JPH0260759A - 感熱式印刷ヘツドとその制御装置及びそれらの感熱式印刷の集合体 - 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］ 本出願は１９８８年７月７日に出願された米国特許出願
第０７／２１６，４６８号の一部継続出願である。

本発明は一般的には感熱式印刷ヘッドと、その制御装置
に関する。特に、本発明はデユーティサイクル式の温度
制御手段を用いた感熱式印刷ヘッドの制御装置に関する
。

［従来の技術］ 感熱式印刷ヘッドはファクシミリ機器やチャートレコー
ダを含めた各種の応用機器に用いられてきた。普通のフ
ァクシミリ機器では、印刷ヘッドは１７２８個の一列に
並んだ加熱素子又は熱スタイラスからなる。各熱スタイ
ラスはそれぞれ電流を受けるように配線されている。ス
タイラスに電流を供給すると熱を発する。この発熱がそ
の加熱されたスタイラスに近接の感熱性紙の上に黒い地
域をつくり出す。

最近、特定の方式のチャートレコーダにおいて、感熱紙
の移送速度が増加させられている。

１ミリあたり線８本の線解像度において、毎秒２００ミ
リメータの普通印刷速度は、毎秒、１６００個の直線上
の表示又はドツトの印刷率を必要とする。それぞれの熱
スタイラスはドツト−個を印刷するのに最低限必要な熱
エネルギー　すなわち、０．３乃至０．５ミリジユール
を移転しな（てはならない。このため、紙の速度が増加
するに従って、紙を黒（するために十分な量の熱を迅速
に移転するためにはスタイラス各−個の温度も上昇させ
らざるをえない。スタイラスを望ましい温度に保つため
に熱スタイラスの温度を急速に上げ下げすることから、
スタイラスはストレスと機械的疲れをこうむることにな
る。

加えて、例えば時間軸のための水平線のような直線を印
刷する場合、印刷ヘッドの注目している熱スタイラスは
その直線を形成するのに要する時間を通してオーバヒー
ティング（過熱）することなしに加熱し続けなくてはな
らない。

注目スタイラスが印刷温度にまで加熱された後、その加
熱又は印刷状態に保つために要するエネルギーは、それ
らを外界温度から印刷温度に上昇させるのに要するエネ
ルギーより著しく小さい。従って、スタイラスに時間当
たりで平均して同量の電力を供給したりすると、それら
は急速に加熱することになる。これがスタイラスを損な
わせたり、印刷される線を太（し、ぼやけた状態になる
。

この問題を解決するために、ウィリアムズ他による米国
特許４，３４７，５１８　（以下「ウィリアムス　５１
８」という）において開示される方式の制御装置が開発
された。ウィリアムス　５１８は紙の移動の際に隣接す
る文字表示が印刷されることを妨げるヒストリに基づい
た制御装置を教示している。これと同様の制御装置がウ
ィリアムズ他による米国特許４，２７１，４１４　（以
下、「ウィリアムス　４１４」という）に開示されてい
る。

第１図に従来技術の感熱式印刷ヘッド１０を示す。感熱
式印刷ヘッド１０は複数のシフトレジスタ１２を含んで
いる。シフトレジスタ１２のそれぞれはシリアル入力ボ
ート１４、パラレル出力ボート１６及びシリアル出力ボ
ート１８を有するシリアル入力パラレル出力のシフトレ
ジスタである。それぞれのシリアル出力ボート１８は隣
接のシリアル入力ボート１４に接続されており、各シフ
トレジスタ１２が全ての情報を単一のシリアル入力ボー
ト２０で受は取るようになっている。情報はシフトレジ
スタ１２からラッチ２２に送り込まれ、そこで記憶され
る。ラッチ２２はクロック入力ビン２４による記憶サイ
クルを周期的に行なう。複数のＡＮＤゲート２６がラッ
チ２２の出力部に接続されている。ＡＮＤゲート２６の
各々は印刷ヘッド１０の熱スタ、イラス２８に接続され
ている。ＡＮＤゲート２６の各々はクロック入力端子３
０とビット入力端子３２とを有している。クロック入力
端子３０はクロック入力ビン３４に並列に接続されてい
る。作動時において、それぞれのビット入力端子３２を
通して送り込まれた情報はＡＮＤゲート２６に受信され
、そしてクロック信号３４がＡＮＤゲート２６をアクテ
ィブにする際に、熱スタイラス２８を制御するものとし
て用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ 第１図の従来技術のシステムは、第２図に示す様なオー
バーヒーティング又は印刷エラーを生じる。第２図は、
複数の“ドツト”４２及び連続線４４を生成された記憶
紙４０の代表的な細片の一部を示している。

記録紙４０の下には、チャート紙４５の一片と時間的に
同期の関係にあるクロック信号４６が示されている。ク
ロック信号４６の直下の一連のセルは塗り潰されている
か否かのどちらかである。

塗り潰されているセルはその時間期間における熱スタイ
ラスを通しての電流の存在を示し、空白のセルはその時
間期間においてスタイラスを通しての電流が存在しない
ことを示している。それらの間隔は、マークを付けた熱
スタイラスの下を紙が移動させられる時間の長さに等し
い。セル４８について示されるパターンは連続線４４を
印刷するためのスタイラスを通しての電流の流れに相当
する。°°ドツトスキップ°°と呼ばれる方式が、連続
線を印刷するスタイラスの加熱を抑えるように用いられ
る。スタイラスへの電流の流れは、スタイラスを冷めさ
せるために、印刷中の一部分において切断又は°゛スキ
ツプ゛れる。スタイラスの温度と時間の組み合わせたグ
ラフは、゛°ドツトスキッピング°゛方式を用いてスタ
イラスに電圧を加えて紙上に連続線を生じさせることを
示すもので、スタイラスの温度は依然として望ましい温
度より高すぎるか低すぎるかしており、熱スタイラスの
消耗と生成されるパターンのぼやけを引き起こすか、又
は連続線となるところに途切れをもたらす。

上述したこと及び“ウィリアムス５１８′と“ウィリア
ムス４１４”とによって開示される方式は、電力が熱ス
タイラスに“オールオアナシング（ａｌ　１　　ｏｒ　
　ｎｏｔｈｉｎｇ）”の様式、即ちあるドツトを印刷す
る場合にはその印刷時間全体を通して選択されたスタイ
ラスにパルス電力を送り、また、ドツトを印刷しない場
合にはスタイラスに電力を送らないという様式で送られ
るようにしている。換言すれば、従来の技術は個々のス
タイラスの温度をそれらスタイラスに供給される電力の
入念な変調にって制御する装置又は方法を備えていない
。

すなわち、良好な印刷をし且つ感熱式印刷ヘッドの寿命
を長くするには、サーマルヘッドに配列された熱スタイ
ラスに供給される電力量を動的に、高速且つ正確に制御
するための方法が求められている。

本発明の目的は、最大限の印刷解像度を得るために各々
のスタイラスの温度を所定の温度範囲に保つよう、感熱
印刷ヘッドの個別のスタイラスの温度を厳密に制御する
方法及び装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、感熱式印刷ヘッドの個別の
スタイラスを制御する複数のシフトレジスタに情報を高
速に転送するマイクロパルシング感熱式印刷ヘッドとそ
の制御装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ヘッドレジスタのローディング時
間を短縮するためのへラドレジスタへのパラレル入力機
構を備えた感熱式印刷ヘッドと制御装置を提供すること
にある。

本発明の更なる目的は、個々のスタイラスの温度を厳密
に制御するために、それぞれのスタイラスのオン／オフ
の切換えを継続的に可能にするマイクロラインで、その
マイクロラインのデータでヘッドレジスタを継続的にロ
ードする方法と装置を提供することにある。

そして、本発明の更なる目的は、スタイラスの加熱を制
御するために低コストの記憶装置とプログラマブルな論
理アレイとを用いて即時にマイクロラインパターンを生
成する感熱式印刷ヘッド及び制御装置を提供することに
ある。

本発明によれば、本発明の感熱式印刷ヘッド及びその制
御装置は、移動する感熱紙片上に感熱式印刷ヘッドによ
って印刷されるべき情報を表わす入力ピットストリーム
を受信するための直列入力ボートを含む。感熱式印刷ヘ
ッドによって生成される出力の個々の行のシリアルイメ
ージデータを受信、そして記憶するための複数（例えば
６個）のランダムアクセスメモリが入力ボートにデイジ
−チェーン状に接続されている。この複数のＲＡＭを“
ヒストリカル（経歴）”ＲＡＭと呼ぶ。

上の例における６個のランダムアクセスメモリには、感
熱式ヘッドにより既に印刷された前の四つの行（過去デ
ータ）、印刷されるべきデータの行（現在データ）及び
感熱式印刷ヘッドの次の行のサイクルにおいて印刷され
るデータの行（将来データ）を記憶している。直列イメ
ージデータの新しい行が最初の、或いは将来のランダム
アクセスメモリに送り込まれるに従って、後続するイメ
ージデータの行は、隣接するランダムアクセスメモリに
段階的に転送される。

パターンジェネレータを通して各々のランダムアクセス
メモリの出力を送出するための多重出力が用意されてい
る。パターンジェネレータは印刷されるべき情報の各ド
ツトについて、例えば６ビツト又は８ビツトパターンの
パターンを生成する。このピットパターンは特定のドツ
トを印刷するのに要する８回（８ビツトパターンにおい
て）の時間期間（マイクロサイクル又はマイクロパルス
）のそれぞれにおいて、感熱式印刷ヘッドの個別の熱ス
タイラスのオン又はオフの状態を反映している。従って
、このパターンジェネレータは印刷されるドツトや画素
それぞれについて、例えば８回という回数のパルスを生
じる出力制御ピットストリームを生成する。このマイク
ロパルスピットストリームは、ヘッド又は個別のスタイ
ラスがオーバヒーティングされるのを避ける一方、印刷
を求められている際には感熱式印刷ヘッドの熱を維持す
る。

それぞれがシリアル入力ボートを有するシリアル入力パ
ラレル出力ボートのシフトレジスタは、パターンジェネ
レータに接続され、パターンジェネレータが特定のドツ
トの選択されたマイクロパルスのための熱スタイラスの
それぞれのデユーティサイクル状態を示すマイクロパル
スビットを高速でロードできるようにしている。

複数の熱スタイラスを有する感熱式印刷ヘッドは複数の
シフトレジスタに接続されている。感熱式印刷ヘッドの
熱スタイラスのそれぞれは、正のマイクロパルスビット
に応答して付勢される。このマイクロパルスビットは選
択されたマイクロパルスの途中において熱スタイラスを
通ってエネルギーが流れるかどうかを制御する。

本発明の他の目的及び用途は、当業者にとっては、添付
の図面と照らし合わせて以下の明細及び請求の範囲を精
読することによって明白であろう。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決する本発明の感熱式印刷ヘッド制御装置
は、例えば以下に示す構成を備える。すなわち、 感熱式印刷ヘッドを制御する感熱式印刷ヘッド制御装置
において、外部よりｎビットからなるシリアルイメージ
データを入力する入力手段と、並列に読み出し可能なｍ
群に分割されたシリアルイメージデータフレームを記憶
するための経歴データ記憶手段と、ｎビットのそれぞれ
をｍ個のマイクロビットのマイクロパルスの群に分割し
、そのマイクロパルスの群を加熱式印刷ヘッドに出力す
る並列パターン発生手段とを備える。

［作用］ かかる本発明の構成において、入力したｎビットシリア
ルイメージデータをｍ群の経歴データ記憶手段に記憶す
る。そして、並列パターン発生手段でもって、そのｍ群
に記憶された経歴データをパラレルに読み出し、ｍ個の
マイクロパルス群に分割し、その分割されたマイクロパ
ルス群を感熱式印刷ヘッドに出力する。

［実施例］ 以下添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説明
する。

第３図乃至第５図、特に第５図において、本発明を実施
した感熱式印刷集合体１００を示す。本発明は加熱素子
（スタイラス）に加熱又は冷却パルスによるマイクロパ
ルスを与えて、スタイラスが完全に冷えきったり、オー
バヒーティングしないようにしている。感熱式印刷集合
体１００は、一対の入力ビン１０３．１０４を有するＯ
Ｒゲート１０２を含む。入力ビン１０４は外部リースか
らのイメージデータフレームによって構成されるシリア
ルイメージデータを受信するための入力手段を特徴とし
ている。ＯＲゲート１０２の出力ピン１０５はランダム
アクセスメモリ１０８の入力データボート１０６に接続
されている。ランダムアクセスメモリ１０８の出力デー
タボート１１０はラッチ回路１１２に接続されている。

ラッチ回路１１２はＯＲゲート１０２の入力ビン１０３
に接続されている。イメージデータは入力ビン１０４で
受信され、ＯＲゲート１０２を通して入力ボート１０６
に送り込まれて、そこでランダムアクセスメモリ１０８
に記憶される。イメージデー夕の記憶はランダムアクセ
スメモリ１０８のアドレスボート１２２に接続されたア
ドレスカウンタ１２０によって制御される。アドレスカ
ウンタ１２０はクロック信号（例えば４．９ＭＨｚのク
ロック信号）を生成するクロック１２４に結合され、そ
れによって駆動させられる。クロック１２４は例えばＭ
ＤＫから出されている坏分周器な備えた８、４４８ＭＨ
ｚの水晶発振器である。

ランダムアクセスメモリ１０８は入力バンクを含み、感
熱記録紙の一辺上に書き出される注目行のデータの全フ
レームを記憶する。読出し／書込みの動作はＲＡＭ１０
８によって実行されるが、その間、データの更なる行を
記憶するために情報を圧縮することができる。この圧縮
は入ってい（るフレームビットと、先に記憶されたフレ
ームビットの同一ビット番号について論理的“ＯＲ”を
行うことによって実行される。このことは３０７２ビツ
トからなるフレームｎ個を、−個の３０７２ビツトのフ
レームに圧縮させるものであり、この中でそれぞれのビ
ットはｎ個の入って来るフレームのいずれかで同一のビ
ットが論理的に１である場合に論理的に１となる（ｎは
紙の速度に左右される変数である）。ＲＡＭ１０８に記
憶されたそれぞれのフレームは、ＯＲゲート１０２によ
って、入ってくるフレームと論理和をとられれる。

熱スタイラスに加えられる電圧をそのスタイラスの温度
を最適温度範囲に保持するレベルに保つために、感熱式
ヘッド集合体は先に印刷された行（過去データ）　現在
印刷される行（現在データ）及び将来に印刷される行（
将来データ）に関するデータを処理し、このデータをイ
メージデータフレーム−個につき６回更新する。入力Ｒ
ＡＭ１０８はＲＡＭ１３０（将来ＲＡＭ）に接続されて
いる。この将来ＲＡＭ１３０はアドレスポート１３４に
おいてアドレスバス１３２に接続されている。アドレス
バス１３２はクロック選択ゲート１３８を通してクロッ
ク１２４と第２クロツク１４０（例えば３．９メガＨｚ
のクロック）に結合するアドレスカウンタ１３６によっ
て駆動する。

クロック１４０は例えばＲＤＫ社製の坏分周器を備えた
７、８ＭＨｚのクリスタルクロックでよい。アドレスカ
ウンタ１２０とアドレスカウンタ１３６は両方共に例え
ばフェアチャイルド社製の７４ＡＣＴ　１６１カウンタ
のような標準的９ビツトカウンタでよい。将来ＲＡＭ１
３０はラッチ回路１１２に接続されるデータ入力ボート
１４２を有する。データ出力ボート１４４は８ビツトラ
ッチ外部バス１４８に送り込むラッチ回路１４６に接続
されている。

ランダムアクセスメモリ１５０（現在ＲＡＭ）は、将来
ＲＡＭ１３０からの出力データを受取るため、ラッチ回
路１４６に入力ボート１５２で接続されている。現在Ｒ
ＡＭ１５０はアドレスバス１３２によって駆動し、ラッ
チ回路１５４に接続している。ラッチ回路１５４は出力
ボート１５６に結合され、８ビツトバス１５８を駆動さ
せる。

１６０．１６２，１６４及び１６６と番号をつけた複数
のＲＡＭ（過去ＲＡＭ）は並列にアドレスバス１３２に
結合されている。過去ＲＡＭ１６０はラッチ回路１５４
からデータを受信するための入力ボート１７０を有する
。出力ボート１７２はバス１７６に接続されたラッチ回
路１７４にデータを送り込むためのものである。

過去ＲＡＭ１６２はラッチ回路１７４からのデータを受
信するために接続された入力ボート１８０を有する。出
力ボート１８２は８ビツトバス１８６にデータを送り込
むためにラッチ回路１８４に接続されている。

過去ＲＡＭ１６４はラッチ回路１８４からのデータを受
信するために接続された入力ボート１９０を有する。出
力ボート１９２はラッチ回路１９４に接続され、８とッ
トバス１９６を駆動するものである。

過去ＲＡＭ１６６はラッチ回路１９４に接続する入力ボ
ート２００を有する。出力ボート２０２は８ビットバス
２０４に直接接続されている。イメージデータは連続す
るサイクルにおいて人力バンクから将来ＲＡＭ１３０、
現在ＲＡＭ１５０及び過去ＲＡＭ１６０乃至１６６へと
シリアルで送られる。これらのＲＡＭに入力されるイメ
ージデータの更新の度に、最も古い過去データ（この例
ではＲＡＭ１６６に記憶されたイメージの行のデータ）
は捨てられる。このように、イメージデータフレームの
それぞれは６つの同等のマイクロパルス単位に分割され
、スタイラスは各マイクロパルス間におけるスタイラス
の付勢に基づいてマイクロパルスを受ける。

ＲＡＭ１３０，１５０，１６０，１６２．１６４及び１
６６からの情報は、バス１４８，１５８、．１７６．１
８６，１９６及び２０４に接続されたパターンジェネレ
ータ２１０を備えた多重機構手段に送り込まれる。パタ
ーンジェネレータ２１０は複数のプログラマブル論理ア
レイデバイス（ＰＬＡ’　ｓ）を備えており、これらは
各行のビットイメージパターンを組み合わせ、そしてそ
れに応答してマイクロパルスのビットでヘッド出力バス
２２０を駆動する。このＰＬＡ’　ｓは、例えばＡＭＤ
製のタイプＶ２２−ＶＩＯ，ＰＬＡ’　　ｓとした。こ
のヘッド出力バスは８つのライン２２２．２２４，２２
６，２２８，２３０，２３２゜２３４及び２３６からな
る。

第３図は感熱式印刷ヘッド４００のブロック図である。

感熱式印刷集合体１００はシリアル入力バス２２２とシ
リアル入力バス２２４（シリアル入力バス２２６，２２
８，２３０，２３２，２３４及び２３６は図示せず）と
を含む。シリアル入力バス２２２はパラレル出力バス２
４２とシリアル出力バス２４４を備えたシリアル入力パ
ラレル出力のシフトレジスタ２４０に接続している。こ
のシリアル出力バスはその次のシリアル入力パラレル出
力シフトレジスタ２５０にそのシリアル入力ボート２５
２で接続されている。シフトレジスタ２５０はパラレル
出力ボート２５４とシリアル出力ボート２５６とを有す
る。シリアル出力バス２４４はシフトレジスタ２６０及
び２７０に同一の方式で接続する。

これらのシフトレジスタはグループに分けられ、各グル
ープがそれぞれバス２２２乃至２３６のバスにおいてシ
リアルのマイクロパルス化されたビット人力ストリーム
を受信するようにしている。このシリアルのマイクロパ
ルス化されたデータは次に、パラレルバス２４２及び２
５４のような並列バスを経由してラッチ回路２８０にオ
フロードされる。このラッチ回路２８０はクロック入力
ビン２８２を有し、且つ２９０，２９２，２９４．２９
６，２９８，３００，３０２，３０６及び３０８で番号
付けられた複数のＡＮＤゲートと接続する出力ボートを
有する。これらＡＮＤゲート２９０乃至３０８のそれぞ
れには、クロックターミナル３１０やクロックターミナ
ル３１２のようなりロックターミナルに接続する入力ビ
ンと、ラッチの内容を受信するために接続されたもう一
つの入力ピンとを有する。これらＡＮＤゲートのそれぞ
れには、印加するためにそれに接続された熱スタイラス
３２０を有する。そしてマイクロパルス化されたビット
はこれら熱スタイラスの印加を制御する。

ＡＮＤゲート２９０乃至３０８はマイクロパルス毎にお
いて各スタイラスをラッチ２８０の出力に接続するスイ
ッチ機構を構成している。ラッチ２８０の出力が論理的
に“１°゛となっている各々のスタイラスに一定電流が
流れる。このスタイラスの温度はマイクロパルスの全期
間を通して上昇する。このマイクロパルスの終りでは、
ゲート２９０乃至３０８はオフとなり、スタイラスは冷
える。そして次のマイクロパルスにおいて、ラッチ２８
０のデータは次の入力フレームに従うように変更され、
そして論理的“１゛の出力となったスタイラスが印加さ
れる。ドツトパルス各−回につき、８個のマイクロパル
スが処理される。この短いマイクロパルスがスタイラス
の温度の厳密な制御を可能にする。

クロック１２４がマイクロパルスクロックパターンを生
成する。第４図において示すように、感熱紙３５０の一
部は連続線３５１を含む複数のマークをその上に有して
いる。これらマークのそれぞれはその下に示したドツト
サイクル波形３５２の位置に合っている。このドツトサ
イクル波形の直下には各ドツト又は書出しサイクル期間
に６個のマイクロパルスが生じるマイクロパルスタイミ
ングアレイ３５４（連続線３５１に相当する）がある。

但し、図面の明確を期すために６個のマイクロサイクル
を示しており、８ビツトのマイクロパルスのサイクルに
おいては８個のマイクロパルスが示されるべきである。

熱スタイラスのオーバヒーティングを防ぐため、各マイ
クロパルスの期間の電流を各サーマルスクイラスに送り
込むか送り込まないかに、対応させ、それをＡＮＤゲー
ト２９０乃至３０８の制御で行なう。ビットパターン３
５６は電流の流れを表すもので、ビットパターンの黒く
なった部分は印加を表わし、白くなったセルは電流の中
断に対応している。スタイラスの温度と時間のごく普通
のグラフからマイクロパルシング方式を用いることによ
って、熱スタイラスはオーバーヒーティングすることな
しに印刷に十分なように熱せられ続ける。

スタイラスのそれぞれは印刷をするのに、普通は０．３
乃至０．５ミリジユール／ドツトの最小限度のエネルギ
ーを必要とする。ドツト１個を印刷するのに要するエネ
ルギーの実際量は紙の感度と、印刷集合体や紙の熱伝導
特性とによって左右される。紙の搬送速度が増すとドツ
ト１個を書き出すのに要する書き込み時間は減少する。

印刷ヘッド集合体が複式ストローブ型の場合には印刷時
間は一層短（、全てのドツトを同時に印刷することをで
きな（している。解像度の質を維持するためには加熱素
子のそれぞれが、それに与えられた印刷時間内に加熱そ
して冷却可能でなければならない。紙の搬送スピードの
増加に伴い、活用可能な加熱時間は減少し、電力の必要
量は増加する。

イメージを形成するためのマイクロパルスの適正なパタ
ーンをもたらそうとするには、個々のスタイラス毎に熱
するのに要するエネルギーの量はい（つかの要因によっ
て左右される。注目スタイラスが未だ完全に冷えきって
いない場合には、そのスタイラスの以前の加熱が今回供
給されるべきエネルギーの量をより少な（させることか
ら、特定のスタイラスによって以前に印刷されたドツト
の過去のパターンが考慮される。加えて、将来の印刷デ
ータがスタイラスに供給される必要のあるエネルギーの
量について計算ができるようにしている。例えば、将来
のデータがスタイラスが３回の連続するドツトサイクル
において熱せらることを示す場合には、そのスタイラス
をその温度にするのと、それを３パルスの間において印
刷温度に保持するのとに要するマイクロパルスの数を考
慮にいれ、必要以上のエネルギーがスタイラスに供給さ
れないようにする。他の要因、すなわち、隣接するスタ
イラスの印刷状態（隣接するスタイラスは注目スタイラ
スの冷却時間を遅くさせたりする）や印刷ヘッドの全体
の温度等も考慮に入れるべきである。そして、上述した
ように、スタイラス供給されるべきエネルギー量を決定
する際には紙の速度も考慮すべき問題である。

近隣のスタイラスによる影響はヘッドに用いられている
技術によって依存する。ヘッドの厚膜構造はガラス絶縁
材を用いた薄膜構造に比較して、スタイラス間でのより
大きな熱の影響を可能にする。この相互の影響は、普通
は一つのスタイラスの両側それぞれ２個の熱スタイラス
に限られる。

本発明は印刷中のスタイラスへの近隣のスタイラスの影
響を考慮している。

紙の速度はマイクロパルスの順序に直接に計算されて取
り入れられる。

ヘッドの全体的温度はセンサによって計測され、加熱素
子のマイクロパルス幅を変調するのに用いられる。

上述した説明から、各ドツトライン時間内において各ス
クイラスか達する温度は以下の式によってもたらされる
エネルギーによって左右されることが明らかである： Ｅ＝Ｋ　Σ　ＤｉＸｔ ここで、ｉ＝１ドツトライン時間内におけるマイクロパ
ルスの数（例えば６や８で、上の式では８である） Ｄ＝各マイクロパルス（ｉ）についてのデータの値（０
又は１） Ｋ＝ニスタイラス抵抗値とヘッドに加えられた電圧とに
よって限定されるところの電力転換率ストローブは構造
上、総てのスタイラスに共通であるから、ｔの変動は総
てのスタイラスに共通の外界温度、紙の速度、ヘッドの
温度などの広域のパラメータのみを考慮に入れている。

従来の技術においては、これがスタイラスの温度を制御
する唯一の方法であった。本発明では１ドツト時間内に
８回変更できるパラメータＤｉを取り入れており、その
結果それぞれのスタイラスの個別のエネルギー調節を可
能にしている。この調節はそれぞれのスタイラスのヒス
トリ（経歴）にかかわる情報に基づいてパターンジェネ
レータの中で計算される。従来の技術は幾分かのヒスト
リにかかわる情報に基づく制御を行なっているが、デー
タＤを１ドツト時間の内で変更することができず、長い
継続的加熱時間とオーバヒーティングを引き起こす結果
となった。

第６（Ａ）〜６（Ｃ）図は本発明の印刷ヘッドと制御装
置を使用したプリンタの高、中及び低速作動のマイクロ
パルスビットパターンを示すチャートである。高速チャ
ート（第６（Ａ）図）は高速の紙移送において用いられ
る６ビツトのマイクロパルスパターンの一例を示すもの
である。出力１〜６はヒストリカルＲＡＭ１３０，１５
０゜１６０．１６２，１６４及び１６６のそれぞれの出
力に相当する。ｒＸＪはパターンジェネレータがそのＲ
ＡＭのヒストリの値をプリント状態の決定に用いないこ
とを示す。

連続線を印刷するとき、即時の電流消費の発生を減じる
ために、本発明の感熱式印刷ヘッドは連続線の状態を予
期する。影響を受けるスタイラスは実際の印刷時間の以
前に予め熱せられ、実際の印刷時間において、そのスタ
イラスを印刷温度にするのに要するエネルギーをより少
な（するようにしている。

この予備加熱状態は現在ＲＡＭが非書き出し状況にあり
、且つ将来のバンクが書き出し状況にある際に生じる。

この予備加熱状態の途中において、影響を受ける熱スタ
イラスは連続するマイクロパルスのそれぞれで交互にス
イッチがオン（論理１）とオフ（論理０）になるが、温
度は印刷温度以下に保たれる。

°新しい”ドツトとは、その直前の６回のドツトサイク
ルにおいて、そのスタイラスが付勢されず、今回はじめ
て印刷されるドツトのことである。新しいドツトの重要
性は、その新しいドツトを印刷するスタイラスが冷えき
るのに十分な時間があったということである。このこと
は、上述した様に、スタイラスの予備加熱を要する。換
言すれば、新しいドツトを印刷するには二段階の過程を
踏む。先ず、冷えたスクイラスを印刷温度よりわずかに
低い温度に予備加熱する。次に、このスタイラスを印刷
温度まで熱せられ、新しいドツトを印刷する。新たなド
ツトの印刷は、現在バンク１３０が゛】゛を出力する一
方で、過去ＲＡＭｌ６０がゼロを出力するときにその信
号が発せられる。スタイラスを印刷温度にする際の加熱
パターンは予備加熱のそれと同じである。

現在ＲＡＭと将来ＲＡＭとが同一のスタイラスの表明さ
れた位置（例えば共に論理的に”１°°場合）を有する
ことを示すビットパターンは、２つの同一行のドツトが
印刷されることを示す。この注目された熱スタイラスは
印刷されるドツトのそれぞれについて、６回のマイクロ
パルス周期のうち第−及び第三の周期において印加され
る。これにより、印刷温度を越えることなしに、二つの
ドツトを同一行に印刷するのに十分な熱を生成する。

連続線を印刷しようとする場合のマイクロパルスの順序
であるが、スタイラスの温度が黒く印刷するのに要する
温度内に維持されるように、適当なパラメータの総てを
用いて計算される。作用した熱スタイラスは最初のマイ
クロパルス期間で印加される。これに続（５回のマイク
ロパルス周期においては、その作用中のスタイラスには
電流が流れない。先に触れたように、このことは連続線
の印刷ではスタイラスを印刷温度に維持するのに要する
エネルギー量がより小さいことから達成できるのである
。周期の短いマイクロパルスがスタイラスの温度が必要
温度以上になることを防ぎ、その一方でその温度を線を
印刷するのに充分な高さに保つことをも行なう。

中程度の紙の速度の第６（Ｂ）図は、熱スタイラスの加
圧状態を６ビツトのマイクロパルスを２回（１２マイク
ロパルス）に渡って示すものである。予備加熱及び加熱
状態において、スタイラスは交互のマイクロパルスで印
加されている。二つのドツトが同一行に印刷されるとき
には、作用するスタイラスはそれぞれのドツトサイクル
の一番目と四番目のマイクロパルス周期において印加さ
れ、その他の総ての周期においてはそのスタイラスはス
イッチがオフになる。

中程度の紙の速度において連続線が印刷される際には、
スタイラスは１２個のマイクロパルスの周期の一番目と
七番口のマイクロパルスにおいて印加される。

低速度又は不連続な印刷においては、熱スタイラスは低
速の第６（Ｃ）図に示されるように、−回おきのマイク
ロパルスによって加圧される。低速においては、二つの
印刷されるドツトの間の時間期間がスタイラスが完全に
冷めるのに充分な長さであることから、過去ＲＡＭに記
憶されたヒストリにかかわる値は利用されない。加えて
、低速では、紙はより高速のときのような速さではスタ
イラスを冷却することはない。

本発明の実施例においては、各入力フレームは１６００
ＫＨｚで受信される３０７２ビツトで構成されている（
２００ｍｍ／ｓ、　８ライン／ｍｍ）、結果として、ク
ロック１２４は４．９メガヘルツのクロック周波数であ
る。入力ＲＡＭ１０８は４゜９メガヘルツの周波数で入
力フレームを受信する。これは最高印刷速度に相当する
。印刷速度が減じられた際には、印刷ヘッドは同じ率で
印刷を続け、実線を印刷するときの加熱／冷却のサイク
ルの回数を減少させる。

印刷速度を更に遅くした場合には、印刷率をシフトレジ
スタへのローディングを中断することによって減少させ
ることが好ましい。これは、ヒータが減少した加熱／冷
却のサイクルの数に耐えることからなされる。この印刷
率の低下はまた、電力消費を低下させる。このことは入
って来る入力フレームを入力ＲＡＭ１０８の中で圧縮す
ることによって達成される。入力ＲＡＭ１０８は入力フ
レームを継続的に読出し及び書込みをしており、読み出
されたビットはＯＲゲート１０２によって論理和なとら
れる。これが印刷時間の同土間で情報の損失なしに「印
刷準備完了」フレーム生み出す。

各印刷サイクルの最初において、クロックセレクタ１３
８は、入力ＲＡＭ１０８の内容をラッチ１１２を経由し
て「ヒストリカルコメモリバンク１３０．１５０，１６
０，１６２，１６４及び１６６にロードさせる。転送が
完了すると、このクロックセレクタは通常クロック１４
０に切換る。

本発明の実施例において、ヒストリ部分は６個のバンク
で構成される。即ち、４つの過去バンク１６０．１６２
，１６４．及び１６６．１つ現在バンク１５０及び１つ
の将来バンク１３０である。ラッチ１１２によるデータ
の転送の毎に、各ＲＡＭの内容はシフトされる。入力Ｒ
ＡＭ１０８の中のフレームは、将来ＲＡＭ１３０に転送
される。残りの各ＲＡＭ内のデータはそのすぐ隣のＲＡ
Ｍにシフトし、最後の過去ＲＡＭ１６６内の最も古いデ
ータは捨てられる。本実施例においては、各ＲＡＭは２
に×８のＲＡＭ　（２Ｋ　ｔｉｍｅｓ８　　ＲＡＭ）で
あり、これによってそれぞれが３８４ビツトの８個のブ
ロックを限定している。この８個のブロックは３８４の
アドレスのそれぞれにおいて１バイトを読み出すことに
よって、同時に読まれる。従って、完全なフレーム１個
は入力の８倍の速さで読み出される。第５図にみられる
ように、６個のヒストリＲＡＭは同一のアドレスカウン
タ１３６を共有し、これによって並列に作動する。

上述した様に、人力フレームのそれぞれはマイクロパル
スに分割される。各マイクロパルス毎に、３０７２デー
タビツトの全フレームが、３８４のシリアルビットの８
個のブロックで感熱ヘッドシフトレジスタにロードされ
る。各パターンのそれぞれのビットは、そのビットの過
去、現在及び将来の状態の組み合わせを用いてパターン
ジェネレータによって計算される。

クロックサイクル（例えば３．９メガヘルツ）毎に一回
、６個のバンクのそれぞれの８個のブロックのビットは
パラレルに読み出される。これらのビットは、ＰＬＡデ
バイスを備える８個のパターンジェネレータに送り込ま
れる。これらのジェネレータは６個のバンクそれぞれか
らの情報を組み合わせて、感熱式ヘッドに論理“１”を
送るべきか、論理“０”を送るべきかを決定する。

８Ｘ３８４＝３０７２ビツトを読み出し、且つそれらを
ヘッドにロードするには３８４個のクロックパルスを必
要とする。３．９メガヘルツのクロックでは、マイクロ
パルスの計算と転送とは９８．３マイクロ秒の内に実行
される。これは０．６ミリ秒の間に６回繰り返すことが
可能である。なぜなら６個のマイクロパルスをロードす
るからである。６個のサイクルのそれぞれにおいて、そ
れぞれのパターンジェネレータは種々の考慮すべき要因
（紙の速度、そのスタイラスの隣接の加熱されたスタイ
ラスへの接近度等）に基づいて、出力データを計算する
。

このマイクロパルスパターンはグレイトーン印刷をする
ように調節することができる。例えば、感熱紙片上にグ
レイトーンを生み出すには、黒いドツトを生み出すのに
要するよりも少ない数のマイクロパルスを印加されれば
よい。二色用感熱紙もまた現在入手可能であり、赤いド
ツトは比較的大きい熱エネルギーで印刷され、黒いドツ
トはそれにより幾分率さい熱エネルギーによって印刷さ
れる。本発明はこのような紙との組み合わせで、赤ドツ
トの印刷をするのに６ビツトのマイクロパルス列中にマ
イクロパルスを加え、そして黒ドツト印刷をするにはよ
り少ないマイクロパルスを加圧することによって、二色
感熱印刷に用いることが、できる。

上述までは、本発明の特定部分の実施例を示し説明して
きたが、当業者においては数多くの変更及び修正ができ
るものであり、且つ本発明の真の目的と範囲において、
それらの変更や一部変更の総ては添付の請求の範囲によ
って網羅されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一の直列入力シフトレジスタを備えた従来の
技術による感熱式印刷ヘッドの論理図、第２図は第１図
に示した従来技術のヘッドの並通の熱スタイラスにおけ
る熱の変動の詳細を示す図、 第３図は本発明を実施した感熱式印刷ヘッドのブロック
図、 第４図は本発明による作動する熱スタイラスの熱反応を
示す図、 第５図は本発明を実施した感熱式印刷ヘッド制御装置の
ブロック図、 第６（Ａ）〜６（Ｃ）図はデユーティサイクルにおける
マイクロサイクルビットの状態を示す図である。 図中、１００・・・感熱式印刷集合体、１０８・・・ラ
ンダムアクセスメモリ、１３０・・・将来ＲＡＭ、１３
２・・・現在ＲＡＭ、１６０，１６２，１６４及び１６
６・・・過去ＲＡＭ、２１０・・・パターンジェネレー
タ、２４０，２５０，２６０及び２７０・・・シフトレ
ジスタ、２８０・・・ラッチ、３２０・・・スタイラス
、４００・・・印刷ヘッドである。 ｑ（−■ニニ■ニ＝−二■ 第２図 し′７１八９９−ン 第４ 図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）感熱式印刷ヘッドを制御する感熱式印刷ヘッド制
   御装置において、 外部よりｎビットからなるシリアルイメージデータを入
   力する入力手段と、 並列に読み出し可能なｍ群に分割されたシリアルイメー
   ジデータフレームを記憶するための経歴データ記憶手段
   と、 ｎビットのそれぞれをｍ個のマイクロビットのマイクロ
   パルスの群に分割し、そのマイクロパルスの群を加熱式
   印刷ヘッドに出力する並列パターン発生手段とを備える
   ことを特徴とする感熱式印刷ヘッド制御装置。
2. （２）前記感熱式印刷ヘッドは複数のシフトレジスタブ
   ロックを含み、各シフトレジスタブロックのそれぞれは
   入力部を有し、前記マイクロパルスの群の総てが前記感
   熱式印刷ヘッドに並列にロードされることを特徴とする
   請求項第１項に記載の感熱式印刷ヘッド制御装置。
3. （３）前記経歴データ記憶手段は過去、現在及び将来デ
   ータを記憶するためのｍ個の並列データ記憶手段を含み
   、前記並列データ記憶手段が記憶されたシリアルイメー
   ジデータフレームを感熱式印刷ヘッドに送られるｍ個の
   マイクロビットの列と置換するために、記憶されたシリ
   アルイメージデータフレームのそれぞれについてｍ回連
   続して読み出し可能であることを特徴とする請求項第１
   項に記載の感熱式印刷ヘッド制御装置。
4. （４）前記パラレルパターン発生手段はｍ個のパターン
   ジェネレータを含み、それら各々は、前記経歴データ記
   憶手段からの過去、現在及び将来データを受信する手段
   と、 感熱式印刷ヘッドの温度と紙の速度とに関する状態デー
   タを受信する手段と、 ｎビットのそれぞれについての前記過去、現在及び将来
   データと前記状況データとに基づいて前記感熱式印刷ヘ
   ッドに向けて印刷制御信号を出力する手段とを含むこと
   を特徴とする請求項第３項に記載の感熱式印刷ヘッド制
   御装置。
5. （５）感熱式印刷ヘッドにおいて、 所定量の電流を受けることにより印刷をする熱スタイラ
   ス手段と、 前記熱スタイラス手段への電気的入力を制御するための
   ラッチ手段と、 シリアルイメージデータを受け、前記シリアルイメージ
   データに基づいて前記ラッチ手段にパラレルデータを出
   力するシフトレジスタ手段、該シフトレジスタ手段は複
   数のシフトレジスタブロックを備え、各々のブロックは
   入力部を有し、シリアルイメージデータの全てが前記ラ
   ッチ手段に同時にロードさせる、 前記ラッチ手段を前記サーマルスタイラスに電気的に接
   続させるスイッチ手段とを備えることを特徴とする感熱
   印刷ヘッド。
6. （６）感熱式印刷集合体において、 感熱式印刷ヘッド制御装置は、 外部からのｎビットのシリアルイメージデータフレーム
   を入力する入力手段と、 シリアルイメージデータフレームをｍ個のパラレル群に
   して記憶する経過データ記憶手段と、そして、 ｎビットのそれぞれをマイクロパルスの群に分割し、且
   つそのマイクロパルスの群を出力するためのパラレルパ
   ターン発生手段とを含み、 感熱式印刷ヘッドは、 前記マイクロパルスの群を受けて、且つ並列イメージデ
   ータを出力するシフトレジスタ手段を含むこととを特徴
   とする感熱式印刷集合体。
7. （７）前記感熱式印刷ヘッドは、所定量の電流を受ける
   こと電流を受けることにより印刷をする熱スタイラス手
   段と、前記スタイラス手段への電気的入力を制御するた
   めのラッチ手段とを含み、前記シフトレジスタ手段が複
   数のシフロレジスタブロツクを有し、各ブロックは入力
   部を有して、シリアルイメージデータの総てが前記ラッ
   チ手段に同時にロードされることとを特徴とする請求項
   第６項に記載の感熱印刷集合体。
8. （８）更に、グレイトーン又は二色印刷を可能にするた
   め、前記感熱式印刷ヘッドの温度を厳密に制御するため
   の制御手段を含むことを特徴とする請求項第６項に記載
   の感熱式印刷ヘッド集合体。