JPH0353887Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本考案は、例えばサーマルヘツドを用いたフア
クシミリ装置やプリンタに使用されるサーマルヘ
ツド駆動装置に係わり、特に、高速で印字動作を
行う場合にも印字の“かすれ”が発生することの
ないサーマルヘツド駆動装置に関する。 「従来の技術」 フアクシミリ装置やプリンタでは、相手方のフ
アクシミリ装置やホストコンピユータ等から印字
データの供給を受けて印字動作を行うが、印字デ
ータは常に連続して供給されるものではない。す
なわち例えばフアクシミリ装置では、受信待ちの
状態等において印字シーケンスが中断する。印字
シーケンスが中断すると、この間、サーマルドツ
トは通電されない状態で放置されることになる。
従つて、一度温まつた発熱体が冷却されてしま
い、印字動作が開始された直後には印字エネルギ
が不十分となつて文字等の印字部分に“かすれ”
が発生することがあつた。 特開昭58−131080号公報では、発熱体を印字サ
イクル以外の時間帯でも電気的に励起させて予熱
を行い、発熱体の温度が過度に低下する事態を防
いでいる。この発明では、5mS（ミリ秒）／ライ
ン以下の比較的低速の印字動作であれば、白ライ
ン（非印字ライン）が連続した後に出現した文字
であつても、かすれることなく安定した印字動作
を行うことができる。これは、このような低速印
字の状態では印字サイクルが長いので、発熱体
個々の蓄熱の影響が弱く、予熱による発熱体の制
御が比較的容易に実現できるからである。 ところがこのような装置で２〜０、8mS／ライ
ンといつた比較的高速の印字動作を行うと、印字
サイクルが短くなるためにサーマルドツトの蓄熱
の影響が強くなる。この影響を避けるためには、
発熱体を予熱するための予熱パルスを印字のため
の印字パルスの時間幅を共に小さくしていく必要
がある。印字パルスの時間幅を小さくすると、短
時間で発熱体の温度を上昇させることが必要とな
る。ところが、実際には周囲の発熱体への熱拡散
等により温度の立ち上がりはそれ程急速に行うこ
とができない。つまり、前記した公報に記載され
た技術をそのまま高速印字の領域に適用しようと
すると、文字に“かすれ”が生じることを避ける
ことができない。 そこで本考案者らは先に特願昭60−81275号公
報で印字ドツトの“かすれ”を防止することので
きるサーマルドツト駆動装置を提案した。このサ
ーマルドツト駆動装置は、現在よりも後の記録に
用いられる将来部分の画情報を少なくとも入力す
る画情報入力部と、この画情報入力部に入力され
ている将来の画情報を基にして現在印字を行つて
いない個々の単位発熱体についてそれらの予熱の
必要性を個別に判別する予熱判別部と、予熱判別
部で予熱の必要性が判別された単位発熱体につい
て予熱を行う予熱手段とを備えている。 すなわちこの装置では、印字の行われる数ライ
ン前まではいわゆる黒の印字ドツトに対応する印
字データが存在するかどうかを調べる。そして印
字ラインの数ライン前にこのような印字データが
存在したときには、該当する発熱体が数ライン後
に通電されて印字動作を行うまでの間に、必要な
場合、予熱パルスを供給して該当する発熱体の温
度制御を行う。これには、発熱体の蓄熱状態やこ
の発熱体が前記した黒の印字ドツトの印字データ
によつて通電制御されるまでの間に他のラインで
励起されるかどうかといつた情報が参考にされ
る。 「考案が解決しようとする問題点」 この後者の出願に係わる発明では、予熱パルス
によつて黒の印字ドツトの存在しない白ラインの
後の最初の印字ラインについて印字パルスの時間
幅を短くすることができる。しかしながらこの効
果は全ラインの印字パルスを短くするところまで
及ぼすことができなかつた。 そこで本考案の目的は、高速の印字動作におい
ても発熱体の温度を短時間で印字に適切な温度ま
で上昇させることができ、“かすれ”の発生を防
止することができると共に、温度の過度の上昇を
防止していわゆる画像の“つぶれ”をも防止する
ことのできるサーマルドツト駆動装置を提供する
ことにある。 「問題点を解決するための手段」 本考案では、現在通電制御を行おうとする特定
画素としての着目画素と、着目画素に対する蓄熱
レベルを表わした蓄熱データを演算する蓄熱デー
タ演算手段と、この演算された蓄熱データとこの
着目画素の周囲の温度データとを基にして着目画
素の印字に必要な印字エネルギと着目画素に対応
する発熱体の予熱エネルギとを演算する印加エネ
ルギ演算器とをサーマルドツト駆動装置に具備さ
せる。 ここで予熱エネルギは、蓄熱データと温度デー
タから演算される第１の予熱エネルギと、将来通
電制御される発熱体に対して蓄熱データから演算
される第２の予熱エネルギから構成されるもので
あつてよい。第１の予熱パルスは、サーマルドツ
トの駆動シーケンス時において蓄熱レベルの低い
発熱体に対して周囲の温度に応じて印加されるパ
ルスである。また第２の予熱パルスは、印字ライ
ンの数ライン前における将来の画信号を調べたと
き、将来励起される発熱体が存在するときその蓄
熱レベルによつて決定されるもので、印字が開始
されるまで印加されるパルスである。 ここで第１と第２の予熱エネルギの関係につい
ては、第１の予熱エネルギに引き続いて第２の予
熱エネルギが印加され、かつ第２の予熱エネルギ
が第１の予熱エネルギよりもエネルギが大きいこ
とが好ましい。 本考案によれば、第１および第２の予熱エネル
ギで予熱制御を行うので、発熱体の温度を常に良
好に制御することができる。 「実施例」 以下実施例につき本考案を詳細に説明する。 第１図は本考案の一実施例としてのサーマルド
ツト駆動装置の原理的な構成を示したものであ
る。サーマルドツト駆動装置は、蓄熱データの演
算を行う蓄熱演算部１１と、画信号中における印
字ドツトに対応した印字ドツトの検出を行う印字
ビツト検出部１２と、サーマルドツトの周辺の温
度を検出する周辺温度検出部１３とを備えてい
る。これらの各部の出力データは、印加エネルギ
演算部１４に供給される。 印加エネルギ演算部１４は、印加パスル幅演算
回路１５と、第１および第２の予熱パルス幅演算
回路１６，１７を備えている。このうち印字パル
ス幅演算回路１５は、蓄熱演算部１１から出力さ
れる蓄熱データ１８とその他のデータ（本実施例
ではサーマルドツトの基板の温度データ）を用い
て印字エネルギデータE_i1を出力する第１の予熱
パルス幅演算回路１６は、周辺温度検出部１３か
ら出力されるサーマルドツトの基板温度等の温度
データ２１および蓄熱データ１８（本実施例では
これをもとに断熱層の蓄熱データを作成し使用す
る）を用いて第１の予熱パルス幅を演算し、第１
の予熱エネルギデータE_i2を出力する。第２の予
熱パルス幅演算回路１７は、印字ビツト検出部１
２から出力される印字ビツト検出データ２４と前
記した蓄熱データ１８等を用いて第２の予熱パル
ス幅を演算し、第２の予熱エネルギデータE_i3を
出力する。 これら演算後の３種類のエネルギデータE_i1，
E_i2，E_i3は、MPX（マルチプレツクス）２６に供
給され、所定の条件に従いここで選択的に出力さ
れる。このMPX２６の出力は、印字パルスのエ
ネルギをパルス幅情報として表わした印加エネル
ギデータE_iである。従つて、これをサーマルドツ
トのシフトレジスタに転送するには、所定の信号
形態に変換する必要がある。このための変換回路
としてのサーマルドツト転送データ変換回路の一
例は、例えば特願昭59−088438号公報に記載され
ている。 なお、このサーマルドツト駆動装置では１ライ
ンで同時に通電される発熱体の総数が多くなる。
このため、印字形態および電源規模によつてはサ
ーマルドツトの印加電圧が低下し印字濃度に影響
を及ぼす可能性がある。このような場合には、例
えば前記した特願昭59−088438号公報にも記載さ
れているように電圧低下をパルス幅の拡大によつ
て補償する回路等を設けることで解決することが
できる。 さて蓄熱演算部１１は、過去に行われた印字履
歴を用いて蓄熱データ１８の演算を行う部分であ
る。第２図はこのような演算を行う基礎となる画
素群を記録面上に表わしたものである。この図で
現在印字を行うラインをｉラインとする。着目画
素は図で×印の位置に配置されている。このｉラ
インに対して１ラインずつ過去の方向に向かうラ
インをｉ−１，ｉ−２，……ラインとする。また
１ラインずつ未来に向かうラインをｉ＋１，ｉ−
２ラインとする。図中の符号〜はこの実施例
の装置で印加エネルギを演算する際に使用される
各画素を表わしたものである。ただし、蓄熱演算
部１１ではこのうち画素から画素までの11個
の画素についての印字データを用いて蓄熱データ
の演算を行う。ｉ＋１およびｉ＋２ラインの画素
〜は、後に説明する第２の予熱エネルギを演
算する際に使用されることになる。 第３図は、蓄熱演算を行うために使用する11個
の画素〜について、これらが黒の印字ドツト
である場合の蓄熱寄与率としての重みを表わした
ものである。一般的には着目画素に対してとその
配置が近い画素ほど、着目画素に対する蓄熱の影
響が大きく、蓄熱寄与率も大きくなる。蓄熱演算
部１１における蓄熱データの基本的演算は、黒の
印字ドツトに該当する画素についての重みをそれ
ぞれ加算することにより得られる。この実施例の
サーマルドツト駆動装置では、このようにして算
出された後、加算後に応じて区分された蓄熱デー
タX_iに他の要因を加味して最終的な印加エネルギ
データE_iを算出する。ここでいう他の要因とは、
サーマルドツトの断熱層の蓄熱に関するデータ
（断熱層蓄熱データB_i）等が存在する。 第４図は画信号３０を入力し印加エネルギデー
タE_iを求めるための装置部分を表わしたものであ
る。ここで周辺パターン抽出回路３１は、第２図
で示したように着目画素の周辺に位置する画素の
印字データを抽出する回路である。周辺パターン
抽出回路３１で抽出された11個の画素〜に関
する印字データはX_i演算部３２に入力され、ここ
で蓄熱データX_iが求められる。蓄熱データX_iは、
11個の画素〜における黒の印字ドツトの重み
を加算した値を０から10の11段階に分類したデー
タである。 第５図は、重みの加算値と蓄熱データX_iの関係
を表わしたものである。加算値が例えば最高の４
４５となれば、蓄熱データX_iは最高のレベル１０
となり、最低の１となれば、蓄熱データX_iは最低
の０となる。このような蓄熱データX_iは、例えば
X_i演算器３２をROM（リード・オンリ・メモリ）
で構成し、周辺パターン抽出回路３１の出力をア
ドレス情報として予め書き込まれた蓄熱データX_i
を読み出すことにより簡単に得ることができる。
蓄熱データX_iは、E_i演算器３３に供給される他、
第１のROM３４に供給される。 第１のROM３４は、蓄熱データX_iが断熱層蓄
熱データB_iに寄与するレベルに変換されたデータ
である。ここで、サーマルドツトの断熱層の蓄熱
について理解するために、サーマルドツトの構造
について簡単に説明する。 第６図はサーマルドツトの一般的な構造を表わ
したものである。サーマルドツトの発熱抵抗体３
５はルテニウム（RuO₂）等を材料とするもので、
セラミツク基板３６上を覆つた45μｍ程度の厚さ
の断熱層３７の上にスクリーン印刷等で形成され
る。発熱抵抗体３５および断熱層３７はタンタル
（Ta₂O₅）等の耐摩耗層３８で覆われている。セ
ラミツク基板３６はアルミニウムの放熱基板３９
に取り付けられており、放熱が促進されてサーマ
ルドツトの局部的な蓄熱の進行ができるだけ抑え
られるようになつている。 一方、一般にグレーズ層とも呼ばれる断熱層３
７にはグレーズ等の熱伝導率の小さな材料が使用
されており、１本の発熱抵抗体３５を構成する
個々の発熱体が発生する熱エネルギを印字または
表示に有効に利用させるようになつている。断熱
層３７の蓄熱および放熱の時定数は、発熱抵抗体
３５の加熱と放熱の繰り返しの熱励起サイクルよ
りも十分短いことはいうまでもなく、これが記録
の状態によつて蓄熱を促進させ、サーマルドツト
の基板温度を上昇させる原因となる。 次の第１表は、前記した第１のROM３４の内
容を表わしたものである。

【表】 このように第１のROM３４では、蓄熱データ
X_iをアドレス情報として蓄熱寄与データX_i′の読
み出しを行う。 B_i演算器４１はこの蓄熱寄与データX_i′と、サ
ーマルドツトの基板温度データＫおよび、１ライ
ンだけ過去の断熱層蓄熱データB_i-1を用いて断熱
層蓄熱データB_iの演算を行う。RAM（ランダ
ム・アクセス・メモリ）４２は、B_i演算器４１の
出力する断熱層蓄熱データB_iを１ラインだけ遅延
させて断熱層蓄熱データB_i-1を作成するためのラ
ンダム・アクセス・メモリである。断熱層蓄熱デ
ータB_iの演算を行うため、B_i演算器４１は次の第
２表に示す内容の変換デーブルを備えている。

【表】

【表】

【表】 B_i演算器４１によつて演算された断熱層蓄熱デ
ータB_iは、第２のROM４４に供給される。 第２のROM４４は、断熱層蓄熱データB_iを印
加エネルギデータE_iの演算に適するように変換す
るための変換回路であり、10ビツトのデータで表
わされた断熱層蓄熱データB_iは次の第３表のよう
に３ビツトのデータで表わされた断熱層蓄熱デー
タB_i′に変換される。

【表】

【表】 E_i演算器３３は、蓄熱データX_i、基板温度デー
タＫ、断熱層蓄熱データB_i′と、着目画素および
将来印字されるべき画素についての印字データD_i
を入力して、着目画素に対応する発熱体に対する
印加エネルギデータE_iの演算を行う。ここで着目
画素および将来印字される画素についての印字デ
ータD_iは、周辺パターン抽出回路３２から抽出さ
れることになる。印加エネルギデータE_iは、（）
印字時におけるエネルギとしての印字エネルギデ
ータE_i1と、（）第１の予熱エネルギデータE_i2
と、（）第２の予熱エネルギE_i3の３種類のエネ
ルギであり、E_i演算器３３に入力された４種類の
データの兼ね合いによつて決定される。E_i演算器
３３では、これら３つのエネルギデータE_i1，E_i2，
E_i3の演算を行う。 第７図は、印字エネルギデータE_i1の演算内容
を表わしたものである。この実施例で印字エネル
ギデータE_i1は、蓄熱データX_iと断熱層蓄熱デー
タB_i′をアドレス情報としてE_i演算器３３内の
ROMから読み出される形式をとつており、印字
エネルギデータE_i1は両者の関係から実験的に求
められたものである。もちろん、このような実験
的な方法でなく、熱拡散方程式を解くような演算
器を用いることも可能である。この実施例で印字
エネルギデータE_i1の求められる基準時は、次に
説明する第１の予熱エネルギデータE_i2を発熱体
に供給してこれが熱的に平衡状態となつたときで
ある。 次に第８図は、第１の予熱エネルギデータE_i2
を演算内容を表わしたものである。第１の予熱エ
ネルギデータE_i2は、断熱層蓄熱データB_i′と基板
温度データＫによつて求められるようになつてい
る。演算された第１の予熱エネルギデータE_i2が
MPX２６により選択され印加エネルギデータE_i
として出力される条件は、発熱体の蓄熱レベルの
低いとき、すなわち、（）着目画素および将来
印字されるべき画素についての印字データD_iが共
に黒の印字ドツトに相当するものではなく、かつ
（）蓄熱データX_iが０（零）のときである。 最後に第９図は、第２の予熱エネルギデータ
E_i3の演算内容を表わしたものである。第２の予
熱エネルギデータE_i3は、蓄熱データX_iと断熱層
蓄熱データB_i′によつて求められるようになてい
る。演算された第２の予熱エネルギデータE_i3が
MPX２６により選択され印加エネルギデータE_i
として出力される条件は、発熱体の蓄熱レベルが
低くかつ将来励起される発熱体が存在するとき、
すなわち、（）着目画素が黒の印字ドツトでは
なく、かつ（）将来、黒の印字ドツトに相当す
る印字データが存在する場合である。 印加エネルギデータE_iは、この実施例ではパル
ス幅情報として表わされ、例えば0.03mSの単位
パルスの個数として出力されることになる。この
単位パルスの個数を表わした印字エネルギデータ
E_iは、前記したようなサーマルヘツド転送データ
変換回路に供給される。そしてその信号形態を変
換された後、図示しないサーマルヘツドのシフト
レジスタに供給され、サーマルヘツドによる印字
動作が行われる。 「考案の効果」 以上説明したように本考案では、異なつた条件
下で２種類の予熱エネルギを演算し、発熱体の予
熱制御を行うので、多くの印字データを参照しな
くても発熱体の温度制御が良好に行われることと
なり、より多くの印字データを演算対象とする場
合に比べ、装置を安価にかつ信頼性よく製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を説明するためのもの
で、このうち第１図はサーマルヘツド駆動装置の
要部を示すブロツク図、第２図は本実施例で参照
される画素の配置を示す説明図、第３図は蓄熱デ
ータX_iを求めるために必要な画素についてこれら
が黒の印字ドツトに対応する場合の着目画素に対
する重みを一例として表わした説明図、第４図は
装置の要部を具体的に表わしたブロツク図、第５
図は蓄熱データX_iの演算内容を表わした説明図、
第６図はサーマルヘツドの構造を表わした断面
図、第７図は印字エネルギデータE_i1の演算内容
を表わした説明図、第８図は第１の予熱エネルギ
データE_i2の演算内容を表わした説明図、第９図
は第２の予熱エネルギデータE_i3の演算内容を表
わした説明図である。 １１……蓄熱演算部、１２……印字ビツト検出
部、１３……周辺温度検出部、１５……印字パル
ス幅演算回路、１６……第１の予熱パルス幅演算
回路、１７……第２の予熱パルス幅演算回路、３
１……X_i演算器、３３……E_i演算器、４１……B_i
演算器、B_i′……断熱層蓄熱データ、E_i1……印字
エネルギデータ、E_i2……第１の予熱エネルギデ
ータ、E_i3……第２の予熱エネルギデータ、Ｋ…
…基板温度データ、X_i……蓄熱データ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 発熱の最小単位としての発熱体をほぼ一列に
   配置し、これら発熱体の通電を個々に制御する
   ことによりこれら発熱体の温度を制御し画情報
   の熱的な記録を行う装置において、 発熱体の周囲の温度を測定しこれを表わした
   温度データを出力する温度データ出力手段と、 現在通電制御を行おうとする特定画素として
   の着目画素に対応する発熱体の現時点の蓄熱レ
   ベルを表わした蓄熱データを演算する蓄熱デー
   タ演算手段と、 この蓄熱データを基にして着目画素の印字に
   必要な印字パルス幅を演算する印字パルス幅演
   算手段と、 前記蓄熱データと着目画素の周囲の温度デー
   タを基にして着目画素に対応する発熱体の予熱
   に必要な第１の予熱パルス幅を演算する第１の
   予熱パルス幅演算手段と、 着目画素に対応する発熱体を将来通電する画
   信号を用いてこの発熱体の予熱に必要な第２の
   予熱パルス幅を演算する第２の予熱パルス幅演
   算手段と、 前記印字パルス幅のパルスを該当する発熱体
   の印字のための印字パルスとして出力する印字
   パルス出力手段と、 印字が行われていないときに前記第１の予熱
   パルス幅のパルスもしくは第２の予熱パルス幅
   のパルスを将来の画信号に応じて選択して該当
   する発熱体を予熱するための予熱パルスとして
   出力する予熱パルス出力手段 とを具備することを特徴とするサーマルヘツド
   駆動装置。 ２ 第１の予熱パルスに引き続いて第２の予熱パ
   ルスが出力され、かつ第２の予熱パルスのパル
   ス幅が第１の予熱パルスのそれよりも長いこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のサーマルヘツド駆動装置。