JP2624317B2

JP2624317B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP2624317B2
Application number: JP29387388A
Authority: JP
Inventors: 秀和杉; 章山口
Original assignee: 松下電送株式会社
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH02139259A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する
ための発熱素子を用い、熱的方法により文字などの画像
の記録を行う記録装置に関する。

従来の技術従来、この種の記録装置は第３図に簡略化して示すよ
うに、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するための
発熱抵抗素子31とその電気エネルギー供給路を開閉する
ドライバ回路32にて構成されたサーマルヘッド・ユニッ
ト33、同ユニット33の温度を検出する温度検出素子34、
これによって検出された温度に応じてドライバ回路32の
駆動時間を制御することにより、発熱抵抗素子31への電
気エネルギーの印加時間を調節する時間制御回路35、お
よび発熱抵抗素子31に対する電気エネルギー供給源とし
ての電源36から構成される。

時間制御回路35は、温度検出素子34のアナログ出力信
号TEMPをデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変
換回路37、その出力信号を一時的に記憶するラッチ回路
38、このラッチ回路38の出力信号に基いて記録（印字）
パルス幅の値を出力する記録パルス幅ROMテーブル39、
その出力信号に対応したパルス幅を持つ記録（印字）パ
ルスをPWをドライバ回路32に供給する記録パルス発生回
路40より構成される。

サーマルヘッド・ユニット33の物理的構造を第４図に
示す。発熱抵抗素子31はセラミック基板41上に配列して
形成され、またドライバ回路32もセラミック基板32上に
実装される。セラミック基板41はアルミニウムなどの基
台42に実装される。そして、温度検出素子34は、サーマ
ルヘッド・ユニット33の全体的温度を検出できるよう
に、基台42の表面または内部に設けられる。

このような構成の記録装置によって、文書などの画像
を記録する場合、記録濃度を安定化するため各ページ毎
に、サーマルヘッド・ユニット33の温度に応じた記録パ
ルス幅PWの調節が行われる。すなわち、各ページの記録
開始直前にトリガ信号TRGが入力し、アナログ・デジタ
ル変換回路37の出力信号がラッチ回路38に記憶される。
記録パルス幅ROMテーブル39から、ラッチ回路38の出力
信号（サーマルヘッド・ユニット33の温度）に最も適切
な記録パルス幅の値が記録パルス幅発生回路40に与えら
れ、そのパルス幅の記録パルスPWがドライバ回路32に印
加される。その結果、発熱抵抗素子31（記録すべき画素
に対応したもの）に電気エネルギーが供給され、その発
熱によって記録媒体（不図示）に画像が記録される。こ
の時に発熱抵抗素子31に供給される電気エネルギー量と
発生する熱エネルギー量は、記録パルスPWのパルス幅に
比例する。すなわち、記録パルス幅は印加電気エネルギ
ー量に対応している。

なお、この種の記録装置の従来例として、記録のため
の電気熱変換体（発熱抵抗素子）に隣接して設けたダミ
ーの電気熱変換体によりサーマルヘッドの温度を検出
し、同様の温度補償を１ライン毎に演算によって行うよ
うにしたサーマル式記録装置（特開昭63−42877号）が
知られている。また階調記録を行う記録装置として、サ
ーマルヘッドの温度に応じて階調印字のためのパルス幅
補正用参照テーブルを演算により作り直すことにより、
温度補償を行う感熱記録装置（特開昭62−233976号）、
サーマルヘッドの温度だけでなく記録媒体の温度によっ
ても記録パルス幅を調整し、さらに、直前に記録した画
像データによる熱履歴の影響をも考慮して記録パルス幅
を調整するようにした感熱記録装置（特開昭63−89359
号）が知られている。

発明が解決しようとする課題しかし、第３図および第４図に示した従来構成によれ
ば、黒の多い画像や長尺画像の記録の場合、特に高速記
録の場合に、記録画像の黒部分の周辺の「かぶり」や
「にじみ」による画像品質の低下が起こりやすいという
問題があった。

すなわち、ページ内では一定の記録パルス幅（一定の
印加電気エネルギー量）で記録が行われるため、黒の多
い画像や長尺画像の場合には記録動作中にサーマルヘッ
ド・ユニットの温度がかなり上昇することになる。この
温度上昇に伴って、感熱記録媒体に所定の濃度で発色さ
れるに必要な熱エネルギーは小さくなっていく。しかる
に、ページ内においては発熱抵抗素子に供給される電気
エネルギー量は一定に保たれるため、熱エネルギー量が
過剰となって「かぶり」、「にじみ」が発生する。

特に記録速度が速い装置の場合、サーマルヘッドの単
位時間当たりの発熱エネルギー量が相当に大きいのでペ
ージ内の温度上昇は大幅である。また発熱抵抗素子が形
成されたセラミック基板の温度が基台の温度より急激に
高温になるため、温度検出素子による検出温度と記録濃
度に直接影響するセラミック基板の温度との差が増大す
る。その結果、「かぶり」や「にじみ」の発生が一層顕
著である。

また、熱転写フィルムを利用して普通紙に熱転写記録
を行う装置の場合、熱エネルギーが過剰になるとインク
戻りより記録濃度が低下するため、感熱記録紙に直接記
録する装置よりも記録品質の低下が激しい。

このような問題に対し、サーマルヘッド・ユニットの
基台を大型化して熱容量を増やし、かつ放熱フィンを付
加したり、あるいはファンによってサーマルヘッド・ユ
ニットの強制空冷を行うことによって、サーマルヘッド
・ユニットの温度上昇を抑えることが考えられる。しか
し、このような解決方法は、記録装置の小型化、低価格
化の妨げになり、設計上許されない場合が多い。

そこで、特開昭63−42877号の装置のように、サーマ
ルヘッド・ユニットの温度測定と記録パルス幅の制御を
ページ内においても行うことが考えられる。

しかし、この場合、連続した黒領域の途中で記録パル
ス幅の切り換えによる濃度変化が視感上目立ちやすく、
逆に画品質を損なう恐れがある。これを防ぐには、温度
検出と記録パルス幅の切り換えステップ量を小さくしな
ければならないので、サーマルヘッドの全温度範囲にわ
たって細かい刻みの記録パルス幅データのROMテーブル
が必要となり、そのためのメモリ容量が著しく増加する
という問題がある。さらに、テーブルが大きくなれば、
記録パルス幅データの検索に要する時間が増加し、これ
が記録高速化の制約要因になる。

これは特開昭63−42877号の装置でも同様である。ま
た、特開昭63−89359号の装置および特開昭62−233976
号の装置でも温度補償のための演算量が多く、同じよう
な問題がある。

なお、黒部分が連続する場合や高速記録の場合に、発
熱抵抗素子が形成されたセラミック基板の温度が基台の
温度より急激に上昇するが、特開昭63−42877号の装置
のように、ダミーの発熱抵抗素子によって温度検出を行
う構成とすれば、このよう場合のセラミック基板の温度
急上昇に対する追従性の改善を期待できる。しかし、そ
の反面、温度検出用の発熱抵抗素子の部分と他の発熱抵
抗素子の部分との温度差が大きくなるような画像の記録
時には、温度補償が不適切または不安定になるという別
の問題がある。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、温
度補償のためのテーブルの大容量化や演算量の増加を招
かずに、黒部分の周辺の「かぶり」や「にじみ」のない
安定した画像品質を得られる記録装置を提供することに
ある。

課題を解決するための手段本発明は、記録パルス幅に応じた電気エネルギーを熱
エネルギーに変換して画像の記録を行う発熱素子の周辺
温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段によ
り検出された温度に対応した記録パルス幅値を記憶する
第１の記憶手段と、前記温度検出手段により検出された
温度に基づき前記発熱素子周辺の温度変化量を逐次検出
する温度変化量検出手段と、この温度変化量検出手段に
より検出された温度変化量に対応した記録パルス幅補正
値を記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に
記憶された記録パルス幅値に前記第２の記憶手段に記憶
された記録パルス幅補正値を加算または減算する累算手
段と、この累算手段により得られた記録パルス幅に応じ
て前記発熱素子に印加される電気エネルギー量を制御す
る制御手段とを備え、前記累算手段は、前記発熱素子周
辺の温度変化が上昇か下降かにより、前記第２の記憶手
段に記憶される記録パルス幅補正値の加算または減算す
ることを特徴とするものである。

作用本発明は上述のような構成によって、ページ先頭にお
けるユニット温度に対応して決定された電気エネルギー
量に、ユニット温度変化量に対応して決定された電気エ
ネルギー量補正値の累積加算または減算を行うことによ
り、ページ内の発熱素子の印加電気エネルギー量は逐次
補正される結果、印加電気エネルギー量を一定としたと
きにユニット温度の上昇幅が大きくなるような黒部分の
多い画像や長尺画像の場合や高速記録の場合でも「かぶ
り」や「にじみ」の発生は防止される。

また、補正値決定手段は、ページ内で起こり得ると予
想されるユニットの最大温度変化幅だけに対応できれば
よく、電気エネルギー量決定手段のようにユニットの全
温度範囲について対応する必要はない。したがって、電
気エネルギー量決定手段および補正値決定手段をそれぞ
れテーブルを用いた構成としても、一つのテーブルでユ
ニットの全温度範囲に対する電気エネルギー量の調整を
行う構成のようにテーブルのためのメモリ容量を著しく
増大させることなく、ページ内における電気エネルギー
量を高精度に制御することができる。

また、ページ内の電気エネルギー量補正のために複雑
・大量の演算処理は必要としない構成であるので、記録
エネルギー量制御の部分を簡単なハードウエアで実現可
能であり、ソフトウエアを利用する場合であっても処理
の負担が少なく、記録高速化の妨げにならない。

実施例以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例による記録装置の概略構成
を示すものであって、１は電気エネルギーを熱エネルギ
ーに変換する発熱抵抗素子、２は発熱抵抗素子への電気
エネルギーの供給路を開閉するドライバ回路であり、こ
れらはサーマルヘッド・ユニット３に一体的に実装され
る。このサーマルヘッド・ユニット３の物理的構造は第
４図に示したものと同様でよい。４はサーマルヘッド・
ユニット３の温度を検出する温度検出素子、５はサーマ
ルヘッド・ユニット３の温度に応じて、一定の記録濃度
が得られるようにパルス幅を調節した記録パルスPWをド
ライバ回路２に印加する時間制御回路である。６はドラ
イバ回路２を経由して発熱抵抗素子１に電気エネルギー
を供給するための電源である。

上記時間制御回路５において、アナログ・デジタル変
換器７は、温度検出素子４のアナログ出力信号TEMP（サ
ーマルヘッド・ユニットの温度を示す）をデジタル信号
に変換するもので、このデジタル信号は選択回路11に入
力する。この選択回路11は、アナログ・デジタル変換回
路７の出力信号のうち、必要な精度に対応するビット
（x,y）を取り出し、その出力先を切り換え信号SELに従
ってラッチ回路８または温度変化検出回路13に切り換え
る回路である。９はサーマルヘッド・ユニット３の温度
に対応した記録パルス幅の値を格納した記録パルス幅RO
Mテーブルであり、ラッチ回路８の出力信号によって指
定されたアドレスより記録パルス幅の値を出力する。12
は所定周期のタイミング信号TIMを出力する周期タイマ
である。13は一定時間間隔でサーマルヘッド・ユニット
３の温度変化（上昇または下降）を検出する温度変化検
出回路であり、タイミング信号TIMが発生する度に、内
部の前後２段のラッチ回路のうちの前段ラッチ回路の保
持データを後段ラッチ回路に保持し、同時にその時点の
信号ｙを前段ラッチ回路に保持し、前段と後段のラッチ
回路の保持値より温度変化量を検出し、温度変化量信号
△Ｔを補正値ROMテーブル14へ出力する。この補正値ROM
テーブル14は、サーマルヘッド・ユニット３の温度変化
量（増減の別も含む）に対応する記録パルス幅の補正値
（増加量または減少量）を格納しており、温度変化量信
号△Ｔによって指定されたアドレスより補正値を出力す
る。15は記録パルス幅ROMテーブル９より入力する記録
パルス幅の値に補正値ROMテーブル14から入力する補正
値の累積加算または減算を行う累算回路である。16は記
録パルス幅ROMテーブル９の出力信号または累算回路15
の出力信号を切り替え信号SELに従って選択する選択回
路、10は選択回路16の出力信号によって指定されたパル
ス幅の記録（印字）パルスPWを発生する記録パルス発生
回路である。この記録パルスPWは、サーマルヘッド・ユ
ニット３のドライバ回路２に駆動信号として印加され、
記録パルスPWの有効（オン）期間に発熱させるべき発熱
抵抗素子１の電気エネルギー供給路が閉じられる。

第２図は温度変化検出回路13の一構成例を示すもの
で、17はタイミング信号TIMが発生した時に選択回路11
の出力信号ｙをラッチする前段ラッチ回路、18はタイミ
ング信号TIMが発生した時に前段ラッチ回路17の出力信
号をラッチする後段ラッチ回路、19は前段，後段ラッチ
回路17,18の出力信号の差分値を求め、それを温度変化
量△Ｔとして出力する差分演算回路である。

以上のように構成された記録装置について、以下その
動作を説明する。なお、第１図においては簡略化されて
いるが、発熱させるべき（黒画素に対応した）発熱抵抗
素子１に対してだけ、記録パルスPWのオン期間に電気エ
ネルギーを供給するようにドライバ回路２は構成されて
いる。また、記録方式は、発熱抵抗素子１の発生した熱
エネルギーにより直接的に感熱記録媒体を発色させる方
式とするが、熱転写フィルムのインクを普通紙に転写さ
せる方式であってもよい。

記録動作の開始前には、切り替え信号SELは、選択回
路11がｘ出力側を選択し、かつ選択回路16がｘ入力側を
選択するような状態となっている。

各ページの先頭で発生する温度検出トリガ信号TRGに
応答し、アナログ・デジタル変換回路７の出力信号（サ
ーマルヘッド・ユニット３の温度）の必要な精度に対応
するビットである選択回路11の出力信号ｘがラッチ回路
８にラッチされる。このラッチされた信号に対応する最
も適切な記録パルス幅の値が記録パルス幅ROMテーブル
９より出力される。この記録パルス幅の値は、累算回路
15に取り込まれる次の温度検出トリガ信号TRGが入力す
るまで内部に記憶されるとともに、選択回路16を介して
記録パルス発生回路10に入力する。記録パルス回路10で
入力した記録パルス幅を持つ記録パルスPWが発生し、こ
れがドライバ回路２に印加するため、黒画素に対応した
発熱抵抗素子１は記録パルス幅の時間だけ電気エネルギ
ーを供給されて発熱し、その発生熱エネルギーによって
感熱記録媒体（不図示）に所定の画像が記録される。こ
の時に発生する熱エネルギー量は記録パルス幅に比例
し、その時のサーマルヘッド・ユニット３の温度にて所
定の記録濃度を得るために最適な値に制御されている。

このようなページ先頭における初期動作が終了する
と、切り替え信号SELは反転し、選択回路11はｙ出力側
を選択してアナログ・デジタル変換回路７の出力信号
（サーマルヘッド・ユニット３の温度）の必要な精度
（上述のページ先頭動作時よりも高精度）に対応するビ
ットが出力信号ｙとして温度変化検出回路13に入力する
ようになり、また選択回路16はｙ入力側すなわち累算回
路15の出力信号を選択する。

この状態で、周期タイマ12から所定周期でタイミング
信号TIMが発生する度に、温度変化検出回路13が作動
し、タイミング信号TIMの時間間隔内のサーマルヘッド
・ユニット13の温度変化量△Ｔを検出し出力する。この
温度変化量△Ｔに対応した最も適切な記録パルス幅補正
値が補正値ROMテーブル14より出力し、累算回路15で
は、内部に記憶している記録パルス幅値（最終はページ
先頭で記録パルス幅ROMテーブル９より出力された記録
パルス幅値）に加算（温度下降の場合）または減算（温
度上昇の場合）し、その結果を記録パルス幅値として出
力するとともに内部に記憶する。この記録パルス幅値は
選択回路16を介して記録パルス発生回路10に入力し、そ
のパルス幅の記録パルスPWがドライバ回路２に与えら
れ、このパルス幅に比例した量の電気エネルギーが黒画
素対応の発熱抵抗素子１に印加される。

このように、ページ先頭のサーマルヘッド・ユニット
３の温度に対し所定の濃度を得るための記録パルス幅が
設定され、ページ内においては、サーマルヘッド・ユニ
ット３の温度変化量に対応した記録パルス幅補正値の累
積的加算または減算により記録パルス幅すなわち印加電
気エネルギー量は逐次補正される。そして、ページ内の
温度変化が大きい場合は発熱抵抗素子１が形成されたセ
ラミック基板（41）の温度が基台（42）より高くなって
いくことから、検出した基台の温度変化から実際のセラ
ミック基板の温度に対応するように、予め決定した最適
な補正値データを補正値ROMテーブル14に格納しておけ
ば、黒部分の多い画像や長尺画像の場合にも高速記録の
場合にも、黒部分の周辺の「かぶり」や「にじみ」など
が発生しない安定した記録品質を得られる。

また、ページ内の温度変化に対する記録パルス幅の補
正は、ページ内で予想される最大温度変化幅だけを対象
とした専用の補正値ROMテーブル14を用いて行うため、
その補正値データを記録パルス幅ROMテーブル９のデー
タよりも細かい時間単位の高精度のデータとしても、補
正値ROMテーブル14の容量は比較的小さくても間に合
う。したがって、サーマヘッド・ユニット３の全温度範
囲を対象とする記録パルス幅テーブル９によって同様の
補正を行う場合に比べ、比較的小さなROM容量で高精度
の記録パルス幅補正が可能である。

さらに、ページ内の記録パルス幅補正に伴う処理はテ
ーブル検索と累積演算だけであり、複雑な演算処理を必
要としないため、これは簡単なハードウエアによって可
能であるとともに、ソフトウエアを利用する場合であっ
ても処理の負担が小さく高速記録の妨げになることがな
い。

なお、本実施例においては記録パルス幅すなわち電気
エネルギーの印加時間幅を変化させることによって印加
電気エネルギー量を制御して熱エネルギー量を調整した
が、電源６の電圧の増減、電気エネルギー印加経路にお
ける電圧降下の増減などによって印加電気エネルギー量
および熱エネルギー量を制御してもよい。ただし、記録
パルス幅制御が回路コストなどの面で一般に有利であ
る。

発明の効果以上の説明から明らかなように、本発明は、以下のよ
うな効果を有するものである。

本発明においては、第１の記憶手段に記憶された記録
パルス幅値に第２の記憶手段に記憶された記録パルス幅
補正値を加算または減算する累算手段が発熱素子周辺の
温度変化が上昇か下降かにより、第２の記憶手段に記憶
される記録パルス幅補正値の加算または減算するので、
全温度範囲に対する電気エネルギー量の調整を行うため
のテーブルのメモリ容量を著しく増大させることなく、
電気エネルギー量を高精度に制御することができる。

また、電気エネルギー量補正のために複雑・大量の演
算処理は必要としないので、記録エネルギー量制御の部
分を簡単なハードウェアで容易に実現可能であるととも
に、ソフトウェアを利用する場合であっても処理の負担
が少なく、記録高速化の妨げにならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による記録装置の概略ブロッ
ク図、第２図は温度変化検出回路の一構成例を示すブロ
ック図、第３図は従来の記録装置の概略ブロック図、第
４図はサーマルヘッド・ユニットの一般的な物理的構造
を示す概略斜視図である。１……発熱抵抗素子、２……ドライバ回路、３……サー
マルヘッド・ユニット、４……温度検出素子、５……時
間制御回路、６……電源、７……アナログ・デジタル変
換回路、８……ラッチ回路、９……記録パルス幅ROMテ
ーブル、10……記録パルス発生回路、11……選択回路、
12……周期タイマ、13……温度変化検出回路、14……補
正値ROMテーブル、15……累算回路、16……選択回路、4
1……セラミック基板、42……基台。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録パルス幅に応じた電気エネルギーを熱
エネルギーに変換して画像の記録を行う発熱素子の周辺
温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段によ
り検出された温度に対応した記録パルス幅値を記憶する
第１の記憶手段と、前記温度検出手段により検出された
温度に基づき前記発熱素子周辺の温度変化量を逐次検出
する温度変化量検出手段と、この温度変化量検出手段に
より検出された温度変化量に対応した記録パルス幅補正
値を記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に
記憶された記録パルス幅値に前記第２の記憶手段に記憶
された記録パルス幅補正値を加算または減算する累算手
段と、この類算手段により得られた記録パルス幅に応じ
て前記発熱素子に印加される電気エネルギー量を制御す
る制御手段とを備え、前記累算手段は、前記発熱素子周
辺の温度変化が上昇か下降かにより、前記第２の記憶手
段に記憶される記録パルス幅補正値の加算または減算す
ることを特徴とする記録装置。