JPS61135768A - サ−マルヘツド駆動装置 - 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、熱的な記録または表示を行う装置に使用され
るサーマルヘッド駆動装置に関する。

「従来の技術」 感熱記録紙や転写型記録媒体を用いた熱的な記録を行う
記録装置は、ファクシミリやプリンタ等に広く使用され
ている。通常このような記録装置では、単位発熱体が列
状に配置されたサーマルヘッドが記録ヘッドとして用い
られる。磁化潜像を利用して記録や表示を行う表示装置
にも同様のサーマルヘッドが使用されている。

いわゆるシリアルタイプのサーマルヘッドは、例えば印
字すべき文字の一行あるいは数行分の幅に単位発熱体が
並べられている。このサーマルヘッドは、第４図のよう
に、記録紙１の左側から右側に向かって等速で移動しな
がらサーマルヘッドの移動方向に直角に１ラインづつ印
字をくり返す。

右端までの印字が終了すると、記録紙１は矢印２の方向
へサーマルヘッドの印字幅３だけ搬送される。その後サ
ーマルヘッドは図の右側から左側に向かって等速で移動
しながら再び１ラインづつ印字をくり返す。また、いわ
ゆるラインタイプのサーマルヘッドは、記録紙の幅と同
じ幅に単位発熱体が並べられている。このサーマルヘッ
ドは、第５図に示すように、矢印２方向に等速で記録紙
が搬送される間に、所定時間間隔で水平に１ラインづつ
印字をくり返す。

さて、サーマルへラドを用いて記録や表示を行う際は、
サーマルヘッドに設けられた多数の単位発熱体に印字デ
ータに応じて選択的に電気パルスを印加する。この電気
パルスによって各単位発熱体が発熱し、その温度で例え
ば感熱記録紙の特定個所が発色する。この温度が十分高
くないと発色が不十分で記録画像が薄くかすれることに
なる。

また、この温度が高すぎると発色する面積が必要以上に
広くかつ濃くなり記録画像の細部がつぶれ、また印字動
作終了後も単位発熱体が十分冷却されないまま記録紙面
に触れていわゆる尾引き現象を生ずる。また、記録開始
時良好な印字が行われても、長時間の記録作業の後半で
はサーマルヘッドの局部的なあるいは全体的な蓄熱現象
によって単位発熱体の平均温度が上昇し、記録画像に全
体として濃度むらが生じることもある。これは、シリア
ルタイプ、ラインタイプを問わず生じる問題である。第
６図は、一定幅Ｔの印字パルスを周期的にサーマルヘッ
ドの全単位発熱体に印加したときのサーマルヘッドの基
板温度の経時変化を示す。

一定時間後にサーマルヘッドの温度は安定するがサーマ
ルヘッドの温度が安定する前の状態のとき、最も印字品
質が不安定となる。

このような問題を解決するために、従来、サーマルヘッ
ドの基板温度や記録画像の内容等各種の情報をもとに各
単位発熱体ごとに印加する電気パルスの電圧やパルス幅
を選定して、記録画質の向上を図ることが行われている
（特開昭５８−１２０３７０号公報、特開昭５８−１２
８８７３号公報）。

一方、サーマルヘッドの単位発熱体は、電源に対してす
べて並列接続されており、一括して電気パルスが印加さ
れる。

第７図はサーマルヘッドの部分結線図を示す。

すべての単位発熱体４の一端はそのまま連結され、また
、他端はスイッチング回路５を介してそれぞれ連結され
て電源６に接続されている。スイッチング回路５は、印
字データに基づいてオン・オフし、各単位発熱体４を選
択的に電源６に接続する。

電気パルスを印加すべき単位発熱体４が多いと電源６は
大電流を供給する必要がある。このとき、電源６の内部
インピーダンスや回路の抵抗によって電圧降下が生じる
と、単位発熱体４の端子電圧が低下する。

第８図はこの単位発熱体４の端子電圧を示す波形図であ
る。電源電圧■がそのまま単位発熱体に加ったときに印
加すべきパルス幅を１秒間とした場合、電圧降下によっ
て単位発熱体の端子電圧がＶ′に低下したとする。この
とき、図の実線のハツチング部分と同面積の電気エネル
ギを補償するように図の破線のハツチング部分に相当す
るｔ秒間だけ電気パルスを長く印加する必要がある。従
来、このような補償のために、単位発熱体に電気パルス
を印加した後、図の矢印７の時点で単位発熱体の端子電
圧を測定して電圧降下に見合ったパルス幅を選定する動
作を行うようにしていたく特開昭５７−１２９７６５号
公報、特開昭５７−１５２９７０号公報、同５８−１２
４６７９号公報）。

「発明が解決しようとする問題点」 例えば全単位発熱体数が１２〜３２個程度のシリアルタ
イプのサーマルヘッドについては、第８図に示したよう
なパルス幅の補正のみで十分に印字品質を補償できる。

ところが、例えば第４図において左から右へサーマルヘ
ッドが移動する間に２行以上の文字列を−挙に記録する
ようなサーマルヘッドは単位発熱体の数も数倍以上とな
る。ラインタイプのサーマルヘッドにいたっては数十倍
以上の単位発熱体数となる。

このような多数の単位発熱体を有するサーマルヘッドで
は、単に印字パルスの幅の調整のみでは画質の確保が十
分でない場合も生じる。特に、サーマルヘッドの部分的
な蓄熱による印字品質の低下は、特開昭５８−１２０３
７０号公報等に記載されたような単位発熱体ごとの印字
パルスの印加時間の調整が必要である。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、サーマル
ヘッドの長手方向の黒比率の偏りによる部分的な蓄熱を
防止して、より高品質の印字を行うことのできるサーマ
ルヘッド駆動装置を提供することを目的とするものであ
る。

「問題点を解決するための手段」 本発明のサーマルヘッド駆動装置は、サーマルヘッドと
、このサーマルヘッドに転送する印字データを２以上の
区分印字データに分割して各区分印字データごとに黒比
率を計数し黒比率信号を出力する計数部と、前記黒比率
信号に応じて各区分印字データのサーマルヘッドにおけ
るラッチ時間を選択する制御部と、前記選択に応じて区
分印字データの一部を消去した更新印字データを作成し
、サーマルヘッドに印字パルスが印加されている間に先
にサーマルヘッドにラッチされている印字データを更新
印字データと交換する印字データ転送部から成るもので
ある。

本発明の装置では、このように、印字データを２以上の
区分印字データに分割し、各区分印字データごとの黒比
率に応じて、印字パルスが印加されている時間を調整す
る。

これによって、サーマルヘッドの部分的な蓄熱の不均一
性を解消することができる。

この印字データ転送部は、２種以上の更新印字データを
作成し、サーマルヘッドに印字パルスが印加されている
間にサーマルヘッドにラッチされる印字データを順次交
換することが好ましい。

また、印字データの分割をその印字データ国有の周期性
と合致させるとより印字品質の向上が図れる。

「実施例」 第１図は本発明のサーマルヘッド駆動装置の実施例を示
すブロック図である。

このサーマルヘッド駆動装置は、サーマルヘッド１１と
、計数部１２と、制御部１３と印字データ転送部１４と
から構成されている。

サーマルへラド１１は、電源端子１６に並列接続された
多数の単位発熱体１７と、これらを選択的に接地するス
イッチ回路１８と、スイッチ回路内の各スイッチをオン
・オフさせるフリップフロップ１９と、フリップフロッ
プを印字データに対応して動作させるために印字データ
をラッチするラッチ回路２０と、印字データ転送部１４
から印字データ２１を受は入れるシフトレジスタ２２と
から構成されている。

計数部１２は、印字データ転送部１４に蓄積された印字
データの黒比率を計数して黒比率信号２６．２７．２８
を出力する３個のカウンタ３１．３２．３３とから成る
。制御部は、黒比率信号２６．２７．２８に応じた所定
のデータを出力する記憶素子から成るアルゴリズムテー
ブル３４と装置各部の印字動作を制御するマイクロプロ
セッサ等から成る制御回路３５とで構成されている。

また、印字データ転送部１４は、制御回路によって開閉
されるゲート３７．３８と、ゲート３７．３８から人力
する印字データを格納する記憶素子から成るラインバッ
ファ３９と、このラインバッファ３９のデータ人出力を
制御するカウンタ４０とから構成されている。

以上のサーマルヘッド駆動装置は次のように動作する。

まず、１ライン分の印字データが入力端子４１からゲー
ト３７を通ってラインバッファ３９に人力する。このと
きゲート３７は、制御回路３５の指令により所定時間開
放されており、カウンタ４０は印字データのビット数だ
けカウントアツプし印字データを格納するタイミングを
とる。

続いて、この印字データはサーマルヘッド１１のシフト
レジスタ２２へ転送される。

サーマルヘッドＩＩのシフトレジスタ２２へ１ライン分
の印字データが転送されると、このデータはラッチ回路
２０にラッチされフリップフロップ１９を印字データに
対応して動作させスイッチ回路１８の所定のスイッチを
オンする。

ここで、本実施例においてはサーマルヘッドが転送する
印字データが３つの区分印字データＡ１Ｂ、Ｃに分割さ
れている。そのデータのラッチタイミングチャートを第
２図に示し、印字データの内容の変化を第３図に示す。

■ラインの印字開始当初はすべての区分印字データＡ、
ＥＳＣがシフトレジスタ２２に入力し、その直後ストロ
ーブパルス４２が制御回路３５から発せられスイッチが
オンとなった各単位発熱体に印字パルスが供給される。

これがステップ■の状態である。

一方、ラインバッファ３９からシフトレジスタ２２へ印
字データ２１が転送される際この印字データ２１はゲー
ト３８へも送り込まれる。制御回路３５は、このタイミ
ングでゲート３７を閉じてゲート３８の開閉制御を行う
。

この開閉制御は各区分印字データの黒比率信号に応じて
行う。すなわち、始めにラインバッファ３９に印字デー
タが転送される際、計数部１２では印字データの黒比率
を３つの区分印字データＡ１Ｂ、Ｃごとにそれぞれカウ
ントしておく。区分印字データＡの黒比率をカウンタ３
１が、区分印字データＢのものをカウンタ３２が、区分
印字データＣのものをカウンタ３３がカウントし、これ
らの黒比率信号２６．２７．２８をアルゴリズムテーブ
ル３４に送る。黒比率信号は例えば区分印字データ中の
“０″または“１″の一方の数を合計した値であるが、
この合計値を黒比率の小さい順に５段階に分ける。

各黒比率信号がどの段階にあるかをアルゴリズムテーブ
ル３４が判断してその結果を制御回路３５に送る。

制御回路３５は、各区分印字データについて、印字時間
を選択する。黒比率の高いものは長く、これが低いもの
は短く印字パルスを供給するようにすることはいうまで
もない。具体的にはストローブパルス４２の幅を０．３
〜０．６ミ！Ｊ秒としたとき、最長をストローブパルス
の幅として例えば２０マイクロ秒づつ５段階のラッチ時
間差を選択する。この実施例では区分印字データＡは第
４段階、区分印字データＢは第１段階、区分印字データ
Ｃは第２段階に設定した。

制御回路は印字パルスが印加されている間すなわち、ス
トローブパルスが立上り時から立下り時までの間に、適
当なタイミングで２０マイクロ秒以下の時間内に１回づ
つシフトレジスタ２２内の印字データを更新印字データ
と交換する。

第３図のステップ■は現印字データであるが、ステップ
■の更新印字データを作成するには、この現印字データ
がゲート３８を通過する際、区分印字データＢがゲート
３８を通過するときだけこのゲートを閉じる。カウンタ
４９はカウントを続けるので、ゲート３８が閉じている
間印字データは“０”クリアされる。従って区分印字デ
ータＡとＣのみから成る更新印字データ４３が作成され
る。この更新印字データ４３がシフトレジスタ２２に人
力した後ラッチパルス４４が発せられ、ラッチ回路２０
は更新印字データをラッチする。

これで、第２図のように、区分印字データ已に基づいて
黒ドツトを印字した単位発熱体は一斉に印加パルスの供
給を停止される。ステップ■に右いては、区分印字デー
タへのみから成る更新印字データが作成され、区分印字
データＣに基づいて黒ドツトを印字した単位発熱体は印
字パルスの供給を停止される。区分印字データＡは次の
ステップ■までラッチされる。

このようにして、印字データを２以上に分割し、その区
分印字データごとの黒比率を計数すれば、区分印字デー
タごとにこれに対応する一連の単位発熱体に最適な印字
パルスを供給できる。そうすれば、サーマルヘッドの局
部的な黒比率の偏り等に対しても、最適な印字パルスの
供給を行うことができる。また、ストローブパルスの幅
は各種外部条件を考慮して決定されるが、上記更新印字
データの作成はこれとは別個に行われるので、演算速度
の低下等を招く恐れがない。ラッチタイミングは、制御
回路３５が他の外部条件も考慮して適宜選定するように
してもよい。

また、第４図に示したようなシリアルタイプのサーマル
ヘッドで３行の文字列を一挙に記録するようなものの場
合、その１行分の文字の幅に対応するように区分印字デ
ータを分割すると、各区分印字データについての黒比率
信号の性質が類似しているので、アルゴリズムテーブル
３４を設計し易い利点がある。

本発明のサーマルヘッド駆動装置は上記実施例に限定さ
れない。サーマルヘッド、計数部、制御部、印字データ
転送部共に、同様の機能を有する回路素子等に置換が可
能である。また、サーマルヘッドのシフトレジスタに印
字データを出力する端子があれば転送部のラインバッフ
ァ３９を省略してシフトレジスタの人口にゲート３７や
３８を設けるようにしてもよい。

「発明の効果」 以上説明した本発明のサーマルヘッド駆動装置は、サー
マルヘッドに対して部分ごとに適切な幅の印字パルスを
供給するので、サーマルヘッド全体としての黒比率の不
均一性からくる局部的な蓄積を解消でき、高品質の印字
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーマルヘッド駆動装置の実施例を示
すブロック図、第２図はその動作を説明するタイミング
チャート、第３図は現印字データと更新印字データの内
容を示す概念図、第４図と第５図はそれぞれ異なるタイ
プのサーマルヘッドを用いた印字例の説明図、第６図は
サーマルヘッドの温度特性図、第７図はサーマルヘッド
の要部結線図、第８図は印字パルスの波形図である。 １１・・・・・・サーマルヘッド、 １２・・・・・・計数部、 １３・・・・・・制御部、 １４・・・・・・転送部。 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　３　図 菓４図　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーマルヘッドと、このサーマルヘッドに転送する
   印字データを２以上の区分印字データに分割して各区分
   印字データごとに黒比率を計数し黒比率信号を出力する
   計数部と、前記黒比率信号に応じて各区分印字データの
   サーマルヘッドにおけるラッチ時間を選択する制御部と
   、前記選択に応じて区分印字データの一部を消去した更
   新印字データを作成し、サーマルヘッドに印字パルスが
   印加されている間に先にサーマルヘッドにラッチされて
   いる印字データを更新印字データと交換する印字データ
   転送部から成ることを特徴とするサーマルヘッド駆動装
   置。 ２、印字データ転送部は、２種以上の更新印字データを
   作成し、サーマルヘッドに印字パルスが印加されている
   間にサーマルヘッドにラッチされる印字データを順次交
   換することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサ
   ーマルヘッド駆動装置。 ３、印字データの分割をその印字データ固有の周期性と
   合致させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項もし
   くは第２項記載のサーマルヘッド駆動装置。