JPS59229363A - サ−マルヘツドの蓄熱補正方法および装置 - 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〕 この発明は感熱記録ζこ用いられるサーマルヘッドにか
かり、特に記録濃度特性を向上させるための蓄熱補正の
改良に関する。

〔従来技術〕

感熱記録に用いられるサーマルヘッドは、通常熱記録媒
体の主走査方向の画素数に対応するよう複数の発熱素子
（例えば日本工業規格Ａ列４番の記録紙上に画情報を記
録する場合必要とする発熱素子数は１７２８個、Ｂ列４
番の記録紙の場合には２０４８個）によって構成されて
おり、画情報に対応して所要の発熱素子のみを発熱させ
ることによって、該発熱部に摺接する感熱記録紙やイン
クドナーシート等の熱記録媒体を発色させている。

ところで、このようなサーマルヘッドを用いて記録を行
なう場合、特に１ラインの記録周期を１０ｍ　ｓｅｃ以
下番こして高速駆動を図ろうとすると、例えば同一発熱
素子を連続して発熱させた場合などには、蓄熱の影響に
よって、該発熱素子が冷えきらないうちに次の行のデー
タを記録しなければならず、記録濃度にバラツキが発生
し、画質を低下させてしまっていた。

そこで従来は、各発熱素子毎ｌこ前ラインあるいは前ラ
インおよび前々ラインの記録の有無に応じて現在記録を
行なう発熱素子に対する記録パルス幅（通電時間）ある
いは印加電圧等を可変制御するようにしていた。例えば
、前のラインに当該発熱素子に対するデータがあった場
合は、現ラインの記録に際して当該発熱素子に加える記
録パルス幅を短かくするのである。

ところが、上記従来方式は１発熱素子のみととｉこそれ
ぞれ着目した蓄熱補正方式であり、当該発熱素子に相隣
接する発熱素子の蓄熱が当該発熱素子に及ぼす影響が考
慮されていないために、完全な蓄熱補正を行なっている
とはいえない。特に、インクドナーシートを用いる転写
型の感熱記録においては、前記相隣接する発熱素子の蓄
熱の影響がインクドナーシート面内での熱の拡がりによ
って助長され、蓄熱補正の十分な効果を得ることはでき
なかった。

〔発明の目的〕

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、各発
熱素子に隣接する発熱素子の蓄熱の影響をも考慮したう
えで蓄熱補正を行なうことにより、各発熱素子に加える
印加エネルギーを常に最適なものに可変制御して濃度バ
ラツキのない好適な記録品質を得ることができるサーマ
ルヘッドの蓄熱補正方法および装置を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

そこでこの発明では、各発熱素子の過去の記録情報およ
び各発熱素子に隣接する発熱素子の現在および過去の記
録情報に例えば当該発熱素子に対する蓄熱の影響度に対
応した所定の重み値を付けてこれらを加算することによ
って尚該発熱素子の蓄熱状態をそれぞれ算出するととも
に、前記各発熱素子の直前の行における記録パルス幅を
該前行の記録から今回の記録までのインターバル時間情
報に基づいて変化させ、該変化させた記録パルス幅と前
記算出した蓄熱状態とに基づき各発熱素子に加えるパル
スの例えばパルス幅を各別に可変制御するようにしてい
る。

〔実施例〕

以下、この発明にかかるサーマルヘッドの蓄熱補正方法
を添付図面に示す実施例にしたがって詳細に説明する。

この実施例ではサーマルヘッドの各発熱素子にそれぞれ
印加するパルス＠Ｔ　ｉを次式に基づいて決定する。

Ｔｉ＝’（Ｘｉ　　＋　Ｉｉ　　ｅ　Ｔｉ　　ｔ　）　
　　　・・・（１）すなわち上記（１）式において、Ｘ
ｉは蓄熱状態情報、■量は記録走査ライン間の周期を示
すインターバル時間情報、Ｔｉ−１は各発熱素子につい
ての前走査ラインの印加パルス幅を示す情報であり、当
該発熱素子の現ラインにおける印加パルス幅Ｔｉはこれ
ら３つの情報をパラメータとした関数として決定される
。なお、記録がなされない発熱素子については、印加パ
ルス幅Ｔｉ−１ならびにＴｉを０とするのでなく、印加
電圧をＯとする。

まず蓄熱状態情報Ｘｉについて説明する。

第１図は記録画素の配列を示すものであり、ライン■が
現在記録する走査ライン、ライン■が前回記録した走査
ラインを示し、ライン■が前々回記録した走査ラインを
示している。

この実施例では、画素りの蓄熱状態を画素Ｄｌ乃至Ｄ６
の記録の有無に基づいて決定する。また、これら画素Ｄ
ｌ乃至Ｄ６には画素りに対する蓄熱の影響度の違いによ
って、通常第１表に示すような重み値がそれぞれつけら
れる。

通常蓄熱状態情報Ｘ１は上記第１表に示したような重み
値を上記各画素り、乃至Ｄ６に割付けた後、上記画素Ｄ
ｌ乃至Ｄ６のうち記録が施されたものの重み値を加算す
ることによって算出される。

第２表ζこ、これら画素Ｄｌ乃至Ｄ６の記録の有無に応
じた上記重み値の総和Ｙｉの一例を示す。なお、第２表
９各画素に対する記録の有無は「１」、「０」でそれぞ
れ示し、「１」を黒、「０」を白とする。

第２表 上記第２表によると、例えば例（Ｃ）に示すように、画
素り、、Ｄ３およびＤ４に記録が施された場合、Ｙｉは
１８７である。そして、とのＹｉを第２図に示したグラ
フの関係に基づき「０」から１７」才での８段階の蓄熱
状態情報Ｘｉに変換する。第２図では、横軸にＹＩをと
り、縦軸ζこＸｉをとっている。前記第２表の下部にＸ
ｉの例を示す。例えば、例（Ｃ）の場合ζこは、ＹＪは
１８７、Ｘｉは５である。

この蓄熱状態情報ＸＩと前ラインの印加パルス□　　幅
Ｔｉ−１に基づき、尚該発熱体の今回印字するラインの
印加パルス幅Ｔｉを設定すると、第３図に示すようにな
る。第３図のＴＩ（ｍｓｅｃ）の上限値１．２は白画素
が連続した場合において好適な記録を行なうことができ
る印加パルス幅であり、下限値０．５は黒画素が連続し
た場合において好適な記録を行なうことができるパルス
幅である。例えば、蓄熱状態情報Ｘ１が５でＴ１−１が
０．６　ｍ　ｓｅｃの場合にはＴ１は０．６ｍ５ｅＣと
なり、またＸｉが２でＴｉ　。

がＱ、５　ｍ　ｓｅｃの場合にはＴｉはＱ、８ｍ　ｓｅ
ｅ　ｌこなる。

ところで、前記蓄熱状態情報Ｘｉと前ラインの記録パル
ス幅Ｔｉ−１とが等しい場合において、同一パルス幅の
記録パルスを印加しても記録濃度が異なることがあり得
る。これはインターバル時間τｉの相違によるところが
大きい。インターバル時間τｉとはある記録走査ライン
に対する記録を開始したときから次の記録走査ラインに
対する記録を開始するまでの時間をいう。なお第１図に
おいて、Ｔ１はライン■に対する記録を開始した時から
ライン■に対する記録を開始するまでのインターバル時
間、Ｔ２はライン■に対する記録を開始した時からライ
ン■に対する記録を開始するまでのインターバル時間を
示す。例えば第１図のＴ２が５　ｍ　ｓｅｃである場合
さτ、が１Ｑｒｒｌｓｅｃである場合とでは、ライン■
にあった黒データの余熱の影響が異ってくる。したがっ
て、蓄熱状態情報Ｘｉと上記Ｔｉ−’ｚ！：が等しい場
合でも、Ｔ２が異なれば、これらに同一パルス幅のパル
スを印加しても記録濃度にバラツキが生じてしまう。

そこで、特にこの発明では、前走査ラインの記録パルス
幅Ｔｉ−１をインターバル時間τ１に基づき擬似的ｌこ
変化させ、そしてこの変化させた擬似パルス幅Ｔｉ’−
１を前走査ラインの記録パルス幅Ｔｉ−１として後の処
理を行なうようにする。Ｔｉ−ｔとＴｉ’−１との関係
を第４図に示す。第４図からも明らかなように、インタ
ーバル時間τ１が長くなればなる程、放熱ζこよって発
熱素子は冷めてしまうので、擬似パルス幅Ｔｉ’−１は
これに比例して長くするのである。第５図にＴｉ−ｔ＝
１．０ｍ５ｅｃの場合のインターバル時間τ１と擬似パ
ルス幅Ｔｉ’−１とのより詳細な関係を示す。

第５図によれば、前回のパルス幅Ｔｉ−１が１．０ｍ５
ｅｃであったときインターバル時間τ１を５ｍ５ｅｃと
すると、Ｔｉ’−！は１．Ｑｍｓｅｃとなる。さらζこ
この場合の蓄熱状態情報を５とすると、第３図から今回
のパルス幅ＴｉはＱ、９　＋ｎ　ｓｅｅとなる。ところ
が上記と同じ条件でインターバル時間τ１を２０　ｍ　
ｓｅｃとするとＴｉ’−１は１．２ｍ５ｅＣとなり、Ｔ
ｉは１．０ｍ５ｅｃとなる。

こうした近似によって前走査ラインの記録パルス幅Ｔｉ
−１を変化させることにより、インターバル時間τ１が
異った場合においても、常に各発熱素子に加える最適な
記録パルスＴｉを算出することができるようζこなる。

第６図は上述の蓄熱補正方法に基づいて構成した蓄熱補
正回路１０の具体構成例を示すものである。

第６図ζこおいて、第１ラインバツフア２０、第２ライ
ンバツフア２１および第３ラインバツフア２２はそれぞ
れサーマルヘッドの全ドツト数に対応した記憶領域を有
しており、第１ラインバツフア２０には今回記録すべき
走査ラインに対応した画情報を記憶させ、第２ラインバ
ツフア２１には前回記録した走査ラインに対応した画情
報を記憶させ、また第３ラインバツフア２２には前々回
に記録した走査ラインに対応した画情報を記憶させる。

Ｘｉ演算器３０は今回記録すべきラインの各発熱素子の
蓄熱状態情報Ｘｉを前記ラインバッファ２０　、２１お
よび２２に記憶させた画情報に基づき順次演算し、この
演算結果を順次Ｔｉ演算器６０に出力する。Ｘｉ演算器
３０は第７図に示すように、重み値付加回路３１とＹｉ
／Ｘｉ変換回路３２とによって構成されている。

重み値付加回路３１は１ドツトの発熱素子について６ビ
ツトずつ入力される画情報（第１図参照）に第１表に示
した重み値をそれぞれ付加した後、これら６ビツトを加
算し、該加算結果Ｙ１を７１７’）Ｃ１変換回路３２に
出力する。Ｙｉ／Ｘ１変換回路３２は順次入力されるＹ
ｌを例えば第２図ｔこ示したグラフの関係に基づきｒＯ
Ｊから１７」までの８段階の蓄熱状態情報ＸｔＪこ変換
し、これを順次Ｔ１演算器６０に出力する。これら重み
値付加回路３１およびＹｉ／Ｘｉ変換回路３２は適宜の
記憶手段、演算回路などによって構成することができる
。

次にパルス幅メモリ４０はＴ１演算器６０によって演算
された各ドツトの記録パルス幅を示す情報を記憶するも
のであり、このメモリ４０の記憶内容は記録すべき走査
ラインが進む度に更新される。したがって、メモリ４０
から擬似パルス幅演算器５０に出力されるＴ□−１はＴ
ｉ演算器６０にとっては前走査ラインの記録パルス幅を
示す情報となる。インターバル時間演算器４５は適宜演
算した各走査ライン毎のインターバル時間τ１を示す情
報■１を随時擬似パルス幅演算器５０８こ出力する。擬
似パルス幅演算器５０はこれら２つの情報Ｔ１−１．Ｉ
ｉに基づき擬似パルス幅Ｔｉ−１’を例えば第４図およ
び第５図に示した関係から算出し、これをＴｉ演算器６
０に入力する。

Ｔｉ演算器６０はこれら２つの情報Ｘ１．’ｌ’、、／
に基づき各発熱素子に印加する記録パルス幅Ｔ１を例え
ば第３図に示した関係から算出して、これを前記メモリ
４０および画信号演算器７０に入力する。

画信号演算器７０にはＴ１演算器６０からの記録パルス
幅情報Ｔ１が入力されるとともに第１ラインバツフア２
０からは現在の走査ラインの画情報が入力される。画信
号演算器７０は１ラインの記録に際して、まず第１ライ
ンバツフア２０からの画情報をそのままの形で出力ｖ１
に出力する。この場合、サーマルヘッドの各発熱素子に
加える記録パルス幅は最も短いものが０．５　ｍ　ｓｅ
ｃ　、最も長いものが１．２ｍ　ｓｅｃとする。次に、
画信号演算器７０はＴ１演算器６０から順次入力される
記録パルス幅情報Ｔｉに基づき記録パルス幅が０．６　
ｍ　ｓｅｃ以上のドツトを抽出し、０．６　ｍ　ｓｅｃ
以上のドツトのみを論理値「１」として出力ｖ１に出力
する。次に画信号演算器７０は上記Ｔｉに基づき記録パ
ルス幅がＱ、７　ｍ　ｓｅｃ以上のドツトのみを抽出し
、これらのドツトのみを１１」として出力■１に出力す
る。このような動作を１．２■ｎ５ｅＣの記録パルス幅
のドツトを抽出し終えるまで繰返す。

第８図にサーマルヘッドの全体的構成例を示す。

第８図において、複数の発熱素子Ｒ１，Ｒ，・・・Ｒｎ
にはそれぞれ整流用のダイオードｍ１　、　ｍ２３８０
ｍｎが接続されており、これらダイオードｍ１゜ｍ２・
・・ｍｎを介して端子Ｃより各発熱素子を発熱させるた
めの電源供給がなされる。また各発熱素子Ｒ１，Ｒ，・
・・Ｒｎのもう一方側はナントゲートＧ１．Ｇ２・・・
Ｇ、の出力端子にそれぞれ接続されている。これらナン
トゲートＧ１　ｅ　Ｇ２・・・Ｑｎは例えばオープンコ
レクタ型式のものであり、各ゲ）Ｇ１．Ｇ２・・・Ｇｎ
のアンド条件が成立したときのみに端子Ｃから加えられ
る記録電流を各発熱素子引込むよう動作する。

次に蓄熱補正回路１０の内部構成は第６図に示した通り
であり、出力ｖ１に前述したような頴番の画情報ｖ１を
シフトレジスタ９０に出力する。シフトレジスタ９０は
直列入力並列出力型のシフトレジスタであり、シリアル
に入力される画情報ｖ１を適宜の搬送りロックに基づい
て各抵抗体を発熱させるべき所定ビット位置までシフト
する動作を行なう。シフトレジスタ９０による所定のシ
フト動作が行なわれた後に、この画情報はバッファ９１
に一担保持される。このバッファ９１はシフトレジスタ
９０によるシフト動作の間、前回の画情報を保持して各
ゲートＧ、、Ｇ２・・・Ｇｎに加えることにより、各発
熱抵抗体が記録パルス印加時間の合間に放熱されるのを
防止する。記録パルス印加回路８０は各ゲートＧ１　＊
　’２　”・Ｇ１１に加える記録パルス幅を可変制御す
る動作を行ない、その可変制御は、まず最も短いパルス
幅のパルスが加えられ、その後例えば０．１ｍ５ｅＣご
との付加パルスが順次出力されるというような制御であ
る。

次に、第８図に示した装置の具体動作例を第９図１こ示
すタイムチャートを参照して説明する。第９図はそれぞ
れ記録パルス印加回路８０から出力されるパルスを示す
ものである。

１走査ラインの記録１こ際して、才ず蓄熱補正回路１０
からは今回記録を施す発熱抵抗体のみを論理値で「１」
とした画情報■１別言すれば現走査ラインの画情報がシ
フトレジスタ９０１こ順次入力される。以下、これを第
１画情報という。シフトレジスタ９０はこれを適宜、所
定のビット位置までシフトした後、この第１画情報をバ
ッファ９１に転送する。バッファ９１はこの第１画情報
を並列にゲートＧｌ、Ｇ、・−Ｇｎに入力する。この入
力に伴って、記録パルス印加回路８０からは最も短い記
録パルス幅Ｑ、５　ｍ　ｓｅｃを有する記録パルスが各
ゲートに加えられる（第９図（ａ）参照）。これにより
、前記第１画情報■１に対応した全ての発熱抵抗体のみ
が９．５　ｍ　ｓｅｃ通電されることになる。

次に、前記第１画情報がシフトレジスタ領からバッファ
９１に転送されると同時に次の第２画情報がシフトレジ
スタに順次入力される。この第２両情報は結果的に前記
第１画情報からＱ、５　ｍ　ｓｅｃ以上の記録パルス幅
を加える画情報を抽出し、該抽出したもののみを論理レ
ベルで１１」とした画情報である。この第２画情報が前
記と同様にして、バッファ９１に転送された後各ゲート
に入力される。

この入力に伴って、記録パルス印加回路８０からは０．
１ｍ５ｅＣの記録パルス幅を有するパルスが各ゲートに
入力される（第９図（１））参照）。これにより、前記
第２の画情報に対応した発熱抵抗体は結果的に９．５ｍ
　ｓｅｃ　（０，５＋　０．１　）通電されることにな
る。

なお、蓄熱補正回路１０、シフトレジスタ９０、バッフ
ァ９１および記録パルス印加回路８０の各動作は適宜の
同期がとられており、発熱抵抗体の放熱が始まる前に、
次の記録パルスが加えられるようになっているのは勿論
である。

次に、前記同様にして、蓄熱補正回路１０から出力され
た第３の画情報がシフトレジスタ９０、バッファ９１を
介して各ゲートに入力される。この第３の画情報は結果
的に前記第２の画情報からＱ、７ｍｓｅｃ以上の記録パ
ルス幅を加える画情報を抽出し、該抽出したもののみを
論理レベルで１１」とした画情報である。この第３の画
情報が各ゲートＧ１゜Ｇ２・・ＧｎＪこ入力される時に
記録パルス印加回路８０からはＱ、ｌ　ｍ　ｓｅｅの付
加パルスが出力される（第９図（Ｃ）参照）。従って、
この第３の画情報に対応した発熱抵抗体は前の通電と合
わせて結果的に９．７　ｍ　ｓｅｃ通電されることにな
る。

以下、同様にしてＱ、ｌ　ｍ　ｓｅｃの付加パルスが段
階的に付加されることにより最大１．２ｍ５ｅｃの通電
動作が行なわれる。

なお、蓄熱状態情報Ｘ１を決定するために参照する画素
は第１図に示したもので、十分満足する結果を得ること
ができるが、第１図ζこ示したものに限るわけではない
。高速性、コスト面などの条件によっては、参照画素を
若干少なくしてもよいし、また、これ以上の精密さを要
求するのであれば、参照画素をもっと多くしてもよい。

また、本実施例では蓄熱状態情報ｘｉを「０」から「７
」までの８段階に分割するよう番こしたが、この分割数
は勿論任意であり、例えば１６段階、３２段階と分割数
を増すようにすれば　より精密な蓄・熱補正を行なうこ
きができる。

さら番こ、本実施例ではサーマルヘッドの各発熱素子ｔ
こ加えるパルスの記録パルス幅（通電時間）を可変制御
して記録画素の濃度バラツキを防止するようｌこしたが
、例えば他に、各発熱素子ζζ高周波パルスを印加し、
該高周波パルスのデー−ティを変化させるようにしても
よい。また印加電圧を可変制御するようにしてもよい。

要は、各発熱素子に加えられる電気エネルギーを可変制
御すればよいのである。

ところで、供給電源の節約などのためにサーマルヘッド
の発熱素子を複数のブロックに分割し、これらを分割駆
動するという方式があるが、この場合ζこは各ブロック
毎ｌこ上述したような蓄熱補正回路をそれぞれ具備させ
るようにすればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明にかかるサーマルヘッド
の蓄熱補正方法および装置によれば、各発熱素子に加え
る電気エネルギーを前走査ラインの各記録パルス幅と、
周囲の発熱素子をも考慮したｓｃ、ｇｇ情報と、各行の
記録周期を示すインターバル時間情報とに基づき可変制
御するようにしたために、高速駆動がなされたとしても
常に濃度バラツキのない良好な印字品質を得ることがで
きるようｔこなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録画素の配列を示す図、第２図は蓄熱状態情
報Ｘ１を算出するためのグラフ、第３図は直前の行の記
録パルス幅’ｒ１−ｔをパラメータとした蓄熱状態情報
Ｘｉと補正パルス幅Ｔ１との関係を示すグラフ、第４図
はインターバル時間τ１をパラメータとした直前の行の
記録パルス幅’ｒ、−ｔと擬似パルス幅’ｒｔ−１’と
の関係を示すグラフ、第５図は第４図のより詳細な関係
例を示すグラフ、第６図はこの発明の具体構成例を示す
ブロック図、第７図はＸ１演算器の内部構成例を示すブ
ロック図、第８図はサーマルヘッドの全体的回路構成例
を示す図、第９図は第７図の動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 １０・・・蓄熱補正回路、２０　、２１　、２２・・・
ラインバッファ、３０・・・Ｘ１演算器、３１−・重み
値付加回路、３２・・・Ｙ　ｉ／Ｘ　ｘ変換回路、４０
・−パレス幅メモリ、４５・・・インターバル時間演算
器、５０・・・擬似パルス幅演算器、６０・・・Ｔ１演
算器、７０・・・画信号演算器、８０・・・記録パルス
印加回路、９０・・・シフトレジスタ、９１・・・バッ
ファ０ 区 ム） ヒε ヘ　　−ｑ −謬 Ｉｌ＋ １１ ＃Ｅ４　Ｅ　Ｈ ト　■　唖　寸　の　へ　−〇 ×

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発熱素子を有するサーマルヘッドの蓄熱補
   正方法ｌこおいて、前記各発熱素子および該発熱素子に
   隣接する発熱素子の現在および過去の記録情報から当該
   発熱素子の蓄熱状態゛をそれぞれ算出するとともに、前
   記各発熱素子の直前の行における記録パルス幅を該前行
   の記録から今回の記録までのインターバル時間情報に基
   づいて変化させ、該変化させた記録パルス幅と前記算出
   した蓄熱状態とに基づき前記複数の発熱素子に加える電
   気エネルギーを各別に可変制御するようにしたことを特
   徴とするサーマルヘッドの蓄熱補正方法。
2. （２）前記電気エネルギーは前記各発熱素子ｌこ加えら
   れる記録パルスのパルス幅を増減することにより可変制
   御されることを特徴とする特許請求の範囲第（９項記載
   のサーマルヘッドの蓄熱補正方法。
3. （３）前記蓄熱状態は前記記録情報にそれぞれ当該発熱
   素子に対する蓄熱の影響度ｌこ対応した所定の重み値を
   付けて、これらを加算することによって算出されること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のサーマル
   ヘッドの蓄熱補正方法。
4. （４）複数の発熱素子を有するサーマルヘッドの蓄熱補
   正装置において、複数桁分の画情報を記・１んする複数
   のラインバッファと、該複数のラインバッファから随時
   出力される前記各発熱素子および該発熱素子に隣接する
   発熱素子の現在および過去の記録情報に所定の重み値を
   付けてこれらを加算し該加算出力と複数の所定値−をし
   きい値とした多値情報に変換する第１の演算ま段と、各
   発熱素子の前回記録した行の記録パルス幅を記憶する記
   憶手段と、前行の記録から今回の記録までのインターバ
   ル時間を演算する第２の演算手段と、該第２の演算手段
   の出力に基づき前記記憶手段から出力される記憶パルス
   幅を可変演算する第３の演算手段き、該第３の演算手段
   上前記第１の演算手段との出力に基づき各発熱素子の今
   回記録する行の記録バルス幅を演算する第４の演算手段
   とを具えたことを特徴とするサーマルヘッドの蓄熱補正
   装置。