JPS609271A - 感熱記録装置の中間調記録方法 - 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】 技術分野 この発明は、中間調記録で特に問題となる中間レベルの
濃度が忠実に再現できるようにした感熱記録装置の中間
調記録方式に係り、具体的には。

簡単な回路を使用するだけで、環境温度や蓄熱現象等の
外的条件による濃度変化を補償し、各階調レベル毎の濃
度がそれぞれ一定に保たれるようにした中間調記録方式
に関する。

従来技術 プリンタや複写機、あるいはファクシミリその他の各種
端末装置の出力装置として、感熱記録装置が広く使用さ
れている。

感熱記録装置は、一般に複数個の発熱素子を有するサー
マルヘッドを使用し１発熱素子を記録データで選択的に
通電加熱することにより、感熱紙を発色させて、ドツト
パターンによる画像を作成記録する装置である。また、
感熱リボン等を使用して、普通紙上へ転写する方式の感
熱記録装置も知られている。

第１図は、感熱記録方式による発熱素子の温度と感熱紙
の濃度との関係を示す特性図である。

サーマルヘッドを用いて記録する場合、この第１図の横
軸の温度は、加熱信号の印加電圧や通電時間等の電気的
なエネルギーが対応する。

この第１図から明らかなように、記録濃度は。

発熱素子の温度によって決定される。そのため、記録時
をこおける発熱素子の温度にバラツキがあると、画像を
形成するドツトパターンに濃度ムラが発生し、記録画品
質が低下する。

従来から行われている濃度ムラの防止方法としては、発
熱素子の近傍の温度を検出し、その検出結果によって、
発熱素子を加熱するための印加電圧を制御したり、ある
いは加熱信号の周波数を変化させたりしている。また、
７個のドツトを記録するための加熱信号、を複数個のパ
ルスに分割し、その個数を制御することによって１発熱
素子の温度を所望の値にする方法も行われている。

ところが１発熱素子の温度は、周囲の熱的な条件、すな
わち環境の温度や蓄熱現象等の影響を受けるので、この
ような制御方法を採用した場合、いわゆる白黒コ値の記
録方式でも、必ずしも満足できる結果は得られないとい
う問題があった。

中間調記録を行う場合には、各階調レベル毎の濃度を忠
実に再現する必要があるので、このような発熱素子の温
度をさらに厳格に制御することが要求される。

すなわち、先の第１図に示したように、記録濃度は発熱
素子の温度上昇に対して直線関係にならないので、階調
レベルの濃度差を等分に設定した場合には、それぞれの
階調レベルに対応する温度は、等間隔にならない。その
ため、供給される電気的エネルギーの制御も、それぞれ
階調レベルの濃度に対応して、変化させる必要がある。

その上、感熱記録装置では、熱現象を利用するので、発
熱素子の温度は、その環境温度や蓄熱現象の影響を受け
るので、特に中間レベルの濃度を忠実ｊこ再現するため
には、発熱素子への通電制御が複雑になる。

また、感熱記録装置に使用されるサーマルヘッドとして
は、例えばシフトレジスタ搭載ダイレクトドライブ形の
サーマルヘッドが知られている。

第２図は、シフトレジスタ搭載ダイレクトドライブ形の
サーマルヘッドの構成例を示す概要ブロック図である。

図面において、Ｕ／〜Ｕｎはそれぞれ３２個の発熱素子
とそれらを駆動するための回路とからなるサーマルヘッ
ドを示し、また、ＤＩＡとＤＩＲはシリアル入力データ
、ＣＫＡとＣＫＢはシフトクロック、τ１ＡとＬＤＢは
ロード信号％　ＳＢ／〜ＳＢｇはストローブ信号、ｖＨ
Ｄは記録電源、ＶＤＤとＶＳＳとＧＮＤはそれぞれの電
圧の電源を示す。

次の第３図は、第２図のサーマルヘッドＵ／の詳細な内
部構成を示すブロック図である。図面において、Ｕ／／
は３２ビツト構成のシフトレジスタ、Ｕ２／は同じく３
コビツト構成のラッチ回路。

Ｕ３／とＵｌ／はインバータ％Ｒ／〜Ｒ３２は発熱素子
を示し、その他の符号は第２図と同じである。

この第３図に示すように、サーマルヘッドＵ／は、直線
状に配列された３２個の発熱素子Ｒ／〜Ｒ３，１を有し
、これらの発熱素子Ｒ／〜Ｒ３コにはそれぞれトランジ
スタのようなスイッチング素子が接続され、さらにこれ
らのスイッチング素子へそれぞれアンドゲート回路が接
続されている。

シフトレジスタＵ／／は、発熱素子の数に対応した３２
ビツト構成であり、記録データがシリアルに入力され、
同じく３ツビツト構成のラッチ回路Ｕ２／ヘパラレルに
出力されて、ロードされる。

アンドゲート回路は、このラッチ回路Ｕ２／の記録デー
タによって制御され、スイッチング素子を選択的に駆動
して１発熱素子Ｒ／〜Ｒ３２へ通電させる。

このように、シフトレジスタ搭載のサーマルヘッドでは
、シフトレジスタＵ／／とラッチ回路Ｕ２／とが設けら
れているので、シフトレジスタＵ／／へのデータのシリ
アル入力と、ラッチ回路Ｕコ／にラッチされたデータに
よる発熱素子への通電動作とを並行して行うことができ
る。

第２図のシフトレジスタ搭載ダイレクトドライブ形のサ
ーマルヘッドは、この第３図のサーマルヘッドＵ／がｎ
個使用されており、３２×ｎ（ドツト）のｌラインを記
録することができる。なお。

この第２図では、回路構成を簡明に示すために。

サーマルヘッドＵ／〜［Ｊｎがジグザグ状に配列されて
いるが、それぞれの発熱素子は、−直線上に配列されて
直線の７９４７分を記録するように配置される。

第７図は、第２図のサーマルヘッドの駆動方法を説明す
るためのタイムチャートである。各信号波形に付けられ
た符号は、第２図の符号位置に対応している。

この第を図では、図面を簡略化して示しているが、ＤＩ
ＡとＤＩＢ、およびＣＫＡとＣＫＢのそれぞれ７個のパ
ルスは、実際には３２個のパルス群から構成されている
。そして、ＤＩＡとＤＩＲの場合、黒の記録データが１
７′とされ、白のデータは１０′で与えられるので、３
２個の黒データが連続するとき％３２個のパルスが存在
し、その間に白データがあれば、その位置のパルスは″
″ＬＬルベルり、実際にはパルスとならない。

さて、シリアルに入力される７９４７分の記録データは
、３２ビツト毎に２個のチャンネルＡとＢとへ交互に振
り分けられて、この第を図のＤＩＡとＤＩＲに示される
ように、入力データＤＩＡとＤＩＲとして、第一図の回
路へ与えられる。この人力データＤＩＡとＤＩＢは、そ
れぞれシフトクロックＣＫＡとＣＫＨに同期しながら、
サーマルヘッドＵ２とＵ／のシフトレジスタ（Ｕ／２と
Ｕ／／）ヘシリアルに入力され、最終状態では。

サーマルヘッドＵｎ−Ｕ／のシフトレジスタに７９４７
分のデータとして格納される。ｌラインが、例えば／、
　７２１ビットｇ成であれば、入力データＤＩＡとＤＩ
Ｂはそれぞれｇ６タビツトであり、これらが３２ビツト
毎に各サーマルヘッドのシフトレジスタに格納される。

このようにして、７９４７分のデータの転送が完了する
と、シフトレジスタ（Ｕ／／〜Ｕ／ｎ）に格納されたデ
ータは、第弘図の「下Ａ、τＤＢのタイミングで与えら
れるロード信号ＬＤＡとてＤＢによって、ラッチ回路（
Ｕ２／〜Ｕｊｎ　）へパラレルに転送される。

この場合には、サーマルヘッドＵ／〜［Ｊｎは、予めｇ
つのブロックに分割されており、第７図にＳＢｇ、ＳＲ
／、ＳＢ２のように一部だけ示されたストローブ信号Ｓ
Ｂ／−８Ｂざのｇつのタイミングで分割的に駆動され、
それぞれの発熱素子Ｒ／〜Ｒ（，７２Ｘｎ）は、ラッチ
回路にラッチされたデータに従って時分割に通電される
。

また、シフトレジスタは、その格納されたデータがラッ
チ回路へパラレルに転送された後は１発熱素子への通電
に関係なく、すなわちストローブ信号ｎ／〜ＳＢｇのオ
ン拳オフ状態とは無関係に、データの入力が可能となり
、次の７９４７分のデータのシリアル入力が開始される
。

このように、シフトレジスタ搭載ダイレクトドライブ形
のサーマルヘッドでは、ラッチ回路にラッチされた記録
データに従って発熱素子へ通電している間に、シフトレ
ジスタへ次ラインのデータをシリアルに入力することが
できるので、高速記録が可能になる。

ところで、この第２図のサーマルヘッドを使用して中間
調記録を行う場合には、先の第１図の濃度を例えばｑ段
階に分割して階調レベル／〜ダを設定し、階調レベル／
〜ダ毎のライン単位データを順次を回与えて、合計グ回
の記録動作を繰返えすことにより、中間調パターンのｌ
ライン記録を得ることになる。

すなわち、階調レベル／〜グ毎の記録データダライン分
を、ｌライン毎に順次シリアルに入力させ、第７図のタ
イミングでラッチ回路ヘロードした後、ストローブ信号
口／〜ＳＢｇを１θ″で与えて発熱素子を選択通電させ
、データの入力・転送とストローブ信号による発熱素子
への通電とを並行させながら、合計グ回の記録動作を行
う必要がある。

なお、この場合に与えられる階調レベル／〜ダ毎の記録
データは、階調レベルｌのデータとして。

濃度が一〜ダのデータも含まれている。同様に。

階調レベルコのデータには、濃度が３〜ダのデータも含
まれ１階調レベル３のデータには、ａ度ｌのデータも含
まれている。階調レベルグのデータは、濃度弘のデータ
だけである。

したがって、階調レベルコのデータによって記録される
濃度は、階調レベル／とコのデータによる合計の通電時
間に比例した温度に対応する。同様に、階調レベル３の
データによる濃度は、階調レベル／〜Ｊのデータによる
合計の通電時間に比例した温度に対応し、階調レベルグ
のデータによ−る濃度は、階調レベル／〜グのデータの
通算通電時間５に比例した温度に対応することになる。

ところが、すでに第１図に関連して説明したように、温
度と記録濃度との特性は直線関係ではない。そのため、
ストローブ信号のパルス幅が一定であるき１階調レベル
／〜ダの通電時間は、パルス幅の／〜を倍となり、はぼ
直線関係の温度差になってしまう。その上、発熱素子の
蓄熱現象や環境温度の上昇等の影響も受けるので、所望
の中間レベル濃度を再現するためには、極めて複雑な通
電時間等の制御が要求される。

目　的 そこで、この発明の感熱記録装置の中間調記録方式では
、従来の中間調記録方法におけるこのような不都合を解
決し、簡単な回路を使用するだけで、環境温度や蓄熱現
象等の外的条件による濃度変動を補償し、各階調レベル
毎の濃度が忠実に再現されるようにすることを目的とす
る。

宿成 そのために、この発明の中間調記録方式においては、複
数個の発熱素子を有し、記録データに応じてこれらの発
熱素子へ選択的に通電することによってドツトパターン
を記録するサーマルへラドを備え、中間調記録を行う感
熱記録装置において、発熱素子へ印加するためのパルス
信号を発生するパルス発生手段と、各階調レベルに対応
してパルス発生手段から出力されるパルス信号の数を制
御するパルス数制御手段と、発熱素子またはその近傍の
温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段の検
知出力によりパルス発生手段から出力されるパルス信号
のパルス幅を制御するパルス幅制御手段とを設け、温度
の変化に対して同一階調の濃度が一定となるようにパル
ス信号のパルス幅を制御している。

このように、階調レベルに対応して予め発熱素子へ印加
するパルス信号の数を設定し、そのパルス信号の数を制
御すれば、その通電時間が変化されるので、第１図の濃
度を等分した階調レベルに対応して、所望の温度を得る
ことができ、また。

外的条件の変化に対応してそのパルス幅を制御すること
により、同一階調レベルの濃度を常に一定に保つことが
可能となる。

第Ｓ図は、この発明の中間調記録方式に用いられるスト
ローブ信号「ｉの一例を示す。図面の１゜はストローブ
信号のパルス幅、ｔｐはその一周期を示し、Ｎはパルス
数を示す。

この第５図は、ある階調レベルの濃度を得るために、３
個のパルスを使用する場合である。このようなパルス数
Ｎは、先の階調レベル／−４’の濃度に対応して、それ
ぞれのレベル毎に予め設定されている。

ところが、このようなパルスｌｉＮを一定にしても、環
境温度や蓄熱現象等によって、そのパルス幅ｔＷが変動
する。

第６図は、温度上昇に伴って記録７７ｆＭ−Ｈメメｔ７
．墓を渡扇によづｌ／１％濃度が変化する状態を示す温
度と濃度との特性図である。図面のｔ□〜ｔｗ４は、ｑ
つのパルス幅１．に対応した特性曲線を示す。

次の第７図は、この発明の中間調記録方式におけるパル
ス幅の制御方法を説明するための温度とパルス幅との関
係を示す特性図である。縦軸のｔＷはパルス幅を示す。

１つの階調レベルに対するパルス数Ｎを一定にしても、
環境温度等の影響によって、第６図ｔこ示すように、記
録濃度が変化し、同一階調レベルの濃度にならない。

そこで、環境温度等の変化に対応して、第７図の１．の
ようｌこ、そのパルス幅を制御すれば１通電時間は温度
上昇に反比例して短縮されるので、同一の階調レベルに
おける濃度を常に一定に保つことができる。

なお、この第７図の特性曲線は、パルス数Ｎの値に応じ
て多少変動するが、この一つの曲線に近似させても、実
用上は問題がない。

また、パルス幅の制御方法としては、先の第Ｓ図の一周
期ｔ、を一定にして、１．を温度上昇に反比例させて小
さくしてもよいし、また、非通電時間（１，−１マ）を
一定にしてｓ”ｗを変化させてもよい。

いずれの方法を選ぶかによって、数値的には多少の差を
生じるが、どちらの方法でも可能である。

第３図は、この発明の中間調記録方式を実施する場合に
使用されるストローブ信号発生回路の一例を示すブロッ
ク図である。図面において、／はユニットパルス発生器
、コは温度検知器、３はＲＯＭ７−−プル、ｌＩはコン
パレータ、Ｓはカウンタ、乙はゲート回路を示し、丁１
はストローブ信号を示す。

ユニットパルス発生器／は１例えば単安定マルチバイブ
レークで構成され、外部からのトリガによってユニット
パルスを出力する。このユニットパルスは、複数個Ｎの
パルス信号として出力されるストローブ信号ＳＢの単位
パルスである。

温度検知器コは１例えばサーミスタであり、このサーミ
スタを発熱素子の近傍へ配置して、その検知結果によっ
てユニットパルス発生器／を制御すれば、発生されるユ
ニットパルスのパルスｍ　ｔｖを、第７図に示した特性
で制御することができる。

ＲＯＭテーブル３には、各階調レベルに対応したパルス
数Ｎが、それぞれのアドレスに予め書込まれている。こ
のＲＯＭテーブル３は、階調レベル信号によってそのア
ドレスを指定され、その階調レベルに対応したパルス数
Ｎを出力する。−カウンタタは、ユニットパルス発生器
ｌから出力されるユニットパルスの数をカウントする。

コンバレータグは、カウンタ５の計数値とＲＯＭテーブ
ル３の出力Ｎとを比較し、その一致不一致の信号を出力
する。

ゲート回路６は、コンバレータグの出方で制御され、そ
の一致信号によりゲートを閉じる。

したがって、このゲート回路６から出力されるストロー
ブ信号子１は、環境温度等に対応したパルス幅のユニッ
トパルスで、シかモｌ’Ｗ　調Ｌ／　ヘルニ対応した数
Ｎだけ発生されることになる。

このように、この発明の中間調記録方式では、第３図の
ような極めて簡単な構成の回路を使用するだけで、環境
温度等の外的条件に対して、常に最適な通電を行うこと
ができ、中間調の濃度を忠実に再現することが可能とな
る。

次の第９図は１時分割で駆動する場合に用いられるスト
ローブ信号の一例である。

この第９図は％二分割駆動の場合のストローブ信号で、
丁１／と８Ｂ２とを並行して出力すれば、７つの階調レ
ベルに対するストローブ信号を複数個のユニットパルス
に分割したことによる、記録時間の増加を著しく少なく
することができる。

以上に詳細に説明したように、この発明の感熱記録装置
の中間調記録方式では、複数個の発熱素子を有し、記録
データに応じてこれらの発熱素子を選択的に通電するこ
とによりドツトパターンを記録するサーマルヘッドを備
えて、中間調記録を行う感熱記録装置へ１発熱素子へ印
加するためのパルス信号を発生するパルス発生手段と、
各階調レベルに対応してパルス発生手段から出力される
パルス信号の数を制御するパルス数制御手段と。

発熱素子またはその近傍の温度を検知する温度検知手段
と、この温度検知手段の検知出力によりパルス発生手段
から出力されるパルス信号のパルス幅制御手段とを設け
、温度の変化に対してパルス信号のパルス幅を制御する
ことによって、同一階調の濃度が一定となるようにして
いる。

効　果 したがって、この発明の中間調記録方式によれば、極め
て簡単な構成の回路を使用するだけで、環境温度や蓄熱
現象等の外的条件による濃度変化が確実に補償され、各
階調レベル毎の濃度がそれぞれ一定に保たれるので、中
間レベルの濃度も忠実に再現される、という優れた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は感熱記録方式による発熱素子の温度と感熱紙の
濃度との関係を示す特性図、第２図はシフトレジスタ搭
載ダイレクトドライブ形のサーマルヘッドの構成例を示
す概要ブロック図、第３図は第２図のサーマルヘッドユ
ニットの詳細な内部構成を示すブロック図％第弘図は第
２図のサーマルヘッドの駆動方法を説明するためのタイ
ムチャート、第５図はこの発明の中間調記録方式に用い
られるストローブ信号の波形例、第６図は温度上昇に伴
って記録濃度が変化する状態を示す温度と濃度との特性
図、第７図はこの発明の中間調記録方式におけるパルス
幅の制御方法を説明するための温度とパルス幅との関係
を示す特性図、第３図はこの発明の中間調記録方式を実
施する場合に使用されるストローブ信号発生回路の一例
を示すブロック図、第７図はサーマルヘッドを時分割で
駆動する場合に用いられるストローブ信号の一例である
。 図面において、／はユニットパルス発生器、コは温度検
知器、３はＲＯＭテーブル、７はコンパレータ、左はカ
ウンタ、乙はゲート回路を示す。 Ｎ＝３ 碑　５　図 オ　６　関 オ　７　閉 坤　９　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個の発熱素子を有し、記録データに応じてこれ
   らの発熱素子へ選択的に通電することによってドツトパ
   ターンを記録するサーマルヘッドを備え、中間調記録を
   行う感熱記録装置において、前記発熱素子へ印加するた
   めのパルス信号を発生するパルス発生手段と、各階調レ
   ベルに対応して前記パルス発生手段から出力されるパル
   ス信号の数を制御するパルス数制御手段と、前記発熱素
   子またはその近傍の温度を検知する温度検知手段と、こ
   の温度検知手段の検知出力により前記パルス発生手段か
   ら出力されるパルス信号のパルス幅を制御するパルス幅
   制御手段とを設け、温度の変化に対して同一階調の濃度
   が一定となるようにパルス信号のパルス幅を制御するこ
   とを特徴とする中間調記録方式。 ２、特許請求の範囲第１項記載の中間調記録方式におい
   て、各階調レベルに対応したパルス信号の数が格納され
   たＲＯＭテーブルと、温度検知手段としてのサーミスタ
   が組込まれたパルス発生手段とを設け１階調レベル毎号
   によってアドレスされるＲＯＭ内容の数だけ前記パルス
   発生手段からパルス信号を出力することを特徴とする中
   間調記録方式。