JPH0376675B2 - - Google Patents

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ツドを用いて記録または表
示を行う電子機器におけるサーマルヘツドの駆動
装置に関する。 「従来の技術」 プリンタやフアクシミリの記録部では、熱転写
記録方式あるいは感熱発色記録方式を利用した記
録装置が広く用いられている。これらの記録部に
は熱パルスを印加する手段としてサーマルヘツド
が用いられることが多い。また磁化潜像を利用し
て表示を行うある種の表示装置でも熱パルスの印
加手段としてサーマルヘツドが用いられている。 このような記録装置あるいは表示装置（以下単
に記録装置という。）では、サーマルヘツドを構
成する複数の単位発熱体に印加するエネルギが適
正に設定されなければ、画像に濃度むらが発生し
たり、インクの“尾引き”や“かすれ”が発生
し、十分な画質を得ることができない。そこで従
来から画像に影響を与える各種の要因が究明され
ており、これらについて熱エネルギの補正を行う
ことが提案されている。 第２８図は従来のサーマルヘツド駆動装置の一
例を表わしたものである。この装置はサーマル
ヘツドの蓄熱状態、単位発熱体の抵抗値の相違
およびサーマルヘツドの基板温度の変動といつ
た３種類の要因について熱エネルギを補正するよ
うになつている。ここでサーマルヘツドの蓄熱状
態とは、印字パターンによつて個々の単位発熱体
の蓄熱状態が相違することを指す。蓄熱状態は現
在印字を行おうとしている単位発熱体の周囲に配
置された他の単位発熱体からも影響を受ける。
単位発熱体の抵抗値の相違とは製造上等の原因に
よる単位発熱体間の抵抗値の相違をいい、１つの
サーマルヘツド内における単位発熱体の抵抗値の
バラツキと温度等の相違による単位発熱体の平均
抵抗値のバラツキがある。抵抗値にはかなりの幅
がある。例えば前者のバラツキは±25％程度であ
り、後者は±100Ω程度になる。サーマルヘツ
ドの基板温度の変動とは、特定の単位発熱体のみ
が連続して発熱した場合等により生じるサーマル
ヘツドの基板温度の分布の変動をいう。 まず蓄熱演算回路１１は印字を行おうとしてい
るドツト（以下着目ドツトという。）の周囲の画
情報（蓄熱情報）１２を入力し、着目ドツトの現
時点における蓄熱レベルを算出する。この蓄熱レ
ベルはそれぞれの単位発熱体について４ビツト
（最大16段階）のパラレルな蓄熱情報X_i′として出
力される。 一方、抵抗値演算回路１６は各単位発熱体の抵
抗値を表わした抵抗値情報１７の供給を受け、そ
れぞれの単位発熱体の抵抗値を４ビツト（最大１
段階）で表わした抵抗値情報R_i′を出力する。ま
た基板温度演算回路１９ぱサーマルヘツド２１の
基板温度を測定するサーミスタから基板温度情報
２２を受け、基板温度に関する３ビツト（最大８
段階）の基板温度情報B_i′を出力する。 印加エネルギ演算回路２３では、以上説明した
合計11ビツトの情報X_i′、R_i′、B_i′をアドレス情
報として着目ドツトに対する印加エネルギを演算
する。各単位発熱体ごとの演算結果２４はサーマ
ルヘツドドライバ２５に供給される。サーマルヘ
ツドドライバ２５は印字データ２６の供給も受け
ており、演算された印加エネルギに相当するパル
ス幅の印字パルス２７をサーマルヘツド２１に供
給する。電源２８はこの印加電圧を作成するため
のものである。 このようにこの従来のサーマルヘツド駆動装置
では抵抗値情報R_i′および基板温度情報B_i′として
それぞれ４ビツトまたは３ビツトのデータが割り
当てられていた。ところがサーマルヘツドの単位
発熱体の抵抗値はそのバラツキの範囲が大きいの
で、抵抗値情報R_i′を４ビツツトの情報で十分細
かく設定することが困難であつた。またサーマル
ヘツドの基板温度も温度分布まで考慮に入れて細
かく設定しようとすると、３ビツトの情報では十
分でなかつた。 もちろんより多くのビツトを抵抗値情報R_i′や
基板温度情報B_i′に割り当てることも可能である
が、印加エネルギ演算回路２３がこれに伴ない大
型化することになり好ましくない。また印加エネ
ルギを演算するために他のデータをこの演算回路
２３に追加する要請もある。例えば印字ラインの
１ライン過去における蓄熱量を表わした熱履歴デ
ータや、将来の印字パターンによつて現在の印字
状態を制御する未来予測データ等がそれである。
このようなデータを加えて印加エネルギの演算を
行うためには、抵抗値情報R_i′に更に多くのビツ
トを割り当てることは困難である。 「発明が解決しようとする問題点」 本発明はこのような事情に鑑み、印加エネルギ
の補正を余裕をもつて行うことのできるサーマル
ヘツド駆動装置を提供することをその目的とす
る。 「問題点を解決するための手段」 本発明は第１図に原理的に示すように、抵抗値
測定手段３１によつてサーマルヘツド３２の単位
発熱体の抵抗値を測定し、また基板温度分布測定
手段３３によつてサーマルヘツド３２の基板温度
の分布を測定する。そして電圧設定手段３４が抵
抗値測定手段３１と基板温度分布測定手段３３の
双方あるいはこれらの一方から得られたデータを
用いてサーマルヘツド駆動用の電源３５の出力電
圧を制御することとして、印加エネルギの制御系
を２つに分散し、制御の高精度化を可能とする。 「実施例」 以下実施例につき本発明を詳細に説明する。 単位発熱体の抵抗値の測定 第２図はサーマルヘツド駆動装置を使用した記
録部を表わしたものである。このサーマルヘツド
駆動装置に使用されている抵抗値測定回路４１は
サーマルヘツド３２の基板上に配置された多数の
単位発熱体の抵抗値を１つずつ個別に測定するよ
うになつている。この抵抗値測定回路４１の測定
原理を第３図および第４図で簡単に説明する。 第３図に示すようにサーマルヘツド３２の基板
上には１本の細長い発熱抵抗体４２が形成されて
いる。この発熱抵抗体４２には所定の間隔で２種
類の電極４３，４４が交互に取り付けられてい
る。このうち一方の電極４３₁，４３₂，……はそ
れぞれ画データに応じてオン・オフするスイッチ
ング素子（図示せず）を介して接地されている。
他方の電極４４₁，４４₂，……は、このうち奇数
番目のものがダイオード４５を介して第１の共通
ラインC1に接続されている。これらの共通ライ
ンC1、C2には、スイツチ回路４６を介して電源
回路４７から所定の電圧が印加されるようになつ
ている。 例えばスイツチ回路４６が図示のように第１の
共通ラインC1を選択した状態で印字パルスが供
給されたとする。今、特定の電極４４₃に注目し
てみる。これと隣接した２つの電極４３₂，４３₃
が前記したスイツチング素子によつて接地されて
いれば、これら双方に電流が流れ、単位発熱体ｅ
４，ｅ５が発熱する。一方のみが接地されていれ
ばその方向にのみ電流が流れ、該当する単位発熱
体ｅ４またはｅ５が発熱する。双方のスイツチン
グ素子がオフになつていればこれら単位発熱体ｅ
４，ｅ５は発熱しない。これがサーマルヘツド３
２の通電制御の様子である。 第４図はこのサーマルヘツド３２の各単位発熱
体ｅ１，ｅ２，……の抵抗値を測定する原理を説
明するためのものである。第３図で説明したよう
にサーマルヘツドの発熱抵抗体４２は２種類の電
極４３，４４によつて多数の単位発熱体ｅ１，ｅ
２，……に分割されている。今、第１の共通ライ
ンC1と電源回路４７の間に第１の電流計５１を、
また第２の共通ラインC2と電源回路４７の間に
第２の電流計５２をそれぞれ配置したとする。こ
の状態で電源回路４７から２つの共通ラインC1、
C2に電圧を印加し、電極４３₁に接続された第１
番目のスイツチチング素子５３₁をオンにする。
他のスイツチング素子５３₂，５３₃……はこのと
きオフになつている。この状態では２つの単位発
熱体ｅ１，ｅ２のみが通電する。 このときの電源回路４７の出力電圧を基準電圧
V₀とし、各電流計５１，５２の検出した電流値
をそれぞれI₁、I₂とする。線路およびスイツチン
グ素子５３₁による電圧降下を無視すれば、単位
発熱体ｅ１，ｅ２の抵抗r₁、r₂はそれぞれ次式で
表わされる。 r₁＝V₀／I₁ r₂＝V₀／I₂ スイツチング素子５３のオン・オフを制御する
ための図示しないシフトレジスタに格納された印
字データを１段だけシフトし同様の動作を行え
ば、今度は第２番目のスイツチング素子５３₂の
みがオンとなる。このとき２つの単位発熱体ｅ
３，ｅ４についての抵抗値r₃、r₄が算出される。
以下同様にして全単位発熱体について抵抗値を求
めることができる。 すなわち抵抗値測定回路４１はその内部に電流
値を測定する回路部分を備えており、例えば通常
の印字動作の開始に先立つて印字制御部５５が印
字データ５６としてスイツチング素子５３₁，５
３₂……を１つずつ選択的にオンとするデータの
供給を行うと、電源回路４７の基準出力電圧V₀
との関係で単位発熱体の抵抗値を順に測定する。 抵抗値測定回路４１ではこのようにして得られ
た各単位発熱体ごとの抵抗値情報r_iを基にしてそ
れらの平均抵抗値を表わした平均抵抗値情報R^*
を算出する。そして抵抗値情報r_iと平均抵抗値情
報R^*を信号変換回路５８に供給する一方、平均
抵抗値情報R^*を電源電圧制御演算回路５９に供
給する。信号変換回路５８では平均抵抗値情報
R^*と各抵抗値情報r_iの差R^*−r_iを求める。そして
これを第１表に示す３ビツトの抵抗値差情報R_iと
して印加エネルギ演算回路６１に供給する。

【表】 基板温度の測定 一方、基板温度分布測定回路６２は３つのサー
ミスタを用いてサーマルヘツド３２上の３点の温
度を検出し、これを基にして温度分布を演算する
ようになつている。第５図はこれらサーミスタの
取付位置を表わしたものである。同図に示すよう
に一列に配置された単位発熱体３２の全長をＬと
すれば、第１〜第３のサーミスタ６４−１〜６４
−３はそれぞれ一端からＬ／６、Ｌ／２および
5L／６の位置に埋設されている。これは３等分
された各単位発熱体のブロツクBL１〜BL３にお
けるそれぞれの放熱基板温度をできるだけ正確に
測定するためである。 第６図は基板温度分布測定回路を具体的に表わ
したものである。３つのサーミスタ６４−１〜６
４−３はそれぞれ温度測定回路６５の入力側に接
続されており、その出力側には抵抗値の温度変化
に応じた温度検出電圧が現われる。各ブロツク
BL１〜BL３（第５図参照）ごとに配置された
Ａ／Ｄ変換器６６−１〜６６−３は所定のサンプ
リング周期でこれら温度検出電圧をＡ／Ｄ変換す
る。このようにして得られたデイジタル信号は第
１〜第３のシリアル−パラレル変換器６７−１〜
６７−３でそれぞれ８ビツトのパラレルデータに
変換され、対応するラツチ回路６８−１〜６８−
３にラツチされる。なおＡ／Ｄ変換器６６−１〜
６６−３が温度検出電圧をパラレルなデイジタル
信号に変換する変換器である場合には、第１〜第
３のシリアル−パラレル変換器６７−１〜６７−
３を省略することができる。 第１〜第３のラツチ回路６８−１〜６８−３の
それぞれ８ビツトのラツチ出力はビツト変換
ROM（リード・オンリ・メモリ）６９−１〜６
９−３に入力され、パラレルな４ビツトのデータ
に変換される。これらのビツト変換ROM６９−
１〜６９−３のテーブルは例えば８ビツトのデー
タの上位４ビツトを出力するような内容となつて
いる。このようにして作成されたそれぞれ４ビツ
トのパラレルなデータは合計12ビツトの温度分布
基礎データ７１−１〜７１−３として温度分布演
算回路７２に供給される。 第７図は温度分布演算回路を具体化したもので
ある。温度分布演算回路７２は温度分布パターン
識別ROM７３と温度割当ROM７４それにカウ
ンタ７５から構成されている。温度分布パターン
識別ROM７３は温度分布基礎データ７１−１〜
７１−３をアドレス情報として入力し温度分布パ
ターンの識別を行う。このためこのROM７３に
は各ブロツクBL１〜BL３の平均温度T_a、T_b、
T_cに対する温度分布パターンが記憶されている。
ここで３つの平均温度T_a、T_b、T_cは温度分布基
礎データ７１−１，７１−２，７１−３から求め
られる各ブロツクBL１，BL２，BL３のサーミ
スタ６４−１，６４−２，６４−３の検出温度で
ある。 第８図は３点の平均温度T_a、T_b、T_cに対して
用意された５種類の温度分布パターンを単位発熱
体の列方向をＸ方向として表わしたものである。
このうち第１のパターンＰ１は温度が放熱基板全
体にフラツトなパターンであり、第２のパターン
Ｐ２は一端から他端に向けて温度が直線的に増大
するパターンである。第３のパターンＰ３はこの
逆のパターンであり、第４のパターンＰ４は山型
のパターン、また第５のパターンＰ５は谷型のパ
ターンである。 温度分布がこのように５種類のパターンに区分
けできるものとすれば、これらは３つの平均温度
T_a、T_b、T_cの大小関係で判別することができ
る。第８図の各パターンＰ１〜Ｐ５の下に示した
式がそれである。温度分布パターン識別ROM７
３は温度分布基礎データ７１をアドレス情報とし
て、想定される温度分布を６ビツトの分布パター
ン情報７７として出力する。 この実施例で単位発熱体の総数を1728個とする
と、温度割当ROM７４は分布パターン情報７７
とカウンタ７５から出力される８ビツトの単位発
熱体指定情報７８を基にして、第１の単位発熱体
から第1728の単位発熱体までの1728個の単位発熱
体についての放熱基板温度情報b_iを単位発熱体８
個ずつの単位で読み出しを行う。すなわちカウン
タ７５が単位発熱体指定情報78として計数値
“00000001”を出力したときは第１〜第８の単位
発熱体の放熱基板温度を示した放熱基板温度情報
b_iが出力され、次に計数値“00000010”を出力し
たときは第９〜第16の単位発熱体についての放熱
基板温度情報b_iが出力されることになる。以下同
様である。 第９図は温度分布パターン識別ROMと温度割
当ROMの対応関係を示したものである。図の実
線８１は、横軸に単位発熱体の番号をまた縦軸に
放熱基板の温度を表わしたときのある分布パター
ン情報７７に対する温度割当ROM７４の出力デ
ータを表わしたものである。温度分布パターン識
別ROM７３では温度分布基礎データを基にして
ブロツク別の３点の平均温度T_a、T_b、T_cが温度
割当ROM７４の出力内容に対して±２℃の幅を
もたせた領域内に存在するパターンを、用意され
た64の温度分布パターンの中から選び出す。図の
破線８２，８３は、温度割当ROM７４の出力内
容が実線８１で示される場合のこれら±２℃の幅
を示すものである。これら６４の温度分布パター
ンは第８図に示した５つの基本的なパターンＰ１
〜Ｐ５に平均温度T_a、T_b、T_cを付加して決定さ
れたパターンである。 基板温度分布測定回路６２ではこのようにして
得られた各単位発熱体ごとの基板温度情報b_iを基
にしてそれら平均温度を表わした平均温度情報
B^*を算出する。そして基板温度情報b_iと平均温度
情報B^*を信号変換回路８５に供給する一方、平
均温度情報B^*を電源電圧制御演算回路５９に供
給する。信号変換回路８５では平均温度情報B^*
と各基板温度情報b_iの差B^*−b_iを求める。そして
これを第２表に示す３ビツトの基板温度差情報B_i
として印加エネルギ演算回路６１に供給する。

【表】 電源電圧の演算 電源電圧制御演算回路５９はROMによつて構
成されており、平均温度情報B^*と平均抵抗値情
報R^*をアドレス情報として電源回路４７の出力
電圧を各単位発熱体共通に設定する。第１０図は
サーマルヘツドの平均抵抗値が最大の900Ωと最
低の700Ωの２つの場合について基板の平均温度
と電源回路４７の出力電圧との関係を表わしたも
のである。このように基板温度に応じて出力電圧
が15段階に設定される。これは基板温度が低下す
るほど単位発熱体に印加するエネルギを増大させ
る必要があるからである。例えば基板温度が10℃
のとき、単位発熱体に何らかの蓄熱も存在しない
と仮定した状態で、この実施例では0.4W（ワツ
ト）の電力Ｐを印加する必要がある。平均抵抗値
情報R^*が900Ωを示しているときには、単位発熱
体の最大抵抗値r_MAXはその25％増の1125Ωであ
る。従つてこの場合の電源回路４７の出力電圧Ｖ
は次式の通りとなる。 Ｖ＝√_MAX＝√0.4×1125 ＝21.2（ボルト） 一方、平均抵抗値情報R^*が700Ωを示している
ときには単位発熱体の最大抵抗値r_MAXが875Ωと
なる。この場合の出力電圧Ｖは次式の通りとな
る。 Ｖ＝√_MAX＝√0.4×875 ＝18.7（ボルト） このようにして第１０図に示した値が得られる。
電源電圧制御演算回路５９を構成するROMには
平均抵抗値が20Ω置きに700Ωから900Ωまで11段
階に変化したデータが書き込まれており、平均基
板温度と併せて出力電圧Ｖの決定が行われる。 一方、印加エネルギ演算回路６１では周辺情報
演算回路９１によつて演算された単位発熱体の暫
定的な印字パルス幅情報T_iAと、前記した抵抗値
差情報R_iおよび基板温度差情報B_iを基にして、そ
れぞれの単位発熱体に印加する印加エネルギの演
算を行う。ここで印字パルス幅情報T_iAとは、現
在印字エネルギの設定を行おうとしている単位発
熱体について、その蓄熱状態や未来の印字情報を
基にして印字パルス幅を定める暫定的な情報をい
う。印字パルス幅情報T_iAはパルス幅を単位とな
るパルス（単位パルス）の個数で表わした４ビツ
トのデータとして作成される。印加エネルギ演算
回６１の動作を説明する前に、この印字パルス幅
情報T_iAの作成される様子をまず説明する。 蓄熱等の演算 第１１図はこの周辺情報演算回路の構成を表わ
したものである。周辺情報演算回路９１は、画信
号９２を入力して特定の単位発熱体の周辺のパタ
ーンを抽出するための周辺パターン抽出回路９３
を備えている。周辺パターン抽出回路９３から
は、抽出された２種類の記録情報９４，９５が対
応するROM９６，９７に入力される。このうち
一方の記録情報９４は未来の印字状態を予測する
ための情報群であり、他方の記録情報９５は単位
発熱体の蓄熱状態を演算するための情報群であ
る。 第１２図はこのような情報処理部分を具体的に
表わしたものである。画信号９２は２値化された
ビツトシリアルな信号列であり、ラツチ回路９８
で１ビツトずつ順次ラツチされた後、ラインメモ
リ群９９内のｉ＋１ライン用メモリ99_i+1に書き
込まれる。ｉ＋１ライン用メモリ99_i+1は１ライ
ン分だけ未来の画信号を蓄えておくメモリであ
る。図示しないビデオクロツクに同期してｉ＋１
ライン用メモリ99_i+1から押し出された１ビツト
ずつの画信号はラツチ回路１０１でラツチされ、
ラインメモリ群内のｉライン用メモリ99_iとｉ＋
１ライン用シフトレジスタ１０２_i+1に入力され
る。ｉライン用メモリ99_iは現在記録を行おうと
するラインの画信号を蓄えておくメモリであつ
て、このメモリから押し出された１ビツトずつの
画信号はラツチ回路１０１でラツチされ、ライン
メモリ群内のｉ−１ライン用メモリ99_i-1とｉラ
イン用シフトレジスタ１０２_iに入力される。以
下同様にしてラインメモリ群内ｉ−３ライン用の
メモリ99_i-3から押し出された１ビツトずつの画
信号はラツチ回路１０１でラツチされｉ−３ライ
ン用シフトレジスタ１０２_i-3に入力される。 一方、先のラツチ回路９８でラツチされた画信
号はｉ＋２ライン用シフトレジスタ１０２_i+2に
も入力される。従つて各シフトレジスタ１０２_i+
２〜１０２_i-3にはビデオクロツクに同期してそれ
ぞれｉ＋２〜ｉ−３ラインの６ライン分の画信号
が１ビツトずつ入力されることになる。各シフト
レジスタ１０２_i+2〜１０２_i-3はそれぞれ５段の
シフトレジスタであり、ｉ＋２ライン用シフトレ
ジスタ１０２_i+2の３段目のフリツプフロツプ回
路から出力される参照データはROM９６の入力
端子Ａ３に供給される。またｉ＋１ライン用シフ
トレジスタ１０２_i+1の２段目〜４段目のフリツ
プフロツプ回路から出力される３ビツトのパラレ
ルな参照データは、ROM９６の入力端子Ａ２〜
Ａ０に供給される。一方、ｉライン用シフトレジ
スタ１０２_iの１、２、４、５の各段のフリツプ
フロツプ回路から出力される４ビツトのパラレル
な参照データはROM９７の入力端子Ａ０〜Ａ３
に供給され、ｉ−１ライン用シフトレジスタ１０
２_i-1から出力されるパラレルな参照データは
ROM９７の入力端子Ａ４〜Ａ８に供給される。
更にｉ−２ライン用シフトレジスタ１０２_i-2と
ｉ−３ライン用シフトレジスタ１０２_i-3のそれ
ぞれ３段目のフリツプフロツプ回路から出力され
る参照データはROM９７の入力端子Ａ９および
Ａ１０に供給されることになる。 これら各シフトレジスタ１０２_i+2〜１０２_i-3
から出力される参照データの記録画上における対
応関係は第１３図に示す通りであり、各数字〜
〓は各ドツトとシフトレジスタのその対応関係を
表わしたものである。この第１３図で×印で表わ
したドツトは現在印字を行う着目データに対応す
るドツトである。着目データは第１２図に示すｉ
ライン用シフトレジスタ１０２_iの３段目のフリ
ツプフロツプ回路から取り出され、印字データ１
０４として後段の回路へ供給されることになる。 さてROM９７ではその入力端子Ａ０〜Ａ１０
に供給される11ビツトの参照データを基にして着
目データの印字が行われる単位発熱体の蓄熱状態
を演算する。第１４図はこのためのROM９７の
内容を表わしたものである。すなわちROM９７
は各参照データに重みを付けて加算し、この加算
値によつて蓄熱レベルX_iを判別する。第１５図は
第１３図に対応するもので、このときの参照ビツ
トの重みを表わしている。これら参照データがす
べて印字状態にあるときは×印で示した着目デー
タに対する蓄熱の影響が最も大きく、このときの
加算値は455となる。このときの蓄熱レベルX_iは
最大の“10”となる。これに対してｉラインにお
ける着目データの両隣りの参照データみが印字状
態にあるときは加算値が140となり、蓄熱レベル
X_iは“３”となる。ROM９７には各参照データ
をアドレス情報として加算値に対する蓄熱レベル
X_iが書き込まれており、読み出された蓄熱レベル
X_iは４ビツトのデータとしてROM１０６（第１
１図）の下位４ビツトのアドレス入力となる。 一方、ROM９６ではその入力端子Ａ０〜Ａ３
に供給される４ビツトの参照データを基にして未
来の印字状態を予測し、未来判別情報F_iを出力す
る。未来判別情報F_iと４ビツトの参照データの関
係は次の第３表の通りである。

【表】 未来判別情報F_iは２ビツトのデータとして
ROM１０６の上位２ビツトのアドレス入力とな
る。 ROM１０６では２つのROM９６，９７から
供給される蓄熱レベルX_iおよび未来判別情報F_iを
アドレス情報として暫定的な印字パルス幅情報
T_iAを決定する。ここで暫定的と述べたのは、第
２図に示した印加エネルギ演算回路６１でサーマ
ルヘツドの基板温度および単位発熱体の抵抗値情
報を参酌して印字パルス幅を修正し、更にサーマ
ルフツドドライバ１０７内の後述する黒比率カウ
ンタで印字ドツトの比率を判別して最終的な印字
パルス幅を決定おするからである。 第１６図はこの暫定的な印字パルス幅情報T_iA
を決定するROM８６の内容を表わしたものであ
る。この図で横軸は蓄熱レベルX_iであり、縦軸は
印字パルス幅情報T_iA（ｍsec）である。印字パル
ス幅情報T_iAはすでに説明したように0.05ｍsecの
単位パルスが何パルスで構成されるかを表わした
16進の出力データ(H)として出力される。例えば蓄
熱レベルX_iが最高の“10”でこのとき未来判別情
報Ｆ F_iが“01”のとき、印字パルス幅情報T_iA
は0.125ｍsecとなり、これは0.05ｍsecの単位パル
スを９つ連続させことによつて達成することがで
きる。なおこの第１６図から蓄熱レベルX_iが
“10”のとき未来判別情報F_iが“01”であれば印
字パルス幅情報T_iAが最大となる。これは現在印
字を行つているラインより少なくとも２ライン将
来までベタ黒の印字状態となるので、印字ドツト
間に白の隙間が生じないように熱エネルギを比較
的大きく印加させるためである。同一条件で未来
判別情報F_iが“01”、“00”、“10”の場合に印字パ
ルス幅情報T_iAが短かくなるのは、近い将来にベ
タ黒の部分が終了するため、そのエツジの部分を
シヤープに再現させる必要からである。また未来
判別情報F_iの判定基準としてｉ＋２ライン目のド
ツト〓を加えたのは、熱エネルギの印加を段階的
に減少させエツジ部分の“かすれ”を抑制して画
質の低下を防止するためである。このようにして
ROM１０６から読み出された単位発熱体ごとの
印字パルス幅情報T_iAは、印加エネルギ演算回路
６１に供給されることになる。 印加エネルギの演算 さて印加エネルギー演算回路６１では、抵抗値
差情報R_iおよび基板温度差情報B_iを基にして印字
パルス幅情報T_iAを修正し、1.2〜0.2ｍsecの範囲
で変化する印加パルス幅の印加エネルギ情報T_iB
を作成する。印加エネルギ演算回路６１は、上記
３種類の情報R_i、B_i、T_iAをアドレス情報として
所望の印加エネルぎ情報T_iBを選択するための
ROMによつて構成されている。 第１７図はこのROMの内容を表わしたもので
ある。例えば印字パルス幅情報T_iAが0.9ｍsecで
ある抵抗値差情報R_iが“001”であつたとすれば、
これら２つの因子によつて定まる暫定的な印字パ
ルス情報T_iA′は0.9ｍsecとなる。この条件の下で
もし基板温度差情報B_iが“110”であれば印加エ
ネルギ情報T_iB0.8ｍsecとなり、もし“001”であ
れば1.0ｍsecとなる。他の条件についても同様に
して印加エネルギ情報T_iBが求められる。 印加エネルギ情報T_iBは単位発熱体に印加する
印加パルスの時間幅そのものの長さを表わす情報
ではなく、実際は0.05ｍsecの単位パルスの個数
として示される。例えば前記した印加エネルギ情
報T_iBが0.8ｍsecの場合には、単位パルスの個数
16を示すデータが印加エネルギ情報T_iBとして出
力されることになる。印加エネルギ情報T_iBはサ
ーマルヘツドドライバ１０７に供給される。 サーマルヘツドドライバ 第１８図はサーマルヘツドドライバを具体化し
たものである。このサーマルヘツドドライバ１０
７は転送データ変換回路１１１を備えており、こ
こで第２図に示すサーマルヘツド３２に転送する
ための転送データ１１２の作成が行われ、サーマ
ルヘツド駆動回路１１３に供給される。このとき
黒比率カウンタ１１４は転送データ変換回路１１
１から供給される印字データ１１５を基にしてサ
ーマルヘツドが一度に印字する印字ドツトの数を
計数する。計数値データ１１６はROM１１７の
アドレス情報となり、一度に印字する印字ドツト
の割合（黒比率）の変動による印加電圧の増減を
補償するための黒比率情報W_iを出力する。カウ
ンタ１１８はこの黒比率情報W_iに応じて、それ
ぞれの単位パルスの時間幅を調整するためカウン
タクロツク１１９を発生する。このカウンタクロ
ツク１１９によつて転送データ１１２ごとの印加
パルス幅が制御され、単位発熱体を単位とした印
加エネルギの制御が行われることになる。 以上サーマルヘツドドライバ１０７は概要を説
明したが第１９図はこの実施例の記録装置に使用
されているライン型のサーマルヘツドの等価回路
およびこれに搭載されているサーマルヘツド駆動
回路を表わしたものである。この実施例で使用さ
れるサーマルヘツド３２はA4判の記録用紙（幅
216mm）８ドツト／mmの記録密度で印字を行うた
めに合計1728個の単位発熱体ｅ１〜ｅ１７２８を
備えている。これらは１本の細長い発熱抵抗体を
多数の電極４４で分割したものである。これら多
数の電極４４はダイオード４５を介して２の共通
ラインC1、C2に交互に接続されている。一方、
２つずつ組となつた単位発熱体ｅ（2n＋１）、ｅ
（2n＋２）（ｎ＝０〜863）にはこらの通電を制御
するための電極４３が取り付けられており、これ
らはそれぞれサーマルヘツド駆動回路１１３内の
一端を接地されたスイッチング素子５３₁〜５３
₈₆₄に接続されている。864個のスイツチング素子
５３₁〜５３₈₆₄はそれぞれ同じくサーマルヘツド
駆動回路１１３内のラツチ回路１３１のラツチ出
力によつて個別にオン・オフ制御されるようにな
つている。ラツチ回路１３１はシフトレジスタ１
３２から出力される864個のパラレルなデータを
ラツチ信号１３３によつてラツチするようになつ
ている。 すなわちシフトレジスタ１３２のデータ入力端
子D₀〜D₆にシリアルな転送データ１１２が供給
されるとクロツク信号１３５に同期してこれらが
シフトレジスタ１３２にセツトされる。シフトレ
ジスタ１３２で変換された864個のパラレルデー
タはラツチ信号１３５によつてラツチ回路１３１
にラツチされ、次のラツチ信号が到来するまで保
持される。このラツチ出力が信号“１”の箇所で
はスイツチング素子５３がオンとなり、スイツチ
回路４６によつて選択された共通ラインC1また
はC2から対応する単位発熱体ｅに電圧Ｖが印加
され、発熱が行われる。この電圧Ｖは電源回路４
７からサーマルヘツド駆動回路１１３を介して印
加されるものであり、前記したように単位発熱体
ｅの抵抗値とサーマルヘツド３２の基板温度によ
つて制御されている電圧である。ラツチ回路１３
１のラツチ出力が信号“０”の箇所ではスイツチ
ング素子５３がオフとなり、対応する単位発熱体
は発熱しない。このようにして選択的に発熱の行
われた単位発熱体ｅの部分で印字が行われること
になる。 サーマルヘツド駆動回路１１３ではラツチ信号
１２３が0.05ｍsecの周期で発生し、このたびに
シフトレジスタ１３２の内容を入れ換えることで
印加エネルギ情報T_iBにおける印字エネルギに応
じた単位発熱体の通電・発熱が達成される。以上
のようにして864個の単位発熱体の制御が行われ
たら、スイツチ回路４６が他方の共通ラインC2
またはC1を選択し、同様の動作を繰り返す。こ
れにより1728個の全単位発熱体ｅ１〜ｅ１７２８
の制御が行われたことになり、１ラインの印字動
作が終了する。この実施例の場合の１ラインの印
字動作は５ｍsecのサイクルで行われる。 転送データ等の作成 第２０図は印加エネルギ情報T_iBを基にし転送
データ等の作成を行う部分を表わしたものであ
る。前に説明したサーマルヘツド駆動回路１１３
が一方の共通ラインC1またはC2を選択して印字
を行う期間中に相当する印字エネルギ情報T_iBは、
５ビツトのパラレルなデータとして最大値検出回
路１３８およびRAM１３９に順次（864個の単
位発熱体分）供給される。最大値検出回路１３８
はこれら864個の単位発熱体に印加する印字パル
スの最大時間幅T_MAXを求める。最大値T_MAXが求
められるとその値がカウンタ１４１へ転送され
る。カウンタ１４１はカウンタクロツク１１９に
よつてこれをカウントアツプしこれを計数値デー
タ１４３として出力する。計数値データ１４３は
比較回路１４４の一方の比較入力端子Ａに供給さ
れる。 一方、RAM１３９では印加エネルギ情報T_iBが
供給されている状態でセレクタ１４５が書き込み
アドレスカウンタ１４６を選択し、印加エネルギ
情報T_iBと印字データ１０４を対応する番地に書
き込んでいく。そしてカウンタ１４１が最初の計
数値“１”を計数値データ１４３として出力して
いる時点で、今度はセレクタ１４５が読み出しア
ドレスカウンタ１４７を選択し、印加エネルギ情
報T_iBおよび印字データ１０４がRAM１３９から
読み出される。このうち印加エネルギ情報T_iBは
比較回路１４４の他方の比較入力端子Ｂに供給さ
れ、印字データ１０４はアンド回路１４８の一方
の入力端子に供給さる。比較回路１４４では計数
値データ１４３が“１”（10進数）の状態で印加
エネルギ情報T_iBを１ドツトずつ比較し、印加エ
ネルギ情報T_iBの方が計数値データ１４３と等し
いかこれよりも大きいとき比較出力１４９として
信号“１”を出力する。すなわちこの信号処理過
程では、着目データについて印字が行われると仮
定した場合において、このときの印字エネルギが
0.05ｍsecの単位パルス１個に相当する量よりも
大きい場合に信号“１”が、またこれよりも小さ
い場合には信号“０”が出力されることになる。 比較出力１４９はアンド回路１４８で印字デー
タ１０４と論理積がとられる。ここで論理積をと
つたのは、印加エネルギ情報T_iBが着目データに
関係せずに算出される値なので、印字を行わない
ドツトについてはたとえ比較出力１４９が信号
“１”（印字）の状態であつてもこれを信号“０”
（非印字）の状態に変更する必要があるためであ
る。従つてアンド回路１４８から出力される864
個分のドツトに対応する印字データ１５１は、こ
れらについて最初の0.05ｍsecでそれぞれ印字を
行うか行わないかを表わしたデータ列であるとい
うことができる。この１単位の印字データ１５１
はデータ変換回路１５２と黒比率カウンタ１１４
の双方に供給される。 この後、カウンタ１４１の計数が１だけ行わ
れ、計数値データ１４３が“２”の状態となる。
この状態RAM１３９は再び印加エネルギ情報T_iB
と印字データ８４の読み出しを繰り返し、アンド
回路１４８から印字データ１５１として２回目の
0.05ｍsecにおけるデータ列が出力される。以下
同様にして第１９図に示した共通ラインC1、C2
の一方が選択された状態で、印字データ１０４が
0.05ｍsec刻みの印字データ１５１として再編成
されることになる。第２１図はこのようにして再
編成された印字データ１５１のうち１単位の864
個のデータ列の構成例を表わしたものである。上
欄が単位発熱体ｅの番号を、また下欄が印字の有
無を表わしたデータとなつている。 さてデータ変換回路１５２ではシリアルに送ら
れてくるこのような印字データ１５１を図示しな
いクロツクに同期して取り込み、これらを43ドツ
トずつの７つのグループに変換する。すなわち第
２２図に示すように第１番から第43番までのデー
タを第０のグループに分類し、これらを転送デー
タ１１２₀としてシフトレジスタ１３２のデータ
入力端子D₀に供給する。また第53番から第256番
までのデータを第１のグループに分類し、転送デ
ータ１１２₁としてシフトレジスタ１３２のデー
タ入力端子D₁に供給する。以下同様である。た
だし第７番目の第６のグループでは取り扱うデー
タ量が残りの分となり、他のグループよりも少な
くなる。シフトレジスタ１３２に供給されたこれ
らの転送データ１１２₀〜１１２₆は前記したよう
に864個のデータとしてセツトされ単位発熱体ご
との印字制御に用いられることになる。 一方、黒比率カウンタ１１４に供給された１単
位の印字データ１５１はここで印字を行ううドツ
トの数が計数される。計数値は“０”から“864”
の間の値となる。計数値を表わした計数値データ
１１６は前記したように黒比率の演算を行う
ROM１１７のアドレス情報となる。 第２３図はROM１１７の内容を表わしたもの
である。１回の印字動作における黒比率が高いほ
ど補助パルス幅T_icが増加することがわかる。補
助パルス幅T_icは0.005ｍsecのステツプで最長
0.025ｍsecまで設定される。すなわち先に印加エ
ネルギ情報T_iBは0.05ｍsecの単位パルスの個数と
して出力されることを説明したが、これら単位パ
ルスに対して黒北率に応じた時間幅の補助パルス
が付加されて実際の印字が行われることになる。
黒比率が高いほど補助パルス幅T_icが長いのは、
電源回路４７から出力された電圧Ｖの抵抗分によ
る降下等による印字エネルギの低下を補償するた
めである。 0.005ｍsecのスツテプの補助パルスはその個数
が３ビツトの黒比率情報W_iとして順次出力され
る。 このようにこのサーマルヘツド駆動装置では印
加エネルギ情報T_iBとして１ドツトにつき最大1.2
ｍsecの印加パルスを設定し、これに対応する最
大24個の0.05ｍsecの単位パルスに対してそれぞ
れ最大0.025ｍsecの補助パルスを設定することが
可能である。従つて１ドツト当たりの通電の最長
時間は1.8ｍsecであり、２つの共通ラインC1、
C2を切り換えて行われる１ラインの印字の最長
時間はこの倍の3.6ｍsecとなる。これは前記した
１ラインの印字サイクルの５ｍsecより小さく、
実用上問題とならない。 第２４図は印加パルスの設定を行う回路部分を
表わしたものである。0.05ｍsecカウンタ１５８
は単位パルスわ設定するためのカウンタであり、
0.005ｍsecカウンタ１５９は補助パルスを設定す
るためのカウンタである。 0.05ｍsecカウンタ１５８は基本クロツク１６
１を分周して0.05ｍsecの時間幅を計数する。0.05
ｍsecになるとこのカウンタ１５８からカウント
終了信号１３３が出力され、この時点で0.005ｍ
secカウンタ１５９はROM１１７（第２０図）か
ら黒比率情報W_iを取り込む。0.005ｍsecカウンタ
１５９は黒比率情報W_iで与えられた数だけ0.005
ｍsecの計数を行い、これが終了した時点でカウ
ンタクロツク１１９を出力する。このカウンタク
ロツク１１９によつて0.05msecカウンタ１５８
が次の0.05ｍsecの計数を開始する。カウンタク
ロツク１１９は第２０図に示したカウンタ１４１
にも供給される。 第２５図は一例として黒比率情報W_iが“010”、
“001”、“000”と順に変化した場合の印加パルス
の設定動作を表わしたものである。まず同図ａに
示すカウンタクロツク１１９−１の発生と共に単
位パルスの計数が行われ、同図ｂに示すように
0.05ｍsec経過後にカウン終了信号１３３−１が
発生する。この時点で数値“２”を示す黒比率情
報W_iが0.005ｍsecカウンタ１５９に取り込まれ
る。この結果0.005ｍsecカウンタ１５９は0.01ｍ
sec経過後にカウンタクロツク１１９−２を出力
する。すなわちこれまでの全時間0.06ｍsecがこ
の１回目の印字パルス幅となる。 同様にして２回目の印字パルス幅は、カウンタ
クロツク１１９−２の発生からカウント終了信号
１３３−２の発生までの0.05ｍsecとこのカウン
タ終了信号１３３−２の発生から次のカウンタク
ロツク１１９−３の発生までの0.005ｍsecの和と
しての0.055ｍsecとなる。また３回目の印字パル
ス幅は補助パルスの幅が零となるので0.05ｍsec
となる。このようにして印加パルスの設定が行わ
れ、印加電圧と併せて印字エネルギーの制御が行
われることになる。なおカウンタ終了信号１３３
は第１９図に示したラツチ信号１３３としても用
いられる信号である。 装置の印字動作例 以上のこのサーマルヘツド駆動装置の動作を各
部分ごとに説明したが、最後に一例をあげて動作
を全体的に説明する。今、第２６図に示すような
画データが存在するものとし、×印で示したデー
タが着目データであるとする。着目データの印字
を行う際にサーマルヘツドの基板温度の平均値が
25℃であり、着目データに対応する単位発熱体の
温度が20℃であるとする。また単位発熱体の抵抗
値の平均値が700Ωであり、着目データの印字を
行う単位発熱体の抵抗値が590Ωであつたとする。 () まずこの図で示した枠１７１内の参照デー
タ群から蓄熱レベルX_iを演算する。参照データ
の加算値をx_iとすると、これは次のようにな
る。 x_i＝10＋25＋100＋70 ＝205 従つて蓄熱レベルx_iは第１４図より“４”と
なる。 () 次に未来判別情報F_iを求める。第１３図と
対比すると２つのドツト、が非印字状態な
ので、F_iは“00”となる。 () 以上２つの情報を基にして第１６図より印
加パルス幅T_iAを求めると、これは0.75ｍsecと
なる。 () 取板温度の平均値が25℃で全単位発熱体の
抵抗値の平均値が700Ωなので、既に説明した
ようにこの場合に電源回路４７が出力する電圧
は18.7ボルトに設定される。 () 一方、着目データに対応する単位発熱体の
温度が20℃なので、基板温度差情報R_iは第２表
より“101”となる。またこの単位発熱体の抵
抗値が590Ωなので抵抗値差情報R_iは第１表よ
り“000”となる。従つて第１７図より印字パ
ルス幅情報T_iA′は約0.87ｍsecとなり、印加エ
ネルギ情報T_iBは1.0ｍsecとなる。すなわち0.05
ｍsecの単位パルスを20個繰り返すことで着目
データの印字が行われることになる。 第２７図はこの着目データの印字されるライン
における各印字サイクルを表わしたものである。
その印字動作においては、第１９図に示した２つ
の共通ラインC1、C2のうち着目データに対応す
る単位発熱体に通電する電極が電源回路４７と接
続されている。 まず第２７図ｂに示す第１番目のラツチ信号１
３３−１によつて同図ａ−１に示すように0.05ｍ
secの時間幅の最初の単位パルスが発生し、同図
ｃに示すように通電パルス１７３が立ち上がる。
この最初のサイクルで黒比率の計数値が600であ
るとすれば、補助パルスは0.005ｍsec×３とな
り、0.015ｍsecだけ印加パルスが増大する。この
ときのカウンタ１４１（第２０図）の計数値デー
タ１４３は“１”である。 このようにして最初のサイクルの印字が終了す
ると第２番目のラツチ信号１３３−２が発生し、
次のデータがラツチ回路１３１にラツチされる。
これと共に第２７図ａ−２に示すように0.05ｍ
secの単位パルスが発生する。このとき黒比率の
計数値が500であれば、同様に0.015ｍsecだけ印
字パルスが増大する。このときカウンタ１４１の
計数値データ１４３は“２”である。最初のサイ
クルと次のサイクルの印字パルスは跡切れなく連
続するので、通電パルス１７３は連続する。 以下同様にしてカウンタ１４１の計数値データ
１４３が１ずつカウントアツプされ印字動作が進
行する（第２７図ａ−３〜ａ−２０）。これに従
つて黒比率が順次減少していくのは、印字エネル
ギの小さい単位発熱体ほど早期に印加パルスの印
加が終了するからである。第２６図の直目データ
については、その転送データが最初から20回まで
信号“１”となり、これ以後は信号“０”となる
（第２７図ａ−２１，ｂ）。 以上この実施例のサーマルヘツド駆動装置では
第２８図に示した従来のサーマルヘツド駆動装置
における蓄熱補正回路１１の代りに蓄熱情報と未
来情報の双方から印字状態を演算する周辺情報回
路９１を設けて温度制御を高度化したが、電源電
圧を併せて制御することによつて印加エネルギ演
算回路６１に入力する情報量をむしろ減少させる
ことができた。従来と同一情報量で印加エネルギ
あるいは印加パルス幅の演算を行えば、電源電圧
の制御情報と併せて更に高度な印字制御を行うこ
とができることはもちろんである。 「発明の効果」 このように本発明によればサーマルヘツドの単
位発熱体に印加するエネルギを印加パルス幅と印
加電圧の双方で制御することとし、単位発熱体の
抵抗値のように変動量の大きな情報を２つの制御
系に分散したので、印加エネルギの補正における
レンジを実質的に拡張することができる。従つて
印加エネルギの補正に役立つ他の情報をも容易に
取り入れることができるようになり、あらゆる条
件下で記録画等の画質を安定化させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図〜第２７図は
本発明の一実施例を説明するためのもので、この
うち第２図はサーマルヘツド駆動装置を使用した
記録部の要部を示すブロツク図、第３図はサーマ
ルヘツドの通電制御の原理を示す原理図、第４図
は単位発熱体の抵抗値の測定原理を示す原理図、
第５図は温度分布測定のためのサーミスタの取付
位置を示したサーマルヘツドの平面図、第６図は
基板温度分布測定回路のブロツク図、第７図は温
度分布演算回路のブロツク図、第８図は各種の温
度分布パターンと３点の平均温度との関係を表わ
した説明図、第９図は温度分布パターン識別
ROMと温度割当ROMの対応関係を示す説明図、
第１０図は平均基板温度情報および平均抵抗値情
報と電源回路の出力電圧の関係を示す電源電圧制
御演算回路の入出力特性図、第１１図は周辺情報
演算回路のブロツク図、第１２図は周辺パターン
抽出回路の部分を具体化したブロツク図、第１３
図は参照データの記録画における対応関係を示し
た配置説明図、第１４図は蓄熱レベルX_iを演算す
るROMの記憶内容を説明する記憶データ説明
図、第１５図は参照データの重みを表わした説明
図、第１６図は印字パルス幅T_iAを演算するROM
の記憶内容を説明する記憶データ説明図、第１７
図は印加エネルギ情報T_iBを演算するROMの記憶
内容を説明する記憶データ説明図、第１８図はサ
ーマルヘツドドライバの構成を示すブロツク図、
第１９図はサーマルヘツドおよびサーマルヘツド
駆動回路の回路図、第２０図は印加エネルギ情報
を転送データ等に変換する部分を表わしたブロツ
ク図、第２１図は印字データの構成を表わしたデ
ータ構成図、第２２図はグループ分けされた個々
の印字データ列を表わしたデータ構成図、第２３
図は補助パルス幅を演算するROMの記憶内容を
説明する記憶データ説明図、第２４図は印加パル
スの時間幅を設定する回路部分のブロツク図、第
２５図は第２４図に示した回路部分の動作を説明
するためのタイミング図、第２６図は画データの
配置例を示すデータ配置図、第２７図はこのサー
マルヘツド駆動装置の印字動作の一例を表わした
各種波形図、第２８図は従来のサーマルヘツド駆
動装置の一例を表わしブロツク図である。 ３１……抵抗値測定手段、３２……サーマルヘ
ツド、３３……基板温度分布測定手段、３４……
電圧設定手段、３５……電源、４１……抵抗値測
定回路、４７……電源回路、５８，８５……信号
変換回路、５９……電源電圧制御演算回路、６１
……印加エネルギ演算回路、６２……基板温度分
布測定回路、ｅ……単位発熱体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 印字情報を入力してサーマルヘツドを構成す
   る単位発熱体を通電するそれぞれの印字パルスの
   時間幅を演算するパルス幅演算手段と、 前記単位発熱体のそれぞれの抵抗値を測定する
   抵抗値測定手段と、 サーマルヘツドの基板の温度変化を示す複数の
   パターンを予め設定したパターン設定手段と、 サーマルヘツドの基板の複数の点の温度を測定
   する基板温度測定手段と、 これら複数の点の温度から前記パターンのうち
   最も適切なものを選択するパターン選択手段と、 選択されたパターンと測定された基板の温度か
   らこの基板のそれぞれの箇所の温度を決定する基
   板温度決定手段と、 サーマルヘツドの各単位発熱体の通電に用いら
   れるサーマルヘツド駆動用電源と、 抵抗値測定手段と基板温度決定手段の双方の結
   果に基づいて前記サーマルヘツド駆動用電源の出
   力電圧の設定を行う電圧設定手段 とを具備することを特徴とするサーマルヘツド駆
   動装置。