JPH0392363A - サーマルヘッド蓄熱制御装置 - 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】 〔概　要〕 加熱記録装置におけるサーマルヘッド内の蓄熱量を予測
し記録濃度を制御するサーマルヘッド蓄熱制御装置に関
し、 サーマルヘッドの発熱抵抗体の記録エネルギによる温度
制御が不可能なときにも蓄熱現象を効果的に利用して所
望の記録濃度を得ることを目的とし、 画素若しくは複数画素を単位とするサーマルヘッドの発
熱抵抗体毎に蓄熱検出機構を備え、検出した蓄熱量を基
にサーマルヘッドに加える印加電力を制御して一定の記
録濃度制御を行う熱記録装置であって、記録周期内のサ
ーマルヘッドへの加熱量と冷却量を記録周期毎に予測す
ることにより、記録周期開始直前の予測温度から記録周
期銘７了直後の温度を予測し制御するサーマルヘッド蓄
熱制御装置において、前記予測温度と階調数と記録速度
に基づき記録エネルギを決定するエネルギ決定テーブル
と、前記予測温度と階調数と記録速度に基づく判断から
記録エネルギの制御が不可能なとき警告信号を送出する
警告信号送出手段と、前記警告信号に基づき一時的に熱
記録動作を停止する停止手段とを備え、前記発熱抵抗体
が記録エネルギを最小にしても制御不可能な温度に到達
するた熱記録を停止せしめ、かつ前記停止の期間におい
ても記録周期毎にヅーマルヘッド基板での冷却予測演算
を行い、発熱抵抗体が所定温度まで冷却すると前記熱記
録を再開するように構成する。

（産業上の利用分野〕 本発明は加熱記録装置におけるサーマルへッド内の蓄熱
量を予測し制御するサーマル・＼ツド蓄熱制御装置に関
する。

サーマルー・ツドを使用して熱記録を行う時、サーマル
ヘッド自体が加熱されるので、多値階調記録を行う場合
サーマルヘッドの蓄熱量に応じて通電制御する必要があ
る。このため、熱記録における記録濃度制御はサーマル
ヘッド内の蓄熱を検出し、その蓄熱量に応じてサーマル
ヘッドへの印加電力を制御することにより行われる。こ
の場合、印加電力の制御は印加電圧を制御する方法や通
電時間に相当する印加バルス幅を制御する方法がある。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕従来の構
造とその問題点を以下に説明する。熱記録で問題となる
サーマルヘッドの蓄熱現象は、その物理的な構造に対応
付けられ、主に３つのレベルに分類できる。第１レベル
は、熱記録に必要な熱エネルギを得る第６図の発熱抵抗
体５５，、発熱抵抗体５５からの発熱のうち熱記録に寄
与しなかった熱エネルギを外部に放熱することを防ぎ、
熱記録面を保温する熱伝導率の比較的低いグレーズ層５
６によるものであり、これらの熱定数に係わる。

第２の１／ベルは、発熱抵抗体５５、グレーズ１１５６
を形或するための熱伝導率の比較的高い基板５７による
蓄熱現象であり、その熱定数に係わる。第３のレベルは
、発熱抵抗体５５、グレーズ層５６、基板５７での蓄熱
をサーマルヘッドの外部へ放熱させる放熱板５８での蓄
熱現象であり、その熱定数に係わる。

この第３のレベルでの蓄熱現象の特徴として、外気に接
しているために外気の温度変化の影響を強く受ける。

これらの菩熱現象は、発熱抵抗体５５、グレーズＮ５６
、基板５７、放熱板５８の順に応答が緩慢となる。

熱記録においては、これらの蓄熱現象を十分に把握する
ことにより良好な記録が可能となる。これらの蓄熱現象
は、記録画像、サーマルヘッドの物理定数、周囲温度を
元に熱伝導方程式を解くことで算出できるが、記録画像
を特定したり、ザーマルヘッドの複雑な構造を含めての
解析は、実用性を欠いている。

そこで、従来より様々な発明がなされているが、第２、
第３レベルでの蓄熱現象を改善するために、サーマルヘ
ッド内部の蓄熱現象を記録開始直前のサーマルヘッドの
温度と前記録期間内での加熱冷却量を逐次累算すること
で予測演算により求める方式がある。この方式によると
、ｎラインを記録直後の予測温度は、放熱板５８の温度
Ｔ３　とｎラインでの加熱による温度上昇△Ｔ，，と、
直前のｎ　−１ラインでの予測温度ｒｎ．．−ｉが放熱
板５８の温度Ｔ．との差で冷却されていく項との和とな
るっＴ．＝Ｔ．＋ΔＴｎ　ｔ　（Ｔｎ−＋　　Ｔｓ）ｅ
Ｘｐ←ｔ７τ，）−１１）（１）式において、ｔは、ラ
イン間の記録周期ｒｐでの熱時定数である。ただし、 Ｔ．一Ｔ．・・・（２） また、（１）式に示されるように、，蓄熱現象は放熱板
５８の温度Ｔ，に大きく係わる。通常、この放熱板５８
の温度Ｔ．は、サーマルヘッドの放熱板５８の温度をサ
ーミスタで実測することで得る。この理由は、放熱板が
サーマルヘッドの熱的に主要な？戒要素である発熱抵抗
体５５、グレーズ層５６、基板５７に比べ十分大きな熱
容量をもち、外気に直接接触していることによる。この
（１）式での温度予測は、ｎ−１ラインまでの画素位置
ｐでの蓄熱がｎラインの画素位置ｐのみに全て寄与する
場合に限られる。すなわち、隣接する画素位置間で熱伝
導がない同一温度で変化する状態に限られる。

そこで、′より一般的には、このような隣接する発熱抵
抗体間の熱干渉であるクロストークを加味した下記の（
３）式とする方式がある。

Ｔ　’　Ｍ＋Ｐ”’Ｔｎ＋Ｐ　（ｒ−１）／２×Ｗ−　
（ｒ　−　１）　／２＋Δ（Ｔｎ，ｐ−（ｒ−１１／２
　　Ｔ＋％，Ｆ）＋”＋　Ｔ，，，，Ｘ　Ｗ．，　　△
（Ｔ，，，，−　ＴＩ，，ｐ）＋・・＋Ｔｎ，ｐや（ｒ
−　１）　／■× Ｗ（ｒ−１）／２，Δ（’ｒｈ，　９ｍ　（ｒ−＋）　
／２　　Ｔｎ，　ｐ）・・・（３）ただし、発熱抵抗体
の総数をＬとすると、（４），（５）式となる。

Ｐ−（ｒ−１）／２　＜　１の時　Ｔｎ，　ｐ−（ｒ−
１）／２＝　Ｔ’ｒ＋Ｉ　Ｏ”・（　４　）Ｐ＋（ｒ−
１）／２　＞Ｌの時　Ｔｌｌｊ　ｐ＋　（ｒ−１）　／
２　＝　Ｔ’ｎ．　ｔ”’　（　５　）ここで、Ｔ　’
　ｎｒ　ｐは、ｐ画素目の発熱抵抗体の予測温度、ｒは
、クロストークの影響する範囲の画素数であり、Ｗは、
発熱抵抗体間の距離とその温度差から定まるｒ個からな
るクロストークの重み付け係数である。このように、（
２），　　（３）式により演算をすることで、サーマル
ヘッドの蓄熱現象を予測でき、この予測値に見合った記
録エネルギで発熱抵抗体を加熱することで高品位な熱記
録を実現できる。

ところで、第７図に示すように、記録動作をしない発熱
抵抗体Ｐ４に着目すると、隣接する発熱抵抗体Ｐｈ−１
＋Ｐｈ＋１からのクロストークによりやはり加熱され、
発熱抵抗体Ｐ７の周辺温度が上昇する。このクロストー
クは、隣接する発熱抵抗体間での温度差が大きくなる程
、記録速度が速くなる程、記録エネルギが大きく顕著に
なり、その直下で熱記録がなされる。つまり、全ての発
熱抵抗体がなんらかの記録エネルギで加熱している場合
は、そのエネルギを減らすことで対応できるが、この例
のごとく記録動作をしない発熱抵抗体がある場合には適
用できないという問題があった。

本発明の目的はサーマルヘッドの発熱抵抗体の記録エネ
ルギによる温度制御が不可能なときにも蓄熱現象を効果
的に利用して所望の記録濃度を得るサーマルヘッド蓄熱
制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図（ａ）は本発明の原理構或図であり、第１図（ｂ
）は本発明の原理の説明図である。本発明は、画素若し
くは複数画素を単位とするサーマルヘッド４の発熱抵抗
体毎に蓄熱検出機構を備え、検出した蓄熱量を基にサー
マルヘッドに加える印加電力を制御して一定の記録濃度
制御を行う熱記録装置であって、記録周期内のサーマル
ヘッドへの加熱量と冷却量を記録周期毎に予測すること
により、記録周期開始直前の予測温度から記録周期終了
直後の温度を予測し制御するサーマルヘッド蓄熱制御装
置において、前記予測温度と階調数と記録速度に基づき
記録エネルギを決定する記録エネルギ決定テーブルＡと
、前記予測温度と階調数と記録速度に基づく判断から記
録エネルギの制御が不可能なとき警告信号を送出する警
告信号送出手段Ｂと、前記警告信号に基づき一時的に熱
記録動作を停止する動作停止手段Ｃとを備え、前記発熱
抵抗体が記録エネルギを最小にしても制御不可能な温度
に到達すると熱記録を停止せしめ、かつ前記停止の期間
においても記録周期毎にサーマルヘッド基板での冷却予
測演算を行い、発熱抵抗体が所定温度まで冷却すると前
記熱記録を再開することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明では、発熱抵抗体の予測温度を算出し、着目する
発熱抵抗体への記録エネルギを制御するという手段で対
応しきれない場合、熱記録動作を停止することによりサ
ーマルヘッドを自然冷却させることにより高精度な熱記
録を行なう。

第１図（ｂ）は、本発明の原理を示すサーマルヘッドの
温度変化とその予測に関するものである。

第１図（ｂ）において、横軸は記録周期ｔを単位とする
時間推移を示し、縦軸は温度を示す。図中、ｔ１は、着
目する発熱抵抗体への記録エネルギを制御する手段で対
応しぎれない温度状態に到達した時点、ｔｒは予測温度
が記録制御可能な温度となる記録動作停止後の時点、１
はサーマルヘッドの発熱抵抗体の表面温度、２は従来の
発切による予測温度、Ｔｔｌは時刻ｔ１での予測温度、
Ｔ’ｔｈは熱記録媒体が発色し始める温度を示す。

従来の方法により、記録周期毎に予測温度を算出してい
くが、例えば時刻ｔ１から始まる記録周期においで、着
目する発熱抵抗体が熱記録を行なわないものとすると、
時刻ｔ１での予測温度は、熱記録媒体が発色しはじめる
温＆　Ｔ　，　，，より高い温度と予測できる。そこで
、時刻Ｂ以後の！Ｐ．録動作をただちに停止するっこの
結果、サーマルー＼ツドは自然冷却され徐々に温度が低
くなる。本発明においては、この記録動作停止期間も従
来の発明によりサーマルヘッドの温度を予測し続け、予
測温度が記録制御可能な温度となる時刻ｔｒに達すると
、再び熱記録を開始し高品位な熱記録動作を行なう。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第２図〜第５図により説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すブロック構或図、第３
図は第２図における温度予測部の詳細ブロック図、第４
図、第５図は温度予測部の動作を示すタイミングチャー
トである。

第２図において、３は本発明の主たる温度予測Ｌ　４は
サーマルヘッ｝’、５はｔ−マルヘットヲ駆動するサー
マルヘッド駆動部、６はサーマルヘッド駆動部５の印加
電力を決定するパルス幅テーブル、７は熱記録を行なう
受像紙、８は受像紙を搬送するローラ、９は受像紙７を
保行ずるブラ・テン、１０１．１はローラ８とプラテン
９を駆動するパルスモー夕、１２はパルスモータ１０　
，　Ｌ１ヲ制御ｔ　ルプリンタメカ制御部、１３はサー
マル・＼ツド４の放熱板の温度検出するザーミスタ、．
１４はサーミスク１３で検出した温度をデジタル信号に
変換する温度検出部、ｌ５は上記のブロックを制御する
サー・マルヘッド制御部である。ザー・マルヘッド制御
部１５はサーマルー・ツド４による各ライン記録を開始
する直前に、まず、ザーミスタ１３、温度検出部１４に
よりサーマルヘッドの放熱板温度を実測しデジタル化を
するための制御を行う。次に、この放熱板の温度データ
、記録画素の階調数、記録速度等の温度予測に必要なデ
ータを温度予測部３へ転送ずる。

温腐予測部３はこれらのデータより逐次サーマルヘッド
の温度を予？ｆｆ！ｉする。ザーマルー・ツド馴御部ｊ
５は温度予測部３′Ｑ予測１，た温度渣、記録画素の階
調数、記録速度（記録周期）等をパルス幅テーブル６へ
送る。パルス幅テーブル６はこれらのデータに応じてパ
ルス幅を決定する。サーマルヘッド駆動部５はパルス幅
テーブル６の出力パルス幅に従ってサーマルヘッド４を
電力制御して最適な熱記録を行う。ただし、隣接する発
熱抵抗体間のクロストークが大きく指定された記録濃度
より記録濃度が高くなる場合、パルス輻テーブル６はサ
ーマルヘッド制御部１５ヘアラ・−ム信号を送出し、サ
ーマルヘッド制御部１５はプリンタメカ制御部１２にア
ラーム信号を転送する。プリンタメカ制御部１２はこの
信号を受けバルスモータｉｏ．ｉｉを停止する。一方、
温度予測部３は記録周期毎に自然冷却によるサーマルヘ
ッド４の儒度変化を予測し続ける。サーマルヘッド４が
指定された記ｉ！６度での印字可能な温度まで自然冷却
されると、ヅーマルヘッド制御１５はプリンタメカ制御
部１２へのアラーム信号の送出を停止する。プリンタメ
カ制御部１２はバルスモータ１０４１を回転させ、ロー
ラ８とプラテン９により受像紙を搬送し記録動作を継続
する。

以下、本発明の詳細な動作を第３図のブロック図、第４
図、第５図のタイミングチ、ヤート図を用いて述べる。

第３図は、本発明の温度予測部３の詳細を示すブワック
図である。第３図中、ＩＬ１７は加熱員を決定する画素
毎の階調数と記録速度を示す信号、１８は放熱板温度デ
ータを人力する信号であり、１９は記録ライン毎に温度
センサ１３で実測した放熱仮温度の値を１画素毎に１ラ
イン分格納する放熱板温度ラインバッファ、２０は演算
した予測温度の値を１画素毎にｌライン分格納する予測
温度ラインバッファ、２１はサーマルヘッドの抵抗値バ
ラツキを補正する抵抗値補正テーブノペ２２は記録ライ
ン内の加熱量を求める加熱量テーブル、２３は前ライン
での予測温度と放熱板温度との差を求める減算器、２４
は定数１を出力する定数テーブル、２５は予測温度を求
めるサーマルヘッドの位置を画素数をカウントすること
で検出する画素数カウンク、２６はサーマルヘッドの熱
時定数分布を含めた冷却定数テーブル、２７　．　２８
はマルチブレクサ、２９は記録ライン内の加熱量を求め
るために加熱量テーブル２２と定数テーブル２４の出力
、放熱板温度に刻する冷却量を求めるために減算器２３
の出力、冷却定数テーブル２４の出力を乗算する乗算器
、３０は放熱板温度に対する加熱と冷却総量を求めるた
めに乗算器２９の出力を累算する累算器、３１．３２は
累算器３０の出力である加熱冷却予測温度を記録する２
つの加熱冷却ラインバッファ、３３はクロストーク演算
においての画素位置を示すアドレスを更新するクロック
であるアドレスクロック、３４はアドレスクロック３３
をカウントしてクロストーク演算のアドレスを発生する
アドレスカウンタ、３５は画素数カウンタ２５とアドレ
スカウンタ３４の値が比較し一致した時に信号を出力す
る比較器、３６はクロストーク演算の対象となる隣接し
た画素の参照画素数ｒに対してｒ−１と（ｒ−１）／２
を設定する参照画素数スイッチ、３７は参照画素数スイ
ッチ３６の値を初期ロードして比較器３５の出力に従っ
てカウントダウンする参照画素数カウンタ、３８＝３９
．４０は加熱冷却ラインバッファＡ３１と８３２を指定
する最大アドレス値、およびクロストークを算出する２
つの発熱抵抗体の位置である被選択アドレス値をそれぞ
れ計算する加算器である。

４１，４２．４３はマルチプレクサ、４４．４５は参照
画素数スイッヂ３６による最小アドレス値を与える１人
力と加算器３８による最大アドレス値を与える１人力と
加算器３９による被選択アドレス値を与える１人力の３
人力の内、被選択アドレス値人力が最小アドレス値以下
の場合最小アドレス値を選択し、被選択アドレス値入力
が最大アドレス値以上の場合最大アドレス値を選択し、
その他の場合被選択アドレス値そのものを選択するバッ
ファアドレス選択器ＡとＢ１４６はクロストーク量を求
める発熱抵抗体間の温度差を算出する減算器、４７は減
算器４６の出力である発熱抵抗体間の温度差と発熱抵抗
体間の画素数に応じてクロストークの重み付けする係数
を記憶した重み係数テーブル、４８は加熱冷却ラインバ
ッファＡ３１に記憶している画素位置毎の加熱冷却予測
温度と重み係数テーブル４７の係数を乗算する乗算器、
４９は重み付け乗算した画素位置毎のクロストーク結果
を参照画素数分累積する累算器、５０は累算器の出力を
画素位置毎に記憶するクロストークラインバッファ、５
１はクロストークラインバッファ５０の出力であるクロ
ストークを加味した最終的な予測温度に放熱板温度を加
える加算器、５２は加算器５１の出力データを画素位置
毎に一時格納するレジスタ、５３は演算出力となる予測
温度を示す信号、５４は予測温度バッファモメモリ２０
への人力信号として予測温度および放熱板温度データ信
号を切り換えるマルチプレクサである。

第３図の動作の詳細を述べる前に、その概要を述べる。

動作は、まずクロストークを考慮しない時の画素位置毎
の加熱冷却温度予測を行い、この予測温度値を加熱冷却
ラインバッファＡ４４，Ｂ４５に記憶する。この１ライ
ン分の予測温度値を隣接する画素間で平均化して、クロ
ストークを加味した予測温度値をクロストークラインバ
ッファ５０に記憶する。得た予測温度値は放熱板温度か
らの増分であるので、画素位置毎の温度を加えて出力す
る。この予測温度は次ラインでの温度予測に必要である
ので、同時に予測温度ラインバッファ２０に記憶させる
。この一連の動作を到着ラインごとに行う。

次に第３図の動作の詳細を第４図、第５図を用いて以下
述べる。この内、第４図は、隣接する発熱抵抗体間のク
ロストークが問題となる第Ｎライン目、第５図は、次の
Ｎ＋１ラインの様子を表わし、ライン先頭の第０画素に
ついて隣接するｒ画素を参照して予測に関するものであ
る。信号ａはライン毎の予測演算を行う期間を示すライ
ン信号、信号ｂは第２図内のサーマルヘッド４による各
ライン記録を開始する直前に、サーミスタ１３、温度検
出部１４によりサーマルヘッド４の放熱板温度を実測し
終えたことを示す放熱板温度データ信号、信号Ｃは第３
図内の画素毎の階調数信号１６、記録速度信号１７、放
熱板温度センス信号ｌ８が入力されることを示し、ライ
ン内の画素数分生起する画素データ入力信号、信号ｄは
放熱板温度ラインバッファ１９の人出力データを表わす
放熱板温度ラインバッファデータ信号、信号ｅは予測温
度ラインバッファ２０の入出力データを表わす予測温度
ラインバッファデータ信号、信号ｆは１画素毎の加熱冷
却予測演算を行う期間を示す加熱冷却予測演算信号、信
号ｇは予測演算のための基本クロック信号、信号ｈは累
積演算に先立ち累算器３０をリセットする加熱冷却リセ
ット信号、信号ｉはマルチブレクサ２７．２８の加熱冷
却マルチブレクサ制御信号、信号ｊは画素数カウンタ２
５のカウント値の一部を示す画素数カウンタ信号、信号
ｋは発熱抵抗体個々の抵抗値補正する抵抗値補正テーブ
ル２１からの抵抗値補正信号、信号１．ｍはマルチブレ
クサ２７，２８の加熱冷却マルチプレクサデータ信号、
信号ｎ，Ｑは参照画素数カウンタ３７のカウント値の一
部を示す参照画素数カウンタ信号、信号ｐは加熱冷却ラ
インバッファアドレス信号、信号ｑはクロストークの演
算期間を示すクロストーク演算信号、信号ｒはクロスト
ーク演算に先立ちクロストークリセット信号、信号Ｓは
クロストークの累算演算において累算器４９をリセット
するクロストーク初期信号、信号ｔはアドレスクロック
３３の出力クロックであるアドレスクロック信号、信号
Ｕはクロストーク演算する画素位置から同画素数分離れ
た画素位置についてのクロストーク演算の完了を示す参
照画素位置アドバンス信号、信号Ｖはクロストークライ
ンバッファデータ信号、信号Ｗはクロストークを求める
片方の発熱抵抗体の温度である加熱冷却ラインバッファ
Ａデータ信号、信号Ｘはクロストークを求める他方の発
熱抵抗体の温度である加熱冷却ラインバッファＢデータ
信号、信号ｙはクロストークを求める発熱抵抗体間の温
度差と重み係数テーブル４７からの重み係数を示す重み
係数出力信号、信号２はレジスタの最終的な予測温度デ
ータ信号を示す。

隣接する発熱抵抗体間のクロストークが問題となる第Ｎ
番目のラインにおいて、ライン信号ａがハイになるにと
もない、放熱板温度センス信号ｂがハイとなり放熱板温
度を実測したことを示す。

次に、画素データ入力信号Ｃにより画素毎に記録開始時
点での放熱板温度データ信号を放熱板温度ラインバッフ
ァ１９に書き込む。この放熱板温度は実質的にサーマル
ヘッド４の周辺温度となる。これと同時にライン信号ａ
と画素データ入力信号Ｃと図示しない第Ｎラインを示す
制御信号によりマルチプレクサ５４が放熱板温度データ
信号１８を予測温度ラインバッファ２０へ入力する。画
素データ入力信号Ｃがハイになることによって、階調数
信号１６、記録速度信号１７が人力される。画素データ
入力信号Ｃがローになることによって画素数カウンタ２
５がリセット状態になり、予測するサーマルヘッド４の
第０画素の位置を出力する。この位置情報および記録速
度信号１７により冷却定数テーブル２６および発熱抵抗
体の抵抗値バラツキを補正した抵抗値補正信号ｋにより
加熱量テーブル２２が確定し、第０画素について予測演
算が可能となる。予測演算準備ができると、加熱冷却予
測演算信号ｆは基本クロック信号ｇの立ち下がりに同期
してハイとなる。加熱冷却予測演算信号ｆがハイになる
と、加熱冷却リセット信号ｈおよび加熱冷却マルチプレ
クサ制御信号ｉを発生する。加熱冷却リセット信号ｈは
累算器２９をリセットする。加熱冷却マルチブレクサ制
御信号ｉはマルチプレクサ２７．２８の出力に第Ｎライ
ンの第０画素での加熱量演算に必要な加熱量テーブル２
２からの加熱量と冷却定数テーブル２６からの出力係数
値＝１を乗算器２９に人力する。乗算器２９は基本クロ
ック信号ｇの立ち上がりでマルチプレクサ２７．２８の
出力である加熱冷却マルチプレクサデータ信号Ｌｍを取
り込む。

その乗算結果ΔＴい，。を累算器３０に累算し、基本ク
ロック信号ｇの次の立ち上がりで加熱冷却ラインバッフ
ァデータ信号Ｗ．Ｘとする。なお、この立ち上がりに先
立ち、加熱冷却マルチブレクサ制御信号ｉをローとする
ことで、マルチプレクサ２７，２８は第Ｎラインの第０
画素での冷却量演算に必要な予測温度ラインバッファ２
０と放熱板温度ラインバッファ１９とを減算器２３によ
り減算した温度差と冷却定数テーブル２６の出力を乗算
器２９に人力する。

すなわち、加熱量の演算結果の出力と冷却量の演算のた
めのデータのフェッチを同一タイミングにて行う。演算
結果は次の基本クロック信号ｇの立ち上がりで加熱冷却
ラインバッファデータ信号Ｗ，Ｘとなる。この加熱冷却
ラインバッファデータ信号ｗ，ｘはバッファアドレス選
択器Ａ４４．８４５で指定した加熱冷却ラインバッファ
Ａ３１と８３２に記憶するが、この時のアドレスは次の
条件下で選択される。

最大アドレス値は画素数カウンタ３７の値と参照画素数
スイッチ３６の値を加算した値であり、（ｒ−１）／２
となる。最小アドレス値は、参照画素数スイッチ３６の
値であり、Ｄ−１）／２となる。被選択アドレス値は画
素数カウンタ２５の値と参照画素数スイッチ３６の値を
加算した値であり、（ｒ−１＞／２となる。すなわち、
最大アドレス値と同じである。この結果、バッファアド
レス選択器Ａ４４．　８４５は、最大アドレス値を選択
して加熱冷却ラインバッファＡ３１，　Ｂ３２を指定し
て加熱冷却ラインバッファＡ，Ｂデータ信号Ｗ・Ｘを記
憶する。続いて、画素データ入力信号Ｃがハイになるこ
とによって、第１画素に関する階調数信号１６と記録速
度信号１７が入力される。次に、画素データ入力信号Ｃ
がローになることによって、画素数カウンタ２５がカウ
ントアップし、予測するサーマルヘッド４の位置を更新
する。この位置情報および記録速度信号１７により冷却
定数テーブル２６、抵抗値補正テーブル２１加熱量テー
ブル２２が確定し、第ｌ画素について予測演算が可能と
なる。以下、第Ｎライン終了までこれらの演算を繰り返
す。

第Ｎライン終了時、画素数カウンタ２５はライン内の画
素数−１を示し、加熱冷却ラインバッファＡ３１．　Ｂ
３２は（ｒ−１）／２から画素数カウンタ３７の値＋（
ｒ−１）／２まで加熱冷却演算の値を記憶する。

第Ｎラインの加熱冷却演算が全て終わるとクロストーク
演算に入る。クロストーク演算開始にともない、クロス
トーク演算信号ｑが立ち上がり、クロストークリセット
信号ｒにより、アドレスカウンタ３４と参照画素数カウ
ンタ３７をリセットする。

参照画素数カウンタ３７は参照画素数ｒ−１に初期設定
する。基本クロック信号ｇの立ち上がりに先立ち、クロ
ストーク初期信号Ｓにより累算器４９をリセットのモー
ドにし、基本クロック信号ｇ人力でリセットする。この
間に、加熱冷却ラインバッファＡ３１．　８３２をバッ
ファアドレス選択器Ａ４４，Ｂ４５によりアドレス指定
し、重み係数テーブル４７を指定する。まず、バッファ
アドレス選択器Ａ４４は次の条件下で選択する。最大ア
ドレス値は画素数カウンタ２５と参照画素数スイッチ３
６の加算値であり画素数カウンタ３７の値＋（ｒ−１）
／２となる。最小アドレス値は参照画素数スイッチ３６
の（ｒ−１）／２である。被選択アドレス値はアドレス
カウンタ３４と参照画素数カウンタ３７の加算値であり
ｒ−１となる。通常、画素数カウンタ２５の値すなわち
ｌライン内に画素数−１は（ｒ−１）／２より大きいの
で、バッファアドレス選択器Ａ４４は被選択アドレス値
を選択し、加熱冷却ラインバッファＡ３１のアドレスを
指定する。この結果、加熱冷却ラインバッファＡ３１の
出力値はΔＴい，ｒ−１　となる。バッファアドレス選
択器Ｂ４５は次の条件下で選択する。最大アドレス値は
画素数カウンタ２５と参照画素数スイッチ３６の加算値
であり、画素数カウンタ２５の値＋（ｒ−１）／２とな
る。

最小アドレス値は参照画素数スイッチ３６の（ｒ−１〉
／２である。被選択アドレス値はアドレスカウンタ３４
と参照画素数スイッチの加算値であり、ｒ−１／２とな
る。通常、画素数カウンタ２５の値すなわち１ライン内
に画素数一ｌは（ｒ−１）／２より大きいので、バッフ
ァアドレス選択器Ｂ４５は被選択アドレス値を選択し、
加熱冷却ラインバッファＢ３２のアドレスを指定する。

この結果、加？冷却ラインバッファＢ３２の出力値はΔ
Ｔい，。−。７■となる。減算器４６は加熱冷却ライン
バッファＡ３１・Ｂ３２の出力値の差分をとりクロスト
ークを求める発熱抵抗体間の温度差Δｔを求める。

この温度差Δｔと発熱抵抗体間の距離を代表する参照画
素数カウンタ３７によって重み係数テーブル４７が出力
する値をＷｒ−．，Δ，とする。加熱冷却ラインバッフ
ァＡ３１の出力値ΔＴい，ｒ−，と重み係数テーブル４
７が出力する値Ｗｒ−１ｒ△，は、次の基本クロック信
号ｇの立ち上がりで乗算器４８で乗算され累算器４９に
累算される。累算値は、アドレスカウンタ３４で指定す
るクロストークラインバッファ５０に記録され、その値
は下記の（６）式となる。

ΔＴ　Ｉｈ＋。＝△Ｔ　ｔｌ’ｌ＋　ｒ　−　１　×ｗ
，−　１ｙΔ，・・・（６〉続いて、アドレスクロック
信号が入ると、アドレスカウンタ３４がインクリメント
され、バッファアドレス選択器Ａ４４は加熱冷却ライン
バッファＡ３１のアドレスｒを指定する。クロストーク
初期信号Ｓで累算器４９をリセットし、指定した加熱冷
却ラインバッファＡ３１のデータΔＴい．ｒについて乗
算、累算し、（７）式の演算を行う。

ΔＴ　Ｉ　Ｒｒ　１　”ΔＴ　ｉｎｎ　ｒ　ｘＬ−　１
＋Δ．−１７＞以下、この動作を、アドレスカウンタ３
４と画素数カウンタ２５が等しくなるまで繰り返す。両
方のカウンタが一致すると、比較器３５は参照画素位置
アドバンス信号Ｕを出力して、参照画素数カウンタ３７
をデクリメントし、アドレスカウンタ３４をリセットす
る。次の基本クロック信号ｇの立ち上がりに先立ち、ク
ロストーク初期信号Ｓをローとして、アドレスカウンタ
３４の指定したクロストークラインバッファ５０のデー
タΔＴｒ，，ｒ。を累算器４９にロードする。この間に
、加熱冷却ラインバッファＡ３１、Ｂ３２をバッファア
ドレス選択器Ａ４４，　Ｂ４５によりアドレス指定し、
重み係数テーブル４７を参照画素数カウンタ２５で指定
する。バッファアドレス選択器Ａ４４は次の条件下で選
択する。最大アドレス値は画素数カウンタ２５と参照画
素数スイッチ３６の加算値であり、画素数カウンタ２５
の値＋（ｒ−１）／２となる。最小アドレス値は参照画
素数スイッチ３６の（ｒ−１）／２である。被選択アド
レス値は、アドレスカウンタ３４と参照画素数カウンタ
３７の加算値であり、ｒ−２となる。

通常、画素数カウンタ２５の値すなわち１ライン内に画
素数−１は、（ｒ−１）／２より大きいので、バッファ
アドレス選択器Ａ４４は被選択アドレス値を選択し、加
熱冷却ラインバッファＡ３１のアドレスを指定する。こ
の結果、加熱冷却ラインバッファＡ３１の出力値はΔＴ
　ｔｈ＋　ｒ−２となる。バッファアドレス選択器Ｂ４
５は次の条件下で選択する。

最大アドレス値は画素数カウンタ２５と参照画素数スイ
ッチ３６の加算値であり、画素数カウンタ２５の画素数
カウンタ２５と参照画素数スイッチ３６の加算値であり
、画素数カウンタ２５の値＋（ｒ−１）／２となる。最
小アドレス値は、参照画素数スイッチ３６の（ｒ−１）
／２である。被選択アドレス値はアドレスカウンタ３４
と参照画素数スイッチ３６の加算値であり（ｒ−１）／
２となる。通常、画素数カウンタ２５の値すなわち１ラ
イン内に画素数−ｉは（ｒ−１）／２より大きいので、
バッファアドレス選択器Ｂ４５は被選択アドレス値を選
択し、？熱冷却ラインバッファＢ３２のアドレスを指定
する。この結果、加熱冷却ラインバッファＢ３２の出力
値は、ΔＴい＋（ｒ−１）／２となる。減算器４６は加
熱冷却ラインバッファＡ３１，　Ｂ３２の出力値の差分
をとりクロストークを求める発熱抵抗体間の温度差Δｔ
を求める。この温度差Δｔと発熱抵抗体間の距離を代表
する参照画素数カウンタ３７によって重み係数テーブル
４７が出力する値をＷｒ−■，Δ、とする。加熱冷却ラ
インバッファＡ３１の出力値ΔＴｔヨ７−２　と重み係
数テーブル４７が出力する値Ｗ，．，Δ，は、次の基本
クロック信号ｇの立ち上がりで乗算器４８で乗算され累
算器４９に累算される。累算値はアドレスカウンタ３４
で指定するクロストークラインバッファ５０に記録され
るが、その値は、クロストークラインバッファ５０から
ロードしたΔＴ　Ｉｎｏ。

を累算した下記の（８〉式となる。

ΔＴ＋，，ｏ：ΔＴ　ｔ　ｌ’ｌ＋　ｒ　−　２　×Ｗ
　ｒ−　２ｒΔ、＋ΔＴ　＋　ｌ’ｌ＋　ｏ　”’続い
て、アドレスロック信号ｔが入ると、アドレスカウンタ
３４がインクリメントされ、バッファアドレス選択器Ａ
４４は加熱冷却ラインバッファ（８） Ａ３１のアドレスｒ−１を指定する。クロストーク初期
信号Ｓで累算器４９をリセットし、指定した加熱冷却ラ
インバッファＡ３１のデータΔＴ　ｔ　ｎ＋　ｔ　−　
１について乗算と累算し、（９〉式の演算を行う。

ΔＴ　Ｉ　！１１　１　＝ΔＴ　ｔ　ｈ＋　ｒ　−　ｌ
　×Ｗ　ｒ　−　２　＋Δ，＋ΔＴｌ，．　Ｉ−（　９
　）この一連の動作を、参照画素数カウンタ３７が０に
なるまで繰り返すが、参照画素数カウンタ３７が（ｒ−
１）／２−１以下になると、バッファアドレス選択器Δ
４４，Ｂ４５の選択値が最小アドレス値となる。例えば
、参照画素数カウンタ３７が（ｒ−１）／２−１になる
と、選択条件は次のようになる。最大アドレス値は画素
数カウンタの値＋（ｒ−１）／２−１、最小アドレス値
は参照画素数スイッチ３６の（ｒ−１）／２である。被
選択アドレス値は、アドレスカウンタ３４と参照画素数
カウンタ３７の加算値であり（ｒ−１）／２−１となる
。

被選択アドレス値は最小アドレス値以下となり、バッフ
ァアドレス選択器Ａ４４・Ｂ４５は最小アドレス値を選
択し、加熱冷却ラインバッファＡ３１Ｂ３２のアドレス
を指定する。これは、サーマルヘッドの両端から（ｒ−
１）／２以内の画素位置でのクロストーク演算する時、
着目する画素位置に対して隣接するｒ画素位置の一部が
物理的に存在しないからである。この場合の演算結果は
、下記の（１０）式となる。

ΔＴｌｈ＋Ｑ”ΔＴ　ｔＴｈ＋　（ｒ　−　＋）　／２
　Ｘ　Ｗ　（ｒ　−　＋）　／２　−　１＋Δ、＋ΔＴ
い．。・・・（１０） 参照画素数カウンタ３７が０までインクリメントされ、
比較器３５が参照画素位置アドバンス信号Ｕを出力した
時のクロストークラインバッファ５０の先頭アドレスの
値は、　（１ｌ）式となる。

ΔＴ，，，。＝＝ΔＴ　ｔｌ，，（ｒ−　１）　／２　
×ＷｏｎΔ１＋・・＋ΔＴ　ｔ＋％＋　（ｒ−　１）　
／２　Ｘ　Ｗ　＜ｒ−　１）　／２−　ＩＴ△，＋＋Δ
Ｔｔｈ＋　（ｒ−１）／２　ＸＷ（ｒ−＋）７ｚ＋Δ，
＋・・＋ΔＴ　ｔｈ＋　（ｒ　−　１）　×Ｗ　（ｒ−
１）　ｒΔ．−（１１）これが、クロストーク演算結果
である。ただし、この値は、放熱板温度に対するもので
ある。そこで、この値に放熱板温度ラインバッファ１９
に記憶している記録開始直前の第０画素位置の放熱板温
度値Ｔａ，．＋。を加算器５１によって加算する。この
加算結果が求めるべき第ｎライン第０画素記録後の予測
温度となる。予測温度はレジスタ５２に一時記憶し、マ
ルチブレクサ５４を介して予測温度ラインバッファ２０
をＴ。，０＋ΔＴ　Ｉ　ｎｏ　Ｏに更新する。ここで、
Ｔａｌ，ｙ。＋ΔＴ１イ，。をＴ．，。とする。同様に
、第ｎラインのすべての画素位置について更新する。

そして、この予測演算値が第２図のパルス幅テーブル６
に送出される。

パルス幅テーブル６はこの予測演算値と階調数に応じて
パルス幅を決定するが、サーマルヘッド４の予測温度が
高くなり過ぎ、正常なパルス幅を出力できない場合のみ
、図２のアラーム信号をサーマルヘッド制御部１５に送
出する。サーマルヘッド制御部１５は、プリンタメカ制
御部１２にアラーム信号を転送する。プリンタメカ制御
部１２はこのアラーム信号を受けパルスモータ１０・ｌ
１を停止するが、温度予測部３は記録周期毎に自然冷却
によるサーマルヘッド４の温度変化を次のように予測し
続ける。

温度予測部３は第２図のように、放熱板温度の実測を終
えると放熱板温度センス信号ｂをハイにして、階調数信
号１６、記録速度信号１７および放熱板温度データ信号
１８を入力する。この時、サーマルヘッド制御部１５は
記録動作を停止していることから階調数信号をすべて“
０″とする。次に、画素データ入力信号Ｃがローになる
ことによって、画素数カウンタ２５がリセット状態にな
り、予測するサーマルヘッド４の第０画素の位置を出力
する。

この位置情報および記録速度信号１７により、冷却定数
テーブル２６、抵抗値補正テーブル２１，加熱量テーブ
ル２２が確定し、前ラインでの演算により予測温度ライ
ンバッファ２０がすでに更新されており、第０画素につ
いて予測演算が可能となる。予測演算準備ができると、
加熱冷却予測演算信号ｆは基本クロック信号ｇの立ち下
がりに同期してハイとなる。加熱冷却予測演算信号ｆが
ハイになると、加熱冷却リセット信号ｈおよび加熱冷却
マルチプレクサ制御信号ｉを発生する。加熱冷却リセッ
ト信号ｈは累算器３０をリセットする。加熱冷却マルチ
ブレクサ制御信号ｉはマルチブレクサ２７．２８の出力
に第ｎ＋１ラインの第０画素での加熱量演算に必要な加
熱量テーブル２２からの加熱量ΔＴｂｎ。１，。

と冷却定数テーブル２６からの出力係数値＝１を乗算器
２９に入力する。ただし、階調数信号が“０”であるた
めに演算値は“０”となる。乗算器２９は基本クロック
信号ｇの立ち上がりでマルチプレクサ２７．２８の出力
である加熱冷却マルチプレクサデータ信号１，ｍを取り
込む。その乗算結果を累算器３０に累算し、基本クロッ
ク信号ｇの次の立ち上がりで、加熱冷却ラインバッファ
データ信号Ｗ・Ｘとする。

なお、この立ち上がりに先立ち、加熱冷却マルチブレク
サ制御信号ｊをローとすることで、マルチブレクサ２７
．２８は第ｎ＋ｌラインの第０画素での冷却量演算に必
要な予測温度ラインバッファ２０と放熱板温度ラインバ
ッファ１９とを減算器２３により減算した温度差と冷却
定数テーブル２６の出力を乗算器２９に入力する。つま
り、加熱量の演算結果の出力と冷却量の演算のためのデ
ータのフェッチを同一タイミングにて行う。乗算器２９
は第ｎ＋ｌライン第０画素を記録する直前の予測温度Ｔ
，。。１，。

と放熱板温度Ｔｓｈや，，。の差に冷却定数テーブル２
６の値を乗算する。その演算結果は、累算器３０で累算
され、記録開始から第ｎ＋ｌライン第０画素記録直後ま
での冷却量となり、次の基本クロック信号ｇの立ち上が
りで累算器出力データとなる。第５図では、この放熱板
温度に対する冷却量をΔＴい，１，。とする。演算結果
は、次の基本クロック信号ｇの立ち上がりで加熱冷却ラ
インバッファデータ信号Ｗ，Ｘとなる。この加熱冷却ラ
インバッファデータ信号Ｗ・Ｘは、バッファアドレス選
択器Ａ４４．　８４５で指定した加熱冷却ラインバッフ
７Ａ３１，Ｂ３２の（ｒ−１）／２に記憶する。続いて
、画素データ入力信号がハイになることによって、第１
画素に関する階調数信号と記録速度信号１７が入力され
る。次に、画素データ入力信号Ｃがローになることによ
って、画素数カウンタ２５がカウントアップし、予測す
るサーマルヘッドの位置を更新する。この位置情報およ
び記録速度信号により冷却定数テーブル２６、抵抗値補
正テーブル２１、？熱量テーブル２２が確定し、第１画
素について予測演算が可能となる。以下、第ｎ−１−１
ライン終了までこれらの演算を繰り返す。第１ライン終
了時、画素数カウンタ２５はライン内の画素数−１示し
、加熱冷却ラインバッファＡ３１．Ｂ３２は（ｒ−１）
／２から画素数カウンタ２５の値十（ｒ−１＞／２まで
加熱冷却演算の値を記憶する。第ｎ＋ｌラインの加熱冷
却演算が全て終わると、第ｎラインでのクロストーク演
算同様に演算を行い、下記の（１２）式の結果を得る。

△Ｔｌｈ＋Ｉ＋Ｏ＝ΔＴ　ｔｈ＊　、．　＜ｒ−　＋＞
　／２　Ｘ　ＷｏｏΔ、＋・・＋△Ｔｔｈ＋＋，　＜ｒ
−Ｉ）ｙ２ＸＷ（ｒ−１）／２−１＋Δｔ＋・十ΔＴ　
ｔｈ＋１＋　（ｒ−１）／■ＸＷ（ｒ−１）ｙ■，Δ、
＋・・十ΔＴｔｈ＋　Ｉｗ　（ｒ−　１）　ＸＷ　（ｒ
　−　１）　＋△，　・（１２）この値に放熱板温度ラ
インバッファ１９に記憶している記録開始直前の第０画
素位置の放熱板温度値Ｔｉｔｌ＋ｌ＋。を加算器５１に
よって加算する。この加算結果が求めるべき第ｎ＋ｌラ
イン第０画素記録後の予測温度となる。予測温度は、レ
ジスク５２に一時記憶し、マルチブレクサ５４を介して
予測温度ラインパッフｙ２０をＴｓｒ＋＋＋＋ｏ＋△Ｔ
Ｉｈ＋Ｉ＋Ｏに更新する。ここで、Ｔａｎ＋Ｉ＋Ｏ＋Δ
Ｔ　Ｉ　Ｒ＊　Ｉ＋　ＯをＴｐｎ＋１＋。

とする。同様に、第ｎ＋ｌラインのすべての画素位置に
ついて更新する。以下、サーマルヘッド４が指定された
記録濃度での印字可能な温度まで自然冷却まで冷却特性
を予測する。

印字可能な温度にサーマルヘッドが冷却されると、パル
ス幅テーブル６はサーマルヘッド制御部１５へのアラー
ム信号の送出を停止する。サーマルヘッド制御部１５は
プリンタメカ制御部１２へのアラーム信号を停止する。

プリンタメカ制御部１２はパルスモータ１０，１１を回
転させ、ローラ８とプラテン９により受像紙を搬送し、
記録が再開する。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によればサーマルヘッドの
発熱抵抗体の記録エネルギによる温度制御が不可能な場
合にも所望の記録濃度が得られ、蓄熱現象をより効果的
に利用する熱記録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図（ａ）は本発明の原理構或図、 第ｌ図（ｂ）は本発明の原理の説明図、第２図は本発明
の一実施例ブロック構或図、第３図は第２図の温度予測
部の詳細ブロック図、第４．５図は第３図の温度予測部
の動作タイミングチャート、 第６図はサーマルヘッドの構造断面図、及び第７図は従
来の問題点の説明図である。 （符号の説明） ３・・・温度予測部、　　　４・・・サーマルヘッド、
５・・・サーマルヘッド駆動部、 ６・・・パルス幅テーブル、７・・・受像紙、８・・・
ローラ、　　　　　　９・・・プラテン、１ｏ，ｉｉ・
・・パルスモータ、 １２・・・プリンタ機構制御部、 ｌ３・・・サーミスク、　　　１４・・・温度検出部、
１５・・・サーマルヘッド制御部。 し一一一一一一一 −．−＝−Ｊ 本発明の原理構成図 第１図（Ｑ） 第 １ 図（ｂ） 本発明の一実施例ブロック図 苗 ２ 図 サーマルヘッド構造図 第 ６ 図 ５８・・・放熱板 従来の問題点の説明図 第 ７ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画素若しくは複数画素を単位とするサーマルヘッド
   （４）の発熱抵抗体毎に蓄熱検出機構を備え、検出した
   蓄熱量を基にサーマルヘッドに加える印加電力を制御し
   て一定の記録濃度制御を行う熱記録装置であって、記録
   周期内のサーマルヘッドへの加熱量と冷却量を記録周期
   毎に予測することにより、記録周期開始直前の予測温度
   から記録周期終了直後の温度を予測し制御するサーマル
   ヘッド蓄熱制御装置において、 前記予測温度と階調数と記録速度に基づき記録エネルギ
   を決定する記録エネルギ決定テーブル（Ａ）と、 前記予測温度と階調数と記録速度に基づく判断から記録
   エネルギの制御が不可能なとき警告信号を送出する警告
   信号送出手段（Ｂ）と、 前記警告信号に基づき一時的に熱記録動作を停止する動
   作停止手段（Ｃ）とを備え、 前記発熱抵抗体が記録エネルギを最小にしても制御不可
   能な温度に到達すると熱記録を停止せしめ、かつ前記停
   止の期間においても記録周期毎にサーマルヘッド基板で
   の冷却予測演算を行い、発熱抵抗体が所定温度まで冷却
   すると前記熱記録を再開することを特徴とするサーマル
   ヘッド蓄熱制御装置。