JPH0229352A - 印字装置 - 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］ この発明は、ファクシミリ装置や、サーマルプリンタに
内蔵された記録手段などに適用して好適な印字装置に関
する。

［発明の背景］ ファクシミリ装置においては、これに内蔵された記録手
段によって、伝送された画像情報信号を可視像に変換し
、画像情報・を記録するようにしている。

この記録手段特にその記録部としては、通常サーマルヘ
ッドが使用される。

第６図はこのような記録手段に使用されるサーマルヘッ
ドの駆動回路３０の一例を示す。

駆動回路３０はシフトレジスタ３２、ラッチ回路３５及
びサーマルヘッド４０で構成され、サーマルヘッド４０
はライン状に配置された複数個の抵抗発熱体４０ａ　〜
４０ｎ　（ｎ＝２０４８）を有する。

従って、シフトレジスタ３２としては２０４８ビツトの
シフトレジスタが使用され、端子３４に加えられた転送
りロックＣＫによって、端子３３に供給された印字デー
タが順次転送される。

２０４８ビツトまで印字データを転送した後はこのシフ
トレジスタ３２に格納された印字データがラッチ回路３
５にラッチされる。その後対応する抵抗発熱体４０ａ〜
４０ｎに印字データが同時に供給されることにより１行
分の印字が実行される。

ところで、この抵抗発熱体は相当の電力を消費するもの
であるから、電源容量との関係で通常は２０４８個の抵
抗発熱体の全てを同時に駆動するのではなく、１行を複
数の区間に分割し、各分割区間ごとに順次印字するよう
にした分４割印字方式を採用している。

例えば、分割数をｍとした場合、ｎ　／　ｍごとに区分
され、それらｎ　／　ｍ個の抵抗発熱体を１つのブロッ
クとし、夫々のブロックが時分割駆動される。これによ
って、１ラインの画像情報が分割印字きれることになる
。

分割印字を行なうため、サーマルヘッド４０のブロック
には、夫々ストローブパルス３１〜Ｓ４が供給され、こ
れらストローブパルス８１〜Ｓ４が対応するブロックに
供給されたときのみそのブロックの抵抗発熱体が駆動さ
れる。

ところで、このように抵抗発熱体を複数のブロックに分
けて分割印字するようにした場合においても、発熱によ
る印字濃度の変動を免れることはできない。

そのため、従来ではこのような問題をも解決するため、
サーマルヘッド４０に温度センサを配し、この温度セン
サからの出力に応じてストローブパルスのパルス幅を制
御するようにしている。

ストローブパルスのパルス幅を制御する手段として、従
来から以下のような手段が知られている。

第１は、特公昭６Ｌ−２８５Ｌ６号などにおいて開示き
れているように、センサ出力をＡ／Ｄ変換（アナログ・
ディジタル変換）し、その変換出力でパルス幅制御用の
補正テーブルを参照し、参照されたデータに基づいてス
トローブパルスのパルス幅を制御する場合である。

第２は、特開昭６２−２５５１６５号に開示ざレテイル
ヨウニ、この種補正テーブルの他に、演算回路が設けら
れ、テーブルを参照して得たデータを演算回路で補間演
算処理し、補間されたデータに基づいてストローブパル
スのパルス幅を割部する場合である。

いずれの場合においても、ストローブパルスのパルス幅
が所定値に制御されて、印字濃度が補正される。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した第１及び第２の手段を使用すれば、いずれも印
字濃度を夫々所定値に制御することができるが、第１の
手段では、テーブルにストアされる補正データ量によっ
ては、きめの粗いパルス幅制御となり、テーブルの参照
するアドレスが変化するような境界の温度において、不
連続な補正曲線となってしまう。そのため、このような
温度下では濃度のムラが生じ易い欠点がある。

補正曲線の不連続性を無くすには、それだけ参照できる
補正データ量を増やせばよいが、そうするとテーブルの
メモリ容量が多くなってしまう。

メモリ容量を増やすにしても限界がある。

第２の手段では、メモリ容量をあまり増やきないでもよ
い。しかし、その分捕間演算処理によってパルス幅制御
用のデータを形成しなければならないため、補間演算の
ための処理時間がかかる問題がある。

そこで、この発明ではこのような従来の課題を解決した
ものであって、テーブルを参照したり、補間処理をしな
いでも、ストローブパルスのパルス幅を精度よく制御で
きるようにした印字装置を提案するものである。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決するため、この発明においては、複
数の発熱抵抗体で構成されたサーマルヘッドと、このサ
ーマルヘッドを駆動するために使用されるストローブパ
ルスの発生手段と、このストローブパルスのパルス幅を
サーマルヘッドの温度変動に伴なって制御する制御手段
と、サーマルヘッドの温度を検出する温度センサとを有
する。

パルス幅８１１１１手段にはＡ／Ｄ変換器が設けられ、
温度センサより得られた検出出力がこのＡ／Ｄ変換器に
おいてＡ／Ｄ変換されると共に、このＡ／Ｄ変換出力に
よって形成された所定の一次変換出力に基づいてストロ
ーブパルスのパルス幅が制御されるようになされたこと
を特徴とするものである。

［作　用］ この構成において、ストローブパルスのパルス幅は、Ａ
／Ｄ変換出力によって形成された所定の一次変換出力Ｗ
に応じて制御される。例えば、−次変換出力Ｗの値をタ
イマにセットすれば、そのタイマ出力がストローブパル
スのパルス幅となる。

−次変換出力Ｗは以下の式に基づいて算出される。

Ｗ＝　　（Ａ※Ｄ）Ｃ・　α＋β ここに、（Ａ※Ｄ）Ｃは温度変動に対応した検出電圧を
デジタル化した値である。

α、βは共に補正係数であって、これらの値を適当に選
定することによって、温度変動による理想的なパルス幅
＃都を達成できる。補正係数α、βは固定値としてもよ
ければ、温度に依存した可変値としてもよい。本例は、
後者の例である。可変値とすることによって、より理想
的なパルス幅制御となる。

［実　施　例］ 続いて、この発明に係る印字装置の一例をファクシミリ
装置などの記録手段に適用した場合につき、第１図以下
を参照して詳細に説明する。

以下説明する例では、分割印字方式による場合を例示す
るが、この分割印字方式を採用する場合、印字駆動され
た抵抗発熱体とそうでない抵抗発熱体とでは、その発熱
量が相違するため１行の印字でも濃度むらが発生する場
合がある。

このような濃度むらを改善するため、通常予熱印字が行
なわれているが、本例では従来にない新しい予熱印字を
行なって上述した濃度むらを改善するようにしている。

これは、従来の予熱印字方式でｑ１第７図Ｃ〜Ｆに示す
ように全ての抵抗発熱体に対する予熱印字が終了した段
階で、初めて各抵抗発熱体に本印字データを順次加える
゛ようにしている。

そのため、ブロックごとの抵抗発熱体（以下分割ヘッド
という）Ｈ１〜Ｈ４によっては、予熱印字から本印字に
至るまでの期間ＴＩ、Ｔ４が相違してしまう。オフして
いる期間の長いヘッドに対しては、熱履歴制御による効
果が充分発揮できないという問題点があるからである。

従って、まず発明に適用できるこの新規な予熱印字につ
いて第２図以下を参照して説明する。

この新規な分割印字とは、１行を複数の区間（ブロック
）に分割し、各分割区間ごとに順次印字処理を行なう場
合、各分割区間ごとに予熱印字と本印字を行なうことを
いう。

そのためには、画像データ（複合印字データ）から予熱
印字用のデータと本印字用のデータとを形成する必要が
ある。第２図はそのために使用されるデータ処理回路６
０の一例である。

画像データは一旦、並列直列変換回路６１において、シ
リアルデータに変換される。

シリアルデータに変換された画像データはこれより現ラ
インＬｎと直前のラインＬ　ｎ−１の各画像・データが
夫々出力される。直前のラインＬ　ｎ−１の画像データ
はインバータ６２によって反転された後、現ラインＬｎ
の画像データと共にアンド回路６３に供給きれる。

このアンド出力が予備印字データとして使用され、この
予備印字データと現ラインＬｎの画像データがスイッチ
ング回路６５に供給されて、各分割ヘッド毎に所望のス
イッチングｆａＪａｌｌがなされて、複合印字データが
構成される。６６はその出力端子を示す。

端子６７には第１図のシーケンス制御手段（ＣＰＵ構成
）７１から得られたスイッチング信号が供給され、この
スイッチング信号に基づいて第３図Ｈに示すような転送
印字データが形成されることになる。

ところで、この第２図に示すデータ処理回路６０におい
ては、第３図Ｈに示すような転送印字データが形成され
ると共に、この転送印字データがヘッド駆動図ｉｉ＠３
０に供給されて必要な熱履歴制御を伴う印字処理が実行
きれる（第３図Ｆ）。

第３図を参照しながら熱履歴制御を伴う分割印字処理の
動作の一例を説明する。

上述したように、１行を複数の期間に分割し、各分割区
間ごとに順次印字するに際し、各分割区間毎に予熱印字
と本印字が行なわれる。

すなわち、第３図に示すように予熱印字区間（予熱印字
用のパルス幅）Ｗｌの経過直後に所定の期間Ｗ２をおい
て直ちに本印字期間（本印字用のパルス幅）Ｗ３となさ
れる。予熱印字と本印字が実行きれた後に、次の分割区
間における予熱印字と本印字が実行きれる。これが順次
所定の周期Ｔをもって繰り返されることになる。

従って、第３図に示すように分割数ｍを４とした場合、
同図Ａ−Ｄに示すように１行の分割期間Ｔは各分割ヘッ
ドＨ１〜Ｈ４とも一定となる。その結果、各分割区間毎
に予熱区間が相違することがなくなる。

具体例を次に説明しよう。

まず、各分割印字区間における予熱印字データは、直前
の分割印字区間においてラッチされたデータが使用され
る。そして、その分割印字区間における本印字データは
、その分割印字区間においてラッチされたデータが使用
される。

そのため、ストローブパルス８１〜Ｓ４は予備印字区間
Ｗ１と本印字区間Ｗ３との間に所定の空白区間Ｗ２が設
けられ、この区間においてデータのラッチ動作が行なわ
れる。つまり、第３図Ｅに示すように区間Ｗ２に相当す
る期間にラッチパルスＲＰが得られる。

このラッチパルスＲＰによって、その分割印字区間にお
ける本印字データと次の分割印字区間の予備印字データ
とが共にラッチされることになる。

従って、転送印字データとしては、同図Ｈに示すような
データとなる。これに伴ってシフトレジスタ３２に印加
される転送りロックＣＫは同図Ｇニ示すように、各分割
印字区間によってそのクロック長が相違する。

ここで予熱印字データをａ　ｎ−ｄ　ｎとし、本印字デ
ータをＡｎ−Ｓ−Ｄｎとした場合、シフトレジスタ３２
に供給される転送印字データの数と内容は、次に何番目
の分割ヘッドが駆動されるかによって相違する。

すなわち、ストローブパルスＳ１によって分割ヘッドＨ
１が駆動され、ストローブパルスＳ２によって分割ヘッ
ドＨ２が駆動され、ストローブパルスＳ３によって分割
ヘッドＨ３が駆動されることになるから、ストローブパ
ルスＳ３が得られるタイミングでは、すべての分割ヘッ
ドＨ１〜Ｈ４に対する印字データを更新しないと、次の
ストローブパルスＳ４によって、対応する分割ヘッドＨ
４を、対応する印字データで印字することかでとな（な
ってしまうからである。

従って、シフトレジスタ３２に対する転送印字データの
内容と、そのとき分割ヘッドＨ１〜Ｈ４に加えられる印
字データの内容は、第３図Ｈ，Ｉに示すような関係にな
る。

このように、予熱印字データは直前の予熱状態によって
相違するから、第２図に示すようにデータ処理回路６０
においては、現印字データＬｎと直前の印字データＬ　
ｎ−１との内容に応じて予熱印字データの内容が相違す
ることになる。

なお、空白区間Ｗ２としてはラッチパルスＲＰの幅より
も若干太き目に選定され、この例では１０μｓｅｃ程度
に選ばれている。

ざて、第１図はこの発明に係る印字装置１０の一例を示
す系統図である。

同図において、端子１１に供給された印字用の画像デー
タはラインバッファ１２を経てデータ処理回路６０に供
給される。データ処理回路６ｏは第２図のように構成さ
れ、ここにおいて上述したような複合印字データが形成
される。

ラインメモリとして機能するラインバッファ１２は制御
回路７０内に設けられたメモリ制擲部７２によって制御
される。また、データ処理回路６０のスイッチング手段
６５はシーケンス制御手段７１から得られるスイッチン
グ信号に基づいて制御Ｉ！される。

複合印字データはヘッド駆動回路３０（第６図参照）に
供給される。

サーマルヘッド４０には例えばその中央部付近の表面に
温度センサ３８が貼着され、サーマルヘッド４０の温度
変化が検出される。

温度センサ３８はサーミスタなどの感温素子が使用され
、これと固定抵抗器３９が直列接続されて、温度検出手
段が構成される。

温度センサ３８と固定抵抗器３９の接続中点に得られる
検出電圧（分圧電圧）はサーマルヘッド４０の温度変動
に追従して変化する。この検出電圧がパルス幅制御手段
７５に供給される。

パルス幅制御手段７５はＡ／Ｄ変換器７６とパルス幅演
算手段７７とで構成され、検出電圧がまずＡ／Ｄ変換さ
れる。Ａ／Ｄ変換器７６としては分解能が８ビツトの変
換藷が使用され、Ａ／Ｄ変換出力がパルス幅演算手段７
７に供給される。

パルス幅演算手段７７では後述する一次換算式に基づい
て演算されて、ストａ−ブバルスのパルス幅（説明の便
宜上、Ｗとして示す）、特に予備印字データのパルス幅
（同様にＷｌとして示す）と、本印字データのパルス幅
（同様に、Ｗ３として示す）に夫々関連した制御データ
が作成きれる。

算出されたパルス幅を示すデータはストローブパルス発
生手段７３に供給されて、所定のパルス幅を有するスト
ローブパルス８１〜Ｓ４が形成される。

そのため、ストローブパルス発生手段７３は、何れも図
示はしないが、（タイマ設定値スタイマクロック周期）
によって決まるパルス幅を出力するタイマと、各ブロッ
クの何れにストローブパルスを出力するかを決めるスイ
ッチング手段とで構成される。上述したパルス幅を示す
データがタイマ設定値となる。

なお、このストローブパルス発生手段７３はシーケンス
制御手段７１によって起動され、また設定長のパルスを
出力した後、パルス終了を示す信号が制御手段７１に送
出される。

制御回路７０は、実際にはＡ／Ｄ変換器、タイマ内蔵の
１チツプマイコンとＤＭＡコントローラとで構成された
ＩＩＪ御系が使用される。

ざて、サーマルヘッド４０の温度に関連した検出電圧か
らその温度に最も適合したストローブパルスのパルス幅
Ｗを形成するには、以下のような一次換算式に基づいて
算出すればよい。

Ｗ＝　（Ａ※Ｄ）Ｃ・α＋β・・・・　（１）ここに、
（Ａ※Ｄ）Ｃは温度変動に対応した検出電圧をデジタル
化した値である。

α、βは共に補正係数であって、これらの値を適当に選
定することによって、温度変動による理想的なパルス幅
制御となる。

補正係数α、βは固定値としてもよいが、温度に依存し
た可変値とした方がより好士しい。本例は、後者の例で
ある。

上述した温度センサ３８は非線形特性であるため、検出
電圧を単純にＡ／Ｄ変換したのでは、Ａ／Ｄ変換出力と
温度とが対応しない。

そこで、Ａ／Ｄ変換出力（Ａ※Ｄ）Ｃと温度Ｔ１）とは
、温度センサ３８の非線形な温度特性を考慮して以下の
式を満足するように定められる。

ただし、温度センサ３８としては、そのＢ定数が４００
０に、２５℃での抵抗値が３０にΩのサーミスタを使用
した場合である。そして、固定抵抗器３９は３０にΩの
抵抗値を有するものとする。

（Ａ※Ｄ）Ｃ＝２５６Ｘ　Ｒ（ｔ）／　（Ｒ（ｔ）＋Ｒ
ｃ　）”（２）ここに、 Ｒ（ｔ）＝３０Ｘｅｘｐ［４０００（１／（ｔ＋２７３
）−１／２９８）］・・・　（３） Ｒｃ＝３０　　　　　　　　　　・・・　（４）（２）
式によって求められた温度ＴとＡ／Ｄ変換出力（Ａ※Ｄ
）Ｃとの関係は（表−１）のようになる。ただし、Ａ／
Ｄ変換出力（Ａ※Ｄ）Ｃは１６進表示である。以下も同
様である。

（表−１） 温度（℃）　　　０　１０　２０　３０　４０　５０　
６０　７０（Ａ※Ｄ）ＣＣ（５ＡＢ　　８Ｅ　　７１　
５８　４２　３２　２５これらの関係を図示すれば、第
４図のようになる。

補正係数α、βと温度との関係は以下のように設定する
ことができる。ただし、その数値は一例である。

（表−２） 温度（℃）０〜３０３０〜５０５０〜７０α　　　　　
　　　８８　　　　　　Ａ５　　　　　　Ｆｌβ　　　
　　　　５Ｆ　　　　　　５３　　　　　３Ｆ（１）式
の演算のうち、補正係数αとＡ／Ｄ変換出力（Ａ※Ｄ）
Ｃは何れも１バイトのデータが使用され、２バイトの乗
算結果を得、そのうちの上位１バイトが、補正係数β（
１バイト）に加算され、その演算結果のうち、上位１バ
イトがストローブパルスＳ１〜Ｓ４に対するパルス幅制
御用のデータＷとして使用される。

このデータＷは後述するように、本印字パルス幅Ｗ１の
約２倍の値をとるが、その温度特性を説明するために、
今、仮にＷをそのままストローブパルス発生手段７３に
設けられたタイマにセットしたとすると、タイマのクロ
ック周期を８μｓｅｃとしたときには、上述した温度Ｔ
　ｌ）でのパルス幅Ｗ　（ｍｓｅｃ）は、（表−３）の
ようになる。

（表−３） 温　　　度　　　０　　　１０　　　２０　　　３０パ
ルス幅　１，６０　１，４８　１．３６　１．２４温　
　　度　　　４０　　　５０　　　６０　　　７０パル
ス幅　１．１１２　１．００　０．８８　０．７７６（
表−３）の実測値を図示すると、第５図の概直線Ｌａ（
−点鎖線）のようになる。直線Ｌｎを理想値とすると、
理想値からのずれはほぼ２℃以内に収まっている。従っ
て、上述したような温度領域によって相違する補正係数
α、βを使用することにより、はぼ理想値通りのパルス
幅を得ることができる。

上述したように分割印字方式によってサーマルヘッド４
０を駆動する場合には、ストローブパルスは予備印字用
のパルス（パルス幅Ｗｌ）と、本印字用のパルス（パル
ス幅Ｗ３）の双方を形成する必要がある。その場合にお
いても、夫々のパルス幅Ｗ１．Ｗ３は一次変換式によっ
て算出されたパルス幅つまりＷに基づいて算出される。

まず、本印字用のパルス幅Ｗ３はほぼパルス幅Ｗの１／
２である。したがって、（５）式のようになる。ただし
、この（５）式はサーマルヘッド４０の抵抗値Ｒ）Ｉの
標準値ＲＯからのバラツキをも考慮された修正パルス幅
である。

Ｗ３＝　（８０）ＩＸＲＨ／ＲＯ）ＸＷ・・・　（５）
ここで、（８０ＨＸ　ＲＨ／ＲＯ）で１バイトが、パル
ス幅Ｗで１バイトが夫々使用され、演算結果の２バイト
のうち上位１バイトが、修正パルス幅Ｗ３として使用さ
れる。

次に、予備印字用のパルス幅Ｗ１は（６）式によって算
出される。

Ｗ１＝ＷＸ７−δ　　・・・　（６） ここに、原データであるパルス幅Ｗ及び補正係数γは何
れも１バイトが使用され、その乗算結果２バイト中上位
１バイトが乗算出力として利用される。補正係数δも１
バイトが使用される。

補正係数７及びδば一例として以下の値（１６進表示）
を採り得る。

γ＝４０ δ＝ＩＥ δの値は予備印字を必要としない温度でのパルス幅Ｗの
計算値である。ｗｌが負のときには、Ｗ１＝０ にする。

（５）式及び（６）式に基づいて算出したパルス幅Ｗ１
と温度Ｔとの関係を第５図直線Ｌｃに、パルス幅Ｗ３と
温度Ｔとの関係を同図直線Ｌｄに夫々示す。

なお、以上のような演算処理は制御回路７０として、乗
算機能を備えた８ピッｌ−ＣＰ　Ｕを使用すれば容易に
行なうことができるし、その演算処理時間も差程ではな
い。乗算の前後でシフト演算を組合せたり、それに応じ
てクロックの周期を変えたりすれば、乗算できる範囲が
拡張され、オーバーフローやアンダーフローが避けられ
る。これによって、演算結果の精度が向上する。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明においては、サーマルヘ
ッドの温度変化に関連したＡ／Ｄ変換出力を使用した一
次換算出力に基づいて、ストローブないＲＡＭＬ、かな
い１チツプマイコンをスレーブパルスのパルス幅を算出
するように・したものである。

これによれば、Ａ／Ｄ変換変換値対パルス−テーブルい
たり、内分点計算などによる補間演算することなしに、
短時間にパルス幅を算出でとる特徴を有する。

また、温度変化に対して、パルス幅をＡ／Ｄ変換器の分
解能に応じて追従きせることができるので、Ａ／Ｄ変換
変換値対パルス−テーブルいる以上のきめ細かい制御を
、少ないメモリ容量によって実現できる。

そして、温度センサや記録感度などの変更があったとき
も、上述した補正係数を僅かに変更するだけで済むので
、対応が容易である。

これらの補正係数を制御回路（スレニブＣＰＵ）のＲＡ
Ｍ上にマスクＣＰＵからダウンロードして、スレーブＣ
ＰＵで上述したパルス幅の＠御を行なうことも可能であ
る。これは、補正係数の数が少ないからである。そのた
め、４００バイトに満たＣＰＵとして使用することも可
能である。

以上のことから、この発明に係る印字装置は上述したよ
うなファクシミリ装置やサーマルプリンタなどに内蔵さ
れた記録手段などに適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る印字装置の一例を示す系統図、
第２図はデータ処理回路の一例を示す系統図、第３図は
その動作説明に供する波形図、第４図及び第５図は夫々
ストローブパルスのパルス幅と温度との関係を示す特性
図、第６図はノ＼ツド駆動回路の一例を示す系統図、第
７図はその動作説明に供する波形図である。 ３０・・・ヘッド駆動回路 ３２ψ・・シフトレジスタ ３５・・・ラッチ回路 ３８ψ・・温度センサ ４０　・ ６０　・ ７０　・ ７１　争 ７３　・ ７５　・ ７６　・ ７７　・ Ｈ１〜Ｈ４・ ・サーマルヘッド ・データ処理回路 ・制御回路 ・シーケンス制御手段 ・ストローブパルス形成手段 ・パルス幅制御手段 ・Ａ／Ｄ変換器 ・パルス幅演算手段 ・分割ヘッド （抵抗発熱体）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発熱抵抗体で構成されたサーマルヘッドと
   、 このサーマルヘッドを駆動するために使用されるストロ
   ーブパルスの発生手段と、 このストローブパルスのパルス幅を上記サーマルヘッド
   の温度変動に伴なって制御する制御手段と、 上記サーマルヘッドの温度を検出する温度センサとを有
   し、 上記パルス幅制御手段にはＡ／Ｄ変換器が設けられ、温
   度センサより得られた検出出力がこのＡ／Ｄ変換器にお
   いてＡ／Ｄ変換されると共に、このＡ／Ｄ変換出力によ
   って形成された所定の一次変換出力に基づいて上記スト
   ローブパルスのパルス幅が制御されるようになされたこ
   とを特徴とする印字装置。