JPS5945176A - サーマルヘッドの駆動装置 - 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】 この発明は複数の発熱抵抗体によって構成されるサーマ
ルヘッドの発熱抵抗体相互間の表面温度の均一化を図る
サーマルヘッドの駆動方法およびその装置に関する。

感熱記録の際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に対応するよう複数の発熱
抵抗体（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抵抗体数は１７２８個
、日本工業規格Ｂ列４番の記録紙の場合には２０４８個
）によって構成さ扛ており、記録すべき画情報に応じた
電力を該複数の発熱抵抗体それぞれに各別に供給し、所
要の発熱抵抗体を発熱させることによって、該発熱部に
摺接する熱記録媒体を発色烙ぜている。

ところで従来、このようなサーマルヘッドな用いる場合
、上記画情報に対応した発熱抵抗体それぞれに単に一定
電圧かつ一定時間の通′亀を行うことによう所定の記録
を行っていた。

しかるに、このような方法では、当然各発熱抵抗体の有
する抵抗値の相異によって各発熱抵抗体間の消費電力が
異なる為、該消費電力と略比例関係にある各発熱抵抗体
の表面温度にバラツキを生じることになる。その結果、
熱記録媒体（感熱転写法における転写テープ等の転写媒
体も會む）に対する記録の際に、該熱記録媒体に与える
熱量が各発熱抵抗体毎にバラツキを生じることから、記
録された画像濃度が不均一なものとなり、印字品質が劣
悪になっていた。

例えば、上述した従来のサーマルヘッドを用いてｂピ録
を行った場合、各発熱抵抗体相互間の抵抗値のバラツキ
を１５％以内に抑えても、印字濃度のバラツキはＩＤ　
（Ｉｍａｇｅ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　）＝０．２５以上生ず
ることがるる。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであシ、各発
熱抵抗体固有の発熱特性に基づいて各発熱抵抗体に加え
る加熱時間を可変制御することにより、各発熱抵抗体相
互間の表面温度の均一化ひいては記録された画像温度の
均一化を図るサーマルヘッドのＷ、動方法ｈ＞νその装
置を提供することを目的とする。

すなわちこの発明は、予測定した抵抗値に基づいて、複
数の発熱抵抗体を適宜数のグループ処分類し、該分類し
たグループ毎に、該グループの発熱抵抗体における最適
加熱時間をもって加熱制御を行うようにするものであり
、例えば発熱抵抗体に対する該分類情報を適宜の記憶手
段に記憶させ、この情報に基づいて加熱制御を行うよう
にする。

以下、この発明にかかるサーマルヘッドの駆動方法およ
びその装置を添付図面に示す実施例にしたがって詳細に
説明する。

第１図はこの発明にかかるサーマルヘッドの駆動装置の
一実施例の構成を示すものである。

前述したように、サーマルヘッドの発熱部には主走査方
向における画素数に対応した数の発熱抵抗体Ｒ，，Ｒｔ
・・・・Ｒｎ　が具えられており、該複数の発Ｖ％砥抗
体ｇ＋　、Ｒｚ・・・・・　Ｒ，のそれぞれに画４ｇ号
に対応した電流を加えることによって、所要とする発熱
抵抗体のみを発熱せしめ熱記録媒体に対する記録を行う
。各発熱抵抗体Ｒｓ、Ｒｚ・・・・・ＲｎＫＶｉ好適な
発熱が行わ几る為の整流用の適宜なダイオードＤがぞｊ
、それ具えられていて、かつ各発熱抵抗体Ｒｔ　、Ｒｚ
・・・ＲｎのダイオードＤ側の端子は一定の電位に保持
されている。寸だ、各発熱抵抗体のもう片方の端子には
そｎぞｎアントゲ−）Ｇ、、Ｇ、・・・・・Ｇｎが具え
られ１おり、このアンドゲートＧ＋−Ｇｔ・・・・・Ｇ
ｎを介して、画情報に対応した発熱抵抗体のみが適宜時
間の加熱時間、かつ一定の電圧をもって発熱動作が行わ
ｎるようになっている。

さて、これら発熱抵抗体はその固有の１発熱特性の違い
すなわちそれぞ扛の有する抵抗値の相違によって、ある
抵抗値幅のバラツキを有するものであり、該複数の発熱
抵抗体を第２図に示、すようくその抵抗値に応じて適宜
数のグループに分類する。なお、この実施例においては
、サーマルヘッドの発熱部を構成する各発熱抵抗体が第
２図に示すように目標抵抗値ｒを中心に抵抗値ｒ−△ｒ
、からｒ＋△ｒ！の範囲で分布しており、グループ■、
グループ■、グループ■、グループ■の４グループに分
類した場合について説明する。なお、この分類において
それぞれのグループの発熱抵抗体数を同数にすれば、後
述するそれぞれのメモリの記憶領域を均一にすることが
できる・ まず、メモリＩ　１１、メモリＩ［１２、メモリＩ［１
１３、メモリＩＶ　１４には前述したごとくグループ■
乃至グループ■の４グル一プ九分類された各発熱、抵抗
体がと・のグループに属するかを判別させる為の情報が
記憶さ汎ている。勿論、メモＵ　Ｉに記憶された情報は
グループ■の発熱抵抗体に対応したものであシ、同様に
、メモリ■、メモリ■、メモリ■に記憶された情報はそ
九ぞれグループ■、グループ■、グループ■の発熱抵抗
体に対応したものである。第３図にこｊ、らメモリＩ乃
至メモリ■のそｎ−ぞｔの記憶内容の一例を示す。

すなわち、メモリ■、メモリ■、メモリ■、メモリ■に
少なくともサーマルヘッドの全発熱抵抗体数に相肖する
ビットアドレス領域を有してねり（第３図では発熱抵抗
体のドツト番号がそｊ、それのメモリにおけるビットア
ドレスに対応し゛ている）、それぞれのメモリは該メモ
リに該肖するグループの発熱抵抗体のドツト番号に対応
するビットアドレスのみ論理値「１」として記憶されて
おり、それ以外のビットアドレスは論理値「０」として
記憶されている。例えば第３図によると、ドツト番号】
の発熱抵抗体はグループ■に属し、ドツト番号２の発熱
抵抗体はグループ■に属し、ドツト番号３の発熱抵抗体
はグループ■に属し、ドツト番号４の発熱抵抗体はグル
ープ■に属し、ドツト番号５の発熱抵抗体はグループＷ
　Ｋ　属り、ていることになる。

他力、これらメモリ１１メモリ■、メモリ■、メモＩＪ
　ＩＶの読出し動作はメモリ制御部加の制御によって行
われており、その請出し動作は、例えばメモリ■の記憶
内容がそのビットアドレスに従ってシリアルに読出され
た後、メモリ■の記憶内容がそのビットアドレスに従っ
てシリアルに読出され、９徒メモリ■、メモリ■の記憶
内容が同様にして請出されるよう釦なっている。

したがってメモリ読出し制御部加は、例えばこの実施例
装置の各構成要素の基本クロックでおる搬送りロックに
基づいて計数動作を実行するリングカウンタ回路と、該
リングカウンタ回路の各メモリに対する出力を所定の順
番に基づいて順次切換えていくセレクタ回路等によって
構成することができる。

また、これらメモリの出力端子はそれぞれオアゲート３
０の入力端子に接・続されておシ、このオアゲートＩで
メモリ出力の論理和がとられた後、アンドゲート３１の
片方の入力端子に入力されるようになっている。なお、
ひとつのメモリが読出し動作を実行しているときには他
のメモリの出力信号はハイインピーダンス状態となり、
読出し動作実行中のメモリの出力に影響を及はさないよ
うになりている。

次にレジスタ４０は図示しない画情報ｉンＣ取υ部等か
ら画情−ａｖＤを主走査線１ライン毎に受入し、該受入
した１主走査ライン分の画情報ＶＤを一時記憶するとと
もに、記憶した画情（艮を前記搬送りロックに基づいて
、かつ所定の順番に従って１−次アンドゲート３■に出
力するものである。従ってその一時記憶容量は少なくと
もサーマルヘッドの全発熱低抗体数、他言すｎば一主走
査ライン分の画素数に相当するビット数を必要とする。

また該記憶した画情報ＶＤのアンドゲート３１に対する
出力動作は前記メモＩＪＩＮメモリ■、メモリ■、メモ
リ■の読出し動作に同期して行わ扛−こおり、レジスタ
４０は該一時記憶した１主走査ライン分の画情報ＶＤを
４回繰り返してアンドゲート３１に出力することになる
。

この為前記画情報ＶＤはメモリ■乃至メモリ■の読出し
動作が−通り終了した後、すなわちレジスタ４０に一時
記憶さ）また１主走査ライン分の画情報が４回繰り返し
てアンドゲート３１に出力さ詐た後、次ステツプの主走
査ライン分の画情報が該レジスタ４０に入力されるよう
になっている。

次に第４図に示すタイムチャートに従って１主走査ライ
ンを記録する場合のメモリ■、乃至メモリ■、レジスタ
４０、アンドゲート３１の動作を説明する。なお、この
タイムチャートにおいては各メモリの記憶内容として第
３図に示した各メモリの記憶内容例のうちサーマルヘッ
ドの発熱抵抗体ノドット番・号１からドツト番号８まで
を採用しており、他のドツト番号の発熱抵抗体に対する
動作については省略している。

同図に示すように１ず、グループＩの発熱抵抗体に対す
る加熱制御を行う為に、メモリｌの記憶内容がビットア
ドレスに従って順次読出され、該メモリの読出し動作に
同期して出力されるレジスタ４０の一時記憶内容（１主
走査ライン分に相当する画情報ＶＤ）との論理積がアン
ドゲート３１によって順次とられる。このようにして、
グループ■の発熱抵抗体のうち、画情報ＶＤに基づき発
熱動作を行う発熱抵抗体に対応したメモリＩの記憶内容
のみが論理値「１」として後述するシフトレジスタ団の
所定ビット位置にシフトされることになる。このタイム
チャートにおいてはグループ■の発熱抵抗体としてドツ
ト番号１の発熱抵抗体のみが発熱動作を実行さハること
になる。

メモリ■の読出し動作が終了すると、次にグループ■の
発熱抵抗体に対する加熱制御を行うために、メモリ■の
記憶内容の読出し動作が開始される。この場合、レジス
タ４０は一時記憶した１主走査ライン分に相当する前記
画情報ＶＤを再度ビットアドレスに従ってアンドゲート
３１に出力し、前述したようにアンドゲート３１ではメ
モリＨの記憶内容と該レジスタ４０の出力の論理積がと
られた後、該出力をシフトレジスタ閏に出力する動作が
行われる。このタイムチャートにおいてはグループＨの
発熱抵抗体としてドツト番号２およびドツト番号６の発
熱抵抗体が発熱動作を実行さ詐ることになる。

上述した動作がグループ■、グループ■の発熱抵抗体に
ついても同様に行われる。このタイムチャートにおいて
はグループ■の発熱抵抗体としてドツト番号４の発熱抵
抗体が、グループ■の発熱抵抗体としてドツト番号７の
発熱抵抗体が発熱動作を実ｈｂることＫなる。

この後、次ステツプの画情報ＶＤがレジスタ４０に入力
され、再び各メモリの内容がメモリ■から順番に読出さ
れることになる。

次にシフトレジスタ５０は直列入力並列出力型のシフト
レジスタであり、その入力端子は前記アンドゲート３１
の出力端子に、その並列出力端子は各発熱抵抗体毎に具
備されているアントゲ−）Ｇ、、Ｇ、・・・・・Ｇｎの
片方の入力端子にそれぞれ接続されている。そのシフト
動作は前記搬送りロックに基づいて行われておυ、分類
したグループ毎に発熱させるべき発熱抵抗体を発熱させ
る為に、前記アンドゲート３１の出力が所定位置まで適
宜シフトされるよう釦なっている。

加熱時間コントロール印には分類したグループ毎に加え
る最適加熱時間に応じた矩形パルスがあらかじめ記憶さ
れている。さて、一定電圧印加時における発熱抵抗体に
対する加熱時間と発熱抵抗体の表面温度は第５図のグラ
フに示すような関係Ｖｒ、、アリ、かつ発熱抵抗体の消
費電力＝（一定電圧値）２／発熱抵抗体の抵抗値の関係
にあることから、各グループに対する最適加熱時間は第
６図に示すような関係となる。すなわち、抵抗値の最も
小さい発熱抵抗体よりなるグループ■に対する加熱時間
を最も短くシ、抵抗値の最も大きい発熱抵抗体よシなる
グループ■に対する加熱時間を最も長くシ、中間グルー
プであるグループ■、グループ■に対する加熱時間は前
記グループ■とグループ■の間に位置する最適な加熱時
間をもって各発熱抵抗体と加熱することによって、表面
温度バラツキのないサーマルヘッドを構成することが可
能となる。勿論、該加熱時間コントローラ艶から出方さ
詐るこの矩形パルス幅はシフトレジスタ艶から出力され
るパルス幅より短いものである。また加熱時間コントロ
ーラ６０から出力される最適加熱時間に応じた矩形パル
スの切換えは、前記メモリ読出し制御部加によって行わ
れるメモリ読出しの切換え制御に同期して行われている
。したがって、シフトレジスタ５ｏからグループＩの発
熱抵抗体を発熱させる為のパルスが該当するアントゲ−
）　Ｇ１、Ｇｘ・・・・・Ｇｎに加えられる際には、こ
ｎに同期して加熱時間コントローラ艶からはグループＩ
の最適加熱時間に応じた矩形パルスが適宜アンドゲート
ＧＩ・・・・・Ｇｎに加えられることになう、グループ
Ｉに属する発熱抵抗体のうち画情報ＶＤに基づいたドツ
ト番号の発熱抵抗体のみが最適加熱時間によって発熱さ
れる。同様の動作がグループ■、グループ■、グループ
■の順に従って行われ、その結果、濃度ムラの小さい、
良好な印字品質を得ることができるようになる。例えば
上記実施例装置によって記録を行った場合、印字濃度の
バラツキを■Ｄ　（Ｉｍａｇｅ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）　＝
Ｏ，１以下に抑えることができた。

ところで、この実施例装置のメモリ１１メモリ■、メモ
リＩｆｆ　、　メモリ■は発熱抵抗体の分類情報を適宜
記憶することができるものであればいかなるものを用い
てもいいのであるが、これらメモリに例えば書込み自在
かつ不揮発性のプログラマブルＲＯＭ　＠を採用すれば
、各装置毎に異なるサーマルヘッドの発熱抵抗体の抵抗
値バラツキに応じて該メモリの記憶内容を変えるだけで
上述したような良好な印字品質を実現することができる
ようになり、汎用性に富んだサーマルヘッドを提供する
ことができ、かつ製造の際の省力化、低コスト化を図る
ことができる。

なお、第１図に示した実施例装置のスピードアップを図
る際、例えば印字すべきドツト数が少ない場合は予め加
熱時間コントローラ印にグループ■およびグループ■の
両グループに共通する最適カロ熱時間と、グループ■お
よびり゛ループ■の両クループに共通ずる最適加熱時間
を記憶させておき、かつメモリ読出し制御部加によって
１ずメモリ■、メモリ■を同時に能ｔ）シてその記憶内
容を並列に読出すととも釦、前記加熱時間コントローラ
６０にクループ■およびクループ■の最適通電時間に対
応した矩形パルスをアントゲ−）Ｇｓ、Ｇｓ・・・・・
Ｇ、に：出力してグループ■およびグループＨの発熱抵
抗体を発熱させた後、同様にしてグループ■およびグル
ープ■の発熱抵抗体を発熱させるようにすれば、実質的
に２つのグループに分類■７たのと等しくなり、印字時
間を半減することができる。

次にこの発明にかかるサーマルヘッドｔＤＥＥ８装置の
他の実施例を第７図に示す。

この実施例装置において、サーマルヘッドの発熱抵抗体
Ｒ１、Ｒ１目・・・Ｒｎがその発熱特性によって４つの
グループに分類さｎｌかつ加熱時間コントローラ７０か
らそわ−ぞれのグループの最適加熱時間に応じた矩形パ
ルスが各グループ毎に発熱抵抗体Ｒ１、Ｒ＊・・・・・
Ｒｎに加えられることは前述した実施例と同じである。

、しかし、この実施例装置では、前記画情＠ＶＤが＠接
シフトレジスタ５０に入力され、加熱時間コントローラ
７０と各発熱抵抗体に具えらｉたアンドゲートＧｓ　、
Ｇｔ・・・・・Ｇｎとの接続１・＝１該゛分類したグル
ープ毎に行われており、加熱時間コントローラ７０は予
記憶しているグループ毎の最適加熱時間に応じた、前記
４種の矩形パルスを前記アンドゲートＧ１、Ｇｆｆｉ・
・・・・Ｇｎに一生走査ラインの印字毎に同時に出力す
る。したがって、前記実施例のように一主走査ラインの
印字に４回の動作ステップをふむことなく、−回の動作
で一生走査ラインの印字を行うことができる。勿論、こ
の実施例では発熱抵抗体をその配線態様によってグルー
プ分けした為に、汎用性にかけるものとなるが、高速か
つ良好な印字品質のサーマルヘッドを実現することがで
きる。

なお、上述１〜だ実施例においては発熱抵抗体をその抵
抗値に応じて４つのグループに分類した場合について示
１．だが、該分類数は勿論４つに限るわけでなく、各サ
ーマルヘッドの抵抗値バラツキに応じて任意数のグルー
プ分けを行えばよい。該分類数を多くした含金１ヶ、サ
ーマルヘッドの表面温度のバラツキをより小さくするこ
とができる。

また、この発明にかかるサーマルヘッドの駆動装置のＩ
Ｉ成は第１図、第７図に示した実施例に限るわけではな
く、予測定Ｌ７た抵抗値に基づいて被数のグループに分
類した発熱抵抗体に対してそれぞれのグループ匂に最適
加熱時間をもって加熱制御を行うものであれば他のいか
なる構成としてもよい。

ところで、連続パルス印加時または陽接効果による発熱
抵抗体の温度上昇を補正する為に加熱時間を短くすると
いう制御方式があるが、この制御１嫉にこの発明にかか
るザーマル〜ツドの恥部方法を付随烙せ、より印字品質
の優扛たサーマルヘッドを実覗することもできる。

以上説明したように、この発明にかかるサーマルヘッド
の駆動方法およびその装置によ九ば、各発熱抵抗体固有
の発熱特性に基づいて各発熱抵抗体に加える加熱時間を
可変制御するようにしたことによって、各発熱抵抗体の
表面温度のバラツキを小きくすることができ、ひいては
Ｇ己録された画像濃度のバラツキを小さくシ、印字品質
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるサーマルヘッドの駆動装置の
第１の実施例の構成を示すブロック図、第２図はサーマ
ルヘッドの発熱抵抗体の抵抗値による分布と、該発熱抵
抗体をその抵抗値に基づいて４つのグループに分類した
ことを示すグラフ、第３図は第１図に示した実施例装置
におけるメモリ１１メモリ■、メモリ■、メモリ■の記
憶内容例を説明する為の説明図、第４図は第１図に示し
た実施例装置の動作例を示したタイムチャート、第５図
は発熱抵抗体の表面温度と加熱時間の関係を示すグラフ
、第６図は４つのグループに分類した発熱抵抗体のそれ
ぞれのグループに対する最適加熱時間を示す図、第７図
はこの発明にかかるサーマルヘッドの駆動装置の第２の
実施例の構成を示すブロック図である。 １１．１２．１３．１４・・・メモリ、２０・・・メモ
リ読出し制御部、４０・・・レジスタ、５０−・・シフ
トレジスタ、ω、７０−・加熱時間コントローラ。 出願人代理人　　木　村　高　久

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　各抵抗値に基づいて適宜数のグループに分類
   した複数の発熱抵抗体に対して、該分類したグループ毎
   に該グループにおける最適加熱時間を　　。 もって加熱制御を行うようにしたことを特徴とするサー
   マルヘッドの駆動方法。 （２）前記加熱制御は前記発熱抵抗体数に対応したドツ
   ト数の印字に際して、前記分類したグループ数に対応し
   た動作ステップを特徴とする特許゛請求の範囲第（１）
   項記載のサーマルヘッドの駆動方法。 Ｃ３）　　前記加熱制御は前記発熱抵抗体数に対応した
   ドツト数の印字を同時に行う特許請求の範囲第（１）項
   記載のサーマルヘッドの駆動方法。 （４）予測定した抵抗値に基づいて適宜数のクループに
   分類した複数の発熱抵抗体がどのグループに属するかを
   識別させる為の情報を該分類したグループ毎に記憶して
   いるメモリと、所定ビット数毎の画情報を前記メモリの
   記憶内容の読出しが一通シ終了するまで一時記憶する第
   １の一時記憶手段と、前記分類したグループ毎の最適加
   熱時間に応じたパルスを記憶している加熱時間制御手段
   と、前記メモリおよび前記加熱時間制御手段の記憶内容
   を前記分類したグループ毎に順次出力するよう動作させ
   る読出し制御手段と、前記第１の一時記憶手段および前
   記メモリの順次出力に基づいて前記複数の発熱抵抗体の
   うち発熱させるべき発熱抵抗体を選択する為の情、報を
   形成し、かつ該形成した情報を発熱抵抗体の所定ドツト
   位置に対応するように並列出力する第２の一時記憶手段
   と、該第２の一時記憶手段の出力に基づき発熱させるべ
   き発熱抵抗体のみに対して゛前記加熱時間制御手段よ多
   出力される各グループ毎の最適加熱時間罠応じたパルス
   を印加するよう動作させる論理手段とを具え、分類した
   グループ毎の発熱抵抗体に該グループにおける最適加熱
   時間をもって加熱制御を行うようにしたことを特徴とす
   るサーマルヘッドの駆動装置。 （５）　　予測定した抵抗値に基づいて適宜数のグルー
   プに分類した複数の発熱抵抗体に対する最適加熱時間に
   応じたパルスを該分類したグループ毎に記憶し、かつ該
   記憶したパルスを分類したグループ毎に並列出力する加
   熱時間制御手段と、順次入力される所定ビット数分の画
   情報を発熱抵抗体の所定ビット位置に対応するように並
   列出力する一時記憶手段と、該一時記憶手段の出力に基
   づき発熱させるべき発熱抵抗体のみに対して前記加熱時
   間制御手段より並列出力さ扛る各グループ毎の最適加熱
   時間に応じたパルスを分類したグループ毎に印加するよ
   う動作させる論理手段とを具え、該論理手段と前記加熱
   制御手段との配線態様によってグループ分けを行った発
   熱抵抗体に対して該分類したグループ毎に該グループに
   おける最適加熱時間をもって加熱制御を行うようにした
   ことを特徴とするサーマルヘッドの駆動装置。