JPS59229365A - サ−マルヘツドの蓄熱補正方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は感熱記録に用いられるサーマルヘッドｌこか
かり、特に記録濃度特性を向上させるための蓄熱補正の
改良に関する。

〔従来技術〕

感熱記録に用いられるサーマルヘッドは、通常熱記録媒
体の主走査方向の画素数ζこ対応するよう複数の発熱素
子（例えば日本工業規格Ａ列４番の記録紙上に画情報を
記録する場合必要とする発熱素子数は１７２８個、Ｂ列
４番の記録紙の場合には２０４８個）によって構成され
ており、画情報に対応して所要の発熱素子のみを発熱さ
せることによ・て、該り熱部に摺接する感熱記録紙やイ
ンクドナーシート等の熱記録媒体を発色させている。

ところで、このようなサーマルヘッドを用いて記録を行
なう場合、特に１ラインの記録周期を１０ｍ　ｓｅｃ以
下にして高速駆動を図ろうとすると、例えば同一発熱素
子を連続して発熱させた場合などには、蓄熱の影響によ
って、該発熱素子が冷えきらないうちに次の行のデータ
を記録しなければならず、記録濃度にバラツキが発生し
、画質を低下させてしまっていた。

そこで従来は、各発熱素子毎に前ラインあるいは前ライ
ンおよび前々ラインの記録の有無に応じて現在記録を行
なう発熱素子に対する記録パルス幅（通電時間）あるい
は印加電圧等を可変制御するようにしていた。例えば、
前のラインに当該発熱素子に対するデータがあった場合
は、現ラインの記録に際して当該発熱素子に加える記録
パルス幅を短かくするのである。

ところが、上記従来方式は１発熱素子のみごとにそれぞ
れ着目した蓄熱補正方式であり、当該発熱素子に相隣接
する発熱素子の蓄熱が箔該発熱素子ζこ及ぼす影響が考
慮されていないために、完全な蓄熱補正を行なっている
とはいえない。特に、インクドナーシートを用いる転写
型の感熱記録においては、前記相隣接する発熱素子の蓄
熱の影響がインクドナーシート面内での熱の拡がりによ
って助長され、蓄熱補正の十分な効果を得ることはでき
なかった。

また従来、サーマルヘッドの基板温度を例えばサーミス
タ等によって検出し、該検出出力に基づいて複数の発熱
素子に加える印加エネルギーを可変制御する方式がある
。しかし、通常この方式は全発熱素子の一轄可変制御で
あるため、せっかくこのような制御を行ったにもかかわ
らず、各発熱素子の蓄熱度のバラツキにより、十分な効
果を得ることができないという欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、各発
熱素子ζこ隣接する発熱素子の蓄熱の影響をも考慮した
うえで蓄熱補正を行なうことにより、各発熱素子に加え
る印加エネルギーを常に最適なものに可変制御して濃度
バラツキのない好適な記録品質を得ることができるサー
マルヘッドの蓄熱補正方法を提供することを目的とする
。

〔発明の構成〕

そこでこの発明では、各発熱素子の過去の行の記録情報
および当該各発熱素子に相隣接する発熱素子の現在およ
び過去の行の記録情報にそれぞれ適宜の重ろ値を付けて
算出した蓄熱状態情報と、消該サーマルヘッドの基板温
度を示す情報と、各発熱素子の直前の行の記録パルス幅
を示す情報とに基づき各発熱素子に加える電気エネルギ
ーを各発熱素子毎に各別に可変制御するようにしている
。

（実施例〕 以下、この発明にかかるサーマルヘッドの蓄熱補正方法
を添付図面に示す実施例にしたがって詳細に説明する。

この実施例ではサーマルヘッドの各発熱素子にそれぞれ
印加するパルス幅Ｔ１を次式に基づいて決定する。

Ｔｓ　＝ｆ　（Ｘｉ、Ｔ１−１　、Ｋｌ）　　　・・・
（１）すなわち上記（１）式において、Ｘｌは蓄熱状態
情報、Ｔ１−１は当該発熱素子についての前ラインの印
加パルス幅を示す情報、Ｋ１はサーマルヘッドの基板温
度を示す情報であり、当該発熱素子の現ラインにおける
印加パルス幅ＴＩはこれら３つの情報Ｘｉ、Ｔｓ−１、
Ｋｉの関数として決定される。

なお、記録がなされない場合、印加パルス幅Ｔｌ−５ぢ
びにＴ１はＯでなく、印加電圧をｏさする。

まず蓄熱状態情報ｘ１について説明する。

第４図は記録画素の配列を示すものであり、ラインＩが
現在記録する走査ライン、ラインＨが前回記録した走査
ラインを示し、ライン■が前々回記録した走査ラインを
示している。

この実施例では、画素Ｄ−こ対する蓄熱状態を画素Ｄｌ
乃至Ｄ６の記録の有無に基づいて決定する。

また、これら画素Ｄｌ乃至Ｄ６には画素りに対する蓄熱
の影響度の違いによって、第１表に示すような重み値が
それぞれつけられている。

第１表 第２表に、これら画素Ｄ！乃至Ｄ６の記録の有無ｌこ応
じた上記重み値の総和Ｙ１の一例を示す。

なお、第２表申告画素に対する記録の有無は「１」、「
０」でそれぞれ示し、「１」を黒、「０」を白とする。

第　　２　　表 上記第２表によると、例えば例（Ｃ）に示すように、画
素Ｄｌ、Ｄ３およびＤ４に記録が施された場合、Ｙｌは
１８７である。そして、このＹｌを第２図に示したグラ
フの関係に基づき「０」から「７」までの８段階の蓄熱
状態情報Ｘ１に変換する。第２図では、横軸にＹｉをと
り、縦軸にＸｌをとっている。前記第２表の下部１ｃＸ
ｉの例を示す。例えば、例（Ｃ）の場合にはＹｌは１８
７、Ｘｌは５である。

この蓄熱状態情報Ｘｉと前ラインの印加パルス幅Ｔ１−
１に基づき、当該発熱素子の今回印字するラインの印加
パルス幅Ｔ、／を設定すると、第３図に示すようになる
。第３図のＴｉ’（ｍｓｅｃ）の上限値１．２は白画素
が連続した場合１こおいて好適な記録を行なうことがで
きる印加パルス幅であり、下限値０．５は黒画素が連続
した場合において好適な記録を行なうことができるパル
ス幅である。例えば、蓄熱状態情報Ｘｉが３でＴ１−１
が９．５　ｍ　ｓｅｃの場合にはＴ、／は９．５　ｍ　
ｓｅｃとなり、またＸｌが４でＴ１−１がｌ　、Ｑ　ｍ
　ｓｅｃの場合にはＴｉ′は９．３ｍ５ｅｃになる。

次に、サーマルヘッドの基板温度を示す情報に１につい
て説明する。

サーマルヘッドの基板温度ｔは、基板上ζこ装着されて
いるサーミスタにより常時検出されており、第４図にサ
ーミスタ抵抗値Ｒと上記基板温度ｔとの関係を示す。こ
のように、サーミスタ抵抗値Ｒと基板温度ｔとは略比例
関係となっており、サーミスタ抵抗値Ｒを検出すること
によってサーマルヘッドの基板温度ｔを認知することが
できる。前記に１はサーミスタ抵抗値Ｒに対応している
。第５図は上記パルス幅Ｔ１′をさらにサーミスタの抵
抗値Ｒに応じて補正する際の関係を示すものであり、縦
軸へＴ１′は上記パルス幅Ｔ１′に対する増減値である
。例えば第４図および第５図によると、基板温度ｔが３
４℃のときサーミスタ抵抗値Ｒは２０にΩでありこのと
きのΔ７．／は土Ｑ　ｍ　ｓｅｅである。

また基板温度が１８℃のときサーミスタ抵抗値Ｒは４０
にΩとなり、このときの△Ｔ１′は＋０．２　ｍ　ｓｅ
ｃである。

第６図は第３図乃至第５図に示した関係を１つのグラフ
で示したものである。同第６図の関係によれば、蓄熱状
態情報Ｘ１が４で前ラインのパルス幅Ｔ１−１が０．８
ｍ５ｅＣのときにはＴ１′はＱ、５ｍ５ｅｃとなり、更
にこのときのサーミスタ抵抗値Ｒが４０にΩであるとす
ると、この発熱素子に対する今回の記録パルス幅Ｔｉは
０．８ｍ５ｅＣとなる。また、蓄熱状態情報Ｘ１が６で
前ラインのパルス幅Ｔ１−ｔが１．２ｍ５ｅｃのときに
はＴ１′は０．８ｍ５ｅＣとなり、更にこのときのサー
ミスタ抵抗値ＲがＩＯＫΩであるとすると今回のパルス
幅Ｔ１はＱ、５　ｍ　ｓｅｃとなる。

第７図は上述の蓄熱補正方法に基づいて構成した蓄熱補
正回路１０の具体構成例を示すものである。

第７図において、第１ラインバツフア２０、第２ライン
バツフア２１および第３ラインバツフア２２はツレぞれ
サーマルヘッドの全ドツト数に対応した記憶領域を有し
ており、第１ラインバツフア２０には今回記録すべき走
査ラインに対応した画情報を記憶すせ、第２ラインバツ
フア２１には前回記録した走査ラインに対応した画情報
を記憶させ、また第３ラインバクフア２２には前々回ζ
こ記録した走査ラインに対応した画情報を記憶させる。

Ｘ１演算器３０は今回記録すべきラインの各発熱素子の
蓄熱状態情報Ｘ１を前記ラインバッファ２０　、２１お
よび２２に記憶させた画情報に基づき順次演算し、この
演算結果を順次Ｔｉ演算器６０１こ出力する。Ｘ１演算
器３０は第８図に示すようζこ、重み値付加回路３１と
Ｙ１／Ｘｉ変換回路とによって構成されている。

重み値付加回路３１は１ドツトの発熱素子屹ついて６ビ
ツトずつ入力される画情報（第１図参照）に第１表に示
した重み値をそれぞれ付加した後、これら６ビツトを加
算し、該加算結果Ｙ１をＹ　１／Ｘ　１変換回路３２に
出力する。Ｙｌ／ＸＩ変換回路３２は順次入力されるＹ
ｌを例えば第２図に示したグラフの関係に基づき「０」
から「７」までの８段階の蓄熱状態情報Ｘ１に変換し、
これを順次Ｔ１演算器６０に出力する。これら重み値付
加回路３１およびＹ１／Ｘｔ変換回路３２は適宜の記憶
手段、演算回路などによって構成することができる。

次に、Ｋ１演算器４０はサーマルヘッドの基板上に装着
したサーミスタ（図示せず）に接続されており、サーミ
スタからは常時、その時の基板温度ｔに対応したサーミ
スタ抵抗値Ｒを示す情報が送られてくる。Ｋ１演算器４
０はこの情報を第５図に示したように例えばＩＯＫΩご
との数段階の多値信号に変換し、これをＴ１演算器６０
に出力する。メモリ５０はＴ１演算器６０によって演算
された各ドツトの記録パルス幅を示す情報を記憶するも
のであり、このメモリ５０の記憶内容は記録すべき走査
ラインが進む度に更新される。したがって、メモリ５０
から出力されてＴ１演算器６０に帰還入力されるＴｉ−
＋はＴ１演算器６０にとっては前走査ラインの記録パル
ス幅を示す情報となる。

Ｔ１演算器６０はこれら３つの情報Ｘｚ　、　Ｋｔ　。

Ｔ１−＋に基づき各発熱素子に印加する記録パルス幅Ｔ
１を例えば第６図に示した関係から算出して、これを前
記メモリ５０および画信号演算器７０に入力する。

画信号演算器７０にはＴ１演算器６０からの記録パルス
幅情報で１が入力されるとともに第１ラインバツフア２
０からは現在の走査ラインの画情報が入力される。画信
号演算器７０は１ラインの記録に際して、まず第１ライ
ンバツフア２０からの画情報をその才まの形で出力ｖ１
に出力する。この場合、サーマルヘッドの各発熱素子に
加える記録パルス幅は最も短いものが０．５ｍ５ｅＣ１
最も長いものが１．２ｍ５ｅＣとする。次に、画信号演
算器７０はＴ１演算器６０から順次入力される記録パル
ス幅情報Ｔ１に基づき記録パルス幅が０．６　ｍ　ｓｅ
ｃ以上のドツトを抽出し、０．６ｍ５ｅＣ以上のドツト
のみを論理値［１」として出力ｖ１に出力する。次に画
信号演算器７０は上記Ｔｉに基づき記録パルス幅が０．
７ｍ　ｓｅｃ以上のドツトのみを抽出し、これらのドツ
トのみを「１」として出力■１に出力する。このような
動作ヲ１．２ｍ５ｅｃの記録パルス幅のドツトを抽出し
終えるまで繰返す。

第９図にサーマルヘッドの全体的構成例を示す。

第９図において、複数の発熱素子Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｎ
にはそれぞれ整流用のダイオードｒｎ１　、　ｒｎ２−
−ｍｎが接続されており、これらダイオードｍｌ。

ｍ２・・・ｍｎを介して端子Ｃより各発熱素子を発熱さ
せるための電源供給がなされる。また各発熱素子Ｒ，、
Ｒ２・・・Ｒｎのもう一方側はナントゲートＧ１　＋　
Ｇ２　’・、Ｇｎの出力端子にそれぞれ接続されている
。これらナントゲートＧｔ、ｃ＊’・・Ｇ１１は例えば
オープンコレクタ型式のものであり、各ゲートＧ１．Ｇ
２・・・Ｑｎのアンド条件が成立したときのみに端子Ｃ
から加えられる記録電流を各発熱素子に引込むよう動作
する。

次に蓄熱補正回路１０の内部構成は第７図に示した通り
であり、出力■１に前述したような順番の画情報Ｖ１を
シフトレジスタ９ｏに出力する。シフトレジスタ９０は
直列入力並列出力型のシフトレジスタであり、シリアル
に入力される画情報ｖ１を適宜の搬送りロック１こ基づ
いて各抵抗体を発熱させるべき所定ビット位置までシフ
ト動作を行なう。

シフトレジスタ９ｏによる所定のシフト動作が行なわれ
た後ζこ、この画情報はバッファ９１に一辺保持される
。このバッファ９１はシフトレジスタ９ｏζこよるシフ
ト動作の間、前回の画情報を保持して各ゲートＧ、、Ｇ
、・・・Ｇ鳳に加えることにより、各発熱抵抗体が記録
パルス印加時間の合間ζこ放熱するのを防止する。記録
パルス印加回路８ｏは各ゲートＧ、、Ｇ、・−・Ｑｎに
加える記録パルス幅を可変制御する動作を行ない、その
可変制御は、まず最も短いパルス幅のバ）レスが加えら
れ、その後、例えばＱ、ｌ　ｍ　ｓｅｅごとの付加パル
スが順次出力されるｙいうような制御である。

次に、第９図ｉこ示した装置の具体動作例を第１０図に
示すタイムチャートを参照して説明する。第１０図はそ
れぞれ記録パルス印加回路８ｏから出力されるパルスを
示すものである。

１走査ラインの記録に際して、まず蓄熱補正回路１０か
らは今回記録を施す全ての発熱抵抗体のみを論理値で１
１」とした画情報ｖｉ別言すれば現走査ラインの画情報
がシフトレジスタ９ｏに順次入力される。以〒、これを
第１画情報という。シフトレジスタ９０はこれを適宜、
所定のビット位置までシフトした後、この第１画情報を
バッファ９１に転送する。バッファ９１はこの第１画情
報を並列にゲーＦ　Ｇ１　ｔ　Ｇ＊・−Ｇ、に入力する
。この入力に伴って、記録パルス印加回路８ｏからは最
も短い記録パルス幅０．５ｍ５ｅｃを有する記録パルス
が各ゲ−１ζこ加えられる（第１０図（ａ）参照）。こ
れにより前記第１両情報Ｖ１に対応した全ての発熱抵抗
体のみが９．５　ｍ　ｓｅｃ通電されることになる。

次に、前記第１画情報がシフトレジスタ９ｏからバッフ
ァ９１に転送されると同時に次の第２画情報がシフトレ
ジスタに順次入力される。この第２画情報は結果的に前
記第１画情報から０．６　ｍ　ｓｅｃ以上の記録パルス
幅を加える画情報を抽出し、該抽出したもののみを論理
レベルで１１」とした画情報である。

この第２画情報が前記と同様にして、バッファ９１に転
送された後、各ゲートに入力される。この入力に伴って
、記録パルス印加回路８０からはＱ、１ｍ５ｅｃの記録
パルス幅を有するパルスが各ゲートに入力される（第１
０図Φン参照）。これにより、前記第２の画情報に対応
した発熱抵抗体は結果的にＱ、（５ｍｓｅｃ（０，５＋
０．１　＞通電されること番どなる。なお、蓄熱補正回
路１０．シフトレジスタ９０、バッファ９１オヨび記録
パルス印加回路８０の各動作は適宜の同期がとられてお
り、発熱抵抗体の放熱が始まる前に次の記録パルスが加
えられるよう番こなっているのは勿論である。

次に、前記同様にして、蓄熱補正回路１０から出力され
た第３の画情報がシフトレジスタ９０、バッファ９１を
介して各ゲートに入力される。この第３の画情報は結果
的に前記第２の画情報からＱ、７ｍ５ｅｃ以上の記録パ
ルス幅を加える画情報を抽出し、該抽出したもののみを
論理レベルで「１」とした画情報である。この第３の画
情報が各ゲートＧ１゜Ｇ２・−・Ｇ！ｌに入力される時
に記録パルス印加回路ｇｏ　、ｊ、らはＱ、ｌ　ｍ　ｓ
ｅｅの付加パルスが出力される（第１０図（Ｃ）参照）
。従って、この第３の画情報に対応した発熱抵抗体は前
の通電と合わせて結果的にＱ、７　ｍ　ｓｅｃ通電され
ることになる。

以下、同様にしてＱ、ｌ　ｍ　ｓｅｃの付加パルスが段
階的に付加されることにより最大１．２ｍ５ｅｃの通電
動作が行なわれる。

第１１図に蓄熱補正回路１０の他の構成例を示す。

なお、第１１図中、先の第７図に示したものと同じ構成
要素については、同一符号をつけて示しており、その説
明は省略する。

すなわち、この構成例では、蓄熱状態演算器９５１こ第
１ラインバッファ２０．第２ラインバツフア２１、第３
ラインバツフア２２および゛に１演算器４０の各出力を
入力することにより、各発熱素子の熱履歴を前記蓄熱状
態情報Ｘ１とサーマルヘッドの基板温度を示す情報Ｋｉ
とを含めた形で演算した後、Ｔ１演算器６０４こ入力す
るようにしている。勿論光の第７図に示したものとは構
成が異なるのみで、この蓄熱補正回路１０から得られる
出力は第７図と同じものである。

なお、蓄熱状態情報Ｘ１を決定するために参照する画素
は第１図に示したもので、十分満足する結果を得ること
ができるが、第１図に示したもの番こ限るわけではない
。高速性、コスト面などの条件によっては、参照画素を
若干少なくしてもよいし、また、これ以上の精密さを要
求するのであれば、参照画素をもっと多くしてもよい。

また、本実施例では蓄熱状態情報Ｘ１をｒＯＪから「７
」までの８段階番こ分割するようにしたが、この分割数
は勿論任意であり、例えば１６段階、３２段階と分割数
を増すようにすれば、より精密な蓄熱補正を行なうこと
ができる。

さらに、本実施例では第５図および第６図に示したよう
に、サーミスタ抵抗値ＲをＩＯＫΩごとのしきい値によ
って区分けし、該区分けに基づいて印加パルスのパルス
幅を増減するようにしたが、上記区分けの為のしきい値
の選択は勿論任意であり、各種条件によって適切なもの
を採用すればよい。

ところで、本実施例ではサーマルヘッドの各発熱素子に
加えるパルスの記録パルス幅（通電時間）を可変制御し
て記録画素の濃度バラツキを防止するようにしたが、例
えば他に、各発熱素子に高周波パルスを印加し、該高周
波パルスのデユーティを変化させるようにしてもよい。

また、印加電圧を可変制御するようにしてもよい。要は
、各発熱素子に加えられる電気エネルギーが結果的に可
変制御されればよいのである。

また、供給電源の節約などのためにサーマルヘッドの発
熱素子を複数のブロックに分割し、これらを分割駆動す
るという方式があるが、この場合には各ブロック毎に上
述したような蓄熱補正回路をそれぞれ具備させるように
すればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば各発熱抵抗体に
加える電気エネルギーを前走査ラインの各記録パルス幅
と、サーマルヘッドの基板温度と、周囲の発熱素子の発
熱をも考慮した蓄熱状態情報とに基づき可変制御するよ
うにしたために、高速駆動がなされたとしても、常に濃
度のバラツキのない良好な印字品質を得ることができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録画素の配列を示す図、第２図は蓄熱状態情
報Ｘ１を算出するためのグラフ、第３図は直前の行の記
録パルス幅Ｔｒ−１をパラメータとした蓄熱状態情報Ｘ
１と補正パルス幅７．／との関係を示すグラフ、第４図
は基板温度ｔとサーミスタ抵抗値Ｒとの関係を示すグラ
フ、第５図はサーミスタ抵抗値Ｒと付加パルス幅との関
係を示すグラフ、第６図は第３図乃至第５図に示した関
係を総轄して示したグラフ、第７図はこの発明の具体的
構成例を示すブロック図、第８図はＸ１演算器の内部構
成例を示すブロック図、Ｍ９図はサーマルヘッドの全体
的回路構成例を示す図、第１Ｏ図は第９図の動作を説明
するためのタイムチャート、第１１図はこの発明の他の
構成例を示すブロック図である。 １０・・・蓄熱補正回路、２０　、２１　、２２−・ラ
インバッファ、３０・・・Ｘ１演算器、３１・・・重み
値付加回路、３２・・・Ｙ　ｔ　／Ｘ　を変換回路、４
０・・・Ｋ１演算器、５０・・・メモリ、６０・・・Ｔ
１演算器、７０・−画信号演算器、８０・・・記録パル
ス印加回路、９０・・・シフトレジスタ、９１・・・バ
ッファＯ α７ １１１ 目−− ｅ’−ｃｏ旧＋５（”）へ―○

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発熱素子を有するサーマルヘッドの蓄熱補
   正方法において、前記複数の発熱素子に加える電気エネ
   ルギーを、前記各発熱素子および該発熱素子に隣接する
   発熱素子の現在および過去の記録情報に基づき算出した
   蓄熱状態情報と、当該各発熱素子の直前の行の記録パル
   ス幅を示す情報と、サーマルヘッドの基板温度を示す情
   報とに基づき各別に可変制御するようにしたことを特徴
   とするサーマルヘッドの蓄熱補正方法。
2. （２）前記電気エネルギーは前記各発熱素子に加えられ
   る記録パルスのパルス幅を増減することにより可変制御
   されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   のサーマルヘッドの蓄熱補正方法。
3. （３）　　前記蓄熱状態情報は前記記録情報番こそれぞ
   れ当該発熱素子に対する蓄熱の影響度に対応した所定の
   重み値を付けて、これらを加算することによって算出さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   サーマルヘッドの蓄熱補正方法。