JPH09156152A - 通電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチヘッドの温度が上昇した場合にもコイ
ルに保磁力以上の磁界を発生する電流を流すことにより
安定な潜像画質を得ることの可能な通電制御装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 複数の記録ヘッドを搭載したマルチヘッ
ド４１の温度は熱電対７１により測定され、制御部７４
に取り込まれる。制御部は、マルチヘッドの温度から各
記録ヘッドのコイル４１２ａ、ｂ、ｃの等価抵抗を算出
し、この等価抵抗ならびに基準温度における等価抵抗お
よび保磁力以上の磁界を発生するための電圧に基づい
て、現在のマルチヘッドの温度において保磁力以上の磁
界を発生するために必要な電圧を算出し、可変電圧源７
３に対して電圧設定指令値を出力する。また温度が上限
温度以上に上昇した場合にはコイルの溶断を防止するた
めにコイルへの給電を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は通電制御装置に係
り、特に磁気印写装置に使用される記録ヘッドの通電制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年磁気印写装置が実用化され、その高
速性が注目されている。図１は、例えば特公昭５５−３
４４３１号公報に開示されている磁気印写装置による印
写過程の説明図である。即ち横方向は転写紙の任意の断
面を示し、（イ）は画像信号を、（ロ）は記録クロック
を、（ハ）は記録電流を、（ニ）は磁化パターンを、
（ホ）は現像磁界を、（ヘ）はトナー吸着モデルを、そ
して（ト）は転写定着後のモデルを示している。

【０００３】１．（ハ）に示すように記録クロック
（ロ）の立ち下がり時に画像信号（イ）が黒であれば記
録ヘッドに＋Ｉの電流を流し、白であれば記録ヘッドに
−Ｉを流すことにより、磁性材を塗布した磁気ドラム上
に記録電流が反転するたびに磁化方向が反転する潜像
（ニ）が形成される。 ２．現像磁界（ホ）の中で磁気ドラム上に形成された潜
像（ニ）に磁性トナーをふりかけ、磁化方向の反転する
境界付近にトナーを吸着させて（ヘ）現像する。

【０００４】３．トナーを転写紙に転写し、定着（ト）
することにより印写が終了する。即ち磁気ドラム上に潜
像を形成するためには記録ヘッドに常時電流を流す必要
がある。図２は記録ヘッドの駆動回路の回路図であっ
て、第１のＡＮＤゲートＧ１の入力には、画像信号
（イ）と記録クロック（ロ）とが供給される。第１のＡ
ＮＤゲートＧ１の反転出力は、第２のＡＮＤゲートＧ３
の反転入力と第３のＡＮＤゲートＧ４の入力に供給され
る。

【０００５】第１のＡＮＤゲートＧ１の反転出力は、第
１のインバータＧ２を介して第４のＡＮＤゲートＧ５の
反転入力と第５のＡＮＤゲートＧ６の入力に供給され
る。第３のＡＮＤゲートＧ４の他の入力と第５のＡＮＤ
ゲートＧ６の他の入力にはヘッド通電制御信号が供給さ
れる。第２のＡＮＤゲートＧ３の他の反転入力と第４の
ＡＮＤゲートＧ５の他の反転入力には、第２のインバー
タＧ７を介してヘッド通電制御信号が供給される。

【０００６】さらに第２のＡＮＤゲートＧ３は第１のト
ランジスタＱ１を制御し、第３のＡＮＤゲートＧ４は第
２のトランジスタＱ２を制御し、第４のＡＮＤゲートＧ
５は第３のトランジスタＱ３を制御し、第５のＡＮＤゲ
ートＧ６は第４のトランジスタＱ４を制御する。第１の
トランジスタＱ１および第３のトランジスタＱ３は、電
流制限抵抗Ｒ１およびＲ２を介して記録ヘッドＬへ電圧
＋Ｅを供給する。

【０００７】第２のトランジスタＱ２および第４のトラ
ンジスタＱ４は、記録ヘッドＬの一方の端子を接地す
る。なお抵抗Ｒ_C は記録ヘッドの等価抵抗を表す。即
ち、画像信号と記録クロックとがともに“Ｈ”レベルで
あるときには、第１のトランジスタＱ１および第４のト
ランジスタＱ４がオンとなり、記録ヘッドＬには矢印Ｘ
の方向に電流が流れる。

【０００８】逆に画像信号と記録クロックとがともに
“Ｈ”レベルでないときには、第２のトランジスタＱ２
および第３のトランジスタＱ３がオンとなり、記録ヘッ
ドＬには矢印Ｙの方向に電流が流れる。即ち、記録ヘッ
ドＬには矢印Ｘあるいは矢印Ｙのいづれかの方向に常時
電流が流れている。

【０００９】さらにこの電流は以下の条件を満たす必要
がある。図３は磁気ドラムに塗布される磁気材料の磁化
特性図であり、縦軸に磁束密度Ｂを、横軸に磁界の強さ
Ｈをとる。この磁化特性図から理解できるように、磁気
ドラム上に潜像を形成するためには保磁力Ｈｓ以上（あ
るいは−Ｈｓ以下）の磁界強さで記録をおこない、残留
磁束密度Ｂｒ（あるいは−Ｂｒ）により潜像を形成する
必要がある。

【００１０】従って記録ヘッドＬには保磁力Ｈｓ以上
（あるいは−Ｈｓ以下）の強さの磁界を発生させること
のできる電流を流すことが必要となる。また磁気印写装
置においては、いったん磁気ドラム上に潜像を形成する
必要があり潜像形成時間は印写がおこなわれないため、
潜像形成時間を極力短縮することが必要となる。＊この
課題を解決するために、マルチヘッドを使用して一度に
複数チャンネルの潜像を形成する磁気印写装置が提案さ
れている（特公昭６３−１６０６５公報参照）。

【００１１】例えば３つの記録ヘッドを所定のピッチで
配置したマルチヘッドを使用して潜像を形成すれば、潜
像形成時間時間は１チャンネルの記録ヘッドの潜像形成
時間の１／３に短縮することが可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録ヘ
ッドの等価抵抗Ｒ_C には温度依存性があり、温度が上昇
すると抵抗値は増加する。そして抵抗値の増加はコイル
を流れる電流の減少、磁界強さおよび磁界強さの減少と
なって現れ、潜像画像品質が劣化する。なお記録ヘッド
の温度は上記の電流による発熱の他に、周囲温度によっ
ても上昇する。

【００１３】そこで温度の影響を無くするために、通電
電流を保磁力Ｈｓ以上（あるいは−Ｈｓ以下）の強さの
磁界を発生させることのできる電流に対して十分の余裕
を持たせ、等価抵抗が増加しても保持力以上（あるいは
−Ｈｓ以下）の強さの磁界が発生する電流とすることが
必要である。通電電流に余裕を持たせるために巻線を太
くすることは記録ヘッドの軽量化、小型化の障害とな
る。

【００１４】また記録ヘッドの集積度合を高めると温度
上昇は一層大きくなるだけでなく、巻線を太くすること
は困難となり巻線が溶断するおそれも生じる。特に薄膜
ヘッドの場合には巻線を太くすることについても製作上
の制限がある。本発明は上記課題に鑑みなされたもので
あって、マルチヘッドの温度が上昇した場合にもコイル
に保磁力以上の磁界を発生する電流を流すことにより安
定した潜像画像品質を得ることの可能な通電制御装置を
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる通電制
御装置は、１または２以上のチャンネルの記録ヘッドを
一体としたマルチヘッドと、マルチヘッドを構成する１
または２以上のチャンネルの記録ヘッドに電圧を印加す
る電圧印加手段と、マルチヘッドの内部あるいは表面の
温度を検出する少なくとも１つの温度検出手段と、温度
検出手段の出力する温度信号に応じて電圧印加手段の発
生電圧を制御する電圧制御手段と、を具備する。

【００１６】本装置にあっては、マルチヘッドの温度に
応じて記録ヘッドに印加される電圧が制御され、記録ヘ
ッドにはマルチヘッドの温度にかかわらず保磁力の強さ
以上の磁界を発生するのに必要な最小限の電流が流れ
る。請求項２にかかる通電制御装置は、電圧制御手段
が、温度検出手段の出力する温度信号に基づいて記録ヘ
ッドの等価直流抵抗を算出する等価直流抵抗算出手段
と、等価直流抵抗算出手段により算出された記録ヘッド
の等価直流抵抗に基づいて印加電圧を算出する印加電圧
算出手段と、から構成される。

【００１７】本装置にあっては、マルチヘッドの温度か
ら記録ヘッドのコイルの抵抗が、コイルの抵抗から記録
ヘッドに印加される電圧が決定される。請求項３にかか
る通電制御装置は、電圧制御手段が、温度検出手段の出
力する温度信号に基づいて電圧印加手段に対して発生電
圧設定を行うものである。本装置にあっては、温度検出
手段の出力する温度信号に基づいて発生電圧設定が行な
われる。

【００１８】請求項４にかかる通電制御装置は、温度検
出手段の出力する温度信号が予め定められたしきい値以
上となったときに電圧印加手段による電圧印加を遮断す
る遮断手段をさらに具備する。本装置によれば、マルチ
ヘッドの温度が所定温度以上となったときは記録ヘッド
への電圧印加が遮断される。

【００１９】

【発明の実施の形態】図４は磁気印写装置の構成図であ
って、回転する磁気ドラム４０上にマルチヘッド４１に
より磁気潜像が記録される。この磁気潜像は現像機４２
によって現像され、磁気トナーが磁気ドラム４０に吸着
される。

【００２０】記録紙は給紙ローラ４３により送り出さ
れ、搬送路４４に沿って搬送される。そして記録紙は転
写ローラ４５により磁気ドラム４０に圧着され、磁気ト
ナーが記録紙に転写される。さらに記録紙が定着ローラ
４６１、４６２の間を通過することにより磁気トナーが
定着された後、記録紙は排紙スタッカ４７に排出され
る。

【００２１】磁気ドラム上の残りの磁気トナーは、クリ
ーナ４８により磁気ドラム４０から除去される。転写、
定着のプロセスは予め定められた複写枚数について繰り
返される。また別の画像を印写する場合は、消去ヘッド
４９により磁気ドラム４０上の磁気潜像が消去された
後、次の磁気潜像が形成される。

【００２２】図５はフェライトヘッドで構成されたマル
チヘッド４１の側面図（イ）および下面図（ロ）であっ
て、マルチヘッド４１はフェライトコア４１１にコイル
４１２が巻回されたフェライトヘッドがａ、ｂ、ｃの３
チャンネルが集積されて構成されている。マルチヘッド
４１は支持部材４１３に取り付けられた２枚の板バネ４
１４、４１５によって磁気ドラム４０に圧接される。な
おマルチヘッド４１は磁気潜像形成時に磁気ドラム４０
が高速回転すると空気により浮上し、非接触で磁気潜像
が形成される。

【００２３】図６は薄膜ヘッドで構成されたマルチヘッ
ド４１の側面図（イ）および斜視図（ロ）であって、同
じく支持部材４１３に取り付けられた２枚の板バネ４１
４、４１５によって磁気ドラム４０に圧接される。薄膜
ヘッドは集積回路と同じく基板上に磁性薄膜、導体薄膜
および絶縁薄膜を積層して製作されたもので許容励磁電
流は少なくなるもののフェライトヘッドより狭いピッチ
で記録ヘッドを配置することが可能となる。

【００２４】マルチヘッド４１のほぼ中央には、例えば
熱電対７１であるヘッド温度検出器がマルチヘッド４１
の温度を検出するために取り付けられている。なお熱電
対を記録ヘッド間に配置して一体形成し、マルチヘッド
内部の温度を検出するように構成してもよい。さらにヘ
ッド温度検出器として熱電対の代わりにサーミスタを使
用してもよい。

【００２５】図７は本発明にかかる磁気ヘッドの通電制
御装置の構成図であって、マルチヘッド４１はａ、ｂお
よびｃの３チャンネル構成であり、各チャンネルのコイ
ル４１２ａ、４１２ｂおよび４１２ｃは対応する３つの
駆動回路７２ａ、７２ｂおよび７２ｃによって制御され
る。なお駆動回路７２ａ、７２ｂおよび７２ｃは公知の
ものでよく、例えば図２に示す駆動回路を適用すること
が可能である。

【００２６】従って各チャンネルのコイル４１２ａ、４
１２ｂおよび４１２ｃは、図２の駆動回路の＋Ｅ端子に
接続される可変電圧源７３によって励磁される。本発明
にかかる通電制御装置は例えばマイクロコンピュータで
構成される制御部７４によって制御されるが、制御部７
４には少なくともデータバス７４１、ＣＰＵ７４２、メ
モリ７４３、Ａ／Ｄコンバータを含む入力インターフェ
イス７４４および出力インターフェイス７４５が含まれ
る。なお、制御部７４は磁気印写装置を制御するマイク
ロコンピュータ中に組み込んでもよい。

【００２７】マルチヘッド４１の温度は熱電対７１によ
って検出され、Ａ／Ｄコンバータを含む入力インターフ
ェイス７４４を介して制御部７３に読み込まれる。制御
部７４は、可変電圧源７３に対して電圧設定指令を、駆
動回路７２ａ、７２ｂおよび７２ｃに対してヘッド通電
制御信号を出力する。図８は制御部５４で実行される通
電制御ルーチンのフローチャートであって、少なくとも
潜像記録中は十分短い周期で実行される。

【００２８】ステップ８１において熱電対７１によって
検出されるマルチヘッド４１の温度Ｔ_H を読み込む。ス
テップ８２において、メモリ５４３に予め記憶されてい
るマルチヘッド温度とコイル抵抗の関係を表すテーブル
を使用して、マルチヘッド４１の温度Ｔ_H を引き数とし
てコイル抵抗Ｒ_C を求める。

【００２９】ステップ８３において、現在のマルチヘッ
ド４１の温度Ｔ_H においてコイル４１２ａ、４１２ｂお
よび４１２ｃに印加すべき電圧設定指令値Ｅを次式に基
づいて算出する。 Ｅ＝Ｅ₀ ・（Ｒ＋Ｒ_C ）／（Ｒ＋Ｒ_C0） ここでＲ ＝駆動回路中の電流制限抵抗Ｒ１あるいはＲ
２の抵抗値 Ｅ₀ ＝基準温度においてコイルに印加される電圧 Ｒ_C0＝基準温度におけるコイルの抵抗値 である。

【００３０】なおＥ₀ は基準温度において保磁力Ｈｓ以
上（あるいは−Ｈｓ以下）の磁界強さを発生する電流が
コイル中を流れるように決定される。ステップ８４にお
いて電圧設定指令値Ｅを可変電圧源５３に対して出力す
る。ステップ８５においてマルチヘッド４１の温度Ｔ_H
が予め定められた上限温度Ｔ_UL以上であるかを判定す
る。

【００３１】ステップ８５で肯定判定されたときはヘッ
ドへの通電を継続するとコイルが溶断するおそれがある
ものとして、ステップ８６においてヘッド通電制御信号
を“Ｌ”レベルとしてヘッドへの電力供給を遮断する。
ステップ８５で否定判定されたときはコイルは溶断しな
いものとして、ステップ８７においてヘッド通電制御信
号を“Ｈ”レベルとしてこのルーチンを終了する。

【００３２】本ルーチンは図示しないメインルーチンか
らの呼び出しにより起動してもよく、また一定周期毎の
割り込みにより起動してもよい。なお上記の通電制御ル
ーチンにおいては、いったん予め組み込まれたテーブル
に基づいてヘッド温度Ｔ_H からコイル抵抗Ｒ_C を求め、
その後コイル抵抗Ｒ_C と数式に基づいて電圧設定指令値
Ｅを算出することとしているが、ヘッド温度Ｔ_cから直
接電圧設定指令値Ｅを求めるテーブルを組み込むことも
可能である。

【００３３】図９は通電制御装置の第２の実施例の構成
図であって、ヘッド温度Ｔ_H に基づく電圧設定指令値Ｅ
の算出をマイクロコンピュータで構成される制御部７４
によらず予め変換テーブルを組み込んだリードオンリー
メモリ（ＲＯＭ）９１によって実行する。第２の実施例
によれば制御部７４の負荷を減少することが可能であ
り、制御部７４を磁気印写装置を制御するマイクロコン
ピュータ中に組み込むことが一層容易となる。

【００３４】以上説明した実施例では１個のマルチヘッ
ドに対し１個のヘッド温度検出器を取り付けた構成を示
したが、マルチヘッドの温度分布が問題となる場合には
１個のマルチヘッドに対し複数のヘッド温度検出器を取
り付けることも可能である。この場合前記制御部を複数
の温度検出器に対応させて複数設けて構成する。また１
つのＡ／Ｄコンバータを含む入力インターフェイスに複
数のヘッド温度検出器を接続し、順次切り換えて制御部
に取り込むこととしてもよい。

【００３５】そしてこれら複数の温度の平均値あるいは
最高温度により制御する。これらの選択は、要求される
精度と経済性から判断される。

【００３６】

【発明の効果】第１および第２の請求項にかかる通電制
御装置によれば、マルチヘッドの温度が上昇してコイル
の等価抵抗が上昇した場合でもコイルにＨｓ以上（ある
いは−Ｈｓ以下）の磁界強さを発生する必要最小限の電
流が供給され、画質の劣化を防止することが可能とな
る。

【００３７】第３の請求項にかかる通電制御装置によれ
ば、マルチヘッド温度に基づく電圧設定指令値の算出を
ＲＯＭで実行することが可能であるため制御部の構成を
簡略化することが可能となる。第４の請求項にかかる通
電制御装置によれば、マルチヘッドの温度が過度に上昇
した場合にはコイルへの電力供給を遮断することにより
コイルの溶断を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気印写装置による印写過程の説明図である。

【図２】記録ヘッドの駆動回路の回路図である。

【図３】磁性材料の磁化特性図である。

【図４】磁気印写装置の構成図である。

【図５】フェライトヘッドで構成されたマルチヘッドの
側面図および下面図である。

【図６】薄膜ヘッドで構成されたマルチヘッドの側面図
および斜視図である。

【図７】通電制御装置の構成図である。

【図８】通電制御ルーチンのフローチャートである。

【図９】通電制御装置の第２の実施例の構成図である。

【符号の説明】

４１…マルチヘッド ４１１ａ、ｂ、ｃ…フェライトコア ４１２ａ、ｂ、ｃ…コイル ７１…熱電対 ７２ａ、ｂ、ｃ…駆動回路 ７３…可変電圧源 ７４…制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １または２以上のチャンネルの記録ヘッ
   ドを一体としたマルチヘッドと、 前記マルチヘッドを構成する１または２以上のチャンネ
   ルの記録ヘッドに電圧を印加する電圧印加手段と、 前記マルチヘッドの内部あるいは表面の温度を検出する
   少なくとも１つの温度検出手段と、 前記温度検出手段の出力する温度信号に応じて前記電圧
   印加手段の発生電圧を制御する電圧制御手段と、を具備
   する通電制御装置。
2. 【請求項２】 前記電圧制御手段が、 前記温度検出手段の出力する温度信号に基づいて記録ヘ
   ッドの等価直流抵抗を算出する等価直流抵抗算出手段
   と、 前記等価直流抵抗算出手段により算出された記録ヘッド
   の等価直流抵抗に基づいて印加電圧を算出する印加電圧
   算出手段と、から構成される請求項１に記載の通電制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記電圧制御手段が、 前記温度検出手段の出力する温度信号に基づいて前記電
   圧印加手段に対して発生電圧設定を行うものである請求
   項１に記載の通電制御装置。
4. 【請求項４】 前記温度検出手段の出力する温度信号が
   予め定められたしきい値以上となったときに前記電圧印
   加手段による電圧印加を遮断する遮断手段をさらに具備
   する請求項１から３のいずれか１項に記載の通電制御装
   置。