JPS62108072A - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、サーマルプリンタに使用されるサーマルヘッ
ド駆動装置に関し、特にサーマルヘッドにおける発熱抵
抗体の通電時間のコントロールにより均一な濃度分布を
もつ印字記録を行なうようにしたサーマルヘッド駆動装
置に関する。

（発明の背景） 近年、ファクシミリを始めとしてコンピュータの外部出
力装置やワードプロセッサ等のさまざまな分野でプリン
タの需要が急成長しており、なかでもサーマルヘッドを
用いた感熱記録方式をとるサーマルプリンタが小型、安
価メンテナンスフリー、更に低い騒音などの利点がある
故に主流となりつつある。

ところで、サーマルプリンタにおける感熱記録方式とし
ては、溶融転写記録方式、熱発色記録方式、昇華転写記
録方式等の各種の記録方式が実用化されているが、いず
れの記録方式にあってもサーマルヘッドに設けた発熱抵
抗体の通電時間のコントロールにより印字濃度に応じた
発熱温度を得るようにしている。

一方、サーマルヘッドの種類としては、サーマルヘッド
を主走査方向に機械的に送り走査するシリアル型サーマ
ルヘッドと、記録速度を高めるために主走査方向に１ラ
イン分の発熱抵抗体を有するライン型サーマルヘッドが
知られている。

この種のライン型サーマルプリンタにあっては、１ライ
ンの記録毎に記録紙を間欠送りする記録方式をとってい
ることから、例えば第６図（Ａ＞に示すように、印字濃
度（階調）に応じた通電時間τにわたり発熱抵抗体へ電
流パルスを通電し、この通電に伴って第６図（Ｂ）に示
すように、発熱抵抗体の表面温度は過渡的に上昇し、通
電時間τで定まる規定の表面温度に応じた濃度の印字記
録を行ない、その後に記録紙送り等の通電休止時間を経
て次の１ラインの印字記録を行なう。

このため１ライン当りの記録時間は、通電時間τに通電
休止時間を加えた記録周期Ｔで決まり、例えば１ライン
当り５〜１０ｍ５ｅＣ程度と長くならざるを得なかった
。

そこで、記録速度を高めるために、記録紙を連続的に走
行させながら記録する方式が考えられており、通電休止
時間を短くすることで、１ライン当り５ｍ５ｅｃ以下の
記録時間を可能にしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような抵抗発熱体の通電時間を印字
濃度に応じてコントロールするサーマルプリンタにあっ
ては、サーマルヘッドの抵抗発熱体に通電パルスを供給
してから印字濃度（階調）に応じた抵抗発熱体の表面温
度が得られるまでに時間遅れがあり、この時間遅れによ
り特に記録紙を連続的に走行させる記録方式にあっては
、記録紙上に印字する１ドツト内で発熱温度の過渡応答
による濃度分布を起こすという問題があった。

即ち、サーマルヘッドの抵抗発熱体の表面温度は、第６
図に示したように、通電パルスに応じて過渡的に上昇し
て規定の表面温度に達するようになり、この間に記録紙
が送られていることから、ドツトの前半の濃度が低く後
半になるにつれて濃度が高くなる濃度分布を生じ、１ド
ツト内で均一な濃度分布を得ることが困難であった。

特に近年においては、感熱記録方式を採用したカラープ
リンタの開発が進められており、カラー化に際しては従
来の白黒階調記録に比べより細分化された階調記録が要
求されることになるが、このカラー化については前述し
た１ドツト内での発熱温度の過渡変化に対応した階調設
定を考慮しなければならないため階調表現が更に複雑化
し、カラープリンタについては記録紙を連続走行させる
記録方式の適用（高速化）は困難であった。

（発明の目的） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、１ドツト内での濃度分布を均一化でき且つ通電時
間に応じた濃度を正確に再現することのできるサーマル
プリンタに使用するサーマルヘッド駆動装置を提供する
ことを目的とする。

（発明の概要） この目的を達成するため本発明にあっては、サーマルヘ
ッドの抵抗発熱体に、まず印字濃度に応じたパルス幅を
もつ第１の通電パルスを供給して抵抗発熱体の表面温度
を急速に上昇させ、続いて発熱温度に応じた繰り返し周
期またはデユーティ比をもつパルス幅の狭い複数のパル
スからなる第２の通電パルスを供給して第１の通電パル
スによる発熱温度を保持するようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図であ
る。

まず構成を説明すると、１は濃度信号変換回路であり、
階調信号等の適宜の濃度信号ａを入力し、印字濃度に対
応した所定の信号に変換し、第１のパルス発生回路２及
び第２の通電パルスを作り出すためのプログラマブルカ
ウンタ３に変換信号を出力する。

第１のパルス発生回路２はサーマルヘッドにおける抵抗
発熱体の表面温度を、通電と同時に急速に印字ａ噴に対
応した所定温度まで上昇させる第１の通電パルスＰ１を
発生する。このため第１のパルス発生回路２に対し、濃
度信号変換回路１からの変換信号の変換特性としては、
例えば第２図に示すように濃度（階調）の増加に応じて
第１の通電パルスＰ１のパルス幅τ１を直線的に増加さ
せるような変換特性を持つこととなる。また、第２図の
変換特性をもって′ａ度倍信号変換回路１ら与えられる
変換信号に応じて第１の通電パルスＰ１のパルス幅τ１
を変化させる第１のパルス発生回路２の具体的手段とし
ては単安定マルチバイブレータを使用することができ、
濃度信号変換回路１からの変換信号で単安定マルチバイ
ブレータの時定数を可変すれば良い。

更に、第１のパルス発生回路２に対しては、記録紙の送
り動作に同期して１ラインの印字記録を指令するための
印字タイミングパルスｂが与えられており、この印字タ
イミングパルスｂを受けて第１のパルス発生回路２は第
１の通電パルスＰ１を発生するようになる。

一方、第１のパルス発生回路２からの第１の通電パルス
Ｐ１に続いて出力される抵抗発熱体の発熱温度を保持す
るために使用される第２の通電パルスは、′ｇＬ度信号
変換回路１からの変換信号を受けたプログラマブルカウ
ンタ３による制御のもとに第２のパルス発生回路４で発
生される。

即ち、濃度信号変換回路１はプログラマブルカウンタ３
に対し、濃度信号ａで定まる印字濃度に応じた繰り返し
周期を設定するための変換信号を与えており、具体的に
はプログラマブルカウンタ３の分周比１／Ｎを設定制御
する。例えば、印字濃度が最大濃度のときＮ＝１として
分周比１／Ｎ＝１にセットし、印字ｍ度が下がるにつれ
てＮ＝２．３．４．・・・というように分周比を高める
ようにする。

印字濃度に応じた分周比１／Ｎが設定されるプログラマ
ブルカウンタ３に対しては、クロックパルス発生回路５
よりアンドゲート６を介してクロックパルスＣが供給さ
れており、プログラマブルカウンタ３は設定分周比１／
Ｎに基づいたクロックパルスの分周パルスを第２のパル
ス発生回路４に出力し、このプログラマブルカウンタ３
からのカウンタ出力に基づいて第２のパルス発生回路４
は分周比１／Ｎで定まる繰り返し周期でオン、オフパル
スで成る第２の通電パルスＰ２を発生するようになる。

その結果、第２の通電パルスＰ２の印字濃度に対するパ
ルス周期（繰り返し周期）Ｔ３は例えば第３図にように
なる。

アンドゲート６によるプログラマブルカウンタ３に対す
るクロックパルスＣは、第１のパルス発生回路２による
第１の通電パルスＰ１で制御されており、第１の通電パ
ルスＰ１が発生している間、即ち第１のパルス発生回路
２の出力がＨレベルとなっている間、アンドゲート６に
対しては反転入′力となることからアンドゲート６は禁
止状態に置かれ、プログラマブルカウンタ３に対するク
ロックパルスＣの供給を停止し、第２の通電パルスＰ２
を第１の通電パルスＰ１が発生している間は出力しない
ようにしている。

更に、アンドゲート６によるプログラマブルカウンタ３
に対するクロックパルスＣの供給はタイマ７によっても
制御される。タイマ７には第１の通電パルスＰ１と第２
の通電パルスＰ２の発生時間で成る一定の印字時間τＯ
が設定されており、タイマ７は印字タイミングパルスｂ
によるリセットを受ける毎にタイマ動作を開始してアン
ドゲート６に対する出力をＨレベルとし、設定印字時間
τＯに達すると、アンドゲート６に対する出力をＬレベ
ルとしてプログラマブルカウンタ３に対するクロックパ
ルスＣの供給を禁止する。

従って、第１のパルス発生回路２及びタイマ７によるア
ンドゲート６の制御によりプログラマブルカウンタ３に
対しては設定印字時間τ０から第１の通電パルスＰ１の
発生時間を差し引いた時間に亘ってクロックパルスＣが
供給されることとなり、この時間が第２の通電パルスＰ
２の発生時間となる。更に、第１のパルス発生回路２及
び第２のパルス発生回路４の出力はオアゲート８に入力
され、オアゲート８より駆動回路を介してサーマルヘッ
ドの発熱抵抗体に第１の通電パルスＰ１とこれに続く第
２の通電パルスＰ２で成る駆動電流が１ラインの印字動
作毎に供給されるようになる。

次に第４図のタイミングチャートを参照して第１図の実
施例の動作を説明する。

記録紙の送り動作に同期して印字タイミングパルスｂが
与えられると、第１のパルス発生回路２はそのとき濃度
信号変換回路１に供給されている濃度信号ａに応じ、第
２図の変換特性で定まるパルス幅τ１となる第１の通電
パルスＰ１を発生し、オアゲート８を介してサーマルヘ
ッドの発熱抵抗体にτ１時間に亘って駆動電流を流し、
この第１の通電パルスＰ１に基づく通電で抵抗発熱体の
表面温度は急速に上昇し、τ１時間経過時に印字濃度に
対応した規定温度に達する。

また、印字タイミングパルスｂは同時にタイマ７にリセ
ットを掛け、一定印字時間τＯの計数が開始される。

第１の通電パルスＰ１の発生が終了すると、アンドゲー
ト６が許容状態となり、クロックパルス発生回路５から
アンドゲート６を介してプログラマブルカウンタ３にク
ロックパルスＣが供給される。この時プログラマブルカ
ウンタ３には第３図の変換特性に示したような濃度に対
するパルス周期をもってカウンタ出力の動作状態が、例
えば濃度に応じた分周比１／Ｎの設定で行なわれており
、例えば分周比１／Ｎ＝１／４であったならば、プログ
ラマブルカウンタ３はクロックパルスＣを４（固カウン
トする毎にカウンタ出力を生じ、このカウンタ出力に基
づいて第２のパルス発生回路４が第４図のタイミングチ
ャートに拡大して示すように一定パルス幅τ３を持つオ
ン、オフパルスを印字′ａ度で定まる繰り返し周期Ｔ３
毎に発生し、タイマ７で計数している設定印字時間τ０
に達してアンドゲート６を禁止するまで第２の通電パル
スＰ２の出力を繰り返し発生する。

この第１の通電パルスＰ１に続いて発生させる濃度に応
じた繰り返し周期を持つ第２の通電パルスＰ２によりサ
ーマルヘッドの抵抗発熱体に間欠的に駆動電流が供給さ
れ、第２の通電パルスＰ２の発生時間τ２に亘り、第１
の通電パルスＰ１で得た印字濃度に応じた発熱温度を保
持するようになる。

以下同様に、印字タイミングパルスｂが得られる毎に第
１及び第２の通電パルスＰ１．Ｐ２を発生して１ライン
毎の印字記録を繰り返す。

一方、第４図のタイミングチャートに示す第１及び第２
の通電パルスＰ１．Ｐ２に対し、印字濃度が高くなった
場合には第１の通電パルスＰ１のパルス幅τ１が印字濃
度の増加に応じて長くなり、また第２の通電パルスＰ２
の繰り返し周期Ｔ３が同じく印字濃度の増加に応じて短
くなり、単位時間当りのパルス密度を増やすことで、第
１の通電パルスＰ１で高めとなった発熱温度を保持する
。

逆に印字濃度が低下したときには、第１の通電パルスＰ
１のパルス幅τ１は短くなり、同時に第２の通電パルス
Ｐ２のパルス周期Ｔ３が長くなる。

第５図は本発明における温度保持のための第２の通電パ
ルスＰ２の他の実施例を示したタイミングチャートであ
り、第１図の実施例にあっては、第３図に示すように印
字濃度に応じて第２の通電パルスＰ２の繰り返し周期Ｔ
３を変化させていたが、第５図の実施例におっては、繰
り返し発生する第２の通電パルスＰ２のデユーティ比を
印字濃度に応じて可変することで第１の通電パルスによ
る発熱温度を保持するようにしたことを特徴とする。

即ち、第５図のタイミングチャートに示す第２の通電パ
ルスＰ２はパルス周期Ｔ３が一定であり、印字濃度に応
じてパルス幅τ３を変化させることで、第２の通電パル
スＰ２のデユーティ比τ３／Ｔ３を可変するようにして
いる。

例えば、印字濃度が低いときには第１の通電パルスＰ１
による発熱温度も低いことからパルス幅τ３を短くして
デユーティ比を下げることで低めの発熱温度を保持し、
一方、印字濃度が高い時には第１の通電パルスＰ１によ
る発熱温度も高くなることから、第５図（Ｂ）に示すよ
うにパルス幅τ３を長くしてデユーティ比を大きくする
ことで高めの発熱温度を保持するようになる。

このように第１の通電パルスによる通電で発熱抵抗体の
温度を急速に上昇させて印字′ａ度に対応した規定の温
度に上昇させ、その後、第２の通電パルスにより発熱温
度を保持するようにしていることから、例えば記録紙を
連続的に送りながらライン型サーマルヘッドを使用して
印字記録する場合も、発熱抵抗体の温度は速やかに印字
濃度に応じた規定温度に上昇して且つ規定温度に保たれ
、このため１ドツト内での濃度分布を均一に保つことが
できる。従って、ライン型のサーマルヘッドを使用した
サーマルプリンタのカラー化についても記録紙の連続送
りが可能となって高速化が実現され、勿論、記録紙の連
続送りにとどまらず従来の１ラインの印字記録毎に間欠
的に記録用紙を送る場合にも本発明による第１の通電パ
ルスＰ１と第２の通電パルスＰ２の供給で印字時間の短
縮化と正確な階調表現が実現できる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、サーマルヘッ
ドの抵抗発熱体に、まず印字濃度に応じたパルス幅を持
つ第１の通電パルスを供給して抵抗発熱体の表面温度を
急速に上昇させ、続いて印字濃度に応じた繰り返し周期
、またはデューテーイ比を持つオン、オフパルスで成る
第２の通電パルスを供給して第１の通電パルスによる発
熱温度を保持するようにしたため、印字記録のための一
定の通電時間内で抵抗発熱体の発熱温度を均一化するこ
とができ、発熱温度の均一化により、例えば記録紙を連
続走行させながら印字記録する場合に１ドツト内での濃
度弁イ「を均一化し正確な階調表現による鮮明な印字記
録を実現することができる。

また、抵抗発熱体の最高温度を第１の通電パルスのパル
ス幅で変化させ、最高温度に達した後は第２の通電パル
スにより保持するようにしているため、階調表現の分解
能を大幅に向上することができ、例えば階調表現がより
細分化されるカラープリンタでの色再現性をより向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図、第
２図は第１図の実施例における第１の通電パルスＰ１の
印字濃度に対するパルス幅の関係を示したグラフ図、第
３図は第１図の実施例における第２の通電パルスＰ２の
印字濃度に対する繰り返し周期の関係を示したグラフ図
、第４図は第１図の実施例の動作を示したタイミングチ
ャート、第５図は本発明で用いる第２の通電パルスの他
の実施例を示したタイミングチャ−ト、第６図は従来の
感熱記録動作を示したタイミングチャートである。 １：濃度信号変換回路 ２二第１のパルス発生回路 ３：プログラマブルカウンタ ４：第２のパルス発生回路 ５：クロツタパルス発生回路 ６：アンドゲート ７：タイマ ８ニオアゲート 特許出願人　日本光学工業株式会社 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録紙送りに同期してサーマルヘッドの発熱抵抗
   体に通電パルスを供給して印字するサーマルヘッド駆動
   装置に於いて、 印字濃度に応じた発熱温度を得る第１の通電パルスを発
   生する第１のパルス発生回路と、 該第１の各通電パルスに続いて、前記発熱温度を保持す
   るために、第１の通電パルスよりパルス幅の狭い複数の
   パルスからなる第２の通電パルスを一定の通電時間から
   前記第１の通電パルス発生時間を差し引いた時間のあい
   だ発生する第２のパルス発生回路とを備えたことを特徴
   とするサーマルヘッド駆動装置。
2. （２）前記第２のパルス発生回路は、印字濃度に応じて
   繰り返し周期が変化する一定パルス幅のオン、オフパル
   スを発生する手段を備えた特許請求の範囲第１項記載の
   サーマルヘッド駆動装置。
3. （３）前記第２のパルス発生回路は、印字濃度に応じて
   デューティ比が可変するオン、オフパルスを発生する手
   段を備えた特許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッド
   駆動装置。