JP3095048B2 - 感熱記録装置 - Google Patents

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発色
記録する装置におけるベタ黒記録時の記録動作の改善に
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１６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。ベタ黒記録では、記録結果から入力信号の周
波数成分を読み取ることは不可能であり、波高値のみが
重要になる。すなわち、ベタ黒記録の場合は内部の記録
濃度よりも輪郭の記録濃度が重要になる。

【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、ベタ黒記録部分の輪
郭部分を抽出し、輪郭部分を濃く内部は薄く記録するこ
とが提案されているが、デジタルシグナルプロセッサや
データ処理回路が必要になり、回路構成が複雑で回路規
模も大きくなってしまうという問題がある。また、ベタ
黒記録に類似した記録形態として１個の発熱素子のみが
連続して駆動される１ドットライン記録があるが、従来
のベタ黒記録対応回路ではベタ黒記録と１ドットライン
記録を識別できないので１ドットライン記録もベタ黒記
録と同様な濃度低下処理が行われることになり、ベタ黒
記録では判読できても１ドットライン記録結果が判読で
きなくなる場合もある。

【０００８】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、比較的簡単な構成でベタ黒記録と１
ドットライン記録を識別し、ベタ黒記録の記録濃度は大
きく低下させて１ドットライン記録の記録濃度はベタ黒
記録よりも濃くなるように低下させて駆動電力を低減
し、１ドットライン記録の読み取り性を高めることがで
きる感熱記録装置を提供することにある。

【０００９】

【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
熱記録紙に波形の大きさを記録する感熱記録装置におい
て、隣接する左右の発熱素子の駆動状態を反映した発熱
素子の駆動状態検出信号を出力する駆動状態検出回路
と、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、現在の蓄熱温度データおよび記録の有無を
アドレスとして次回の蓄熱温度データを読み出す第１の
メモリと、この第１のメモリから読み出される蓄熱温度
データを一時格納する第２のメモリと、この第２のメモ
リに一時格納された蓄熱温度データと予め設定された設
定温度とを比較する比較器と、この比較結果に応じて発
熱素子の記録動作を制御するスイッチ要素を具備し、前
記第１のメモリには、同一発熱素子が隣接する左右の少
なくともいずれかの発熱素子とともに連続駆動されるベ
タ黒記録の場合にパワーセーブして発色濃度を通常より
も低くするように発熱素子を駆動するための第１のデー
タ群と、同一発熱素子が隣接する左右の発熱素子を伴う
ことなく単独で連続駆動される１ドットラインの場合に
パワーセーブして発色濃度を通常よりも低くかつ第１の
データ群による濃度よりも高くするように発熱素子を駆
動するための第２のデータ群に分割されて２つのバンク
に格納され、前記駆動状態検出回路の検出信号に従って
所定のデータ群を選択することにより、ベタ黒記録の記
録濃度を大きく低下させて1ドットライン記録の読み取
り性を高めることを特徴とする。

【００１０】

【作用】同一発熱素子が連続駆動された場合、隣接する
左右の発熱素子の駆動状態に応じた所定の蓄熱温度デー
タ群が蓄熱温度データとして読み出され、発熱素子は発
色濃度を所定の濃度に低めるように駆動される。これに
より、ベタ黒記録に比べて１ドットライン記録の濃度を
濃くできるとともに、パワーセーブ制御が行える。

【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、Ａは発熱素子を駆動するための記
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。

【００１２】デジタルワンショット部Ａにおいて、記録
すべき入力データｄ_iはデータセレクタ７に選択信号と
して加えられる。このデータセレクタ７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８に出力するとともに減算器９に出
力する。データ変換部８はデータセレクタ７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１８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９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９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
１０を介してデュアルポートメモリ１１に一時格納され
る。デュアルポートメモリ１１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７に加えられる。

【００１３】熱履歴制御部Ｂにおいて、メモリ１３には
サーマルヘッド１９を構成する複数の発熱素子の記録動
作に関連した複数の蓄熱温度データ群が予め格納され
る。すなわち、蓄熱温度データ群は、同一発熱素子が隣
接する左右の少なくともいずれかの発熱素子とともに連
続駆動されるベタ黒記録の場合にパワーセーブして発色
濃度を通常よりも低くするように発熱素子を駆動するた
めの第１のデータ群と、同一発熱素子が隣接する左右の
発熱素子を伴うことなく単独で連続駆動される１本の連
続記録（１ドットライン）の場合にパワーセーブして発
色濃度を通常よりも低くかつ第１のデータ群による濃度
よりも高くするように発熱素子を駆動するための第２の
データ群に分割されて２つのバンクに格納されている。
なお、これらのデータ群には例えばマイナーループを形
成するように温度データSDに対応したトラップデータを
格納しておけばよい。これにより、ベタ黒記録と１本の
連続記録の濃度を異ならせるとともに、パワーセーブ制
御が行える。

【００１４】第1.1表および第1.2表はベタ黒記録時に対
応した第１のデータ群の具体例、第2.1表および第2.2表
は１ドットライン記録時に対応した第２のデータ群の具
体例であり、第1.1表,第2.1表は温度を降下させる場合
に読み出され、第1.2表,第2.2表は温度を上昇させる場
合に読み出される。これら蓄熱温度データの第１群はメ
モリ１３のアドレス上位半分に格納され、第２群はメモ
リ１３のアドレス下位半分に格納される。なお、トラッ
プデータには下線を付けている。

【００１５】（第1.1表） 000,000,001,002,003,004,005,006 007,008,009,010,011,012,013,014 015,015,016,017,018,019,020,021 022,023,023,024,025,026,027,028 029,030,031,032,032,033,034,035 036,036,037,038,039,040,041,042 043,044,045,046,047,048,049,050 051,052,053,053,054,055,056,057 058,059,060,061,062,062,063,064 065,066,067,068,069,070,071,072 073,073,074,075,076,077,078,079 080,081,082,083,083,084,085,086 087,088,089,090,091,092,093,094 095,096,096,097,098,099,100,101 102,103,104,105,106,107,107,108 109,110,111,112,113,114,115,116 117,118,119,119,120,121,122,123 124,125,126,127,128,129,130,131 131,132,133,134,135,136,137,138 139,140,141,142,142,143,144,145 146,147,148,149,150,151,152,153 153,154,155,156,157,158,159,160 161,161,162,163,164,165,166,167 168,168,169,170,171,172,173,174 174,175,176,177,178,179,179,180 181,182,183,183,184,185,186,186 187,188,189,189,190,191,203,192 193,194,194,195,203,196,197,198 198,199,200,201,202,203,203,203 203,203,204,204,205,205,206,206 207,207,208,208,209,209,210,210 210,211,211,212,212,212,213,213 （第1.2表） 108,108,109,109,109,109,110,110 110,111,111,111,112,112,112,113 113,113,114,114,114,115,115,116 116,116,117,117,118,118,118,119 119,120,120,121,121,121,122,122 123,123,124,124,125,125,126,126 126,127,127,128,128,129,129,130 130,131,131,132,132,133,134,134 135,135,136,136,137,137,138,138 139,140,140,141,141,142,142,143 144,144,145,145,146,146,147,148 148,149,149,150,151,151,152,153 153,154,154,155,156,156,157,158 158,159,160,160,161,161,162,163 163,164,165,165,166,167,167,168 169,169,170,171,171,172,173,173 174,175,176,176,177,178,178,179 180,180,181,182,182,183,184,185 185,186,187,187,188,189,190,190 191,192,192,193,194,195,195,196 197,198,198,199,200,200,201,202 203,203,204,205,206,206,207,208 208,209,210,211,211,212,213,214 214,215,216,216,217,218,219,219 220,221,221,222,223,224,225,226 227,228,229,228 ,228,229,229,230 231,231,232,232,233,234,234,235 235,236,237,237,238,238,239,239 240,240,241,241,242,242,243,243 244,244,245,245,246,246,247,247 247,248,248,249,249,249,250,250 250,251,251,251,252,252,253,253 （第2.1表） 000,000,001,002,003,004,005,006 007,008,009,010,011,012,013,014 015,015,016,017,018,019,020,021 022,023,023,024,025,026,027,028 029,030,031,032,032,033,034,035 036,036,037,038,039,040,041,042 043,044,045,046,047,048,049,050 051,052,053,053,054,055,056,057 058,059,060,061,062,062,063,064 065,066,067,068,069,070,071,072 073,073,074,075,076,077,078,079 080,081,082,083,083,084,085,086 087,088,089,090,091,092,093,094 095,096,096,097,098,099,100,101 102,103,104,105,106,107,107,108 109,110,111,112,113,114,115,116 117,118,119,119,120,121,122,123 124,125,126,127,128,129,130,131 131,132,133,134,135,136,137,138 139,140,141,142,142,143,144,145 146,147,148,149,150,151,152,153 153,154,155,156,157,158,159,160 161,161,162,163,164,165,166,167 168,168,169,170,171,172,173,174 174,175,176,177,178,179,179,180 181,182,183,183,184,185,186,186 187,188,189,189,190,191,192,192 193,194,194,195,203,196,197,198 198,199,200,201,202,203,203,203 203,203,204,204,205,205,206,206 207,207,208,208,209,209,210,210 210,211,211,212,212,212,213,213 （第2.2表） 108,108,109,109,109,109,110,110 110,111,111,111,112,112,112,113 113,113,114,114,114,115,115,116 116,116,117,117,118,118,118,119 119,120,120,121,121,121,122,122 123,123,124,124,125,125,126,126 126,127,127,128,128,129,129,130 130,131,131,132,132,133,134,134 135,135,136,136,137,137,138,138 139,140,140,141,141,142,142,143 144,144,145,145,146,146,147,148 148,149,149,150,151,151,152,153 153,154,154,155,156,156,157,158 158,159,160,160,161,161,162,163 163,164,165,165,166,167,167,168 169,169,170,171,171,172,173,173 174,175,176,176,177,178,178,179 180,180,181,182,182,183,184,185 185,186,187,187,188,189,190,190 191,192,192,193,194,195,195,196 197,198,198,199,200,200,201,202 203,203,204,205,206,206,207,208 208,209,210,211,211,212,213,214 214,215,216,216,217,218,219,219 220,221,221,222,223,224,225,226 227,228,229,228 ,228,229,229,230 231,231,232,232,233,234,234,235 235,236,237,237,238,238,239,239 240,240,241,241,242,242,243,243 244,244,245,245,246,246,247,247 247,248,248,249,249,249,250,250 このメモリ１３の各バンクに格納された蓄熱温度データ
群は駆動状態検出回路２４の検出信号により選択的に読
みだされる。そしてさらに、サーミスタなどの温度セン
サ２０で測定されるサーマルヘッド１９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１８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１３から読み出される蓄熱温度データ
Ｒ_iはラッチ１４を介してデュアルポートメモリ１５に
一時格納される。そして、このメモリ１５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１６を介してメモリ
１３にアドレスとして加えられるとともに比較器１７の
一方の入力端子に加えられる。比較器１７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１７の出力信号はアンドゲート１８の他
方の入力端子に加えられる。このアンドゲート１８の出
力データＯ_iは前述のようにメモリ１３にアドレスとし
て加えられるとともに、サーマルヘッド１９の発熱素子
に駆動信号として加えられる。２１はサーマルヘッド１
９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、モータ２２により所定の
速度で送られる。２３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１９部分は図１４と同様に構成されたもの
を用いることができる。

【００１６】図２は駆動状態検出回路２４の具体例を示
すブロック図である。図において、２５〜２７は直列接
続された３個のフリップフロップであり、３ビットのシ
フトレジスタを形成している。フリップフロップ２５の
データ端子Ｄには画像データｄ_iが入力され、出力端子
Ｑはアンドゲート２８の一方の入力端子に接続されると
ともにフリップフロップ２６のデータ端子Ｄに接続され
ている。フリップフロップ２６の出力端子Ｑはアンドゲ
ート２８の他方の入力端子およびアンドゲート２９の他
方の入力端子に接続されるとともにフリップフロップ２
７のデータ端子Ｄに接続されている。フリップフロップ
２７の出力端子Ｑはアンドゲート２９の他方の入力端子
に接続されている。アンドゲート２８の出力端子はオア
ゲート３０の一方の入力端子に接続され、アンドゲート
２９の出力端子はオアゲート３０の他方の入力端子に接
続されている。そして、オアゲート３０の出力端子はメ
モリ１３の最上位アドレスに接続されている。

【００１７】このように構成された駆動状態検出回路２
４の動作を説明する。画像データｄ_iがフリップフロッ
プ２６にラッチされた時点で画像データｄ_iに対する熱
履歴演算が行われ、記録動作が実行されるものとする。
この時、フリップフロップ２５には画像データｄ_i+1が
ラッチされ、フリップフロップ２７には画像データｄ
_i-1がラッチされることになる。これは、図３に示すよ
うに、記録紙２１面上でラインサーマルヘッド１９の発
熱素子の配列方向に沿って隣接するドットに対応する。

【００１８】オアゲート３０の出力は、記録すべき画像
データｄ_iが“１”でｄ_i+1，ｄ_i-1のいずれか一方が
“１”になると“１”になり、ｄ_i+1，ｄ_i-1のいずれも
が“０”になると“０”を出力する。すなわち、オアゲ
ート３０の出力が“１”であることは画像データｄ_iが
図４（ａ）に示すようにベタ黒中のドットであるか図４
（ｂ）に示すようにベタ黒の境界のドットであることを
意味し、オアゲート３０の出力が“０”であることは画
像データｄ_iが図４（ｃ）に示すように１ドットライン
であることを意味している。これらから明らかなよう
に、オアゲート３０の出力からベタ黒か１ドットライン
かを識別できる。

【００１９】次に、メモリ１３から読みだされる蓄熱温
度データ群との関係について説明する。前述のように、
ベタ黒記録状態では駆動電力を大きく低減させ、１ドッ
トライン記録状態では駆動電力を多少低減させる必要が
ある。まず、ベタ黒記録状態が検出されてメモリ１３か
ら第１表の蓄熱温度データ群が読みだされるとともに連
続的に画像データが入力されることによりトラップデー
タにひっかかってマイナーループに入り、図１のアンド
ゲート１８から出力されるパルスは例えば図５（ａ）の
ように記録インターバル３周期に１回オンになる。一
方、１ドットライン記録状態が検出されてメモリ１３か
ら第２表の蓄熱温度データ群が読みだされるとともに連
続的に画像データが入力されることによってトラップデ
ータにひっかかてマイナーループに入り、図１のアンド
ゲート１８から出力されるパルスは例えば図５（ｂ）の
ように記録インターバル２周期に１回と３周期に１回が
交互に繰り返されてオンになる。

【００２０】すなわち、ベタ黒記録状態では駆動電力の
低減は大きくなり、１ドットライン記録状態での駆動電
力の低減はベタ黒記録状態に比べて小さくなる。これら
は、ベタ黒記録状態では隣接する左右の発熱素子（ドッ
ト）も同時に加熱されるので左右に熱が逃げることはな
いが、１ドットライン記録状態では隣接する左右の発熱
素子（ドット）は同時に加熱されないので左右に熱が逃
げて記録濃度が低下することに基づく。

【００２１】このような熱履歴制御を行うことにより、
ベタ黒は駆動電力を大きく低減させて濃度を下げて記録
でき、１ドットラインは駆動電力を低減させながらもベ
タ黒よりも濃い濃度で記録できる。従って、１ドットラ
イン記録の判別が不可能になることはない。図６は図１
のように構成された装置のマイナーループに入らない場
合の動作を説明するタイミングチャートである。

【００２２】図６では、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２１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。

【００２３】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２１の送り速度が等しい、すなわち図６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６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。

【００２４】図７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７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
７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７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７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。

【００２５】この図７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。

【００２６】図８はデジタルワンショット部Ａの動作を
説明するタイミングチャートである。メモリ１１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
２３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１１
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１１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７に加えられる。データセレクタ７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を予めデータセレクタ７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７の出力データはデータ変
換部８および減算器９に加えられる。データ変換部８は
データセレクタ７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１８に加える。減算器９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１０に出力する。ラッチ１０は、l+2番
目のクロックの立ち上がりで減算器９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１１にアドレスＡ_lとしてデータＰ_i，_lを出力す
る。

【００２７】このような一連の動作が図６(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１１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９はメモリ１１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。

【００２８】(a)に示すインターバルｋにおいてデータ
セレクタ７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７
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８の出力データはデータセレ
クタ７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、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９により(f)に示すように「１」ずつ減算され
る。

【００２９】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８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８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。

【００３０】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７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９のインターバルk+5〜k+10の期
間ではデータ変換部８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１９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。

【００３１】そこで、熱履歴制御部Ｂは、前述のように
メモリ１３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１９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１０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。

【００３２】なお、図６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１５のアドレスＡｘには、図１１
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２３は、図１２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１５にアドレスＡ_l
を送る。これにより、メモリ１５は図１２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。

【００３３】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１６は図１
２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１６にラッチされた蓄熱温度データ
Ｒ_i-1，_lは比較器１７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１７は、例えば温度データSDが20
0℃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１８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
１８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８から記録データｄ´_i，_lがアンドゲート１８
に読み出されて、(f)に示すような比較器１７の出力デ
ータとの論理積がとられる。このアンドゲート１８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１９の発熱素子５に加えられる。すなわち、サー
マルヘッド１９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。

【００３４】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１８の出力データＯ_lをメモ
リ１３にアドレスとして入力する。ここで、比較器１７
およびアンドゲート１８は高速ゲート素子で構成できる
ので、アンドゲート１８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１３からデータの読み出
しを完了できる。

【００３５】メモリ１３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１４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１３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１４にラッチされたデータはメモリ１５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。

【００３６】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１５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１９はｍ
個の記録データを受け取る。タイミング制御回路２３
は、ｍ個のデータ転送の後、前述図６(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６では４回繰り返す例を示してい
る。

【００３７】次に、メモリ１３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１９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１９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
９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１９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１３にテーブル化してお
く。

【００３８】前述図１の構成では、サーマルヘッド１９
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１３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。

【００３９】メモリ１３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１８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１３のアドレスに入力する
ことにより、メモリ１３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。

【００４０】メモリ１３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１７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１０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２０でサーマルヘ
ッド１９の放熱板の温度を測定してこの測定データTDを
メモリ１３にアドレスとして加え、メモリ１３のデータ
を切り換えていく。また、サーマルヘッド１９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。

【００４１】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１３のアドレスを切り
換えてメモリ１３から読み出されるデータを変更すれば
よい。また、メモリ１３に格納する蓄熱温度データ群と
しては必ずしもマイナーループを形成するトラップデー
タを設けなくてもよく、実質的に駆動電力を低下させら
れるデータ配列が格納されていればよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ベタ黒記録と１ドットライン記録とを識別することによ
りそれぞれの記録濃度を低下させて駆動電力を低減させ
るとともに１ドットライン記録の濃度をベタ黒記録より
も濃くしているので、電源を小型にできるとともに記録
品質を改善できる。

【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の駆動状態検出回路の具体例図である。

【図３】図２の動作説明図である。

【図４】図２の動作説明図である。

【図５】図１の動作を説明するタイミングチャートであ
る。

【図６】図１の動作を説明するタイミングチャートであ
る。

【図７】図１の装置による記録例図である。

【図８】図１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９】図１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１０】図１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１１】図１の要部の斜視図である。

【図１２】図１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１３】本発明で用いるシミュレーションデータの説
明図である。

【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 データセレクタ ８ データ変換器 ９ 減算器 １０，１２，１４，１６ ラッチ １１，１５ メモリ（デュアルポートＲＡＭ） １３ ＲＯＭ １７ 比較器 １８ アンドゲート １９ サーマルヘッド ２０ 温度センサ ２１ 記録紙 ２２ モータ ２３ タイミング制御回路 ２４ 駆動状態検出回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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
   熱記録紙に波形の大きさを記録する感熱記録装置におい
   て、 隣接する左右の発熱素子の駆動状態を反映した発熱素子
   の駆動状態検出信号を出力する駆動状態検出回路と、 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、現在の蓄熱温度データおよび記録の有無をアド
   レスとして次回の蓄熱温度データを読み出す第１のメモ
   リと、 この第１のメモリから読み出される蓄熱温度データを一
   時格納する第２のメモリと、 この第２のメモリに一時格納された蓄熱温度データと予
   め設定された設定温度とを比較する比較器と、 この比較結果に応じて発熱素子の記録動作を制御するス
   イッチ要素を具備し、 前記第１のメモリには、同一発熱素子が隣接する左右の
   少なくともいずれかの発熱素子とともに連続駆動される
   ベタ黒記録の場合にパワーセーブして発色濃度を通常よ
   りも低くするように発熱素子を駆動するための第１のデ
   ータ群と、同一発熱素子が隣接する左右の発熱素子を伴
   うことなく単独で連続駆動される１ドットラインの場合
   にパワーセーブして発色濃度を通常よりも低くかつ第１
   のデータ群による濃度よりも高くするように発熱素子を
   駆動するための第２のデータ群に分割されて２つのバン
   クに格納され、 前記駆動状態検出回路の検出信号に従って所定のデータ
   群を選択することにより、ベタ黒記録の記録濃度を大き
   く低下させて1ドットライン記録の読み取り性を高める
   ことを特徴とする感熱記録装置。