JPH02153757A - サーマルヘッドの通電制御方法 - 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〕 本発明はサーマルヘッドの通電制御方法に係り、特にサ
ーマルヘッドに設けられた複数の発熱素子への通電時間
等を補正して印字濃度が均一な印字ヲ行なうようにした
１ノーマルヘツドの通電制御方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、１ノ−−マルプリンタにおいては、複数の発熱
素子を１列状に配列したサーマルヘッドを設け、インク
リボン等の感熱転写媒体や感熱記録紙とサーマルヘッド
とを前記発熱量Ｉの列の直角方向に相対移動させるとと
もに、各発熱素子の１ドツト分の移動（１サイクル）毎
にそれぞれ通電時間を制御しながら通電して印字を（ｊ
なうようにしている。

そして、従来から、前記発熱素子の過去の発熱のｙｅ￥
１による印字濃度むらの発生を防止するために、各サイ
クルにおいて発熱素子へ通電しないＯＦＦ時闇含入ぎく
して各発熱素子を十分に冷に１させた俵に所定時間通電
して各発熱素子を発熱さばて印字を行なうようにしてい
た。

しかし、各サイクル毎に大きなＯＦＦ時間を採ることは
、印字速度の高速化の障害となり、さらに、ＯＦＦ時聞
時間くして印字速度の高速化を図るようにすると、サー
マルヘッドは徐々に蓄熱されて温度が上昇して行き、印
字濃度にむらが発生してしまうという問題があった。こ
のことは、多数の発熱素子を用いて高ドツト密度化する
とともに、印字速度の高速化を行なう場合に特に顕著と
なっていた。

そこで、本発明者らは、熱履歴補正装置により、各光熱
素子の過去の通電状ｆ＆から現在の発熱素子の湿度状態
を把握し、次のサイクルに通電する場合におりる通電時
間の長短を調整して、各発熱素子のピーク温度が一定と
なるように制御づる手段を提案している。

第５図は前記制御方法を実施する装置の概略を示したも
ので、熱履歴補正に係る補正要素として、前歴補正、石
層補正および面積補正の３要素を採用している。ここで
、ｙＩ歴補正どは、その発熱素子の過去の通電状態に応
じて補正を行なうもので、石層補正とは、その発熱素子
に隣接する発熱素子の過去の通電状態に応じて補正を行
なうことであり、さらに、面積補正とは、全発熱素子の
熱履歴状態すなわらサーマルヘッド全体の蓄熱に応じて
補正づるものである。

そして、前記ＩＦｌ歴補正補石層補正および面積補正に
対する補正値をそれぞれ別個に求める。各補正値と°ｔ
３熱履歴状態に対応して、１リイクル中における駆動パ
ルスのＯＮ時間の一部分またはＯＦＦ時間の一部分のい
ずれかの値として求める。

ＯＮ時間の場合には、各補正値によるＯＮ時間を加算し
た合；ｔｔ　ＯＮ　時ＩＦ、Ｉを駆動パルスのパルス幅
とし、０ＦＦｒＪ！を間の場合には１リイクル中にお番
ノる駆動パルスの最大パルス幅から各補正値によるＯＦ
Ｆ時間を加算した合３１０　Ｆ　Ｆ部間を引いた時間を
パルス幅とする。

また、＠正補１による補正値は、例えば、第６図（ａ）
から（Ｃ）に示すようにあらかじめ７１−リクス化して
おき、これから通電しようとする発熱素子（同図中の最
右側の白丸の部分）の過去３サイクル中の通電状態に応
じてＯＦＦ時間時間１゜Ｔｂ１．Ｔｃ１を求める。なお
、図中Ｏ印はＯＦＦ状態、・印はＯＮ状態、Ｘ印はＯＮ
、ＯＦＦのいずれでもよい状態を示している。さらに、
石層補正による補正値も同様に、例えば、第７図（ａ）
および（ｂ）に示すようにあらかじめマトリクス化して
おぎ、これから通電しようとする光熱素子（Ｉ’１図中
の最右側の白丸の部分）にｖＪ接する発熱素子の過去の
勺イクルにおける通電状態に応じてＯＦＦ時間”ａ２．
”ｂ２を求める。面積補正による補正（０は、全発熱素
子の過去の所定サイクル中における通電ドツト数が設定
値を越えた時に各発熱素子に所定のＯＦＦ時間を与える
ように演算して求める。

前記通電制御方法においては、まず、第５図に示すよう
に、ｙＩ歴補正演算器１、石層補正演算器２および面積
補正演惇器３において、各発熱素子の過去のサイクルの
通電状態から、それぞれ別個に前歴補正値、石層補正値
、面積補正値を求めて加ｔ７器４に向けて出力する。こ
の加算器４には、各サイクルの初期に各発熱素子への通
電をＯＦＦとさせる最小ＯＦＦ時間ら同ｆｆ、）に入力
されている。

そして、この加算器４においては、８値が入力されると
、それぞれ０１：Ｆ時間を表わず前１楚補正値、石層補
正値および面積補正値並びに最小ＯＦＦ時闇含入口して
補正データとしてＯＦＦ時間レジスタ５へ出力する。こ
のＯＦＦ時間レジスタ５に一旦保持された補正データは
、駆動パルス成形器６に出力され、駆動パルス成形器６
において１す゛イクルの全時間から補正データが示ず合
計ＯＦＦ時聞時間淳した値をパルス幅とした駆Ｕノパル
スが各発熱素子へ通電される。

第８図（ａ）は、各補正値がＯで、駆動パルスのパルス
幅が最大の場合を示しており、第８図（ｂ）は、熱履歴
補正が行なわれた場合の駆動パルスを示している。

これにより、前歴補正値、石層補正値および面積補正値
に基づいて、各発熱ＭＰの熱履歴状態に適正に対応した
補正を行なうことができるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記従来の通電制御方法においては、前記各補
正値をあらかじめマトリクス化しておき、これから通電
しようとする発熱素子の過去の通電状態に応じて０ＦＦ
Ｉｔｉ間を求めるようにしているので、前記各発熱素子
の前歴方向に多ドツト分の履歴データを記憶しなければ
ならず、また、前記各補正値は、ヘッド分解能や印字速
度等に応じてマトリクス化するデータｆｆ１等を夜更す
る必要があるため、制御プロクラムが極めて複雑となっ
てしまうという問題を有している。さらに、宣歴補正、
着層補正および面積補正をそれぞれ別個に行なうもので
あるため、各補正値の相互の調整が困難であるという問
題点をも有している。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、あら
かじめマトリクス化した補正値等を用いることなく、容
易にかつ適正に通電型を制御することができ、印字濃度
が均一で美屈な印字を施すことのできるサーマルヘッド
の通電ルリ御方法を提供することを目的とするものであ
る。

（７！Ｒ題を解決するための手段） 前記目的を達成するため本発明に係るサーマルヘッドの
通電制御方法は、サーマルヘッドに設けられている複数
の発熱素子への各サイクル中の通電エネルギを前記発熱
素子の熱履歴に基づいて制御するサーマルヘッドの通電
制御方法において、前記サーマルヘッドをその各発熱素
子に対応する複数のＹｌ、Ａに区分し、これら各要素の
発熱ω、放熱迅、熱交換量をｖＪ界することにより、前
記各要素の通Ｔｉ後の温度を１ドツトごとに品１算し、
この各要素の演算温度に基づいて、前記サーマルヘッド
の各発Ｍ累子に対する次回の通電エネルギを制御するこ
とをその特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明によれば、各発熱素子に対応する各要素の発熱ｍ
１放熱凹、熱交換量をｖｉ算することにより、前記各製
累の通電後の温度を１ドツトごとに計ｎし、この各要素
の演算温度にＶづいて、前記サーマルヘッドの各発熱素
子に対する次回の通電エネルギを制御するようにしてい
るので、あらかじめ補正値をマトリクス化しておく必要
がなく、しかも、各発熱素子の前歴方向に多ドツト分の
履歴データを記憶する必要がなく、さらに、印字速度等
が変更された場合でも、常に、同様の制御を行なうもの
であるため、簡単な制御プログラムにより容易にかつ適
正に通電制御を行なうことができるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第４図を参照して説
明する。

第１図は本発明に係る通電制御方法を実施するサーマル
ヘッドの一実施例を示したもので、サーマルヘッド７は
、放熱板８の上面に、基板９を形成し、この基板９上に
下部グレーズ層１０を形成している。この下部グレーズ
層１０の上には、それぞれ上部グレーズ層１１が形成さ
れ、この各上部グレーズ層１１には、それぞれ発熱素子
１２が形成されている。さらに、この発熱素子１２の上
面には、保護層１３が形成されている。そして、インク
リボン１４を用いて印字を行なう場合には、前記各発熱
素子１２に所望の印字信号に基づいて通電することによ
り、各発熱素子１２を発熱さＵて、前記保護層１３の上
部に配置されるインクリボン１４を介して用紙に圧接さ
せることにより、所望の印字を行なうものである。

また、第２図は本実施例の制御ブロックを示したもので
、ａｊｌ　罪を行なうＭＰＩＪ１５を設け、このＭＰＵ
１５によりあらかじめ設定される各要素の温度の初期値
が送られる要素温度記憶部１６が設番プられている。ま
た、前記各要素は、その１１１位が発熱素子１２あるい
は各発熱素子１２が装着される上部グレーズＦＪ１１　
等のように１つの発熱素子１２に対応するように設定さ
れている。

また、前記要素温度記憶部１６から送られる各、８！：
累の温度および前記ＭＰＵ１５から送られるサーマルヘ
ッド７の各発熱素子１２への０Ｎ１０ＦＦデータに基づ
いて各要素の発熱ルを演算する発熱ｆｉｎ　ｊＪＩｌ算
部１７が設けられ、この発熱ｍ加ｔ７ｔＡ１７からの各
Ｉ！素の発熱ｍに基づいて各′Ｍ素への熱交換、熱放出
等の熱拡１’＆ｆｆｉを算出する熱拡散ｍｌｌ郡部８が
設けられている。この熱拡ｒｌｉｍ算出ｒＡ１８の熱拡
散爪に其づいて、通電後にＪ３ける各要素の温度を搾出
する要素温度算出部１９が設けられ、この要素温度算出
部１９からの各要Ｗ４温度は、要素湿度記憶部１６に送
られて記憶される。

さらに、前記要素温度算出部１９により搾出された各要
素温度は、通′Ｆｉ時間ね出品２０に送られ、この各要
素温度に先ｔづいて適正な通電時間を搾出される。この
とき、前記要素温度算出部１９から通電時間データ２０
に各要素湿度が送られるのは、例えば、１発熱素子１２
への通電時間を単位時間とした時は、前記要素温度搾出
部１９により各要素温度を搾出するごとに前記通電時間
算出部２０に送られるものであり、１ドツト通電時間の
１／２の時間を単位時間とした時は、前記発熱ｍ加算部
１７、熱拡散ｆｆｉ停田部１８、要素温度算出部１９、
要素温度記憶部１６をｗＩ環する演算ループを２回行な
うごとに１回だけ各要素温度を送るようになされている
。なお、前記通電時間算出部２０により搾出される通電
時間の代わりに、通電パルス数あるいは駆動電几等の値
を算出するようにしてもよい。

また、前記ＭＰＬＩ　１５からは、前記発熱ｍ加綽部１
７、熱拡散ｆｆｉ算出品１８、通電時間算出部２０に、
それぞれ発熱聞停出、熱拡散ｆｆｌ出Ｊ３よび通電時間
算出に必要な、８１淳係数等を送るようになされている
。

さらに、ｌｙ１記通電詩問寥事出部２０により算出され
た通電時間データを入力してサーマルヘッド７の通電制
御を行なう通電制御部２１が設けられている。

次に、本実論例の作用について第３図および第４図を参
照して説明１°る。

第３図に示すように、まず、ステップ５Ｔ１１において
、環境温度あるいは放熱板温度等の各要素Ｆ！；Ａｆｆ
の初期値を設定し、この要素温度の初期値およびＭＰＬ
Ｊ１５からのサーマルヘッド７の各発熱素子１２の０Ｎ
１０ＦＦデータに基づいて発熱ｍ加口部１７により各要
素の発熱ｍを搾出する。次に、ステップ５Ｔ１２におい
て、この各要素の発熱ｍに基づいて熱拡ｒｌｌｆｆｉ算
出品１８により、各要素間の熱交換等による熱エネルギ
分布の変化を計算し、要Ｎ瀾度停出品１９により、この
計算、された熱分布に基づいて現在の各要素温度を搾出
する。

そして、この各要素温度は、要素温度記憶部１６に送ら
れて記憶されるとともに、通ｆｆ１時間算出部２０に送
られる。続いて、ステップ５Ｔ１３において、この通電
時間算出部２０により、前記各要素温度に基づいて、次
回にＯＮする発熱素子１２の適正な通電時間を設定し、
この通電時間に基づいて通電制御部２１により適正な通
電制御が行なわれる。

そして、ステップ５Ｔ１４において１行の印字が終了し
たか否かを判断され、１行の印字が終了するまでは、上
述のｆ１１制御をくり返すものであるが、各発熱素子１
２に通電した後は、ステップ５Ｔ１５に示すように各要
素の通電時間に比例する熱エネルギ分、ＴＪＸ素ＦＱ度
を順次加算し、続いてステップ５Ｔ１２においてこの加
算された要素温度に基づいて熱拡散丘１等を搾出するも
のである。

そして、１行の印字が終了したら、キャリッジの移ｆＪ
１等によりサーマルヘッド７の冷却が行なわれるため、
再び、各要素温度の初期値を設定して上述のｆｌ制御が
行なわれる。この場合、各行の初めにサーミスタ等のセ
ンサによって検出した実際の温度を初期値とすると、よ
り適正な制御を行なうことができる。

また、第４図は、例えば、前記要素を上部グレーズ層１
１に設定した場合の熱分布の演粋処理例を示したもので
、まず、ステップ５Ｔ２１において、ｎ番目の上部グレ
ーズ層１１の温度を環境温度に設定し、この初期温度お
よびＭｒ’Ｕ１５からのり一マルヘッド７の各発熱素子
１２の０Ｎ１０ＦＦデータに基づいて発熱ｍ加算部１７
により上部グレーズ層１１の発熱ｍを算出する。次に、
ステップ５Ｔ２２において、この発熱室に基づいて熱拡
散ｍ算出部１８により、保護層１３との交換熱ｍを計算
し、続いてステップ５Ｔ２３において、隣接するｎ−ｉ
？ｌＳ目の上部グレーズＷＪ１１およびｎ＋１番目の上
部グレーズＦＩＪ１１との交換熱徂を計算する。さらに
、ステップ５Ｔ２４において、下部グレーズｒＩＪ１０
を介して基板９との交換熱ωを計算し、ステップ５Ｔ２
５において、前記要素温度算出部１９により、前記各交
換熱ｍのＫｌ　ｎ値から熱交換後の上部グレーズ層１１
の温度を算出する。そして、この上部グレーズ層１１の
温度は、通Ｔｒ時間ｎ出ｒＡ２０に送られ、ステップ５
Ｔ２６において、この通電時間算出部２０により、前記
上部グレーズ層１１の温度に比例して次にＯＮする発熱
素子１２の適正な通電時間を減算して設定する。そして
、ステップ５Ｔ２１において１行の印字が終了したか否
かを判断され、１行の印字が終了するまでは、ステップ
５Ｔ２８において、通電時間に比例する熱エネルギ分を
上部グレーズ層１１の温度に順次加算するものである。

したがって、本実施例においては、各要素の温度を１ド
ツト通電ごとに計算し、この各要素の演ｆ７Ｓ度に基づ
いて、前記υ−マルヘッド７の各発熱素子１２に対する
通電時間を制御するようにしている。ので、あらかじめ
補正値をマトリクス化しておく必要がなく、しかも、各
発熱素子１２の前歴方向に多ドツト分の履歴データを記
憶する必要がなく、さらに、印字速度等が変更された場
合でも、常に、同様の制御２１１を行なうものであるた
め、筒中な制御プログラムにより容易にかつ適正に通電
制御を行なうことができる。

なお、′ｉｙＪ記実施例においては、１個の発熱素子１
２と１個の要素とを対応させであるが、１個の発熱素子
が発熱部を複数箇所に局所化さＵで具有している場合に
は、各要素もそれぞれの発熱部に対応して複数個設定す
ると、極めて良好な制御を行なうことができる。

また、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
必要に応じて種々変更することが可能である。

（発明の効ＦＡ） 以上述べたように本発明に係るサーマルへラドの通電制
御方法は、各要素の温度を１ドツト通電ごとに計算し、
この各要素のｖＪ算湯温度基づいて、前記サーマルヘッ
ドの各発熱素子に対する通電時間を制御するようにした
ので、簡重なｆｉ制御プログラムにより容易にかつ適正
に通電制御を行なうことができ、印字濃度が均一で美庸
な印字を施すことができる笠の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の一実施例を示したもので、
第１図はサーマルヘッドの分解斜視図、第２図は通電制
御装置のブロック図、第３図は通電制御を行なう場合の
フローチャート、第４図は要素を上部グレーズ層とした
場合のｒＡｔｉ手段を示すフローチャート、第５図から
第８図はそれぞれ従来の通電シリ御手段を示したもので
、第５図は通′ｙ１υ制御装贋のブロック図、第６図（
ａ）、（ｂ）。 （Ｃ）はそれぞれ前歴補正のマトリクス内容を示す説明
図、第７図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ着層補正のマトリ
クス内容を示す説明図、第８図（ａ）、（ｂ）はそれぞ
れ熱服歴補正がない場合とある場合との駆動パルスの状
態を示すね図である。 ７・・・サーマルヘッド、８・・・放熱板、９・・・基
板、１０・・・下部グレーズ層、１１・・・上部グレー
ズ層、１２・・・発熱素子、１３・・・保１し１５・・
・ＭＰＵ、１６・・・要素温度記憶部、１７・・・発熱
屯加算部、１８・・・熱拡ｆＢｆ　ｍ　Ｈ出品、１９・
・・要素温度【）山部、２０・・・通電時間算出部、２
１・・・通電制り１部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サーマルヘッドに設けられている複数の発熱素子への各
   サイクル中の通電エネルギを前記発熱素子の熱履歴に基
   づいて制御するサーマルヘッドの通電制御方法において
   、前記サーマルヘッドをその各発熱素子に対応する複数
   の要素に区分し、これら各要素の発熱量、放熱量、熱交
   換量を演算することにより、前記各要素の通電後の温度
   を１ドットごとに計算し、この各要素の演算温度に基づ
   いて、前記サーマルヘッドの各発熱素子に対する次回の
   通電エネルギを制御することを特徴とするサーマルヘッ
   ドの通電制御方法。