JPH0412864A - 発熱抵抗素子通電制御方式 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、サーマルヘッドに設けた多数の発熱抵抗素子
の通電を制御する方法および装置に関する。

［従来の技術］ サーマルヘッドに多数の発熱抵抗素子を備えたサーマル
プリンタでは、それら発熱抵抗素子の全部が一斉に通電
すると瞬間的に消費電力が非常に高くなって電源回路に
大きな負担をかける。

そこで、従来は、第７図（Ａ）に示すように、それら多
数（この例では１０２４個）の発熱抵抗素子Ｒ１−Ｒ１
０２４を複数（この例では４つ）のブロックに分割し、
時分割方式でブロック別に通電を行うことで、瞬間的な
消費電力を低減し、電源回路の負担（容量）を小さくし
ていた。第７図（Ａ）に示すような４ブロツクの時分割
通電を行う場合は、最初に第１ストローブ信号によって
第１ブロツクＱｌ内の発熱抵抗素子Ｒ１−Ｒ２５１１ｉ
を同時に通電可能化し、次に第２ストローブ信号によっ
て第２ブロツクＱ２内の発熱抵抗素子Ｒ２５７〜Ｒ５１
２を同時に通電可能化し、次に第３ストローブ信号によ
って第３ブロツクＱ３内の発熱抵抗素子Ｒ５１３〜Ｒ７
６８を同時に通電可能化し、最後に第４ストローブ信号
によって第４ブロツクＱ４内の発熱抵抗素子Ｒ７６９〜
Ｒ＋０２４を同時に通電可能化していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように、従来は、例えば発熱抵抗素子Ｒ１−Ｒ
２５Ｇによって第１ブロツクＱｌを形成するというよう
に、連続する発熱抵抗素子によって各ブロックを形成し
、ブロック別の時分割通電を行っていた。しかしながら
、このような従来の時分割通電制御方式によれば、各ブ
ロック間の境界付近で発熱温度に差が生じ、ひいては記
録ドｙ）径および記録１度に差が生ずるという不具合が
あった。

この様子を第７図につき説明する。第７図（Ｂ）は第１
ストローブ信号によって第１ブロツクＱｌの発熱抵抗素
子Ｒ１−Ｒ２５Ｇが通電した時の発熱抵抗素子列の温度
分布を示し、第７図（Ｃ）は第２ストローブ信号によっ
て第２ブロツクＱ２の発熱抵抗素子Ｒ２５７〜Ｒ５１２
を通電した時の発熱抵抗素子列の温度分布を示す。これ
らの温度分布図に示されるように、第１および第２ブロ
ックＱｌ、Ｑ２の境界において、第１ブロツクＱｌの端
部は通電（発熱）前の第２ブロツクＱ２側より冷却効果
を受けるのに対し、第２ブロツクＱ２の端部は通電（発
熱）後の第１ブロツクＱｌ側より蓄熱効果を受ける。こ
れにより、第１ブロツクＱｌ側では記録ドツトの成長を
抑制されるのに対し、第２プロ、りＱ２側では記録ドツ
トの成長を促進されることとなり、両者の間に記録ドツ
ト径および記録濃度の段差（誤差）が生ずる。このよう
な段差は第２ブロツクＱ２と第３ブロツクＱ３との境界
、第３ブロツクＱ３と第４ブロツクＱ４との境界でも生
しる。これらの段差部はサーマルヘッドの副走査に伴っ
て同方向に延びる結果プリント画像上に数本の白い縞と
なって現れ、これがために記録品質が著しく劣化する。

また、従来の通電制御方式では、一定の領域を−様な濃
度で記録しようとしても、異なるブロック間で記録濃度
にズレを生ずることがあった。第８図にその例を示す。

この例は、用紙１００の上部領域１０２に−様な濃度で
一定の色をベタ塗り風に記録しようとしたのであるが、
第４ブロツクＱ４によって記録された部分領域１０３よ
りも第３ブロツクＱ３によって記録された部分領域１０
４のほうか濃い記録１度となる。これは、発熱抵抗素子
列の共通電極の影響に起因する。すなわち第４ブロツク
Ｑ４においては、全部の発熱抵抗素子Ｒ７Ｂ９〜Ｒ＋０
２４が通電発熱することにより、共通電極の抵抗による
電圧降下が大きく影響して各発数抵抗素子の通電電流を
大きく減少させ、その結果発熱エネルギひいては記録濃
度が著しく低下する。これに対し第３ブロツクＱ３にお
いては、半数の発熱抵抗素子Ｒ６４０〜Ｒ７６８か通電
発熱するたけなので共通電極の抵抗による電圧降下の影
響をそれほど受けず、記録１度の低下も小さい。

本発明は、上述したようなブロック境界部での温度特性
の差に起因する画質劣化や共通電極の影響に起因する画
質劣化等を解消し、高画質拳高品質な記録を可能とする
発熱抵抗素子通電制御方式を提供することを目的とする
。

口課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明の発熱抵抗素子通電
制御方式は、サーマルヘッド上で所定の方向に配列され
た多数の発熱抵抗素子を通電してそれらの発生する熱エ
ネルギにより文字１画像等を記録する記録装置において
、各グループに不連続な複数の発熱抵抗素子が属するよ
うそれら多数の発熱抵抗素子を複数のグループに分け、
それら複数のグループを時分割方式で別々に通電するよ
うにした。

本発明によるグループ分けの好適な例として、各グルー
プに属する複数の発熱抵抗素子が発熱抵抗素子列の全体
にわたり一定の間隔を置いて分布するようにグループ分
けすることとした。

また、本発明によるグループ分けの可能な例として、各
グループに属する複数の発熱抵抗素子が発熱抵抗素子列
の全体にわたりランダムな間隔を置いて分布するように
グループ分けすることとした。

また、どんな内容、パターンの文字、画像を記録する場
合でも、常に各グループの通電を平均化して高画質・高
品質な記録を行うために、サーマルヘッド上で主走査方
向に配列された多数の発熱抵抗素子のうち各印字ライン
上で実際に通電すべき発熱抵抗素子を複数のグループに
分け、それらグループの各々に不連続な複数の発熱抵抗
素子を属させ、グループ間で時分割方式の通電を行うこ
ととした。

［作用］ 本発明では、各グループに属する発熱抵抗素子が不連続
であるから、各発熱抵抗素子の両隣りの発熱抵抗素子は
異なるグループに属する。したがって、各発熱抵抗素子
とそれら両隣りの発熱抵抗素子が同時に通電・発熱する
ことがなく、またグループ・レベルでの境界といったも
のは存在せずグループ別の時分割通電を行っても、発熱
抵抗素子列の一部で局所的（ブロック的）に通電するの
ではなく、常に素子列の全体に分布した多数の位置で発
熱抵抗素子の通電が行われる。したがって不所望な記録
濃度の段差が生じ、プリント画像上に白い縞が現れるよ
うなこともない。また、各グループの通電が分散化・平
均化されることにより共通端子の抵抗（電圧降下）の影
響が少なく、高品質なプリント画像が得られる。

各グループに属する複数の発熱抵抗素子が発熱抵抗素子
列の全体にわたり一定の間隔（例えば発熱抵抗素子４個
分の間隔）を置いて分布するようにグループ分けすると
、各グループの発熱抵抗素子が発熱抵抗素子列に均等に
分布することにより製作・制御が簡単になるとともに、
安定な作用効果が得られる。

もっとも、必要に応じて、各グループに属する複数の発
熱抵抗素子が発熱抵抗素子列の全体にわたりランダムな
間隔を置いて分布するようにグループ分けしてもよく、
そのほうがより好ましい結果を得ることもある。

また、各印画ラインの通電サイクル毎または各１度階調
の単位通電時間毎に、実際に通電すべき発熱抵抗素子だ
けを対象としてそれらをグループ分けしてグループ毎の
時分割通電を行うようにすると、任意の場面において常
に各グループの通電か正確に平均化され、常に高画質・
高品質な記録が行われる。

［実施例コ 以下、第１図ないし第６図につき本発明の詳細な説明す
る。

先ず、第２図に本発明の一実施例を適用したサーマルプ
リンタの主要部の回路構成を示す。フレームメモリ１０
には、テレビ受像機やパーソナルコンピュータ等のソー
スより１コマ分の画像データが入力される。このフレー
ムメモリ１ｏよす読み出された１印画ライン分の画像デ
ータは、色処理回路１２でγ補正等の色補正を受けたの
ち潤度−時間変換回路１４で各発熱抵抗素子の通電時間
を規定するシリアルの通電時間データＤＡＴＡに変換さ
れ、サーマルヘッド１６に供給される。この通電時間デ
ータＤ　Ａ　Ｔ　Ａに同期して、クロック回路１８より
クロック信号ＣＫがサーマルヘッド１６に供給される。

１ライン分のデータ入力が完了すると、サーマルへラド
１８には、ラッチ信号発生回路２２よりラッチ信号〔頂
が与えられ、次いでストローブ信号発生回路２０より４
つのストローブ信号５ＴＩ−ＳＴ４が一定の時間差をも
って順次与えられる。また、電源回路２６より、サーマ
ルヘッド１６内の発熱抵抗素子を通電発熱させるための
駆動電圧ＶＣが供給される。ＣＰ、Ｕ　２４は各部の動
作を制御する。

さて、第１図にサーマルヘッド１６内の回路構成を示し
、第３図にサーマルヘッド１６に与えられる各データ、
信号のタイミングを示す。

第１図において、１０２４個の抵抗Ｒ１−ＲＩＧ２４は
、セラミック製のへノド基板上で主走査方向に配列され
た１０２４個の発熱抵抗素子をそれぞれ表す。これらの
発熱抵抗素子Ｒ１−Ｒ１０２４は、共通電極３０を介し
て電源出力端子３２に並列接続される。

この実施例では、これら１０２４個の発熱抵抗素子Ｒ１
−Ｒ１０２４が４つのグループ■、■、■。

■に分けられ、第１グループ■には左から一番目のＲ１
を先頭に以下４つ置きにＲ５，Ｒ９，・・・・Ｒ＋０２
１か属し、第２グループ■には左から二番目のＲ２を先
頭に以下４つ置きにＲＧ、ＲＩＯ，・・・・Ｒ１０２２
が属し、第３グループ■には左から三番目のＲ３を先頭
に以下４つ置きにＲ７，Ｒ目、・・・・Ｒ１０２３が属
し、第４グループ■には左から四番目のＲ４を先頭に以
下４つ置きにＲ８，ＲＩ２．・・・・Ｒ［０２４が属す
る。そして第１グループ■の各発熱抵抗素子ＲＩ　Ｒ５
，・・・・Ｒ１０２１に対応する論理ゲートＡＩ、Ａ５
．・・・・Ａ１０２１に第１ストローブ信号ＳＴＩが与
えられ、第２グループ■の各発熱抵抗素子Ｒ２，ＲＧ、
・・・・Ｒ１０２２に対応す論理ゲー）　Ａ２．Ａ［ｉ
、・・・・Ａ　１０２２に第２ストローブ号ＳＴ２が与
えられ、第３グループ■の各発熱抵抗素子Ｒ３，Ｒ７，
・・・・Ｒ１０２３に対応する論理ゲートＡ３、Ａ７．
・・・・Ａ１０２３に第３ストローブ信号ＳＴ３か与え
られ、第４グループ■の各発熱抵抗素子Ｒ４，Ｒ８、・
・・・Ｒ１０２４に対応す論理ゲートＡ４．Ａ８．・・
・・Ａ　１０２４に第４ストローブ号ＳＴ４が与えられ
るように構成されている。

／ブトレジスタ３４には、上記の濃度−通電時間変換回
路１４より単位通電サイクル毎に第４図に示すような１
０２４ビツト（Ｊｌ−＋１０２４）のンリアルな通電時
間データＤＡＴＡがクロック信号ＣＫに同期して入力さ
れる（第３図（Ａ）、（Ｂ））。

この通電データＤＡＴＡが７フトレジスタ３４にロード
されると、次にラッチ信号発生回路２２からのラッチ信
号ＬＡがアクティブ・レベル“Ｌ”になり（第３図（Ｃ
））、これによりラッチ回路３６に通電時間データＤＡ
ＴＡの各ビット（通電時間ビット）　　Ｊ　ｌ　−Ｊ　
１０２４がパラレルにラッチ（／フト）される。ここで
、各通電時間ビットＪｎは、それと対応する発熱抵抗素
子Ｒａを単位通電時間通電させるべき（“１″）か否か
（“０”）の情報を仔している。ランチ回路３６に各通
電時間ビｙｈＪ１〜Ｊ　１０２４がランチされると、次
にストローブ信号ＳＴＩ〜ＳＴ４が順次一定時間（単位
通電時間）だけアクティブ・レベル“Ｌ″になる。

先ず、第１ストローブ信号ＳＴＩがアクティブ・レベル
″Ｌ”になる（第３図（Ｄ））。そうすると論理ゲー）
ＡＩ、Ａ５．・・・・Ａ１０２１が可能化され、これに
より駆動回路ＤＩ、Ｄ５．・・・・Ｄ　１０２１にう、
子回路３６からの通電時間ビットＪｌ、Ｊ５．・・・・
Ｊ　１０２１がそれぞれ入力される。しかして、駆動回
路Ｄ１は、通電時間ビｙｈＪｔが“１”のとき出力側の
発熱抵抗素子Ｒ１を単位通電時間だけ駆動（通電）し、
通電時間ビットＪ＋が“０”のときは発熱抵抗素子Ｒ１
を駆動（通電）しない。他の駆動回路Ｄ５゜Ｄ９．・・
・・Ｄ　ｌ０２１も同様にして発熱抵抗素子Ｒ５，Ｒ９
゜・・・・Ｒ１０２１を選択的に駆動する。このように
、ストローブ信号ＳＴＩがアクティブ−レベル“Ｌ”に
なると、第１グループ■の発熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ５゜・
・・・Ｒ＋０２１がそれぞれに対応する通電時間ビット
Ｊ１、Ｊ５．・・・・Ｊ　１０２１のビット内容に応じ
て選択的に通電して発熱する。

第１ストローブ信号ＳＴＩの持続時間か終了すると、次
に第２ストローブ信号ＳＴ２がアクティブ・レベル“Ｌ
″になる（第３図（Ｅ））。これにより、論理ゲートＡ
２．ＡＧ、・・・・Ａ　＋０２２が可能化され、駆動回
路Ｄ２．ＤＢ、・・・・Ｄ　１０２２にラッチ回路３６
からの通電時間ビットＪ　２．Ｊ　Ｅｉ、・・・・Ｊ　
１０２２がそれぞれ入力される。しかして、これらの駆
動回路Ｄ　２．Ｄ　Ｂ。

・・・・Ｄ　１０２２は、通電時間ビットＪ　２．Ｊ　
６．・・・・Ｊ　１０２２のビット内容に応して第２グ
ループ■の発熱抵抗素子Ｒ２，Ｒｅ、・・・・Ｒ１０２
２を選択的に通電駆動する。

以後、上記と同様な動作が繰り返され、第３ストローブ
信号ＳＴ３がアクティブ・レベル“Ｌ”になると（第３
図（Ｆ））、第３グループ■の発熱抵抗素子Ｒ３，Ｒ７
，・・・・Ｒ１０２３が通電駆動され、第４ストローブ
信号ＳＴ４がアクティブ・レベル“Ｌ”になると（第３
図（Ｇ））、第４グループ■の発熱抵抗素子Ｒ４，Ｒ８
，・・・・Ｒ１０２４が通電駆動される。

このように、本実施例では、１０２４個の発熱抵抗素子
Ｒ１−ＲＩ０２４を４つのグループ■〜■に分け、各グ
ループには発熱抵抗素子列内で４つ置の間隔を置いて不
連続な２５６個の発熱抵抗素子を属させ、時間差をもっ
た４つのストローブ信号５ＴＩ−８Ｔ４によってこれら
４つのグループ■〜■を時分割方式で通電するようにし
た。

このような本実施例によるグループ別時分割通電では、
各グループの発熱抵抗素子が発熱抵抗素子列の全体に分
布するため、従来の時分割通電制御方式に見られたブロ
ック境界というものが存在せず、発熱抵抗素子列の温度
分布が平均化され、記録濃度に段差を生しることがなく
、プリント画像上に白い縞が現れることもない。

また、第８図に示すように用紙の一部の領域１００に画
像が集中した記録を行う場合でも、全グループ■〜■に
略々均等に属する発熱抵抗素子が記録に関与するので、
共通電極３０の抵抗による影響が時分割的に各グループ
に平均化されて分散・低減される。これにより、領域１
００の全体にわたり一様な濃度で画像が記録される。

上述した実施例における発熱抵抗素子の個数（１０２４
個）、グループの数（４つ）、各グループにおける発熱
抵抗素子間の間隔（４つ置き）は−例であって、これに
限らす任意の個数の発熱抵抗素子、任意の数のグループ
分け、任意の間隔が可能であり、間隔に関しては規則的
な間隔だけでなくランダムな間隔にしてもよい。

また、上述した実施例では、各発熱抵抗素子と各グルー
プとの対応関係を固定していたが、各印画ラインの通電
サイクルまたは各濃度階調の単位通電時間毎に実際に通
電すべき発熱抵抗素子だけを対象としてグループ分けを
行うようにしてもよい。

第５図は、各印画ラインの通電サイクル毎にグループ分
けを行うための回路構成例を示す。この例では、色処理
回路１２より出力される１印画ライン分の画像データが
グループ振分回路４０に供給される。この振分回路４０
は、この画像データを基に各発熱抵抗素子Ｒｎが当該印
画ラインにおいて通電すべきものか否かを判定し、通電
すべきものであるときは２ビツトの選択信号ＣＯ，ＣＩ
を各発熱抵抗素子Ｒｎに対応して設けられたセレクタ回
路Ｇｎの切替端子に与え、４つのストローブ信号Ｓ　Ｔ
　Ｉ、Ｓ　Ｔ２．Ｓ　Ｔ３．Ｓ　Ｔ４のうちのいずれか
１つを論理回路Ａｎに与えるようにする。しかして、セ
レクタ回路Ｇｎがストローブ信号ＳＬ３を通すように設
定された場合は、発熱抵抗素子Ｒｎは第３グループ■に
属することになる。通常は、通電すべき発熱抵抗素子が
、例えばＲ１，Ｒ３，Ｒ８゜Ｒ９，Ｒ１２・・・・の場
合、Ｒ１を第１グループ■に入れたなら、Ｒ３を第２グ
ループ■に入れ、Ｒ８を第３グループ■に入れ、Ｒ９を
第４グループ■に入れ、Ｒ１２を第１グループ■に入れ
るというような振分か行われる。

第６図は、各１度階調の単位通電時間毎にグループ分け
を行うための回路構成例を示す。この例では、１度−通
電時間変換回路１４より出力される／リアルな通電時間
データＤＡＴＡがグループ振分回路４２に供給される。

このグループ振分回路４２は、通電時間データＤＡＴＡ
の各通電時間ピノ）Ｊｎを基に各発熱抵抗素子Ｒｎを通
電すべきものかどうかを判定し、通電すべきものである
ときはグループ■〜■のいずれか１つを指定する２ビツ
トのセレクタ切替信号ＣＯ，ＣＩを出力し、それらを一
対のンフトレジススタ４４．４６に供給する。これによ
り、通電時間データＤＡＴＡが／フトレジスタ３４にロ
ードされると、これらシフトレジスタ４４．４６の出力
端子Ｐ　ｎ、Ｐ　ｎより上記２ビツトのセレクタ切替信
号ＣＯ，ＣＩがセレフタ回路Ｇｎの切替端子に与えられ
、発熱抵抗素子Ｒｎの属すべきグループが設定される。

上記のように、実際に通電すべき発熱抵抗素子だけを対
象として本発明によるグループ分けを行うことにより、
どんな内容、パターンの文字、画像を記録する場合でも
、常に各グループ間で平均化された通電を行うことがで
き、常に高画質・高品質な記録を保証することが可能で
ある。

［発明の効果コ 本発明は、上述したような構成を宵することにより、次
のような効果を奏する。

請求項１の発熱抵抗素子通電制御方式によれば、各グル
ープに不連続な複数の発熱抵抗素子が属する仕方でサー
マルヘッド上の多数の発熱抵抗素子を複数のグループに
分け、それら複数のグループを時分割方式で別々に通電
するようにしたので、各グループにおいて発熱抵抗素子
列の全体に広く分布した多数の位置で発熱抵抗素子か通
電することにより、グループ間での不所望な記録濃度の
段差が生しるようなことはなく、また共通端子の抵抗（
電圧降下）の影響も少なく、高画質−高品質な記録画像
が得られる。

請求項２の発熱抵抗素子通電制御方式によれば、各グル
ープに属する複数の発熱抵抗素子が発熱抵抗素子列の全
体にわたり一定の間隔を置いて分布するようにグループ
分けしてグループ別に時分割通電を行うようにしたので
、各グループの発熱抵抗素子が発熱抵抗素子列全体に均
等に分布することとなり、製作・制御が簡単になるとと
もに、より安定な作用効果を得ることができる。

請求項３の発熱抵抗素子通電制御方式によれば、各グル
ープに属する複数の発熱抵抗素子が発熱抵抗素子列の全
体にわたりランダムな間隔を置いて分布するようにグル
ープ分けすることにより、必要に応して、あるいは特殊
な場合にも対応することが可能である。

請求項４の発熱抵抗素子通電制御方式によれば、実際に
通電すべき発熱抵抗素子だけを対象としてそれらをグル
ープ分けしてグループ毎の時分割通電を行うことで、任
意の文書内容、画像内容、パターンに対して常に各グル
ープの通電を正確に平均化し、常に高画質・高品質な記
録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるサーマルヘッドの主
要部の回路の構成を示すブロック図、第２図は、一実施
例を適用したサーマルプリンタの主要部の回路構成を示
すブロック図、第３図は、実施例のサーマルヘッド内の
各部のデータ、信号のタイミングを示す図、 第４図は、実施例で与えられる通電時間データのビＩト
・パターン（通電時間ビット）を示す図第５図は、実施
例の第１の変形例の回路構成を示すブロック図、 第６図は、実施例の第２の変形例の回路構成を示すブロ
ック図、 第７図は、従来のブロック分割式による発熱抵抗素子通
電制御方式の作用を説明するための図、第８図は、従来
方式の欠点の一例を示すための図である。 １６・・・・サーマルへ、ド、 ２０・・・・ストローブ信号発生回路、２２・・・・ラ
ッチ信号発生回路、 ２４・・・・ＣＰＵ。 ３０・・・・共通電極、 ３４・・・・／フトレジスタ、 ３６・・・・ラッチ回路、 Ｒ１〜Ｒ１０２４・・・・発熱抵抗素子、Ｄ１〜Ｄ　１
０２４・・・・駆動回路、Ａ１〜Ａ　ｌ０２４・・・・
論理回路、Ｇｎ・・・・セレクタ回路、 ４０．４２・・・・グループ振分回路、４４．４６・・
・・・ソフトレジスタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーマルヘッド上で所定の方向に配列された多数
   の発熱抵抗素子を通電してそれらの発生する熱エネルギ
   により文字、画像等を記録する記録装置において、 各グループに不連続な複数の発熱抵抗素子が属するよう
   前記多数の発熱抵抗素子を複数のグループに分け、それ
   ら複数のグループを時分割方式で別々に通電するように
   したことを特徴とする発熱抵抗素子通電制御方法。
2. （２）各グループに属する複数の発熱抵抗素子は発熱抵
   抗素子列の全体にわたり一定の間隔を置いて分布してい
   ることを特徴とする請求項１記載の発熱抵抗素子通電制
   御方法。
3. （３）各グループに属する複数の発熱抵抗素子は発熱抵
   抗素子列の全体にわたりランダムな間隔を置いて分布し
   ていることを特徴とする請求項１記載の発熱抵抗素子通
   電制御方法。
4. （４）サーマルヘッド上で主走査方向に配列された多数
   の発熱抵抗素子のうち各印字ライン上で実際に通電すべ
   き発熱抵抗素子を複数のグループに分け、それらグルー
   プの各々に不連続な複数の発熱抵抗素子を属させ、グル
   ープ間で時分割方式の通電を行うようにしたことを特徴
   とする発熱抵抗素子通電制御方法。