JPS61228970A - 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】 「産業上の利用分野」 本発明はサーマルヘッドを用いて熱的な記録または表示
を行う装置に使用されるサーマルヘッド駆動装置に関す
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記録を
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。通常このような装置では、例えば第８図に
示すように、基板１上に、帯状の発熱抵抗体２を形成し
、その長手方向に等間隔に給電用電極３を接続したサー
マルヘッド４を使用している。この発熱抵抗体２の各給
電用電極３に挟まれた品分を一単位の発熱要素（以下単
位発熱体５と呼ぶ）とし、記録や表示を行う際には、こ
れらの各単位発熱体５に記録画像に応じて印字パルスを
選択的に印加する。

この印字パルスを印加された単位発熱体５が発熱し、そ
の温度で感熱記録紙の特定個所が発色したり、転写型記
録媒体上のインクが流動化あるいは昇華して記録紙面上
に転写される。

従って、単位発熱体の発熱温度が十分高くないと、発色
や転写が不十分となり記録画像が薄くかすれることにな
る。また、これとは逆に単位発熱体の発熱温度が高すぎ
ると、発色面積が必要以上に広くなって記録画像の細部
がつぶれたりする現象を生じる。

単位発熱体に選択的に印字パルスを供給するには、例え
ば第９図のような回路を使用する。この回路は、３個の
単位発熱体５１〜５．とその周辺回路のみを示したもの
である。例えば単位発熱体５１はスイッチ６、と直列に
電源８に接続されており、スイッチ６１　が閉じられて
いる間だけ単位発熱体５．に電流が流れて発熱する。

このスイッチ６Ｉ　　はアンドゲート７１　　によって
オン、オフ制御される。このアンドゲート７１　とスイ
ッチ６Ｉ　　をあわせてドライバ９１　　と呼んでいる
。

アンドゲート７、〜７３の第１の端子１１１〜１１、に
は、記録画像に応じた画信号１３．〜１３３が一定時間
供給される。また、それぞれ共通に接続された第２の端
子１２には印字パルス１４が供給される。印字すべき旨
の画信号１３゜〜１３コ　と印字パルス１４の双方がア
ンドゲート７１〜７．に供給されている間のみスイッチ
６Ｉ〜６．がオンする。

第９図では、アンドゲート７Ｉ　〜７．の第１の端子１
１．〜１１．に印字ずべき旨のデータ１３゜と１３．が
供給された単位発熱体５．と５．に、印字パルス１４に
よって同時に一定時間電源電流が流れる。

「発明が解決しようとする問題点」 一方、第８図に示したように、ヘッドの構造上発熱抵抗
体２の長手方向の均一性や給電用電極３の間隔の均一化
には限度があり、各単位発熱体ごとの電気抵抗値のばら
つきがある程度生じるのを防止することはできない。

電源に対して並列接続されている単位発熱体の電気抵抗
値がそれぞれわずかずつでも相違していると、同一条件
で印字パルスが供給されても、単位発熱体の電気抵抗値
が低いものほど大きい電流が流れて高い温度で発熱する
。例えば電気抵抗値が特に高い単位発熱体が存在する場
合、その単位発熱体が十分に発熱する前に印字パルスの
供給が停止し、先に述べた印字品質の低下を生じる恐れ
もある。

従来、この電気抵抗値のばらつきが実用上支障の無い範
囲となるようサーマルヘッドの製造管理が行われてきた
。

また、サーマルヘッド駆動装置の例では、サーマルヘッ
ド上のすべての単位発熱体が飽和温度まで上昇するのに
十分な印字パルスの幅を選定して供給するいわゆる飽和
領域ドライブ方式をとるようにしていた。

しかし、製造管理を厳しくすればそれだけ歩留りが悪く
なり製品のコストダウンの妨げとなる。

また、飽和領域ドライブ方式では、電気抵抗値の最大の
ものを基準として印字パルスの幅を決めるので、必要以
上に印字パルスを供給される単位発熱体も存在すること
になり、これらの単位発熱体の寿命を縮めるという難点
もあった。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、すべての
単位発熱体にそれぞれその電気抵抗値に応じた印字パル
スが供給されるよう制御する手段を設けたサーマルヘッ
ド駆動装置を提供することを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 本発明のサーマルヘッド駆動装置は、サーマルヘッド上
に形成された発熱抵抗体を構成する各単位発熱体ごとに
、その電気抵抗値に応じた印字制御データを記憶して、
この印字制御データに基づいて各単位発熱体に対して供
給される印字パルスの印加時間を制御する印字制御手段
を備えたことを特徴としている。

この印字制御手段は、各単位発熱体の電気抵抗値を測定
する電気抵抗測定部と、この電気抵抗に応じた印字パル
スの印加時間を求めてこれに対応する印字制御データを
メモリに格納するデータ処理部と、各単位発熱体に対し
て印字制御データに対応する制御パルスを供給する印字
制御部とから構成されることが好ましい。また、このデ
ータ処理部は、電気抵抗値をメモリに格納し、このメモ
リの出力に応じた印字パルスの印加時間を求めてこれに
応じた印字制御データを出力する構成としてもよい。

「作用」 本発明のサーマルヘッド駆動装置では、単位発熱体ごと
にその印字パルスの印加時間を、その電気抵抗値に応じ
て制限する制御パルスを供給するようにする。このよう
にして、単位発熱体ごとに必要最小限の印字パルスを供
給するようにしたので、すべての単位発熱体が均一に発
熱し、印字品質を向上させると共にその長寿命化を図る
こともできる。

「実施例」 第１図は本発明のサーマルヘッド駆動装置の実施例を示
すブロック図である。

〔ブロックの説明〕

はじめに、この図中の各ブロックの機能を説明する。

サーマルヘッド４は、第８図に示したもめと同様の構造
のものである。この実施例では２０４８個の単位発熱体
を有するサーマルヘッドを使用した。ドライバ部９．〜
９．。４．も先に第９図で説明したものと同様で、スイ
ッチ部分の図示は省略した。また、重複する動作説明も
省略するが、ドライバ９１〜９２０４＠のアンドゲート
の第１の端子１１、〜１１．。１．に供給される画信号
が“１”であって、第２の端子１２１〜１２２０４１１
に供給される制御パルスが“１”のときドライバ９１〜
９２０４８のスイッチがそれぞれオンするものとする。

シフトレジスタ１６はこのドライバ９１〜９２゜、。

に対して供給する画信号を一定時間保持するためのもの
で、ラインバッファ１７はこのシフトレジスタ１６に対
して１ライン分の画信号１８を供給する一時メモリであ
る。

また、ラッチ回路２１は、ここから出力する制御パルス
２２をメモリ２３から供給される制御データ２４に応じ
て順次置き換える動作をくり返すフリップフロップ等か
ら構成された回路である。

メモリ２３は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
あるいはリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）等から成り
、カウンタ２６によって指定されたアドレスに格納した
印字制御データ２４を出力する回路である。カウンタ２
６は、１ラインの印字動作中にこのメモリ２３の全アド
レスを指定するよう“０”〜“Ｎ″まで高速でカウント
アツプする回路である。

本実施例の場合、印字制御データ２４を格納するメモリ
２３の出力端子数が２０４８本と非常に多いので、この
メモリ２３は第２図に示すように、多数のＲＡＭ３０を
並設して、アドレス入力線３１を共通にしたものを使用
する。

上記サーマルヘッド４、シフトレジスタ１６、ドライバ
部１０、ラッチ回路２１、メモリ２３右よびカウンタ２
６は、例えば第８図に示したサーマルヘッド４の基板ｌ
に一体に搭載される。

このような本発明の実施にあたっては、まず、各単位発
熱体５１〜５２゜、。の電気抵抗値をあらかじめ測定し
て、その単位発熱体に一定の電圧例えば１２ボルトの直
流電圧を供給したとき、１ミリジユールの電力を消費す
るためには何ミリ秒この電圧を印加すべきかを求めてお
く。そして、この印字パルスの印加時間に対応する印字
制御データを上記メモリに格納しておく、印字制御デー
タの内容は例えば第３図に示すとおりである。

すなわち、第１図のメモリ２３の各アドレス“０″〜“
Ｎ″（第３図の横軸に示した）には、２０４８個の各単
位発熱体５１〜５２゜４．の印字パルスの印加時間を定
める印字制御データが格納されている。内容が“１″の
１ビツトのデータは、１単位の時間、印字パルスが印加
すべき旨を内容とするものである。例えば単位発熱体５
１　には１４単位の時間、印字パルスが供給されるべき
ことを示し、また、単位発熱体５４　には１５単位の時
間、印字パルスが供給されるべきことを示している。す
なわち、メモリには、各アドレスごとに、すべての単位
発熱体が１単位時間発熱すべきか否かが格納されている
のである。なお、上記ラッチ回￥８２１とメモリ２３と
カウンタ２６とで本発明のサーマルヘッド駆動装置の印
字制御手段を構成している。

〔印字制御手段の動作〕

本発明の第１図に示した実施例のサーマルヘッド駆動装
置の動作を、第１図から第４図を用いて説明する。

まず、第１図において、１ライン分の画信号１８がライ
ンバッファ１７に人力し、次のタイミングでシフトレジ
スタ１６に転送される。シフトレジスタ１６に格納され
た画信号の内容が、ドライバ９１　から９．まですべで
“１”となったと仮定して、その部分のみを第４図に示
した。

第４図において、ドライバ９．〜９．の第１の端子１１
．−１１．には画信号３６（その内容が“１″）が供給
されている。この間に、カウンタは“０°からＮ”まで
カウントアツプする。これによって、メモリ２３からは
各アドレスに格納された第３図に示した印字制御データ
２４．〜２４コが順に出力される。

ラッチ回路２１はこれから出力する印字パルス２２、〜
２２．を、順次入力する印字制御データ２４１〜２４３
の内容にあわせて更新する。このタイミング制御はカウ
ンタ２６とラッチ回路２１とに同時供給されるタイミン
グパルス３７により制御されている。

このラッチ回路２１から出力される例えば印字パルス２
２．の幅Ｔは、印字制御データ２４．０３単位のパルス
の始めの立上りから最後の立下りまでの時間Ｔに対応す
る幅となる。各単位発熱体ごとに、第３図に示すように
あらかじめこの幅がそれぞれ選定されている。なお、こ
こで説明の便宜上客−くルスの間の間隙は十分短いもの
として無視した。

下表はその具体的な選定方法を示したもので、単位発熱
体への供給電圧１２ボルト、単位発熱体の電気抵抗値の
ばらつきが２０００±３ｏΩ（±１５％のばらつき）、
目標とする単位発熱体の発熱エネルギ０．４ミ！Ｊジユ
ール、ヘッド内電圧降下が１■のものの例である。

ここで、この表に基づいて、メモリ２３から出力する印
字制御データのパルス１個を、１ミリ秒（ｍｓｅｃ）と
して第４図を用いて説明した動作をさせようとする場合
、第５図に示したような方法をとることができる。

すなわち、第４図に示すカウンタ２６とラッチ回路２１
とに供給するタイミングパルス３７を、最初に第１個出
力するときに、第５図に示すように、印字制御データ５
８個分の時間間隔をあけ、その次から１個ずつ一定周期
でこのタイミングパルス３７を供給するようにする。こ
れで例えば４個のパルスから成る印字制御データで０．
６１ミリ秒の制御パルスを出力できる。このようにすれ
ば、メモリ２３に単位発熱体１個につき最大１９個の印
字制御データのパルスを格納して、０．５８ミリ秒から
０．７６ミＩＪ秒までの幅の制御パルス２２を作成する
ことができる。

各単位発熱体の電気抵抗値をサーマルヘッドの製造ライ
ンで測定し、必要な印字制御データを格納したメモリを
サーマルヘッドの基板に搭載するようにするのもよいが
、次に説明する実施例のように、サーマルヘッドの使用
時に適当なタイミングでその単位発熱体の電気抵抗値を
測定し、その都度印字制御データを更新すると、サーマ
ルへ。

どの経年変化にも対応できる利点がある。

〔電気抵抗測定部の構成〕

第６図は、本発明のサーマルヘッド駆動装置に各単位発
熱体の電気抵抗値を測定する電気抵抗測定機能を付与し
た場合の実施例のブロック図である。

この図において、サーマルヘッド４、ドライバ９、シフ
トレジスタ１０、メモリ２３、カウンタ２６および電源
８は、第１図に示した各ブロックと同じものであり、そ
の機能の説明を省略する。

この実施例の場合、第１図に示したものを印字制御部と
称し、この部分の図示はせず、電気抵抗測定部４１とデ
ータ処理部４４とその周辺回路を示した。

ここで、サーマルヘプト４と電源８との間には直列に電
気抵抗測定部４１が挿入されている。この電気抵抗測定
部４１は、サーマルヘッド４が印字動作中は閉ざされて
いるスイッチ４１．　　と、これと並列に挿入された固
定抵抗器４１２と、その両端の電圧をディジクル変換す
るＡ／Ｄ変換器４１３とで構成されている。

また、データ処理８４４は、Ａ／Ｄ変換器４１゜の出力
した信号をアドレス信号として受は入れ印字制御データ
２４を出力するメモ！Ｊ　（ＲＯＭ）　　。

４５と、シフトレジスタ４６．　〜４６３．とを有して
いる。各シフトレジスタ４６．〜４６．．はメモリ４５
の出力を順次それぞれ１ビツトずつシリアルに格納して
、タイミングパルス４８の入力によってこれらの印字制
御データをパラレルに転送してメモリ２３に送り込むも
のである。

プロセッサ（ＣＰＵ）５１は、抵抗測定時にスイッチ４
１．をオフさせ、Δ／Ｄ変換器４１．を動作させ、また
、シフトレジスタ４６．〜４６．。

および、カウンタ２６へ、タイミングパルス４８を供給
するものである。このタイミングパルスでシフトレジス
タ４６．〜４６１．はパラレル転送を行い、カウンタ２
６がカウント・アップしてメモリ２３の印字制御データ
の書き込みを制御する。また、このプロセッサ５１は、
抵抗測定時にサーマルヘッド４の各単位発熱体に接続さ
れたドライバ９を順にオンするデータパルス５２の供給
も行う。

このプロセッサ５１は、第４図の実施例において、ラッ
チ回路２１とカウンタ２６ヘタイミングバルス３７を供
給するものと併用される。

第６図のサーマルヘッド駆動装置は次のように動作する
。

まず、抵抗測定モードの場合、プロセッサ５１からのタ
イミングパルス５３によって電気抵抗測定部４１のスイ
ッチ４１．がオフとされる。次にデータパルス５２がシ
フトレジスタ１０へ人カスる。このデータパルス５２の
内容は第７図Ｓ、に示すように印字データ１個分のみが
“１″となったものであって、サーマルヘッド４の第１
番目の単位発熱体に接続されたドライバ９のみをオンす
るものである。すなわちシフトレジスタ１０の他の部分
のデータはすべて“０”となっているから、電源電流は
この第１番目の単位発熱体にのみ流れる。この電流を抵
抗器４１．の電圧降下としてとり出し、Ａ／Ｄ変換器４
１．でディジタル値に変換する。これで間接的に単位発
熱体の電気抵抗値を測定したことになる。メモリ４５に
は、この単位発熱体の電気抵抗値に対応するアドレスに
これに応じた印字制御データ２４が格納されている。

この関係は、第１表と第３図とから導びかれる。

すなわち、単位発熱体の電気抵抗値が例えば２１゜オー
ムのときは、第１表から制御パルス幅は７１ミリ秒だか
ら印字制御データのパルス数は１４個となる。これに対
応する印字制御データは、第３図の第１番目の単位発熱
体５１のものと同様である。

この実施例では、メモリ４５から１９ビツトのパラレル
な印字制御データがそれぞれ１ビツトずつシフトレジス
タ４６．〜４６８．に入力する。

次のデータパルス５２がサーマルヘッド４のシフトレジ
スタ１０に向けて出力されると、第７図８２　に示すよ
うに始めにオンしたドライバの隣のドライバのみがオン
する。すなわちこのとき以降、プロセッサからは“０“
の内容のタイミングパルスが出力される。従って、この
動作をくり返せば、Ｓ２゜、・まで第１番目の単位発熱
体から反対の端の単位発熱体まで１個ずつ順に電源が接
続されてその電気抵抗値を測定することができる。

このようにして、２０４８個分の単位発熱体の印字制御
データ２４が１９本のシフトレジスタ４６、〜４６□に
入力した後、タイミングパルス４８が発せられ、シフト
レジスタ４６．から４６゜へ、４６．から４６コへと順
にこのデータがパラレル転送される。メモリ２３はシフ
トレジスタ４６Ｉ、からこの印字制御データを受は入れ
る。カウンタ２６は同じタイミングで“０”から“１９
”までメモリ２３のアドレスをカウントアツプする。

こうして第３図に示したように印字制御データがメモリ
に格納される。

このようにして、随時サーマルヘッドの単位発熱体の電
気抵抗値を測定し、メモリ２３に格納して、第１図に示
した印字制御部によって印字パルスの印加時間を適切な
幅に制限することができる。

本発明は以上の実施例に限定されない。印字制御データ
の形式は、第３図に示したような内容でなく、印字パル
ス幅を特定できる適当な形式に変形が可能である。また
、印字制御手段や電気抵抗測定部も従来知られている同
様の機能の素子や回路に置き換えてさしつかえない。

「発明の効果」 以上説明した本発明のサーマルヘッド駆動装置は、サー
マルヘッドの単位発熱体の電気抵抗値にある程度のバラ
ツキがあっても、これに応じた印字パルスが個々に選定
されるので、発熱むらが無く印字品質を向上させること
ができる。

しかも、このようにすれば比較的単位発熱体の電気抵抗
値のバラツキの大きいサーマルへ、ラドも使用すること
ができるので、サーマルヘッドの製造工程における歩上
りを向上させることができる。

また、電気抵抗値の測定を、随時行うようにすればサー
マルヘッドの経年変化にあわせて印字パルスを調整でき
、印字品質を長期間均質に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のサーマルへラド駆動装置の実施例を
示すブロック図、第２図はそのメモリの具体例を示すブ
ロック図、第３図はそのメモリ内容を示すメモリ構、成
図、第４図は本発明のサーマルヘッド駆動装置の印字制
御手段の動作説明図、第５図はその別の動作説明図、第
６図は本発明のサーマルヘッド駆動装置の電気抵抗測定
部の実施例を示すブロック図、第７図はその動作説明図
、第８図は従来のサーマルヘッドの要部斜視図、第９図
はその動作説明図である。 ４・・・・・・サーマルヘッド、 ５１〜５．。１．・・・・・・単位発熱体、２２・・・
・・・制御パルス、 ２４・・・・・・印字制御データ、 ４１・・・・・・電気抵抗測定部、 ４４・・・・・・データ処理部。 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 菓２図 嬰 第３図 第４図 第５図 ｍＪＰＰパ）レス２２　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　＋第　６図 第７図 ５２０４１１−−一一一−−−−−背一丁ヒ第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーマルヘッド上に形成された発熱抵抗体を構成す
   る各単位発熱体ごとに、その電気抵抗値に応じた印字制
   御データを記憶して、この印字制御データに基づいて各
   単位発熱体に対して供給される印字パルスの印加時間を
   制御する印字制御手段を備えたことを特徴とするサーマ
   ルヘッド駆動装置。 ２、印字制御手段は、各単位発熱体の電気抵抗値を測定
   する電気抵抗測定部と、この電気抵抗値に応じた印字パ
   ルスの印加時間を求めてこれに対応する印字制御データ
   をメモリに格納するデータ処理部と、各単位発熱体に対
   して前記印字制御データに対応する制御パルスを供給す
   る印字制御部とから構成された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装置。 ３、印字制御手段は、各単位発熱体の電気抵抗値を測定
   する電気抵抗測定部と、この電気抵抗値をメモリに格納
   しこのメモリの出力に応じた印字パルスの印加時間を求
   めてこれに応じた印字制御データを出力するデータ処理
   部とから構成された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装置。