JPS61191164A - サ−マルヘツド駆動方法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は熱的に記録または表示を行う画像表示装置にお
けるサーマルヘッドの駆動方法に関する。

「従来の技術」 例えば熱転写記録方式の感熱記録装置では、サーマルヘ
ッドを用いてインクドナーシートと呼ばれる熱転写記録
媒体に熱パルスを印加し、この印加部分のインクを流動
化あるいは昇華させて記録用紙に転写させている。この
ような記録装置に用いられるサーマルヘッドとしては、
いわゆる厚膜型のものと薄膜型のものが通常用いられて
いる。

このうち厚膜型のサーマルヘッドは、比較的安価でかつ
耐電力性が高いため、広く使用されるに至っている。

第１１図は、このような厚膜型のサーマルヘッドとその
駆動回路の一部を表わしたものである。

サーマルヘッド１１は一本の細長い発熱抵抗体１２に第
１および第２の２種類のリード線１３．１４を交互に配
置している。電源１５はスイッチ回路１６を介して第１
および第２の共通電極ｃ１、Ｃ２と交互に接続されるよ
うになっており、逆流防止用のダイオード１７を介して
第１のリード線１３のうちの奇数番目と偶数番目に交互
に印加パルスを供給するようになっている（特開昭５１
−９４９４０号参照）。

一方、画信号１８は図示しないクロックに同期して、発
熱抵抗体１２と同一基板上に配置されたシフトレジスタ
１９に供給され、シリアル・パラレル変換後“の出力が
ラッチ回路２０によってラッチされる。それぞれのラッ
チ出力は、同じく発熱抵抗体１２と同一の基板上に配置
されたスイッチング回路２１の対応するスイッチング素
子に供給され、これらをオン・オフ制御する。これらの
スイッチング素子はオン状態で接地するようになってい
−る。従って電源１５から第１のリード線１３に印加パ
ルスが供給されると、これらと接地された第２のリード
線１４とを挟む発熱抵抗体の部分（以下これを単位発熱
体という。）が通電され、加熱制御されることとなる。

すなわちこれにより、発熱抵抗体１２が単位発熱体を単
位として選択的に発熱され、表示画を構成する個々のド
ツトの形成が行われていく。

「発明が解決しようとする問題点」 ところでこのような厚膜型のサーマルヘッドでは、リー
ド線１３の奇数番目と偶数番目を交互に駆動して記録等
の動作を行う。このためスイッチ回路１６が必要である
ばかりでなく、第１のリード線１３のそれぞれ（数千本
程度）にダイオード１７を接続する必要があり、部品の
接続工数が多く、コスト高につながるという問題があっ
た。

そこで本発明者らは、部品の共通化と接続工数の減少と
を図ることのできるサーマルヘッドを考案した。第１２
図は、このようなサーマルヘッドの構成の概略を表わし
たものである。この提案されたサーマルヘッド２１は、
１本の発熱抵抗体１２に所定の間隔をおいて２種類のリ
ード線１３．１４を互いに逆方向に交互に引き出した形
態である点で、先のサーマルへラド１１と共通ずる。し
かしながらこの提案されたサーマルヘッド２１では、一
方の側のリード線１３のそれぞれに１つずつ対応させて
これらと電気的な接離を行うための第１のスイッチング
素子群２２を配置させると共に、他方の側のリード線１
４についても、これらのそれぞれに１つずつ対応させて
これらと電気的な接離を行うための第２のスイッチング
素子群２３を配置させている。この第１１図には示さな
かったが、それぞれのスイッチング素子群２２．２３の
他に、シフトレジスタやラッチ回路を発熱抵抗体１２と
同一の基板上に配置してもよい。

本発明は、この新しいサーマルヘッドの駆動方法を提供
するものである。

「問題点を解決するための手段」 すなわち本発明では、このサーマルヘッドの一方のスイ
ッチング素子群のみ画データに応じたオン・オフ制御を
行うことによって各単位発熱体の選択的な駆動を行わせ
る。この際、画データによってオン・オフ制御されない
側のスイッチング素子群は１素子ずつ順にオン状態とオ
フ状態が繰り換えされた状態で設定保持されてもよいし
、すべてオン状態に保持されてもよい。また画像データ
によってオン・オフ制御されるスイッチング素子群は、
全ライン固定化される必要がなく、１ラインごとに切り
換えられてもよい。この場合には、後に詳しく説明する
ように、中間調記録等を行う際に良好な画像を得ること
ができる。

「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、本発明の一実施例で用いるサーマルヘッドの
具体的な構成を表わしたものである。サーマルヘッド３
１は図示しない基板の上に複数の単位発熱体３２．〜３
２Ｎ　を形成したものである。

第１および第２のスイッチング素子３３１〜３３．．３
４、〜３４Ｍ、第１および第２のラッチ回路３・５．３
６並びに第１および第２のシフトレジスタ３７．３８も
同一基板上に配置されている。複数の単位発熱体３２．
〜３２Ｎは実際には幅　　１２０μｍ１高さ１０μｍ程
度の細長い発熱抵抗体１２を既に説明した２種類のリー
ド線１３．１４で電気的に分割したものである。リード
線１３．１４は、例えば幅２５μｍ１厚さ５μｍの金等
の導体を基板上に形成したものである。発熱抵抗体１２
はこれらリード線１３．１４の上に形成され、更にこれ
らの上には例えば厚さ７μｍの保護層が覆われている。

発熱抵抗体１２はリード線１３．１４の一端が基板上に
突き出たような配置関係で形成されてもよく、またこれ
ら一端が覆われてしまうような配置関係で形成されても
よい。

リード線１３の他端にはそれぞれの１本ずつに対応させ
て例えばトランジスタから成る第１のスイッチング素子
３３、〜３３Ｍの一端が接続されている。これらスイッ
チング素子３３．〜３３゜の他端は第１の共通端子４１
に接続されている。

スイッチング素子３３．−３３．のオン・オフ制御は第
１のラッチ回路３５から各スイッチング素子３３．〜３
３．に供給されるラッチ出力４２の信号状態による。例
えばラッチ出力４２が信号ＬＬ　１　＋１のスイッチン
グ素子３３はオンとなり、第１の共通端子４１と対応す
るリード線１３とが電気的に接続される。これに対して
う・ソチ出力４２が信号″０″のスイッチング素子３３
はオフとなり、リード線１３は第１の共通端子４１と絶
縁される。第１のシフトレジスタ３７および第１のラッ
チ回路３５は第１１図で示したシフトレジスタ１９およ
びラッチ回路２０と同一の機能をもっており、第１のシ
フトレジスタ３７は信号入力端子４４に入力された入力
信号４５をシリアル・パラレル変換する。これによって
得られたパラレルな出力データ４６は、ラッチ制御信号
入力端子４７に供給されたラッチ制御信号４８によって
ラッチされ、前記したラッチ出力が得られることになる
。

リード線１４に一端を接続されている、第２のラッチ回
路３６および第２のシフトレジスタ３８には、それぞれ
ラッチ制御信号入力端子５１または信号入力端子５２か
らラッチ制御信号５３あるいはシリアルな入力信号５４
が供給されるようになっており、第１のラッチ回路３５
またはシフトレジスタ３７と同様の動作を行うようにな
っている。

第１の駆動方法 まず第１のサーマルヘッド駆動方法として、従来の厚膜
型サーマルヘッドにおける通常の駆動方法と同様の駆動
方法を説明する。

第２図はこの第１の駆動方法を行う場合のサーマルへラ
ド３１の結線状態を表わしたものである。

この駆動方法が採られる場合には、第２のスイッチング
素子３４に共通接続された第２の共通端子４９が接地さ
れ、第１の共通端子４１には図示しないパルス印加電源
から印加パルス５６が供給される。画信号は入力信号５
４として信号入力端子５２に供給され、他の信号入力端
子４４には単位発熱体選択信号が入力信号４５として供
給されることになる。

第３図と共にこのサーマルヘッド駆動方法を説明する。

同１１ａは信号入力端子４４に供給される入力信号４５
の供給タイミングを表わしたもので、１ラインの記録ご
とに２種類の人力信号４５．１４５□が１回ずつこの順
に供給される。このうち第１の人力信号４５、は信号”
　ｌ　”と信号１ｆＬ１１が交互に繰り返すシリアルな
信号”　１０１０・・・・・・１０”であり、第２の入
力信号４５２はこれらの反転されたシリアルな信号”　
０１０１・・・・・・０１″である。第１のシフトレジ
スタ３７はまず第１の入力信号４５１をセットし、これ
をシリアル−パラレル変換して出力データ４６として出
力する。

この出力データ４６は第３図すに示すラッチ制御信号４
８によってラッチされ、第１の入力信号４５、について
のラッチ出力として第１のスイッチング素子３３、〜３
３．に供給される。この結果、奇数番目のスイッチング
素子３３．．３３３、・・・・・・がオンとなり、これ
らについての第１のリード線１３が第１の共通端子と接
続される。

一方、入力端子５２により第３図Ｃに示すタイミングで
画信号が入力信号５４として供給され、第２のシフトレ
ジスタ３８にセットされる。第２のラッチ回路３６はこ
のパラレルな出力データをラッチ制御信号５３（第３図
ｄ）でラッチし、これらのラッチ出力５９によって第２
のスイッチング素子３４．〜３４イのオン・オフ制御が
行われる。このとき第３図ｅに示すような印加パルス６
１□が第１の共通端子４１に供給されると、奇数番目の
スイッチング素子３３．．３３３・・・・・・を通じて
対応する単位発熱体３２０．３２２．３２５３２６・・
・・・・に電圧が印加され、画信号に応じてこれらの通
電がオン・オフ制御される。すなわちこれにより第１１
図で示した共通電極Ｃ１による印字動作と同一の印字動
作が行われる。

以上のようにして２ドツトずつ１ラインの半分の印字動
作が行われたら、第２の人力信号４５２によって第１の
スイッチング素、子３３．〜３３Ｍのオン・オフ動作が
反転される。また第２のスイッチング素子３４、〜３４
ウ　も１ラインの後半に入力された人力信号（画信号）
５４によってそれらのオン・オフ状態が再設定される。

この状態で印加パルス６１２が第１の共通端子４１に印
加され、１ラインの後半の印字動作が行われることにな
る。

以下同様にして１ラインずつ印字動作が進行する。第４
図はこの第１の動作例において１ライン連続して全ドツ
トが印字される場合の各印字ドツト６２の配置状態を一
例として表わしたものである。２ドツトずつ２ドツト置
きに印字位置が副走査方向に上下しているのは、記録用
紙が連続的に移動している結果であり、従来の厚膜型の
サーマルヘッドを用いた場合と同様である。もちろん１
ラインの記録が終了するまで記録用紙を静止させた場合
には、印字ドツト６２が１直線上に並ぶことができる。

次にファクシミリ装置等のように解像度の切り換えを行
うことのできる画像表示装置に有効な方法として、２分
の１の解像度に切り換えられた状態でのサーマルヘッド
駆動方法を説明する。

第５図はこの第２の駆動方法を行う場合のサーマルヘッ
ド３１の結線状態を表わしたものである。第２図と比較
すると、信号入力端子４４に一括駆動用の入力信号６４
が供給される点が異なる。

また先の第１の駆動方法では、画信号が１ライン分を前
半と後半の２回分に分けた形で供給されたが、この第２
の駆動方法では解像度が２分の１なので、１回で供給さ
れることになる。

第６図と共にこの第２の駆動方法を説明する。

信号入力端子４４に供給される入力信号６４（第６図ａ
）は信号゛１”の連続した信号であり、第１のシフトレ
ジスタ３７にセットされる。第１のシフトレジスタ３７
の出力データ４６はラッチ制御信号４８（第６図ｂ）に
よってラッチされ、このラッチ出力４２によって第１の
スイッチング素子３３１〜３３Ｍがすべてオンとなる。

一方、入力端子５２により第６図Ｃに示すタイミングで
画信号が入力信号５４として供給され、第２のシフトレ
ジスタ３８にセットされる。第２のラッチ回路３６はこ
のパラレルな出力データをラッチ制御信号５３（第６図
ｄ）でラッチし、これらのラッチ出力によって第２のス
イッチング素子３４１〜３４．のオン・オフ制御が行わ
れる。

このとき第６図ｅに示すような印加パルス６１゜が第１
の共通端子４１に供給されると、全単位発熱体３２．〜
３２Ｎ　に電圧が印加され、画信号に応じてこれらが隣
接する２ドツトずつの単位でオン・オフ制御される。こ
れにより１ライン分の印字が終了する。以下同様にして
各ラインの印字が行われる。

第７図は第４図に対応させた印字例を表わしたものであ
る。この場合は１ラインの印字が１回の印字動作で行わ
れるので、記録用紙が印字動作時に停止しなくても印字
ドツト６２は１直線上に並ぶことができる。

第３の駆動方法 最後に中間調画像の再生等に有効なサーマルヘッド駆動
方法を説明する。この駆動方法では、スイッチング素子
３３．３４の機能を１ラインごとに交代させて印字を行
うことになる。

第８図はこの第３の駆動方法を行う場合のサーマルヘッ
ド３１の結線状態を表わしたものである。

′　この場合には第１〜第３の切換器７１〜７３を用い
、これらの入力端にそれぞれ接続された２本ずつの信号
線（７４，，７４２）、（７５１，７５゜）、（７６、
，７６２）と出力側のそれとを記録の１ラインずつ交互
に切り換える。信号線７４１　には第１の駆動方法で使
用した２種類の入力信号４５．．４５２が１ラインの前
半と後半で交互に供給され、信号線７４２には画信号が
供給される。信号線７５１　は印加パルス発生用の電源
に接続され、信号線７５２は接地される。信号線７６、
には前記した選択信号をラッチするだめのラッチ制御信
号が供給され、信号線７６２には画信号をラッチするた
めのラッチ制御信号が供給される。

この第３のサーマルヘッド駆動方法では、まず最初の１
ラインにおいて次に示すような関係で各信号線と入力端
子の接続が行われる。

この結果、第３図に示したと同様の動作で１ライン分全
く同様の印字動作が行われる。

次の２ライン目の印字においては、第１〜第３の切換器
７１〜７３が入力側と出力側の信号接続関係を逆にする
。これにより今度は第１のシフトレジスタ３７に画信号
がセットされ、■ラインの印字が行われることになる。

このとき、通電制御を行う単位発熱体を選択するための
スイッチング素子が第１のスイッチング素子３３、〜３
３．から第２のスイッチング素子３４□　〜３４Ｍ　に
切り換わる。従ってこの２ライン目の印字は先の第１の
ラインにおける印字と主走査方向（発熱抵抗体の長さ方
向）に１ドツトだけずれた状態で行われることになる。

３ライン目の印字では、第１〜第３の切換器７１〜７３
が更に入力側と出力側の信号接続関係を逆にして、１ラ
イン目の印字動作と同様の印字を行う。４ライン目の印
字では２ライン目と同様な印字動作が行われる。以下同
様である。

このようにこの第３、の駆動、方法では奇数番目のライ
ンと偶数番目のラインでそれぞれ２回ずつ行われる印字
動作が互に１ドツトずつずれた状態となる結果、印字ド
ツトが記録面上あるいは表示画面上で分散することとな
り、画像濃度を均一化することが可能となる。第９図は
第４図および第７図に対応させたもので、この第２の駆
動方法において２ライン連続して全ドツトが印字される
場合の印字ドツト６２の配置状態を表わしたものである
。

第１Ｏ図は以上例示的に説明した各種駆動方法を採用す
る記録装置の構成の一例を参考的に示したものである。

この記録装置ではサーマルヘッド３１の蓄熱補正を行う
ようになっている。このため画信号メモリ８１はタイミ
ング制御回路８．２か３ら供給されるクロック信号８３
に同期して画信号５を取り込み、これを数ライン分蓄積
、する。そして現在蓄熱演算を行おうとしてし゛る特定
の門、素（以下注目画素と５゛う・）雫周辺に位置する
。画素の濃度や、注目面、素あるいはこれら周辺の画素
、の過去ρ。

状態を抽出し、蓄熱演算データ８４として印加パルス演
算回路８５に供給する。印加パルス演算回路８５では注
目画素が印字ドツト（黒ドツト）であるとき、これら蓄
熱演算データ８４を基にして蓄熱の影響を考慮した印加
エネルギを決定する。

この際、駆動方法制御回路８６から供給される駆動方法
識別信号８７に応じて印加エネルギ決定の演算、内容が
決り換えられる、。これは、サーマルヘッドの駆動方法
によって１画素について２ドツトアつの印字が行わ、れ
る場合やプロセス速度あるいは１ラインの印字周期が異
なってくる場合があり、最適印加エネルギもこれらに対
応して変化するからである。

印加パルス演算回路８５から出力される印加エネルギデ
ータ８８は注目画素についての単位発熱体への印加エネ
ルギを印加パルスの時間幅で表わした情報である。この
時間幅は、例えば０．１ｍＳの時間長の単位パルスの個
数として表わされる。例えばある注目画素について印加
エネルギが１ｍＳの印加パルスに相当するときには、単
位パルス１０個分の信号”　１　”が出力され、これが
印加エネルギデータ８８となる。これに対して他の注目
画素について印加エネルギが０．８ｍＳに相当するとき
には、単位パルス８個分の信号”　１　”が印加エネル
ギデータ８８として出力される。

転送信号バッファ８９は多段のラインバッファから構成
されており、１画素分の印加エネルギデータ８８の供給
を受けるたびに、これをそれぞれのラインバッファに１
ビツトずつ分散させて格納する。このようにして印加エ
ネルギデータ８８について１ライン分の格納が終了した
ら、今度はうインバッファを単位として順に１ライン分
のデータが読み出され、これがサーマルヘッド３１へ供
給される両信号５４となる。このとき画信号５４は入力
端子切換器９１によってサーマルヘッド３１のどの端子
に供給されるかが決定される。駆動方法制御回路８６か
ら入力単位切換器９１へはこの決定を行わせるための識
別信号や前記した選択信号や一括駆動信号等の制御信号
９２が供給されることになる。

この記録装置でサーマルヘッド３１は転送信号バッファ
８９を構成するラインバッファの数だけ繰り返してデー
タの受は入れと印字動作を行い、０．１ｍＳの単位パル
スによる通電を何回行うかによって単位発熱体ごとに印
加エネルギの調整を行う。サーマルヘッド３１の印字動
作との関連で、駆動方法制御回路は記録用紙搬送装置９
３を制御し、図示しない記録用紙の搬送を制御すること
になる。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によればダイオードの接続を
不要とした新たなサーマルヘッドについて一方のスイッ
チング素子群にのみ画データを供給することで、サーマ
ルヘッドの各種駆動形態の実現が可能となり、色々の用
途に適した印字または表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いるサーマルヘッドの一例を示す回
路構成図、第２図は本発明における第１の駆動方法での
サーマルヘッドの結線状態を表わした回路図、第３図は
この駆動方法を説明するための各種タイミング図、第４
図はこの駆動方法における印字例を示す拡大平面図、第
５図は第２の駆動方法におけるサーマルヘッドの結線状
態を表わした回路図、第６図はこの第２の駆動方法を説
明するための各種タイミング図、第７図はこの第２の駆
動方法における印字例を示す拡大平面図、第８図は第３
の駆動方法におけるサーマルヘッドの結線状態を表わし
た回路図、第９図はこの第３の駆動方法における印字例
を示す拡大平面図、第１０図は本発明を適用した記録装
置の一例を示す要部ブロック図、第１１図は従来のサー
マルヘッド駆動方法に用いられた厚膜型サーマルヘッド
とその駆動回路の一部を示す回路図、第１２図は今回提
案されたサーマルヘッドの原理的な構成図である。 Ｉ２・・・・・・発熱抵抗体、 １３．１４・・・・・・リード線、 ２２．２３・・・・・・スイッチング素子群、４５・・
・・・・人力信号（選択信号）、５４・・・・・・入力
信号（画信号）、６４・・・・・・入力信号（一括駆動
信号）、９２・・・・・・制御信号。 出　願　人　　　　富士ゼロックス株式会社代　　理　
　人　　　　　　弁理士　　山　　内　　梅　　雄＾凸
ハρハ （ｇ　　ｆ：Ｊ　　Ｑ　　’ＣＩ　　Φ−ｖ′−／′″
−″′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．１本の細長い発熱抵抗体と、この発熱抵抗体の長さ
   方向とほぼ直角方向に１本ずつ互いに逆方向となるよう
   に交互に引き出された複数のリード線と、これらのリー
   ド線のうち一方の側に引き出されたリード線のそれぞれ
   に１つずつ対応して接続されこれらと電気的な接離を行
   うための第１のスイッチング素子群と、前記リード線の
   うち他方の側に引き出されたリード線のそれぞれに１つ
   ずつ対応して接続されこれらと電気的な接離を行うため
   の第２のスイッチング素子群とを具備するサーマルヘッ
   ドを用いた画像表示装置において、このサーマルヘッド
   の一方のスイッチング素子群のみ画データに応じたオン
   ・オフ制御を行うことを特徴とするサーマルヘッド駆動
   方法。 ２、画データによってオン・オフ制御されない側のスイ
   ッチング素子群は、１素子ずつ順にオン状態とオフ状態
   が繰り換えされた状態で設定保持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駆動方法
   。 ３、画データによってオン・オフ制御されない側のスイ
   ッチング素子群はすべてオン状態に保持されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッド駆
   動方法。 ４、画データによってオン・オフ制御されるスイッチン
   グ素子群を１ラインごとに切り換え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方法。