JPS61112663A - サ−マルヘツド駆動回路 - 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」 本発明は熱的に記録またはディスプレイ（以下単に表示
という。）を行う装置に使用されるサーマルヘッドの駆
動回路に関する。

「従来の技術」 感熱記録紙や転写型感熱記録媒体を用いて熱的な表示を
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、単位発熱体
（発熱要素）が−列に配置されたサーマルヘッドを記録
ヘッドとして用いている。磁化潜像を利用して画像のデ
ィスプレイを行うある種の表示装置も同様である。サー
マルヘッドは表示用の画像を作成するために熱エネルギ
を発生するので、このエネルギに起因する画質劣化の問
題がある。１ラインごとにサーマルヘッドを駆動して表
示画の作成を行う表示装置では、画質劣化の原因として
次の５つのものが挙げられていた。

■サーマルヘッドの蓄熱。

■熱履歴データ。

■サーマルヘッドの基板温度。

■単位発熱体の抵抗値の相違。

■黒比率による電圧ドロップ。

このうち■サーマルヘッドの蓄熱とは、表示パターンに
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、単位発熱体の周囲に配置された池の単
位発熱体からも影響を受ける。■熱履歴データとは、主
に１ライン前の表示用情報の状態を指す。サーマルヘッ
ドに印加する電圧パルス（記録パルス）の幅や電圧値を
変化させて記録を行う感熱記録装置では、これら熱履歴
データが次ラインの記録に影響を及ぼす。■サーマルヘ
ッドの基板温度とは単位発熱体を多数形成した基板の温
度を指す。■単位発熱体の抵抗値の相違とは製造上の原
因による抵抗値のバラツキをいい、１つのサーマルヘッ
ド内での単位発熱体のバラツキと各サーマルヘッド間に
おける単位発熱体の平均抵抗値のバラツキとがある。抵
抗値にはかなりの幅がある。例えば前者は±２５％程度
であり、後者は抵抗値で２００〜３００Ωの範囲にもな
る。■黒比率による電圧ドロップとは、各ラインに占め
るいわゆる印字ドツト（黒ドツト）の割合によって、単
位発熱体通電時に電源電圧の降下する程度が相違するこ
とをいう。電源電圧が低下すれば、それだけ表示される
ドツトの濃度も低下することになる。

従来から以上の要因の一部または全部を組み合わせて熱
エネルギを補正することが試みられている。例えば発明
者らはこれらについての補正を行った感熱記録装置やサ
ーマルヘッド駆動回路を提案している（特願昭５８−１
７９３５０号等）。

第１０図は、この提案された感熱記録装置の一例を表わ
したものである。

この感熱記録装置では、■黒比率による電圧ドロップを
■サーマルヘッドの蓄熱と■熱履歴データとをからめて
熱エネルギの補正を行う。このためこの装置では、蓄熱
状態演算器１１に現在記録を行うライン（ラスタ）と過
去に記録の行われたラインに関する周辺画データ１２を
供給し、現在記録を行う単位発熱体の蓄熱状態を演算さ
せるようになっている。演算出力１３はパルス幅演算器
１４に供給され、パルス幅メモリ１５から出力される前
ラインのパルス幅情報Ｔ＋−＋１６と共に演算される。

パルス幅決定回路１７は、演算出力１８を基にパルス幅
を暫定的に決定する。そしてアンドゲート群１９を制御
し、５つのデータバッファ２１〜２５に画情報印字デー
タ２６を格納する。

一方、画情報印字データ２６は第１のカウンタ回路２７
に供給され、計数される。計数結果２８を基にして基本
パルス幅決定回路２９は個々の単位発熱体に対する記録
パルスについての基本パルス幅を決定し、基本パルス幅
信号３１を出力する。

これに対して第２のカウンタ回路３２では、データバッ
ファセレクト信号３３で各データバッファ２１〜２５の
出力を選択しながら印字データ３４の計数を行う。そし
てこの計数結果３５を補助パルス幅決定回路３６に供給
し、各単位発熱体に対・する補助的な（追加的な）パル
ス幅を決定する。

これにより出力される補助パルス幅信号３７と前記した
基本パルス幅信号３１は印字データ３４の記録パルスの
パルス幅として用いられる。

以上この提案された感熱記録装置の概略を説明したが、
サーマルヘッドの蓄熱状態を演算する部分について更に
具体的に説明する。

第１１図は、サーマルヘッドの蓄熱状態を演算するため
の画データの配置を表わしたものである。

この図で最も下に配置されたデータ列ｌ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つ上の列１−１はこれよりも時間的に
１ライン過去のデータを表わしている。以下同様にして
１番上のデータ列ｌ−４は４ライン過去のデータを表わ
している。

今、データ列】において、図でＸ印を施した任意のデー
タＤＯに着目する。このデータ（以下着目データＤＯと
いう。）は、現在印字処理すなわち印加エネルギの算定
をまさに行おうとする１つの単位発熱体に対応する。こ
の場合、この周辺に位置する合計１０のデータｄ＋−ｄ
＋ｏは、蓄熱状態を算出するための参照データ群である
。これらの参照データ群のうち着目データＤＯの印字に
際して比較的大きな熱的影響を及ぼすのは、着目データ
ＤＯの属する単位発熱体に隣接した参照データｄＩ、ｄ
２である。また最も大きな熱的影響を及ぼすのは、１ラ
イン前（過去）のデータ列１−１における同一の単位発
熱体についての参照データｄ４　である。以上のように
、着目データＤＯの印字に際して蓄熱の影響を及ぼす各
参照データは、着目データＤＯとの配置関係に応じて重
要度が異なってくる。

そこで各参照データｄ、〜ｄｌＧには、予め重みが付け
られ、印字状態にあるデータのみこれらを加算して、そ
の和から蓄熱状態を算出することとしている。重み付け
は例えば次のようになる。

（以下余白） 第　　１　　表 このようにして加算された蓄熱データの数値に応じて、
着目データＤＯを印字する際の熱エネル・ギが設定され
る。すなわちサーマルヘッドの該当する単位発熱体へ印
加する印加パルスの時間幅や電圧が調整され、熱エネル
ギの印加が行われることになる。

ところでこの提案された装置では、第１０図で示したよ
うに５ライン分のデータを用いて蓄熱状態の演算を行っ
ている。このような蓄熱状態の演算の他に、将来の印字
ラインあるいは表示ラインの状態までも考慮しながら現
在の印字を行おうとすると、参照用のデータとして更に
多くのラインのデータが必要になる。−例として特願昭
５９−０８８４３８号明細書では、第１２図に示すよう
に６ライン分のデータ列１−４〜１＋２を用いている。

ここで蓄熱状態の演算に用いられるデータ、　列は、４
ライン分ｉ−３〜ｌであり、先に示した装置のそれより
も減少している。

「発明が解決しようとする問題点」 このように従来のこの種のサーマルヘッド駆動回路では
、蓄熱状態の演算のために数ラインから１０ライン程度
のデータを用いてきた。ところが近時、表示画の作成が
一段と高速化されるにつれて、かなり過去のラインの単
位発熱体の発熱状態が現在の表示画の作成に影響を及ぼ
すようになった。従って中間調の再現のためにデリケー
トな濃度表現を行おうとすると、これが更に切実な問題
となってきた。

例えば黒の印字領域が連続した後で数ミリメートル程度
の長さで白の印字領域が存在したとする。

高解像度の表示を行うときは、これが数十ラインにも相
当するが、高速印字を行う場合にはその印字動作は十分
の一秒あるいはそれ以下の時間となる。従ってわずか１
０ライン程度の過去のデータでは、現在の蓄熱状態を十
分把握できないことになる。ところが蓄熱状態の演算の
ために更に多くのラインのデータを用いようとすると、
大容量のメモリが必要となり、装置がコストアップし、
また大型化してしまうという欠点があり、実現が困難で
あった。また蓄熱状態の演算のためにデータを十分確保
しようとすると、前記したような未来の印字状態の配慮
等のだめのデータの確保が不十分となるという問題もあ
った。

本発明はこのような事情に鑑み、十分過去のラインまで
１考慮して蓄熱状態の演算を行い、高画質の表示画を得
るこ、とのできるサーマルヘッド駆動回路を提供するこ
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、画像の表示に
用いられる画信号４１を人力し、サーマルヘッド４２を
構成する発熱体の現在における蓄熱レベルを演算する蓄
熱レベル演算器４３と、演算された蓄熱レベルを将来の
蓄熱レベルの演算のだ島のデータ４４として蓄熱レベル
演算器４３に帰還させる蓄熱レベルデータ帰還手段４５
と、演算された蓄熱レベルに応じてサーマルヘッド４２
の駆動のための印加エネルギを決定する印加エネルギ演
算器４６と、印加エネルギ演算器４６によって決定され
た印加エネルギで個々の発熱体の発熱を制御するサーマ
ルヘッド駆動制御手段４７とをサーマルヘッド駆動回路
に具備させる。ここで蓄熱レベルデータ帰還手段４５と
しては、例えば蓄熱レベル演算器４３の演算結果の書き
込みと読み出しを行う蓄熱レベル記憶手段（メモリ）が
用いられる。

本発明によれば、蓄熱レベルデータを帰還させて蓄熱レ
ベルを演算するので、過去の状態を十分配慮した蓄熱演
算が可能となる。

「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駆動回路の概略を表
わしたものである。この装置には、図示しない読取装置
の平面走査によって得られた画信号５１がシリアルなデ
ータとして供給され、図示しないビデオクロツタに同期
して周辺記録データメモリ５２に人力されるようになっ
ている。

第３図は周辺記録データメモリ５２の具体的な構成を表
わしたものである。画信号５１は２値化されたビットシ
リアルな信号列であり、ラッチ回路５３で１ビツトずつ
順次ラッチされた後、ラインメモリ群５４内のｉ＋ｌラ
イン用メセメモリ５４゜に書き込まれる。１＋１ライン
用メモリ５４．、。

はｌライ７分だけ未来の画信号を蓄えておくメモリであ
る。図示しないビデオクロックに同期して１＋１ライン
用メモリ５４．、、　　から押し出された１ビツトずつ
の画信号はラッチ回路５５でラッチされ、ラインメモリ
群内の１ライン用メモリ５４、と１＋１ライン用シフト
レジスタ５６．。１　に人力される。ｌライン用メモリ
５４．は現在記録を行おうとするラインの画信号を蓄え
ておくメモリてあり、このメモリから押し出された１ビ
ツトずつの画信号はラッチ回路５５でラッチされ、ライ
ンメモリ群内のｉ−１ライン用メモリ５４．−、　　と
ｌライン用シフトレジスタ５６．に入力される。以下同
様にしてラインメモリ群内ミー３ライン用のメモリ５４
ト。から押し出された１ビツトずつの画信号はラッチ回
路５５でラッチされｉ−３ライン用シフトレジスタ５６
．３　に人力される。

一方、先のラッチ回路５３でラッチされた画信号は１＋
２ライン用シフトレジスタ５６．。２　にも入力される
。従って各シフトレジスタ５６．。２〜５６、弓にはビ
デオクロックに同期してそれぞれｉ＋２〜１−３ライン
の６ライン分の両信号が１ビツトずつ人力されることに
なる。

各シフトレジスタ５６．＋、〜５６．−３はそれぞれ５
段のシフトレジスタであり、ｉ＋２ライン用シフトレジ
スク５６．．２の３段目のフリップフロップ回路からは
参照データＤ１５が出力される。

また１＋１ライン用シフトレジスタ５６．４．　　の２
段目〜４段目のフリップフロップ回路からは、それぞれ
参照データＤ１４〜Ｄ１２が出力される。

ｌライン用シフトレジスタ５６、の１．２．４．５の各
段のフリップフロップ回路からは、それぞれ参照データ
Ｄ９、Ｄ２、ＤＩ、Ｄ８が出力され、ｉ−１ライン用シ
フトレジスタ５６．−、　　からは参照データＤ４〜Ｄ
８が出力される。更にｌ−２ライン用シフトレジスタ５
６．−２　とｉ−３ライン用シフトレジスタ５６ｔ−ｓ
　のそれぞれ３段目のフリップフロップ回路からは、参
照データＤ６およびＤＩが出力されることになる。これ
ら参照データＤ１〜Ｄ１５と１ライン用シフトレジスタ
５６゜の３段目のフリップフロップ回路から出力される
着目データＤＯとの記録面上の配置は第１２図に示す通
りである。

未来の参照データＤ１２〜Ｄ１５は印加エネルギ演算器
５７に供給される。また過去および現在の参照データＤ
１〜Ｄｌｌは、蓄熱レベル演算器５８にも供給される。

蓄熱レベル演算器５８は着目データＤＯの印字に際する
その単位発熱体についての蓄熱レベルＨ３、を演算する
回路部分てあ蓄熱状態の演算 Ｍ熱レベル演算器５８はＲＯＭ（リード・オンリ・メモ
リ）を備えており、まず１１ビツトの参照データＤ１〜
Ｄｌｌをアドレス情報として蓄熱状態Ｘ、を演算する。

第４図はこの演算を行うＲＯＭの内容を表わしたもので
あり、横軸は各参照データに重み付けを行って加算した
値を示している。重み付けは、第１２図に対応した第５
図に示すように行われ、加算値の最大値は”　４４５”
となる。

蓄熱状態Ｘ＋　　は蓄熱レベル演算器５９から供給され
る１ライン過去の蓄熱レベルデータＨ３，−。

と共に蓄熱レベル演算器５８で演算され、現ラインの蓄
熱レベルデータＨ３ｉ　が求められる。この蓄熱レベル
データＨ３＋　　は蓄熱レベルメモリ５９で１ライン分
遅延されて蓄熱レベルデータＨ３＋−１として出力され
る他、印加エネルギ演算器５７に供給されて印加エネル
ギの演算に用いられる。

ところで第６図は蓄熱レベル演算器５８における蓄熱レ
ベルデータＨ３、の演算の様子を説明するためのもので
ある。今、仮に参照データＤ１〜Ｄｌｌの加算値が“３
０５”であるとすれば第４図より蓄熱状態Ｘ１　が“３
”の段階となる。このときｌライン過去の蓄熱レベルデ
ータＨ３１−，が同じく“３”の段階であれば、現ライ
ンの蓄熱レベルデータＨ３Ｌ　は“３”の段階のままに
保持される。これに対して蓄熱レベルデータＨ３ｉ−，
が蓄熱状態の著しい“４”の段階であれば、現ライン蓄
熱レベルデータＨ３ｉ　　は“４”にレベルアップする
。これとは反対に１ライン過去の蓄熱レベルアップＨ３
＝、が蓄熱状態の低い“１”の段階であれば、現ライン
の蓄熱レベルデータＨ３ｔ　は“２”にレベルダウンし
、蓄熱がほとんどない状態では“１”にまで低下した値
となる。他の加算値についても蓄熱レベルデータＨ３＝
、を用いて同様の演算が行われる。

蓄熱レベル演算器５８と蓄熱レベルメモリ５９はループ
回路を構成しており、蓄熱レベルデータＨ３ｚ−１が蓄
熱レベル演算器５８に帰還されている。従って蓄熱レベ
ル演算器５８によって十分過去の蓄熱状態まで考慮した
演算が行われることになる。

印加エネルギの演算 さて印加エネルギ演算器は第７図に示すように蓄熱状態
からサーマルヘッドの印加エネルギを演算する第１の演
算器６１と、この演算結果を将来の参照データ等で補正
する第２の演算器６２を備えている。この実施例のサー
マルヘッド駆動回路ではサーマルヘッドを構成する個々
の単位発熱体に印加する記録パルスの時間幅を変化させ
ることにより、印加エネルギの制御を行っている。従っ
て第１の演算器６１の出力は記録パルスの時間幅情報Ｔ
ｉＡであり、第２の演算器６２がこれを修正して最終的
な時間幅情報ＴＩＢを出力することになる。

第１の演算器６１はＲＯＭによって構成されており、蓄
熱レベルデータＨ８，と参照データＤ１〜Ｄｌｌをアド
レス情報として入力し、時間幅情報Ｔ　ｉ　Ａを出力す
るようになっている。参照データＤ１〜Ｄｌｌは先に説
明した蓄熱状態Ｘ、を演算するためのデータである。第
８図は蓄熱レベルデータＨ３，と蓄熱状態Ｘ、との関係
でこのＲＯＭの内容を表わしたものである。

例えば先に示したように参照データＤ１〜Ｄ１１の加算
値が“３０５”であったと仮定すると、蓄熱状態Ｘ１　
が“３”の段階となっている。このとき蓄熱レベルデー
タＨ３ｉ　が“３”または“４”であれば、蓄熱状態が
進んでいるので記録パルスの時間幅情報Ｔ　ｉ　ＡはＱ
、５ｍ５ｅｃとなる。これに対して例えば蓄熱レベルデ
ータＨ３ｉ　が“０”であれば、時間幅情報ＴＩＡは０
．９ｍ５ｅｃに増加した値となる。他の蓄熱状態および
蓄熱レベルデータＨ３，についてもこのように過去の蓄
熱状態までも十分考慮した時間幅情報Ｔ　ｉ　Ａが演算
される。なおこの時間幅情報Ｔ　ｉ　Ａは第２の演算器
６２による時間幅情報ＴＩＢと同様に単位発熱体の通電
が行われると仮定した状態での時間幅を表わしており、
いわゆる黒ドツトの印字が行われない単位発熱体では時
間幅情報ＴｉＡにかかわらず記録パルスの印加が行われ
ることはない。記録パルスの印加の有無は着目データＤ
Ｏの供給を受けるサーマルヘッド制御器６４（第２図〉
が決定することになる。

一方、第２の演算器６２では、合計４ビツトの参照デー
タＤ１２〜Ｄ１５によって未来の印字状態を予測し、未
来判別情報Ｆｉ　を出力する。この未来判別情報Ｆ、に
よって時間幅情報Ｔ　ｉ　Ａの修正が行われ、時間幅情
報Ｔ＋ａが求められることになる。ここで未来判別情報
Ｆ、とは、例えば数ライン先の記録がいわゆるべた黒の
状態かあるいは黒白のエツジ部分が出現するか等の印字
状態の将来を把握して、単位発熱体に対する印加エネル
ギの調整を行おうとするものである。装置によっては、
時間幅情報ＴＩＡを更に他の情報で修正してもよい。こ
のようなものとしては、サーマルヘッドの基板温度情報
や、個々の単位発熱体の抵抗値情報等が存在する。

第２の演算器６２から出力された時間幅情報Ｔ　ｉ　ａ
は、第２図に示すサーマルヘッド制御器６４に供給され
る。サーマルヘッド制御器６４ては、先に説明したよう
に着目データＤＯが印字状態を表わしている部分のみ、
それらの単位発熱体についてそれぞれの時間幅情報Ｔ　
＋　ｎで記録が行われるように記録パルスの印加制御を
行う。このとき、単位発熱体の同時に通電される比率す
なわち黒比率に応じて更に時間幅情報の修正を行い、印
加エネルギの調整を行うことも可能である。

第９図はこのサーマルヘッド駆動回路の変形例を表わし
たものである。この装置の周辺記録データメモリ７１は
画信号５１を人力し、第１２図に示す着目データＤＯお
よび参照データＤ１〜Ｄ１２を抽出する。参照データＤ
１〜Ｄ１２は重み総和演算器７２に供給され、第５図に
示した重み付けで重みの総和が求められる。重み総和デ
ータ７３は印加エネルギ演算器７４と蓄熱レベル演算器
７５に供給される。蓄熱レベル演算器７５からは蓄熱レ
ベルデータＨ３ｉ　が出力され、印加エネルギ演算器７
４に供給されると共に、蓄熱レベルメモリ５９に入力さ
れ、１ライン分だけ遅延されて蓄熱レベルデータＨ３＋
−＋　が作成される。印加エネルギ演算器７４では第８
図に示した内容の演算を行い、記録パルスの時間幅情報
Ｔ、＾を作成する。

この変形例によれば印加エネルギ演算器７４と蓄熱レベ
ル演算器７５が重み総和データ７３を重複して作成する
必要がない。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば蓄熱状態を十分正確
に把握することができるので、画質を低下させることな
く表示画の作成を更に高速化することができる。また黒
比率の高い中間調画像についてもインクの加熱による尾
引き現象が発生することがなく、また細線部分の線幅増
大や中間調画像の濃度増加等の不都合を解消させること
ができる。

【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
〜第８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駆動回路の概要を示す
ブロック図、第３図は周辺記録データメモリの具体的構
成を示すブロック図、第４図は蓄熱状態用のＲＯＭの内
容を示す説明図、第５図は蓄熱演算のための参照データ
の重み付けを示す説明図、第６図は蓄熱レベルデータＨ
３ｉの算出原理を示す説明図、第７図は印加エネルギ演
算器のブロック図、第８図は蓄熱レベルデータＨ３１か
ら記録パルスの時間幅情報Ｔ　ｉＡを算出する原理を示
す説明図、第９図はこのサーマルヘッド駆動回路の変形
例の要部を示したブロック図、第１０図は従来のサーマ
ルヘッド駆動回路を示すブロック図、第１１図はこの従
来の装置における蓄熱状態演算のための画データの配置
を表わした配置説明図、第１２図は本発明の実施例等で
使用される参照データの配置を表わした配置説明図であ
る。 ４１５１・・・・・・画信号、 ４３・・・・・・蓄熱レベル演算器、 ４５・・・・・・蓄熱レベルデータ帰還手段、４６．５
７．７４・・・・・・印加エネルギ演算器、４７・・・
・・・サーマルヘッド駆動制御手段、５２・・・・・・
周辺記録データメモリ、５８．７５・・・・・・蓄熱レ
ベル演算器、５９・・・・・・蓄熱レベルメモリ、 ６４・・・・・・サーマルヘッド制御器、７２・・・・
・・重み総和演算器。 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 りこＩ−＋ 茶３図 第４　図 第５図 第６　図 第８図 Ｈ３゜ 第９図 第１１図　　　　第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表示を行おうとする画像に関する画信号を入力し、
   サーマルヘッドを構成する発熱体の現在における蓄熱レ
   ベルを演算する蓄熱レベル演算器と、演算された蓄熱レ
   ベルを将来の蓄熱レベルの演算のためのデータとして前
   記蓄熱レベル演算器に帰還させる蓄熱レベルデータ帰還
   手段と、蓄熱レベル演算器によって演算された蓄熱レベ
   ルに応じてサーマルヘッドの駆動のための印加エネルギ
   を決定する印加エネルギ演算器と、この印加エネルギ演
   算器によって決定された印加エネルギで前記発熱体の発
   熱を制御するサーマルヘッド駆動制御手段とを具備する
   ことを特徴とするサーマルヘッド駆動回路。 ２、蓄熱レベルデータ帰還手段が蓄熱レベル演算器の演
   算結果の書き込みと読み出しを行う蓄熱レベル記憶手段
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサ
   ーマルヘッド駆動回路。