断处理过程的流程图。

图13是说明打印头诊断处理过程的流程图。

下面将参考附图描述本发明的较佳实施例。

通常，如图1A所示，热打印头1有多个在垂直于打印纸(未示出)走纸方向的打印头表面1A上排列成一行的热发生器2A至2N(N是一个预定数字)。每个热发生器2A至2N在层叠在陶瓷基板3上的凸起玻璃层4上有一个发热电阻元件5，如沿图1B中打印头表面1A的线A-A’截取的截面图所示。发热电阻元件5与在其一端和另一端上形成的电极6一起被由玻璃材料制成的保护膜7覆盖。

如果有相对较硬的灰尘等落在热打印头1的表面1A与卷筒(未示出)之间，会使打印头表面1A上的热发生器2A至2N出现裂痕，对应于裂痕部位的热发生器2A至2N的保护膜7会遭受如图2中所示的裂痕7A，发热电阻元件改变其电阻值。当任何一个热发生器2A至2N严重裂开时，相关发热电阻元件5开路，中断电流流动，导致在打印纸上留下一条沿其走纸方向的白线。

另一方面，如果在打印操作期间在热打印头1的表面1A上产生静电引起电击时，很可能会通过热发生器2A至2N的保护膜7形成一个由电击贯穿的针孔7B，如图3所示。在这种情况中，由于湿气、离子等能够进、出保护膜7的针孔7B中，发热电阻元件5改变其电阻值。如果产生更强的电击，电流一直流入到发热电阻元件5中，导致在打印纸上留下一条沿其走纸方向的黑线。

这里，图4示出发热电阻元件5的电阻值与时间变化之间的关系。在图4中，发热电阻元件5的特性曲线F1具有在时间T0时发热电阻元件5电阻值为R0的特征，一度随着时间的推移而减小，然后逐步增大。

实际上，如果任何一个热发生器2A至2N在时间T1裂开，敞开其发热电阻元件5，发热电阻元件5的电阻值略微增大，引起特性曲线F1略微上移，导致特性曲线F1A。另一方面，如果热发生器2A至2N在时间T1产生电击，使发热电阻元件5短路，发热电阻元件5的电阻值略微降低，引起特性曲线F1略微下移，导致特性曲线F1B。

因此，通过检测发热电阻元件5的电阻值的增大或降低可以判定发热电阻元件5是否呈现异常起电状态，因而诊断热打印头1的状况。

(2)卡片打印机的一般构造

在图5中，应用本发明的卡片打印机由参考标号10总体表示。从外壳11的插卡槽11A插入到卡片打印机中的卡片材料13通过清理滚筒12A、12B由卡片运载器14沿运载路径CR运载。

在本实施例中使用的卡片材料13符合所谓国际标准化组织(ISO)的标准。具体地说，卡片材料13具有一条沿纵向边缘一侧形成的磁条和一个在靠近卡片材料13前端的预定位置上嵌入另一侧中的集成电路(IC)存储器。

卡片运载器14由沿运载路径CR设置在卷筒15前侧和后侧的第一和第二运载部分14A、14B组成。第一第二运载部分14A、14B提供有四对运载滚筒16A至19A和16B至19B，它们以预定的间隔分别安装在沿运载路径CR的旋转轴上。

上部的运载滚筒16A至19A按照驱动电机(未示出)的旋转在相同的方向上相互关联地旋转，而下部的运载滚筒16B至19B保持与相应上部运载滚筒16A至19A相接触，以致于下部的运载滚筒16B至19B在与上部运载滚筒16A至19A旋转相反的方向上旋转。采用如上所述的结构，插入在上、下运载滚筒16A至19A与16B至19B之间的卡片材料13按照上部运载滚筒16A至19A的旋转沿运载路径CR向前或向后运送。

在卡片运载器14上方与卷筒15相对的预定位置上设置一个彩色图象打印部分20。在彩色图象打印部分20中，包括打印头部分21的打印头夹持机构22可以在支撑在打印头部分21前端的热打印头23压在卷筒15的方向上伸出以及在热打印头23离开卷筒15的方向上缩回。

实际上，打印头夹持机构22由随打印头电机(未示出)驱动轴24旋转的凸轮25和与该凸轮25啮合的连杆机构组成，该连杆机构包括换档构件28、连接构件29和支承构件30，旋转轴26、27作为固定连接。

因此，在这一打印头夹持机构22中，与凸轮25啮合的连杆机构26至30在打印模式中响应于打印头电机的驱动作用而伸出，以便将热打印头压在卷筒15上。在终止打印模式后，与凸轮25啮合的连杆机构26至30响应于打印头电机的驱动作用而缩回，以便将热打印头从卷筒15上离开。

在图象打印模式中，彩色图象打印部分20驱动打印头夹持机构22将热打印头23与由供带卷轴31和收带卷轴32支撑的辊型色带33一起压在卷筒15上，定位在卷筒15上的卡片材料13介于二者之间。接着，根据预定的图象打印信号，在这个阶段对热打印头加热，使色带33上的油墨热转印到卡片材料13的一侧上。

在这种情况中，辊型色带33被容纳在色带盒34中。通过在外壳11的侧壁上形成的一个盒插入槽(未示出)装入色带盒34，它能够在彩色图象打印部分20与卷筒15之间移动。

色带33包括黄Y、品红M、青C和黑K的彩色颜料，每一种颜料涂覆在一段预定长度的色带上，作为一片卡片材料13的一种颜料，接着是薄膜片L，如图6所示。此外，对于每一页色带33，在打印头位置上印有一个预定标识(未示出)，以便通过设置在色带33走带路径上的光学传感器(未示出)检测该标识能够确定色带33的打印头位置。

供带卷轴提供一个转矩限制器(未示出)，在旋转期间施加一预定转矩，以致于总是给色带33施加一反张力。此外，在供带卷轴31附近设置一个光学传感器(未示出)，检测辊型色带33的直径。通过检测色带33的张力，能够控制收带卷轴的卷绕状态。

在第二运载器14B中的运载路径CR之下，设置一个磁性记录/重现部分40。磁头41暴露在运载路径CR上，以致于只有在记录和重现期间与下部的运载滚筒18B并肩定位和与上部的运载滚筒18A相接触。在记录和重现间以外的其它时间磁头41被隐藏在运载路径CR之下。

因此，磁性记录/重现部分40基于预定的记录信号用暴露在运载路径CR上的磁头41把信息记录在卡片材料13一侧上形成的磁条(未示出)上。接着，磁性记录/重现部分40重现所记录的信息，以判定在磁条上是否发现任何记录差错。

斩光型光学传感器42、43、44设置在第一运载部分14A的前侧和后侧以及第二运载部分14B的前方，以便能够检测沿运载路径CR运载的卡片材料13的存在与否。

在第二运载器14B之后和外壳11的卡片卸卡槽11B附近，沿运载路径CR设置一个旋转运载器45。旋转运载器45具有一个支承在旋转轴47上的旋转机构46，它能够在箭头r表示的方向或者在相反方向上旋转。旋转机构46包括第一对活套滚筒48A、48B和第二对活套滚筒49A、49B。每一对滚筒能够以保持与它们之间旋转轴47对称位置作任何旋转。

在上方的活套滚筒48A、49A在与驱动电机(未示出)旋转相一致的相同方向上各自旋转。下方的活套滚筒48B、49B各自压在上方的相应活套滚筒48A、49A上，在与活套滚筒48A、49A旋转相反的方向上旋转。采用上述的结构，插在第一对活套滚筒48A、48B之间和/或第二对活套滚筒49A、49B之间的卡片材料13按照上方的活套滚筒48A、49A的旋转在运载器路径CR上向前或向后运送。

采用这种方法，旋转运载器45把从第二运载部分14B运送的卡片材料13维持在旋转机构46中，并使旋转机构46与维持在其中的预定角度距离上的卡片材料13一起按照对旋转机构46定位的需要在由箭头r表示的方向或者相反方向上旋转，以便在通过定位而确定的预定方向上送出卡片材料13。

在旋转运载器45附近设置一个IC记录/重现部分50。当从旋转运载器45送出的卡片材料13被插入IC记录/重现部分50的插卡槽50A中时，设置在卡片材料13另一侧上的IC存储器(未示出)与接口连接器(未示出)相接触。结果，IC记录/重现部分50基于预定的记录信号而记录信息，然后重现所记录的信息，以判定在IC存储器中是否发现任何记录差错。

在旋转运载器45附近设置一个不可接受卡片的托盘51。已经被判定在磁性记录/重现部分40中或者在IC记录/重现部分50中发现有记录差错的卡片材料13通过插入槽51A从旋转运载器45卸入不可接受卡片托盘52中。

相反，旋转运载器45把已经被确定在磁性记录/重现部分40中或者在IC记录/重现部分50中未发现有记录差错的卡片材料13通过外壳11的卸卡槽11B送入到外部的卡片托盘(未示出)中。

另外，第一光学传感器52和第二光学传感器53，二者均为斩光型，设置在第一对活套滚筒48A、48B外侧和第二对活套滚筒49A、49B外侧(即二者均在旋转轴47的离心方向上)，分别检测沿运载路径CR传送至此的卡片材料13的存在与否。

作为参考，在这一卡片打印机10中，卡片运载器14、彩色图象打印部分20、磁性记录/重现部分40、旋转运载器45和IC记录/重现部分50各自按照CPU61的控制以预定状态进行驱动，CPU响应于主计算机60(图7)的指令，下面将作描述。

(3)彩色图象打印部件中的打印处理

图7示出彩色打印部分20的电路结构。当通过接口(I/F)62和计算机接口(C/I)驱动器63从主计算机60提供预定图象打印数据Dp时，内存控制器64按照CPU61的控制把一帧图象打印数据部分D_CP写入到相应的帧存储器65至69中，作为彩色图象打印数据，D_PY(黄Y)、D_PM(品红M)、D_PC(青C)和D_PK(黑K)对应于相应的颜色，以及叠层数据D_PL(薄膜片L)。

接着，内存控制器64按照CPU的控制以预定时序从各自的帧存储器65至69中读出彩色图象打印数据D_PY、D_PM、D_PC、D_PK和叠层数据D_PL。然后，将彩色图象打印数D_PY、D_PM、D_PC分别发送到彩色调节部分70至72，彩色图象打印数据D_PK和叠层数据D_PL发送到选择器73的各自输入端。

彩色调节部分70至73提供一张具有每种颜色的标准图象打印特性的彩色转换表(未示出)，它们在彩色匹配处理前后按照调节曲线进行每种颜色的彩色调节，将产生的彩色图象打印数据D_PY1、D_PM1、D_PC1发送到掩蔽部分74。

掩蔽部分74从提供的彩色图象打印数据D_PY1、D_PM1、D_PC1中分离出不需要的数据，将产生的彩色图象打印数据D_PY2、D_PM2、D_PC2发送到选择器73的其它输入端。

选择器73根据CPU61的控制依次地将提供给它的从各个彩色图象打印数据D_PY2、D_PM2、D_PC和D_PK和叠层数据D_PL按照需要所选的数据发送到伽马校正部分75。伽马校正部分75基于CPU61的控制用已经设定的预定热校正系数进行色强度起电时间转换，把通过转换产生的打印图象数据D_T提供给打印头控制器76。

设置在打印头夹持机构22中的打印头控制器76将打印图象数据D_T转换为电流信号D_I，然后将其提供给热打印头23。结果，排列在热打印头23头表面(未示出)上的多个发热电阻元件按照电流信号D_I被加热。因此，彩色图象打印部分20能够根据图象打印数据D_P使热打印头23的头表面加热，根据卡片材料13一侧或另一侧上经加热的打印头，按照图象打印数据D_P打印所需彩色图象。

通过控制机械控制器77的驱动，包括图5中所描述的凸轮25和连杆机构26至30，CPU61能够使打印头部分22中的热打印头23向靠近或者远离卷筒15移动。CPU61还通过总线78将控制指令送至各个电路。

除了上述的结构外，彩色图象打印部分在CPU61与热打印头23之间还提供有一个打印头诊断部分80。打印头诊断部分80逐一地依次测量设置于热打印头23头表面上的多个热发生器(未示出)的每个发热电阻元件的电阻值，从而能够根据测量结果判定每个发热电阻元件的电阻值是否正常。

CPU61首先将开关信号S1送至打印头诊断部分80，有选择地将打印头诊断部分80切换到打印模式或者打印头诊断模式。在本情况中，选择打印头诊断模式，打印头控制器76将起电设定数据D_E送至热打印头23，按照CPU61的控制逐一地依次测量对应于各个热打印头23热发生器的发热电阻元件的电阻值。

正如图8所示，热打印头23在头表面上具有多个热发生器23H₁至23H_N(N例如等于640)。热发生器23H₁至23H_N通过锁存器电路90连接到多个寄存器91R₁至91R_N，它们构成一个串联型移位寄存器。

图象打印数据D_I逐一地依次存储在多个寄存器中91R₁至91R_N，与输入的时钟CL相同步。当图象打印数据D_I已经被存储在所有的寄存器91R₁至91R_N中时，91R₁至91R_N的全部输出并联提供给锁存器电路90。

各个热发生器23H₁至23H_N通过发热电阻元件93R₁至93R_N连接到一个共用电源94，发热电阻元件各自包括晶体管92Q₁至92Q_N，每个晶体管有一个连接到负载电阻器的集电极。所有的发射极连接到打印头诊断部分80中的公共端(未示出)。基极分别通过负载电阻器95R₁至95R_N连接到锁存器电路90的每个输出级。

锁存器电路90在接收由打印头控制器76提供的起电设定数据D_E时依次地起电并逐一地连接在热发生器23H_I(1≤I≤N)与寄存器91R_I之间，由此依次地导通热发生器23H_I中的晶体管92Q_I。这使得电源94的电压加到每个热发生器23H_I集电极-发射极电流通过相应的发热电阻元件93R_I流动到打印头诊断部分80中。

打印头诊断部分80具有基于运算放大器100的结构，如图9所示，它有一个输入端连接到热打印头23，至功率金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(FET)101的漏极和至负载电阻器102R，另一个输入端连接至参考电压源103。

功率MOS FET 101的源极、负载电阻器102R和参考电压源103被接地GND。功率MOS FET 101被用作开关电路，它响应于从CPU61提供给其栅极的开关信号S1的“H”或“L”电平接通和断开。

更具体地说，在打印模式中，当CPU61以“H”电平给功率MOS FET 101提供开关信号S1引起功率MOS FET 101导通时，从每个热发生器23H_I提供的电流作为功率MOS FET 101的漏极-源极电流流入到地GND。为此，从每个热发生器23HI提供的电流不通过运算放大器100的一个输入端与负载电阻器102R之间的中间连接点P1流动。

另一方面，在打印头诊断模式中，当CPU61以“L”电平给功率MOSFET101提供开关信号S1引起功率MOS FET 101截止时，从每个热发生器23H_I提供的电流不流过功率MOS FET 101的漏极-源极，而是流过中间连接点P1进入运算放大器100的一个输入端以及流过负载电阻器102R而接地GND。

相应地，运算放大器100计算一个输入端与另一个输入端之间的电位差，接着通过模拟-数字(A/D)转换器电路104将差分电压转换为数字形式，将数字乘积送至CPU61，作为差分电压数据D_VS。

运算放大器100由作为基本元件的差分放大器电路110和与其连接的电流调整电路111组成，如图10所示。差分放大器电路110分别有一对PNP晶体管Q1、Q2，它们的基极通过热发生器23H_I的发热电阻元件93R_I和一个负载电阻器113R(它具有与发热电阻元件93R_I相同的电阻值)连接至电源94。

晶体管Q2的基极与负载电阻器113R之间的中间连接点P2被接至分压电阻器114R的一端，分压电阻器具有与负载电阻器102R相同的电阻值，其另一端接地GND。以上结合图9所述的参考电压源103实际上由串联在电源94与地GND之间的电阻器113R、114R以及连接于电阻器113R和114R之间中间连接点P2的差分放大器组成。

晶体管Q1的集电极接地GND，而晶体管Q2的集电极通过分压电阻器115R接地GND。晶体管Q2的集电极与电阻器115R之间的中间连接点P3被接至A/D转换电路104。

电流调整电路111具有一对PNP晶体管Q3、Q4，它们的发射极通过负载电阻器116R、117R共同接至电源94。晶体管Q3、Q4的基极连接至电容器C1的一端，电容器的另一端连接至电源94，还通过负载电阻器118R接地GND。因此，配置电流调整电路111是为使流入晶体管Q4中的电流与流入晶体管Q3中的相同。

晶体管Q3的集电极通过负载电阻器119R、120R分别接至差分放大器电路110中的晶体管Q1、Q2。

在图10所示的结构中，功率MOS FET 101在打印头诊断模式中处于截止状态，这里电流通过热发生器部分23H_I的发热电阻元件93R_I从电源94流入中间连接点P1，由此引起在中间连接点P1上产生的电位差V_I，由下式(1)表示： $>>>V>1>>=>>>r>M>>>(>>r>I>>+>>R>M>>)>\; >\times >>V>M>>->->->->>(>1>)>>>s>这里电源94的电压值为V$_H；发热电阻元件93R_I的电阻值为r_I；负载电阻器102R的电阻值为r_M。

在这种情况中，如果发热电阻元件93R_I的电阻值r_I落在一组预定标准范围内，那么，中间连接点P1、P2二者具有相同的电位差，以致于通过中间连接点P3从差分放大器电路110输出的差分电压值被施加到A/D转换器电路104。

这里，如果发热电阻元件93R_I的电阻值为r_I高于这组标准范围以降低中间连接点P1上的电位，流入晶体管Q1基极的电流减小，引起晶体管Q1的发射极-集电极电流减小。此时，由于从电流调整电路111流入的电流是规则的，减小的这部分晶体管Q1发射极-集电极电流被等量地增加到晶体管Q2的发射极-集电极电流中。结果，在中间连接点P3的电位差增大并施加到A/D转换器电路104。

另一方面，如果发热电阻元件93R_I的电阻值为r_I低于这组标准范围以增大中间连接点P1上的电位，流入晶体管Q1基极的电流增大，引起晶体管Q1的发射极-集电极电流增大。此时，由于从电流调整电路111流入的电流是规则的，增大的这部分晶体管Q1发射极-集电极电流从晶体管Q2的发射极-集电极电流中被等量扣除。结果，在中间连接点P3的电位差降低并施加到A/D转换器电路104。

采用这种方法，当给热打印头23提供起电设定数据D_E时，电流通过设置在热打印头23内每个热发生器23H_I中的发热电阻元件93R_I流动，在发热电阻元件93R_I两端产生电压降V_I。打印头诊断部分80计算电压V_I与参考电压源103的电压V_M之间的差值并将算出的差值转换为数字形式，产生被送至CPU61的差分电压数据D_VS。

CPU61还包含一张预定的转换表(未示出)，以致于根据特性曲线F2，从转换表中能够检索到对应于差分电压数据D_VS的发热电阻元件93R_I的电阻值r_I，特性曲线F2表示与差分电压数据D_VS的电压成正比的发热电阻元件93R_I的电阻值r_I，如图11所示。

因此，CPU61根据差分电压数据D_VS从转换表中依次地检索对应于从打印头诊断部分80依次提供的差分电压数据D_VS的发热电阻元件93R_I的电阻值r_I，然后将检索到的电阻值r_I存储在快闪存储器81中。

快闪存储器81以前存储了所有发热电阻元件93R_I的起始电阻值r_0I(在制造它们时测量的电阻值)，还存储了在以前打印头诊断模式中测量的所有发热电阻元件93R_I的电阻值r_I。

这里，如果CPU61判定对应于从打印头诊断部分80提供的差分电压数据D_VS的发热电阻元件93R_I的电阻值r_I超出图11所示特性曲线F2的预定范围，那么，CPU61根据需要通过C/I驱动器63和接口62把打印参考信号S2送至主计算机60(图7)。

主计算机60在收到打印参考信号S2时根据待打印图象中的图象打印数据D_P判定热打印头23中实际上呈现异常起电状态的热发生器23H_I是否被用作图象打印区，并按照判定结果通过接口和C/I驱动器把诊断通知信号S3送至CPU61。

在这种情况中，主计算机60把表示热打印头已经出故障的差错信号S4送至差错显示部分82，当判定结果是否定的时，由此引起差错显示部分82在其显示屏上显示热打印头23已经出故障。

(4)诊断热打印头的处理过程

彩色图象打印部分20中的CPU61根据主计算机60的控制执行打印头诊断处理过程RT1，如图12、13所示，通过依次逐一地测量各个热发生器23H₁至23H_N中的发热电阻元件93R₁至93R_N的电阻值，诊断排列在热打印头23表面上的每个热发生器23H₁至23H_N是否呈现异常起电状态。

首先，在开始打印操作前或者在结束打印操作后，即不处于打印模式时，CPU 61按照主计算机60的控制从步骤SP0进入图12所示的打印头诊断处理过程RT1。在下一步骤SP1，CPU61使MOS FET 101截止，设定打印头诊断模式。然后，CPU61继续步骤SP2，这里CPU61依次地使热打印头23中多个热发生器23H₁至23H_N中的发热电阻元件93R₁至93R_N逐一地起电。

接着，CPU61继续步骤SP3，这里对于一个热发生器23H_I(1≤I≤N)，从电源94通过发热电阻元件93R_I流入中间连接点P1的电流和从参考电压源103流出的电流分别施加到图9中所示打印头诊断单元80中运算放大器100的一个输入端和另一个输入端，迫使运算放大器100计算中间连接点P1的电压V_I与参考电压源103的电压V_M之间的差值。然后，CPU61接收该差值电压。

接着，在步骤SP4，CPU61按照存储在其中的预定转换表(未示出)检索对应于该接收差值电压的发热电阻元件93R₁的电阻值r_I。

在步骤SP5，CPU61确定检索到的发热电阻元件93R₁的电阻值r_I是否在上述的图11中所示的特性曲线F2的预定范围之内。

如果在步骤SP5中返回否定结果，那么，这意味着发热电阻元件93R_I处于开路状态或者处于短路状态，在这种情况中，CPU61继续步骤SP6，这里进一步判定电阻值r_I是否高于特性曲线F2的预定范围。

如果在步骤SP6中返回肯定结果，那么，这意味着发热电阻元件93R_I处于短路状态，在这种情况中，CPU61继续步骤SP7(图13)，下面将描述，这里它通知主计算机60发热电阻元件93R_I呈现异常起电状态的事实。

另一方面，如果在步骤SP6中返回否定结果，那么，这意味着发热电阻元件93R_I处于开路状态，在这种情况中，CPU61继续步骤SP8，这里，CPU61迫使主计算机60根据待打印图象中的图象打印数据D_P判定该发热电阻元件93R_I实际上是否是落在图象打印区中的热发生器23H_I的发热电阻元件93R_I。

如果在步骤SP8中返回肯定结果，那么，这意味着热发生器23H_I不影响待打印在卡片材料13上的内容，在这种情况中，CPU61继续步骤SP7，这里，如上所述，它通知主计算机60发热电阻元件93R₁呈现异常起电状态的事实。

另一方面，如果在步骤SP8中返回否定结果，那么，CPU61确定发热电阻元件93R_I处于正常起电状态，因为待打印在卡片材料13上的内容将不受发热电阻元件93R₁的影响，即使它处于开路状态。然后，CPU61继续步骤SP9(图13)，下面将描述。

在步骤SP5，如果返回肯定结果，那么，这意味着从转换表中检索的发热电阻元件93R_I的电阻值在特性曲线F2的预定范围内，在这种情况中，CPU61继续步骤SP10，这里，它从快闪存储器81中读出在以前打印头诊断模式中测量的发热电阻元件93R_I的电阻值r_I’和在制造时的发热电阻元件93R_I的起始电阻值r_0I。

接着，在步骤SP11，CPU61计算此时测量的发热电阻元件93R_I的电阻值r_I对于先前测量的发热电阻元件93R_I的电阻值r_I’的变化率A_I，如下式(2)表示： $>>>A>I>>=>>>|>>r>I>>-sup>>r>I>\prime sup>>|>sup>>r>I>\prime sup>\; >->->->->>(>2>)>>>s>$

接着，CPU61继续步骤SP12，这里，它确定变化率A_I与在先前打印头诊断模式中计算的变化率A_I’之间的差是否等于或小于预定值。如果返回否定结果，那么，这意味着发热电阻元件93R_I很可能落入异常起电状态。CPU61继续图13中所示的步骤SP13，这里，它判定变化率A_I是否超过设定为异常变化率的预定值。

如果步骤SP13返回否定结果，这意味着变化率A_I与以前计算的变化率A_I’之间的差是等于或大于和等于或小于认定为异常变化率的预定值。这时，CPU61继续步骤SP14，这里，它在快闪存储器81中设定一个代表报警的标记(下面称为“报警标记”)，以便登记发热电阻元件93R_I此时较少可能落入异常起电状态。

接着，CPU61继续步骤SP15，这里它判定在先前打印头诊断模式中的发热电阻元件93R₁的报警标记是否已经设定在快闪存储器81中。

如果步骤SP15返回肯定结果，这意味着发热电阻元件93R₁不仅在以前的时间而且在当前的时间很可能已经落在异常起电状态。这时，CPU61继续步骤SP7，这里，它以上述方式判定发热电阻元件93R_I已经处于异常起电状态并将这一事实通知主计算机60。

另一方面，如果步骤SP15返回否定结果，这意味着发热电阻元件93R₁在当前打印头诊断模式中首次呈现异常起电状态，在这种情况中，CPU61继续步骤SP9。

返回到图12中所示的步骤SP12，如果返回肯定结果，那么，这意味着变化率A_I与在发热电阻元件93R_I的先前打印头诊断模式中计算的变化率A_I’之间的差等于或小于预定值，于是，发热电阻元件93R_I呈现正常起电状态，在这种情况中，CPU61继续步骤SP16(图13)，这里，它改写快闪存储器81中发热电阻元件93R_I的当前电阻值r_I和变化率A_I。

接着，即使变化率A_I在预定范围之内，如果发热电阻元件93R_I的电阻值r_I的取值在相对于起始电阻r_0I的预定范围之外，热打印头23很可能会出故障。因此，CPU61继续步骤SP17，这里，它判定电阻值r_I与起始电阻值r_0I之间的差是否等于或小于预定值。

如果在步骤SP17返回否定结果，那么，CPU61继续步骤SP7，这里类似于上述地它通知主计算机60发热电阻元件93R_I呈现异常起电状态的事实。结果，主计算机60在收到CPU61的通知时在差错显示部分82的显示屏上显示热打印头23出故障或者很可能出故障。

另一方面，如果在步骤SP17返回肯定结果，这意味着发热电阻元件93R_I处于正常起电状态，在这种情况中，CPU61继续步骤SP9，这里它判定发热电阻元件93R_I是否是最后起电的发热电阻元件93R_N。

如果在步骤SP9返回肯定结果，那么，CPU61判定对于所有的发热电阻元件93R₁至93R_N已经完成它们是否呈现异常起电状态的诊断，然后，立即进入步骤SP18，终止打印头诊断处理过程RT1。

另一方面，如果在步骤SP9返回否定结果，那么，CPU61再次返回到步骤SP3，这里它按照如上所述对于下一个起电发热电阻元件93R_I+1执行从步骤SP3至步骤SP17的过程，重复这样过程直至在步骤SP9返回肯定结果为止。

(5)实施例的操作和效果

采用上述结构，在卡片打印机10的彩色图象打印部分20中，使排列在热打印头23表面上的多个热发生器23H₁至23H_N的发热电阻元件93R₁至93R_N依次逐一地起电，分别测量发热电阻元件93R₁至93R_N的电阻值，以根据在打印头诊断模式期间其电阻值r_I确定每个发热电阻元件93R_I(1≤I≤N)是否开路或短路。

如果各个发热电阻元件93R_I不是开路或短路，那么，基于在前一时刻测量的发热电阻元件93R_I的电阻值r_I’与当前时刻测量的相应电阻元件的电阻值r_I计算发热电阻元件93R_I的变化率A_I。在实际进入打印阶段前，根据该变化率A_I能够确定相关的发热电阻元件93R_I当前是处于正常起电状态还是未来很可能出现故障。

在这种情况中，即使目前确定发热电阻元件93R_I是正常的，但是，根据发热电阻元件93R_I的变化率A_I与以前计算的相应发热电阻元件93R_I’的变化率A_I’之间的差，能够判定热打印头23是否有故障或者可能出故障。

当按照如上所述确定热打印头23有故障或者可能出故障时，这一事实被显示在出错显示单元82上，由此允许操作者在进入打印阶段前直观地确认热打印头23的状况。

即使在多个发热电阻元件93R₁至93R_N中有一些发热电阻元件93R_X(X为任意数字)开路时，根据待打印图象中的图象打印数据D_P，如果发热电阻元件93R_X实际上不是对应于图象打印区中的发热电阻元件，也能够把发热电阻元件93R_X当作是正常的，因为它们不影响打印在卡片材料13上的内容。采用这种方法，在发热电阻元件93R₁至93R_N当中仅仅发热电阻元件93R_X开路时，热打印头不需要用新的替换，由此能够进一步提高热打印头23的利用效率。

根据上述结构，在卡片打印机10的彩色图象打印部分20中，在开始打印操作前或者在结束打印操作后，依次地使排列在热打印头表面上的多个热发生器23H₁至23H_N中的发热电阻元件93R₁至93R_N逐个起电。然后，根据以前测得的每个发热电阻元件93R_I(1≤I≤N)的电阻值r_I’和当前时刻测得的相应的电阻值r_I，计算变化率A_I。然后，根据该变化率A_I确定相应发热电阻元件93R_I的起电状态，由此能够在进入实际打印阶段前先判定热打印头23的状况。因此，能够有效地防止打印出错。

(5)其它实施例

在上述实施例中，当发热电阻元件93R_I呈现异常起电状态时，CPU61通知主计算机60按照预定的差错处理的这一事实，以致于主计算机60迫使差错显示部分82在其显示屏上显示热打印头23出错或者可能要出错。本发明不限于此。另一方面，当发热电阻元件93R_I呈现异常起电状态时，CPU61能够把彩色图象打印部分20带入打印停止状态，而代替通过或者再加上通知主计算机60这一事实。在这种情况中，即使将彩色图象打印部分20切换到打印模式，也能避免卡片材料13上的打印差错，因为彩色图象打印部分20处于打印停止状态。

此外，在上述实施例中，当多个发热电阻元件93R₁至93R_N当中有一个特定的发热电阻元件93R_X(X为任意数)开路时，CPU61将打印参考信号S2送至主计算机60，以致于主计算机60根据待打印图象中的图象打印数据D_P判定发热电阻元件93R_X是否实际上是对应于图象打印区中的发热电阻元件。然而，本发明不限于此。另一方面，能够在图7所示的彩色图象打印部分20中提供一个帧存储器(未示出)，根据图象打印数据D_P用于存储图象，以使CPU61根据从帧存储器读出的图象打印数据D_P作出上述确定，无需主计算机60介入。

另外，在上述实施例中，在测量每个发热电阻元件93R_I至93R_N的电阻值时，CPU61采用预定的转换表来检索对应于从打印头诊断部分80提供的差分电压数据D_VS的每个发热电阻元件93R_I(1≤I≤N)的电阻值。然而，本发明不限于此。另一方面，CPU61反向计算从打印头诊断部分30输出的差分电压数据D_VS，以导出每个发热电阻元件93R_I的电阻值。实质上，能够应用其它的多种不同结构作为测量手段，只要它能够测量每个起电的发热电阻元件93R_I的电阻值就可。

另外，在上述实施例中，起计算装置作用的CPU61根据打印头诊断部分80中以前测得的每个发热电阻元件93R_I的电阻值r_I’和此时测得的每个发热电阻元件93R_I的电阻值r_I计算每个发热电阻元件93R_I的电阻值的变化率A_I。然而，本发明不限于此。另外，能够应用其它多种结构作为计算手段。

另外，在上述实施例中，起诊断装置作用的CPU61依靠每个发热电阻元件93R_I的电阻值r_I的变化率A_I来判定相应发热电阻元件93R_I的起电状态，采用该判定结果来判定热打印头23的状况。然而，本发明不限于此。实际上，主计算机60能够被用作诊断装置，或者其它各种结构能够被用作诊断装置，只要在实际进入打印阶段前它们能够判定每个发热电阻元件93R_I当前是否处于正常起电状态，或者是否当前正在出错，或者将来可能要出错。

另外，在上述实施例中，采用快闪存储器81作为存储在打印头诊断部分80中测量的每个发热电阻元件93R_I电阻值r_I的存储装置。然而，本发明并不限于此，而是可以采用各种结构，包括例如电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存储存储器(静态RAM)等。

另外，虽然在上述实施例中，采用符合ISO标准的卡片材料13作为打印媒质，但是本发明不限于此。另一方面，可以采用符合日本工业标准(JIS)的卡片材料。此外，本发明还能够被应用到不具有IC卡和/或磁条的各种卡片材料上。

根据以上所述的本发明，诊断热打印头状况的打印头诊断装置包括：分别测量排列在热打印头表面上多个发热电阻元件的电阻值的测量装置；存储由测量装置测得的每个发热电阻元件的电阻值的存储装置；根据过去测得的存储在存储装置中的每个发热电阻元件的电阻值和由测量装置测得的每个发热电阻元件的电阻值，计算每个发热电阻元件的电阻值的变化量的计算装置；根据计算装置的计算结果判定每个发热电阻元件的起电状态，按照判定结果诊断热打印头的状况的的诊断装置；由此在进入打印阶段前有可能诊断热打印头的状况。因此，实现能够有效地防止打印出错的打印头诊断装置是可能的。

此外，在本发明中，诊断热打印头状况的打印头诊断方法首先分别测量排列在热打印头表面上多个发热电阻元件的电阻值；然后根据过去测得的每个发热电阻元件的电阻值和当前时刻测得的每个发热电阻元件的电阻值，计算每个发热电阻元件的电阻值的变化量，根据计算结果确定每个发热电阻元件的起电状态，按照判定结果诊断热打印头的状况；由此在进入打印阶段前，有可能诊断热打印头的状况。因此，实现能够有效地防止打印出错的打印头诊断装置是可能的。

虽然结合较佳实施例已经描述了本发明，但是，对于本领域的专业人员而言显然能够作出各种变化和改进，因此，所附的权利要求书涵盖了在本发明精神和范围内的所有这些变化和改进。