JPH04329152A - サーマルヘッド制御回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタのサーマルヘ
ッドを制御する回路に係り、特に加熱時間と冷却時間と
からなる記録周期を繰り返すサーマルヘッドの制御回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルラインプリンタでは、紙送り方
向（副走査方向）と垂直なライン方向（主走査方向）に
多数の発熱抵抗素子を１列に配列したサーマルヘッドが
使われる。記録時には、このサーマルヘッドがインクフ
イルムを介して用紙に押し当てられ、個々の発熱抵抗素
子が画像信号に応じて所定時間通電・発熱し、その加熱
エネルギによってインクフイルムのインク（昇華性染料
）が離散的に昇華して用紙へドット状に転写し、１記録
ライン上に画素が記録される。このような記録動作が副
走査方向に所定のピッチで所定数（たとえば６００本）
の記録ラインについて繰り返されることで、１枚の画像
が記録される。

【０００３】上記のように、サーマルヘッドの各発熱抵
抗素子は一定周期の記録動作を繰り返す。この一定周期
、すなわち記録周期は、図４および図５に示すように、
加熱時間と冷却時間とからなる。加熱時間の長さは、画
像信号に応じて変化し、記録すべき画素の濃度が濃いほ
ど長くなる。冷却時間は、加熱時間の終了時から当該記
録周期の終了時までの残余時間であり、加熱時間が長い
ほど短くなるが、最大加熱時間のときでも一定（最小）
の冷却時間が確保されている。一般に加熱時間は加熱立
上げ期間と加熱保持期間とからなり、加熱立上げ期間で
は、インク加熱温度を迅速にインク昇華温度以上に立ち
上げるため、図４に示すように発熱抵抗素子の駆動電圧
を高くするか、または図５に示すように通電サイクルの
デューティを大きくする（たとえば１００％にする）制
御が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、図４の方式を
行う場合でも図５の方式を行う場合でも、加熱立上げ時
間を各記録周期について一定の時間としていた。すなわ
ち、各記録周期が開始されたなら直ちに一定時間の加熱
立上げを行っていた。

【０００５】しかし、前回の記録周期における加熱時間
が相当長いとき、たとえば最大加熱時間に近いときは、
加熱時間の終了時から今回の記録周期の開始時まで（つ
まり冷却時間中）に当該発熱抵抗素子が十分冷却されな
いことがある。

【０００６】しかるに、従来は、そのような場合でも通
常（一定）時間の加熱立上げを行うため、加熱立上げの
効果が効きすぎて、その結果として今回の記録周期で発
生される加熱エネルギが過大となり、記録濃度が過大に
なるという不具合があった。この不具合を解消するため
、冷却時間を長くとることが考えられるが、そうすると
記録周期をも長くしなければならないため、記録速度が
低下するという別の（新たな）不具合を生じた。

【０００７】また、周囲温度が高くてサーマルヘッドに
対する冷却効果が十分でない時は、加熱時間終了後の各
発熱抵抗素子ないしサーマルヘッド全体の温度の立下が
り速度が低下し、結果的に各記録周期で発生された加熱
エネルギが過大となり、記録濃度が不良になるという不
具合があった。

【０００８】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、高速記録を行いつつ高精度な記録濃度を得るよ
うにしたサーマルヘッド制御回路を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１のサーマルヘッド制御回路は、所定の
記録周期毎にサーマルヘッドの各発熱抵抗素子を画像デ
ータに応じて所定時間だけ通電・発熱させてインクを加
熱し、その加熱エネルギに応じた多階調の濃度の画素を
用紙上に記録するようにしたサーマルヘッド制御回路に
おいて、各記録周期内の加熱立上げ時に各発熱抵抗素子
により発生させるべき加熱エネルギを直前の１つまたは
連続する複数の記録周期で各発熱抵抗素子より発生され
た加熱エネルギに応じて制御する加熱立上げ制御手段を
具備する構成とした。

【００１０】また、本発明の第２のサーマルヘッド制御
回路は、各記録周期内の加熱立上げ時に各発熱抵抗素子
により発生させるべき加熱エネルギを直前の１つまたは
連続する複数の記録周期で各発熱抵抗素子およびその隣
接する複数の発熱抵抗素子により発生された加熱エネル
ギに応じて制御する加熱立上げ制御手段を具備する構成
とした。

【００１１】また、本発明の第３のサーマルヘッド制御
回路は、サーマルヘッドの冷却特性を検出するヘッド冷
却特性検出手段と、各記録周期中に各発熱抵抗素子によ
り発生されるべき加熱エネルギを前記ヘッド冷却特性検
出手段の出力信号に基づいて制御する加熱エネルギ制御
手段とを具備する構成とした。

【００１２】また、本発明の第４のサーマルヘッド制御
回路は、第３のサーマルヘッド制御回路において、前記
ヘッド冷却特性検出手段を、前記サーマルヘッドの温度
を検出する第１の温度検出手段と、前記サーマルヘッド
の周囲の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記第
１および第２の温度検出手段の出力信号に基づいて前記
サーマルヘッドの冷却特性を割り出す手段とで構成する
こととした。

【００１３】

【作用】第１のサーマルヘッド制御回路においては、各
記録周期の直前の１つまたは連続する複数の記録周期で
各発熱抵抗素子より発生された加熱エネルギに基づいて
各記録周期の加熱立上げが可変制御される。しかして、
たとえば前回の記録周期で相当量の加熱エネルギが発生
されたときは、今回の記録周期の加熱立上げは正常時よ
りも短縮された時間で行われ、したがって正常時よりも
少ない加熱エネルギで立上げが行われることとなり、結
果的には正常時に近い加熱保持温度が得られる。

【００１４】第２のサーマルヘッド制御回路においては
、加熱エネルギの履歴データを各発熱抵抗素子だけでな
く、それに隣接する複数の発熱抵抗素子をも考慮して割
り出し、その平均的・総合的な履歴データに基づいて各
発熱抵抗素子に対する今回の記録周期の加熱立上げを制
御する。したがって、演算制御は複雑になるが、より高
精度な加熱立上げ制御が行われ、より高精度な記録濃度
が得られる。

【００１５】第３のサーマルヘッド制御回路においては
、サーマルヘッドの冷却効果が低下した時は、ヘッド冷
却特性検出手段がその状況を検出して所要の温度補正デ
ータを生成し、その温度補正データに基づいて加熱エネ
ルギ制御手段が各記録周期中に各発熱抵抗素子の発生す
べき加熱エネルギを可変制御する。

【００１６】第４のサーマルヘッド制御回路においては
、第１および第２の温度検出手段の出力信号間の差分か
ら、つまりサーマルヘッドの温度と周囲温度間の差分か
らサーマルヘッド制御回路の冷却効果状態を検出・判定
し、その検出結果に基づいて当該記録周期で発生すべき
加熱エネルギを制御する。

【００１７】

【実施例】以下、図１〜図３を参照して本発明の一実施
例を説明する。図１はこの実施例によるサーマルヘッド
制御回路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、図２および図３はこの実施例によ
る加熱制御の作用を説明するための温度特性図である。

【００１８】図１において、この実施例によるサーマル
ヘッド制御回路１０には、画像処理回路１２、履歴デー
タ演算回路１４、加熱立上げ制御回路１６、加熱保持制
御回路１８、温度補正回路２０、ヘッド駆動回路２２が
含まれる。また、サーマルヘッド３０には、このサーマ
ルヘッド３０の温度を検出するサーミスタ（図示せず）
が取付されており、このサーミスタも機能的にはサーマ
ルヘッド制御回路１０に含まれる。

【００１９】画像処理回路１２は、コンピュータまたは
テレビ受像機等から入力した画像信号ＶＳを、１ライン
周期で、逆γ補正やカラーマスキング処理等にかけてか
ら、記録濃度に対応した通電時間を表す通電時間データ
に変換する。画像処理回路１２より得られた１ライン分
の通電時間データは、加熱立上げ制御回路１６、加熱保
持制御回路１８に与えられるとともに、履歴データ演算
回路１４にも与えられる。

【００２０】温度補正回路２０は、サーマルヘッド３０
に取り付けられた上記サーミスタからの出力信号Ｃ１　
を入力するとともに、サーマルヘッド３０の周囲温度な
いし環境温度を検出するために適所に配置されたサーミ
スタ（図示せず）からの出力信号Ｃ２　を入力し、内蔵
のルック・アップ・テーブルを参照して、両信号Ｃ１，
Ｃ２に対応した温度補償データＪＨを出力する。この温
度補償データＪＨと両信号Ｃ１，Ｃ２　との関係は、Ｃ
１，Ｃ２　間の差が大きいほど（サーミスタ３０に対す
る冷却効果が効いているほど）ＪＨの値（補償値）が小
さく、Ｃ１，Ｃ２　間の差が小さいほど（サーミスタ３
０に対する冷却効果が小さくなるほど）ＪＨの値（補償
値）が大きくなるという関係に選ばれる。温度補正回路
２０より得られた温度補償データＪＨは加熱保持制御回
路１８に与えられる。本実施例においては、サーマルヘ
ッド３０の温度を検出するサーミスタ、周囲温度を検出
するサーミスタ、および温度補正回路２０によってヘッ
ド冷却特性検出手段が構成されている。

【００２１】履歴データ演算回路１４は、画像処理回路
１２より受けた１ライン分の通電時間データを基に各発
熱抵抗素子につき当該記録ラインで発生された加熱エネ
ルギを演算し、その演算データを次のラインの記録時に
加熱立上げ制御回路１６に与える。

【００２２】加熱立上げ制御回路１６は、各ラインの記
録周期開始前、画像処理回路１２よりその（今回の）記
録周期分の通電時間データを受け取るとともに、履歴デ
ータ演算回路１４より前回の記録周期で発生された加熱
エネルギを表すデータを受け取り、それらのデータを基
に今回の記録周期における加熱立上げ時間を決定し、そ
の決定した加熱立上げ時間に対応する通電時間制御信号
をヘッド駆動回路２２に与える。

【００２３】加熱保持制御回路１８は、各ラインの記録
周期開始前、画像処理回路１２よりその（今回の）記録
周期分の通電時間データを受け取るとともに、温度補正
回路２０より温度補償データＪＨを受け取り、それらの
データを基に今回の記録周期における加熱保持時間を決
定し、その決定した加熱保持時間に対応する通電制御信
号をヘッド駆動回路２２に与える。

【００２４】ヘッド駆動回路２２は、各記録周期毎に、
サーマルヘッド３０の各発熱抵抗素子を、加熱立上げ制
御回路１６からの通電制御信号に応じたタイミングで加
熱立上げの通電・発熱を行わせ、次いで加熱保持制御回
路１８からの通電制御信号によって規定される時間だけ
加熱保持の通電・発熱を行わせる。

【００２５】ＣＰＵ３２は、ＣＰＵバス３４を介して画
像処理回路１２、ヘッド駆動回路２２、機構制御回路３
６等に所要の制御信号、タイミング信号を与える。

【００２６】図２は、加熱立上げ制御回路１６による本
実施例の作用を示す。この図において、曲線Ｌｉ−１　
は、前回の記録周期Ｔｉ−１　における加熱時間ＴＡｉ
がそれほど長い時間ではない場合の加熱温度特性曲線で
ある。このときは、今回の記録周期Ｔｉの開始時に当該
発熱抵抗素子の温度は十分低い値ＳＴＯ　まで下がって
いるので、今回の記録周期Ｔｉ　では定常時間ｔｎ　の
加熱立上げが行われる。

【００２７】一方、曲線Ｌｉ−１’は、前回の記録周期
Ｔｉ−１　における加熱時間ＴＡｉ’が最大加熱時間に
近い場合の加熱温度特性曲線である。この場合、今回の
記録周期Ｔｉ　の開始時に当該発熱抵抗素子の温度はま
だ比較的高い値ＳＴ１　に維持されているため、もし従
来のように定常時間ｔｎ　の加熱立上げを行ったならば
、今回の記録周期Ｔｉ　の加熱温度特性曲線は曲線ＬＭ
　のようなものとなり、過大な加熱エネルギが発生する
結果となる。しかし、本実施例では、加熱立上げ制御回
路１６の制御により、記録周期Ｔｉ　の開始から前回の
記録周期Ｔｉ−１　の発熱エネルギに応じた時間Δｔだ
け遅延して（短縮された）時間ｔｎ’の加熱立上げを行
うので、加熱立上げ時の発熱エネルギが通常よりも少な
く、結果的に今回の記録周期Ｔｉ　における加熱温度特
性曲線はほぼ曲線Ｌｉ　に重なるような曲線Ｌｉ’とな
り、正常の加熱保持温度が得られる。したがって、記録
周期Ｔｉ　における冷却時間を長くする必要はなく、高
速記録を行うことができる。

【００２８】図３は、加熱保持制御回路１８による本実
施例の作用を示す。この図において曲線Ｐｉ　は本来の
加熱保持時間ＴＨｉの通電を行った場合の加熱特性曲線
である。しかし、たとえば周囲温度が上昇する等してサ
ーマルヘッド３０の冷却機能が低下すると、点線ｐ’で
示すように、加熱保持時間ＴＨｉ後の当該発熱抵抗素子
の温度の立ち下がり速度が低下し、記録周期Ｔｉ　の終
了時でも比較的高い温度に留まるようになる。そうなる
と、この記録周期Ｔｉ　で発生する加熱エネルギが所期
の値よりも大きくなり、また次の記録周期Ｔｉ＋１　の
加熱制御にも悪い影響を及ぼすおそれもある。しかし、
本実施例では、加熱保持制御回路１８が温度補正回路２
０からの温度補償データＪＨに応じて記録周期Ｔｉ　に
おける加熱保持時間ＴＨｉをＴＨｉ’　に短縮補正する
ことにより、加熱温度特性が曲線Ｐｉ’のようになり、
結果として上記のようなヘッド冷却機能の低下が補償さ
れる。

【００２９】上述した実施例では、履歴データ演算回路
１４において、各発熱抵抗素子につき、直前の１つの記
録周期で発生した加熱エネルギを演算して、今回の記録
周期における加熱立上げを制御するようにした。しかし
、直前の１つの記録周期だけでなく、直前の複数の記録
周期で発生した加熱エネルギを演算し、その履歴的な加
熱エネルギを基に、必要に応じて冷却特性を加味して、
今回の記録周期における加熱立上げを制御するように構
成することも可能である。あるいは、各発熱抵抗素子だ
けでなく、それに隣接する複数の発熱抵抗素子の発生し
た加熱エネルギの履歴データをも加味して、今回の記録
周期における加熱立上げを制御するように構成すること
も可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、上述したような構成を有する
ことにより、以下のような効果を奏する。請求項１のサ
ーマルヘッド制御回路によれば、各記録周期内の加熱立
上げ時に各発熱抵抗素子により発生させるべき加熱エネ
ルギを直前の１つまたは連続する複数の記録周期で各発
熱抵抗素子より発生された加熱エネルギに応じて制御す
るようにしたので、発熱エネルギに大きな変動があって
も各記録周期毎に常に高精度な加熱制御を行うことがで
き、良好な記録濃度が得られる。また、冷却時間を特に
長くする必要もないので、記録速度を高速化することも
できる。

【００３１】請求項２のサーマルヘッド制御回路によれ
ば、各記録周期内の加熱立上げ時に各発熱抵抗素子によ
り発生させるべき加熱エネルギを直前の１つまたは連続
する複数の記録周期で各発熱抵抗素子およびその隣接す
る複数の発熱抵抗素子により発生された加熱エネルギに
応じて制御するようにしたので、より一層高精度な加熱
制御を行うことができ、より一層高精度な記録濃度が得
られる。

【００３２】請求項３のサーマルヘッド制御回路によれ
ば、サーマルヘッドの冷却特性を検出し、その検出結果
に基づいて、各記録周期中に各発熱抵抗素子により発生
されるべき加熱エネルギを制御するようにしたので、サ
ーマルヘッドにおける冷却機能が低下しても、その低下
分を補償して高精度な記録濃度を得ることができる。

【００３３】請求項４のサーマルヘッド制御回路によれ
ば、サーマルヘッドの温度と周囲温度とからサーマルヘ
ッドの冷却特性を割り出すようにしたので、簡易な構成
でもってサーマルヘッドの冷却特性を監視し、適正な加
熱制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるサーマルヘッド制御回
路を適用したサーマルプリンタの主要部の回路構成を示
すブロック図である。

【図２】実施例の加熱立上げ制御の作用を説明するため
の図である。

【図３】実施例の加熱保持制御の作用を説明するための
図である。

【図４】典型的な加熱制御方式の一例を説明するための
図である。

【図５】典型的な加熱制御方式の別の例を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１０　　　　サーマルヘッド制御回路 １２　　　　画像処理回路 １４　　　　履歴データ演算回路 １６　　　　加熱立上げ制御回路 １８　　　　加熱保持制御回路 ２０　　　　温度補正回路 ２２　　　　ヘッド駆動回路 ３０　　　　サーマルヘッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定の記録周期毎にサーマルヘッドの
   各発熱抵抗素子を画像データに応じて所定時間だけ通電
   ・発熱させてインクを加熱し、その加熱エネルギに応じ
   た多階調の濃度の画素を用紙上に記録するようにしたサ
   ーマルヘッド制御回路において、各記録周期内の加熱立
   上げ時に各発熱抵抗素子により発生させるべき加熱エネ
   ルギを直前の１つまたは連続する複数の記録周期で各発
   熱抵抗素子より発生された加熱エネルギに応じて制御す
   る加熱立上げ制御手段を具備したことを特徴とするサー
   マルヘッド制御回路。
2. 【請求項２】　　所定の記録周期毎にサーマルヘッドの
   各発熱抵抗素子を画像データに応じて所定時間だけ通電
   ・発熱させてインクを加熱し、その加熱エネルギに応じ
   た多階調の濃度の画素を用紙上に記録するようにしたサ
   ーマルヘッド制御回路において、各記録周期内の加熱立
   上げ時に各発熱抵抗素子により発生させるべき加熱エネ
   ルギを直前の１つまたは連続する複数の記録周期で各発
   熱抵抗素子およびそれに隣接する複数の発熱抵抗素子に
   より発生された加熱エネルギに応じて制御する加熱立上
   げ制御手段を具備したことを特徴とするサーマルヘッド
   制御回路。
3. 【請求項３】　　所定の記録周期毎にサーマルヘッドの
   各発熱抵抗素子を画像データに応じて所定時間だけ通電
   ・発熱させてインクを加熱し、その加熱エネルギに応じ
   た多階調の濃度の画素を用紙上に記録するようにしたサ
   ーマルヘッド制御回路において、前記サーマルヘッドの
   冷却特性を検出するヘッド冷却特性検出手段と、各記録
   周期中に各発熱抵抗素子により発生されるべき加熱エネ
   ルギを前記ヘッド冷却特性検出手段の出力信号に基づい
   て制御する加熱エネルギ制御手段とを具備したことを特
   徴とするサーマルヘッド制御回路。
4. 【請求項４】　　前記ヘッド冷却特性検出手段は、前記
   サーマルヘッドの温度を検出する第１の温度検出手段と
   、前記サーマルヘッドの周囲の温度を検出する第２の温
   度検出手段と、前記第１および第２の温度検出手段の出
   力信号に基づいて前記サーマルヘッドの冷却特性を割り
   出す手段とからなる請求項３記載のサーマルヘッド制御
   回路。