JPS61181663A - サ−マルヘツド - 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」 本発明は感熱記録装置等に使用されるサーマルヘッドに
関する。

「従来の技術」 例えば熱転写記録方式の感熱記録装置では、サーマルヘ
ッドを用いてインクドナーシートと呼ばれる熱転写記録
媒体に熱パルスを印加し、この印加部分のインクを流動
化あるいは昇華させて記録用紙に転写させている。この
ような記録装置に用いられるサーマルヘッドとしては、
いわゆる厚膜型のものと薄膜型のものが通常用いられて
いる。

このうち厚膜型のサーマルヘッドは、比較的安価でかつ
耐電力性が高いため、広く使用されるに至っている。

第１０図は、このような厚膜型のサーマルヘッドの構成
の一例を表わしたものである。このサーマルヘッド１１
は一本の細長い発熱抵抗体１２に第１および第２の２種
類のリード線１３．１４を交互に配置している。電源１
５はスイッチ回路１６を介して第１および第２の共通電
極Ｃ１、Ｃ２と交互に接続されるようになっており、逆
流防止用のダイオード１７を介して第１のリード線１３
のうちの奇数番目と偶数番目に交互に印加パルスを供給
するようになっている（特開昭５１−８１１３７号、特
開昭５１−９４９４０号参照）。

一方、画信号１８は図示しないクロックに同期して、発
熱抵抗体１２と同一基板上に配置されたシフトレジスタ
１９に供給され、シリアル・パラレル変換後の出力がラ
ッチ回路２０によってラッチされる。それぞれのラッチ
出力は、同じく発熱抵抗体１２と同一の基板上に配置さ
れたスイッチング回路２１の対応するスイッチング素子
に供給され、これらをオン・オフ制御する。これらのス
イッチング素子はオン状態で接地するようになっている
。従って電源１５から第１のリード線１３に印加パルス
が供給されると、これらと接地された第２のリード線１
４とを挟む発熱抵抗体の部分（以下これを単位発熱体と
いう。）が通電され、加熱制御されることとなる。すな
わちこれにより、発熱抵抗体１２が単位発熱体を単位と
して選択的に発熱され、表示画を構成する個々のドツト
の形成が行われていく。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで従来用いられていたこのような厚膜型あるいは
交互リード接続抵抗体方式のサーマルヘッドでは、リー
ド線１３の奇数番目と偶数番目を交互に駆動して記録等
の動作を行う。従って例えば１ラインずつ印字を行う記
録装置で、高速化に伴って記録用紙がラインごとに静止
せずにほぼ連続して副走査されるようになると、偶数番
目の駆動時における印字位置と奇数番目のそれが記録用
紙上で副走査方向にずれを生じることになる。第１１図
はこのような印字状態を表わしたもので、２つずつ２つ
置きにドツト２３の印字されるべき位置が食い違ってい
ることがわかる。これらはそれぞれ共通電極Ｃ１または
Ｃ２に対応するものである。

このような印字位置のずれは、複数のドツトを１単位と
して階調表現を行おうとする擬似中間調記録方式の記録
装置に重大な影響を及ぼすことになる。これを第１２図
および第１３図を用いて説明する。これらの図では、説
明を簡単にするために各階調を２×２のドツトマトリッ
クスで表現するものとしている。

さて、第１２図では記録用紙が１ラインの記録動作が完
了するまで副走査方向に静止状態にある場合である。こ
の場合には例えば印字すべきドツトが２つであるとする
と、これらの印字ドツト（いわゆる黒ドッ））２４＋　
　、２４２　はたとえ一方２４、が共通電極ＣＩによっ
て、また他方２４□が他の共通電極Ｃ２によって作成さ
れたものであるとしても、同図に示すように２×２のド
ツトマトリックス２５の所望の位置に正しく一列に配置
されることになる。

これに対して第１３図は記録用紙が記録状態で静止しな
い場合でかつ第１２図で示した２つの印字ドラ）２４１
，２４□が異なった印字タイミングで形成される場合を
表わしている。一方の印字ドツト２４□の配置が所望の
位置からずれていることがわかる。

１単位のドツトマトリックスが全体として表現する光学
濃度は、コダック社によって提案された！　−／Ｌ／　
・ニー　／Ｌ／セン（Ｙｕｌｅ−Ｎｉｅｌｓｅｎ　）の
式によって良く知られているように、マトリックス内の
均一な濃度の印字ドツト（斜線部分）の面積占有率によ
って決定される。すなわち例えば２×２のドツトマトリ
ックスを用い、楕円形の２つの印字ドツトで階調表現を
行う場合には、第１４図で示すようにこれらの配置され
る位置によって光学濃度が変化することが知られている
。従って第１３図に示した例では、印字ドツトのずれに
より光学濃度に変化が生じてしまい、この場合には第１
２図に示すドツトマトリックスの光学濃度よりも高い濃
度が表現されてしまうことになる。

本発明はこのような事情に鑑み、記録用紙が印字時に静
止できないような高速記録あるいは高速表示動作時にお
いても中間調表現を安定して行う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。

「問題点を解決するための手段」 本発明では第１図に示すように、１本の発熱抵抗体１２
に所定の間隔をおいて２種類のリード線１３．１４を互
いに逆方向に交互に引き出した形態のサーマルヘッドに
おいて、一方の側のリード線１３のそれぞれに１つずつ
対応させてこれらと電気的な接離を行うための第１のス
イッチング素子群３１を配置させる。また他方の側のリ
ード線３３についても、これらのそれぞれに１つずつ対
応させてこれらと電気的な接離を行うだめの第２のスイ
ッチング素子群３２を配置させる。この第１図には示さ
なかったが、それぞれのスイッチング素子群３２．３３
の他に、シフトレジスタやラッチ回路を発熱抵抗体１２
と同一の基板上に配置してもよい。

この本発明のサーマルヘッドを用いると、２種類のリー
ド線１３．１４に対して１ラインずつ交互に画信号を供
給することにより、同時に通電制御の行われる単位発熱
体の組み合せをラインごとに変化させることができ、こ
れによって階調表現を均一化させることができる。もち
ろんこれらスイッチング素子３１．３２の駆動状態によ
っては主走査方向（ライン方向）に対して任意の長さで
単位発熱体の同時通電が可能になり、副走査方向に段差
の生じない印字または表示が可能である。

「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の回路構成を表わし
たものである。サーマルヘッド４１は図示しない基板の
上に複数の単位発熱体４２、〜４２、ｌを形成したもの
である。第１および第２のスイッチング素子４３．〜４
３．，４４．〜４４゜第１および第２のラッチ回路４５
．４６並びに第１および第２のシフトレジスタ４７．４
８も同一基板上に配置されている。複数の単位発熱体４
２１〜４２．は実際には幅１２０μｍ、高さ１０μｍの
細長い発熱抵抗体１２を既に説明した２種類のリード線
１３．１４で電気的に分割したものである。リード線１
３．１４は、例えば幅２５μｍ１厚さ５μｍの金等の導
体を基板上に形成したものである。発熱抵抗体１２はこ
れらリード線１３．１４の上に形成され、更にこれらの
上には例えば厚さ７μｍの保護層が覆われている。

リード線１３にはそれぞれの１本ずつに対応させて例え
ばトランジスタから成る第１のスイッチング素子４３、
〜４３．の一端が接続されている。

これらスイッチング素子４３１〜４３．の他端は第１の
共通端子５１に接続されている。スイッチング素子４３
．〜４３．のオン・オフ制御は第１のラッチ回路４５か
ら各スイッチング素子４３Ｉ〜４３８に供給されるラッ
チ出力５２の信号状態による。例えばラッチ出力５２が
信号“１”のスイッチング素子４３はオンとな−リ、第
１の共通端子５１が対応するリード線１３と電気的に接
続される。これに対してラッチ出力５２が信号“０”の
スイッチング素子４３はオフとなり、リード線１３は第
１の共通端子５１と絶縁される。第１のシフトレジスタ
４７および第１のラッチ回路４５は第１０図に示したシ
フトレジスタ１９およびラッチ回路２０と同一の機能を
もっており、第１のシフトレジスタ４７は信号入力端子
５４に人力された入力信号５５をシリアル・パラレル変
換する。

これによって得られたパラレルな出力データ５６は、ラ
ッチ制御信号入力端子５７に供給されたラッチ制御信号
５８によってラッチされ、前記したラッチ出力が得られ
ることになる。

リード線１４に一端を接続されている、第２のスイッチ
ング素子４４１〜４４．の他端は、第２の共通端子５９
に接続されている。第２のラッチ回路４６および第２の
シフトレジスタ４８には、それぞれラッチ制御信号入力
端子６１または信号入力端子６２からラッチ制御信号６
３あるいはシリアルな人力信号６４が供給されるように
なっており、第１のラッチ回路４７またはシフトレジス
タ４７と同様の動作を行うようになっている。

「第１の動作例」 このサーマルヘッドで、まず従来厚膜型のサーマルヘッ
ドと同様の動作を行わせる場合を説明する。

第３図はこの場合のサーマルヘッドの結線状態を表わし
たものである。この場合には第２の共通端子５９が接地
され、第１の共通端子５１には図示しないパルス印加電
源から印加パルス６６が供給される。画信号は入力信号
６４として信号入力端子６２に供給され、他の信号入力
端子５４には単位発熱体選択信号が入力信号５５として
供給されることになる。

この場合のサーマルヘッド４１の動作を第４図と共に説
明する。同図ａは信号入力端子５４に供給される入力信
号５５の供給タイミングを表わしたもので、１ラインの
記録ごとに２種類の入力信号５５．．５５□が１回ずつ
順に供給される。このうち第１の人力信号５５１　は信
号“１”と信号“０”が交互に繰り返すシリアルな信号
“１０１０・・・・・・１０”であり、第２の入力信号
５５２はこれらの反転されたシリアルな信号“０１０１
・・・・・・０１”である。第１のシフトレジスタ４７
はまず第１の人力信号５５．をセットし、これをシリア
ル−パラレル変換して出力データ５６として出力する。

この出力データ５６は第４図すに示すラッチ制御信号５
８によってラッチされ、第１の入力信号５５１　につい
てのラッチ出力として第１のスイッチング素子４３１〜
４３．に供給される。この結果、奇数番目のスイッチン
グ素子４３．．４３３、・・・・・・がオンとなり、こ
れらについての第１のリード線１３が第１の共通端子と
接続される。

一方、入力端子６２により第４図Ｃに示すタイミングで
画信号が人力信号６４として供給され、第２のシフトレ
ジスタ４８にセットされる。第２のラッチ回路４６はこ
のパラレルな出力データ６８をラッチ制御信号６３（第
４図ｄ）でラッチし、これらのラッチ出力６９によって
第２のスイッチング素子４４．〜４４．のオン・オフ制
御が行われる。このとき第４図ｅに示すような印加パル
ス７１．　が第１の共通端子５１に供給されると、奇数
番目のスイッチング素子４３．．４３３・・・・・・を
通じて対応する単位発熱体４２．．４２□、４２５．４
２ｓ・・・・・・に電圧が印加され、画信号に応じてこ
れらの通電がオン・オフ制御される。すなわちこれによ
り第１０図で示した共通電極Ｃ１による印字動作と同一
の印字動作が行われる。

以上のようにして２ドツトずつ１ラインの半分の印字動
作が行われたら、第２の入力信号５５□によって第１の
スイッチング素子４３□〜４３゜のオン・オフ動作が反
転される。また第２のスイッチング素子４４１〜４４．
４　も１ラインの後半に人力された人力信号６４によっ
てそれらのオン・オフ状態が再設定される。この状態で
印加パルス７１２が第１の共通端子５１に印加され、１
ラインの後半の印字動作が行われることになる。この印
字動作は第１１図で示した共通電極Ｃ２による印字動作
と実質的に同一である。

以下同様にして１ラインずつ印字動作が進行する。第５
図はこの第１の動作例において３ライン連続して全ドツ
トが印字される場合の各印字ドツト７２の配置状態を一
例として表わしたものである。

「第２の動作例」 次にこのサーマルヘッドでスイッチング素子４３．４４
０機能を１ラインごとに交代させて印字を行わせる場合
を説明する。

第６図はこの第２の動作例におけるサーマルヘッドの結
線状態を表わしたものである。この動作例では第１〜第
３の切換器７４〜７６を用い、これらの入力側にそれぞ
れ接続された２本ずつの信号線（７７、，７７□　）、
（７８，，７８□　）、（７９，，７９□　）と出力側
のそれとを記録の１ラインずつ交互に切り換える。信号
線７７１　には第１の動作例で使用した２種類の人力信
号５５．．５５□が１ラインの前半と後半で交互に供給
され、信号線７７□には画信号が供給される。信号線７
８、は印加パルス発生用の電源に接続され、信号線７８
□は接地される。信号線７９１　には前記した選択信号
をラッチするためのラッチ制御信号が供給され、信号線
７９□には画信号をラッチするためのラッチ制御信号が
供給される。

この第２の動作例では、ま、ず最初の１ラインにおいて
次に示すような関係で各信号線と入力端子の接続が行わ
れる。

（以下余白） 表　　１ この結果、第４図に示したと同様の動作で１ライン分全
く同様の印字動作が行われる。

次の２ライン目の印字においては、第１〜第３の切換器
７４〜７６が入力側と出力側の信号接続関係を逆にする
。これにより今度は第１のシフトレジスタ４７に画信号
がセットされ、１ラインの印字が行われることになる。

このとき、通電制御を行う単位発熱体を選択するための
スイッチング素子が第１のスイッチング素子４３．〜４
３ｘから第２のスイッチング素子４４１〜４４．４　に
切り換わる。従ってこの２ライン目の印字は先の第１の
ラインにおける印字と主走査方向く発熱抵抗体の長さ方
向）に１ドツトだけずれた状態で行われることになる。

３ライン目の印字では、第１〜第３の切換器７４〜７６
が更に入力側と出力側の信号接続関係を逆にし、１ライ
ン目の印字動作と同様の印字を行う。４ライン目の印字
では２ライン目と同様な印字動作が行われる。以下同様
である。

このようにこの第２の動作例では奇数番目のラインと偶
数番目のラインでそれぞれ２回ずつ行われる印字動作が
互に１ドツトずつずれた状態で行われる結果、印字ドツ
トが記録面上あるいは表示画面上で分散することとなり
、画像濃度を均一化することが可能となる。第７図は第
５図に対応させたもので、この第２の動作例における３
ライン連続して全ドツトが印字される場合の印字ドツト
７２の配置状態を表わしたものである。

「第３の動作例」 最後に第３の動作例として主走査方向に１本の細線を時
間的に同時に印字する場合の動作を説明する。第１０図
に示した従来のサーマルへラド１１でも、２つの共通電
極Ｃ１、Ｃ２に同時に印加パルスを供給すると共に、シ
フトレジスタ１９にオール“１”の信号を人力すること
により、１本の細線を同時に印字することが可能である
。ところがこの場合にはスイッチ回路１６を特殊な構成
とする必要がある。しかも２つの共通電極Ｃ１、Ｃ２に
同時に印加パルスを供給すると、第８図に示すように例
えば細線８１と点８２が混在するラインで点８２０部分
を１画素単位で表現することが不可能となる。

これに対して本発明のサーマルヘッドの場合には、細線
の表示される領域で単位発熱体を連続して選択し、点等
を表示される領域では単位発熱体を２つずつ２つ置きに
選択することにより、同一ラインに存在する細線と点と
を共に良好に再現することができる。第９図はこの場合
の印字例として細線部分８３と１画素分の点の部分８４
とを表わしたものである。細線８３は時間的に全く同時
に記録または表示が行われるので、第１１図に示したよ
うな“波打ち”が生じないことはもちんである。

なお第２図に示した実施例ではシフトレジスタやラッチ
回路を搭載したサーマルヘッドを示したが、本発明はこ
れらの一部または全部を省いた形のサーマルヘッドに対
しても適用あることはもちろんである。

「発明の効果」 以上説明したように本発明のサーマルヘッドによればド
ツトマトリックスを用いた中間調再現が良好に行われる
ばかりでなく、細線もきれいに記録または表示すること
ができる。また逆流防止用のダイオードを使用せずスイ
ッチング回路やラッチ回路あるいはシフトレジスタとい
った従来用いられた部品でサーマルヘッドまたはその周
辺回路を構成できるので、部品の共通化によるコスト低
減や部品管理の簡略化を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーマルヘッドの原理的構成図、第２
図は本発明の一実施例におけるサーマルヘッドの回路構
成図、第３図は第１の動作例を実現するサーマルヘッド
の結線図、第４図はこの動作例を説明するためのタイミ
ング図、第５図はこの動作例による印字部分の拡大説明
図、第６図は第２の動作例を実現するサーマルヘッドの
結線図、第７図はこの第２の動作例による印字部分の拡
大説明図、第８図はｌラインの画情報の一例を示す図、
第９図は第３の動作例による印字部分の拡大説明図、第
１０図は従来のサーマルヘッドの一例を示す回路構成図
、第１１図はこの従来のサーマルヘッドにおける印字部
分の拡大例を示す説明図、第１２図はドツトマトリック
スにおける印字ドツトの理想的な配置を示すドツト配置
図、第１３図は印字ドツトに位置ずれの生じた例を示す
ドツト配置図、第１４図は印字ドツトの配置と光学濃度
の関係を示す説明図である。 １２・・・・・発熱抵抗体、 ３１．４３・・・・・・第１のスイッチング素子群、３
２．４４・・・・・・第２のスイッチング素子群。 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４
図 第２図 第８図 第９図　　　。 第１１図 第１４図 亡１字−ットの酉已雷

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １本の細長い発熱抵抗体と、この発熱抵抗体の長さ方向
   と直角方向に１本ずつ互いに逆方向となるように交互に
   引き出された複数のリード線と、これらのリード線のう
   ち一方の側に引き出されたリード線のそれぞれに１つず
   つ対応して接続されこれらと電気的な接離を行うための
   第１のスイッチング素子群と、前記リード線のうち他方
   の側に引き出されたリード線のそれぞれに１つずつ対応
   して接続されこれらと電気的な接離を行うための第２の
   スイッチング素子群とを具備することを特徴とするサー
   マルヘッド。