JPS5814665A - 感熱記録装置の温度制御方式 - 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】 この発明は、感熱ヘッド上の発熱抵抗素子の温度の制御
精度を向上させて、均一濃度のドツトパターンが記録で
きるようにした感熱記録装置の温度制御方式に関し、４
？に通電時における発熱抵抗素子の発熱温度が直接検出
できるようにして、正確な温度制御を可能にした温度制
御方式を提供する〇 ファクシミリやプリンタ等に使用される感熱記録装置、
いわゆる感熱プリンタでは、通常、縦１列に配設された
複数個の発熱抵抗素子からなる感熱ヘッドを備え、この
ヘッドを感熱紙面と接触させながら、横方向すなわち行
方向へ移動させるとともに、印字パターンに対応する位
置の発熱抵抗素子を選択加熱することによって。

感熱紙上へドツトパターンを記録するようにしている・ な詔、感熱記録装置としては、横１行分の各ドツト位置
に対応してそれぞれ発熱抵抗素子が配設された感熱ヘッ
ドを備え、感熱紙を移動させながらドツトパターンを印
字するタイプのものも知られている。また、感熱記帰紙
の他ｋ、各種の感熱記録媒体を使用するものもある・し
かし、基本的な原理は同様であるから、ここでは、縦１
列番こ配設された発熱抵抗素子からなる感熱ヘッドを備
え、感熱紙面と接触しながら移動して、感熱紙上へドツ
トパターンを印字する場合について説明する〇 このような感熱記録装置では、感熱紙の発色濃度が、感
熱ヘッドの周囲温度や通電番こよるヘッドでの蓄熱等の
影Ｉｌｌよって変化され１％に高速度あるいは高密度で
記録動作を行うときには、濃度ムラが顕著に現われると
いう不都合がある。その上、感熱記録装置の各発熱抵抗
素子の温度は、印字パターンに対応する使用状態、すな
わち駆動履歴によっても変化し、印字動作中に糧々の値
になるので、制御精度を向上させるには限度があるとい
う問題があった◎これらの問題を解決して均一濃度のド
ツトパターンの印字が得られるようにするために、従来
から、感熱記録装置においては、感熱ヘッドの温度を検
出したり、あるいはその周囲の温度を検出したりして、
感熱ヘッドの選択駆動される発熱抵抗素子への供給電力
を制御し、発熱抵抗素子が所定の温度で動作されるよう
にした各種の方法が提案されている。

例えば、感熱ヘッドの温度を検出する方法としては、発
熱抵抗素子はその発熱温度に対応して抵抗値が変化する
ことを利用し、抵抗値の検出出力によって発熱抵抗素子
の温度を制御する方法が知られている。

この方法で４嘘、感熱ヘッドの発熱抵抗素子を選択駆動
するに際して１通電を開始する直前に。

その都度、その抵抗値を測定する。そして、その測定値
により感熱ヘッドの温度を検知し、所定の発熱温度が得
られるように駆動電流を制御している。

しかし、このような制御方法では、非通電時における発
熱抵抗素子の温度を検出することになるから、温度の制
御精度の改善には限界がある。

また、他の制御方法として、発熱抵抗素子の近傍１例え
ばヘッドホルダー等の温度を温度センサーで検知する方
法も知られている。

この方法によれば、発熱抵抗素子の通電時における発熱
温度の測定も可能であるが、実際に検出される温度は１
例えばヘッドホルダー自体の温度であって、発熱抵抗素
子の温度は、熱伝導度等を考慮した補正基こより間接的
に検知されるに過ぎない〇 したがって、この方法によっても１通電時における発熱
抵抗素子の実際の温度を検知することは不可能であり、
このような測定結果に基づく温度制御では、その制御精
度は必ずしも充分でない。

そこで、この発明の温度制御方式では、従来の制御方式
におけるこれらの不都合を解決し、通電時における発熱
抵抗素子の発熱温度が直接検出できるようにして、正確
な測定結果に基づく温度制御を行い、一定濃度の印字パ
ターンが得られるようにすることを目的とする。

そのために、この発明の感熱記録装置の温度制御方式に
おいては、発熱抵抗素子を定電流で駆動し５発熱抵抗素
子の発熱温度の上昇に応じてその抵抗値が変化すること
により生じる電圧降下を監視して、予め設定された温度
に相当する電圧レベルに到達した時点で、駆動電流を遮
断するようにしている０ 第１図は、この発明の感熱記録装置の温度制御方式を実
施する場合に使用される駆動制御回路の一構成例を示す
ブロック図である。図面において、ｌはゲート回路、コ
は定電流駆動回路、３は感熱ヘッドで、　Ｒｈ、〜Ｒｈ
、はその発熱抵抗素子、ダはアナログスイッチ回路、３
は電圧検出回路、６はシュミットトリガ回路を示し、ま
た、Ｓ／は駆動入力信号、Ｓ２は電圧検出回路３の検出
出力信号、Ｓ３はシュミットトリガ回路乙の出力信号、
ＳＩＩは感熱ヘッド３の駆動電圧を示す。

駆動入力信号Ｓ／は、感熱ヘッド３の各発熱抵抗素子Ｒ
ｈ、〜Ｒｈ、に対応して与えられるＯそして、ドツトパ
ターンの配置を指示する駆動入力のときは、ゲート回路
ｌを通して定電流駆動回路コが動作され、それに対応す
る発熱抵抗素子Ｒｈ、〜Ｒｈ、が定電流で選択駆動され
る０発熱抵抗素子Ｒｈ、〜Ｒｈ、は、この通電によつて
発熱されるが、正または負の温度系数を有しているので
、その抵抗値は発熱温度に応じて変化される。

そこで、この第１図のような定電流駆動を行えば、発熱
抵抗素子の温度の変化を、その抵抗値の変動により生じ
る降下電圧の変化で検知することができる。

アナログスイッチ回路ダは、通電されている発熱抵抗素
子Ｒｈ、〜Ｒｈ１Ｉの降下電圧をすべて選択して取出す
回路で、取出された降下電圧は電圧検出回路Ｓへ与えら
れる。

電圧検出回路５は、入力された降下電圧の平均電圧を検
出し、その検出出力信号８２をシュミットトリガ回路６
へ４える。

シュミットトリガ回路６では、予め設定された温度に相
当する電圧レベルの監視を行い、検出出力信号Ｓ２がこ
の電圧レベルに達すると。

出力信号Ｓ３を発生する０ この出力信号Ｓ３によって、ゲート回路ｌのゲートが閉
じられ、定電流駆動回路コの動作は停止されて、発熱抵
抗素子Ｒｈ、〜Ｒｈ１Ｉへの通電が遮断される。

したがって、発熱抵抗素子Ｒｈ、〜Ｒｂ、の発熱温度は
、それ以上番こけ上昇せず、所定の値に制御される。

第一図は、第１図の駆動制御回路における温度制御動作
を説明するためのタイムチャートである。図面の各信号
波形に付けられた符号は、第１図の符号位置に対応して
おり、またＴＩＭは印字タイミング信号、ＴＨは発熱抵
抗素子の発熱温度を示す。

ここでは、発熱抵抗素子Ｒｈ、〜Ｒｈ、が、負の温度系
数を有する場合について主として説明するので、負の場
合を実線で示し、正の温度系数の場合は点線で示してい
る。

印字タイミング信号ＴＩＭと同時に、ドツトパターンを
印字する位置の発熱抵抗素子Ｒｈ、〜Ｒｈゎに対して、
駆動入力信号Ｓ／が一定の時間幅の例えばＨレベルの信
号で与えられる。

そのため、すでに説明したように、それに対応する発熱
抵抗素子へは、定電流駆動回路コから定電流が通電され
、第２図のＴＨのよう番こその発熱温度が上昇する。

温度の上昇に対応してその抵抗値は負方向へ変化される
ので、電圧検出回路３により検出される降下電圧の平均
値は、８２の実線のような減衰特性を示す。

この検出出力信号Ｓ２が、予め設定された温度に相当す
る基準電圧レベルまで低下すると、シュミットトリガ回
路６の出力信号Ｓ３は、第一図の８３のように変化され
、ゲート回路／のゲートが閉じられて、発熱抵抗素子へ
の通電が遮断される。

したがって、この時点で、発熱抵抗素子の発熱温度の上
昇は停止され、一定の温度に制御されることになる。

なお、発熱抵抗素子Ｒｈ、〜Ｒｈ、が正の温度系数を有
する場合には、第２図において、Ｓ２とｓｐに点線で示
すような特性となる。この場合にも、抵抗値の変化に応
じてその降下電圧が変化するので、予め設定された温度
に相当する電圧レベルまで上昇した時点で、シュミット
トリガ回路６から出力信号Ｓ３を発生させて、ゲート回
路ｌのゲートを閉じれば、負の場合と同様な制御を行う
ことができる。

このように、この発明の感熱記録装置の温度制御方式で
は、感熱ヘッドの各発熱抵抗素子の温度を、その通電時
に直接検出するようにしているので、従来の間接的な温
度検量による制御方法に比べて、その温度制御の精度を
著しく向上させることが可能となる。そのため、安定し
た感熱発色による高品質の印字濃度のドツトパターンを
得ることができる。

次の第３図は、第１図と同じように選択駆動により通電
される発熱抵抗素子の降下電圧をその平均値で検出して
温度制御を行う場合に使用される駆動制御回路の具体的
な構成例である。

図面における符号は第１図と同様であり、またりはコン
パレータ、５はレベル補正回路、Ｇ／〜Ｑｎはアンドゲ
ート回路、ＳＷ１〜ＳＷ、はアナログスイッチ、Ａｒｎ
ｐ／とＡｍｐコは増幅器、Ｔｒ。

〜Ｔｒ■とＴｒ、　、〜Ｔ　ｒＩ　ｍｌおよびＴｒ□は
トランジスタ、Ｄはダイオード、ＶＲ，とＶＲ，は可変
抵抗器、Ｒ＋〜　Ｒｍ　　ｓ　　　Ｊ　＠〜　Ｊｍ　　
ｈ　　　Ｒａ　１””　Ｒ１ｍ　ｂ　　Ｒａ　Ｈ〜　Ｒ
３ｍ　　　およびＲ４１とＲ□はそれぞれ抵抗器を示す
。

この第３図では、第１図で予め設定された温度に相当す
る電圧レベルを検出する手段として設けられたシュミッ
トトリガ回路乙の代りに、コンパレータ７が用いられて
いる点と、選択駆動により通電される発熱抵抗素子Ｒｈ
、〜Ｒｈ、の数の差によるレベ゛ル変動を補正するため
に、レベル補正回路ざの構成が詳細に示されている膚を
除けば、第１図の回路と同様の構成になっている。

レベル補正回路ｇは、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒｌ１
ｍと抵抗器Ｒ１Ｉ　”’＝　Ｒ２＋ａとにより、通電さ
れた発熱抵抗素子Ｒｈ、〜Ｒｈ、の数に応じて、電圧検
出回路３の増幅器Ａｍｐ／の基準レベルを補正する〇そ
の他の動作は、先の第７図と第２図について説明したの
と同様である。

第４図は、この発明の温度制御方式を実施する場合に使
用される駆動制御回路の他の構成例を示すブロック図で
ある。図面における符号は先の第１図と同様であり、ま
た９はマルチプレクサを示す。

この第ｑ図の回路では、第１図のアナログスイッチ回路
ダの代りにマルチプレクサタが用いられており、選択駆
動により通電される発熱抵抗素子Ｒｈ、　−Ｒｈ、のう
ちの７個だけを選択して。

発熱温度の上昇による降下電圧の変化を検出するように
している。そのために、予め発熱抵抗素子Ｒｈ、〜Ｒｈ
１ｌへ、重み付けによる順位を与えておく。

したがって、この第４図の回路の場合には、通電時にお
ける発熱抵抗素子の温度上昇は、常に７個の素子につい
ての降下電圧の変化により検出されることになる。

その他の動作は、先の第７図の場合と同様である。

次の第３図は、第４図と同じように通電される発熱抵抗
素子のうちの１個の降下電圧を検出して温度制御を行う
場合に使用される駆動制御回路の具体的な構成例である
。図面における符号は、第３図および第４図と同様であ
り、またＲ４ｔは抵抗器を示す。

この第３図の場合にも、先の第３図と同様に、シュミッ
トトリガ回路乙の代りにコンパレータ７を用いて、予め
設定した温度に相当する基準電圧レベルの監視を行って
いる。しかし、その動作は、第４図と同様である。

なお、第７図と第３図から第Ｓ図の回路において、監視
される基準電圧レベルの設定に際し、周囲温度の影響を
考慮して、予め温度特性をもたせてあけば、その影響を
除くことが可能となる。

また、印字速度に対応して基準電圧レベルを設定すれば
、高速度動作の場合にも、必要な温度に制御することが
できる。さらに、印字密度が可変の場合についても、同
様である。

このような周囲温度や印字速度等に対応する基準電圧レ
ベルの補正には、電圧検出回路Ｓにその補正手段を付加
し、検出された降下電圧の平均値あるいは１個の発熱抵
抗素子の降下電圧を、周囲温度や印字速度等に応じて補
正できるようにする。このようにすれば、シュミットト
リガ回路６やコンパレータ７等のレベル変更は不要とな
る。もちろん、これらの回路の設定レベルを、周囲温度
や印字速度等に応じて補正することも可能である。

以上に詳細に説明したとおり、この発明の感熱記録装置
の温度制御方式では、感熱ヘッドの発熱抵抗素子を定電
流で駆動する定電流駆動手段と、通電時における発熱抵
抗素子による降下電圧を検出する手段とを設け、選択駆
動により通電された発熱抵抗素子の降下電圧を検出する
ことにより、発熱抵抗素子の発熱温度を検知して、所定
の温度が得られるように制御している。

したがって、この発明の温度制御方式によれば、通電時
における発熱抵抗素子の温度を直接検知することが可能
となり、従来の間接的な温度検出による温度制御方法に
比べて、その精度を著しく向上させることができる。そ
のため、一定濃度の高品質のドツトパターンを記録する
ことができ、しかも、その構成も簡単であるから、コス
ト面からも有利である２等の多くの優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の感熱記録装置の温度制御方式を実施
する場合に使用される駆動制御回路の一構成例を示すブ
ロック図、第２図は第１図の駆動制御回路における温度
制御動作を説明するためのタイムチャート、第３図は第
１図と同様に選択駆動により通電される発熱抵抗素子の
降下電圧をその平均値で検出して温度制御を行う場合に
使用される駆動制御回路の具体的な構成例、第ダ図はこ
の発明の温度制御方式を実施する場合に使用される駆動
制御回路の他の構成例を示すブロック図、第５図は第ダ
図と同様に通電される発熱抵抗素子のうちの１個の降下
電圧を検出して温度制御を行う場合に使用される駆動制
御回路の具体的な構成例である。 図面において、ｌはゲート回路、コは定電流駆動回路、
３は感熱ヘッドで、Ｒｈ、　−Ｒｈ１１はその発熱抵抗
素子、ダはアナログスイッチ回路、Ｓは電圧検出回路、
６はシュミットトリガ回路、７はコンパレータ、ｔはレ
ベル補正回路、９はマルチプレクサを示す。 Σ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個の発熱抵抗素子からなるヘッドを備え、記鋒すべ
   きパターンに対応してこれらの発熱抵抗素子を選択駆動
   しながら感熱記録媒体上へドツトパターンを記録する感
   熱記録装置において。 前記発熱抵抗素子を定電流で駆動する定電流駆動手段と
   、前記発熱抵抗素子における通電時の電圧降下を検出す
   る手段とを設け２選択駆動された発熱抵抗素子について
   その電圧降下を検出し、その検出出力により温度制御を
   行うことを特徴とする温ｌ１ＩＩＩＪ御方式０