JPS632794B2

JPS632794B2 -

Info

Publication number: JPS632794B2
Application number: JP5600182A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Moriguchi; Toshiji Inui
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1982-04-06
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1988-01-20
Also published as: JPS58173682A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は熱的な記録を行う装置に使用されるサ
ーマルヘツド駆動装置に係わり、詳細には電力の
効率的な使用を図つたサーマルヘツド駆動装置に
関する。

感熱記録装置あるいは熱転写記録装置のように
熱的な記録を行う装置では、サーマルヘツド上に
配置された多数の発熱要素を選択的に発熱させ、
情報の記録を行つている。このような記録装置で
は、ライン単位でサーマルヘツドを駆動すると、
多量の電力を必要とする。とりわけ、主走査方向
に配置された罫線を印字する場合のように、１ラ
インの画データのほとんどが印字すべき黒色の情
報である場合には、そのラインの記録時に消費電
力が極めて多くなる。従つて装置に大型の電源を
備えない限り、このような記録を行うことができ
ない。

このような事情から、大型の電源を備えること
のできない記録装置に使用されるサーマルヘツド
駆動装置では、１ラインを分割駆動することと
し、瞬時に消費する電力の低減を図つている。こ
のような装置では、印字用の電源容量との関係
で、１度に発熱させることのできる発熱要素の数
を定めている。すなわち、印字用の電源容量から
１つ当りの発熱要素の消費電力を除した数を単位
として発熱要素の分割駆動を行つたり、あるいは
各ラインごとに通電する発熱要素の数を計数し、
この値が前記除算により求められた数値を越えな
い範囲で発熱要素の駆動を行つている。

ところで従来から、サーマルヘツド駆動装置を
用いた多くの記録装置では、サーマルヘツドの基
板の温度に応じて、発熱要素に印加する電圧を変
化させている。第１図はその一例を示したもの
で、基板の温度が通常予想される最低の温度T₁
のとき、印加電圧は比較的高い電圧V₁となる。
また基板の温度が通常予想される最高の温度T₂
のとき、印加電圧はほぼ半減し、電圧V₂となる。
このように印加電圧を基板の温度に応じて大幅に
変化させているのは、記録濃度を一定に保つため
に他ならない。

ところが基板の温度によつて発熱要素に印加さ
れる電圧が大幅に変化すると、当然のことながら
記録に要する消費電力も大幅に変化する。従つて
このような記録装置では、最低の温度T₁のとき
電源を最も効率的に使用することができる半面、
最高の温度T₂のときには電源容量にかなりの無
駄が生じるという欠点があつた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、基板の温度変化に拘らず常に電源を効率的に
活用し、高速記録を行うことのできるサーマルヘ
ツド駆動装置を提供することを目的とする。

本発明では、サーマルヘツドの基板の温度上昇
に伴つて電源の出力電圧を降下させ温度補償を行
わせる温度補償手段と、前記基板の温度上昇に伴
つて同時に通電する発熱要素の数を増加させる発
熱要素同時発熱数制御手段とをサーマルヘツド駆
動装置に具備させ、前記した目的を達成する。

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第２図は本実施例における記録装置を示したも
のである。この装置のサーマルヘツド１には、１
ラインの画信号の直・並列変換と発熱体の通電制
御を行うためのシフトレジスタ・ドライバ１０１
が設けられている。シフトレジスタ・ドライバ１
０１は、１ラインの記録ドツト数と一致する数の
出力端子を備えている。各出力端子には、基板上
に一列に配置された発熱体（発熱要素）１０２の
一端がそれぞれ接続されている。発熱体１０２の
他端は、それぞれ所定数Ｎ（Ｎは任意の整数）ず
つまとめられ、全部でＭ（Ｍは任意の整数）のグ
ループを構成している。この場合、発熱体１０２
の総数はＮ×Ｍとなる。

前記した発熱体１０２の他端は、グループごと
に対応して設けられた共通駆動線１０３―１〜１
０３―Ｍの一端にそれぞれ接続されている。共通
駆動線１０３―１〜１０３―Ｍの他端には、駆動
線制御線１０４―１〜１０４Ｍによつてオン・オ
フ制御が行われる電子スイツチ１０５―１〜１０
５Ｍの出力側が接続されている。これらの電子ス
イツチ１０５―１〜１０５Ｍの入力側は、電源出
力線１０６に共通接続されている。

発熱体１０２の配置されたサーマルヘツドの基
板には、サーミスタ１０７が配置されている。サ
ーミスタ１０７の一端は接地され、他端は温度信
号線１０８に接続されている。温度信号線１０８
は、プルアツプ抵抗２０１を介して基準電圧V₁
の電源に接続されており、基板の温度に応じた電
圧を出力するようになつている。

前記した電源出力線１０６および温度信号線１
０８は、サーマルヘツド用の電源部３と接続され
ている。電源部３内には、基準電圧V₂の電源に
端子を接続されたオペアンプ３０１が備えられ
ている。オペアンプ３０１はその端子に温度信
号線１０８を接続しており、基板の温度が上昇す
るに伴つて電圧の低下する電圧制御基準信号３０
２をその出力端子から出力する。電圧制御基準信
号３０２は、スイツチングレギユレータ制御回路
３０３に入力される。

スイツチングレギユレータ制御回路３０３は、
接地されたアース線３０４と前記した電源出力線
１０６の間に現われる出力電圧を検出し、電圧制
御基準信号３０２に応じてこれを上下させるため
の制御信号を、制御信号線３０６，３０７に出力
する。制御信号線３０６，３０７に現われた制御
信号は、トランス３０８，３０９を介してそれぞ
れのスイツチングトランジスタ３１１，３１２の
ベースに供給され、これらのオン・オフ制御が行
われる。

スイツチングトランジスタ３１１，３１２のエ
ミツタには、コンセント２０２を介して供給され
る交流電圧を整流器３１４およびコンデンサ３１
５で変換した後の直流電圧が印加される。トラン
ス３１６は、スイツチングトランジスタ３１１，
３１２の制御動作に応じて、その出力側に制御さ
れた電圧値の交流電圧を出力する。交流電圧はダ
イオード３１７，３１８によつて交互に整流さ
れ、チヨークコイル３１９およびコンデンサ３２
１から成る平滑回路で平滑されて、電源出力線１
０６に出力される。電源部３におけるこのような
コンバータ型のスイツチング制御によつて、サー
マルヘツド１の基板の温度に応じた直流電圧が電
源出力線１０６に出力されることになる。

さて、本実施例のサーマルヘツド駆動装置に
は、従来と同一構成の電源部３に加えて、発熱体
駆動数制御部（発熱要素同時発熱数制御手段）４
が設けられている。発熱体駆動数制御部４内に
は、オペアンプ４０１が設けられている。オペア
ンプ４０１は、その端子に温度信号線１０８を
接続しており、基板に応じた温度が入力されるよ
うになつている。オペアンプ４１０の端子は、
基準電圧V₃の電源に接続されている。従つて第
３図に示すように、オペアンプ４０１の出力端か
らは、第１図に示した温度―電圧特性と逆の特性
となつた発熱体数指示信号４０２が出力される。
発熱体数指示信号４０２は、Ａ・Ｄ変換器４０３
に供給され、ここでアナログ信号がデジタル信号
に変換される。変換されたデジタル信号は、同時
に通電されることのできる発熱体１０２の最高数
α_MAXを表わしている。

第３図をもとにこれを説明する。サーマルヘツ
ドの基板の温度が通常予想される最低の温度T₁
のとき、最高数α_MAXは最も小さい数値α₁となる。
この状態では、基板の予熱に最も電力を必要とす
るからである。従来のサーマルヘツド駆動装置で
は、一度に駆動する発熱体の数をこの数値α₁に設
定することが多い。これに対して、基板の温度が
通常予想される最高の温度T₂のとき、最高数
α_MAXは最も大きな数値α₂となる。この状態では基
板を予熱する必要がなく、余つた電力を発熱体の
駆動に活用することができるからである。

Ａ・Ｄ変換器４０３は、最高数α_MAXを表わした
デジタル信号を６桁の信号として最高数指示信号
線４０４に出力する。最高数指示信号線４０４
は、カウンタ４０５の初期値設定端子に接続され
ており、その初期値の設定が行われる。カウンタ
４０５はクロツク発生器２０４との間に接続され
たクロツク信号線２０５からクロツク信号の供給
を受け、画データ信号線２０６から供給される画
データ中に存在する印字すべきビツト（黒ビツ
ト）の数を、前記した初期値から減算する。減算
した結果、計数値が零となつたときには、この時
点で計数終了信号が出力される。

計数終了信号は、計数終了信号線４０７により
スイツチ制御部４０８とインバータ４０９の双方
に供給される。インバータ４０９は計数終了信号
の論理レベルを反転させてこれをカウンタ４０５
に供給し、リセツトさせる。カウンタ４０５はこ
れと共に初期状態に復旧し、設定された初期値の
減算動作を再び開始する。このようにしてカウン
タ４０５は、黒ビツトの数がその時点の基板の温
度における最大値に到達するごとに計数終了信号
の出力を繰り返すことになる。

ところで画データ信号線２０６は電子スイツチ
２０７にも接続されている。電子スイツチ２０７
は他の電子スイツチ２０８と共にライン同期信号
によりその接点を交互に切り換えるようになつて
おり、２つの１ラインデータバツフア２０９，２
１１に対して、画データを１ラインずつ交互に蓄
積させるようになつている。電子スイツチ２０８
は各１ラインデータバツフア２０９，２１１の出
力側に配置されており、１ライン分の画データが
蓄積された方の１ラインデータバツフアを交互に
選択する。このようにして、１ラインだけ遅延さ
れた画データが、電子スイツチ２０８を介して、
画デタ出力線２１２に出力される。画データ出力
線２１２はサーマルヘツド内のシフトレジスタ・
ドライバ１０１の入力側に接続されており、ライ
ン単位で画データのセツトが行われるようになつ
ている。

さて、スイツチ制御部４０８では、クロツク信
号の供給を受け、１ラインのどの部分で計数終了
信号が発生したかを検出し、これを内部メモリに
記憶させている。この記憶内容は画データ出力線
２１２にそのラインの画データが出力される時点
で読み出され、発熱体１の同時に駆動されるグル
ープ数が決定される。例えばあるラインの画デー
タにおいて、第４図に示すように１ラインの第β₁
番、β₂番およびβ₃（β₁，β₂，β₃はそれぞれ任意の
整数）の各ビツトで計数終了信号が発生したとす
る。スイツチ制御部４０８はこの場合、まずβ₁番
目のビツトを１グループの発熱体１０２の数Ｎで
割り算し、その商を求める。そして、第１のグル
ープの電子スイツチ１０５―１から前記した商に
相当するグループの電子スイツチまでを一斉駆動
させるための駆動信号を発生させる。

ビツト数β₁が3N＜β₁≦4Nの関係にある場合に
は、第４図に示すように第４のグループの電子ス
イツチ１０５―４までを駆動する駆動信号が発生
する。これらの駆動信号は、駆動線制御線１０４
―１〜１０４―４を通じて第１〜第４の電子スイ
ツチ１０５―１〜１０５―４に供給され、これら
を所定時間に渡つて導通させる。第１〜第４の電
子スイツチ１０５―１〜１０５―４が導通する
と、その間だけ電源出力線１０６から共通駆動線
１０３―１〜１０３―４に電圧が印加される。こ
れにより、第１〜第４のグループの発熱体１０２
に対して、画データに応じた選択的な通電が行わ
れ、これらの部分に対向して配置された図示しな
い感熱記録紙あるいはインクドナーシートに熱パ
ルスが供給されて、熱的な記録が行われる。

次にスイツチ制御部４０８は第β₂番目のビツト
と第β₁番目のビツトとの差に相当するビツト数か
ら発熱体１０２の数Ｎを割り算し、その商を算出
する。そして次の記録タイミングで、第５のグル
ープの電子スイツチ１０５―５を起点としてこの
２番目の商に相当する数だけの電子スイツチを一
斉駆動させるための駆動信号を発生させる。ビツ
ト数の差β₂−β₁が2N＜β₂−β₁≦3Nの関係にある
場合には、駆動線制御線１０４―５および１０４
〜６を通じて駆動信号が送出され、第５および第
６の電子スイツチ１０５―５，１０５―６が導通
する。これにより第５および第６のグループの発
熱体１０２による熱的な記録が行われる。

このようにして発熱体１０２の同時に駆動され
るグループが順に選定され、記録が進行する。１
ラインの記録が終了すると、画データ出力線２１
２に次の１ラインの画データが出力され、これが
シフトレジスタ・ドライバ１０１にセツトされた
段階で、スイツチ制御部４０８によるそのライン
の分割駆動制御が行われることになる。以下同様
である。

以上のように、この実施例のサーマルヘツド駆
動装置ではサーマルヘツド１の基板の温度に応じ
て１度に通電できる発熱体の最大数を求め、画信
号中の黒ビツトを計数しての最大数に近い数の黒
ビツトをグループ単位で記録することとしてい
る。従つて発熱体１０２のグループ数がある程度
以上存在する場合には、第５図に示すように全温
度範囲でサーマルヘツドの消費する電流をほぼ一
定に保たせることができる。もちろん、グループ
の数Ｍが少ない場合でも、従来と比べて電源の効
率的な活用を図ることができることは当然であ
る。

このように本発明によれば、高温度あるいは通
常の温度の事務環境で、電源をより効率的に活用
し高速記録を行わせることができる。従つてこれ
らの環境下で使用する同性能の記録装置に比べて
装置を小型かつ安価に製作することができるとい
う長所がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、サーマルヘツドの基板の温度の変動
による記録濃度の不均一を発熱要素に印加する電
圧を変化させて補償する形式を採用したサーマル
ヘツド駆動装置における、基板の温度と印加電圧
との関係の一例を示す特性図、第２図は、本発明
の一実施例におけるサーマルヘツド駆動装置を備
えた記録装置の要部を示す回路構成図、第３図
は、発熱体数指示信号４０２の温度特性を示す特
性図、第４図は、ある記録ラインにおける計数終
了信号の出力される各ビツトと、これらの場合に
駆動される電子スイツチとの関係を示す説明図、
第５図は、サーマルヘツド駆動装置におけるサー
マルヘツドに流れる電流の和と温度との関係を理
想的な状態で表わした説明図である。１…サーマルヘツド、３…電源部、４…発熱体
駆動数制御部（発熱要素同時発熱数制御手段）、
１０２…発熱体、１０５…電子スイツチ、１０７
…サーミスタ、３０１，４０１…オペアンプ、４
０３…A.D変換器、４０５…カウンタ、４０８…
スイツチ制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

１サーマルヘツドを用い１ラインを分割駆動し
ながら線順次走査により熱的な記録を行う記録装
置において、サーマルヘツドの基板の温度上昇に
伴つて、その基板に配置された各発熱要素に印加
する電圧を降下させ、記録濃度に対する温度補償
を行わせる温度補償手段と、前記基板の温度上昇
に伴つて、同時に通電する発熱要素の数を増加さ
せる発熱要素同時発熱数制御手段とを具備するこ
とを特徴とするサーマルヘツド駆動装置。