JPH01184163A - 感熱記録装置 - 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、サーマルヘッドに搭載された多数の発熱素子
と負荷抵抗群に選択的に通電し、サーマルヘッドに供給
される電流総量を略一定とすると共に、負荷抵抗群の熱
をヘッド熱として利用して記録紙上に記録を行なう感熱
記録装置に関する。

（従来の技術） 感熱記録装置においては、従来、感熱紙を用いるもの及
び熱転写シートを用いるものが知られている。感熱紙を
用いるものは、記録紙に感熱性の薬剤が塗布されており
、サーマルヘッドの熱によりその薬剤を発色させて記録
を行なう。又、熱転写シートによるものは、記録紙の上
に重ね合わせるフィルムに、熱溶融性あるいは熱昇華性
のインクを塗布しておき、これにサーマルヘッドによっ
て熱を加え、そのインクを記録紙上に転写して記録を行
なう。

この感熱記録装置には、ドツトを記録するか否かという
２つの状態しか存在しない、いわゆる２値記録を行なう
ものが多いが、これでは、図面や写真等のように、画像
に濃淡があるようなものについて良好な記録を行なうこ
とができない。

そこで、中間調の記録を行なうことができる多値記録方
式のものが種々開発されている。このような方式の感熱
記録装置においては、サーマルヘッドに搭載された発熱
素子に通電する通電時間を多段階に選択し記録を行なう
ようにしている。

これを熱転写シートを用いる方式のものに採用した場合
、記録紙上には、通電時間が短いとき半径の小さいドツ
トが記録され、通電時間の長いとき半径の大きなドツト
が記録される。又、熱昇華性のインクを使用した場合、
通電時間が長いとその記録されたドツトの径が大きくな
るほか、その濃度も濃くなる。いずれにしても、通電時
間が短い場合と通電時間が長い場合とを比較すれば、記
録紙上にはそのドツトのみかけ上の濃度が多段階に変化
して記録される。従来例えば、その通電時間を６４段階
、即ち６４階調に制御して、中間調の記録を行なうよう
にしていた。

第６図に、そのような従来の中間調記録を行なう感熱記
録装置の主要部のブロック図を示した。

図において、サーマルヘッド１には多数の発熱素子２が
搭載されている。そして、これらの発熱素子２に対して
選択的に通電を行なうために、シフトレジスタ３、ラッ
チ回路４、ドライバナントゲート５及びＮＰＮスイッチ
ングトランジスタ６が設けられている。これらのブロッ
クは、通常サーマルヘッドの基板上に一体に搭載されて
いる。

一方、印字用データを処理するために、先ずアナログ画
情報１０を受は入れてこれをディジタル画情報に変換す
るＡ／Ｄ変換回路１１と、そのディジタル画情報を１画
面分記憶するデータメモリ１２と、そのディジタル画情
報を処理してシフトレジスタ３に送り込むためのアドレ
スカウンタ１３、データカウンタ１４、濃淡データ比較
回路１５及びアンドゲート１６が設けられている。

この回路においては、１画面分のディジタル画情報がデ
ータメモリ１２に格納されると、アドレスカウンタ１３
が基準クロック２１を受は入れて、順にデータメモリ１
２に対しデータ読み出しアドレス２３を出力する。デー
タメモリ１２からは、そのアドレスに応じたディジタル
画情報が読み出され、濃淡データ比較回路１５に入力す
る。

アドレスカウンタ１３とか一タカウンタ１４は、いず゛
れもこれらに同時に入力するライン同期信号によってリ
セットされる。データカウンタ１４は、発熱素子２が１
つのドツトを印字する間に、例えば６４回濃度比較用の
階調データ２５を濃淡データ比較回路１５に対して出力
する。その階調データ２５は、０〜６４まで１ずつ一定
周期でインクリメントされながら出力される。

ディジタル画情報２４とこの階調データ２５とが、濃淡
データ比較回路１５において比較され、その結果濃淡デ
ータ比較回路１５からは、各発熱素子２についてそれを
オンすべきか否かを決定するオン選択信号２６が、シフ
トレジスタ３に対して出力される。尚、ディジタル画情
報は、所定の印字すべきドツトについて、その濃度に対
応した数ビットのディジタル信号から構成されている。

又、階調データは、各階調に”おける濃度に対応したス
レショルドレベルに和尚する、同じく数ビットのディジ
タル信号から構成されている。

更に、データカウンタ１４は、印字のための通電タイミ
ングを制御するストローブ信号２７をドライバナントゲ
ート５に対して出力するが、このストローブ信号２７の
出力されている間アンドゲート１６が開き、その結果基
準クロック２１がシフトレジスタ３に人力する。そして
、この間に１ライン分のオン選択信号２６がシフトレジ
スタ３に入力する。

ラッチ回路４は、シフトレジスタ３に格納されたオン選
択信号２６をパラレルに受は入れ、アドレスカウンタ１
３から出力されるラッチパルス２８によって、その信号
を所定時間ラッチする。

ドライバナントゲート５は、データカウンタ１４から出
力されるストローブ２７によりそのゲートを開き、スイ
ッチングトランジスタ６をオンするよう動′作する回路
である。スイッチングトランジスタ６がオンすると、電
源１７から電源ライン３０を通じて発熱素子２に対して
印字用電力が供給される。

ここで、例えば１つの発熱素子に対して着目してみると
、その発熱素子２がオンされる場合にはシフトレジスタ
３にオン選択信号が格納されている。そのオン選択信号
は、１つのドツトを印字する間に、例えば６４回入れ替
えが行なわれる。その発熱素子に対応するディジタル画
情報２４が濃淡データ比較回路１５に入力し、その値が
階調データ２５よりも大きい場合は、オン選択信号２６
は例えば１の値を維持している。ところが階調データ２
５が順次インクリメントされ、ディジタル画情報２４の
値を超えた場合、オン選択信号２６はＯに切り替わる。

これによって、以後、そのドツトに対応するドライバナ
ントゲート５は遮断され、発熱素子２への印字用電力の
供給が停止する。ディジタル画情報２４の値が大きけれ
ば大きいほど、発熱素子２に印字用電力を供給するその
通電時間が長いことになる。これによって、記録画像の
濃度に応じたレベルの印字用電力が供給されることにな
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、以上のような感熱記録装置において、各発熱
素子２は、図に示すように電源ライン３０に対し並列接
続されている。そして、その記録画像の内容に応じて、
任意の数の発熱素子２に通電が行なわれる。その場合、
通電される発熱素子２が増えれば電源ライン３０に流れ
る電流が増加し、ここで一定の電圧降下が生じる。その
対応関係は第７図に示す通りである。

この電圧降下は、主に電源の内部インピーダンス及び配
線のインピーダンスとに依存する。ところが、このよう
に通電する発熱素子数によってその電源電圧が変動する
と、先に説明したように、各発熱素子に通電するその通
電時間を調整して記録画像の濃度を制御している場合、
記録画像の内容によってその濃度に変動が生じてしまう
。例えば、２０４８個の発熱素子をライン状に搭載した
サーマルヘッドにおいて、その濃度階調６４階調で中間
調の表現をしようとする場合、３２階調目を表現すると
きに通電する発熱抵抗体数が１００個の場合と２０４８
個の場合とでは、その記録画像の濃度に０．０５以上の
差が出てしまう。従って、例えば記録画像が白地から黒
地へ変化するような絵柄の場合、その境界部分で画像の
乱れるいわゆる尾引現象が発生する。これでは、画像品
質を著しく損なうことになる。

この対応策として、サーマルヘッドの端子電圧を検出し
、それに応じて電源電圧を制御する補償方法や、予め通
電が行なわれるべき発熱素子数をそのデータを分析して
カウントしておき、そのデータ数に応じた通電時間の補
正を行なう等の処方が開発されている。しかし、いずれ
の方法も、処理が煩雑でその補正精度が十分でないとい
う問題があった。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、安定に高
い精度で記録画像の中間調表現を行なうことができる感
熱記録装置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の感熱記録装置は、サーマルヘッドに搭載された
多数の発熱素子に対して、選択的に、それぞれ記録画像
の濃度に応じたレベルの印字用電力を供給するものにお
いて、前記各発熱素子に印字用電力を供給するための電
源ラインと、この電源ラインに並列に接続されるように
設けられた負荷抵抗群と、前記各発熱素子と前記負荷抵
抗群とに供給される印字用電力の総和が常にほぼ一定に
なるよう、前記電源ラインに接続する前記負荷抵抗の数
を選択する選択回路とを有することを特徴とするもので
ある。

（イ乍用） 以上の装置においては、発熱素子に印字用電力を供給す
る一方、その発熱素子のうち印字用電力を供給されない
発熱素子に変わって、その印字用電力を消費する負荷抵
抗群が設けられている。その結果、発熱素子と負荷抵抗
群とに供給される印字用電力の総和は常にほぼ一定にな
り、見掛は上電源ラインのインピーダンスが変動しない
。これにより、電源電圧は常に一定になり、−度に多数
の発熱素子が発熱する場合にも、少数の発熱素子が発熱
する場合にも、記録画像の濃度に忠実な安定した印字用
電力が供給される。

又、少数の発熱素子が発熱する場合と、多数の発熱素子
が発熱する場合とでは、これらを搭載したサーマルヘッ
ドの温度上昇が相違する。この場合、サーマルヘッドに
発熱素子と共に負荷抵抗群を搭載しておけば、見掛は上
サーマルヘッドに対して常に一定の電力が供給され、サ
ーマルヘッドの温度安定化を図ることもできる。これに
よって゛も、発熱素子の発熱温度の安定化を図り、安定
した高精度の記録画像の中間調表現が可能となる。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す感熱記録装置のブロッ
ク図である。

この回路は、第６図に示した回路とその主要部が共通で
、これに選択回路４１と負荷抵抗（群）３７を追加した
ものである。

選択回路４１は、インバータ３１と、分周回路３２と、
シフトレジスタ３３と、ラッチ回路３４と、ドライバナ
ントゲート３５と、ＮＰＮスイッチングトランジスタ３
６とから構成されている。

尚、その他第６図と同一部分には同一の符合を示し、重
複する説明は省略する。

ここで、インバータ３１は、濃淡データ比較回路１巨か
ら出力されるオン選択信号２６を反転して、シフトレジ
スタ３３に供給するための回路である。又、分周回路３
２は、アンドゲート１６から入力する基準クロック２１
を、例えば４回に１回程度に間引いてシフトレジスタ３
３に供給する回路である。ラッチ回路３４に供給される
ラッチパルス２８と、ドライバナントゲート３５に供給
されるストローブ２７は、発熱素子駆動用のそれと変わ
るところはない。但し、シフトレジスタ３３は、発熱素
子駆動用のシフトレジスタ３等の例えば１／４の数のオ
ン選択信号を格納できる容量であって、ラッチ回路３４
やドライバナントゲート３５もその容量に対応するもの
に設定されている。又、負荷抵抗３７は、発熱素子２の
１／４の抵抗値のものを選択する。

第２図には、本発明の感熱記録装置のサーマルヘッドを
表面からみた斜視図を示した。

図において、サーマルヘッド１の基板上には、ライン状
に発熱素子２が搭載されており、この発熱素子２に印字
用電力を供給するために、ドライブ用の集積回路４０が
並べて搭載されている。この集積回路４０には、第１図
に示したシフトレジスタ３やラッチ回路４、ドライバナ
ントゲート５、スイッチングトランジスタ６等が組み込
まれている。

第３図には、第２図に示したサーマルヘッドの裏面の斜
視図を示した。

この面には、第１図に示した負荷抵抗３７がライン状に
配列され搭載されている。そして、これらに選択的に電
力を供給するための選択回路４１が、並べて搭載されて
いる。この選択回路４１は、第１図に示したシフトレジ
スタ３３、ラッチ回路３４、ドライバナントゲート３５
、スイッチングトランジスタ３６等を含む回路である。

以上の構成の本発明の装置は、次のように動作する。

先ず、発熱素子２を発熱させるためのオン選択信号２６
がシフトレジスタ３に入力し、ラッチ回路４、ドライバ
ナントゲート５等が動作する点は、先に第６図で説明し
た従来のものと同様である。

一方、シフトレジスタ３３には、そのオン選択信号２６
がインバータ３１で反転されて入力する。又、その数は
、分周回路３２によっていわゆる間引された形で選択さ
れて入力する。この場合、シフトレジスタ３に入力した
オン選択信号と、シフトレジスタ３３に入力したオン選
択信号とはちょうど反対の内容になっているから、印字
用電力を供給されない発熱素子２に対応する位置にある
負荷抵抗３７に対して、それをオンする信号がシフトレ
ジスタ３３に格納されることになる。そして、ラッチ回
路４とラッチ回路３４とには同時にラッチパルス２８が
供給され、ドライバナントゲート３５とドライバナント
ゲート５に同一のタイミングでストローブ２７が供給さ
れる。

これによって、発熱素子２と負荷抵抗３７とは、はぼ同
時に電力を供給されることになる。

第４図には、そのようなオン選択信号の入力状態を示す
説明図を図示した。

図において、発熱素子Ｒ１からＲ８・・・に対して［同
図（ａ）］、所定のオン選択信号［同図（ｂ）］か基準
クロック［同図（Ｃ）］に合せてシフトレジスタに入力
する。これに対して、分周された基準クロック［同図（
ｄ）］にタイミングを合せて、負荷抵抗用のオン選択信
号がシフトレジスタに入力する［同図（ｅ）］。

さて、原理的には、サーマルヘッド１に設けた発熱素子
２と全く同数の負荷抵抗３７を備え、両者を１：１で対
応させて、通電しない発熱素子２に対応する負荷抵抗３
７に必ず通電を行なうといった方式をとれば、電源１７
から電源ライン３０を通じて供給される電力の総和は常
に一定となり、電源ライン３０等によって生じる電圧降
下が一定となる。これによって、通電される発熱素子２
の数が多い場合も少ない場合も、その発熱素子２の端子
電圧を極めて安定に保持することができる。

しかし、負荷抵抗３７を多数設けることは不経済であっ
て、これを駆動するための回路も複雑となる。そこで、
この実施例では、負荷抵抗３７の抵抗値を発熱素子の抵
抗値の１　／　ｎとしく上記実施例ではｎは４）、分周
回路３２において基準クロック２１を分周し、シフトレ
ジスタ３３にｎ回に１回の割合でオン選択信号を格納す
るようにする。このｎを大きくすると補正の精度が落ち
るが、電圧値の変動を０．５％以内に抑えるようにする
場合、例えば発熱素子２の総数が２０４８個のとき、ｎ
を８〜１ｏに設定すれば十分である。

もちろん発熱素子数の増加に伴って、そのｎはさらに十
分大きくとることができる。

このようにして第５図に示すように、ライン同期信号［
同図（ａ）］にタイミングを合せて供給される発熱素子
への通電電力［同図（ｂ）］と負荷抵抗への通電電力［
同図（Ｃ）］とが相互に補足しあって、電源電圧［同図
（ｄ）］の安定化を図ることができる。

又、負荷抵抗３７に供給する電力は、単純に考えればそ
のまま電力損失につながるが、第３図に示したように、
サーマルヘッド基板の裏面に負荷抵抗３７を搭載してお
くと、サーマルヘッド全体としてみれば供給電力が常に
一定となり、その温度が安定化し、記録濃度のより一層
の安定化を図ることができる。

（発明の効果） 以上説明した本発明の感熱記録装置によれば、発熱素子
に供給される電力が変動しても、これに対応して負荷抵
抗群が消費する電力を制御することによりサーマルヘッ
ド全体の消費電力が一定になるので、電源電圧の変動が
防止され印字濃度を高精度に安定に制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感熱記録装置の実施例を示すブロック
図、第２図と第３図はそれぞれそのサーマルヘッドの表
面及び裏面の斜視図、第′４図と第５図はその動作説明
図、第６図は従来の感熱記録装置の一例を示すブロック
図、第７図はその動作説明図である。 １・・・サーマルヘッド、２・・・発熱素子、３・・・
シフトレジスタ、４・・・ラッチ回路、５・・・ドライ
バナントゲート、６・・・スイッチングトランジスタ、
３０・・・電源ライン、３７・・・負荷抵抗、４１・・
・選択回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーマルヘッドに搭載された多数の発熱素子に対し
   て、選択的に、それぞれ記録画像の濃度に応じたレベル
   の印字用電力を供給するものにおいて、前記各発熱素子
   に印字用電力を供給するための電源ラインと、この電源
   ラインに並列に接続されるように設けられた負荷抵抗群
   と、前記各発熱素子と前記負荷抵抗群とに供給される印
   字用電力の総和が常にほぼ一定になるよう、前記電源ラ
   インに接続する前記負荷抵抗の数を選択する選択回路と
   を有することを特徴とする感熱記録装置。 ２、前記負荷抵抗群は、前記サーマルヘッドに前記発熱
   素子とともに搭載されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の感熱記録装置。