JPH0832466B2 - 熱記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ファクシミリ、プリンタなどに用いられる
熱記録装置に関する。

従来の技術 従来この種の装置は、印字有りの画素信号を受け取っ
た場合のみ、その印字有りの画素信号に対応する熱記録
ヘッド（サーマルヘッド）の発熱素子に印加電力を加え
ることによって画情報の記録を行っていた。

たとえば、通常の場合は、印字有りの画素信号が黒画
素信号で、印字無しの画素信号が白画素信号となってい
て、発熱素子に所定の印加電力を与えたときに黒画素が
印字されて記録されるようになっている。

このような場合、従来のこの種の装置では、黒画素信
号を記録するときだけ発熱素子に所定の印加電力を加
え、白画素信号を記録するときには発熱素子に印加電力
を全く与えないように構成されていた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる構成によれば、記録開始直後あるいは
印字無しの画素信号すなわち白画素信号が数ライン連続
して記録された直後に印字有りの画素信号すなわち黒画
素信号を印字して記録するような場合に、その黒画素信
号の記録濃度が著しく低下してしまうという問題点があ
った。

上述の問題は以下の理由で生じる。すなわち、一般
に、発熱素子の温度は、電力を印加してから記録紙を十
分に発色させられるまでの温度まで到達するのに時間が
かかることによる。

たとえば、第６図に示すように、第１回目の印字の際
には、黒画素信号を記録させるために、発熱素子t1の時
間だけ電力を印加しても、この印加時間t1内に発熱素子
は、記録紙を十分に発色させられるだけの温度Ｔまで立
ち上がることができない。この場合、第２回目の印字の
際に、引き続いて黒画素信号を記録させるためにt2の時
間だけ電力を印加すると、このときになって、発熱素子
ははじめて、その印加時間t2内にて記録紙を発色させる
のに十分な温度に達することができる。

このため、たとえば記録開始直後あるいは白画素信号
だけの記録が連続した直後の最初に記録される黒画素信
号の濃度は、この後に引き続いて記録される黒画素信号
の濃度よりも低くなってしまう。この結果、所望の記録
画像が得られなくなってしまう。

上記問題を解決する手段としては、第１回目の黒画素
信号を印字する際に上記印加時間t1を長くすることが考
えられる。こうすれば、第１回目の印字から十分な記録
濃度を得ることができるようになる。しかし、これを実
際に行うと、第１回目の印字から第２回目の印字までの
時間いわゆる記録周期が長くなって、記録速度が大きく
低下してしまうという別の問題が生じる。

また、特開昭56-136375号公報および特開昭60-92878
号公報には、熱記録ヘッド等の温度を検出し、この検出
結果に基づいて発熱素子の予備加熱量を制御することに
よってライン間での濃度むらを補償する技術が記載され
ている。

しかし、これらの技術では、温度センサーなどを必要
とするために構成が複雑になることに加えて、発熱素子
そのものの温度ではなく、その周辺の温度に基づいて行
われる補償であるためにどうしても応答性が悪く、この
ため非常に大まかな補償しが行えなかった。したがっ
て、画素単位での濃度むらはもちろん、近接するライン
間での濃度むらでさえも十分に補償することができな
い、という問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、記
録速度を大きく低下させることなく、簡単な構成でもっ
て、記録濃度むらを画素単位で補償することができるよ
うにし、これにより良質な記録画素を得ることができる
熱記録装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するために、複数個の発
熱素子を有する熱記録ヘッドと、この熱記録ヘッドによ
り熱記録される記録対象画素の隣接画素が白画素である
か、否かを判定する判定手段と、記録対象画素が白画素
の場合、前記判定手段が隣接画素の両方が白画素と判定
する時には印字に至らない程度の印加電力を与え、隣接
画素の両方が黒画素と判定する時には印加電力を与えな
い制御を行なう制御手段という構成を備えたものであ
る。

作用 本発明は上述の構成によって、記録対象画素が白画素
であり、記録対象画素の隣接画素の両方が白画素の時に
は印字に至らない程度の印加電力を与え、隣接画素の両
方が黒画素のときには黒画素からの影響により記録対象
画素が予熱と同等のことが得られるため、予熱を与えな
いものである。これにより、記録速度を大きく低下させ
ることなく、簡単な構成で記録濃度のむらを画素単位で
補償することができるようになって、良質な記録画素を
得ることが可能になる。

実施例 第１図は本発明の一実施例による熱記録装置の概略構
成を示すものであって、１は複数個の発熱素子を有する
熱記録ヘッド（サーマルヘッド）、２は１ライン分の画
信号ｃを格納するラインメモリ、３はラインメモリ２に
格納された画信号を読み出す際の制御を行う読出制御
部、４は隣接する発熱素子によって記録される局部的な
隣接画情報が特定パターンであるか否かを発熱素子ごと
に判定する判定回路、５は発熱素子の通電時間幅を設定
するパルス発生回路、６は上述した各部の動作を集中的
に制御する制御部、７は１ライン分の画信号ｃの転送を
外部回路（図示せず）に要求する画信号転送要求信号ａ
の出力端子、８は１ページ分の画信号ｃの有効区間を示
すために上記外部回路から与えられる画信号有効区間信
号ｂの入力端子、９は画信号ｃの入力端子、10は１ライ
ン分の画信号の有効区間を示すために上記外部回路から
与えられるライン・イネーブル信号ｄの入力端子、11は
１ライン分の画信号ｃに同期して上記外部回路から与え
られるクロックパルスｅの入力端子である。

ここで、熱記録ヘッド１には、主走査方向に１ライン
分の画信号を画素単位で記録できるだけの数の発熱素子
と、１ライン部の画信号を１画素分ずつ保持するシフト
レジスタ、および各発熱素子への発熱用電力の印加を制
御するゲート列などが組み込まれている。

読出制御部３は、上記ラインメモリ１から記録画情報
としての画信号ｌをその記録位置順に１画素分ずつ読み
出させるとともに、この画信号ｌの画素に隣接して記録
される画素の画信号ｌ−１、ｌ＋１も隣接画情報として
一緒に読み出させるための制御を行う。つまり、１画素
分の記録画信号ｌに伴って２画素分の隣接画信号ｌ−
１、ｌ＋１が一緒に読み出されるようになっている。こ
こで、記録画情報として読み出される画信号ｌの記録位
置が主走査ラインの端にあるために、隣接画情報として
の画信号ｌ−１あるいはｌ＋１が実在しない場合には、
その実在しない画信号ｌ−１あるいはｌ＋１は白信号に
相当する“L"（低レベル）に疑似的に置き換えられて読
み出されるようになっている。

判定回路４は、制御部６から発せられる選択信号ｒ、
ｓの状態に基づいて２通りの動作を行う。

すなわち、選択信号ｒのが能動状態である“L"（低レ
ベル）にされたときは、上記ラインメモリ２から記録画
信号ｌとともに読み出された隣接画信号ｌ−１、ｌ＋１
が予め定めた特定パターンであるか否かを判定する。特
定パターンであると判定したならば、黒信号に相当する
“H"（高レベル）の信号ｙを出力する。また、特定パタ
ーンでないと判定しなたらば、白信号に相当する“L"
（低レベル）の信号ｙを出力すると。この信号ｙは、判
定の情報源となった隣接画信号ｌ−１、ｌ＋１と一緒に
読み出された記録画信号ｌに対応する記録位置の画素信
号として、熱記録ヘッド１内のシフトレジスタに入力さ
れて保持される。

一方、選択信号ｓの方が能動状態である“L"（低レベ
ル）にされたときは、上記ラインメモリ２から読み出さ
れる記録画信号ｌの論理状態に応じた信号ｙが出力さ
れ、これが熱記録ヘッド１に画信号として入力される。
つまり、記録画信号ｌが熱記録ヘッド１内のシフトレジ
スタにそのまま入力されて保持される。

パルス発生回路５は、上記選択信号ｓ、ｒの状態にし
たがって、それぞれに所定のパルス幅Pa、Pbをもつ２種
類のパルス信号ｕまたはｗを選択的に発生する。

すなわち、選択信号ｒの方が“L"（低レベル）のとき
は第一のパルス幅Paをもつパルス信号ｕを発生し、選択
信号ｓの方が“L"（低レベル）のときは第二のパルス幅
をもつパルス信号ｗを発生する。このパルス発生回路４
から発生されたパルス信号ｕまたはｗは、印字時におけ
る発熱素子の通電時間を制御する信号として熱記録ヘッ
ド１に与えられる。

制御部６は、たとえばマイクロ・プロセッサなどの汎
用情報処理装置を用いて構成される。この制御部６に
は、印字時に上記判定回路４によって隣接画信号ｌ−
１、ｌ＋１が特定パターンであると判定された発熱素子
に対して印字に至らない程度の第一の印加電力を与え、
かつ印字有りすなわち黒信号に対応する発熱素子に第二
の印加電力を与えて印字を行わせる記録回路の機能が含
まれている。

以上のように構成された熱記録装置について、以下そ
の動作を説明する。

第２図、第３図、第４図は、第１図にその概略構成を
示した熱記録装置の各部における信号のタイミングチャ
ートを例示する。

先ず、第２図に示すように、制御部６は、初期化信号
ｆ、ｉ、ｔを一時的に“L"（低レベル）の能動状態にす
ることによって、ラインメモリ２、読出制御部３、およ
び判定回路４をそれぞれ初期化する。この初期化によっ
てラインメモリ２の内容は全て白信号にされる。この初
期化の後、熱記録装置は図示しない外部回路からの画信
号をラインメモリ２に書き込む動作に移行する。

上記初期化の後、制御部６は画信号転送要求信号ａを
“L"（低レベル）の能動状態にすることによって、外部
回路（図示せず）に画信号の転送を要求する。これに応
答して、上記外部回路から“L"（低レベル）の画信号有
効区間信号ｂが入力され、さらに“L"（低レベル）のラ
イン・イネーブル信号ｄが入力されると、このライン・
イネーブル信号ｄが有効な区間すなわち“L"（低レベ
ル）の能動状態になっている間に、上記外部回路からク
ロックパルスｅに同期して転送されてくる１ライン分の
画信号ｃがラインメモリ２に書き込まれる。

なお、ｇは制御部６から発せられるシステム内のクロ
ックパルスである。

１ライン分の画信号ｃのラインメモリ２への転送が終
了すると、上記外部回路によって、ラインイネーブル信
号ｄが非能動状態である“H"（高レベル）に一旦復帰さ
せられる。このラインイネーブル信号ｄが“H"（高レベ
ル）になると、制御部６は、ラインメモリ２に格納され
た画信号を記録位置順に読み出すために、第３図に示す
ような動作に移行する。

ラインメモリ２から画信号を読み出させるために、制
御部６は先ず、読出制御部３に対してスタート信号ｈを
発する。この後、制御部６は、第３図に示すように、選
択信号ｒの方を能動状態である“L"（低レベル）に設定
する。

スタート信号ｈを受けた読出制御部３は、第３図に示
すように、ラインメモリ２に対して読出開始信号ｘを発
する。これにより、制御部６からのクロックパルスｇに
同期して、上記ラインメモリ２から記録画情報としての
画信号ｌがその記録位置順に１画素分ずつ読み出される
とともに、この画信号ｌの画素に隣接して記録される画
素の画信号ｌ−１、ｌ＋１も隣接画情報として一緒に読
み出されるようになる。つまり、制御部６からクロック
パルスｇが１回発せられるごとに、１画素分の記録画信
号ｌと２画素分の隣接画信号ｌ−１、ｌ＋１の計３画素
分の画信号が一緒に読み出されるようになる。このと
き、記録画情報として読み出される画信号ｌの記録位置
が主走査ラインの走査開始端あるいは走査終了端にある
ために、隣接画情報としての画信号ｌ−１あるいはｌ＋
１が実在しなかった場合には、その実在しなかった画信
号ｌ−１あるいはｌ＋１は、白信号に相当する“L"（低
レベル）に疑似的に置き換えられて読み出される。この
読み出された画信号ｌ、ｌ−１、ｌ＋１は、制御部６か
らのクロックパルスｇに同期して判定回路４に入力され
る。

判定回路４は、選択信号ｒが能動状態である“L"（低
レベル）であることにより、記録画信号ｌとともに読み
出された隣接画信号ｌ−１、ｌ＋１が予め定めた特定パ
ターンであるか否かを判定する。特定パターンであると
判定したならば、黒信号に相当する“H"（高レベル）の
信号ｙを出力する。また、特定パターンでないと判定し
たならば、白信号に相当する“L"（低レベル）の信号ｙ
を出力する。この“H"（高レベル）または“L"（低レベ
ル）の信号ｙは、判定の情報源となった隣接画信号ｌ−
１、ｌ＋１と一緒に読み出された記録画信号ｌに対応す
る記録位置の画素信号として、制御部６からのクロック
パルスｇに同期して熱記録ヘッド１に転送される。熱記
録ヘッド１内では、その信号ｙを正規に画信号と同様に
内部のシフトレジスタに順次蓄える。

以上のようにして、隣接画情報のパターンによって
“H"（高レベル）または“L"（低レベル）のいずれかの
理論レベルをもたせられた信号ｙが、疑似的な画信号と
して熱記録ヘッド１に転送される。

上記信号ｙの転送が１ライン分の画信号について終了
すると、読出制御部３は制御部６に対して読出終了信号
ｉを発する。この読出終了信号ｉを受けた制御部６は、
初期化信号ｊを発して読出制御部３を初期化し、さらに
この後に初期化信号ｔを発して判定回路４を初期化す
る。

この初期化の後、制御部６は、パルス発生回路５に対
して印字開始信号ｐを発する。この印字開始信号ｐを受
けたパルス発生回路５は、上記設定信号ｒが“L"（低レ
ベル）に設定されていることにより、第一のパルス幅pa
をもつパルス信号ｕを発生する。このパルス信号ｕは、
発熱素子の通電制御信号として熱記録ヘッド１に与えら
れる。

これにより、熱記録ヘッド１内のシフトレジスタに蓄
えられた信号ｙの中の“H"（高レベル）をとる信号の記
録位置に対応する発熱素子が、第一のパルス幅Paによっ
て定められる大きさの印加電力を与えられて選択的に発
熱駆動される。

この場合、第一のパルス幅Paは、発熱素子に与えられ
る印加電力が印字に至らない程度つまり記録紙を黒く発
色させない程度の大きさとなるような長さに予め設定さ
れている。

これにより、隣接画情報のパターンに基づいて選択さ
れた発熱素子だけに、印字に至らない程度の大きさをも
つ第一の印加電力が与えられる。

この後、第４図に示すように、パルス発生回路５は、
制御部６に対して印字終了信号ｑを発する。この印字終
了信号ｑを受けた制御部６は、上記選択信号ｒを“H"
（高レベル）に復帰させる。

次に、第５図に示すように、制御部６は、再びライン
メモリ２から画信号を読み出させるために、前回の場合
と同様、読出制御部３に対してスタート信号ｈを発す
る。さらにこの後、第６図に示すように、選択信号ｓの
方を能動状態である“L"（低レベル）に設定する。

スタート信号ｈを受けた読出制御部３は、第５図に示
すように、ラインメモリ２に対して読出開始信号ｘを発
する。これにより、読出制御部３は画信号の読み出しを
開始させ、前回と同様に、制御部６からのクロックパル
スｇに同期して、上記ラインメモリ２から記録画情報と
しての画信号ｌをその記録位置順に１画素分ずつ読み出
させるとともに、この画信号ｌの画素に隣接して記録さ
れる画素の画信号ｌ−１、ｌ＋１も隣接画情報として一
緒に読み出される。読み出された画信号ｌ、ｌ−１、ｌ
＋１は判定回路４に入力される。

判定回路４は、上記選択信号ｓが“L"（低レベル）で
あることによって、記録画信号ｌをそのまま熱記録ヘッ
ド１に信号ｙとして転送する。

記録画信号ｌからなる信号ｙの転送が１ライン分の画
信号について終了すると、これも前回と同様、読出制御
部３は制御部６に対して読出終了信号ｉを発する。この
読出終了信号ｉを受けた制御部６は、初期化信号ｊを発
して読出制御部３を初期化し、さらにこの後に初期化信
号ｔを発して判定回路４を初期化する。

この初期化の後、制御部６は、パルス発生回路５に対
して印字開始信号ｐを発する。この印字開始信号ｐを受
けたパルス発生回路５は、上記設定信号ｓが“L"（低レ
ベル）に設定されていることにより、今度は、第二のパ
ルス幅Pbをもつパルス信号ｗを発生する。このパルス信
号ｗは、発熱素子の通電制御信号として熱記録ヘッド１
に与えられる。

これにより、熱記録ヘッド１内のシフトレジスタに蓄
えられた信号ｙの中の“H"（高レベル）をとる信号の記
録位置に対応する発熱素子が、第二のパルス幅Pbによっ
て定められる大きさの印加電力を与えられて選択的に発
熱駆動される。

この場合、第二のパルス幅Paは、隣接の発熱素子にも
一緒に印加電力を与えられたような場合に、記録紙を確
実に発色させられる温度に達するのに必要かつ十分な印
加電力がもたらされるような長さに予め設定されてい
る。

これにより、熱記録ヘッド１内の発熱素子のうち、黒
信号に対応する発熱素子だけが第二の印加電力Pbを与え
られて黒画素を印字することにより、１ライン分の画信
号が記録される。

この後、第４図に示すように、パルス発生回路５は、
制御部６に対して印字終了信号ｑを発する。この印字終
了信号ｑを受けた制御部６は、上記選択信号ｓを“H"
（高レベル）に復帰させる。

この後は、記録紙が副走査方向に１ラインピッチ分だ
け相対移動させられて、次の１ライン分の画信号の記録
動作の準備が行われる。

上述した一連の動作は、画信号有効区間信号ｂが“L"
（低レベル）の能動状態となっている有効区間の間繰り
返される。そして、その画信号有効区間信号ｂが“H"
（高レベル）の非能動状態となったときに終了されて、
１ページ分の記録が完了する。

ここで、第５図は、上記判定回路４に入力される画信
号ｌ、ｌ−１、ｌ＋１のパターンと、各パターンごとの
判定回路４の判定結果と、この判定結果に基づいて上記
パルス発生回路５から発せられるパルス信号のパルス幅
との関係を例示したものである。

同図に例示するように、記録画信号ｌの両側に隣接し
て記録される画信号ｌ−１、ｌ＋１が共に黒信号である
場合には、この隣接信号ｌ−１、ｌ＋１のパターンは特
定パターンでないと判定される。この判定結果が出たと
き、その隣接画信号ｌ−１、ｌ＋１の間の記録画信号ｌ
を記録する発熱素子には第一のパルス幅Paによる印加電
力は与えられない。したがって、このときの記録画信号
ｌを記録する発熱素子は、その画信号ｌが黒信号であっ
たときだけ第二のパルス幅Pbによる印加電力を与えら
れ、その画信号ｌが白信号であったときには印加電力が
与えられない。

また、記録画信号ｌの両側に隣接して記録される画信
号ｌ−１、ｌ＋１が共に白信号である場合には、この隣
接画信号ｌ−１、ｌ＋１のパターンは特定パターンであ
ると判定される。この判定結果が出たとき、その隣接画
信号ｌ−１、ｌ＋１の間の記録画信号ｌを記録する発熱
素子には、印字の有無に係わらず、第一のパルス幅Paに
よる印加電力が与えられる。したがって、このときの記
録画信号ｌを記録する発熱素子は、その画信号ｌが白信
号であっても第一のパルス幅Paによる印加電力を与えら
れて印字に至らない程度に予備加熱され、その画信号ｌ
が黒信号であったときには第一のパルス幅Paによる印加
電力に加えて第二のパルス幅Pbによる印加電力が与えら
れる。

なお、隣接画信号ｌ−１、ｌ＋１の一方が白画信号で
他方が黒画信号であるような場合の上記判定回路４での
取り扱いについては、発熱素子の発熱特性などの個別条
件に応じて、特定パターンまはた非特定パターンのいず
れかに判定されるようにする。

以上のように、上述した熱記録装置では、印字時に隣
接画信号ｌ−１、ｌ＋１の状態に基づいて選択される特
定の発熱素子だけに第一印加電力を与えることによっ
て、各発熱素子は、その第一の印加電力または隣接発熱
素子からの熱のいずれかによって、常に所定の印字時間
内に黒画素信号を印字するのに十分な温度に到達できる
一定範囲の温度に予備加熱される。これにより、黒画素
信号に対応する発熱素子に第二の印加電力を与えたとき
に、印字開始直後あるいは白画素の記録が連続した後で
も、常に十分な記録濃度が得られるようになって、所望
の記録画像を得ることができるようになる。

このとき、第一のパルス幅Paによる印加電力または隣
接発熱素子からの熱のいずれかによって発熱素子が常に
一定の温度範囲まで予備加熱されることにより、第二の
パルス幅Pbによる印加電力の大きさは、従来において黒
画素を記録させるために一度に与えていた印加電力より
も小さくすることができる。したがって、印加電力を２
回に分けて与えても、そのために行われる発熱素子への
通電所要時間はそれほど長くなることはない。

さらに注目すべきことは、第一の印加電力による発熱
素子の予備加熱が一律に行われるのではなく、各発熱素
子ごとにその隣接発熱素子の発熱状態に基づいて個別に
行われるということである。これにより、ライン間での
記録濃度のむらを補償できることはもちろん、ライン内
の画素間での記録濃度のむらも補償することができる。

しかも、上述した補償は画情報の内容に基づいて画素
単位で行われるので、温度センサーなどを必要としない
非常に簡単な構成でもって、画素ごとにきめ細かに濃度
補償された良好な記録画像を得ることができる。

以上のようにして、上述した実施例の熱記録装置で
は、記録速度を大きく低下させることなく、簡単な構成
で記録濃度のむらを画素単位で補償した良質な記録画像
を得ることができる。

なお、上述した実施例では、特定パターンか否かの判
定対象とした隣接画情報が記録画情報の両側１画素分ず
つであったが、たとえば２画素分ずつ計４画素分あるい
はそれ以上の画情報を隣接画情報として判定の対象にし
てもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、記録対象
画素が白画素であり、記録対象画素の隣接画素の両方が
白画素の時には印字に至らない程度の印加電力を与え、
隣接画素の両方が黒画素のときには黒画素からの影響に
より記録対象画素が予熱と同等のことが得られるため、
予熱を与えないようにすることによって、熱記録ヘッド
の発熱素子を所定の印字時間内に印字有りの画素信号を
印字するのに十分な温度に到達できる範囲にもってくる
ことが個別に行われるため、記録速度を大きく低下させ
ることなく、簡単な構成でもって、記録濃度のむらを画
素単位で補償し、良質な記録画像を得ることができると
いう効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す熱記録装置の概略構成
図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ第１図に示した
熱記録装置の各部における信号の状態を例示するタイミ
ングチャート、第５図は第１図中に概略構成を示した判
定回路４によって判定されるパターンとそのときに発せ
られるパルス信号のパルス幅の一例を示す図、第６図は
従来の熱記録装置における熱記録ヘッドの発熱素子表面
の温度変化状態の説明図である。 １……熱記録ヘッド（サーマルヘッド）、２……ライン
メモリ、３……読出制御部、４……判定回路、５……パ
ルス発生回路、６……記録回路を含む制御部、７……信
号出力端子、８、９、10、11……信号入力端子、ｌ……
記録画情報として読み出された画信号、ｌ−１、ｌ＋１
……隣接画情報として読み出された画信号、Pa……第一
の印加電力をもたらす第一のパルス幅、Pb……第二の印
加電力をもたらす第二のパルス幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の発熱素子を有する熱記録ヘッド
   と、この熱記録ヘッドにより熱記録される記録対象画素
   の隣接画素が白画素であるか、否かを判定する判定手段
   と、記録対象画素が白画素の場合、前記判定手段が隣接
   画素の両方が白画素と判定する時には印字に至らない程
   度の印加電力を与え、隣接画素の両方が黒画素と判定す
   る時には印加電力を与えない制御を行なう制御手段とを
   具備する熱記録装置。