JP2929890B2

JP2929890B2 - 感熱記録装置

Info

Publication number: JP2929890B2
Application number: JP7571993A
Authority: JP
Inventors: 悦郎中山
Original assignee: YOKOKAWA DENKI KK
Current assignee: YOKOKAWA DENKI KK
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH06286193A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感熱記録装置に関するも
のであり、詳しくは、波形の大きさを感熱記録紙に記録
する装置におけるベタ黒記録時の改善に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】波形の大きさを記録するレコーダとし
て、ラインサーマルヘッドを構成するように一定間隔で
配列された複数の発熱素子を波形の大きさに応じて選択
的に駆動して発熱させ、その発熱に基づいて感熱記録紙
を発色させて記録するように構成されたものがある。

【０００３】図１４は従来のこのような装置の一例を示
すブロック図、図１５は図１４の回路の動作の一例を示
すタイミングチャートである。シフトレジスタ１には、
(a)に示す１ライン分ｍドットのデータが(b)に示すｍ個
のクロックＣＬＫに従って逐次格納される。シフトレジ
スタ１に１ライン分のデータが格納された時点で(c)に
示すラッチパルスＬＡＴによりラッチ２にラッチされ
る。これらラッチ２の出力データは各ナンドゲート３の
一方の入力端子に加えられる。これらナンドゲート３の
他方の入力端子には(d)に示すイネーブル信号ＥＮ´が
インバータ４を介して共通に加えられている。なお、ダ
ッシュ「´」は負論理で動作することを示している。ナ
ンドゲート３の出力端子はサーマルヘッドを構成する発
熱素子５の一端に接続され、発熱素子５の他端には直流
電源６のプラス端子が共通に接続されている。

【０００４】このような構成において、各ラインの記録
データとしては、例えば各測定周期における測定値の最
大値と最小値をライン状に記録するように最大値に対応
した発熱素子から最小値に対応した発熱素子までの配列
方向に連続した複数の発熱素子を同時に駆動するように
補間されたデータが加えられる。これにより、イネーブ
ル信号ＥＮ´がＬレベルになっているｔ₀の間、直流電
源６から発熱素子５に駆動電流が流れて１ラインの記録
データに基づく記録が行われる。そして、図示しない記
録紙は、１ラインの記録動作が完了する毎に１ラインず
つ紙送りされることになる。

【０００５】ところで、このような感熱記録装置で波形
記録を行うのにあたって、高周波波形が連続して入力さ
れると、波形が高密度で記録されるベタ黒記録が続くよ
うになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ベタ黒記録
は、感熱記録装置の電源にとって高負荷になることか
ら、通常の線分波形記録のみに比べてかなり大きな容量
の電源が必要になる。また、ラインサーマルヘッドにと
っても、異常過熱などを引き起こす原因にもなる。

【０００７】これらの対策として、ベタ黒記録状態にな
ると全体の記録濃度を薄くすることが提案されている
が、この場合には波形だけではなくグリッドやアノテー
ションも薄く記録されてしまい識別性が低下するという
問題がある。本発明はこのような点に着目したものであ
り、その目的は、ベタ黒記録状態になった場合には波形
のみ記録濃度を淡くして、識別性を低下させることなく
電源負荷を小さくできる感熱記録装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
る本発明は、ラインサーマルヘッドを構成するように一
定間隔で配列された複数の発熱素子を選択的に駆動して
発熱させ、その発熱に基づいて波形データ，グリッド，
アノテーションを含む記録データを記録紙に記録する感
熱記録装置において、濃線記録と淡線記録に応じた少な
くとも２個の入力端子を有し、それぞれの入力端子に入
力される記録データを所定の記録濃度で記録するように
発熱素子を駆動する発熱素子駆動回路と、記録データの
うちの波形データを発熱素子駆動回路の入力端子のいず
れかに選択的に入力する第１のセレクタと、発熱素子駆
動回路からラインサーマルヘッドに入力される記録ドッ
ト数を計数する第１のカウンタと、ライン周期数を計数
し、一定周期数毎に第１のカウンタをリセットする第２
のカウンタと、第１のカウンタの計数値と設定値とを比
較して検出信号を出力するコンパレータと、ヒステリシ
ス特性を与えるための２種類の設定値を選択的にコンパ
レータに出力する第２のセレクタとで構成され、前記波
形データ以外の記録データは常に発熱素子駆動回路の濃
線記録に応じた入力端子に入力され、前記各セレクタの
出力信号はコンパレータの検出信号により切り換えられ
ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】第１のカウンタによる記録ドット数が第１の設
定値を上回る場合にはベタ黒状態とし、波形の記録濃度
を薄くする。この状態は第１のカウンタによる記録ドッ
ト数が第１の設定値よりも小さい第２の設定値を下回る
まで持続される。なお、グリッドやアノテーションなど
の波形以外の情報は常に濃線で記録される。

【００１０】これにより、識別性を低下させることなく
電源負荷を小さくできる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示すブロック図
である。図において、７は発熱素子駆動回路であり、濃
線記録と淡線記録に応じた少なくとも２個の入力端子を
有している。濃線記録に応じた入力端子には第１のセレ
クタ８および加算器９を介して波形データｄ_iが入力さ
れ、淡線記録に応じた入力端子には第１のセレクタ８を
介して波形データｄ_iが入力されている。加算器９には
グリッドやアノテーションなどの波形以外の記録データ
も加えられている。熱履歴コントローラ７の出力データ
は記録データとしてサーマルヘッド１０に加えられると
ともに、第１のカウンタ１１にも加えられている。１２
は第２のカウンタであり、ライン周期信号が加えられて
いる。この第２のカウンタ１２は、第１のカウンタ１１
にリセット信号とＯＥ信号を出力する。１３はコンパレ
ータであり、一方の入力端子Ａには第１のカウンタ１１
の出力信号が入力され、他方の入力端子Ｂには第２のセ
レクタ１４の出力信号が入力されている。第２のセレク
タ１４には設定値１と設定値２が入力されていて、これ
ら設定値１と設定値２は例えば設定値１＞設定値２の関
係を満たしている。そして、コンパレータ１３は、Ａ＞
ＢのときにＨレベルの検出信号を出力する。各セレクタ
８，１４はこのコンパレータ１３の検出信号をセレクト
信号として交互に切り換えられる。

【００１２】図２は発熱素子駆動回路７の具体例図であ
る。図において、Ａは所望の記録線幅で記録するために
発熱素子を駆動する記録データを生成するデジタルワン
ショット部であり、Ｂは発熱素子の発熱温度を制御する
熱履歴制御部である。デジタルワンショット部Ａは、第
１の線幅で記録を行うための添字₁が付加されたデータ
セレクタ１５，データ変換部１６，減算器１７，ラッチ
１８，２０およびメモリ１９よりなる第１のデジタルワ
ンショットループと、第２の線幅で記録を行うための添
字₂が付加されたデータセレクタ１５，データ変換部１
６，減算器１７，ラッチ１８，２０およびメモリ１９よ
りなる第２のデジタルワンショットループが設けられて
いる。記録線幅の設定にあたっては、例えば一方のデー
タセレクタ１５₁には設定値CD₁として「４」がセットさ
れ、他方のデータセレクタ１５₂には設定値CD₂として
「６」がセットされる。

【００１３】このようなデジタルワンショット部Ａの基
本動作を説明する。記録すべき入力データｄ_iはデータ
セレクタ１５に選択信号として加えられる。このデータ
セレクタ１５は入力データｄ_iの“１”，“０”に応じ
て選択される所定のデータＰ_i _-1をデータ変換部１６に
出力するとともに減算器１７に出力する。データ変換部
１６はデータセレクタ１５から加えられるデータＰ_i-1
が“０”以外の場合に“１”のデータｄ_i´を熱履歴制
御部Ｂを構成するアンドゲート２６の一方の入力端子に
加えるものであり、例えばオアゲートを用いる。減算器
１７は入力データＰ_i-1に対してＰ_i＝Ｐ_i-1−１の減算
を行う。ただし、減算器１７は自然数に対してのみ減算
を行い、例えばＰ_i-1が０の場合にはＰ_iとしてそのまま
０を出力する。その演算結果Ｐ_iはラッチ１８を介して
デュアルポートメモリ１９に一時格納される。デュアル
ポートメモリ１９の出力データＰ_i-1はラッチ１２を介
してデータセレクタ１５に加えられる。

【００１４】熱履歴制御部Ｂのメモリ２１にはサーマル
ヘッド１０を構成する複数の発熱素子の記録動作に関連
した蓄熱温度データが予め格納されている。このメモリ
２１に格納された蓄熱温度データは、サーミスタなどの
温度センサ２８で測定されるサーマルヘッド１０の周囲
の温度に応じて、所定の現在の蓄熱温度データＲ_i-1お
よび記録の有無に関連したアンドゲート２６の出力デー
タをアドレスにして、次回の蓄熱温度データＲ_iとして
読み出される。このメモリ２１から読み出される蓄熱温
度データＲ_iはラッチ２２を介してデュアルポートメモ
リ２３に一時格納される。そして、このメモリ２３に一
時格納された蓄熱温度データＲ_iは前述した現在の蓄熱
温度データＲ_i-1として読み出され、ラッチ２４を介し
てメモリ２１にアドレスとして加えられるとともに比較
器２５の一方の入力端子に加えられる。比較器２５の他
方の入力端子には予め設定された設定温度データSDが加
えられる。この比較器２５の出力信号はアンドゲート２
６の他方の入力端子に加えられる。なお、前述の各デジ
タルワンショットループ系統から出力されるデータを処
理するために比較器２５とアンドゲート２６は２系統設
けられていて、これら２系統のアンドゲート２６₁，２
６₂の出力データＯ_iはオアゲート２７を介してメモリ２
１にアドレスとして加えられるとともに、サーマルヘッ
ド１０の発熱素子に駆動信号として加えられる。これら
比較器２５₁，２５₂の温度データSD₁，SD₂は、デジタル
ワンショット部Ａの各系統から出力されるデータｄ
´_1i，ｄ´_2iの記録濃度を個別に設定する。例えば比較
器２５₁の温度データSD₁が150℃に設定されている場合
には、比較器２５₁はラッチ２４から加えられる温度デ
ータＲ_i-1が150℃よりも低い場合にのみ“１”をアンド
ゲート２６₁に出力する。アンドゲート２６₁はこの比較
器２５₁の出力データとデータ変換器１６₁の出力データ
との論理積をオアゲート２７に出力することになり、発
熱素子の蓄熱温度は温度データSD₁近傍の値に抑制され
ることになる。ここで、蓄熱温度の高低は記録温度の高
低と関連するものであり、蓄熱温度が高くなると記録濃
度は濃くなる。すなわち、比較器２５₁，１７₂の温度デ
ータSD₁，SD₂により記録濃度を個別に設定できる。２９
はサーマルヘッド１０を構成する複数の発熱素子の発熱
による発色記録が行われる感熱形の記録紙であり、図示
しないモータにより所定の速度で送られる。３０は各部
の動作を制御するための制御信号を出力するタイミング
制御回路である。なお、サーマルヘッド１０部分は図１
４と同様に構成されたものを用いることができる。

【００１５】このような図２の構成によれば、データセ
レクタ１５₁，１５₂のデータCD₁，CD₂により記録線幅を
設定でき、比較器２５₁，２５₂のデータSD₁，SD₂で記録
濃度が設定できる。従って、例えばCD₁＝４，CD₂＝６，
SD₁＝200℃，SD₂＝150℃に設定することにより、入力デ
ータｄ_1iの系統については細く濃い線で記録でき、入力
データｄ_2iの系統については太く薄い線で記録できる。
なお、２種類の線が交差する部分では、オアゲート２７
の働きにより濃い線が優先して記録される。

【００１６】図２のように構成された装置のデジタルワ
ンショット部Ａおよび熱履歴制御部Ｂがそれぞれ１系統
のみの場合の基本動作を図３のタイミングチャートを用
いて説明する。図３において、ｍドットのデータDATAを
４回サーマルヘッド２０に転送し、４回イネーブル信号
EN´を加えることによって１ラインの記録を行う。ここ
で、イネーブル信号EN´のパルス幅ｔ₀´は図１５のパ
ルス幅ｔ₀の1/4とする。すなわち、１回の駆動で発熱素
子５に印加されるエネルギーは図１５の場合の1/4であ
り、４回のデータDATAおよびイネーブル信号EN´の送り
で１ラインの記録が行われることになる。なお、記録紙
２９の送りもこのシーケンスと同期させて図１５の1/4
ステップずつに分割してステップ送りする。

【００１７】このような駆動方法において、イネーブル
信号EN´のパルス幅ｔ₀´は一定であるので、例えばデ
ータｄ₁を先頭としたデータｄ₄までのラインの記録シー
ケンスの記録条件と、データｄ₂を先頭としたデータｄ₅
までのラインの記録シーケンスの記録条件は等しい。従
って、記録紙２９の送り速度が等しく、すなわち図３の
データ転送周期ｄ_nが図１５のデータ転送周期の1/4とす
ると、図３の駆動方法によれば、時間軸方向に沿った分
解能は図１５の駆動方法の４倍になる。

【００１８】図４は、このような記録方法による記録例
図である。記録紙は矢印Ｙの方向に図１５のピッチＰの
1/4ずつ送られる。発熱素子５は、ａ〜ｃに示すように
紙送りピッチに同期して４回に分けて駆動される。ａは
発熱素子５₄の駆動状態を示し、ｂは発熱素子５₅の駆動
状態を示し、ｃは発熱素子５₆の駆動状態を示してい
る。発熱素子５₄による記録パターンPTａは時刻ｔ₁でデ
ータセレクタ１５に入力データｄ_i“１”が加えられる
ことによる連続した４回の駆動により記録され、発熱素
子５₅による記録パターンPTｂは時刻ｔ₂でデータセレク
タ１５に入力データｄ_i“１”が加えられることによる
連続した４回の駆動により記録され、発熱素子５₆によ
る記録パターンPTｃは時刻ｔ₃でデータセレクタ１５に
入力データｄ _i“１”が加えられることによる連続した
４回の駆動により記録される。以下同様に、各記録パタ
ーンは対応した発熱素子を紙送りピッチに同期して４回
に分けて連続駆動することにより記録される。なお、駆
動中の発熱素子のデータセレクタ１５に再度入力データ
ｄ_i“１”が加えられるとその時点から改めて４回の駆
動が実行されることになり、その記録パターンは長くな
る。

【００１９】この図４の記録結果から明らかなように、
従来の記録結果に比べて紙送りピッチの分解能が高くな
ることから同一速度で紙送りをした場合の紙送りピッチ
に起因する段付部の最大高さは従来よりも小さくなり、
波形の曲線記録結果は滑かになる。そして、入力データ
は紙送りのタイミングに同期して取り込まれるので、従
来に比べてより周波数の高い信号波形も忠実に記録でき
る。

【００２０】図５はデジタルワンショット部Ａの基本動
作を説明するタイミングチャートである。メモリ１９に
は各ドットに対応するトリガデータが格納されていて、
例えばアドレスＡｌにはm-1番目のドットに対応するト
リガデータＰ_i-1，_lが格納されている。タイミング制御
回路３０から(a)に示すように内部クロックCLKのl番目
のクロックでアドレスＡ_lを加えることにより、メモリ
１９から(b)に示すようにm-1番目のドットに対応するト
リガデータＰ_i-1，_lが読み出される。このメモリ１９か
ら読み出されたトリガデータはl+1番目のクロックの立
ち上がりで(c)に示すようにラッチ１２にラッチされ、
データセレクタ１５に加えられる。データセレクタ１５
は、入力データｄ_i，_lが“０”の場合には入力データＰ
_i-1，_lをそのまま出力し、入力データｄ_i，_lが“１”の
場合には入力データＰ_i-1，_lの代わりに予めデータセレ
クタ１５内に設定されているデータCDを出力する。本実
施例の場合には、１ライン相当を４回に分けて記録する
ことから「４」を出力する。このデータセレクタ１５の
出力データはデータ変換部１６および減算器１７に加え
られる。データ変換部１６はデータセレクタ１５から加
えられるデータＰ_i-1，_lが“０”以外の場合にデータｄ
_i´を“１”にして熱履歴制御部Ｂのアンドゲート２６
に加える。減算器１７は、Ｐ_i-1，_l-1の演算を行って
(d)に示すようにその演算結果Ｐ_i，_lをラッチ１８に出
力する。ラッチ１８は、l+2番目のクロックの立ち上が
りで減算器１７の演算結果Ｐ_i，_lを(e)に示すようにラ
ッチし、そのクロック周期中にメモリ１９にアドレスＡ
_lとしてデータＰ_i，_lを出力する。

【００２１】このような一連の動作が図３(a)の各デー
タｄ₁〜ｄ₅インターバルについてｍ回繰返される。次
に、メモリ１９のあるアドレスＡ_lのデータがインター
バル周期の繰返しに従ってどのように変化していくかを
説明する。図６はメモリ１９のあるアドレスＡ_lを固定
した場合の各部のデータ変化を示している。

【００２２】(a)に示すインターバルｋにおいてデータ
セレクタ１５に入力されるデータｄ_i，_lが(c)に示すよ
うに“１”になったとする。このとき、データセレクタ
１５の出力データとして(d)に示すように「４」がセッ
トされる。一方、データ変換部１６の出力データはデー
タセレクタ１５の出力データが“０”でないことから
(e)に示すように“１”になり、熱履歴制御部Ｂに記録
データを与える。続くインターバルk+1,k+2,k+3におい
て、データは減算器１７により(f)に示すように「１」
ずつ減算される。

【００２３】このような過程により、インターバルｋの
データｄ_i，_lの“１”の入力をトリガにしてインターバ
ルｋからk+3までの４回にわたってデータ変換部１６か
ら履歴制御部Ｂに記録データが加えられることになる。
このような一連の動作は、インターバルk+5とk+8におい
てデータｄ_i，_lとして“１”が入力された場合も同様で
あって、デジタルワンショット部Ａはあたかもリトリガ
ラブルモノステーブルマルチバイブレータのように動作
し、データ変換部１６はデータｄ_i，_lとして“１”が入
力されたインターバルを先頭にした４回のインターバル
において履歴制御部Ｂに記録データを出力することにな
る。

【００２４】すなわち、デジタルワンショット部Ａは、
入力データｄ_i，_lをトリガとしてその入力データをデー
タセレクタ１５によって設定される所定のインターバル
回数引伸ばすように動作する。次に熱履歴制御部Ｂの動
作を説明する。例えば図６のインターバルk+5〜k+10の
期間ではデータ変換部１６から出力される記録データｄ
_i´は連続して“１”になっていて、このような記録デ
ータｄ_i´をそのままサーマルヘッド１０に転送すると
該当する発熱素子には連続的に駆動電流が流れることに
なる。この結果、その発熱素子の温度は著しく上昇して
均一な記録品質が維持できなくなるだけではなく、最悪
の場合には発熱素子を焼損することもある。

【００２５】そこで、熱履歴制御部Ｂは、前述のように
メモリ２１に予め格納された蓄熱温度データに基づいて
記録データｄ_i´を間引くなどのデータ処理を行った後
サーマルヘッド１０に記録データＯ_iを転送する。本実
施例のように４回のデータ転送で１ラインの記録を行う
ことにより、各回のデータｄ₁〜ｄ₄の取り方によって発
熱素子５に加える駆動パルスのパターンは図７に示すよ
うに１５通り（２⁴-1=15）のいずれかになる。すなわ
ち、発熱素子５は、蓄熱温度に応じて駆動制御されるこ
とにより、結果としてこれら１５通りのパターンのいず
れかに従って駆動されることになる。

【００２６】なお、図３では４回のデータDATAおよびイ
ネーブル信号EN´の送りで１ラインの記録を行うものと
して説明しているが、４回に限るものではなく、ｎ回
（ｎは２以上の整数）であればよい。ｎ回の場合の駆動
パターンは２ⁿ-1通りになる。このような蓄熱制御の詳
細を説明する。メモリ２３のアドレスＡｘには、図８に
示すように記録すべき主走査方向上のm-x番目の発熱素
子に対応する蓄熱温度データが格納されている。タイミ
ング制御回路３０は、図９のタイミングチャートの(a)
に示す内部クロックCLKのｌ番目のクロックで蓄熱温度
データを一時記憶しているメモリ２３にアドレスＡ_lを
送る。これにより、メモリ２３は図９の(b)に示すよう
にm-1番目の発熱素子に対応する蓄熱温度データＲ_i-1，
_lを出力する。

【００２７】内部クロックCLKのl+1のサイクルにおい
て、クロックCLKの立ち上がりによりラッチ２４は図９
の(c)に示すように蓄熱温度データＲ_i-1，_lをラッチす
る。ラッチ２４にラッチされた蓄熱温度データＲ_i-1，_l
は比較器２５に加えられて初期設定されている温度デー
タSDと比較される。なお、これら蓄熱温度データ
Ｒ_i-1，_lおよび温度データSDは、複数ｓビットに量子化
されている。比較器２５は、例えば温度データSDが200
℃に設定されていて蓄熱温度データＲ_i-1，_lが100℃で
あったとすると“１”をアンドゲート２６に出力し、温
度データSDが200℃に設定されていて蓄熱温度データＲ
_i-1，_lが250℃であったとすると“０”をアンドゲート
２６に出力する。このl+1のクロックサイクルではデー
タ変換部１６から記録データｄ´_i，_lがアンドゲート２
６に読み出されて、(f)に示すような比較器２５の出力
データとの論理積がとられる。このアンドゲート２６の
出力データＯ_lが実際に記録すべきデータとしてサーマ
ルヘッド１０の発熱素子５に加えられる。すなわち、サ
ーマルヘッド１０の発熱素子５が記録状態になるのは、
記録データｄ´_i，_lが“１”で蓄熱温度データＲ_i-1，_l
が温度データSDよりも低い場合だけである。

【００２８】l+1のサイクルでは、前述のプロセスと同
時に以下の制御も行う。すなわち、蓄熱温度データＲ
_i-1，_lおよびアンドゲート２６の出力データＯ_lをメモ
リ２１にアドレスとして入力する。ここで、比較器２５
およびアンドゲート２６は高速ゲート素子で構成できる
ので、アンドゲート２６の出力データＯ_lのセトリング
は数10ｎｓ程度となり、クロックサイクルを数100ｎｓ
とすれば１クロック内でメモリ２１からデータの読み出
しを完了できる。

【００２９】メモリ２１は、アドレスＲ_i-1，_lおよびＯ
_lに従って(d)に示すように次の蓄熱温度データＲ_i，_lを
出力する。例えば、蓄熱温度データＲ_i-1，_lが100℃の
とき、Ｏ_lが１であれば蓄熱温度データＲ_i，_lとして180
℃のビットデータを出力し、Ｏ_lが０であれば蓄熱温度
データＲ_i，_lとして50℃のビットデータを出力する。l+
2サイクルでは、ラッチ２２は(e)に示すようにl+2サイ
クルのクロックCLKの立ち上がりでメモリ２１から出力
される蓄熱温度データＲ_i，_lをラッチする。また、ラッ
チ２２にラッチされたデータはメモリ２３のもう一方の
ポートに加えられてアドレスＡ_lに書き込まれる。

【００３０】これら一連の動作はパイプライン的に並列
処理され、l+1のクロックサイクルではメモリ２３から
蓄熱温度データＲ_i-1，_l+1が読み出される。このような
動作をｍ回実行することによりサーマルヘッド１０はｍ
個の記録データを受け取る。タイミング制御回路３０
は、ｍ個のデータ転送の後、前述図３(c)に示すように
ラッチパルスLATをアクティブにし、(d)に示すようにイ
ネーブル信号EN´を時間ｔ´だけ１回アクティブにして
発熱素子５に駆動電流を流す。これらｍ個のデータ転
送，ラッチパルスLATおよびイネーブル信号EN´の送出
を複数回繰り返す。図３では４回繰り返す例を示してい
る。

【００３１】次に、メモリ２１の蓄熱温度データ設定に
ついて説明する。サーマルヘッド１０の発熱素子５の温
度変化は、初期温度Ｔ₀を基準にして駆動パルスの振幅
およびパルス幅によりシミュレーションできる。すなわ
ち、サーマルヘッド１０の構造は既知であり、各部分の
物性定数も既知である。これらから、サーマルヘッド１
０の熱応答を熱伝導方程式を用いてモデル化して記述で
きる。この熱伝導方程式に初期条件として初期温度を与
え、系への入力エネルギーとして駆動パルスの振幅およ
びパルス幅を与えることにより、数値計算で各時間にお
けるサーマルヘッド１０の発熱素子５の温度をシミュレ
ーションできる。なお、熱伝導方程式は非線形であるこ
とから、１次元の有限要素法を用いてコンピュータによ
る数値演算を行い、データ転送後の温度状態をシミュレ
ーション予測しておき、メモリ２１にテーブル化してお
く。

【００３２】前述図２の構成では、サーマルヘッド１０
へのｍドットのデータの転送周期およびイネーブル信号
EN´のパルス幅は一定であるので、初期温度Ｔ₀がわか
ればデータ転送後の温度はシミュレーションにより予測
できる。図１０はこのようなシミュレーション状態の説
明図であり、(a)は駆動パルスを時間ｔ´加えた場合の
温度変化状態を示し、(b)は駆動パルスを加えない場合
の温度変化状態を示している。

【００３３】メモリ２１には、初期温度Ｔ₀をパラメー
タとして、駆動パルスを加えた場合と加えない場合の転
送周期後の温度Ｔ´を予めデータとしてテーブル化して
おく。すなわち、蓄熱温度データＲ_i-1，_lを初期温度Ｔ
₀とし、アンドゲート２６の出力信号Ｏ_lを駆動パルスの
オン，オフ信号としてメモリ２１のアドレスに入力する
ことにより、メモリ２１は転送周期後の温度Ｔ´をビッ
トデータＲ_i，_lとして出力することになる。

【００３４】メモリ２１にこのようなデータを格納して
おくことにより、蓄熱温度は逐次演算される。そして、
比較器２５で蓄熱温度データと設定温度が逐一比較され
て、結果的には図７の複数のパルス列の中から過去の蓄
熱温度データに見合ったパルス列が選択されることにな
り、精度の高い熱履歴制御が行われる。なお、これまで
の説明では、温度制御はオープンループになっている。
また、周囲温度によってはシミュレーションデータに誤
差が生じる。そこで、温度センサ２８でサーマルヘッド
１０の放熱板の温度を測定してこの測定データTDをメモ
リ２１にアドレスとして加え、メモリ２１のデータを切
り換えていく。また、サーマルヘッド１０の放熱板の温
度が上がりすぎた場合には、駆動パルスをカットしてそ
れ以上に温度が上昇しないように制御する。

【００３５】また、チャート送り速度や周囲温度の変化
に応じた記録品質の向上を図るために、駆動パルスのパ
ルス幅を可変にしてもよい。この場合には、チャート送
り速度や周囲温度に応じてメモリ２１のアドレスを切り
換えてメモリ２１から読み出されるデータを変更すれば
よい。このような構成によれば、基本的には１個のリー
ドオンリメモリと比較器の簡単な組合せでサーマルヘッ
ドの駆動パルスの印加パターンを細かく設定でき、記録
品質を高めることができる。

【００３６】図１１は図２の回路の動作を説明するタイ
ミングチャートであって前述の図６に相当するものであ
り、転送インターバル中のある任意の１ドットに注目し
てそのドットに対応するデータの変化を示したものであ
る。(a)に示すインターバルｋにおいてデジタルワンシ
ョット部Ａの一方の系統のデータセレクタ１５₁に入力
されるデータｄ_1iが(c)に示すように“１”になると、
データセレクタ１５₁の出力データとして(d)に示すよう
にCD₁の値「４」がセットされる。データ変換部１６₁の
出力データｄ´_1iはデータセレクタ１５の出力データが
「４」であることから(e)に示すように“１”になり、
履歴制御部Ｂのアンドゲート２６₁の一方の入力端子に
記録データを与える。続くインターバルｋ＋１，ｋ＋
２，ｋ＋３において、データは減算器１７₁により(f)に
示すように「１」ずつ減算される。このような過程によ
り、インターバルｋにおいてデータセレクタ１５₁に入
力される“１”のデータｄ_1iをトリガにしてインターバ
ルｋからｋ＋３までの４回にわたってデータ変換部１６
₁から履歴制御部Ｂに記録データが加えられることにな
る。

【００３７】このような一連の動作は、インターバルｋ
＋７とｋ＋９においてデータｄ_1iとして“１”が入力さ
れた場合も同様であって、デジタルワンショット部Ａは
あたかもリトリガラブルモノステーブルマルチバイブレ
ータのように動作し、データ変換部１６₁はデータｄ_1i
として“１”が入力されたインターバルを先頭にした４
回のインターバルにおいて履歴制御部Ｂのアンドゲート
２６₁に記録データを出力することになる。

【００３８】このような動作が(g)〜(k)に示す添字₂を
付けた他方の系統においても実行される。ただし、デー
タセレクタ１５₂にはデータCD₂として「６」がセットさ
れているので、インターバルｋにおいてデータセレクタ
１５₂に入力される“１”のデータｄ_2iをトリガにして
インターバルｋからｋ＋５までの６回にわたってデータ
変換部１６₂から履歴制御部Ｂのアンドゲート２６₂に記
録データが加えられることになる。

【００３９】インターバルｋ＋７とｋ＋８においてデー
タｄ_2iとして“１”が入力された場合も同様であって、
デジタルワンショット部Ａはあたかもリトリガラブルモ
ノステーブルマルチバイブレータのように動作し、デー
タ変換部１６₂はデータｄ_2iとして“１”が入力された
インターバルを先頭にした６回のインターバルにおいて
履歴制御部Ｂのアンドゲート２６₂に記録データを出力
することになる。

【００４０】図２では２種類の記録線の例を説明した
が、必要に応じてデジタルワンショット部の系統および
熱履歴制御部の系統を増設することにより３種類以上の
記録線も同時に記録できる。また、メモリ１９₁，１９₂
は１つのメモリの上位複数ビットと下位複数ビットをそ
れぞれに割当てるようにしてもよい。

【００４１】また、記録線の断続を制御することによっ
て連続線，破線，鎖線など記録線の種類をさらに増やす
こともできる。この場合には、アンドゲート２６系統に
入力されるデータやデータセレクタ１５系統に外部から
入力されるデータをゲートでオン，オフ制御すればよ
い。図１の動作を説明する。

【００４２】第２のカウンタ１２は、図１２のタイミン
グチャートに示すように、ラインサーマルヘッド１０に
入力されるラッチパルスＬＡＴなどの１ラインの記録毎
に出力されるパルスに基づいてライン周期数を計数し、
一定周期数毎に第１のカウンタ１１にＯＥ信号およびリ
セット信号を出力する。なお、図１２では８周期毎にＯ
Ｅ信号およびリセット信号を順次出力している。

【００４３】第１のカウンタ１１は、図１３のタイミン
グチャートに示すように、第２のカウンタ１２からリセ
ット信号が出力されるまでの間、発熱素子駆動回路７か
らラインサーマルヘッド１０に入力される記録ドット数
を計数する。計数されたデータは、ＯＥ信号に従ってラ
ッチされてコンパレータ１３に出力される。この第１の
カウンタ１１で計数された記録ドット数は記録率に相当
するものであり、この計数値が高いということは記録率
が高いということになる。

【００４４】コンパレータ１３は、第１のカウンタ１１
の計数値と第２のセレクタを介して選択的に設定される
設定値とを比較して、検出信号をセレクト信号として各
セレクタ８，１４に出力する。ここで、記録率が低い場
合、コンパレータ１３の出力は“０”である。このと
き、第１のセレクタ８は波形データｄ_iを濃線として記
録されるように加算器９を介して発熱素子駆動回路７の
濃線記録に対応した入力端子に入力し、第２のセレクタ
１４はコンパレータ１３の設定値として第１の設定値を
出力する。この状態で記録率が高くなって第１の設定値
を上回ると、コンパレータ１３の出力は“１”になる。
この結果、第１のセレクタ８は波形データｄ_iを淡線と
して記録されるように発熱素子駆動回路７の淡線記録に
対応した入力端子に入力し、第２のセレクタ１４はコン
パレータ１３の設定値として第１の設定値よりも小さい
第２の設定値を出力する。

【００４５】波形データｄ_iが淡線記録されることによ
り記録エネルギーは低減され、記録率は低下する。ただ
し、波形データを除くグリッド，アノテーションなどの
記録データは、常に加算器９を介して発熱素子駆動回路
７の濃線記録に対応した入力端子に入力されているの
で、常に濃く記録される。この状態は、第１のカウンタ
１１の計数値が第２の設定値を下回るまで持続される。
なお、コンパレータ１３の設定値が第１の設定値に保持
されていると、ベタ黒記録状態が連続している場合には
第２のカウンタ１２からＯＥ信号およびリセット信号が
出力される周期で濃線記録と淡線記録が交互に繰り返さ
れて不安定になるが、コンパレータ１３の設定値を第２
の設定値に切り換えることによってコンパレータ１３は
ヒステリシス特性を持つことになり、このような不都合
は改善されて安定した品質の高い記録結果が得られる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定の複数ライン周期間の記録ドット数をカウンタで計
数して記録率を求め、その記録率が第１の設定値を上回
った場合には波形データのみを淡線記録させている。そ
して、この状態は、第１の設定値よりも小さい第２の設
定値を下回るまで持続される。なお、波形データ以外の
記録データは常に濃く記録されるので、それらの識別性
が低下することはない。

【００４７】これにより、ベタ黒記録状態になった場合
には波形のみ記録濃度を淡くして、識別性を低下させる
ことなく電源負荷を小さくできる感熱記録装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１で用いる発熱素子駆動回路の具体例図であ
る。

【図３】図２の発熱素子駆動回路の動作を説明するタイ
ミングチャートである。

【図４】図２の発熱素子駆動回路による記録例図であ
る。

【図５】図２のデジタルワンショット部の動作を説明す
るタイミングチャートである。

【図６】図２のデジタルワンショット部におけるデータ
の変化説明図である。

【図７】図３のタイミングチャートによる駆動パルスの
パターン例図である。

【図８】図１の要部の斜視図である。

【図９】図２の熱履歴制御部の動作を説明するタイミン
グチャートである。

【図１０】図２の熱履歴制御部で用いるシミュレーショ
ンデータの説明図である。

【図１１】図１の動作を説明するタイミングチャートで
ある。

【図１２】図１の第２のカウンタの動作を説明するタイ
ミングチャートである。

【図１３】図１の第１のカウンタの動作を説明するタイ
ミングチャートである。

【図１４】従来の感熱記録装置の一例の回路図である。

【図１５】図１４の動作を説明するタイミングチャート
である。

【符号の説明】

７発熱素子駆動回路８，１４セレクタ９加算器１０ラインサーマルヘッド１１，１２カウンタ１３コンパレータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ラインサーマルヘッドを構成するように一
定間隔で配列された複数の発熱素子を選択的に駆動して
発熱させ、その発熱に基づいて波形データ，グリッド，
アノテーションを含む記録データを記録紙に記録する感
熱記録装置において、濃線記録と淡線記録に応じた少なくとも２個の入力端子
を有し、それぞれの入力端子に入力される記録データを
所定の記録濃度で記録するように発熱素子を駆動する発
熱素子駆動回路と、記録データのうちの波形データを発熱素子駆動回路の入
力端子のいずれかに選択的に入力する第１のセレクタ
と、発熱素子駆動回路からラインサーマルヘッドに入力され
る記録ドット数を計数する第１のカウンタと、ライン周期数を計数し、一定周期数毎に第１のカウンタ
をリセットする第２のカウンタと、第１のカウンタの計数値と設定値とを比較して検出信号
を出力するコンパレータと、ヒステリシス特性を与えるための２種類の設定値を選択
的にコンパレータに出力する第２のセレクタとで構成さ
れ、前記波形データ以外の記録データは常に発熱素子駆動回
路の濃線記録に応じた入力端子に入力され、前記各セレ
クタの出力信号はコンパレータの検出信号により切り換
えられることを特徴とする感熱記録装置。