JPS627497Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は感熱ヘツドの駆動装置の改良、詳し
くは高速記録を可能とするための熱制御装置に関
するものである。

感熱記録装置は熱エネルギーのみによつて画像
の再生が行なえるので、手軽な記録装置として注
目され、プリンタ、プロツタ、フアクシミリへと
その用途が急速に拡大されている。

第１図は、感熱ヘツドとその駆動装置の従来例
を示すもので、１０１〜１０８はセラミツクなど
の基板１０９上に所定の間隔を保つて配設された
発熱抵抗体で、その一方の端子群は接続端子１１
１〜１１８に、またもう一方の端子群は共通に接
続され、端子１１０を経て接地される。上記各部
材１０１〜１１８により感熱ヘツド１１９が構成
される。

１２０〜１２７はトランジスタで構成されたス
イツチ回路で信号端子１２９〜１８６から入力さ
れる画信号にもとづいて電源端子１２８から入力
される記録電圧を上記各発熱抵抗体１０１〜１０
８へ印加する。

次に、第２図を用いて従来の感熱ヘツドの駆動
装置を説明する。第２図イ〜チに示した画信号２
０１〜２０８が第１図の信号端子１２９〜１３６
へそれぞれ印加されると、８個のトランジスタ１
２０〜１２７のうち、１２０，１２４，１２７と
番号を付した計３個のトランジスタがON状態と
なつて、第２図リに示した時刻０〜Ｔ_Hの間、電
源端子１２８から発熱抵抗体１０１，１０５，１
０８へ記録電流が流れ、上記各発熱抵抗体でジユ
ール熱が発生する。感熱記録は上記ジユール熱を
利用して感熱ヘツドに押圧した感熱紙（図示せ
ず）上に可視像を形成するものである。

時刻Ｔ_Hにおいて、選択された発熱抵抗体への
通電が終了すると、所定の長さだけ紙送りが行な
われ、時刻Ｔ_H＋Ｔ_Cから２ライン目の記録が開始
される。なお、上記の説明では、感熱ヘツドの駆
動装置をわかりやすくするため、発熱抵抗体の個
数を８個に限定したが、任意の個数に拡張しても
同様な方法で記録を行なうことができる。現在、
感熱ヘツド１１９については発熱抵抗体を165μ
ｍの間隔で、200mmの長さに配列したものが実用
化されている。

ところで、上記従来の駆動装置では以下に述べ
る理由で高速記録ができないという欠点があつ
た。第２図ヌは画信号２０１を信号端子１２９へ
印加し、発熱抵抗体１０１の表面温度を赤外線顕
微鏡により観察した温度波形を示したものであ
る。まず。時刻０〜Ｔ_Hの間、トランジスタ１２
０をON状態に保つて通電を開始すると、上記発
熱抵抗体１０１の表面温度はある時定数に従つて
上昇し、温度２１０に達した後、今度は別の時定
数に従つて下降する。ここで温度２１０は感熱紙
を十分な濃度にまで発色させるために必要な温度
で、通常約400℃である。発熱抵抗体１０１を温
度２１０にまで上昇させるために必要な通電時間
Ｔ_Hと一旦上昇した発熱抵抗体１０１の温度を通
電開始前の温度２１１にまで下げるために必要な
冷却時間Ｔ_Cは感熱ヘツドの材質、構造および感
熱紙、押圧ローラを含めた記録系全体の熱抵抗と
熱容量により決定される。したがつて、従来の駆
動装置では通電周期をＴ_H＋Ｔ_C以上に設定する必
要があり記録速度を十分に上げることができなか
つた。通電周期をＴ_H＋Ｔ_C以下、たとえばＴ_H＋
Ｔ_B（Ｔ_B＜Ｔ_C）に設定した場合には発熱抵抗体
１０１の温度は第２図ルに示したように変化し、
第２回目の最高温度２１４が所定の温度２１０以
上となつてしまう。これは前回通電時の余熱効果
のために、感熱ヘツドに熱の蓄積が生じるためで
あり、この状態で第３回目、第４回目……という
具合に通電を繰り返すと感熱ヘツドの温度が徐々
に上昇し、記録ドツトに「にじみ」を生じたり、
場合によつては感熱ヘツドが破壊されたりすると
いう不都合があつた。

現在のところ、熱時定数の短かい感熱ヘツドと
感度の高い感熱紙を組み合せても、1.0D以上の
記録濃度を得るためには、通電時間Ｔ_Hは2ms以
上、冷却時間Ｔ_Cは8ms以上必要で、そのために
従来の駆動装置では１ライン当りの通電周期をど
うしても10ms以下に短縮することができなかつ
た。

この考案は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、従来の駆動装置で
は通電時間Ｔ_Hが一定であつたために、通電周期
を短かくすると、前ライン通電時の余熱効果のた
めに発熱抵抗体１０１の温度が徐々に上昇してし
まうことに着目し、発熱抵抗体１０１の最高温度
が一定値を越えないように通電時間を１ラインご
とに制御することによつて高速記録を可能とする
装置を提供することを目的としている。

以下、この考案を一実施例を示した第３図によ
り説明する。説明の都合上、図には１個の発熱抵
抗体１０１を駆動する回路のみを示したがＮ個の
発熱抵抗体を駆動したい場合には、同様な回路を
Ｎ個追加すればよい。図において、３０１はコン
デンサで、一方の端子は接地され、もう一方の端
子は節点３０２を介して充電流が流れる抵抗３０
３と放電流が流れる抵抗３０４に接続される。上
記構成により、第一のトランジスタ１２０と第二
のトランジスタ３０６を交互にON状態とするこ
とによつて、コンデンサ３０１の充放電動作が行
なえる。３０７は電圧比較器で、第一の比較端子
は基準電圧が印加される端子３０８に、第二の比
較端子は上記節点３０２にそれぞれ接続される。
３０９はセツト・リセツト・フリツプフロツプ
（以下、Ｓ−RF.F.と略す）で、各端子は以下の
ように接続される。まず。リセツト端子３１０は
上記電圧比較器３０７の出力端子３１１に、セツ
ト端子３１２は微分器３１３の出力端子に接続さ
れる、また、出力端子Ｑ３１４は第一のトランジ
スタ１２０のベース端子に、反転出力端子３１
５は第二のトランジスタ３０６のベース端子に接
続される。なお、上記微分器３１３の入力端子は
信号端子１２９に接続される。

以下、この考案の動作を第４図に示したタイム
チヤートを参照しながら詳細に説明する。

第４図イに示した画信号４０１が信号端子１２
９から入力され微分器３１３で第４図ロに示した
波形４０２に整形された後、Ｓ−RF.F.３０９へ
送られる。その結果、第４図チに示した時刻Ｏ〜
Ｔ_Hの間、Ｓ−RF.F.３０９の出力端子Ｑ３１４
は第４図ハに示したように「Ｌ」→「Ｈ」へと変
化するので、第一のトランジスタ１２０がON状
態となつて電源端子１２８から発熱抵抗体１０１
へ記録電流が流れ発熱抵抗体１０１の表面温度４
０５は第４図ニに示した曲線を描いて上昇する。
ここまでは従来の駆動装置とほとんど同じである
が、この考案の特徴の一つは発熱抵抗体１０１へ
の通電動作に同期してコンデンサ３０１がダイオ
ード３０５、抵抗３０３を介して充電されている
ことにある。第４図ホは節点３０２の電圧変化を
示した図で、４０７はコンデンサ３０１の充電電
圧波形である。

一般に、熱現象は抵抗、コンデンサから構成さ
れた積分回路を用いてシミユレートでき、温度と
積分回路の出力電圧を一対一に対応させることが
できる。したがつて、抵抗３０３、コンデンサ３
０１の値を所定の値に選べばコンデンサ３０１の
充電電圧波形４０７を発熱抵抗体１０１の温度上
昇波形４０５にかなり精度よく近似させることが
できる。

一方、感熱紙を必要にして十分な濃度に発色さ
せ得る温度２１０は基準電圧４０８に変換できる
ので、次に説明する構成によつて、発熱抵抗体１
０１の温度を制御することができる。

なお、抵抗３０３、コンデンサ３０１の値は有
限要素法などの数学的手法を用いて解析的に求め
ることもできるが、簡単な記録実験からも概略値
を知ることができる。

コンデンサ３０１の充電電圧値４０７は電圧比
較器３０７によつて端子３０８から入力される基
準電圧値４０８と比較され、両者が一致すると第
４図ヘに示す一致検出パルス４０９がＳ−RF.F.
３０９のリセツト端子３１０へ出力されて発熱抵
抗体１０１の通電が停止される。このようにして
発熱抵抗体１０１の最高温度は温度２１０を越え
ないように制御される。一方、時刻Ｔ_H以後、Ｓ
−RF.F.３０９の反転出力端子３１５は第４図
トに示したように「Ｌ」→「Ｈ」へと変化するの
で、今度は第二のトランジスタ３０５がON状態
となる。この為、一旦、コンデンサ３０１に充電
された電荷が今度は抵抗３０４、コンデンサ３０
１で決まる時定数に従つて放電されるが、抵抗３
０４の値を所定の値に選ぶことによつて、コンデ
ンサ３０１の放電電圧波形４１１を実用上十分な
精度で発熱抵抗体１０１の温度下降波形４１２に
近似させることができる。

次に時刻Ｔ_H＋Ｔ_B（Ｔ_B＜Ｔ_C）から第２ライン
目の記録が行なわれるが、第１ライン目と同様の
方法で発熱抵抗体１０１の温度が制御され、「に
じみ」のない鮮明な画質が得られる。

さて、以上の実施例では１個の発熱抵抗体を駆
動する場合について示したが、Ｎ個の発熱抵抗体
を駆動する場合には第３図に示した各素子をＮ組
用意し、各コンデンサの充放電を対応する発熱抵
抗体の通電動作に同期してそれぞれ独立に行な
う。そして各コンデンサの電圧値を監視するよう
にすればＮ個の発熱抵抗体の発熱温度を一定値に
制御することができる。

なお、上記実施例では、発熱抵抗体の温度を積
分回路の出力電圧に変換し、この電圧を参照して
通電時間を制御する装置を示したが、通電周期が
設定されると必要な通電時間が決定されることに
着目し、両者の関係をあらかじめROMなどの不
揮発性メモリに記憶させ、記録時には上記関係を
読み出し、こうして得られた情報にしたがつて通
電時間を制御するようにしても上記実施例と同様
な効果がある。しかも、発熱抵抗体の個数が増加
した場合には、上記実施例に比べて抵抗、コンデ
ンサなどの回路部品数を少なくできるという更に
すぐれた効果も有する。

以上のように、この考案によれば、通電時間を
制御して発熱抵抗体の最高温度が一定値となるよ
うにしたので、高速記録時はもちろん、フアクシ
ミリなど原稿の情報量によつて記録速度が変化す
る場合にも高品位の記録画が得られるという効果
がある。更に、この考案によれば、前ライン記録
時の余熱を有効に利用できるので電源の負担を大
幅に少なくできるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の感熱ヘツドとその駆動装置を示
す回路図、第２図は従来の感熱ヘツドの駆動装置
を説明するためのタイミング図、第３図はこの考
案の一実施例の熱制御装置を示す回路図、第４図
はその動作を説明するためのタイミング図であ
る。 図おいて、１０１は発熱抵抗体、１２０は第一
のトランジスタ、１２８は電源端子、１２９は信
号端子、３０１はコンデンサ、３０３は充電抵
抗、３０４は放電抵抗、３０６は第二のトランジ
スタ、３０７は電圧比較器、３０８は基準電圧端
子、３０９はフリツプフロツプである。なお、図
中、同一符号はそれぞれ同一、又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数の発熱抵抗体を有し画信号に応じて通電
   発熱される感熱ヘツドの熱制御装置において、 上記複数の各発熱抵抗体に並列接続され、
   各々が第１の抵抗と、上記対応する発熱抵抗体
   の通電期間に上記第１の抵抗を介して充電され
   るコンデンサとで構成された複数の直列接続
   体、 上記複数の各発熱抵抗体毎に設けられ各々が
   上記対応する発熱抵抗体に接続されるコンデン
   サの充電電圧を基準電圧と比較し両者の一致を
   検出する複数の電圧比較器と、 上記複数の各発熱抵抗体毎に設けられ各々が
   上記対応する発熱抵抗体に設けられた電圧比較
   器の一致出力で上記対応する発熱抵抗体への通
   電動作を停止させると共に上記対応する発熱抵
   抗体に接続されるコンデンサの充電電圧を第２
   の抵抗を介して放電させる複数のスイツチ回路
   とを備えるとともに、 第１の抵抗及び第２の抵抗とコンデンサとの
   時定数をコンデンサの充電電圧波形及び放電電
   圧波形がそれぞれ発熱抵抗体の温度上昇波形及
   び温度下降波形と近似するように設定されたこ
   とを特徴とする感熱ヘツドの熱制御装置。 (2) スイツチ回路は、 画信号でセツトされ電圧比較器の一致出力で
   リセツトされるフリツプフロツプと、 このフリツプフロツプの反転出力でコンデン
   サを充放電させるトランジスタとを備えたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の感熱ヘツドの熱制御装置。