JPH02103158A - 端面型サーマルヘッドの通電パルス印加方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はビデオプリンタやハンディプリンタなどのプリ
ンタ、又はファクシミリなどに用いられるサーマルヘッ
ドであって、特に端面型サーマルヘッドと称されるもの
の通電パルス印加方法に関するものである。

（従来の技ｖ＃） 本発明者らは発熱基板の一主表面の一端部に発熱体が形
成され、記録媒体が前記発熱基板の前記一端部の端部に
沿って発熱体の厚さ方向に摺動して印字が行なわれる端
面型サーマルヘッドを提案している。

そのような端面型サーマルヘッドの一例を第１図と第２
図により説明する。第１図は発熱体部分を示す断面図で
あり、第２図は発熱体と電極を示す平面図である。

２は発熱体であり、基板４の表面で一端部に沿って配列
され、基板４のその端部と反対方向に折れ曲った形状に
パターン化されている。各発熱体２の一端は駆動用ＩＣ
チップに接続される選択電極６に接続され、他端は共通
電極８に接続されている。、！！ｌ板４としてはガラス
やセラミックなどを使用することができ、発熱体２や電
極６．８の材質は従来のサーマルヘッドのものと同じで
ある。

１０は発熱体２や電極６．８を保護するための上基板で
あり、接着剤１２によって接着されている。

発熱体２が設けられている一端部の基板−面に、感熱記
録紙や、熱転写紙と記録紙などの記録媒体１４がプラテ
ンローラ１６によって押しつけられ、発熱体２の厚さ方
向に摺動しながら印字が行なわれる。発熱体２の厚さ方
向が副走査方向であり、発熱体２の配列方向が主走査方
向である。

端面型サーマルヘッドは第１図のように発熱体２が基板
端部に露出した形式のものに限らず１例えば発熱体２の
先端を基板端部から後退させ、発熱体２の上下面の一方
又は両方に保温層を設け。

その保温層を介して発熱体２の熱を記録媒体１４へ伝達
する形式のものもある一本発明の対象となる端面型サー
マルヘッドは発熱体２の厚さ方向を副走査方向とする種
々の形式のものを含んでいる。

このような端面型サーマルヘッドで従来の平面型サーマ
ルヘッドと同様の駆動方式で印字を行なおうとすると、
１個の通電パルスで１画素分の印字が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 第５図には２画素分の印字を行なう場合を示している０
通電パルスは同図（Ａ）に示されるように、１画素当り
パルス幅ｔｐの通電パルスが印加される。このとき発熱
体２に与えられる印加エネルギＥは Ｅ＝Ｖｈ”　・ｔ　ｐ／Ｒ（Ｖｈは印加電圧）であり、
そのときの発熱体の温度変化は同図（Ｂ）に示されるよ
うになる。Ｔｓは記録媒体を発色させたり転写させるた
めに必要な温度であり、Ｔｐは発熱体のピーク温度であ
る。

端面型サーマルヘッドでは発熱体２の厚さが極めて薄い
ので、同図（Ｃ）に示されるように熱拡散によって印字
ドツト１８を大きくするためには、ピーク温度Ｔｐを印
字に必要な温度Ｔｓより遥かに大きくしなければならな
い、そのため、ｌ＠熱体が酸化して劣化したり、熱衝撃
によって劣化しゃすくなり、耐パルス寿命が短かくなる
。

また、発熱体の厚さは１画素の副走査方向の大きさに比
べて極めて小さいにもかかわらず、副走査方向の線密度
の制御ができない。

１画素のドツトを主として熱拡散によって印字するので
、印字されたドツト形状がほぼ円形となり１例えば画像
プリンタの用途では印画品位がざらつき感をもち、好ま
しくない。

本発明は端面型サーマルヘッドにおいて、通電パルス印
加方法を改善することにより、上記の問題点を解決する
ことを目的とするものである。

（ａＭを解決するための手段） 本発明では、副走査方向の印字長さが１画素分の副走査
方向長さの１　／　ｎになる通電パルスを発熱体に与え
る。ここで、ｎは１＜ｎ：５１２／１（１２は１画素分
の副走査方向長さ、ｔは発熱体の厚さ）を満たす整数で
ある。

（作用） 第６図を用いて本発明による印加方法の一例を説明する
と、第５図で１ラインの周期ｔ＋（ｘ＋は１１時間に記
録媒体が副走査方向に移動する距離）の区間にパルス幅
ｔｐの通電パルスを１個印加するのに対し、第６図では
ｌラインの周期ｔｌの区間に短かいパルス幅（例えばｔ
　ｐ１５）の通電パルスを５個印加する。

各印加パルスごとの発熱体の温度は、第６図（Ｂ）に示
されるように、ピーク温度ＴＰが第５図の場合より低く
、したがって熱拡散が小さくなり、１個のパルス当りの
印字ドツトは副走査方向に短かくなる。その結果、第６
図（Ｃ）に示されるように５個の印字ドツトによってほ
ぼ矩形の１画素分のドツトが印字される。

（実施例） 第３図は一実施例の通電パルス印加方法を実施するため
の駆動回路を表わしている。

２（２−１〜２−ｍ）は発熱体であり、各発熱体２の一
端は共通電極８に接続され、他端は個別電極６に接続さ
れている。共通電極８は発熱体２を通電発熱させるため
の電源端子ｖｈに接続され。

個別電極６は駆動用ＩＣの駆動トランジスタ２６に接続
されている。駆動用ＩＣは所定数１例えば１２８個や２
５６個といった数、の発熱体２の通電を制御する。図は
１個の駆動用ＩＣの回路とそれに対応する発熱体２を示
している。

駆動用ＩＣには、データ入力端子ＤＩから印字データ信
号を入力し、そのデータ信号をクロック信号端子ＧＫか
らのクロック信号によって歩進させるシリアルイン・パ
ラレルアウト方式のシフトレジスタ２０と、ロード信号
端子ＬＤからのロード信号によってシフトレジスタ２０
のデータを入力し保持するラッチ２２と、ラッチ２２に
保持されたデータを一方の入力端子に入力し、他方の入
力端子には通電パルス信号（ストローブ信号）ＳＢを入
力する所定数のアンドゲート回路２４と、各アンドゲー
ト回路２４の出力信号によって発熱体２を通電させる所
定数の駆動トランジスタ２６とを備えている。駆動トラ
ンジスタ２６は各発熱体２に１個ずつ設けられ、各駆動
トランジスタ２６のエミッタはグランド端子ＧＮＤｈに
接続されている。００はシフトレジスタ２０からのデー
タ出力端子である。

Ｖｄｄはこの駆動用ＩＣを動作させるための電源端子で
あり、ＧＮＤＱはこの駆動用ＩＣのグランド端子である
。

発熱体２は１個又は複数個の駆動用ＩＣで制御される単
位にグループ化され、各グループに対して印字信号ＳＢ
がそれぞれ割当てられている。

２８はｎ倍分周器であり１通電パルス信号５Ｂａｌｎ倍
の周波数に変換する機能を備え、さらにライン周期の１
　／　ｎの周期のパルス信号を発生す暮パルス発生器を
備え、出力する通電パルス信号ＳＢのデユーティを可変
にする機能も備えている。

分局器２８に与えられる通電パルス信号ＳＢａは平面型
サーマルヘッドの場合と同じく１画素当りｌパルスの信
号である。

第４図は一実施例のタイミングチャートである。

ｌラインを１０ミリ秒の周期で印字するものとする。ク
ロック信号ＣＫのタイミングでデータがシフトレジスタ
２０に送り込まれ、ロード信号ＬＤによってシフトレジ
スタ２０からラッチ２２ヘデータが送られる。

分周器２８に送られる通電パルス信号は５ＢＩａ、５Ｂ
２ａで示されるように１ライン当り１個ずつのパルスを
もった信号である。そのパルス幅ｔｐは例えば２．５ミ
リ秒である。第３図の回路では通電パルス信号は１個で
あるが、このような回路が２個あるとして２個の通電パ
ルス信号ＳＢ１　ａ、５Ｂ２ａを用いている。

分局器２８は通電パルス信号５Ｂｌａ、Ｓ′Ｂ２ａの周
波数を４倍にする。その結果１分周器２８からゲート２
４にはパルス幅がｔ　ｐ　／　４　＝０．６２５ミリ秒
の通電パルス信号ＳＢ１．ＳＢ２が印加される。この通
電パルス信号ＳＢＩ、ＳＢ２はｌラインの周期ｌＯミリ
秒の間に４回印加される。

この実施例では印加電圧ｖｈは一定であるので。

従来なら１個のパルスで印加するエネルギーＥを１／４
のエネルギで１７４の周期で小刻みに印加する。

第３図に示される駆動回路を用いると、第６図に示され
る印字を行なうことができる。第４図は１画素の印字を
４回に分割して行なう場合を例にしているが、第６図は
１画素の印字を５回に分割して印字する場合を示してい
る０分割数ｎは任意に設定することができる。

第６図では（Ａ）に示されるように、１画素の印字を５
回に分割するためにパルス幅をｔｐ１５としているので
、そのときの発熱体のピーク温度Ｔｐは同図（Ｂ）に示
されるように第５図のものよりも低下し、その印字ドツ
トは同図（Ｃ）に示されるようにほぼ矩形になる。副走
査方向の１画素分の距離ＸＩの間に５ドツトのラインが
形成されることになる。

第７図は他の実施例における通電パルス印加方法を表わ
している。

第６図ではパルス幅を５等分した通電パルス信号を印加
するために、印字ドツトの形状は最初のラインが小さく
、徐々に蓄熱して大きくなる傾向がある。そのため、最
初の画素を印字する場合は、最初の２パルスのパルス幅
を若干長めにする。つまり、同図（Ａ）に示されるよう
に。

ｔ　ｐ　ｒ　＞ｔ　ｐ＝＞ｔ　Ｐ３と徐々にパルス幅が
小さくなるように通電パルス信号を制御する。これによ
り、同図（Ｂ）に示されるように各通電パルス信号での
発熱体のピーク温度Ｔｐが一定になり、同図（Ｃ）に示
されるように均一な形状のドツトを得ることができる。

第８図に副走査方向のラインを印字した場合の例を示す
。

（Ａ）は１画素を１個の通電パルス信号で印字した場合
であり、１画素の大きさは約１２５μｍ×１２５μｍに
なるようにしている。（Ａ）の場合は画素がほぼ円形に
なっている。

（Ｂ）は１画素を副走査方向に３パルスに分割して印字
した実施例を表わしている０画素は矩形になり、ライン
を印字すると連続したラインとして印字される。

ビデオプリンタの場合、画素は矩形である方が絵が滑ら
かになり、品質がよくなる０円形の画素ではざらついた
絵となる。

第９図から第１１図に副走査方向の１画素当りの印字パ
ルス数を変えた実験データを示す、横軸は１ライン当り
の印加エネルギー、縦軸は感熱記録紙（株式会社リコー
の商品ＲＴ−１７０ペーパ）の発色濃度を表わしている
。

第９図は１画素を副走査方向に１パルスで印字した場合
の例である。１ラインを１０ミリ秒の周期で印字してい
る。デユーティは２５％であり。

１ｍｍ当り８ラインが印字される。

第１０図は１画素を副走査方向に２パルスで印字した場
合の例である。この場合は１ラインを５ミリ秒の周期で
印字し、デユーティは２５％である。１ｍｍ当り１６ラ
インが印字される。

第１１図は１画素を副走査方向に３パルスで印字した場
合の例である。この場合はｌラインを３．３ミリ秒の周
期で印字し、デユーティは２５％である＊１ｍｍ当り２
４ラインが印字される。

第９図から第１１図の実験結果によれば、光学濃度１．
２を得るｌライン当りのエネルギーは。

１画素を１パルスで印字する場合を１とすると。

２パルスで印字する場合は約１／２，３パルスで印字す
る場合は約１／３と減少している。したがって、印字に
必要なトータルのエネルギーは一定である。

第１２図は第９図から第１１図で求めたライン当りのエ
ネルギーで空印字を行ない、耐パルス試験を行なった結
果である。

横軸のライン数は実際に印字されたライン数を表わして
いる。すなわち、１画素を１パルスで印字する場合はラ
イン数＝パルス数（外部からサーマルヘッドに与える通
電パルス信号のパルス数）であるが、例えば１画素を３
パルスで印字する場合はライン数＝３Ｘパルス数である
０Ｍ軸ΔＲ／Ｒは発熱体の抵抗値変化を表わし、これは
抵抗体の劣化の程度を表わす。

Ａは１画素を副走査方向に１パルスで印字した場合、Ｂ
は１画素を副走査方向に２パルスで印字した場合、Ｃは
１画素を副走査方向に３パルスで印字した場合である。

第１２図の結果は、１画素を印字するパルス数を多くす
る程、発熱体の抵抗値変化が少なくなり、すなわち耐パ
ルス寿命が向上することを示している。

本発明は、耐パルス寿命を向上させ、印字品質を向上さ
せる他に、副走査方向の線密度を制御するために使用す
ることもできる。

副走査方向の１画素をｎパルスで印字する方法は、副走
査方向の印字ライン数がｎラインに増えることになるの
で、ｎを変えることにより任意の線密度を得ることがで
きる。その１つの応用として１例えば副走査方向が１／
２．１／３．・・・・・・１　／　ｎに縮小された縮小
印字を画像データ量を下げずに行なうことができる。こ
れに対し、従来の平面型サーマルヘッドでは、発熱体の
副走査方向の長さを短かくすると抵抗値が下がり、また
耐摩耗層に電極分の段差を生じて記録媒体との当りが悪
くなり印字品質が低下する。そのため、従来の平面型サ
ーマルヘッドでは副走査方向の線密度を上げることはで
きない。

本発明はまた、他にも例えば階調プリンタに適用するこ
とができる。１画素を印字するｎラインごとにデータを
変えれば１画素中に印字するドツト数が変わり、画素階
調が可能となる。

従来の平面型サーマルヘッドでは１発熱体の副走査方向
の長さは５０〜１００μｍが限界であり、１ｍｍ当りｌ
Ｏ〜２０ラインが限界である。しかし、端面型サーマル
ヘッドでは副走査方向のライン幅を発熱体の厚さ又はそ
の何倍かの厚さとすることができるので、ライン幅を０
．１−１０μｍとすることが可能であり、１００〜１０
４ライン／　ｍ　ｍが可能となり、極めて高解像の印字
が得られる。

（発明の効果） 本発明では、副走査方向の印字長さが１画素分の副走査
方向長さの１　／　ｎになるように制御した通電パルス
信号を端面型サーマルヘッドの発熱体に与えるようにし
たので、発熱体のピーク温度を下げることができて耐パ
ルス性を向上させることができる。

印字ドツトの形状が矩形に近づくので、印字品質が向上
する。

副走査方向に対して解像度の高い印字を行なうことがで
きる。

さらに、階調印字や副走査方向に縮小した印字を行なう
こともできる。縮小印字は記録媒体のランニングコスト
を低下させる上で効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される端面型サーマルヘラを示す
断面図、第２図はその発熱体と電極を示す平面図、第３
図は本発明が適用される駆動回路の一例を示す回路図、
第４図は一実施例の動作を示すタイミング図、第５図（
Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来の１パルス印字を示す図、
第６図（Ａ）、（Ｂ）。 （Ｃ）は一実施例の５パルス印字を示す図、第７図（Ａ
）、（Ｂ）、（Ｃ）は他の実施例の５パルス印字を示す
図、第８図（Ａ）はｌパルス印字による印字ドツトを示
す図、同図（Ｂ）は本発明による３パルス印字の印字ド
ツトを示す図、第９図はｌパルス印字における印加エネ
ルギーと発色濃度を示す図、第１０図は２パルス印字に
おける印加エネルギーと発色濃度を示す図、第１１図は
３パルス印字における印加エネルギーと発色濃度を示す
図、第１２図は１ドツトを印字するパルス数を変えた場
合の発熱体の抵抗値変化を示す図である。 ２．２−１〜２−ｍ・・・・・・発熱体、２０・・・・
・・シフトレジスタ、２２・・・・・・ラッチ、２４・
・・・・・アンドゲート、２６・・・・・・駆動トラン
ジスタ、２８・・・・・・分周器、ＳＢ・・・・・・通
電パルス信号。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱基板の一主表面の一端部に発熱体が形成され
   、記録媒体が前記発熱基板の前記一端部の端面に沿って
   発熱体の厚さ方向に摺動して印字が行なわれる端面型サ
   ーマルヘッドにおいて、副走査方向の印字長さが１画素
   分の副走査方向長さの１／ｎになる通電パルスを発熱体
   に与えることを特徴とする通電パルス印加方法。 ただし、ｎは１＜ｎ≦ｌ／ｔ（ｌは１画素分の副走査方
   向長さ、ｔは発熱体の厚さ）を満たす整数である。