JPS60184860A - サーマルヘッド制御方法 - 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】 （ａｌ　発明の技術分野　− ごの発明はサーマルヘッドの駆動方式に係り、特にサー
マルヘッドが被加熱体に供給する加熱量を正確に制御で
きる駆動方式に関する。

ｆｂ）　技術の背景 熱を利用して文字などの情報を記録するザーマルプリン
タとしては感熱記録方式と熱転写記録方式がある。前者
は熱によって変色する記録用紙に直接ザーマルヘノドヲ
接触させつつサーマルヘッドの発熱体を加熱して記録用
紙を変色することにより記録する方式であり、後者はサ
ーマルヘッドによりインクを加熱して溶融あるいは昇華
し、それを記録用紙に転写して記録する方式である。ま
た発熱体の走査方式からはライン記録方式とシリアル記
録方式に大別される。高速記録にはライン記録方式が用
いられ、低速記録にはシリアル記録方式が用いられる。

第１図にライン記録方式の熱転写記録装置の概要を示し
、第２図にサーマルヘッドの構造を示す。

サーマルヘッド１１はインクシート１２・記録用紙１３
を介してプラテン１４と対向している。インクシー目２
は熱溶融性であり、ザーマルへソド１１により、二のイ
ンクシート１２を加熱することにより、インクシート１
２のインクが溶融し、記録用紙１３に転写されて記録が
行なわれる。サーマルヘッド１１は紙面と垂直方向に沿
って配列された１ライン分の発熱体を有し、１９４７分
の記録がほぼ同時に行なわれる。１９４７分の記録が終
了すると記録用紙１３とインクシート１２とは同時に矢
印方向に移送される。

ザーマルへソド１１は第２図に示すように多層構造とな
っている。すなわら、基板２５上にグレーズ層２４、発
熱体２３、電極２２が層構造に設けられ、記録用紙と接
触する面には保護層２工が設けられる。

なお、２６は放熱板である。

（ｃｌ　従来技術と問題点 このようなサーマルヘッドはその内部に熱を蓄積する。

ずなわら、第３図（ａ）に示すようにパルス幅Ｈａの駆
動信号Ｐａを印加した時の時刻ｔ１における発熱体の温
度はＴａとなり、（ｂｌに示すようにパルス幅Ｗｂ　（
Ｗｂ＜Ｗａ）の駆動信号Ｉ）ｂを印加した時の温度はＴ
ｂ　（Ｔｂ＜Ｔａ）となり、（Ｃ）に示すようにパルス
幅ＩＡｃ　（Ｗｃ＜貼）の駆動信号Ｐｃを印加した時の
温度はＴｃ　（Ｔｃ　＜　Ｔｂ）となる。すなわち、時
刻ｔ１における発熱体の温度Ｔは発熱体に印加する加熱
量（駆動信号のパルス幅に相当する）により大きく異な
る。

これは加熱量の変化に起因する発熱体の蓄熱変動である
。また、パルス幅Ｗｅの駆動信号Ｐｃを印加した時でも
時刻ｔ１における温度はＴＣとなるが、時刻ｔｌｌでは
温度がＴｄ　（Ｔｅｌ　＜　Ｔｃ）となり、記録開始時
点からの経過時間によって発熱体の温度が異なる。これ
は記録周期の変化に起因する発熱体の蓄熱変動である。

このように、発熱体の初期温度が異なるために次ぎの記
録周期において所定のパルス幅の駆動信号を印加した時
を考えると過去の駆動信号の駆動条件によって発熱体の
温度特性が異なり、発熱体の温度を所望の温度に制御す
ることはできない。

これに対処するためにサーマルヘッドの温度を検出し、
その検知温度をフィードバックして発熱体に印加する駆
動信号の駆動条件（パルス幅、波高など）を変化するこ
とが考えられる（以下フィードバック方式と呼ぶ）、、
シかしながら、このようなフィードバック方式では完全
に蓄熱による記録濃度の変化を補正することができない
。すなわち、蓄熱にはサーマルヘッドの基板等によるも
のと、グレーズ層によるものとに大別できるが、基板な
どの蓄熱は記録周期に対してその変化は低速度なので前
記のフィードバック方式により補正可能である。しかし
、グレーズ層によるＭ熱は記録周期に対してその変化は
高速である。そのためにグレーズ層による蓄熱は前記フ
ィードバック方式により補正することは事実上不可能で
ある。

従来はこのために、その発熱体が過去どのような温度を
以て記録に供されたかの温度履歴により次ぎの記録パル
ス信号の印加電力を制御することが試みられている（こ
れを温度履歴方式と呼ぶ）。

これは２値の記録を例にとると、直前の記録が黒ならば
、これが白の場合よりも発熱体に印加する駆動信号のパ
ルス幅を短縮するかあるいはパルス波高を小さくするこ
とにより供給電力を低減する方式である。

このように、温度履歴方式を採用することによりサーマ
ルヘッドの蓄熱による記録濃度変化を減少することはで
きるが、以下に述べる如き欠点を有している。温度履歴
方式では過去の駆動条件を加熱冷却特性の理論式に当て
はめることにより次ぎの記録の開始時点における発熱体
の温度をめこの温度から供給すべき加熱量に対応する駆
動信号の条件をめることが必須となる。この計算ば指数
関数など複雑な計算となり、またサーマルヘッドに設け
られたすべての発熱体（たとえば記録用紙がＡ４版で、
８ドツト／ｍｍとすると１６８０個の発熱体が必要とな
る）に対して前記の計算を行なう必要があり、高速演算
を可能とする回路が必要となる。

また、遡る履歴の個数が多い程、蓄熱による記録濃度の
誤差を減少することができるが、遡る履歴の個数を多く
すると前記の８１算に費やす時間が長くなる。

更に、記録速度を高速とするために、また瞬間消費電力
を制限するために発熱体の記録周期は一定ではなく、過
去の駆動条件から駆動信号の条件を算出するにはこの記
録周期の変化をも考慮する必要があり、計算が複雑とな
り、駆動条件の組め合わせは膨大な種類となる。

このような欠点は記録速度の向上に対して不都合である
。前記の計算が終了しないうらは次ぎの駆動信号を印加
できないので、実質的に記録周期を低下することになる
。また、高速かつ高精度の演算回路を必要とする。

（ｄｌ　発明の目的 本発明はこのような点に注目し、次ぎの駆動信号の印加
に先立ってサーマルヘッドに蓄積した熱による記録濃度
の変化を補償するための計算を行なうことなく、蓄積し
た熱による発熱体の温度変化を補償することにより、高
速がっ高精度に加熱量を制御できるサーマルヘッド駆動
方式を提供するものである。

（ｅｌ　発明の構成 この発明は、各記録期間にお＆Ｊる蓄熱変動はその記録
期間内においてキャンセルすることにより蓄熱変動の影
響を次ぎの記録期間に影響しないようにしたものである
。すなわち、加熱量の変化に対しては記録開始時から一
定の時刻における発熱体の温度を一定の値に制御するこ
とにより、発熱体の温度履歴を抹消し、以後の発熱体の
温度特性は蓄熱に無関係とすることができる。また、記
録周期の変化に対しては前記一定の時刻がら次ぎの記録
開始時までの時間に応じて駆動信号の駆動条件を制御す
ることにより次ぎの記録開始時点における発熱体温度を
一定の値とし、もって記録周期の変化による発熱体の蓄
熱変化は以後の発！：ハ体の温度特性に無関係とするこ
とができる。

このように、発熱体への加熱量の違いによる温度変化と
記録周期の変化による温度変化をその記録期間内におい
て打ち消し、もって記録開始時と記録終了時の発熱体の
温度を一致さセることにより過去の駆動条件は一切参照
する必要がなくなる。

このために本発明は駆動信号により発熱体を加熱して記
録を行なうサーマルプリンタにおいて、前記駆動信号の
駆動条件は記録すべき情報によって規定するとともに、
記録開始時におりる発熱体の温度が所定値となるように
制御したことを特徴とするものである。

（ト）発明の実施例 以下に本発明による乃−マルヘノド駆動方式の実施例を
詳細に説明する。

発熱体の温度を上にの述べたように制御する方１１．７
ξには補助的な加熱を行なうものと、その加熱を行なわ
ないものとがあるが、最初に補助的な加ｐノロを行なう
方法について述べる。

第４図および第５図は本発明の詳細な説明するための時
間一温度特性および駆動信号波形である。

第４図において、（ａ）に示すようなパルス幅ＩＡａを
有する記録信号Ｐａを発熱体に印加すると、発熱体の温
度はＡのように変化し、時刻Ｌ１において目標温度Ｔｉ
と等しくなる。（ｂ）に示すようなパルス幅Ｗｂを有す
る記録信号ｐｂを印加した時は発熱体の温度はＢに示す
ように変化し、時刻ｔ１にて温度は目標温度Ｔｉ未満と
なるので、時刻ｔｂにおいてパルス幅計１の温度補償信
号Ｐｂｌを印加する。これによって記録信号ｐｂを印加
した時にも時刻ｔｌにおける発熱体の温度をＴｉとする
ことができる。また、＋ｃ＋に示ずようなパルス幅Ｗｃ
の記録信号Ｐｃを印加した時にはＣのように時刻ｔｃに
おいてパルス幅Ｗｃｌを有する温度補償信号Ｐｂ２を印
加することによって発熱体の温度を時刻Ｌ１においてＴ
ｉとすることができる。

ここで、記録信号Ｐａ−Ｐｂ−Ｐｃのパルス幅は記録す
べき情報の階調レヘルによって規定されるものであり、
温度補償信号Ｐｂｌ　−Ｐｃｌばこの階調レベルの変化
ずなわら記録信号によゲて発熱体が加熱さる加熱量の変
化による発熱体の蓄熱変動を補償するものである。した
がって、この温度？ｉｌｉ　ｌ賞信号ｐｂ１　・Ｐｂ２
は加熱変化補償信号と呼ぶごとにする。

ＩＪＵ熱変化補償信号１’ｂｌ　−Ｐｂ２のパルス幅は
階調レベルによって規定することができる。

以上のように加熱量の変化に起因する発熱体の蓄熱変動
は加熱変化補償信号Ｐｈｉ　・Ｐｃ、１よって補償でき
るが、記録周期の変化に起因する発熱体の蓄熱変動はこ
の駆動信号Ｐｂｌ　・Ｐｃｌによって補償することはで
きない。そこで第５図に示すように次ぎの記録が時刻（
１において開始されず、時刻ｔ３あるいは時刻ｔ５まで
遅延する時は温度補償信号Ｐｘ・Ｐｙを印加する。ずな
わら、次ぎの記録開始が時刻ｔ３まで遅延した時は時刻
ｔ２においてパルス幅屑Ｘの温度補償信号Ｐｘを印加す
ることにより、発熱体の温度を記録開始時刻ｔ３におい
て目標温度Ｔｉに合致さ−ｌることができる。同様にし
て記録開始が時刻Ｌ５まで遅延した時は時刻ｔ４におい
てパルス幅ｔｏｙの温度補償信号ｐｙを印加することに
より、発熱体の温度を記録開始時刻Ｌ５において目標温
度Ｔｉに合致させることができる。なお、時刻ｔｉに於
いて印加される駆動信号Ｐｂ１　・Ｐｃｌは第４図にお
りる加熱変化補償信号Ｐｂｌ　・Ｐｃｌと同じものであ
る。

この温度補償信号Ｐに・ｐｙは記録周期の変化に起因す
る発熱体の蓄熱変動を補償するためのものであり、加熱
量の変化を補償する加熱変化補償信号に対して周期変化
補償信号と呼ぶこととする９この周期変化補償信号Ｐｘ
−Ｐｙのパルス幅は時刻ｔ１から次ぎの記録が開始され
る時刻ｔ３あるいはｔ５までの時間によって規定される
。

次ぎに、実施例として記録周期が富に一定であり、また
インクシート周囲温度とサーマルヘッドの発熱体周囲温
度の変化の影響については無視できるかあるいは別途補
正する場合の例を示す。

第６図は加熱量の変化に起因する発熱体の蓄熱変動を補
償するための装置の概要を示すブロック図、第７図はそ
の詳細な回路図、第８図は第７図における主要部の信号
波形を示ずタイムチャー１〜である。

第６し］において、６１ばラッチ回路、６２は記録信”
弓発イ旧１旧洛、６３は第１の温度補償信号発生回路、
６４は第２の温度補（１Ｎ信号発生回路、６５は発熱体
駆動回路である。ランチ回路６１にはデータラッチ信号
１ルおよび階調データｌ）ｎが人力しており、データラ
ノヂ信号１）１．が人力すると、ランチ回路＋１Ｌは階
調データＤｎを一旦記憶する。記録信号発生回路６２に
はラインタイミング信号ＬＴ、クロック信号ＣＬおよび
ラッチ回路６１の出力情報が入力しており、この回路６
２は階調データＯｎに対応したパルス幅の記録信号を発
熱体駆動回路６５に出力する。第１の温度補償信号発生
回路６３にはラインタイミング信号ＬＴ・クロック信号
Ｃ１，およびランチ回路６１の出力情報が人力しており
、加熱量の変化に起因する発熱体の蓄熱変動を？ｉｌｉ
信するための加熱変化補償信号を発熱体駆動回路６５に
出力する。第２の温度補償信号発４１回路６４には装置
の起動時あるいは改頁時に起動信号ＳＴが人力され、起
動時温度補償（Ｒ月を発熱体駆動回路６５に出力する。

発メ；ハ体駆動回路６５は図示しないがサーマルヘッド
の１個の発熱体に接続される。したがって、点線にて示
すブロック６０は一つの発熱体に対応し、サーマルヘッ
ドが１６８０個の発熱体を有している時はブロック６０
は１６８０（ｌｌｉｌを必要とする。

第７図においてリード・オンリ・メモリ（以下ＲＯＭと
する）７０ａ・７０ｂ・７０ｃのそれぞれには階調デー
タＤｎに対応する各種の情報が記憶されている。ＲＯＭ
　７０ａには記録信号のパルス幅情報が記憶されており
、ｌ１０Ｍ　７０ｂには記録信号による加熱が終了して
から加」ハ変化補償信号を印加開始するまでの時間が記
憶されており、ＲＯＭ　７０ｃには加熱変化補償信号の
パルス幅情報が記憶されている。

ラッチ回路６１ａ　−６１ｂ　・６１ｃはそれぞれＲＯ
Ｍ　７０ａ−ＲＯＭ　７０ｂ　−ＲＯＭ　７０ｃの出力
を一旦記憶するものであり、それはデータラッチ信号ｒ
ルが入力するごとにより行なわれる。カウンタ７１ａ　
・７１ｂ　・７１Ｃはラインタイミング信号ＬＴが端子
１．に人力することによりラッチ回路６１ａ　・ｅｔｂ
　・６１ｃの出力１？ｊ報を端子ＤＴより入力し、かつ
クロック信号０１．が入力する度にその読み込んだ値を
減算する。各カウンタ７１ａ　・７１ｈ　・７１ｃは読
み込んだ値の減算が終ｒすると端子ＣＹより対応するオ
アゲー１−０ＲＩ　・ＯＲ２・０ｒ１３にキャリー信号
を出力する。各メチゲート０旧　・０］ン２　・０１ン
３の出力はフリップフロップ回路（以下Ｆ　Ｆとする）
　７２ａ　・７２ｂ　・７２ｃのＲ端子に入力している
。ＦＦ　７２ａにはラインタイミング信ｑ１．ｒが端子
Ｃに人力しており、端子Ｃに信号が入力することにより
、端子Ｑは“１゛　となり、端子賞は“Ｏｏ　となる。

ＦＰ　７２ｂの端子ＣにばＰＩ’　７２ａの出力端子向
が接続され、端子Ｒに信号が入力することにより、端子
互は“１゛　となり、端子Ｑば′０°　となる。ＰＩ’
　７２Ｃの端子Ｃにはｌ’Ｆ’７２ｂの出力端γ・賞が
接続され、端子Ｒに信号が人力することにより、端子・
◇（才′１°　となり、端７’−Ｑは“０′　となる。

オアゲート）１７４にはＰＦ　７２ａ−Ｉ’Ｐ　７２ｃ
の端子Ｑが接続されている。更に、オアゲー１−（ｌｌ
？４には第２のど温度補償信号発生回路６４を形成する
単安定マルチハイブレーク回路（以下間とする）６４ａ
の出力が接続されている。このＭＭ　６４ａは起動信号
ＳＴが人力する度に所定のパルス幅を有する起動待温度
補償信号Ｓ１を出力する。オアゲー１−０Ｒ４の出力は
トランジスタＴｒのゲート端子に接続される。トランジ
スタＴｒのソース端子はザーマルヘッドの１個の発熱体
７３を介してアースされ、そのトレイン端子は電源Ｖｃ
ｃに接続される。

次ぎに、第７図の回路の動作を第８図のタイムチャート
に沿って説明する。まず、起動信号ＳＴが入力すると、
ＭＭ　６４ａばその出力が一定の時間だレノ′１゛　と
なる起動待温度補償信号Ｓ１を出力する。

一方、起動信号ＳＴはオアゲートＯＲＩ　・０１？２　
・０１１３を介してＰＦ　７２ａ　・７２ｂ　・７２ｃ
に入力し、各ｐｐをリセットする。パルス幅間を有する
起動待温度補償信号Ｓ１はオアゲートＯＲ４を介してト
ランジスタＴｒを駆動し、発熱体７３を加熱する。パル
ス幅ＷＯは起動待温度？ｌｉ　（Ｒ信号Ｓｔによる加熱
が終了し、記録開始時刻ｔ１におレノる発熱体７３の温
度がＴｉになるように設定される。

次ぎに、ラインタイミング信号ＬＴが入力すると一方で
番Ｊカウンタ７１＋＋　・７１ｂ　・７１ｃにおいてラ
ンチ回路６１ａ　・６１ｂ　・６１ｃの出力情報がセン
トされる。他方、ＩｉＦ　７２ａではラインタイミング
信号１．Ｔの入力によってその状態が反転され、端子Ｑ
の出力が′ｌ゛　となる。したかっ−ζ、カウンタ７１
ａの端子ＵＮが°ｌ′　となるのでカウンタ７１ａはク
ロック信号ＣＬに応じて減算を開始する。しかし、カウ
ンタ７１ｂ　・７１ｃの端子［Ｎは“０°なので、引数
動作は始動しない。カウンタ７１ａの計数値が“０゛と
なり、キャリー信号がカウンタより出力されるとＦＰ　
７２ａは反転され、その端子Ｑは“０“　となる。

ＦＦ　７２ａからの信号Ｓ２はそのパルス幅Ｗｌが階調
データＤｎに対応する記録信号であり、これにより発熱
体７３を駆動することにより、インクシーＩ・のインク
を溶融して記録用紙に転写することにより記録が行なわ
れる。

ＰＦ　７２ａの状態が反転することによりカウンタ７１
１）の端子＋Ｖがビ　となるので、カウンタ７１ｂは七
ノ１〜されている値の減算を開始する。

カウンタ７１ｈのｄ１数値が°（）°　となるとＦｐ７
２ｂはその状態が反転されるために、ＦＦ　７２ｃの端
子Ｃは“ｌ゛となる。したがって、その出力端子Ｑは′
１°　となり、カウンタ７１ｃは減算を開始する。

カウンタ７１ｃの計数値が“０°になるとＦＦ　７２ｃ
はその状態が反転され、その出力端子Ｑは“Ｏｏとなる
。すなわち、ＦＦ　７２ｃの出力Ｓ４ばカウンタ７１ｃ
が減算動作をしている時間だげ′ｌ′となる加熱変化補
償信号であり、そのパルス幅−２は記録信号Ｓ２のパル
ス福引、換言すると指定された階調データＩ］ｎによっ
て規定される。加熱変化補償信号Ｓ４ばオアゲートＯＲ
４を介してトランジスタＴｒを駆動し、発熱体７３を加
熱する。この加熱変化補償信号Ｓ４によって次ぎのライ
ンタイミング信号ＬＴが入力した時刻ｔ２では発熱体の
温度は目標温度Ｔｉとなるように？ｉｌｉ償される。

次ぎのラインタイミング信号ＬＴが時刻ｔ２で入力し、
その時に指示された階調データＤｎのレベルが直前に記
録された情報の階調データのレベルよりも低いとすると
、ＦＦ　７２ａの出力である記録信号Ｓ２のパルス幅は
町よりも小さいＷｌｌ　となる。そのために発熱体７３
の温度は低く、目標温度Ｔｉ＋こ合致するための加熱変
化補償信号Ｓ４のパルス幅Ｗ２１はＵ２よりも広く設定
される。すなわち、パルス幅に２・Ｗ２１を有する加熱
変化補償信号Ｓ４は発熱体７３に印加される記録信腎の
パルス幅の変化、換言すると発熱体に対する加熱量の変
化に起因する発熱体の蓄熱変動を補償して、各記録周期
の記録開始時刻におりる発熱体の温度を一定の目標温度
Ｔｉにする第８図のようにラインタイミング信号Ｌ′ｒ
が一定の時間間隔で到来する、換言すると記録周期が変
化しないケースについては加熱変化補償信号Ｓ４により
加熱体に対する加熱量の変化に起因する発熱体の蓄熱変
動を抹消して記録開始時の発熱体の温度を目標ＹＭ、度
Ｔｉに維持することができる。しかし、記録周期が種々
変化する装置に対してはこの加熱変化補償信号だＬｊで
は発熱体の温度を記録開始時に一定の目標温度Ｔｉに維
持することばできない。

第９図〜第１１図はそのための回路例であり、加熱量の
変化に起因する発熱体のＭＰ！）変動と記録周期の変化
に起因する発熱体の蓄熱変動とをその記録周期内にて補
償するためのものである。また、この実施例ではインク
シートの周囲温度および発熱体の周囲温度の変化の影響
についても同時に補正する。

第９図において、９１はランチ回路、９２は記録信号発
生回路、９３は第１の温度補償信号発生回路、９４はカ
ウンタ、９５はラッチ回路、９６は第２の温度補償信号
発生回路、９７は発熱体駆動回路、９８はリード・オン
リ・メモリ　（以下ＲＯＭとする）である。

ＲＯＭ　９Ｂには記録すべき情報の階調データＤｎ・イ
ンクシート周囲温度Ｔａおよび発熱体周囲温度Ｔｂが入
力している。インクシート周囲温度Ｔａおよび発熱体周
囲温度Ｔｂは一方では第２の温度補償信号発生回路９６
にも同時に入力している。ＲＯＭ　９Ｂは階調データＤ
ｎおよび周囲温度Ｔａ−Ｔｂに対応する記録信号のパル
ス幅ｔｗｌおよび加熱変化補償信号のパルス幅ｔｗ２を
記憶しており、その複数ビットよりなる出力はラッチ回
路９１に接続している。該ランチ回路９１はラインタイ
ミング信号ＬＴが入力すると、この入力情報を一旦記憶
する。ラッチ回路９１の一方の出力であるパルス幅ｔｗ
ｌは記録信号発生回路９２に入力され、他方の出力であ
るパルス幅ｊｗ２は第１の温度補償信号発生回路９３に
入力している。

記録信号発生回路９２はラインタイミング信号Ｌｌ’お
よびクロック信号ＣＬが入力しており、記録信冒を発熱
体駆動回路９７に出力する。第１の温度補償信号発生回
路９３は加熱変化補償信号ずなわら発熱体に対する加熱
量の変化に起因する蓄熱変動を補（バするための信号を
発熱体駆動回路９７に出力する。

カウンタ９４にはう・インタイミング信号ＬＴおよびク
ロック信Ｍ、　に　１が入力しており、ラインタイミン
グ信号１．Ｔが人力する度にその＾］数値をクリアする
とともに初期値よりクロック信号Ｃ１，に応じて加算動
作を行なう。したがって、その計数値はラインタイミン
グ信号Ｌ　Ｔ間の時間間隔に対応する。ラッチ回路９５
はラインタイミング信号ＬＴが入力するとカウンタ９４
の８１数値を−−１↓記↑ｇし、第２の温度？ｉｌｉ償
信号発信号発生回路出力する。第２の温度？ｉｎ償信呼
信号発生羽洛９６はラッチ回路９５からの情報により記
録周期か一定の時間間隔以上に遅延した時に発生される
周期変化補償信号を発熱体駆動回路９７に出力する。発
熱体駆動回路９７は男−マルヘソドの発熱体に駆動信号
を印加して加熱する。ゾ１コ・ツク９（）は一つの発熱
体に対応し、したがって、サーマルヘッドが１６８０個
の発ｒハ体を有している時は１６８０個のブロック９０
を必要とする。

第１θ図は第９図の詳細回路を示す。第９図における記
録信号発生回路９２はディレィ回路９２１　・タイマ９
２２よりなり、該ライン９２２にラッチ回路９１の出力
が接続され、該タイマ９２２の出力は発熱体駆動回路９
７に接続している。第１の温度補償信号発生回路９３は
ディレィ回路９３１　・タイマ９３２　・パルス発生器
９３３およびアンドゲート八ＮＤＩよりなり、ランチ回
路９１の出力はタイマ９３２に接続しておりアントゲ−
１−ＡＮＤＩの出力は発熱体駆動回路９７に接続してい
る。第２の温度補償信号発生回路９６はＲＯＭ　９６１
　・タイマ９６２　・パルス発生器９６３およびアンド
ゲートＡＮＤ２よりなり、ランチ回路９５の出力・イン
クシート周囲温度Ｔａおよび発熱体周囲温度ＴｂはＲＯ
Ｍ　９６１に接続している。＋１（ＩＭ　９６１は周期
変化補償信号のパルス幅ｔｗ３を記憶しており、このパ
ルス幅ｂｙ３の値はラッチ回路９５の出力値および周囲
温度Ｔａ−Ｔｂの値によって変化する。アンドゲートＡ
ＮＤ２の出力は発熱体駆動回路９７に接続している。

発熱体駆動回路９７はオアゲートＯＲとトランジスタＴ
ｒよりなり、記録信号発生回路９２の出力・第１の温度
補償信号発生回路９３の出力および第２の温度補償信号
発生回路９６の出力はオアケートＯＲを介してトランジ
スタＴｒのゲートに接続されている。ｌ・ランジスタの
ドレインは電源Ｖｃｃに接続され、そのソースはサーマ
ルヘッドの発熱体７３を介してアースされている。

次ぎに、第１０図の回路における動作を第１１図のタイ
ムチャートに沿って説明する。

まず、ラインタイミング信号ＬＴが到来すると、ディレ
ィ回路９２１が起動されるとともに、ラッチ回路９１は
ＲＯＭ　９８からのパルス幅ｔｗｌ　・ｔｗ２を記憶す
る。同時にラインタイミング信号ＬＴはカウンタ９４、
ラッチ回路９５およびパルス発生器９６３に入力するの
で、カウンタ９４はその計数値がクリアされるとともに
、初期値からの加算が開始される。ランチ回路９５はク
リアされる以前のカウンタ９４の計数値を記憶し、それ
をＲＯＭ　９６１に送出する。パルス発生器９６３はラ
インタイミング信号ＬＴによりその位相が初期化される
。ＲＯＭ　９６１は前記したようにランチ回路９５から
の値と周囲温度Ｔａ−Ｔｂ０値とにより規定されるパル
ス幅麹３をタイマ９６２にセットする。タイマ９６２の
出力Ｓｌｌはパルス幅ｔｗ３がセットされた時点からク
ロック信号ＣＬの個数がこのパルス幅ｔｗ３に等しくな
るまで′１“　となる。

したがって、パルス発生器９６３からの出力Ｓ１２はア
ンドゲート＾ＮＤ２において出力Ｓｌｌによってゲート
され、信号Ｓ１３として発熱体駆動回路９７のオアゲー
）０１？に出力される。このパルス幅変調された周期変
化補償信号Ｓ１３はトランジスタＴｒを駆動して発熱体
７３を加熱し、時刻ｔ１においてその温度を目標温度Ｔ
ｉとする。

ラインタイミング信号ＬＴが到来してからディレィ時間
ｔｄｌが経過するとディレィ回路９２１の出力Ｓ５は′
ｌ゛　となるので、タイマ９２２はクロック信号ＣＬの
計数を開始するとともに、ディレィ回路９３［が起動さ
れる。タイマ９２２においてはクロック信号ＣＬのａｉ
数が開始されるとその出力Ｓ６は“１゛なり、ａｌ数し
たクロックの個数がラッチ回路９１からのパルス幅麹１
に対応すると　“０゛　となる。この出力Ｓ６は記録信
号であり、オアゲー１−Ｏｆ？を介して夫？ンジスタＴ
ｒを駆動し、発熱体７３を加熱する。

この加熱によりインクシートのインクは溶融して記録イ
紙に転写され、記録が行なわれる。

ディレィ回路ｇ′３１は所定のディレィ時間ｔｄ２が経
過するとそ出力Ｓ７を“１°　とする。この信号Ｓ７に
よってタイマ９３２　はトリガされクロック信号ＣＬの
４敗を開始するとともに、パルス発生器９３３はその位
相が初期化される。タイマ９３２が計数を開始するとそ
の出力Ｓ８は′１°　となり、計数したクロックの個数
がランチ回路９１からのパルス幅ｔｗ２に対応すると　
“０°　となる。この出力ｓ８はアントゲ−Ｌ　ＡＮＤ
Ｉにおいてパルス発生器９３３の出力をゲートシ、アン
ドゲートａＮｎ１ばパルス幅変調された信号５１０をオ
アゲート０１？に送出する。この信号Ｓ１０は加熱変化
補償信号であり、記録信号に引き続いて発熱体７３を加
熱することにより時刻ｔ２において発熱体の温度が目標
温度Ｔｉになるように補償する。

このようにして、発熱体７３に印加する記録信号Ｓ６の
変化に起因する蓄熱変動は加熱変化補償信号Ｓ８により
補償して時刻ｔ２におＬＪる発熱体の温度を目Ｉｍ　＠
度Ｔｉとなるようにし、記録周期の変化に起因する発熱
体のＭ熱変動は周期変化補償信号５１３により補償して
時刻ｔｉにおける発熱体の温度を目標温度Ｔｉとなるよ
うに制御することができる。

ここで、第７図におけるＲＯＭ　７０ａ　〜ＲＯＭ　７
０ｃあるいは第１０図におけるＲＯＭ　９８・ＲＯＭ　
９６１に記憶ずべき値について考察する。

発熱体の時間一温度特性は次式で近似することができる
。

ｔ：時刻（駆動信号の印加時をｔ＝Ｑとする）’Ｔ’（
ｔ）：時刻むにおける発熱体の温度Ｔｃ：周囲温度（第
１０図の例では発熱体の周囲温度Ｔｂ） Ｔ：発熱体の熱時定数 ＬＮ：駆動借りのパルス幅 Ｗ：印加電力 ［？二　刻シ扛り抗 とする。

卦ｊ三ＪすＬ Ｏ≦ｔ≦ＬＡでは また、発熱体の温度と記録濃度との関係は次式にて表現
することができる。

Ｔｄ：周囲温度（第１０図の例ではインクシー１の周囲
温度Ｔａ） ｌｌｏ：飽和濃度 Ｃ１：インクの転写定数 Ｑ：インク転写の障壁ポテンシャル に：ボルツマン定数 Ｃｈ：発熱体からインクシートへの熱伝達に関する定数 とすると となる。

したがって、第７図におけるＲＯＭ　７０ａ　”ＲＯＭ
　７０（：あるいは第１（）図におレノるＲＯＭ　９８
・ＲＯＭ　９６１　に記憶ずべき値は上記の式により決
定し５、予め記ｔａシておくことができる。

次ぎに目標温度Ｔｉについて考察する。加熱変化補償信
号によって加熱量の変化に起因する蓄熱の変動を補償す
る場合、該加熱変化補償信号の印加によって発熱体の温
度を上昇することはできるが降下することはできない。

したがって、時刻ｔにおける発熱体の１」標温度Ｔｉは
最大の階調レベルに、χ・Ｉ応する駆動信冒を印加し、
温度補償をしない時の時刻（に才旨）る発ｔｈ！１体の
温度Ｔｔに等しいかあるいはこれよりも高い値に設定さ
れる。実施例ではＴｉ−Ｔｔとし−どおり、したがって
、最大の階調レベルに対応する駆動信号を印加して記録
する時は加熱変化補償信号による加熱は行なっていない
。

また、周期変化補償信号によって記録周期の変化に起因
する蓄熱の変動を補償する場合も同様であり、目標温度
Ｔｉは最大の階調レベルに対応する駆動信号を印加し、
温度補償をしない時の時刻りにおりる発熱体の温度Ｔｔ
に等しいかあるいはこれよりも高い値に設定される。実
施例ではＴｉ＝ＴＬとしており、したがって、最短の記
録周期に対しては周期変化補償信号による温度補償は行
なっていない。

なお、以上の説明では加熱量および記録周期の変化を打
ち消すにはある時刻での発熱体温度が加熱量および記録
周期によらず一定値Ｔ＋であればよいとしてきた。これ
は以下の理由による。

式ｆｌ）および（２）よりｔ≧τ＋を−のとき任意の加
熱とあられずことができる。任意の加熱量と記録周期で
記録した場合は、各記録に対する振幅と時刻を与えて式
（４）を加え合わせればよい。

。（ｅ”と　Ｉ） であるから、結局任意の加熱量と記録周期で記鈴した場
合、発熱体温度Ｔと室温’ｒａＯ差はｔ≧τ」−Ｌｗに
対してはＣ−１７，に比例して低下する。し７たがって
、ある時刻での発熱体温度が一定の値Ｔｉであれば、こ
れ以後の時刻ｔにおり３る発熱体温度’ｒ（ｔとなり、
加熱量、記録周期などの履歴はすべて抹消される。

Ｌ〈τ１軸に対しては以、］−の理論が成ｉ）ｌ　Ｌな
いごとに注意する必要がある。すてわら、ある時刻乙こ
おいて発熱体温度Ｔｉを評価する場合、最後に印加され
た駆動信号の１“Ｉら」−１がりが上記の時刻に対しζ
τ以前であれば、過去の加熱（牡、記録周間などは一切
名膚する必要がない。しかし、最後に印加された駆り１
信司の立らＪ″がりが１−記の時刻に幻してて以後であ
れば、最後に印加された駆動信号の立ちＦがりか時間τ
経過するまでの間についてＧ４　その加ｊＪ％　ｌ’ｉ
ｌと記録用１０１を′Ｐ；慮し７て、総合的な加熱量の
誤差が最小となるようにＴｉを設定しなげればならない
。

第１２図〜１６図は本発明の駆動信号の波形図および発
熱体の時間一温度特性図である。

第１２図および第１３図の例は一つの駆動信号により、
記録・温度補償を制御するものである。第１２図におい
て階調レベルが犬の時はｔａ＋に示す如き波形の駆動信
号ＰＡにより加熱し、階調レベルが中の時はｆｃｌに示
す如き波形の駆動信号ＰＢにより加熱し、階調レベルが
小の時は（ｄ）に示す如き駆動信号１１ｃにより加熱す
ることにより時刻Ｌ１にお＆Ｊる発熱体の温度をいずれ
のゲースにおいても目標温度Ｔｉに制御できる。また、
次ぎの記録開始が時刻Ｌ２まで遅延した時は（ｂｌに示
す如き駆動信号Ｐａにより加熱することにより駆動信号
ＰＡによる階調と同一階調の記録を行ないつつ、時刻ｔ
２における発熱体の温度を目標温度Ｔｉに制御すること
ができる。なお、ｔｅ＋に示した駆動信号の波形はｆｄ
ｌの駆動信号に対応する駆動信号の波形をパルス幅変調
により構成したものである。第１３図は駆動信号のパル
ス幅と電圧値とを変化した例であり、階調レベルが小の
時はｆｄｌに示す如き波形の駆動信号ＰＡにより加熱し
、階、Ｉｌ、、Ｉし・・・ルが犬の時は（ｂｌ　６．９
ツマず如き波形の駆動信号１１１１により加Ｐ１シずろ
ごとるこより時刻Ｅ１における発熱体の温度をいずれの
ゲースにおいても目標温度Ｔｉに制御できる。また、次
ぎの記録開始が時刻Ｌ２まで遅延した時は（【りに示す
如き駆動信号１１ｂにより加熱することにより駆動信号
１〕０による階調と同一階ＡＩ！Ｊの記録を行ない一つ
つ、時刻ｔ２における発熱体の温度をＴｉに制御するこ
とができる。

第１４図および第１５図は記録と加熱量の変化に起因す
る蓄熱変動の補償を−・つの駆動信号により、また周期
の変化に起因する蓄熱の変動の補償は別の駆動信号によ
り行なった例である。第１４図において、階調レベルが
大の時はｆａ）に示す如き駆動信号１１Ａにより加熱す
るごとにより時刻Ｌ１において発熱体の温度をＴｉとし
、また次ぎの記録開始が時刻Ｌ２まで遅延する時は（ｂ
ｌに示ずように駆動信号ＰＡに続いて周期変化補償信号
ｐａにより発熱体を加熱することにより時刻ｔ２におけ
る発熱体の温度をＴｉに制御する。階調レベルが小の時
はｉｃｌに示す如き波形の駆動信号ＰＲにより発熱体を
加熱することにより時刻ｔ１において発熱体の温度をＴ
ｉとし、また次ぎの記録開始が時刻ｔ２まで遅延した時
はｆｄｌに示すように駆動信号ＰＢに続いて周期変化補
償信号ｐｂを印加することにより、時刻ｔ２における発
熱体の温度をＴｉとすることができる。

第１５図は駆動信号ＰＡ・ＰＢおよび周期変化補償信号
ｐａ−ｐｂともにパルス幅変調した信号を使用する点に
おいて第１４図の例と異なるだけであり、駆動信号１）
八・ＰＢにより記録を行なうとともに、加熱量の変化に
起因する蓄熱の変動を補償し、周期変化補償信号ｐａ−
ｐｂにより記録周期の変化に起因する発熱体の蓄熱の変
動を？ｉｔｉ償する点は第１４図の例と同様である。

第１６図は加熱量の変化に起因する蓄熱の変動と記録周
期の変化に起因する発熱体の蓄熱の変動を一つの温度補
償信号により補償する例を示す。すなわち、（ａｌに示
すように記録信号Ｐにより記録するとともに加熱変化補
償信号ｐを印加することにより時刻ｔ１におりる発熱体
の温度をＴｉにして加熱量の変化に起因する発熱体の蓄
熱変動を補償し、周期変化？＋Ｉｉ　ｌ１ｌｉ信号ｐｐ
を印加することにより時刻ｔ２におりる発熱体の温度を
Ｔｉにして、記録周期の変化に起因する発熱体のＭ熱変
動を補償している。

それに対して（ｂ）に示すように、記録信号Ｐにより記
録したのら時刻Ｌｌにては温度？ｉｌｉ償を行なわず、
その後において温度補償信号ＩＩ　Ｉｌ　ｐを印加する
ことにより時刻（２における温度をＴｉとし、もって加
熱量の変化に起因する蓄熱の変動と、記録周期の変１ヒ
に起因する蓄熱の変動をこの温度補償信号ｐｐｐＧこよ
り同時に補償している。

ｆｇ）　発明の効果 以上のように本発明によれば、発熱体を加熱する駆動信
号の加熱量を記録すべき情報により現定するとともに、
記録終了時点におりる発熱体の温度が記録開始時点の発
熱体の温度に等しくなるよ・）に駆動信号を印加条件を
定めたものであるから記録開始時点ではそれ以前の駆動
信号による発熱体の蓄熱の変動を抹消することができる
。したがって、駆動信号の条件は記録すべき情報によっ
てのみ規定することができ、従来の複雑な４嘗を省略す
ることができる。この結果、加熱量を高精度に制御し、
かつ記録速度を容易に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱転写型プリンタの構成を示す概要図、第２図
はザーマルヘッドの断面図、第３図は温度補償をしない
時の駆動波形と発熱体の時間一温度特性図、第４図は加
熱変化補償信号により発熱体の温度を補償する時の駆動
信号波形と発熱体の時間一温度特性図、第５図は周期変
化補償信号により発熱体の温度を補償する時の駆動信号
波形と発熱体の時間一温度特性図、第６図〜第８図は本
発明の第１の実施例を示し、第６図はブロック図、第７
図は詳細回路図、第８図はタイムチャート、第９図〜第
１１図は本発明の第２の実施例を示し、第９図はブロッ
ク図、第１０図は詳細回路図、第１１図はタイムチャー
ト、第１２図〜第１６図は本発明の駆動信号の波形図お
よび発熱体の時間一温度特性図である。 図中、１１はザーマルヘソド、１２はインクシート、１
３は記録用紙、２３・７３は発熱体、ｓ２・ｓ６は記録
信号、Ｓ４・ＳＩＯは加熱変化補償信号、Ｓｔ、　Ｓ］
３は周期変化補償信号を示す。 第１図 第２１で 第１１図 第１２図 ｇ　１３　図 ７５＼ 友 ■ １、酢、ｔ２躊覇 ■ 一一君七二　“ （０）　” ｕ　”　１ １ 自 第１５図 第１６１！１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （」）駆動信号により発熱体を加熱して記録を行なうザ
   ーマルプリンタにおいて、前記駆動信号の駆動ように制
   御したことを特徴とするザーマルヘソト′駆動方式。 （２）前記駆動信号が記録信号と温度補償信号よりなり
   、前記記録信号は記録すべき濃度情報によって規定され
   るとともに、温度補償ｍ号は前記記録信号の印加終了後
   の任意の時刻におＬ−）る発熱体の温度が所定値となる
   ように制御することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項に記載のサーマルヘッド駆動方式。 （３）前記温度補償信号は加熱変化補償信号と周期変化
   補償信号よりなり、加熱変化補償信号は記録信汗の印加
   終了後の一定の時刻における発熱体の温度が記録開始時
   の発熱体の温度に等しい値となるように制御することに
   より記録信号によって加熱される発熱体の温度変動を補
   償し、周期変化？ｌｉ倶信号は記録信号の印加終了後の
   任意の時刻におりる発熱体の温度が記録開始時の発熱体
   の温度に等しい値となるように制御することにより記録
   周期の変化による発熱体の温度変動を補償することを特
   徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載のサーマルヘ
   ッド駆動方式。