JPS60239258A - サ−マルヘツド駆動装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明はサーマルヘッドを用いて記録または表示を行う
電子機器におけるサーマルヘッドの駆動装置に関する。

「従来の技術」 プリンタやファクシミリの記録部では、熱転写記録方式
あるいは感熱発色記録方式を利用した記録装置が広く用
いられている。これらの記録部には熱パルスを印加する
手段としてサーマルヘッドが用いられることが多い。ま
た磁化潜像を利用して表示を行うある種の表示装置でも
熱パルスの印加手段としてサーマルヘッドを用いている
。

このような記録装置あるいは表示装置（以下単に記録装
置という。）では、サーマルヘッドを構成する複数の単
位発熱体に印字のために印加するエネルギを適正に設定
しなければ、画像に濃度のむらが発生したり、インクの
“尾引き”や“かすれ”が発生し、十分な画質を得るこ
とが、できない。

そこで画像に影響を与える各種の要因の究明が行われて
おり、これらについて熱エネルギの補正を行うことが提
案されている。

第６図は従来のサーマルヘッド駆動装置の一例を表わし
たものである。この装置は■サーマルヘッドの蓄熱状態
、■単位発熱体の抵抗値の相違右よび■サーマルヘッド
の基板温度の変動といった３種類の要因について熱エネ
ルギを補正するようになっている。ここでサーマルヘッ
ドの蓄熱状態とは、印字パターンによって個々の単位発
熱体の蓄熱状態が相違することを指す。蓄熱状態は現在
印字を行おうとしている単位発熱体の周囲に配置された
他の単位発熱体からも影響を受ける。■単位発熱体の抵
抗値の相違とは製造上等の原因による単位発熱体間の抵
抗値の相違をいい、１つのサーマルヘッド内における単
位発熱体の抵抗値のバラツキと温度等の相違による単位
発熱体の平均抵抗値のバラツキがある。抵抗値にはかな
りの幅がある。例えば前者のバラツキは±２５％程度で
あり、後者は±１００Ω程度になる。■サーマルヘッド
の基板温度の変動とは、特定の単位発熱体のみが連続し
て発熱した場合等により生じるサーマルヘッドの基板温
度の分布の変動をいう。まず蓄熱演算回路１１は印字を
行おうとしているドツト（以下着目ドツトという。）の
周辺の画情報（蓄熱情報）１２を入力し、着目ドツトの
現時点における蓄熱レベルｘＩ　を算出する。この蓄熱
レベルＸ１　は第１の印加エネルギ演算回路１４に人力
され、印加エネルギを印加パルスのパルス幅で表わした
印加パルス幅情報ＴＩ　が出力される。印加パルス幅情
報ＴＩ　は１６段階のパルス幅のうちから１つを選択さ
せるために４ビツトのパラレルなデータとして出力され
る。

一方、抵抗値演算回路１６は各単位発熱体の抵抗値を表
わした抵抗値情報１７の供給を受け、それぞれの単位発
熱体の抵抗値を４ビツト（１６段階）で表わした抵抗値
情報Ｒ，を出力する。また基板温度演算回路１９はサー
マルヘッド２１の基板温度を測定するサーミスタから基
板温度情報２２を受け、基板温度に関する３ビツト（８
段階）の基板温度情報Ｗｉ　を出力する。

印加エネルギ演算回路２３では、以上説明した合計１１
ビツトの情報’ｒｓ　、Ｒ＋　ＳＢ＋　をアドレス情報
として着目ドツトに対する印加エネルギを演算する。各
単位発熱体ごとの演算結果２４はサーマルヘッドドライ
バ２５に供給される。サーマルヘッドドライバ２５は印
字データ２６の供給も受けており、演算された印加エネ
ルギに相当するパルス幅の印字パルス２７をサーマルヘ
ッド２１に供給する。電源２８はこの印字パルスを作成
するためのものである。

このようにこの従来のサーマルヘッド駆動装置では抵抗
値情報Ｒ１として４ビツトのデータが割り当てられてい
た。ところがサーマルヘッドの単位発熱体の抵抗値はそ
めバラツキの範囲が大きいので、抵抗値情報Ｒ＋　を十
分細かく設定することが困難であった。これを第７図と
共に説明する。

単位発熱体の抵抗値の平均値は製造上の原因で８００±
１００Ωの範囲で変動する（同図ｒ、）。

そしてこめ平均値に対して±２５％の範囲で個々の単位
発熱体の抵抗値が変動する。従って例えば抵抗値の平均
値が最大の９００Ωであったとすれば、そのサーマルヘ
ッドでは単位発熱体の抵抗値が６７５Ωから１１２５Ω
の範囲に存在することになる（同図ｒ、　）。また最小
のＴＯＯΩであったとすれば、そのサーマルヘッドの単
位発熱体の抵抗値は５２５Ωから８７５Ωの範囲に存在
することになる。（同図ｒ３）。従って単位発熱体の抵
抗値は全体として５２５Ωから１１２５Ωまでの広い範
囲内に存在することになる（同図ｒ、）。

このため、これらの範囲について１６段階で抵抗値を空
現しようとすればほぼ４０Ω刻みとなり、単位発熱体へ
の印加エネルギを微妙に調整して多段階の階調を表現し
ようとする場合にはその実現が困難となった。

もちろんより多くのビットを抵抗値情報ＲＩ　に割り当
てることも可能であるが、印加エネルギ演算回路２３が
これに伴ない大型化することになり好ましくない。また
印加エネルギを演算するために他のデータをこの演算回
路２３に追加する要請もある。例えば印字ラインの１ラ
イン過去における蓄熱量を表わした熱履歴データや、将
来の印字パターンによって現在の印字状態を制御する未
来予測データ等がそれである。このようなデータを加え
て印加エネルギの演算を行うためには、抵抗値情報Ｒ１
に更に多くのビットを割り当てることは困難である。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明はこのような事情に鑑み、印加エネルギの補正を
余裕をもって行うことのできるサーマルヘッド駆動装置
を提供することをその目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明では第１図に原理的に示すように、抵抗値測定手
段３１によってサーマルヘッド３２の単位発熱体の抵抗
値をそれぞれ測定し、平均抵抗値演算手段３３でこれら
の平均抵抗値をめる。そして出力電圧設定手段３４を用
いて平均抵抗値の高低に応じてサーマルヘッド駆動用の
電源３５の出力電圧を制御する。

このよ・うに本発明によればサーマルヘッドの各単位発
熱体の抵抗値に関するデータのうち平均抵抗値について
のデータをサーマルヘッド駆動用の電源に与え、平均値
に応じて出力電圧を得るようにした。このため、この平
均抵抗値に対する個々の単位発熱体の偏差値についての
データを他の補正データとともに印字エネルギの演算の
ために用いれば足り、結果として印加エネルギの補正に
おけるレンジを拡張することができ、制御の高精度化を
可能にする。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第２図はサーマルヘッド駆動装置を使用した記録部を表
わしたものである。このサーマルヘッド駆動装置に使用
されている抵抗値測定回路４１はサーマルヘッド３２の
基板上に配置された多数の単位発熱体の抵抗値を１つず
つ個別に測定するようになっている。この抵抗値測定回
路４１の測定原理を説明する前にこの記録部に用いられ
ているサーマルヘッド３２の印字動作について第３図で
簡単に説明する。

このサーマルヘッド３２０基板上には１本の細長い発熱
抵抗体４２が形成されている。この発熱抵抗体４２には
所定の間隔で２種類の電極４３．４４が交互に取り付け
られている。このうち一方の電極４３．．４３□、・・
・・・・はそれぞれ画データに応じてオン・オフするス
イッチング素子（図示せず）を介して接地されている。

他方の電極４４．．４４２、・・・・・・は、このうち
奇数番目のものがダイオード４５を介して第１の共通ラ
インＣ１に接続され、偶数番目のものはダイオード４５
を介して第２の共通ラインＣ２に接続されている。これ
らの共通ラインＣ１、Ｃ２には、スイッチ回路４６を介
して電源回路４７から所定の電圧が印加されるようにな
っている。

例えばスイッチ回路４６が図示のように第１の共通ライ
ンＣ１を選択した状態で印字パルスが供給されたとする
。今、特定の電極４４３に注目してみる。これと隣接し
た２つの電極４３２．４３゜が前記したスイッチング素
手によって接地されていれば、これら双方に電流が流れ
、単位発熱体ｅ４、Ｃ５が発熱する。一方のみが接地さ
れていればその方向にのみ電流が流れ、該当する単位発
熱体ｅ４またはＣ５が発熱する。双方のスイッチング素
子がオフになっていればこれら単位発熱体ｅ４、Ｃ５は
発熱しない。これがサーマルヘッド３２の通電制御の様
子である。

第４図はこのサーマルヘッド３２の各単位発熱体ｅ１、
Ｃ２、・・・・・・の抵抗値を測定する原理を説明する
ためのものである。第３図で説明したようにサーマルヘ
ッドの発熱抵抗体４２は２種類の電極４３．４４によっ
て多数の単位発熱体ｅ１、Ｃ２、・・・・・・に分割さ
れている。今、第１の共通ラインＣＩと電源回路４７の
間に第１の電流計５１を、また第２の共通ラインＣ２と
電源回路４７の間に第２の電流計５２をそれぞれ配置し
たとする。

この状態で電源回路４７から２つの共通ラインＣ１、Ｃ
２に電圧を印加し、電極４３．　に接続された第１番目
のスイッチング素子５３１　をオンにする。他のスイッ
チング素子５３．．５３３・・・・・・はこのときオフ
になっている。この状態では２つの単位発熱体ｅ１、Ｃ
２のみが通電する。

このときの電源回路４７の出力電圧を基準電圧Ｖａ　と
し、各電流計の検出した電流値をそれぞれＩ’＋　、Ｉ
２　とする。線路およびスイッチング素子５３１　によ
る電圧降下を無視すれば、単位発熱体ｅ１、Ｃ２の抵抗
値ｒｌ　、ｒ２　はそれぞれ次式で表わされる。

ｒ＋＝Ｖ。　／　１゜ Ｉ２　＝　Ｖｏ　／　Ｉ２ スイッチング素子５３０オン・オフを制御するための図
示しないシフトレジスタに格納された印字データを１段
だけシフトし同様の動作を行えば、今度は第２番目のス
イッチング素子５３２のみがオンとなる。このとき２つ
の単位発熱体ｅ３、Ｃ４についての抵抗値ｒ３　、Ｉ４
　が算出される。

以下同様にして全単位発熱体について抵抗値をめること
ができる。

すなわち抵抗値測定回路４１はその内部に電流値を測定
する回路部分を備えており、例えば通常の印字動作の開
始に先立って印字制御部５５が印字データ５６としてス
イッチング素子５３１．５３２・・・・・・を１つずつ
選択的にオンとするデータの供給を行うと、電源回路４
７の基準出力電圧■。

との関係で単位発熱体の抵抗値を順に測定する。

測定された各単位発熱体ごとの抵抗値データ５７は平均
値演算回路５８に順に入力され、ここで全単位発熱体の
平均抵抗値の演算が行われる。

このようにしてめられた平均抵抗値データ５９はＤ／Ａ
変換器６１に入力され、アナログ信号６２に変換される
。

電源回路４７は平均抵抗値を表わしたアナログ信号６２
を入力するとその電圧レベルをホールドし、印字動作時
における出力電圧■をこれに応じた値に設定する。第５
図はホールドされた電圧レベルを平均抵抗値に換算した
値と電源回路４７の出力電圧Ｖとの関係を表わしたもの
である。サーマルヘッド３２の全単位発熱体の平均抵抗
値が仮に平均の８００Ωであれば、出力電圧■は２０ボ
ルトとなる。これに対して平均抵抗値が最低の７００Ω
であれば、出力電圧′■はこれよりも低い１８ボルトと
なる。また平均抵抗値が最高の９００Ωであれば、出力
電圧■は２２Ｖに上昇する。このように平均抵抗値に応
じて電源回路４７の出力電圧■が設定される。

サーマルヘッドドライバ６４は印字制御部５５から両共
通ラインＣＬ　Ｃ２における印加パルス幅データ６５の
供給を受けている。この印加パルス幅データ６５は印字
データ５６と組み合わせて各単位発熱体ごとに熱エネル
ギの制御を行うためのデータである。すなわち第２図で
は図示を省略しているが、この実施例のサーマルヘッド
駆動装置も例えば第６図に示したように蓄熱補正やサー
マルヘッドの基板温度に対する熱エネルギの補正等の各
種補正を行っている。それぞれの単位発熱体の抵抗値の
相違に基づく熱エネ尻ギの補正もこの印字制御部５５で
行われる。しかしながらこの印字制御部５５で行われる
補正は、抵抗値測定回路４１でめられた個々の単位発熱
体の抵抗値そのものを基礎とした補正ではなく、平均値
演算回路５８からめられた平均値に対する偏差を基礎と
した補正である。

サーマルヘッドドライバ６４は印加パルス幅データ６５
に基づいて所定の印加パ゛ルス幅でかつ印加電圧が電源
回路４７の出力電圧■と等しい印加パルス６７を作成し
、サーマルヘッド３２に供給する。サーマルヘッド３２
はこれを基に印字動作を行うことになる。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によればサーマルヘッド駆動
用電源の出力電圧を調整することによりそれぞれサーマ
ルヘッドごとに異なる単位発熱体の平均抵抗値をあたか
も一定の値に固定されたように取り扱うことができ、同
一サーマルヘッドにおける単位発熱体の抵抗値の相対的
なバラツキのみを補正すれば足りるようになる。従って
例えば平均抵抗値が９００Ωに設定されているように出
力電圧を調整すれば、第７図における全抵抗範囲・Ｉ４
　から抵抗範囲ｒ２を引いた抵抗範囲ｒ５　の補正が不
要となる。また平均抵抗値を７０００に設定した場合に
は全抵抗範囲ｒ４から抵抗範囲ｒ３を引いた抵抗範囲ｒ
６の補正が不要となる。このように従来と比べて熱エネ
ルギの各種補正に余裕が生じ、印字品質の向上に寄与す
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成を示すブロック図、第２図
は本発明の一実施例におけるサーマルヘッド駆動装置の
ブロック図、第３図はサーマルヘツドの要部を示す回路
図、第４図は単位発熱体の抵抗値を測定する原理を示し
た原理図、第５図は電源回路の人出力特性を示す特性図
、第６図は従来のサーマルヘッド駆動装置を示すブロッ
ク図、第７図は単位発熱体の平均抵抗値とそれぞれの抵
抗値の範囲を示す説明図である。 ３１・・・・・・抵抗値測定手段、 ３２・・・・・・サーマルヘッド、 ３３・・・・・・平均抵抗値演算手段、３４・・・・・
・印加電圧設定手段、 ３５・・・・・・電源、 ４１・・・・・・抵抗値測定回路、 ４７・・・・・・電源回路、 ５８・・・・・・平均値演算回路、 ｅ・・・・・・単位発熱体。 出　順　人　富士ゼロックス株式会社 代　理　人　弁理士　山　内　梅　雄 第１図 第２図 第５図 平均１ｔｈＫ４ｔｌ（Ｑ） 第６図 １乙 第１頁の続き ［相］発　明　者　森　口　晴　彦　海老名市本郷２２
７内 ０発　明　者　久　武　真　之　海老名市本郷２２７内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サーマルヘッドを構成する単位発熱体のそれぞれの抵抗
   値を測定する抵抗値測定手段と、抵抗値測定手段によっ
   て測定された各抵抗値の平均をめる平均抵抗値演算手段
   と、サーマルヘッドの各単位発熱体の通電に用いられる
   サーマルヘッド駆動用電源と、平均抵抗値演算手段によ
   ってめられた単位発熱体の平均抵抗値に応じてサーマル
   ヘッド駆動用電源の出力電圧を所定の値に設定する出力
   電圧設定手段とを具備することを特徴とするサーマルヘ
   ッド駆動装置。