JPS6071271A - 感熱記録装置 - 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〕 本発明はサーマルヘッドを用いて熱的な記録を行う感熱
記録装置に係わり、特に印字のための熱エネルギを補正
することのできる感熱記録装置に関する。

〔従来技術〕

感熱記録紙や転写型感熱記録媒体を用いて熱的な記録を
行う記録装置は、ファクシミリやプリンタ等に広く用い
られている。通常このような記録装置では、単位発熱体
（あるいは発熱要素）が−列に配置されたサーマルヘッ
ドを記録ヘッドとして用いている。サーマルヘッドは印
字のために熱エネルギを発生ずるので、このエネルギに
起因する画質劣化の問題がある。画質劣化は以下の６つ
の原因に分類することができる。

■サーマルヘッドの蓄熱。

■熱履歴データ。

■サーマルヘッドの基板温度。

■発熱体の抵抗値の相違。

■記録のインターバル時間の相違。

■黒比率による電圧ドロップ。

このうち■サーマルヘッドの蓄熱とは、印字パターンに
よって個々の単位発熱体の蓄熱状態が相違することを指
す。蓄熱状態は、単位発熱体の周囲に配置された他の単
位発熱体からも影響を受ける。■熱履歴データとは、主
に１ライン前の印字情報の状態を指す。サーマルヘッド
に印加する電圧パルス（記録パルス）の幅や電圧値を変
化させて記録を行う感熱記録装置では、これら熱履歴デ
ータが次ラインの記録に影響を及ぼす。■サーマルヘッ
ドの基板温度とは単位発熱体を多数形成した基板の温度
を指す。■単位発熱体の抵抗値の相違とは製造上の原因
による抵抗値のバラツキをいい、１つのサーマルヘッド
内での単位発熱体のバラツキと各サーマルヘッド間にお
ける単位発熱体の平均抵抗値のバラツキとがある。抵抗
値にはかなりの幅がある。例えば前者は±２５％程度で
あり、後者は抵抗値で２００〜３００Ωの範囲にもなる
。■記録のインターバル時間の相違とは、１ラインの印
字が開始してから次のラインの印字が開始されるまでの
時間変動を指す。最後に■白黒比率による電圧ドロップ
とは、各ラインに占める印字ドツト（黒ドツト）の割合
によって、単位発熱体通電時に電源電圧の降下する程度
が相違することをいう。電源電圧が低下すれば、それだ
け記録濃度も低下することになる。

従来では、以上のうち最初の５つの原因■〜■による画
質劣化に対してこれらを総合的に防止するための熱エネ
ルギ補正が行われている。最後に示した■黒比率による
電圧ドロップを原因とする画質劣化に対しては、電圧降
下量に応じて記録パルスの幅を設定する提案が行われて
いる。この提案では、全単位発熱体に対して記録パルス
の幅を画一的に設定するのみで、最初の５つの原因■〜
■と全く独立した熱エネルギ補正にしかすぎない。

従ってこのような熱エネルギ補正では、前記した５つの
原因■〜■に対してのみ補正を行う感熱記録装置と同様
に不十分な補正しか行うことができず、画質を安定した
ものとすることができなかった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑み、黒比率による電圧ドロ
ップを原因とする画質劣化を他の原因による画質劣化と
からめて、個々の単位発熱体について熱エネルギの補正
を行うことのできる感熱記録装置を提供することをその
目的とする。

〔発明の構成〕

本発明では、印字データの中に存在する印字すべきビッ
トの割合をめ、前記各単位発熱体に印加すべき記録パル
スの基本的な熱エネルギを設定する第１の熱エネルギ設
定手段と、分割された各パルスの印加タイミングにおけ
る印字すべきビットの割合をめ、前記各単位発熱体に印
加すべき記録パルスについての補助的な熱エネルギの量
をそれぞれ設定する第２の熱エネルギ設定手段とを感熱
記録装置に具備させる。そしてサーマルヘッドの各単位
発熱体およびこれらの単位発熱体に隣接する単位発熱体
の現在または過去の記録情報に基づいて算出された蓄熱
状態情報と、前記単位発熱体における直前のラインに印
加された記録パルスの幅を示す情報と、サーマルヘッド
の基板温度を示す情報と、サーマルヘッドを構成する全
単位発熱体の平均抵抗値を示す情報と、前ラインの記録
開始から次のラインの記録開始までのインターバル時間
を示す情報との全部または一部の情報を用いて印字デー
タについて熱エネルギの補正を行い、補正された印字デ
ータについて第２の熱エネルギ設定手段が補助的な熱エ
ネルギの量を設定することを可能とする。

〔実施例〕

以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は本実施例の感熱記録装置の概略を表わしたもの
である。この感熱記録装置では、黒比率による電圧ドロ
ップを■サーマルヘッドの蓄熱と■熱履歴データとをか
らめて熱エネルギの補正を行う。このためこの装置では
、蓄熱状態演算器１１に周辺画データ１２を供給し、蓄
熱状態を演算させるようになっている。演算出力１３は
パルス幅演算器１４に供給され、パルス幅メモリ１５か
ら出力される前ラインのパルス幅情報Ｔ、−１１６と共
に演算される。パルス幅決定回路１７は、演算出力１８
を基にパルス幅を暫定的に決定する。

そして了うドゲート群１９を制御し、５つのデータバッ
ファ２１〜２５に画情報印字データ２６を格納する。

一方、画情報印字データ２６は第１のカウンタ回路２７
に供給され、計数される。計数結果２８を基にして基本
パルス幅決定回路２９は個々の単位発熱体に対する記録
パルスについての基本パルス幅を決定し、基本パルス幅
信号３１を出力する。

これに対して第２のカウンタ回路３２では、データバッ
ファセレクト信号３３で各データバッファ２１〜２５の
出力を選択しながら印字データ３４の計数を行う。そし
てこの計数結果３５を補助パルス幅決定回路３６に供給
し、各単位発熱体に対する補助的な（追加的な）パルス
幅を決定する。

これにより出力される補助パルス幅信号３７と前記した
基本パルス幅信号３１は印字データ３４の記録パルスの
パルス幅として用いられる。

以上この感熱記録装置の概略を説明したが、以下に各部
分を更に具体化して説明する。

第２図はザーマルヘ゛ツドの蓄熱と熱履歴データを考慮
して暫定パルス幅を決定する装置部分を表わしたもので
ある。この装置部分は画情報印字データ２６を１ライン
ずつ順次書き込んでいく４つのラインバッファ４１−１
〜４１−４を備えている。セレクタ４２は図示しないラ
イン同期信号の供給を受け、１５４７分の画情報印字デ
ータ２６が供給されるたびにその接点をサイクリックに
切り換える。図示のようにセレクタ４２が第１のライン
バッファ４１−１を選択している状態では、第４のライ
ンバッファ４１−４に、記録の行われるラインの印字デ
ータが書き込まれている。このとき第３のラインバッフ
ァ４１−３には、これよりも１ライン前の、また第２の
ラインバッファ４１−２には更に１ライン前の印字デー
タがそれぞれ書き込まれている。これらのラインバッフ
ァ４１−１〜４１−４の出力側には、画情報印字データ
２６の書き込みを進行中のラインバッファ以外の３つの
ラインバッファを選択するセレクタ４３が配置されてい
る。この図に示した状態では第１のラインバッファ４１
−１に印字データ２６が書き込まれているので、他の３
つのラインバッファ４１−２〜４１−４の出方側が選択
されている。

セレクタ４３によって選択された周辺データ１２−１〜
１２−３は、第１図に示した蓄熱状態演算器１１に入力
されるようになっている。蓄熱状態演算器１１の演算出
力１３はパルス幅演算器１４に供給されるようになって
いる。

まず蓄熱状態制御のための暫定的なパルス幅の決定につ
いて、その原理を第３図で説明する。同図で最も下に配
置されたデータ列Ｌ１はこれがら記録を行おうとするラ
インにおけるデータを表わしている。またこれより１つ
上のデータ列ＩＬ２はこれよりも時間的に１ライン過去
のデータを表わし、更にこの上のデータ列Ｌ３は２ライ
ン分だけ過去のデータを表わしている。

データ列Ｌ１において、図でハツチングを施した任意の
データＤに着目する。このデータに対応する発熱体に印
加する最適のパルス幅をＴｉとし、この位置における蓄
熱状態をＸｉとする。更にデータ列Ｌ２における、デー
タＤと同一単位発熱体に対応するデータをｄとする。こ
のデータｄによるこの単位発熱体に印加されたパルス幅
をｔｉとする。なおこの装置では、パルス幅自体は印字
の有無に係わらず単位発熱体ごとに決定されるものとす
る。すなわち印字の有無は個々の単位発熱体にパルス電
圧が印加されるか否かによって行われるものとする。

この場合、データＤに対応する単位発熱体に印加される
べき最適印加エネルギは、以下の等式で表わすことがで
きる。

Ｔｉ＝ｆ　（Ｘｉ、ｔｉ） 第４図はこのうちの蓄熱状態×１の算出原理を表わした
ものである。この実施例では、データＤの周辺に存在す
る図で実線で示した６つのデータ４４−１〜４４−６を
基にして蓄熱状態Ｘｉを算出する。蓄熱状＠ｘ１は、こ
れらデータ４４−１〜４４−６の中の黒のデータ（印字
データ）を所定の重み付けを行って加算することにより
行う。

重み付けは、熱的影響の最も大きなデータ４４−３（デ
ータｄ）を”１００″とすると、例えばラインＬ１のデ
ータ４４−１，４４−２を“４０”で、またラインＬ２
の他のデータ４４−４．４４−５を”２０”で、更にラ
インＬ３のデータ４４−６を“４０”で表わすことがで
きる。

次の表はこのようにして加算された蓄熱状態Ｘｉを印字
状態に応じて０から１６までの１７段階に表わしたもの
である。ここでＸｌが０とは、蓄熱の最も少ない状態を
いい、Ｘｉが１６とは蓄熱が最も多い状態をいう。

（以下余白） 第　１　表 蓄熱状態演算器１１は、３ライン分の周辺データ１２−
１〜１２−３を入力し、６つのデータ４４−１〜４４−
６を抽出する。そしてこれらのデータをアドレス情報と
して第１表の内容でＸｉを算出する。

第５図はこの表を用いてデータＤにおける蓄熱状態を算
出する蓄熱状態演算器の動作を説明するためのものであ
る。ただしこの図は、第２図に示したセレクタ４２が第
１のラインバッファ４１−１に接続されている段階を表
わしている。この段階で３つのラインバッファ４１−２
〜４１−４は、図示しないクロック信号の供給を受け、
互いに同期して、１ビツトずつ１ライン分の印字データ
の読み出しを開始する。第２のラインバッファ４Ｉ−２
から読み出された２ライン前の周辺データ１２−１は蓄
熱状態演算器１１に入力され、図示しない遅延素子で１
ビツトだけ遅延された後、１ビツトデークラツチ４６に
人力される。第３のラインバッファ４１−３と第４のラ
インバッファ４１−４からそれセれ読み出された１ライ
ン前または記録の行われるラインの印字データ１２−２
または１２−３は、それぞれ対応ず−る３ビツトシフト
レジスタ４７または４８に人力される。

１ビツトデークラツチ４６にラッチされたデータは、Ｒ
，ＯＭ（リード・オンリ・メモリ）４９のアドレス端子
Ａ６に１ビツトずつ供給される。３ビツトシフトレジス
タ４７はシリアル・パラレル変換を行い、１番古いデー
タから順にＲＯＭ４９内のアドレス端子Ａ５〜Δ３に供
給する。他の３ビツトシフトレジスタ４８は、１番古い
データをアドレス端子Ａ２に、また１番新しいデータを
アドレス端子Ａｌにそれぞれ供給する。

ＲＯＭ４９内には第１表に示したテーブルが記憶されて
いる。アドレス端子Ａ１〜Ａ６はこの表中のデータ４４
−１〜４４−６にそれぞれ対応することになる。テーブ
ルからめられたＸｉは演算出力１３としてパルス幅演算
器１４に供給される。

パルス幅演算器１４は、パルス幅メモリ１５から供給さ
れるメモリ出力１６によって、前ラインにおける各単位
発熱体の印加パルス幅を知る。そして単位発熱体ごとに
決定されたＸｉから、現在記録を行おうとするラインに
おけるパルス幅を暫定的に決定する。

第６図はこのパルス幅演算器１４におけるパルス幅決定
の原理を表わしたものである。この図で横軸は演算出力
としてのｘｌを表わし、縦軸は決定されるパルス幅Ｔｉ
（単位はｍ秒）を表わしている。５つの曲線５１〜５５
は、それぞれ前ラインにおけるパルス幅が図中に示した
値のときの人出力特性を表わしたものである。

一例としであるデータについてＸ】が１０であったとす
る。この場合、前ラインの単位発熱体に印加された電圧
のパルス幅が１．２ｍ秒であれば、今回はこれが１’、
０５ｍ秒に短縮される。また前回のパルス幅が１．０ｍ
秒であれば、０．９ｍ秒に短縮され、０．５ｍ秒であれ
ば０．５５ｍ秒に増長される。

このようなパルス幅Ｔｉの決定は、パルス幅演算器１４
内のメモリで行われる。すなわちこのメモリには演算出
力１３とメモリ出力１６とが°ｒドレス情報として供給
され、パルス幅Ｔｉを表わした演算出力１８を５段階の
値（０，５，０，６゜０．８．１’、０および１．２ｍ
秒）として読み出す。

第７図はこの演算出力１８を用いて画情報印字データ２
６を５つのデータバッファ２１〜２５に割り当てる装置
部分を表わしたものである。パルス幅決定回路１７はク
ロック信号６９に同期して演算出力１８を１画素分ずつ
入力し、その出力端子０．〜０．からパルス幅に応じた
ゲート制御信号７１−１〜７１−５を出力するようにな
っている。すなわち第１のゲート制御信号７１−１は、
演算出力１８が０．５ｍ秒以上のときＨ（／＼イ）レベ
ルとなり、第１のアントゲ−）１９−１を開いて画情報
印字データ２６を第１のデータバッファ２１に供給する
。第２のゲート制御信号７１−−〔画情報印字データ２
６を第２のデータバッファ２２に供給する。第３のゲー
ト制御信号７１−３は、演算出力１８が０．８ｍ秒以上
のときＨレベルとなり、第３のアントゲ−）　１９−３
を開いて画情報印字データ２６を第３のデータバッファ
２３に供給する。第４のゲート制御信号７１−４は、演
算出力１８が１．０ｍ秒以上のときｌ］レベルとなり、
第４のアンドゲート１９〜４を開いて、画情報印字デー
タ２６を第４のデータバッファ２４に供給する。第５の
ゲート制御信号７１−５は、演算出力１８が１．２ｍ秒
のときのみＨレベルとなり、第５のアントゲ−）１９−
５を開いて、画情報印字データ２６を第５のデータバッ
ファ２５に供給する。これらのデータバッファ２１〜２
５は、クロック信号６９に同期して画情報印字データ２
６の取り込みを行う。

第８図はこのような結果として、各データバッファ２１
〜２５に書き込まれる印字データ（黒ドツト）の関係を
表わしたものである。■ラスタにおける元の画情報印字
データ２６が同図ａに示すようなものであったとする。

ここで白丸はそれぞれ一画素分の非印字データ（白ドツ
ト）を表わしており、ハツチングを行った丸はそれぞれ
一画素分の印字データを表わしている。各印字データの
上に記した数字は、サーマルヘッドの蓄熱および熱履歴
データを補正した後の暫定的に決定されたパルス幅（ｍ
秒）である。同図ｂ−１〜ｂ−５は、この場合における
第１〜第５のデータバッファ２１〜２５に書き込まれた
それぞれ１ラスタ分の印字データ３４を表わしている。

従来提案された感熱記録装置では、これらの印字データ
３４を用いて次のような方式で記録を行う。すなわら、
まず第１のデータバッファ２１から読み出した印字デー
タ３４を図示しないサーマルヘッド内のシフトレジスタ
にセットし、第９図ａ−１に示すように０．５ｍ秒の幅
の記録パルスを用いて印字を行う。そして記録用紙（図
示せず）を静止させた状態で第２のデータバッファ２２
から印字データ３４の読み出しを行い、今度は０．１ｍ
秒の幅の記録パルス（同図ａ−２）を用いて印字を行う
。同様にして第３〜第５のデータバッファ２３〜２５か
ら印字データ３４の読み出しが続行され、それぞれ０．
２ｍ秒の幅の記録パルス（第９図ａ−’３〜ａ−５）に
よって印字が続行される。この後、記録用紙は副走査方
向に１ライン分移動し、次の記録が行われる。

本発明では、このような場合に各ラスタごとに生じる白
黒比率の変動に対しても画質の劣化を防止する。第８図
に戻り各ラスタごとの黒比率を一例として調べてみると
、１番目のラスタの印字データで黒比率は５０％であり
、以下順に４０％、３０％、２０％、１０％と変動して
いる。このような変動による電圧の変化に対して、本発
明では補助パルスを追加することで熱エネルギの補正を
行っている。

第１図に示すように、まず第１のカウンタ回路２７では
画情報印字データ２６をライン単位で計数する。そして
黒比率が５０％以上の場合には、第１のデータバッファ
２１の印字データ３４がサーマルヘッドにセットされた
段階で基本パルス幅信号３１をこのサーマルヘッドに印
加する。

第１０図は各ラスタごとの記録パルスにおける増加パル
スの割合を表わしたものである。黒比率が高くなるほど
記録パルスの電圧が低下し単位時間当りの熱エネルギが
低下する。そこでこの実施例では、黒比率に応じて記録
パルスを４段階で増加させ、熱エネルギの調整を行う。

基本パルス幅信号３１は０．５ｍ秒のパルス幅を基本と
するので、増加パルスは０．１ｍ秒となる。すなわち黒
比率を考慮した基本パルス幅信＠３１のパルス幅は０．
６ｍ秒となる（第１１図ａ−１）。

基本パルス幅信号３１により第１のデータ／（、。

ファ２１の印字が行われると、次に第２のデータバッフ
ァ２２の内容が印字データ３４として出力される。この
印字データ３４は第２のカウンタ回路３２に人力される
。第・２のカウンタ回Ｖ各３２１こはデータバッファセ
レクト信号３３力＜（共給されており、第９図ａ−１に
示した］（パルス幅（０，１ｍ秒）に相当する数値がプ
リセットされて℃する。第２のカウンタ回路３２は第１
０図で表わした増力ロパルス幅に相当する数値を加算し
、言十数結果３５として出力する。第８図ｂ−１１こ示
した例で（ま黒比率が４０％なので、増加ｓ’）レス＄
晶（よＱ、０５ｍ秒となる。補助パルス幅決定回路３６
（ま、この言十数結果３５を基にしてＱ、１５ｍ秒の補
助〕＜パルス幅信号３７−’２（第１１図ａ−２）を出
力する。

補助パルス幅信号３７−２による第２のデータバッファ
２２の印字が行われると、以下同様１こして第３〜第５
のデータノく１７７２３〜２５につ（１ての印字データ
３４が出力され、サーマルへ・ｌト′にセットされる。

そして第２のカウンタ回Ｖ各３２の計数結果に応じて補
助パルスの設定が行われる。

第８図に示した例では、黒比率がそれぞれ３０％、２０
％、１０％であり、増加パルス幅はそれぞれ０．０５ｍ
秒、０．０５ｍ秒および０秒（増加なし）となる。従っ
て補助パルス幅信号３７−３〜３７−５　（第１１図ａ
−３〜ａ−５）は、それぞれ０．２５ｍ秒、０．２５ｍ
秒および０．２ｍ秒となる。

以上のようにして５ラスタの印字動作が行われると１ラ
インの印字が終了する。以下同様にして各ラインの印字
が行われ、記録用紙に高画質の印字が行われることにな
る。

なお以上説明した実施例では、サーマルヘッドの基板温
度、単位発熱体の抵抗値の相違および記録のインターバ
ル時間の相違に対する補正を行わなかったが、これらを
適宜組合わせて熱エネル５ギの補正を行うことができる
ことは当然である。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば黒比率あるいは印字すべき単
位発熱体の占める割合に応じて記録パルスの増減を行っ
たので、電源と記録部を結ぶ線路の長さを自由に設定す
ることができ、感熱記録装置の設計の自由度が増す。ま
たカラーやハーフトーンの再現を良好に行うことができ
るという長所がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するだめのもので、第１
図は感熱記録装置の概略を表わしたブロック図、第２図
はこの装置の暫定パルス幅を決定する装置部分を表わし
たブロック図、第３図は３ライン分のデータ列を表わし
た説明図、第４図は蓄熱状態の算出原理を各データとの
関係で表わした説明図、第５図は蓄熱状態演算器の要部
を表わしたブロック図、第６図はパルス幅演算器におけ
るパルス幅決定の原理を表わした特性図、第７図は画情
報印字データを５つのデータバッファに割り当てる装置
部分を表わしたブロック図、第８図はこれらのデータバ
ッファに書き込まれたデータの一例を元の画情報印字デ
ータとの関係で表わした説明図、第９図はサーマルヘッ
ドの蓄熱と熱履歴データを考慮した記録パルスの各印加
タイミングを表わしたタイミング図、第１０図は黒比率
に対する増加パルスの割合を表わした関係図、第１１図
は黒比率を考慮した記録パルスの各印加タイミングを表
わしたタイミング図である。 １１・・・・・・蓄熱状態演算器、 １４・・・・・・パルス幅演算器、 １５・・・・・・パルス幅メモリ、 １７・・・・・・パルス幅決定回路、 １９・・・・・・アンドゲート群、 ２７・・・・・・第１のカウンタ回路、２９・・・・・
・基本パルス幅決定回路（第１の熱エネルギ設定手段）
、 ３２・・・・・・第２０カウンタ回路、３６・・・・・
・補助パルス幅決定回路（第２０熱エネルギ設定手段）
。 出　願　人　富士ゼロックス株式会社 代　理　人　−弁理士　山　内　梅　雄第　１　図 第　２　団 第　４　図 第５図　、１ ７ノ 第６図 第　７　図 第８図 ｖｉ、１１　図 第　９　図 ｖ、１０　図 Ｘ止率

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーマルヘッドを構成する各単位発熱体を発熱させ
   るために印加される記録パルスを各ラインの記録に際し
   て複数のパルスに分割しておき、これらｌまたは複数の
   パルスを個別に選択することで単位発熱体ごとに熱エネ
   ルギの量を設定することができ、これによりこれら単位
   発熱体ごとに印字濃度を調整することができる記録装置
   において、印字データの中に存在する印字すべきビット
   の割合をめ、前記各単位発熱体に印加すべき記録パルス
   の基本的な熱エネルギを設定する第１の熱エネルギ設定
   手段と、分割された各パルスの印加タイミングにおける
   印字すべきビットの割合をめ、前記各単位発熱体に印加
   すべき記録パルスについての補助的な熱エネルギの量を
   それぞれ設定する第２の熱エネルギ設定手段とを具備す
   ることを特徴とする感熱記録装置。 ２、サーマルヘッドの各単位発熱体およびこれらの単位
   発熱体に隣接する単位発熱体の現在または過去の記録情
   報に基づいて算出された蓄熱状態情報と、前記単位発熱
   体における直前のラインに印加された記録パルスの幅を
   示す情報と、サーマルヘッドの基板温度を示す情報と、
   サーマルヘッドを構成する全単位発熱体の平均抵抗値を
   示す情報と、前ラインの記録開始から次のラインの記録
   開始までのインターバル時間を示す情報との全部または
   一部の情報を用いて印字データについて熱エネルギの補
   正を行う手段を備え、これによって補正された印字デー
   タについて第２の熱エネルギ設定手段が補助的な熱エネ
   ルギの量を設定することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の感熱記録装置。 ３、第１および第２０熱エネルギ設定手段が記録パルス
   の幅を増減することにより熱エネルギの量を所望の値に
   設定することを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の感熱記録装置。