JPS6071270A

JPS6071270A - サ−マルヘツド

Info

Publication number: JPS6071270A
Application number: JP17934683A
Authority: JP
Inventors: Akio Noguchi; 野口　秋生
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1985-04-23

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〕本発明は熱的な記録を行う記録装置に使用されるサーマ
ルヘッドに関する。

〔従来技術〕

感熱記録紙や転写型感熱記録媒体を用いて熱的な記録を
行う記録装置は、ファクシミリやプリンタ等に広く用い
られている。通常このような記録装置では、単位発熱素
子（あるいは発熱要素）が−列に配置されたサーマルヘ
ッドを記録ヘッドきして用いている。サーマルヘッドは
印字のために熱エネルギを発生ずるので、このエネルギ
に起因する画質劣化の問題がある。すなわちサーマルヘ
ッドは、製造条件の微妙な差異によって、それらの単位
発熱素子の平均抵抗値が個体間で相違する。

従って印加電圧を等しくするとサーマルヘッドごとに発
熱量が異なり、印字濃度にアンバランスを生じさせる。

例えば、一般的な記録装置に使用されるサーマルヘッド
の単位発熱素子の平均抵抗値は５０θΩ±１００Ωの範
囲に存在する。今、平均抵抗値５００Ωのとき、単位発
熱素子当り０．４Ｗの最適発熱量が得られる装置が存在
するとする。この装置に平均抵抗値４００Ωのサーマル
ヘッドを装着すると、単位発熱素子当り０．５Ｗの熱量
が発生し、その増加量は２５％にもなる。また反対に平
均抵抗値６００Ωのサーマルヘッドを装着すると、単位
発熱素子当り０．３３Ｗの熱量が発生し、これは理想的
な発熱量に対して１７．５％の減少となる。このように
印加電圧が一定の場合には、サーマルヘッドごとに発熱
量にかなりの差が生じ、印字濃度が大きく異なってしま
う。特に第１図に示した多色記録装置のように、記録紙
１１の進行方向１２と直劣して複数の記録部１３を挿設
した記録装置では、それぞれのサーマルヘッドの平均抵
抗値が相違すると、印字濃度がアン／＜ランスとなり、
記録面の品位を著しく劣化させることになる。

そこで従来では、サーマルヘッドに接続する電源の電圧
を個々に調整し発熱量を適正な値に設定したり、理想的
な平均抵抗値のサーマルヘッドを選別して使用するとい
う対策が行われていた。ところが前者の対策では、複数
のサーマルヘッドを使用する記録装置の場合複数の電源
を使用する必要があり、装置が大型化し、また高価とな
るという欠点があった。また後者の対策では、サーマル
ヘッドの歩留りが悪くなり、記録装置が同様に高価とな
るという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑み、単位発熱素子の平均抵
抗値に応じてその印加電力を調整することのできる記録
装置に対して簡易に使用することのできるサーマルヘッ
ドを提供することをその目的とする。

〔発明の構成〕

本発明では、単位発熱素子の平均抵抗値に合わせてその
値を記録装置側に出力することのできる平均抵抗値出力
部をサーマルヘッドに具備させ、単位発熱素子の平均抵
抗値を記録装置のインターフェイス上に出力可能とさせ
る。記録装置では、これによりサーマルヘッドの単位発
熱素子の平均抵抗値に応じた印加電力の調整が可能とな
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図は本実施例のサーマルヘッドが記録装置の信号線
および電源線と接続された状態を表わしたものである。

サーマルヘッド１５には従来と同様の信号線および電源
線１６の他に、各単位発熱素子の平均抵抗値を表わす３
本の信号線１７−１〜１７−３が接続されるようになっ
ている。サーマルヘッド１５には一端を共通して接地さ
れた３つのスイッチ１８−１〜１８−３が取り付けられ
ており１．これらの他端は前記信号線１７−１〜１７−
３に対応して接続されると共に、プルアップ抵抗１９を
介して図示しない直流電源に接続されている。サーマル
ヘッドはその出荷前に単位発熱素子の平均抵抗値が測定
され、抵抗値の大小に応じて５段階の分類付けが行われ
る。そしてこれに応じて次表のように３つのスイッチ１
８−１〜１８−３の設定が行われる。

第　１　表第３図はこのサーマルヘッドを使用する記録装置のサー
マルヘッド駆動部を示したものである。

この駆動部は印字データ２１を１ラインずつ順次書き込
んでいく４つのラインバッファ２２−１〜２２−４を備
えている。セレクタ２３は図示しないライン同期信号の
供給を受け、１ライン分の印字データ２１が供給される
たびにその接点をサイクリックに切り換える。図示のよ
うにセレクタ２３が第１のラインバッファ２２−１を選
択している状態では、第４のラインバッファ２２−４に
、記録の行われるラインの印字デー　タが書き込まれて
いる。このとき第３のラインバッファ２２−３には、こ
れよりも１ライン前の、また第２のラインバッファ２２
−２には更に１ライン前の印字データがそれぞれ書き込
まれている。これらのラインバッファ２２−１〜２２−
４の出力側には、印字データ２１の書き込みを進行中の
ラインバッファ以外の３つのラインバッファを選択する
セレクタ２４が配置されている。この図に示した状態で
は第１のラインバッファ２２−１に印字データ２１が書
き込まれているので、他の３つのラインバッファ２２−
２〜２２−４の出力側が選択されている。

セレクタ３４によって選択された印字データ２５−１〜
２５−３は、蓄熱状態演算器２６に人力されるようにな
っている。蓄熱状態演算器２６はサーマルヘッドの蓄熱
状態を演算する演算器である。蓄熱状態演算器２６の演
算出力２７はパルス幅演算器２８に供給されるようにな
っている。

パルス幅演算器２８は第２図に示したサーマルヘッド１
５０個々の単位発熱素子に印加する熱エネルギを算出し
、これに応じてこれらの単位発熱素子に印加するパルス
電圧の幅を設定する演算器である。パルス幅演算器２８
は、■演算出力２７と、■１ライン前における各パルス
幅を記憶したパルス幅メモリ２９のメモリ出力３１、お
よび■デコーダ３２から出力される抵抗値情報３３の３
種類のデータを用いて、現在記録の行われようとするラ
インにおけるパルス幅を決定することになる。単位発熱
素子ごとに個別に決定されたパルス幅信号３４は、後に
説明するサーマルヘッドのパルス電圧印加回路に供給さ
れることになる。

さてこのサーマルヘッド駆動部では、蓄熱状態演算器２
６とパルス幅演算器２８の２つの演算器を用いて、蓄熱
状態を制御するためのパルス幅を暫定的に決定する。そ
して次に、抵抗値情報３３を用いてパルス幅を最終的に
決定する。

蓄熱状態制御のためのパルス幅の決定について、その原
理を第４図で説明する。第４図で最も下に配置されたデ
ータ列Ｌ１はこれから記録を行おうとするラインにおけ
るデータを表わしている。またこれより１つ上のデータ
列Ｌ２はこれよりも時間的に１ライン過去のデータを表
わし、更にこの上のデータ列Ｌ３は２ライン分だけ過去
のデータを表わしている。

データ列Ｌ１において、図でハツチングを施した任意の
データＤに着目する。このデータに対応する単位発熱素
子に印加する最適のパルス幅をＴｉとし、この位置にお
ける蓄熱状態をＸｌとする。更にデータ列Ｌ２における
、データＤと同一単位発熱素子に対応するデータをｄと
する。このデータｄによるこの単位発熱素子に印加され
たパルス幅をｔｌとする。なおこのサーマルヘッド駆動
部では、パルス幅自体は印字の有無に係わらず単位発熱
素子ごとに決定されるものとする。すなわち印字の有無
は個々の単位発熱素子にパルス電圧が印加されるか否か
によって行われるものとする。

この場合、データＤに対応する単位発熱素子に印加され
るべき最適印加エネルギは、以下の等式％式％）第５図はこのうらの蓄熱状態×１の算出原理を表わした
ものである。この実施例では、データＤの周辺に存在す
る図で実線で示した６つのデータ４４−１〜４４−６を
基にして蓄熱状態Ｘｉを算出する。蓄熱状態Ｘｉは、こ
れらデータ４４−１〜４４−６の中の黒のデータ（印字
データ）を所定の重み付けを行って加算することにより
行う。

重み付けは、熱的影響の最も大きなデータ４４−３（デ
ータｄ）を“１００”とすると、例えばラインＬ１のデ
ータ４４−１．４４−２を“４０”で、またラインＬ２
の他のデータ４４−４．４４−５を“２０″で、更にラ
インＬ３のデータ４４−６を“４０”で表わすことがで
きる。

次の表はこのようにして加算された蓄熱状態ｘ１を印字
状態に応じて０から１６までの１７段階に表わしたもの
である。ここでＸｉが０とは、蓄熱の最も少ない状態を
いい、Ｘｌが１６とは蓄熱が最も多い状態をいう。

第　２　表第３図に示した蓄熱状態演算器２６は、３ライン分の印
字データ２５−１〜２５−３を入力し、６つのテ°−夕
４４−１〜４４−６を抽出する。そしてこれらのデータ
をアドレス情報として第２表の内容でＸｉを算出する。

第６図はこの表を用いてデータＤにおける蓄熱状態を算
出する蓄熱状態演算器の動作を説明するためのものであ
る。ただしこの図は、第３図に示したセレクタ２３が第
１のラインバッファ２２−１に接続されている段階を表
わしている。この段階で３つのラインバッファ２２−２
〜２２−４は、図示しないクロック信号の供給を受け、
互いに同期して、１ビツトずつ１ライン分の印字データ
の読み出しを開始する。第２のラインバッファ２２−２
から読み出された２ライン前の印字データ２５−１は蓄
熱状態演算器２６に人力され、図示しない遅延素子で１
ビツトだけ遅延された後、１ビツトデークラツチ４６に
人力される。第３のラインバッファ２２−３と第４のラ
インバッファ２２−４からそれぞれ読み出された１ライ
ン前または記録の行われるラインの印字データ２５−２
または２５−３は、それぞれ対応する３ビツトシフトレ
ジスタ４７または４８に人力される。

１ビツトデークラツチ４６にラッチされたデータは、Ｒ
ＯＭ　（リード・オンリ・メモリ）４９のアドレス端子
Ａ６に１ビツトずつ供給される。３ビツトシフトレジス
タ４７はシリアル・パラレル変換を行い、１番古いデー
タから順にＲＯＭ４９内のアドレス端子Ａ５〜Ａ３に供
給する。他の３ビツトシフトレジスタ４８は、１番古い
データをアドレス端子Ａ２に、また１番新しいデータを
アドレス端子ＡＩにそれぞれ供給する。

ＲＯＭ４９内には第２表に示したテーブルが記憶されて
いる。アドレス端子Ａ１〜へ６はこの表中のデータ４４
　＝１〜４４−６にそれぞれ対応することになる。テー
ブルからめら外たｘｌは演算出力２７としてパルス幅演
算器２８に供給される。

パルス幅演算器２８は、パルス幅メモリ２９から供給さ
れるメモリ出力３１によって、前ラインにおける各単位
発熱素子の印加パルス幅を知る。

そして単位発熱素子ごとに決定されたＸｉから、現在記
録を行おうとするラインにおけるパルス幅を暫定的に決
定する。

第７図はこのパルス幅演算器２８におけるパルス幅決定
の様子を表わしたものである。この図で横軸は演算出力
としてのＸｉを表わし、縦軸は決定されるパルス幅Ｔｉ
（単位はｍ秒）を表わしている。５つの曲線５１〜５５
は、それぞれ前ラインにおけるパルス−が図中に示した
値のときの人出力特性を表わしたものである。

一例としであるデータについてＸｉが１０であったとす
る。この場合、前ラインの単位発熱素子に印加された電
圧のパルス幅が１．２ｍ秒であれば、今回はこれが１．
０５ｍ秒に短縮される。また前回のパルス幅が１．０ｍ
秒であれば、０，９ｍ秒に短縮され、０．５ｍ秒であれ
ば０．５５ｍ秒に増長される。

パルス幅Ｔ１の決定は、第８図に示すようにパルス幅演
算器２８内の第１のメモリ５６によって行われる。すな
わち第１のメモリ５６には、演算出力２７とメモリ出力
３１がアドレス情報として供給され、パルス幅Ｔｉを表
わした暫定パルス幅信号５７が５段階の値（０，，５，
０，６，０，８゜１．０および１．２ｍ秒）として読み
出される。

ここで「５段階の値」とは、サーマルヘッドの抵抗値が
平均抵抗値の場合つまりティピカル値を示す。暫定パル
ス幅信号５７は、抵抗値情報３３と共に、第２のメモリ
５８のアドレス情報となる。

さて、抵抗値情報３３を作成するデコーダ３２（第３図
）の入力端には、既に説明した本発明の一サーマルヘッ
ド１５が信号線１７−１〜１７−３を介して接続されて
いる。

第２のメモリ５８（第８図）は、デコーダ３２から人力
される５段階の抵抗値情報３３と同じく５段階の暫定パ
ルス幅信号５７をアドレス情報として、次の表に示すよ
うな１０段階のパルス幅信号３４の読み出しを行う。

（以下余白）第　３　表このようなパルス幅信号３４は、サーマルヘッド１５に
供給され、単位発熱素子ごとに異なったパルス幅で発熱
制御が行われることになる。

第９図はこのような発熱制御を行うパルス電圧印加回路
を示したものである。この回路のパルス幅決定回路６８
は、クロック信号６９に同期して、パルス幅信号３４を
１画素分ずつ人力し、その出力端子０１〜０６からパル
ス幅に応じたゲート制御信号７１−１〜７１−６を出力
するようになっている。パルス幅決定回路６８は、印字
用のパルス幅を０．３ｍ秒から１．３ｍ秒まで０．１ｍ
秒刻みで１１段階に分け、単位発熱素子の発熱量を調整
する。

パルス幅が０．５，０．７，０．９，１．１および１．
３ｍ秒のときは、第１のゲート制御信号７１−１がＩ−
１（ハイ）レベルとなる。マタハルス幅が０．４ｍ秒あ
るいは０．５ｍ秒のときは、第２のゲート制御信号７１
−２が１−ルベルとなる。

パルス幅が０．６ｍ秒および０．７ｍ秒のときは第２お
よび第３のゲート制御信号７１−２．７１−３がｌ」レ
ベルとなる。以下同様にして、パルス幅が１．２ｍ秒お
よび１．３ｍ秒のときは第２〜第６のゲート制御信号７
１−２〜７１−６がＨレベルとなる。

これらのゲート制御信号７１−１〜７１−６は、それぞ
れ対応した６つの２人カアラドゲート７２−１〜７２−
６に人力される。これらのアントゲ−）？２−１〜７２
−６には、図示しない遅延回路で遅延され、印加パルス
幅信号６６と各単位発熱素子について対応付けられた印
字データ７３が供給されている。従って例えば印字デー
タ７３として信号“１”が供給されたとき、その印字用
のパルス幅が０．８ｍ秒であれば、第２〜第４のアント
ゲ−）？２−２〜７２−４から信号“１”が出力され、
残りのアントゲ−）　７．’２−１．７２−５．７２−
６からは信号“０”が出力される。また０、９ｍ秒であ
れば、第１〜第４のアントゲ−）７１−１〜７２−４の
みから信号″１”が出力される。

これらの出力信号は、各アントゲ−）７２−１〜７２−
６に対応して配置された６つのバッファメモＩＪ　７４
−１〜７４−６に人力されることになる。１ライン分の
印字データ７３が各アントゲ−）７１−１〜７２−６に
総て供給されると、各バッファメモリ７４−１〜７４−
６には１ライン分の印字データがパルス幅のデータとし
て記憶されることになる。

このようにして記憶されたデータは、パルス幅制御デー
タ７５としてサーマルヘッド１５に供給される。サーマ
ルヘッド１５ではまず第１のバッファメモリ７４−１の
内容を内蔵のシフトレジスタ（図示せず）にセットし、
第１０図ａに示すように、０．１ｍ秒の印加電圧で印字
を行わせる。

次に第２のバッファメモ！Ｊ７４−２の内容を前記した
シフトレジスタにセットし、第１０図すに示すように０
．４ｍ秒の印加電圧で印字を行わせる。

以下同様にして第３〜第６のバッファメモリ７４−３〜
７４−６の内容が次々シフトレジスタにセットされ、そ
れぞれ０．２ｍ秒ずつ電圧印加が行われる（第１０図ｃ
　−ｆ　）。この結果、例えば０．８ｍ秒のパルス幅で
印字が行われる単位発熱素子では、第１０図ｂ−ｄに渡
る３回の通電が行われ、所望の温度に加熱されることに
なる。この結果、印字濃度が常に良好な状態に保たれる
ことになる。

なお実施例ではサーマルヘッドの抵抗値の大小をスイッ
チを用いて設定したが、ワイヤボンディングによって行
うことも可能である。

〔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の単
位発熱素子の平均抵抗値に応じてその発熱量を調整する
ことができるので、サーマルヘッドの歩留りが良くなる
。またサーマルヘッドの発熱が適正に制御されるので、
その寿命が長くなり、また信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は多色記録装置の記録部の配置を示した配置図、
第２図〜第１０図は本発明の一実施例を説明するための
もので、このうち第２図はサーマルヘッドの記録装置へ
の接続状態を示す結線図、第３図は本実施例のサーマル
ヘッドを使用するサーマルヘッド駆動部の概略構成を表
わしたブロック図、第４図は３ライン分のデータ列を表
わした説明図、第５図は蓄熱状態の算出原理を各データ
との関係で表わした説明図、第６図は蓄熱状態演算器の
要部を表わしたブロック図、第７図は蓄熱状態演算器内
の第１のメモリに書き込まれたデータを原理的に表わし
たデータ内容説明図、第８図はパルス幅演算器の概略構
成図、第９図はパルス電圧印加回路のブロック図、第１
Ｏ図はパルス電圧の印加タイミングを表わした各種タイ
ミング図である。１５・・・・・・サーマルヘッド、１７・・・・・・信号線、１８・・・・・・スイッチ（平均抵抗値出力部）。出　願　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　３　圓１第　４　図第　５　図第６図６第　７　図ｉ第　８　図

Claims

【特許請求の範囲】

単位発熱素子の平均抵抗値に応じてその値を記録装置側
にデータとして出力することのできる平均抵抗値出力部
を備えたことを特徴とするサーマルヘッド。