JPH0467512B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は熱的な記録または表示を行う装置に使
用されるサーマルヘツド駆動装置に関する。

「従来の技術」 感熱記録紙や熱転写型記録媒体を用いて熱的な
記録を行う記録装置は、フアクシミリやプリンタ
等に広く使用されている。通常このような記録装
置では、単位発熱体（発熱要素）を列状に配置し
たサーマルヘツドが記録ヘツドとして用いられ
る。磁化潜像を利用して記録や表示を行う表示装
置にも同様のサーマルヘツドが使用されている。

さて、サーマルヘツドを用いて記録や表示を行
う際は、サーマルヘツドに設けられた多数の単位
発熱体に印字データに応じて選択的に電気パルス
を印加する。この電気パルスによつて各単位発熱
体が発熱し、その温度で例えば感熱記録紙の特定
個所が発色する。この温度が十分高くないと発色
が不十分となり記録画像が薄くかすれる。また、
この温度が高すぎると必要以上に濃く発色した
り、発色面積が広くなつて記録画像の細部がつぶ
れたりする現象を生ずる。また、記録開始時良好
な印字が行われても長時間の記録作業の後半では
サーマルヘツド全体の蓄熱現象によつて単位発熱
体の平均温度が上昇し、記録画像に全体として濃
度むらが生じることがある。

第６図は、サーマルヘツドの基板の長手方向
（横軸）の温度（縦軸）分布の一例を示している。

図中、特性は、サーマルヘツドの長手方向に
一定の匂配をもつた蓄熱現象が生じた場合、特性
は、サーマルヘツドの長手方向に不均一に波状
の蓄熱現象が生じた場合の例を示す。

特性のような現象は、基板の構造上の問題で
ある場合が多く、第７図に示したように、サーマ
ルヘツド１を載置した基板２の下面に取り付けた
ヒートシンク３の冷却力（ここではフインの長
さ）に差をつけるようにすれば抑制が可能であ
る。

また、特性のような現象は、特殊な画像の連
続記録の際に生じ、通常熱拡散により比較的短時
間に回復するが、第８図に示したように冷却力の
大きいヒートシンク３を取り付けたり、第９図に
示したようにフアン４を取り付けて基板を強制冷
却してその抑制を図つている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、以上のような方法によつても、記録
装置の設置環境、記録画像の特殊性その他種々の
要因によつて、サーマルヘツドの基板に不均一な
畜熱現象が生じることを完全に防止することがで
きない。

特に、ラインタイプのサーマルヘツドを使用し
て記録を行う場合、その長手方向に不均一な蓄熱
現象が生じると、記録画像に縞状の濃淡が生じて
非常に画質が劣化する。第６図の特性のような
一定の匂配をもつた蓄熱現象が生じると、記録画
像が左側にいくほど濃く、これも画質を劣化させ
る。

本発明は以上の点を解決するためになされたも
ので、サーマルヘツドの基板の不均一な蓄熱現象
の発生による印字品質の低下を防止することので
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」 本発明のサーマルヘツド駆動装置は、サーマル
ヘツドと、このサーマルヘツドを載置した基板
と、この基板の温度分布を予測する検出手段と、
基板を冷却する強制冷却装置とを有し、この強制
冷却装置は、検出手段によつて予測された温度分
布に基づいて基板の所定の区分ごとの冷却力を互
いに独立に制御することを特徴とするものであ
る。

強制冷却装置は例えば、基板の区分ごとにそれ
ぞれ各区分に対向して配置されたフアンとその風
量制御回路とから構成され、各フアンはそれぞれ
対向している区分の基板温度が高い程風量が多く
なるよう制御される。

このように例えば、基板の各部の温度を測定
し、その温度分布を予測し、その結果に応じて基
板の所定の区分ごとの冷却力を互いに独立に制御
すれば、基板に局部的な蓄熱が生じた場合、その
部位を集中的に冷却して、基板全体の温度の均一
化を図ることができる。

「実施例」 第１図は本発明のサーマルヘツド駆動装置の実
施例を示す概略図である。

発熱抵抗線等から成るサーマルヘツド１は、例
えばセラミツク製の基板２の上面に直線状に載置
されている。周知のように、これに印字パルスを
供給するためのリード線や周辺回路もこの基板上
に配置されるが、その図示は省略した。この基板
２の側面にはその長手方向の一端と、他端および
中央に孔が設けられ、温度測定器例えばサーミス
タ１１₁，１１₂，１１₃が挿入されている。基板
２の直下には３台のフアン４₁，４₂，４₃とその
風量制御回路１２とから成る強制冷却装置１３が
配置されている。風量制御回路１２は、交流電源
（AC）１４の供給電力を各フアン４₁，４₂，４₃
に伝送する回路中に挿入されたサイリスタやトラ
イアツク等から成るスイツチング回路（SCR）
１５と、この各スイツチング回路１５の位相角を
解決する位相制御回路（FC）１６とから構成さ
れている。３個のサーミスタ１１₁，１１₂，１１
_３の温度検出出力はこの位相制御回路１６に入力
されている。

このサーマルヘツド駆動装置は次のように動作
する。

何らかの外部要因によつて基板２に、第６図の
特性に示したような一定の匂配を持つた蓄熱現
象が生じたとする。このとき、サーミスタ１１₁
が最高温度を検知し、サーミスタ１１₂，１１₃の
順に低い温度を検出する。このときの各サーミス
タの電気抵抗の変化を利用して、コンデンサと抵
抗器を組合せた位相制御法によりスイツチング回
路１５の位相角を検出温度に対応させる。第２図
は、この強制冷却装置１３の具体的な結線例を示
す。

交流電源１４と単相交流モータを用いたフアン
(F)４₁を継ぐ回路に直列に、トライアツク１８を
使用したスイツチング回路１５が接続されてい
る。また、トライアツク１８のゲートには、トリ
ガダイオード１９を使用した位相回路１６が接続
されている。位相回路１６においては、抵抗器２
０とコンデンサ２１およびサーマルヘツドを載置
した基板に固定されたサーミスタ(T)１１₁とが直
列に接続されている。サーミスタ１１₁には、温
度上昇とともに抵抗値の下るものを使用する。ト
ライアツク１８と並列接続された抵抗器２２とコ
ンデンサ２３とはサージ吸収用のものである。

ここで、サーミスタ１１₁の固定された基板温
度が上昇すると、サーミスタ１１₁の抵抗値が下
る。サーミスタ１１₁の抵抗値が下るとコンデン
サ２１の充電速度が速くなり、コンデンサ２１の
両端の電圧がトリガダイオード１９のブレークオ
ーバ電圧に達するのが速くなる。従つてゲート電
流が速いタイミングで供給され、トライアツクの
導通角が大きくなり、フアンの風量が増加する。
基板温度が下ればその逆に、トライアツクの導通
角が小さくなりフアンの風量が減少する。

第３図は各フアン４₁，４₂，４₃に加わる電源
電圧波形を表わしている。サーミスタ１１₁，１
１₂，１１₃の基板温度測定データに基づいて、導
通角α₁、α₂、α₃がそれぞれ異なるよう制御されて
いる。すなわち、基板２を３つの区分２₁，２₂，
２₃に分けると、温度が高い区分２₁に対向してい
るフアン４₁に最も多く電力を供給して風量を多
くし、他の区分に対向しているフアンは順に風量
を少なくするよう制御する。基板の各区分２₁，
２₂，２₃の温度と風量の相関関係は、基板自体の
放熱性に負うところが大きい。基板に第８図に示
したような冷却力の大きいヒートシンク３が設け
てあれば、風量のわずかな増減によつて冷却力を
可変できる。

この実施例の装置を用いて、始めに３台のフア
ンの風量を一定にしたまま、基板の区分２₁の側
の黒比率が他の区分に比べて著しく高い画像の連
続記録を行つたところ、一定時間後にサーミスタ
１１₁は34.5℃、サーミスタ１１₃は30.3℃となつ
た。次に、各サーミスタ１１₁，１１₂，１１₃の
測定温度に基づいてフアンの風量を増減し記録を
継続したところ、サーミスタ１１₁は31.1℃、サ
ーミスタ１１₃は30.2℃となり、記録画像にほと
んど影響の無い温度分布となつた。

第４図は、この実験中に得られた記録画像の左
側と右側の光学濃度差（縦軸）と記録枚数（横
軸）との関係を示したものである。

図中上側の線はフアンの風量を一定にした場合
で、記録枚数が増えるに従つて光学濃度差が著し
く増加していくことがわかる。これに対して、本
発明のサーマルヘツド駆動装置のように風量制御
を行うと、図中下側の線で示すように、記録枚数
が増加しても光学濃度差の変化が少なく安定した
記録画質が得られることがわかる。

本発明のサーマルヘツド駆動装置は上記実施例
に限定されない。

基板の温度分布は、各単位発熱体に印加される
印字パルスや、その印字データから予測するよう
にしてもよい。印字パルス幅の補正のため基板温
度を測定している装置であれば、その温度測定器
の出力の全部または一部を利用してもよい。強制
冷却装置は必ずしもフアンを使う必要はない。例
えば、ヒートポンプを用いてその冷却力を制御す
るようにしてもよい。

また、風量調整は、フアンの回転制御のみなら
ず、第５図に示すように、フアン４と基板２との
間に配置した風向き調整用の羽根２５の傾き角す
なわち基板に吹きつける風の風向きを変化させる
ようにしてもよい。この実施例では、羽根２５に
挿通されたロツド２６をソレノイド２７が矢印２
８方向に前後させて羽根２５を矢印２９のように
左右に傾けるようにしている。

「発明の効果」 以上説明した本発明のサーマルヘツド駆動装置
は、検出手段によつて予測されたサーマルヘツド
の基板の温度分布に基づいて基板の所定の区分ご
との冷却力を互いに独立に制御するので、基板に
不均一な蓄熱現象が発生しても基板温度の不均一
性が緩和され、印字品質の低下を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーマルヘツド駆動装置の実
施例を示す概略図、第２図はその要部の結線図、
第３図はその動作説明図、第４図はその効果を説
明するための記録枚数と光学濃度差の関係を示す
グラフ、第５図はその変形例の要部断面図、第６
図は従来のサーマルヘツドの基板の温度分布図、
第７図と第８図は従来のサーマルヘツドの基板の
斜視図、第９図は従来のサーマルヘツド駆動装置
の要部斜視図である。 １……サーマルヘツド、２……基板、２₁，２
_２，２₃……基板の区分、４……フアン、１１₁，
１１₂，１１₃……温度測定器、１２……風量制御
回路、１３……強制冷却装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サーマルヘツドと、このサーマルヘツドを載
   置した基板と、この基板の温度分布を予測する検
   出手段と、前記基板を冷却する強制冷却装置を有
   し、この強制冷却装置は、前記検出手段によつて
   予測された温度分布に基づいて前記基板の所定の
   区分ごとの冷却力を互いに独立に制御することを
   特徴とするサーマルヘツド駆動装置。 ２ 前記強制冷却装置は、基板の区分ごとにそれ
   ぞれ各区分に対向して配置されたフアンとその風
   量制御回路とから構成され、前記フアンはそれぞ
   れ対向している区分の基板温度が高い程風量が多
   くなるように制御されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のサーマルヘツド駆動装置。