JPH08244267A - サーマルヘッドの駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 諧調制御を容易に且つ正確に行うことができ
る感熱記録装置或いは熱転写記録装置を提供する。 【構成】 記録媒体が発色に至る温度となるまで一定幅
の加速ストローブを印加して発熱抵抗体を通電し、続い
て階調記録濃度に応じた短い周期のパルスストローブ信
号を印加して発熱抵抗体を通電するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感熱記録装置或いは熱
転写記録装置等に用いられるサーマルヘッドの駆動制御
方法に関わり、更に詳しくは階調記録を行うためのサー
マルヘッドの駆動制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】感熱記録装置或いは熱転写記録装置に用
いられるサーマルヘッドは、ライン状に複数の発熱抵抗
素子を配列した発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体を記
録紙に圧接するとともに記録紙を搬送し、更に上記発熱
抵抗素子を選択的に駆動することにより記録紙上に所望
の画像を形成するよう構成されている。図２はこの種の
サーマルヘッドを用いた記録装置の構成を示す図であ
り、サーマルヘッド１は、セラミック基板１０の一端側
に主走査方向に延びるように設けられる発熱抵抗体１１
と、セラミック基板１０上の他端側に設けられる複数の
駆動回路１５と、副走査方向に延びるとともに、主走査
方向に等間隔に配列され、各々上記発熱抵抗体１１に接
続するよう設けられる複数の電源側リード導体１３と、
この複数の電源側リード導体１３に接続される共通電極
１４と、上記隣合う電源側リード導体１３の中間に副走
査方向に延びるよう設けられ、上記駆動回路１５にボン
ディングワイヤ１６により接続される複数の接地側リー
ド導体１２により構成されている。上記共通電極１４に
は電源１７が接続されており、この電源１７よりエネル
ギーを発熱抵抗体１１に供給している。シフトレジスタ
を有した駆動回路１５は、制御装置からの制御信号に基
づいて、接地側リード導体１２をグランドに接続し、こ
れによりこの接地側リード導体１２に接続される発熱抵
抗素子に、互いに隣合う電源側供給リード導体１３より
エネルギーが供給され、この発熱抵抗素子が発熱されて
記録媒体上に所望の記録を行うよう構成されている。こ
の駆動回路１５には、上記接地側リード導体１２が接続
されるとともに、フレキシブルプリント基板或いはガラ
ス−エポキシ等のプリント基板上に形成されるデータ信
号線１８１，クロック信号線１８２，ラッチ信号線１８
３，ストローブ信号線１８４，グランド接続線１８５に
も接続されている。記録装置の制御部は、コントローラ
２０，メモリ制御回路２１，通電時間制御回路２２より
なり、また、メモリ３はコンピュータ等の上位装置によ
り作成された記録データを、サーマルヘッドにより記録
される１ライン分のデータ毎に格納する。

【０００３】記録動作において記録装置の制御装置は、
図示しない駆動機構により記録媒体を副走査方向に移動
させるとともに、記録データをサーマルヘッド１に送信
して発熱抵抗素子１１を選択的に駆動する。図４はドッ
ト階調を行う場合の制御信号を示すタイミングチャート
であり、図に示す制御方法の場合、各単位発熱素子によ
る記録データを４分割し、記録すべき階調に応じて１ラ
インの記録におけるストローブ信号印加時間を変化させ
ることにより、記録ドットの大きさを制御し、階調記録
制御を行うものである。記録動作にあっては、制御装置
は、先ずメモリ３に格納している１ライン分のデータよ
り、記録すべき１ライン分の記録データを第１データと
して、この第１データをクロック信号に同期して駆動回
路１５に送信する。駆動回路１５においては、クロック
信号に基づいて、送信される記録データを順次シフトす
る。この第１データを送信し終えると、制御装置はラッ
チ信号を駆動回路１５に送信し、駆動回路１５はこの第
１データをラッチする。その後、通電時間制御回路２２
よりストローブ信号を駆動回路１５に送信し、駆動回路
１５はラッチした第１データに基づいて発熱抵抗体１１
を駆動する。これと同時に制御装置は、階調データとし
て第２階調以上の記録データを第２データとして駆動回
路１５にクロック信号に基づいて送信し、駆動回路１５
はクロック信号に基づいて送信されるこの第２データを
順次シフトする。この第２データを送信し終えると、制
御装置はラッチ信号を駆動回路１５に送信し、駆動回路
１５はこの第２データをラッチする。その後、通電時間
制御回路２２よりストローブ信号を駆動回路１５に送信
し、駆動回路１５はラッチした第２データに基づいて発
熱抵抗体１１を駆動する。以降同様に、第３階調，第４
階調のデータとしての第３データ，第４データの送信
と、各データによる記録（発熱抵抗体の駆動）を行い、
階調記録を伴った１ライン分の記録を行う。

【０００４】この場合、図４（ｆ）に示すように、第１
データのみにより記録された場合の記録ドットの大きさ
（第１階調）は小さく、この第１データおよび第２デー
タにより記録された記録ドットは、ストローブ信号によ
り単位発熱抵抗素子に通電される時間が長くなるので、
その大きさは第１階調よりも大きくなる（第２階調）。
同様に、第３データ乃至第４データにより記録された記
録ドットは、それぞれ順次大きくなるよう構成されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の記録装置におい
ては、サーマルヘッドの発熱抵抗素子に駆動パルスを印
加したときの温度特性は、図５に示すような曲線をなし
ている。また、感熱記録紙或いは熱転写インクシート
（リボン）等の記録媒体における記録濃度は、印加され
るエネルギー（発熱抵抗体の温度または発熱抵抗体に対
する通電時間に比例するエネルギー）に対して、図６に
示すような曲線をなす特性を有している。従って階調記
録を行う場合に、発熱抵抗体を通電するために印加する
ストローブ信号のパルス幅によって記録媒体の記録濃度
を制御しようとすると、発熱抵抗体の温度特性並びに記
録媒体の濃度特性が何れも曲線的となるので、発熱抵抗
体の温度制御および記録媒体の濃度制御を正確に行うこ
とは困難であった。

【０００６】本発明は上述の不具合を解決するためにな
されたもので、階調制御を容易に且つ正確に行うことが
できる感熱記録装置或いは熱転写記録装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のサーマルヘッドの駆動制御方法において
は、記録媒体が発色に至る温度となるまで一定幅の加速
ストローブを印加して発熱抵抗体を通電し、続いて短い
周期のパルスストローブを記録濃度の階調に応じた期間
印加して発熱抵抗体を通電するようにした。

【０００８】

【作用】発熱駆動されるべき発熱抵抗素子は、加速スト
ローブにより記録媒体が発色に至る温度となるまで通電
される。続いて、制御部は記録濃度の階調を示すデータ
に基づいて印加するパルスストローブ信号を決定し、こ
れを発熱抵抗素子に印加する。これにより発熱抵抗体の
温度は、記録媒体の発色温度を越える時点より印加され
るパルスストローブによりストローブ信号印加時間に比
例するように安定して上昇する。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明のサーマルヘッ
ドの駆動制御方法を説明する。本発明においても、上述
の従来技術と同様な構成を有したサーマルヘッドおよび
記録装置を用いるので、装置構成については図２に基づ
いて説明する。図１は本発明のサーマルヘッドの駆動制
御方法による制御信号のタイミングチャートおよびサー
マルヘッドの発熱抵抗体の温度特性を示す図である。

【００１０】本発明のサーマルヘッドの駆動制御方法に
おいては、コントローラ２０はコンピュータ等の上位装
置により作成された記録データをインタフェースを介し
て取り込み、これをメモリ３１に格納する。また、記録
動作の際には、この格納された記録データより記録すべ
き１ライン分の記録データを作成すると同時に、これよ
り前に記録したラインの記録データより履歴データを作
成し、それぞれラインバッファメモリ３２に格納し、こ
れらを順次サーマルヘッド１に送信してサーマルヘッド
１を駆動すると同時に、図示しない駆動機構により記録
紙（或いは記録紙とインクシート）を副走査方向（即ち
図のＹ方向）に移動させて記録を行う。

【００１１】各ラインの記録動作においては、先ずライ
ンバッファメモリ３２より履歴データをデータ信号線１
８１を介してサーマルヘッドの駆動回路１５に送信し、
駆動回路１５においては、メモリ制御回路２１より送信
されるクロック信号に基づいて、この履歴データを順次
シフトする。１ライン分の履歴データを送信し終える
と、コントローラ２０はサーマルヘッド１にラッチ信号
を発信し、これにより駆動回路１５は送られてきた履歴
データをラッチする。次にラインバッファメモリ３２よ
り、１ライン分の記録データを第１データとして、デー
タ信号線１８１を介してサーマルヘッドの駆動回路１５
に送信し、駆動回路１５においては、メモリ制御回路２
１より送信されるクロック信号に基づいて、この記録デ
ータを順次シフトする。これと同時に、コントローラ２
０は、通電時間制御回路２２によりサーマルヘッド１に
履歴ストローブ信号を送信し、駆動回路１５は、ラッチ
している履歴データおよび送信されてきた履歴ストロー
ブ信号に基づいて、発熱抵抗体１１に通電する。この
時、図１（ｄ）に示されるように、履歴ストローブ信号
は比較的短いパルス幅の信号であるので、通電される発
熱抵抗体１１は、記録媒体を発色させるに至る温度まで
達することがない。即ち、図１（ｅ）に示すように、通
電される発熱抵抗体１１の温度は、記録媒体の発色温度
Ｔまで上昇せず、この期間Ａの通電は、記録時における
発熱抵抗体１１の温度の立ち上がりを一定にするための
予熱期間となる。

【００１２】ラインバッファメモリ３２より第１データ
の送信が終了すると、コントローラ２０はサーマルヘッ
ド１にラッチ信号を発信し、これにより駆動回路１５は
第１データをラッチする。次にコントローラ２０は、通
電時間制御回路２２より所定期間連続する加速ストロー
ブ信号をサーマルヘッドに送信する。この加速ストロー
ブ信号により、通電される発熱抵抗体１１の温度は、記
録媒体１１の温度は記録媒体の発色温度Ｔまで上昇する
（図１（ｅ）における期間Ｂ）。

【００１３】この期間Ｂが経過した後、通電時間制御回
路２２はパルスストローブ信号をサーマルヘッド１に送
信する（図１（ｅ）における期間Ｃ）。この期間Ｂおよ
びＣにおいて、第１データ，即ち第１階調の記録が行わ
れる。サーマルヘッド１により第１データの記録が行わ
れると同時に、駆動回路１５には階調データである第２
データが、ラインバッファメモリ３２より送信され、駆
動回路１５は、メモリ制御回路２１より送信されるクロ
ック信号に基づいて、この第２データを順次シフトす
る。この第２データの送信が終了すると、コントローラ
２０は、サーマルヘッド１にラッチ信号を発信し、駆動
回路１５は第２データをラッチする。通電時間制御回路
２２は、期間Ｃに続いてパルスストローブ信号を送信
し、第２階調の記録を行う（図１（ｅ）における期間
Ｄ）。同時にコントローラ２０は、ラインバッファメモ
リ３２より第３データを駆動回路１５に送信する。以降
同様に、階調記録データである第３データ，第４データ
の送信、および第３データ，第４データによる記録動作
を行い（図１（ｅ）における期間Ｅ，Ｆ）、１ライン分
の記録を終了する。１ライン分の記録が終了した時点
で、コントローラ２０は図示しない記録装置の駆動機構
にフィード信号（図１（ｆ））を送信し、記録媒体を１
ライン分送る。

【００１４】続いてコントローラ２０は、ラインバッフ
ァメモリ３２より続くラインの記録データを履歴データ
から順次読み出してサーマルヘッドに送信し、続くライ
ンの記録を行う。

【００１５】図１に示されるように、本発明における発
熱抵抗体１１を駆動するためのパルスストローブ信号の
発信周期は、各階調データによる記録期間毎に異なって
いる（期間Ｃ乃至Ｆ）。これは、予め検出した発熱抵抗
体の特性により決定したもので、発熱抵抗体１１の温度
が記録媒体の発色温度を越える付近（図１（ｅ）におけ
る期間Ｃ，Ｄ）においては周期が長く、限界温度付近
（期間Ｆ）においては短くなっている。これにより発熱
抵抗体の温度特性を、直線状にすることができる。即
ち、このパルスストローブ信号の印加時間に比例して安
定して上昇することとなる。よって、階調記録の際に
は、図５に示す記録媒体の温度特性に基づいて、各階調
とそれに対応するストローブ信号の印加時間，即ち発熱
抵抗体の通電時間の関係を検出し、これに基づいて各階
調記録時のパルスストローブ信号の発信周期を決定して
おき、このパルスストローブ信号により発熱抵抗体１１
を駆動することにより、簡単に且つ確実に階調制御を行
うことができる。

【００１６】また、発熱抵抗体が通電状態にあるとき、
駆動する発熱抵抗体のドット部分においては、その中央
部分の温度が周辺部分に比べて高くなるが、本発明のよ
うにパルスストローブ信号により間欠的に駆動すること
により、ドットの中央部分とその周辺部分の温度差が小
さくなり、これにより発熱抵抗体を安定して発熱駆動さ
せることができる。

【００１７】上述の実施例においては、各階調記録にお
いて、パルスストローブ信号の発信周期を変化するよう
構成しているが、図３に示すように、パルスストローブ
信号の周期を一定とし、各単位パルス信号のパルス幅，
即ちデューティ比（ＯＮ／ＯＦＦ時間の比率）を適宜可
変するよう構成しても良い。即ち、発熱抵抗体１１の温
度が記録媒体の発色温度を越える付近（図１（ｅ）にお
ける期間Ｃ，Ｄ）においてはデューティ比が小さく、限
界温度付近（期間Ｆ）においては大きくなっている。こ
れにより発熱抵抗体の温度特性を、上述の実施例と同様
に直線状にすることができる。

【００１８】本発明のサーマルヘッドの駆動制御方法に
おいては、記録媒体が発色に至る温度となるまで一定幅
の加速ストローブ信号をサーマルヘッドに印加し、発熱
抵抗体の温度が発色温度を越えた後、続いて短い周期の
パルスストローブ信号を印加して発熱抵抗体を駆動する
ようにしているので、高速記録を行うために、発熱抵抗
体に供給する電源の電圧を大きくしても、パルスストロ
ーブ信号により間欠的に通電することにより、ドットの
中央部分のみが高温となって発熱抵抗体を破損する等の
不具合を起こすことがないので、高速で且つ安定した記
録を行うことができる。また、発熱抵抗体の温度はパル
スストローブ信号の印加時間に比例するので、階調デー
タに対応してパルスストローブ信号を印加する時間を適
宜決定することにより、簡単に且つ正確に濃度階調制御
を行うことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のサーマルヘ
ッドの駆動制御方法においては、記録媒体が発色に至る
温度となるまで一定幅の加速ストローブ信号を発熱抵抗
体に印加して通電し、続いて階調データに応じた数のパ
ルスストローブ信号を発熱抵抗体に印加して通電するよ
う構成したので、濃度階調制御を容易に且つ正確に行う
ことができる。また、高速記録を行うために、発熱抵抗
体に供給する電源の電圧を大きくしても、パルスストロ
ーブ信号により間欠的に通電することにより、ドットの
中央部分のみが高温となって発熱抵抗体を破損する等の
不具合を起こすことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のサーマルヘッドの駆動制御信号を示
すタイミングチャートである。

【図２】 本発明および従来のサーマルヘッドおよびこ
れを用いる記録装置の制御部の構成を示す図である。

【図３】 本発明の他の実施例におけるサーマルヘッド
の駆動制御のためのストローブ信号を示すタイミングチ
ャートである。

【図４】 従来のサーマルヘッドの駆動制御信号を示す
タイミングチャートである。

【図５】 発熱抵抗体における温度特性を示す図であ
る。

【図６】 記録媒体における記録濃度特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ サーマルヘッド ２ 制御部 ３ メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライン状に複数の発熱抵抗素子を配列し
   た発熱抵抗体を有し、記録濃度の階調に応じた通電スト
   ローブ信号を上記発熱抵抗体に印加することにより記録
   媒体上に所望の記録を行うサーマルヘッドの駆動制御方
   法において、 記録媒体が発色に至る温度となるまで上記発熱抵抗体に
   一定幅の加速ストローブ信号を印加して通電し、続いて
   記録濃度の階調に応じた短い周期のパルスストローブ信
   号を上記発熱抵抗体に印加するようにしたことを特徴と
   するサーマルヘッドの駆動制御方法。
2. 【請求項２】 上記短い周期のパルスストローブ信号
   は、記録濃度の階調に応じて発信周期が予め決定されて
   いることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッドの
   駆動制御方法。
3. 【請求項３】 上記短い周期のパルスストローブ信号
   は、記録濃度の階調に応じて単位パルス信号のパルス幅
   が予め決定されていることを特徴とする請求項１記載の
   サーマルヘッドの制御方法。