JP3065860B2

JP3065860B2 - サーマルヘッドの予熱方法

Info

Publication number: JP3065860B2
Application number: JP24750193A
Authority: JP
Inventors: 純男関川
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 2000-07-17
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JPH0768827A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサーマルヘッドの予熱方
法に係り、より詳細には、低温時の印字周期の長期化を
防止するために、印字動作を行っていない待機中にサー
マルヘッドを所定温度に予熱する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、サーマルヘッドを用いた印字装置
は、ファクシミリ装置等において広く利用されている。
一般に、サーマルヘッドを用いた印字装置は、サーマル
ヘッドの各発熱抵抗素子にラインデータに基づく電圧を
印加し、その発熱作用で記録紙（サーマル紙）を発色さ
せるようになっている。

【０００３】そのため、従来のサーマルヘッドは、ライ
ンデータが入力されるシフトレジスタと、このシフトレ
ジスタに供給されたラインデータをラッチするラッチ回
路とを備え、シフトレジスタからラッチ回路に転送され
たラインデータに従って発熱抵抗素子を駆動するように
なっている。そして、ラッチ回路によってラッチされた
ラインデータに従って印字動作を行っている間に、次の
ラインデータを空となったシフトレジスタに供給するよ
うにして、シフトレジスタへのラインデータの入れ替え
時間の短縮を図っている。すなわち、全体として印字速
度の高速化を図っている。

【０００４】また、サーマルヘッドは、各発熱抵抗素子
の発熱作用により記録紙を発色させるものであるため、
発熱抵抗素子の温度によって印字濃度にむらを生じるこ
とがある。すなわち、サーマルヘッドは、基本的に温度
が低くなれば感度が低下することから、温度が低い場合
には印字濃度が薄くなったり、場合によってはエネルギ
ー供給量を増やさないと発色しないことがあり、このこ
とが印字濃度むらの原因となっている。

【０００５】そこで、発熱抵抗素子へのエネルギー供給
量を増加させる方法として、次の２つの方法が考えられ
る。その一つは、発熱抵抗素子への印加電圧を高くして
電流の供給量を増やす方法（すなわち、消費電力を増加
させる方法）であり、他の一つは、印加電圧はそのまま
として、発熱抵抗素子への電流の供給時間を増やす方法
である。

【０００６】そして、電圧を高くする前者の方法は、サ
ーマルヘッドの定格電圧に鑑みればその許容範囲は狭
く、あまり一般的な方法とはいえない。そこで、従来よ
り、発熱抵抗素子への電流供給時間を増加する後者の方
法によって、温度に依存しない安定した印字濃度を実現
することが一般的に行われている。

【０００７】この後者の方法によれば、周囲温度が高け
れば、発熱抵抗素子へのエネルギー供給量が少なくてす
むので、電流供給時間（すなわち、ラインデータのうち
黒を示すデータのパルス幅）は短くてすむ。また、周囲
温度が低ければ、発熱抵抗素子へ多くのエネルギーを供
給する必要があるので、電流供給時間（すなわち、ライ
ンデータのうち黒を示すデータのパルス幅）は長くなる
ことになる。

【０００８】特に、サーマルヘッドを用いた印字装置を
ファクシミリ装置に適用した場合、その通信速度は、印
字装置の印字能力に関係なく、相手側ファクシミリ装置
との間で設定された通信速度に従い、所定の通信手順に
従って順次処理されることになる。そのため、バッファ
を持たず通信データをリアルタイムで処理するもので
は、通信速度に印字速度が追いつかず、通信内容のすべ
てを印字できない事態が発生する。

【０００９】このような事態は、通信開始時の周囲温度
が低温時（例えば０度、５度、１０度等）において発生
し、高温時（例えば２０度以上）においては発生しな
い。つまり、別言すれば、周囲温度が低くても、ヘッド
の温度（記録紙と接触する部分の温度）が高ければこの
ような事態は発生しないことになる。

【００１０】この点に着目し、従来より、発熱抵抗素子
の予熱を行って印字濃度むらを無くすようにした技術
が、例えば特公昭６０−２２６３０号公報、特公昭６３
−２６７１２号公報、特公平３−７２４７０号公報、特
公平４−３９４３３号公報等において提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
公報によって提案されている予熱の技術は、いずれも印
字動作中のものであって、印字動作を行う前の待機状態
において適度な予熱を行う技術については、いまだに提
案されていない。また、従来のサーマルヘッドは、ファ
クシミリ装置の通信速度を考慮し、印字速度の高速化を
図るべく、上記したように発熱抵抗素子とシフトレジス
タとの間にラッチ回路を設けているが、このラッチ回路
は、シフトレジスタと同じだけの１ライン分のメモリ素
子を必要とすることから、その分製造コストが高くつく
といった問題を有していた。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みて創案された
もので、低温時の印字周期の長期化を防止するために、
印字動作を行っていない待機中にサーマルヘッドを所定
温度に予熱する予熱方法を提供することを目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係わるサーマルヘッドの予熱方法は、一方
の端子のそれぞれに印加電圧を制御するストローブ信号
が与えられる１ライン分の発熱抵抗素子と、これら発熱
抵抗素子の他方の端子のそれぞれに印字のためのライン
データを出力して各発熱抵抗素子を駆動するシフトレジ
スタと、前記発熱抵抗素子を含むヘッド全体の温度を検
知する温度センサとを備えたサーマルヘッドにおいて、
黒のデータを示すパルスと白のデータを示すパルスとの
連続した信号であって、黒のデータのパルス幅を、各発
熱抵抗素子の発熱によって記録紙が発色しない程度の長
さに設定した信号を予熱データとし、白のデータのみを
示す信号を放熱データとするとき、印字動作以外の待機
中、前記ストローブ信号をオン状態で前記各発熱抵抗素
子に供給し続けるとともに、前記温度センサの検知結果
に基づき、ヘッドの温度が予熱を必要とする下限温度以
下のときには前記シフトレジスタに前記予熱データを継
続的に供給して各発熱抵抗素子を予熱駆動し、ヘッドの
温度が予熱を必要としない上限温度に達すると前記シフ
トレジスタに前記放熱データを継続的に供給して各発熱
抵抗素子を放熱状態とすることにより、ヘッドの温度を
前記下限温度と前記上限温度との間に制御するものであ
る。

【００１４】

【作用】印字動作以外の待機中、印加電圧を制御するス
トローブ信号をオン状態で各発熱抵抗素子に供給し続け
る。そして、このときの温度センサの検知結果に基づ
き、ヘッドの温度が予熱を必要とする下限温度（例え
ば、２０度）以下のときにはシフトレジスタに予熱デー
タを継続的に供給して各発熱抵抗素子を予熱駆動し、ヘ
ッドの温度が予熱を必要としない上限温度（例えば、２
５度）に達するとシフトレジスタに白のデータのみを示
す放熱データを継続的に供給して各発熱抵抗素子を放熱
状態（非動作状態）とする。

【００１５】つまり、ヘッドの温度が２０度以下のとき
には、黒と白のデータが連続した予熱データをシフトレ
ジスタに与えることにより、この予熱データに含まれる
黒のデータを示すパルスがクロック信号に従って供給さ
れる時間だけ、対応する各発熱抵抗素子が発熱して、予
熱が行われる。その結果、各発熱抵抗素子は徐々に加熱
され、ヘッドの温度（具体的には、記録紙と接触する部
分の温度）が２０度を超えることになる。

【００１６】一方、このようにしてヘッドの温度が２０
度を超え、さらに上限温度である２５度に達すると、そ
の時点からシフトレジスタには、白のデータのみを示す
放熱データが継続的に供給される。つまり、ストローブ
信号はオン状態であっても、各発熱抵抗素子は非動作状
態を維持し、放熱状態となってヘッド温度が徐々に低下
することになる。そして、放熱の結果ヘッドの温度が２
０度以下になると、再び黒と白のデータが連続した予熱
データがシフトレジスタに与えられ、各発熱抵抗素子は
予熱動作を行うことになる。つまり、印字動作以外の待
機中、周囲温度（この場合は低温時）に関わりなく、ヘ
ッドの温度は下限温度である２０度と上限温度である２
５度との間に制御されることになる。

【００１７】その結果、このサーマルヘッドを搭載した
ファクシミリ装置が受信動作を開始すると、周囲温度が
低い場合であっても、サーマルヘッドはすでに印字可能
状態となっていることから、通信速度に合わせたリアル
タイムの印字が可能となるものである。このことは、従
来技術として述べたラッチ回路の削除を可能とすること
から、その分製造コストの低減を図ることができるもの
である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の予熱方法が適用されたサーマ
ルヘッドをファクシミリ装置に搭載した場合の電気的構
成を示すブロック図である。

【００１９】同図において、電話回線１に接続されたモ
デム２には、転送単位や転送速度を整合させるためのバ
ッファ回路３が接続されており、このバッファ回路３の
出力は、装置全体の動作制御を行うＣＰＵ４に接続され
ている。ＣＰＵ４には、動作プログラムが格納されたＲ
ＯＭ５及び受信データを一時記憶するＲＡＭ６がそれぞ
れ双方向に接続されている。また、ＣＰＵ４には、予熱
データ及び放熱データを作成する予熱データ作成回路１
０の出力が導かれているとともに、後述する温度センサ
１３の出力が導かれている。温度センサ１３の出力は、
Ａ／Ｄ変換されてＣＰＵ４に取り込まれる。

【００２０】また、ＣＰＵ４の出力は、ストローブ信号
を出力する印字パルス発生回路７、１ライン分の印字デ
ータ（ラインデータ）を出力する印字データバッファ８
及びデータ転送のためのクロック信号を出力するデータ
転送クロック発生回路９のそれぞれに導かれている。

【００２１】一方、サーマルヘッド１１は、一方の端子
のそれぞれに印字パルス発生回路７からのストローブ信
号が与えられる１ライン分（例えば、１０２４個）の発
熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎと、これら発熱抵抗素
子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎの他方の端子のそれぞれに、印
字のためのラインデータを出力するシフトレジスタ１２
と、発熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎを含むヘッド全
体の温度を検知する例えばサーミスタからなる温度セン
サ１３とで構成されており、シフトレジスタ１１には、
印字データバッファ８の出力であるラインデータと、デ
ータ転送クロック発生回路９からのクロック信号とが与
えられている。すなわち、シフトレジスタ１１は、与え
られたラインデータをクロック信号の速度に従って順次
転送する。

【００２２】ここで、予熱データ作成回路１０において
作成される予熱データとは、黒のデータを示すパルスと
白のデータを示すパルスとの連続した信号であって、黒
のデータのパルス幅を各発熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ２・・・
Ｒｎの発熱によって記録紙が発色しない程度の長さに設
定した信号をいう。具体的には、例えば発熱抵抗素子Ｒ
１，Ｒ２・・・Ｒｎが４分割駆動されている場合、周囲
温度が約２０度のときに十分な濃度が得られる各ストロ
ーブ信号のパルス幅は、約１．５ｍｓ程度であるので、
予熱データの黒のデータを示すパルス幅は、その１／５
〜１／１０程度の２００〜３００μｓ程度に設定する。
また、予熱データ作成回路１０では、この他にも、白の
データのみを示す放熱データを作成する。

【００２３】このような予熱データがシフトレジスタ１
２に与えられると、シフトレジスタ１２では、クロック
信号の速度に従って予熱データを順次転送する。そし
て、シフトレジスタ１２の各記憶箇所（２値素子により
構成される）に黒のデータが滞在する時間だけオン状態
となって、対応する発熱抵抗素子を発熱させる結果、予
熱が行われるのである。このときのオン時間は、上記し
たように記録紙が発色しない程度の短い時間である。

【００２４】次に、上記構成のファクシミリ装置の動作
を、（１）通常のファクシミリ受信動作、（２）印字動
作以外の待機中における予熱動作に分けて説明する。な
お、図２は予熱動作時のタイミングチャート、図３は予
熱動作時の動作フローチャートであり、予熱動作の説明
において適宜参照することとする。

【００２５】（１）通常のファクシミリ受信動作電話回線１を通じて相手側ファクシミリ装置から送られ
てくる画像データは、通常、ＭＨ（Modifid Huffman ）
符号化方式やＭＲ（Modifid Read）符号化方式によって
帯域圧縮された状態で伝送されてくる。この伝送されて
きた画像データは、モデム２でデジタル信号に変換さ
れ、バッファ回路３に一旦蓄えられた後、ＣＰＵ４に取
り込まれてＲＡＭ６に記憶される。

【００２６】そして、ＲＯＭ５に格納された動作プログ
ラムに従って、帯域圧縮された画像データの復号処理を
行い、サーマルヘッド１１での印字に適した印字データ
に変換される。すなわち、１ラインが１７２８個の発熱
抵抗素子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎによって構成され、１組
が４３２個の４つのブロックに分割されている場合に
は、その１７２８個の発熱抗素子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎ
に対応する黒（通電）又は白（非通電）の１７２８個の
ラインデータに変換される。

【００２７】このラインデータは、ＣＰＵ４内の図示し
ない印字バッファ用の記憶エリアに書き込まれる。この
後、この書き込まれたラインデータは、シリアル通信で
印字データバッファ８に転送され、印字データバッファ
８からシフトレジスタ１２にシリアル通信で送出され
る。シフトレジスタ１２は、データ転送クロック発生回
路９からのクロック信号の速度に従って、入力されたラ
インデータを順次転送する。

【００２８】一方、印字パルス発生回路７は、４つのブ
ロックに分割されている場合には、それぞれのブロック
に対応する４つのストローブ信号を、それぞれのブロッ
クに対して順次出力する。その結果、ストローブ信号が
オン状態のとき、シフレレジスタ１２から黒のデータを
示す信号（通電信号）が与えられた発熱抵抗素子が発熱
して、１ライン分の印字動作が行われることになる。

【００２９】このような１ライン分の印字動作を、伝送
されてくるデータ信号の全ラインデータについて繰り返
し行うことにより、記録紙上に画像データが印字される
ことになる。

【００３０】（２）印字動作以外の待機中における予熱
動作まず、予熱動作の前提として、以下の条件を設定する。
すなわち、記録紙であるサーマル紙は、通常、約７０度
で発色することから、本実施例では、予熱動作の制御に
際し、予熱の上限温度を２５度に設定している。また、
ファクシミリの通信速度と印字速度との関係で問題とな
るのは、１０度以下の低温時であることから、本実施例
では、予熱の下限温度を２０度に設定している。

【００３１】このような条件の下で、予熱動作を開始す
る。すなわち、ファクシミリ装置を所定の場所に設置
し、時刻ｔ１において電源をオン状態にすると（ステッ
プＳ１）、ＣＰＵ４は、印字動作以外の待機中であるこ
とを確認した後（ステップＳ２）、印字パルス発生回路
７からのストローブ信号を常にオン状態として〔図２
（ｂ）参照〕、各発熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎに
供給し続ける（ステップＳ３）。

【００３２】この後、ＣＰＵ４は、サーマルヘッド１１
の温度を温度センサ１３からの温度データによって判別
する。そして、サーマルヘッド１１の温度が予熱を必要
とする下限温度以下である場合には、予熱データ作成回
路１０により作成された黒と白の連続する予熱データを
読み出して印字データバッファ８に転送し、印字データ
バッファ８からシフトレジスタ１２に予熱データ〔図２
（ｃ）において符号２１により示す〕を継続的に供給し
て、各発熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎを予熱駆動す
る（ステップＳ４，Ｓ５）。

【００３３】これにより、サーマルヘッド１１は、電源
がオンされた時刻ｔ１から徐々にその温度が上昇するこ
とになる〔図２（ａ）参照〕。この温度上昇は、温度セ
ンサ１３から与えられる温度データによって、ＣＰＵ４
により常に監視されている。

【００３４】そして、サーマルヘッド１１の温度が、時
刻ｔ２において予熱を必要としない上限温度に達する
と、ＣＰＵ４は、予熱データ作成回路１０により作成さ
れた白のデータのみを示す放熱データ〔図２（ｃ）にお
いて符号２２により示す）を読み出し、シフトレジスタ
１２に継続的に供給して各発熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ２・・
・Ｒｎを放熱状態（非動作状態）とする（ステップＳ
６，Ｓ７，Ｓ８）。

【００３５】これにより、上限温度に達したサーマルヘ
ッド１１は、時刻ｔ２より放熱作用によってその温度が
徐々に低下することになる。この温度低下は、温度セン
サ１３から与えられる温度データによって、ＣＰＵ４に
より常に監視されている。そして、サーマルヘッド１１
の温度が、時刻ｔ３において再び予熱を必要とする下限
温度まで低下すると、ＣＰＵ４は、予熱データ作成回路
１０により作成された黒と白の連続する予熱データ２１
を再び読み出して印字データバッファ８に転送し、印字
データバッファ８からシフトレジスタ１２に予熱データ
を継続的に供給して、各発熱抵抗素子Ｒ１，Ｒ２・・・
Ｒｎを予熱駆動する（ステップＳ４，Ｓ５）。

【００３６】以上の動作を繰り返すことにより、サーマ
ルヘッド１１は、印字動作以外の待機中、周囲温度に係
わりなく、予熱の下限温度である２０度と上限温度であ
る２５度との間に制御されることになる。その結果、こ
のサーマルヘッド１１を搭載したファクシミリ装置が受
信動作を開始すると、周囲温度が低い場合であっても、
サーマルヘッド１１はすでに印字可能状態となっている
ことから、通信速度に合わせたリアルタイムの印字が可
能となるものである。このことは、通信品質を低下させ
ることなく、従来技術として述べたラッチ回路の削除を
可能とすることから、その分製造コストの低減が可能と
なるものである。

【００３７】また、本発明の予熱方法によれば、予熱動
作中、ストローブ信号は常にオン状態であり、シフトレ
ジスタ１２に予熱データと放熱データとを転送するだけ
の動作でよいので、予熱動作のための制御も簡単なもの
となる。

【００３８】なお、上記実施例では、サーマルヘッド１
１の温度が予熱を必要としない上限温度に達すると、シ
フトレジスタ１２に白のデータのみを示す予熱データを
継続的に供給するように構成しているが、これとは別
に、クロック信号を停止することによって各発熱抵抗素
子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎを放熱状態（非動作状態）とす
ることが可能である。また、上記実施例では、予熱の下
限温度を２０度とし、上限温度を２５度して説明してい
るが、これらの温度に限定されるものではない。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係わるサーマルヘッドの予熱方
法は、印字動作以外の待機中、ストローブ信号をオン状
態で各発熱抵抗素子に供給し続けるとともに、温度セン
サの検知結果に基づき、ヘッドの温度が予熱を必要とす
る下限温度以下のときにはシフトレジスタに予熱データ
を継続的に供給して各発熱抵抗素子を予熱駆動し、ヘッ
ドの温度が予熱を必要としない上限温度に達するとシフ
トレジスタに白のデータのみを示す放熱データを継続的
に供給して各発熱抵抗素子を放熱状態として、ヘッドの
温度を下限温度と上限温度との間に制御するようにした
ので、周囲温度が低い場合であっても、サーマルヘッド
はすでに印字可能状態となっていることから、ファクシ
ミリの通信速度に合わせたリアルタイムの印字が可能と
なる。その結果、通信品質を低下させることなく、従来
技術として述べたラッチ回路の削除が可能となり、その
分製造コストの低減が図れるものである。また、本発明
の予熱方法によれば、予熱動作中、ストローブ信号は常
にオン状態であり、シフトレジスタに予熱データと放熱
データとを転送するだけの動作でよいので、ストローブ
信号のオン／オフを除けば通常の印字動作と同様の制御
で予熱動作が行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の予熱方法が適用されたサーマルヘッド
をファクシミリ装置に搭載した場合の電気的構成を示す
ブロック図である。

【図２】予熱動作時のタイミングチャートである。

【図３】予熱動作時の動作フローチャートである。

【符号の説明】

１０予熱データ作成回路１１サーマルヘッド１２シフトレジスタ１３温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の端子のそれぞれに印加電圧を制御
するストローブ信号が与えられる１ライン分の発熱抵抗
素子と、これら発熱抵抗素子の他方の端子のそれぞれに
印字のためのラインデータを出力して各発熱抵抗素子を
駆動するシフトレジスタと、前記発熱抵抗素子を含むヘ
ッド全体の温度を検知する温度センサとを備えたサーマ
ルヘッドにおいて、黒のデータを示すパルスと白のデータを示すパルスとの
連続した信号であって、黒のデータのパルス幅を、各発
熱抵抗素子の発熱によって記録紙が発色しない程度の長
さに設定した信号を予熱データとし、白のデータのみを
示す信号を放熱データとするとき、印字動作以外の待機中、前記ストローブ信号をオン状態
で前記各発熱抵抗素子に供給し続けるとともに、前記温
度センサの検知結果に基づき、ヘッドの温度が予熱を必
要とする下限温度以下のときには前記シフトレジスタに
前記予熱データを継続的に供給して各発熱抵抗素子を予
熱駆動し、ヘッドの温度が予熱を必要としない上限温度
に達すると前記シフトレジスタに前記放熱データを継続
的に供給して各発熱抵抗素子を放熱状態とすることによ
り、ヘッドの温度を前記下限温度と前記上限温度との間
に制御することを特徴とするサーマルヘッドの予熱方
法。