JP2003034047A - サーマルヘッド及びその駆動方法、並びにヘッド駆動用ic - Google Patents

サーマルヘッド及びその駆動方法、並びにヘッド駆動用ic

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JP2003034047A
JP2003034047A JP2001224253A JP2001224253A JP2003034047A JP 2003034047 A JP2003034047 A JP 2003034047A JP 2001224253 A JP2001224253 A JP 2001224253A JP 2001224253 A JP2001224253 A JP 2001224253A JP 2003034047 A JP2003034047 A JP 2003034047A
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thermal head
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幸一 福別府
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高速記録への対応が容易で、かつ生産性を向上
させることが可能なサーマルヘッド、その駆動方法、並
びにヘッド駆動用ICを提供する。 【解決手段】多数の発熱抵抗体R1〜R256と、これ
ら発熱抵抗体R1〜R256への通電を個別に制御する
ための画像データを内部でシリアル転送するシフトレジ
スタ1とを備えたサーマルヘッドにおいて、前記シフト
レジスタ1は、M個(Mは2以上の自然数)のシフトレ
ジスタセル2から成る複数のグループG1〜G4に区分
されるとともに該各グループ毎にヘッド駆動用IC(D
1〜D4)に集積されており、かつ各ヘッド駆動用IC
(D1〜D4)の内部には、そのグループに属するシフ
トレジスタセル2の最後段に、次段のヘッド駆動用IC
のシフトレジスタ1への画像データの入力を制御する選
択回路B1〜B4を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリやビ
デオプリンタ等の記録デバイスとして用いられるサーマ
ルヘッド及びその駆動方法、並びにこのサーマルヘッド
に用いられるヘッド駆動用ICに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ファクシミリやビデオプリン
タ等の記録デバイスとしてサーマルヘッドが用いられて
いる。
【0003】かかる従来のサーマルヘッドは、直線状に
配列された多数の発熱抵抗体と、これら発熱抵抗体の発
熱を制御するための複数個のドライバーICとを備えて
おり、このドライバーICには、多数のシフトレジスタ
セルを直列的に接続して成るシフトレジスタや、発熱抵
抗体と1対1に対応する多数のスイッチング素子等が、
ドライバーICと1対1に対応するブロックに分かれて
集積されている。このようなドライバーICのシフトレ
ジスタには、記録動作時、外部からの画像データがクロ
ック信号に同期して印画ライン毎にシリアルに供給され
るようになっており、これらの画像データをスイッチン
グ素子に供給し、スイッチング素子のオン・オフを画像
データに基づいて切り替えることにより、発熱抵抗体へ
の選択的な通電がなされ、これらの熱を感熱紙等の記録
媒体に伝導させることによって記録媒体に所定の印画が
形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たサーマルヘッドにおいては、シフトレジスタを構成す
るシフトレジスタセルが全て直列的に接続されており、
これらのシフトレジスタセルに画像データを格納するた
めには、1ライン分の画像データを最初のデータから最
終のデータまで1ビットずつ順番にシリアル転送しなけ
ればならない。このため、1ライン分の全画像データを
シフトレジスタに格納するのに比較的長時間を要してし
まい、高速記録への対応を困難なものにしていた。
【0005】そこで上記欠点を解消するために、データ
入力数を増やすこと、即ち、シフトレジスタを複数のブ
ロックに分け、これらのブロックに対応する画像データ
を各々のブロックのシフトレジスタに、同時に、かつ並
列的に供給することにより、画像データの転送時間を短
縮することが提案されている。
【0006】しかしながら、データ入力数が複数種類あ
る場合、その種類に応じたサーマルヘッドパターンを準
備しなければならず、このため、製造上の管理が煩雑に
なる上、コストアップを招き、サーマルヘッドの生産性
が著しく低下する欠点が誘発される。
【0007】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので
あり、その目的は、高速記録への対応が容易で、かつ生
産性を向上させることが可能なサーマルヘッド、その駆
動方法、並びにヘッド駆動用ICを提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、多数の発熱抵抗体と、これら発熱抵抗体への通電を
個別に制御するための画像データを内部でシリアル転送
するシフトレジスタとを備えたサーマルヘッドにおい
て、前記シフトレジスタは、M個(Mは2以上の自然
数)のシフトレジスタセルから成る複数のグループに区
分されるとともに該各グループ毎にヘッド駆動用ICに
集積されており、かつ各ヘッド駆動用ICの内部には、
そのグループに属するシフトレジスタセルの最後段に、
次段のヘッド駆動用ICのシフトレジスタへの画像デー
タの入力を制御する選択回路が接続されていることを特
徴とするものである。
【0009】また、本発明のサーマルヘッドの駆動方法
は、上記サーマルヘッドに設けられている複数のヘッド
駆動用ICがN個(Nは2以上の自然数)のブロックに
区分されており、1ライン分の画像データを、前記ブロ
ックと対応するN個のセクションに分けて、これらの画
像データを各ブロックのヘッド駆動用ICに前記セクシ
ョン毎に並列的に供給することを特徴とするものであ
る。
【0010】更に、本発明のサーマルヘッドの駆動方法
は、前記選択回路に入力されるセレクトデータに基づい
て、前記ヘッド駆動用ICのブロック数が可変されるこ
とを特徴とするものである。
【0011】また更に、本発明のヘッド駆動用ICは、
サーマルヘッドの多数の発熱抵抗体を発熱・駆動するた
めの画像データをシリアル転送するM個(Mは2以上の
自然数)のシフトレジスタセルを備えたヘッド駆動用I
Cであって、前記シフトレジスタセルの最後段に、シフ
トレジスタセルに格納された画像データ、もしくは前記
シフトレジスタセルを経由することなく外部より入力さ
れる画像データのいずれか一方を、選択信号に基づいて
選択し、外部へ出力する選択回路を備えたことを特徴と
するものである。
【0012】更にまた、本発明のヘッド駆動用ICは、
前記選択信号の波形が、シフトレジスタセルの最後段に
格納されるセレクトデータと外部からの制御信号に基づ
いて決定されることを特徴とするものである。
【0013】本発明によれば、サーマルヘッドに設けら
れている複数のヘッド駆動用ICを、N個(Nは2以上
の自然数)のブロックに区分するとともに、1ライン分
の画像データを、前記ブロックと対応するN個のセクシ
ョンに分けて、これらの画像データを各ブロックのシフ
トレジスタに同時に、且つ並列的に供給するようにした
ことから、画像データの転送時間が大幅に短縮されるこ
ととなり、高速記録に対応したサーマルヘッドを実現す
ることができる。
【0014】また、本発明によれば、ヘッド駆動用IC
内に次段のヘッド駆動用ICのシフトレジスタへの画像
データの入力を制御する選択回路を設けたことから、こ
の選択回路に入力されるセレクトデータに基づいてデー
タ入力数を可変することができる。従って、単一のサー
マルヘッドパターンでもって複数種類のデータ入力数に
対応することができ、製造上の管理が簡単になる上に、
コストダウンも図られ、サーマルヘッドの生産性を向上
させることが可能となる。
【0015】更に、本発明によれば、前記セレクトデー
タを、シフトレジスタを構成するシフトレジスタセルを
経由させて選択回路に入力するようにしたことから、セ
レクトデータを選択回路に供給するための配線をヘッド
駆動用IC及びそのヘッド駆動用ICが搭載される基板
上に新たに設ける必要がなく、これらの回路パターンが
複雑化することを有効に防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は本発明のサーマルヘッドの一
形態を示す回路図、図2は図1のサーマルヘッドに用い
られるヘッド駆動用ICの回路図であり、図1に示すサ
ーマルヘッドは、大略的に多数の発熱抵抗体R1〜R2
56と、これら発熱抵抗体R1〜R256の発熱を制御
する複数(本形態では4個)のヘッド駆動用IC(D1
〜D4)とを含んで構成されており、該各ヘッド駆動用
IC(D1〜D4)には、発熱抵抗体R1〜R256へ
の通電を制御するための画像データを内部でシリアル転
送するシフトレジスタ1が、M個(Mは2以上の自然
数、本形態ではMは64とする)のシフトレジスタセル
2から成る複数のグループG1〜G4に区分された形で
集積されている。
【0017】前記発熱抵抗体R1〜R256は、例えば
アルミナセラミックス等から成る絶縁基板の上面に16
0〜600dpi(dot per inch)の密度で直線状に被
着・配列されており、各々が窒化タンタル等の電気抵抗
材料により形成されているため、後述するヘッド駆動用
IC内のスイッチング素子4等を介して外部電源からの
電力が印加されると、記録媒体に印画を形成するのに必
要な温度、例えば150℃〜400℃の温度に発熱する
ようになっている。
【0018】一方、前記複数のヘッド駆動用IC(D1
〜D4)は、前述した絶縁基板上に列状に配列されてお
り、各ヘッド駆動用IC(D1〜D4)の内部にはシフ
トレジスタ1を構成するシフトレジスタセル2、ラッチ
3及びスイッチング素子4等がM個ずつ集積され、更に
は選択回路B1〜B4が設けられている。
【0019】前記シフトレジスタセル2は、発熱抵抗体
R1〜R256と1対1に対応させて直列的に接続され
ており、これらシフトレジスタセル2に画像データをク
ロック信号に同期させて1ビットずつ順番に入力すると
ともに、該画像データをシフトレジスタセル2間でシリ
アル転送することによって各画像データを所定のシフト
レジスタセル2に格納するようになっている。
【0020】また、前記ラッチ3は、シフトレジスタセ
ル2に格納された画像データを一時的に保持しておくた
めのものであり、プリンタ本体からのラッチ信号がラッ
チ3に供給されると、シフトレジスタセル2に格納され
た画像データが同時に、且つ並列的に取り込まれるよう
になっている。
【0021】前記スイッチング素子4は、アンドゲート
やスイッチングトランジスタ等によって構成されてお
り、プリンタ本体からのストローブ信号が供給される
と、ラッチ3に保持されている画像データに基づいてス
イッチングトランジスタのオン・オフを切り替えること
により、各発熱抵抗体R1〜R256への通電を行うよ
うになっている。
【0022】そして、シフトレジスタ1の各グループG
1〜G4に属するシフトレジスタセル2の最後段には、
次段のヘッド駆動用IC内のシフトレジスタセル2への
画像データの入力を制御する選択回路B1〜B4が接続
されている。
【0023】前記選択回路B1〜B4は、シフトレジス
タセル2の最後段に接続されるDフリップフロップ回路
と、該Dフリップフロップ回路に接続され、アンドゲー
ト及びオアゲート等を組み合わせて構成されるロジック
回路とから成り、外部からの制御信号がDフリップフロ
ップ回路に入力されると、このDフリップフロップ回路
が最後段のシフトレジスタセル2内に格納されたセレク
トデータに基づいて選択信号の波形を決定するとともに
該選択信号の波形をロジック回路へ出力し、しかる後、
ロジック回路内の選択信号に基づいてシフトレジスタセ
ル2に入力される画像データ、もしくはシフトレジスタ
セル2を経由することなく外部より選択回路B1〜B3
に供給される画像データのいずれか一方を選択する。そ
して、選択した画像データがヘッド駆動用ICに入力さ
れると、これを次段のヘッド駆動用ICに入力するよう
になっている。
【0024】具体的には、選択回路B2がセレクトデー
タに基づいてローレベルの選択信号を決定した場合、グ
ループG2のシフトレジスタセル2に格納された画像デ
ータを選択し、ハイレベルの選択信号を決定した場合、
グループG2のシフトレジスタセル2を経由せずに外部
より供給される画像データを選択する。そして、選択し
た画像データがヘッド駆動用IC(D2)に入力される
と、その画像データをヘッド駆動用IC(D3)に入力
する。
【0025】次に、上述したサーマルヘッドを用いて印
画を行う場合について図3のタイミングチャートを参照
しながら説明する。本形態においてはヘッド駆動用IC
を2個のブロックに区分し、データ入力数を「2」とす
る場合について説明する。
【0026】まず前記ヘッド駆動用IC(D1〜D3)
を構成する選択回路B1〜B3内のDフリップフロップ
回路に、外部からのリセット信号を入力することによ
り、選択回路B1〜B3を初期化してシフトレジスタ1
を構成する全てのシフトレジスタセル2が直列的に接続
された状態に設定する。
【0027】続いて、全てのシフトレジスタセル2に該
セル2と同一ビット数(256ビット)の‘0’と
‘1’とからなるセレクトデータをクロック信号に同期
させて1ビットずつ順番にシフトレジスタセル2に入力
するとともに、該入力されたセレクトデータをシフトレ
ジスタセル2間でシリアル転送することによってヘッド
駆動用IC(D1,D3)内の最後段のシフトレジスタ
セル2に‘0’のセレクトデータが、ヘッド駆動用IC
(D2)内の最後段のシフトレジスタセル2に‘1’の
セレクトデータが格納され、同時に、該最後段のシフト
レジスタセル2に接続されているDフリップフロップ回
路にこれらのセレクトデータが入力されることになる。
【0028】このように、セレクトデータを、シフトレ
ジスタセル2を経由させて選択回路B1〜B3に入力す
るようにしたことから、セレクトデータを選択回路B1
〜B3に供給するための配線をヘッド駆動用IC(D1
〜D4)及びサーマルヘッドに新たに設ける必要がな
く、これらの回路パターンが複雑化することを有効に防
止することができる。
【0029】そして、上記セレクトデータに基づいて選
択回路B1,B3内のDフリップフロップ回路はローレ
ベルの波形を有する選択信号を、選択回路B2内のDフ
リップフロップ回路はハイレベルの波形を有する選択信
号を決定するとともに該決定された選択信号をロジック
回路へ出力し、この選択信号に基づいて選択回路B1,
B3でシフトレジスタセル2に格納される画像データ
が、選択回路B2でシフトレジスタセル2を経由せずに
プリンタ本体よりヘッド駆動用IC(D3)に供給され
る画像データが選択される。その結果、ヘッド駆動用I
C(D1,D2)間及び(D3,D4)間では画像デー
タの転送が行われ、ヘッド駆動用IC(D2,D3)間
では画像データの転送が遮断されることとなり、ヘッド
駆動用IC(D1〜D4)は2個のブロックに区分され
る。
【0030】尚、前記選択回路B1〜B3は、最後段の
シフトレジスタセル2に格納されたセレクトデータに基
づいて選択を行うことから、最後段以外のシフトレジス
タセル2に格納されるデータは‘0’または‘1’のい
ずれであっても構わない。
【0031】また、ヘッド駆動用IC(D2)内の最後
段のシフトレジスタセル2に‘1’のセレクトデータを
格納するようにすれば、ヘッド駆動用IC(D1〜D
4)は4個のブロックに区分されることとなり、データ
入力数が「4」となる。
【0032】次に、前記ヘッド駆動用IC(D1〜D
4)のブロック数「2」に対応させて、1ライン分の画
像データをプリンタ側で2個のセクションに分割し、こ
れらの画像データをクロック信号に同期させて各ブロッ
クのヘッド駆動用IC(D1〜D4)に同時に並列的に
入力するとともに、該入力された画像データをブロック
内のシフトレジスタセル2間でシリアル転送することに
より、第1ラインの全画像データがシフトレジスタ1を
構成する全てのシフトレジスタセル2内に格納される。
【0033】このように、複数のヘッド駆動用IC(D
1〜D4)を2個のブロックに区分し、これら各ブロッ
クのヘッド駆動用IC(D1〜D4)に画像データを並
列的に供給するようにしたことから、シフトレジスタ1
に同時に2個の画像データが入力されることとなり、画
像データの転送時間の短縮が大幅に短縮され、高速印画
に対応したサーマルヘッドを実現できる。
【0034】しかもこの場合、ヘッド駆動用IC(D1
〜D3)内に次段のヘッド駆動用ICのシフトレジスタ
1への画像データの入力を制御する選択回路(B1〜B
3)を設けたことから、この選択回路(B1〜B3)に
入力されるセレクトデータに基づいてデータ入力数を可
変することができる。従って、単一のサーマルヘッドパ
ターンでもって複数種類のデータ入力数に対応すること
ができ、製造上の管理が簡単になる上に、コストダウン
も図られ、サーマルヘッドの生産性を向上させることが
可能となる。
【0035】続いて、ラッチ3にプリンタ本体よりラッ
チ信号を供給し、シフトレジスタセル2内の画像データ
をラッチ3に取り込んだ後、スイッチング素子4にラッ
チ3からの出力及びプリンタ本体からのストローブ信号
を供給すると、スイッチング素子4の動作によってスト
ローブ信号が供給されている間、前記発熱抵抗体R1〜
R256を個々に選択的に発熱させ、これによって第1
ラインの印画が行われる。
【0036】その後、2個のセクションに分割された第
2ラインの画像データが、クロック信号に同期させて各
ブロックのヘッド駆動用IC(D1〜D4)内のシフト
レジスタ1に同時にパラレル入力され、以下、第1ライ
ンの画像データに基づいて印画を行う場合と同様の動作
を繰り返し行うことによって最終ラインまでの印画が形
成される。
【0037】尚、前記選択信号の波形は、選択回路B1
〜B3内のDフリップフロップ回路よりロジック回路へ
出力されると、ロジック回路でそのまま記憶されること
から、一度ヘッド駆動用IC(D1〜D4)をブロック
区分してしまえば、データ入力数を変更しない限りセレ
クトデータ及び制御信号を選択回路B1〜B3に入力す
る必要はない。
【0038】本発明は、上述の実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々の変形、改良が可能である。
【0039】例えば、上述の実施形態においては、前記
ヘッド駆動用IC(D1〜D4)内にラッチ3を集積
し、このラッチ3でもってシフトレジスタセル2内に格
納された画像データを一時的に保持するようにしたが、
かかるラッチ3は必ずしも必要なものではなく、ラッチ
を集積することなくシフトレジスタセル2の出力を直接
スイッチング素子4に供給するようにしても構わない。
【0040】また、上述の実施形態においては、セレク
トデータを、シフトレジスタセル2を経由させて選択回
路B1〜B3に入力するようにしたが、これに代えて、
セレクトデータを、シフトレジスタセル2を経由せずに
直接選択回路B1〜B3に入力するようにしても、画像
データを各ブロックのシフトレジスタ1に同時に、且つ
並列的に供給でき、且つ、データ入力数を可変すること
もできるため、高速記録への対応が容易で、かつ生産性
を向上させることが可能なサーマルヘッドが実現され
る。
【0041】更に、上述の実施形態において、前記ヘッ
ド駆動用IC(D1〜D4)のブロックを、印画の際に
使用する発熱領域に対応させて区分するようにしても良
く、例えば有効印画幅(印画し得る最大幅)がA3サイ
ズのサーマルヘッドを用いてB5サイズの用紙に印画を
するときのように、発熱領域と非発熱領域とに分けてブ
ロック区分し、発熱領域のみに画像データを供給するよ
うにしても構わない。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、サーマルヘッドに設け
られている複数のヘッド駆動用ICを、N個(Nは2以
上の自然数)のブロックに区分するとともに、1ライン
分の画像データを、前記ブロックと対応するN個のセク
ションに分けて、これらの画像データを各ブロックのシ
フトレジスタに同時に、且つ並列的に供給するようにし
たことから、画像データの転送時間が大幅に短縮される
こととなり、高速記録に対応したサーマルヘッドを実現
することができる。
【0043】また、本発明によれば、ヘッド駆動用IC
内に次段のヘッド駆動用ICのシフトレジスタへの画像
データの入力を制御する選択回路を設けたことから、こ
の選択回路に入力されるセレクトデータに基づいてデー
タ入力数を可変することができる。従って、単一のサー
マルヘッドパターンでもって複数種類のデータ入力数に
対応することができ、製造上の管理が簡単になる上に、
コストダウンも図られ、サーマルヘッドの生産性を向上
させることが可能となる。
【0044】更に、本発明によれば、前記セレクトデー
タを、シフトレジスタを構成するシフトレジスタセルを
経由させて選択回路に入力するようにしたことから、セ
レクトデータを選択回路に供給するための配線をヘッド
駆動用IC及びそのヘッド駆動用ICが搭載される基板
上に新たに設ける必要がなく、これらの回路パターンが
複雑化することを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサーマルヘッドの一形態を示す回路図
である。
【図2】図1のサーマルヘッドを構成するヘッド駆動用
ICの回路図である。
【図3】本発明のサーマルヘッドを用いて印画動作を行
う際のタイミングチャートである。
【符号の説明】 R1〜R256・・・発熱抵抗体、D1〜D4・・・ヘ
ッド駆動用IC、B1〜B4・・・選択回路、1・・・
シフトレジスタ、2・・・シフトレジスタセル、3・・
・ラッチ、4・・・スイッチング素子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数の発熱抵抗体と、これら発熱抵抗体へ
    の通電を個別に制御するための画像データを内部でシリ
    アル転送するシフトレジスタとを備えたサーマルヘッド
    において、 前記シフトレジスタは、M個(Mは2以上の自然数)の
    シフトレジスタセルから成る複数のグループに区分され
    るとともに該各グループ毎にヘッド駆動用ICに集積さ
    れており、 かつ各ヘッド駆動用ICの内部には、そのグループに属
    するシフトレジスタセルの最後段に、次段のヘッド駆動
    用ICのシフトレジスタへの画像データの入力を制御す
    る選択回路が接続されていることを特徴とするサーマル
    ヘッド。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のサーマルヘッドに設けら
    れている複数のヘッド駆動用ICがN個(Nは2以上の
    自然数)のブロックに区分されており、1ライン分の画
    像データを、前記ブロックと対応するN個のセクション
    に分けて、これらの画像データを各ブロックのヘッド駆
    動用ICに前記セクション毎に並列的に供給することを
    特徴とするサーマルヘッドの駆動方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のサーマルヘッドの選択回
    路に入力されるセレクトデータに基づいて、前記ヘッド
    駆動用ICのブロック数が可変されることを特徴とする
    請求項2に記載のサーマルヘッドの駆動方法。
  4. 【請求項4】サーマルヘッドの多数の発熱抵抗体を発熱
    ・駆動するための画像データをシリアル転送するM個
    (Mは2以上の自然数)のシフトレジスタセルを備えたヘ
    ッド駆動用ICであって、 前記シフトレジスタセルの最後段に、シフトレジスタセ
    ルに格納された画像データ、もしくは前記シフトレジス
    タセルを経由することなく外部より入力される画像デー
    タのいずれか一方を、選択信号に基づいて選択し、外部
    へ出力する選択回路を備えたことを特徴とするヘッド駆
    動用IC。
  5. 【請求項5】前記選択信号の波形が、シフトレジスタセ
    ルの最後段に格納されるセレクトデータと外部からの制
    御信号に基づいて決定されることを特徴とする請求項4
    に記載のヘッド駆動用IC。
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