JPH02117854A - Thermal head - Google Patents
Thermal headInfo
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- JPH02117854A JPH02117854A JP27170188A JP27170188A JPH02117854A JP H02117854 A JPH02117854 A JP H02117854A JP 27170188 A JP27170188 A JP 27170188A JP 27170188 A JP27170188 A JP 27170188A JP H02117854 A JPH02117854 A JP H02117854A
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- thermal head
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ワードプロセッサやタイプライタなどのプリ
ンタとして用いられ、あるいはまたファクシミリ受信機
などにおいて用いられる熱印刷装置のサーマルヘッドに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a thermal head of a thermal printing device used as a printer in a word processor, typewriter, etc., or also used in a facsimile receiver or the like.
従来の技術
従来からのサーマルヘッドは、電気絶縁性材料から成る
基板上に発熱抵抗体および電極を順次積層した構造を有
しており、電極を介して発熱抵抗体に一定電圧を印加し
、これによって該発熱抵抗体にジュール発熱を起こさせ
て感熱記録紙に印字を行うものである。Conventional technology A conventional thermal head has a structure in which a heating resistor and an electrode are sequentially laminated on a substrate made of an electrically insulating material.A constant voltage is applied to the heating resistor via the electrode, and the This causes the heating resistor to generate Joule heat to print on thermal recording paper.
第9図は発熱抵抗体の温度特性を示すグラフであり、横
軸には温度Tをとってあり、縦軸には温度Tにおける発
熱抵抗体の抵抗値(RT)と常温(25℃)での抵抗値
(R25)との比をとっである。第9[21においてラ
イン11,12.13は、従来から発熱抵抗体の材料と
して用いられている3種類の物質の抵抗温度特性が示さ
れている。同図から明らかなように、従来からの発熱抵
抗体は、温度変化に対してその抵抗値は大略的にほぼ一
定に保たれている。Figure 9 is a graph showing the temperature characteristics of the heating resistor. The horizontal axis shows the temperature T, and the vertical axis shows the resistance value (RT) of the heating resistor at the temperature T and at room temperature (25°C). The ratio with the resistance value (R25) is taken. In No. 9 [21], lines 11, 12, and 13 show the resistance-temperature characteristics of three types of substances conventionally used as materials for heating resistors. As is clear from the figure, the resistance value of the conventional heat-generating resistor remains approximately constant against temperature changes.
第10図は従来の印字動ずYを説明するための波形図で
あり、同l2I(1)には発熱抵抗体の1つの印字ドツ
トに対応した電極間に印加される駆動パルスの電圧波形
が示され、同図(2)にはこの駆動パルスが印加された
発熱抵抗体の温度変化が示される。この従来技術では、
同一のパルス幅W1を有する駆動パルスが一定の周期W
で同一の電際問に繰返して印加された場合が示されてい
る。Fig. 10 is a waveform diagram for explaining the conventional printing motion Y, and l2I (1) in the same figure shows the voltage waveform of the drive pulse applied between the electrodes corresponding to one printing dot of the heating resistor. The figure (2) shows the temperature change of the heating resistor to which this drive pulse is applied. In this conventional technology,
Drive pulses having the same pulse width W1 have a constant period W
The case where the voltage is applied repeatedly to the same telephone line is shown.
すなわち、同一の電極間に繰返して駆動パルスが印加さ
れると、これに対応する発熱抵抗体の部分は、第101
1ffl(2>に示されるように徐々に温度が上昇して
いき、駆動パルスが印加されない非印字期間においても
感熱記録紙を変色させない温度に下がることがなくなり
、不所望な印字動作が行われる。したがって、このよう
に同一の電極間に繰返して駆動パルスを印加するような
連続印字を行うにあたっては、発熱抵抗体が充分冷却す
る時間を考慮しなければならず、高速印字を行うことが
できなかった。That is, when a driving pulse is repeatedly applied between the same electrodes, the corresponding portion of the heating resistor becomes the 101st
As shown in 1ffl (2>), the temperature gradually rises, and even during the non-printing period when no drive pulse is applied, the temperature does not drop to a level that does not discolor the thermal recording paper, resulting in undesired printing operations. Therefore, when performing continuous printing in which drive pulses are repeatedly applied between the same electrodes, it is necessary to consider the time required for the heating resistor to cool down sufficiently, making it impossible to perform high-speed printing. Ta.
このような問題を解決するための他の従来技術では、第
11図(1)に示されるように1つの印字ドツトに対応
する同一の電極間に印加される駆動パルスについて、一
定周期Wにおける電圧印加期間Wiの直前の複数の期間
W毎の電圧印加回数を記憶しておき、電圧印加回数が多
い程電力付勢を行う期間Wiを短くなるような駆動パル
スが印加される。この従来技術では、発熱抵抗体の温度
上昇を抑制して、その冷却時間をも短縮することができ
るけれども、前述したように電圧印加回数を記憶するた
めの半導体メモリおよび駆動パルスのパルス幅を決定す
るための演算処理を施す演算処理部などを設ける必要が
あり、その構成が複雑である。また、このような駆動方
法を用いるにもかかわらず、やはり発熱抵抗体の全体と
しての温度上昇を回避することはできず、高速印字の障
害となっている。In another conventional technique for solving such a problem, as shown in FIG. 11 (1), a voltage at a constant period W is applied to a drive pulse between the same electrodes corresponding to one printed dot. The number of voltage applications for each of a plurality of periods W immediately before the application period Wi is stored, and a driving pulse is applied such that the greater the number of voltage applications, the shorter the period Wi in which power is applied. Although this conventional technology can suppress the temperature rise of the heating resistor and shorten its cooling time, as described above, the semiconductor memory for storing the number of voltage applications and the pulse width of the drive pulse are determined. It is necessary to provide an arithmetic processing unit for performing arithmetic processing to perform the calculation, and the configuration thereof is complicated. Further, even though such a driving method is used, it is still not possible to avoid an increase in the temperature of the heating resistor as a whole, which is an obstacle to high-speed printing.
本発明の目的は、パルス駆動を連続的に行っても発熱抵
抗体の異常な温度上昇を抑11することができ、簡単な
構成で高速印字を行うことができるサーマルヘッドを提
供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a thermal head that can suppress abnormal temperature rise of a heating resistor even when pulsed driving is performed continuously, and that can perform high-speed printing with a simple configuration. .
課題を解決するための手段
本発明は、一対の電極間に発熱抵抗体を介在し、電極間
にパルスを印加して発熱抵抗体を発熱させるサーマルヘ
ッドにおいて、
発熱抵抗体は、その温度が予め定める値以上になると抵
抗が急激に大きくなる構成を有することを特徴とするサ
ーマルヘッドである。Means for Solving the Problems The present invention provides a thermal head in which a heating resistor is interposed between a pair of electrodes, and a pulse is applied between the electrodes to cause the heating resistor to generate heat. This thermal head is characterized by having a structure in which resistance increases rapidly when the resistance exceeds a predetermined value.
作 用
本発明に従えば、発熱抵抗体を、その温度が予め定める
値以上になると抵抗が急激に大きくなるような構成とし
たので、特定電極間に連続的にパルスを印加しても、発
熱抵抗体の温度が前記予め定める値以上になると電流が
流れにくくなり、これ以上の温度上昇を抑制することが
できる。Effect According to the present invention, the heating resistor is configured such that its resistance increases rapidly when its temperature exceeds a predetermined value, so even if pulses are continuously applied between specific electrodes, no heating occurs. When the temperature of the resistor exceeds the predetermined value, it becomes difficult for current to flow, and further temperature rise can be suppressed.
実施例
第1図は本発明の一実施例のサーマルヘッド1の構成を
示す斜視図であり、第2図はその等価回路図である。サ
ーマルヘッド1は、支持板2に支持された電気絶縁性材
料から成る基板3上に、相互に間隔をあけて複数の発熱
抵抗体4a、4b。Embodiment FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a thermal head 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram thereof. The thermal head 1 includes a plurality of heating resistors 4a and 4b spaced apart from each other on a substrate 3 made of an electrically insulating material supported by a support plate 2.
4c、4d、・・・(以下、発熱抵抗体4と総称する)
が配設され、この発熱抵抗体4には個別電極5および複
数の共通電極6a、6b、6c、6d、・・・(以下、
共通電極6と総称する)が積層されて構成される。前記
各共通電極6は基板3上に設けられた駆動用回路である
集積回路素子7にそれぞれ個別的に接続される。4c, 4d,... (hereinafter collectively referred to as heating resistor 4)
are arranged on this heating resistor 4, and an individual electrode 5 and a plurality of common electrodes 6a, 6b, 6c, 6d, . . . (hereinafter referred to as
(generally referred to as the common electrode 6) are laminated. Each of the common electrodes 6 is individually connected to an integrated circuit element 7, which is a driving circuit provided on the substrate 3.
第3図は、本発明に用いられる発熱抵抗体4の抵抗温度
特性を示すグラフである。同図において横軸には温度T
がとってあり、縦軸には発熱抵抗体4の温度Tでの抵抗
値(RT)と常温(25℃)での抵抗値(R25)との
比をとっである。FIG. 3 is a graph showing the resistance temperature characteristics of the heating resistor 4 used in the present invention. In the same figure, the horizontal axis is the temperature T
The vertical axis shows the ratio of the resistance value (RT) of the heating resistor 4 at temperature T to the resistance value (R25) at room temperature (25° C.).
第3図に示されるように、本発明の発熱抵抗体4は常温
近くではほぼ一定の抵抗値を有し、ある温度(キュリー
温度;C,P、>を付近において抵抗値が常温の抵抗値
に対し2倍の大きさに急激に増大する特性を有する。こ
のような特性の発熱抵抗体4を用いることによって、1
つの印字ドツトに対応する同一の電極間に連続的なパル
ス駆動を行って特定部分の温度が前記キューり温度付近
になると、その部分の抵抗値が急激に大きくなって電流
が流れにくくなるので、これ以上の温度上昇が抑制され
ることになり、発熱抵抗体4は一定の温度に保たれるこ
とになる。なお、この発熱抵抗体4は、常温における比
抵抗が0.5〜35Ωcmの範囲にあるものが用いられ
る。As shown in FIG. 3, the heating resistor 4 of the present invention has a nearly constant resistance value near room temperature, and at a certain temperature (Curie temperature; C, P, >), the resistance value changes to the resistance value at room temperature. It has a characteristic that the heating resistor 4 rapidly increases to twice the size of the
When continuous pulse driving is performed between the same electrodes corresponding to two printed dots, and the temperature of a specific part approaches the above-mentioned cue temperature, the resistance value of that part increases rapidly, making it difficult for current to flow. Further temperature rise is suppressed, and the heating resistor 4 is kept at a constant temperature. The heating resistor 4 used has a specific resistance in the range of 0.5 to 35 Ωcm at room temperature.
第4図は、動作を説明するための波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation.
同図(1)には、同一の印字ドツトに対応した同一の電
極間に一定周期Wで連続的に印加される同一のパルス幅
W1の駆動パルスの波形が示される。FIG. 1 (1) shows the waveform of a driving pulse having the same pulse width W1 that is continuously applied at a fixed period W between the same electrodes corresponding to the same printed dot.
このように連続的に駆動パルスが印加されても、発熱抵
抗体4は第3図に示されるような抵抗温度特性を有する
ので、該発熱抵抗体4の温度は一定の温度を超えること
はない(第4図(2)参照)。Even when driving pulses are continuously applied in this way, the temperature of the heating resistor 4 does not exceed a certain temperature because the heating resistor 4 has a resistance temperature characteristic as shown in FIG. (See Figure 4 (2)).
また、第4図(3)には本実施例とは異なる抵抗温度特
性を有する発熱抵抗体を用いた場6の時間と温度との関
係が示される。この場合にも、温度上昇および温度下降
の特性曲線が異なるだけで、連続的に駆動パルスを印加
しても、発熱抵抗体が一定温度を超えることはない。Further, FIG. 4(3) shows the relationship between time and temperature in case 6 using a heating resistor having a resistance temperature characteristic different from that of this embodiment. In this case as well, only the characteristic curves of temperature rise and temperature fall are different, and even if driving pulses are continuously applied, the temperature of the heating resistor does not exceed a certain level.
このような抵抗温度特性を有する材料としては、たとえ
ばチタン酸バリウム(BaTiO*)系統の物質が用い
られる。また、抵抗値が急激に大きくなる温度範囲は、
次のような条件によって決定される。すなわち、この温
度範囲の下限値としては、印字に適した温度、すなわち
感熱記録紙を変色することができる温度が選ばれ、その
上限値としては駆動パルスを与えないとき、すなわち非
印字時において感熱記録紙が弯色しない温度に直ちに冷
却することができる温度に選ばれる。As a material having such resistance-temperature characteristics, for example, a barium titanate (BaTiO*)-based material is used. Also, the temperature range where the resistance value increases rapidly is
It is determined by the following conditions. In other words, the lower limit of this temperature range is a temperature suitable for printing, that is, the temperature that can change the color of thermal recording paper, and the upper limit is a temperature that is suitable for printing, that is, a temperature that can discolor thermal recording paper, and the upper limit is a temperature that is suitable for printing, that is, a temperature that can change the color of thermal recording paper. The temperature is chosen so that the recording paper can be immediately cooled to a temperature that does not cause it to turn brown.
このような条件が満たされると、同一の電極間に同一周
期で同一のパルス幅を有する駆動パルスを連続的に印加
しても、駆動パルスが印加されている期間は常に一定の
温度に保たれ、駆動パルスが印加されていない期間にお
いては感熱記録紙を変色させない温度まで冷却する。し
たがってこのような駆動方法を用いても、発熱抵抗体の
不所望な温度上昇を回避することができるので、その寿
命を延ばすことができる。また、冷却するのに必要な時
間を短縮することができるので、充分に冷却されないま
まに印字が行われる際にいわゆる尾引きと称される細い
縦縞などが発生することなく、高速印字を行うことがで
きる。When these conditions are met, even if driving pulses with the same pulse width and the same period are continuously applied between the same electrodes, the temperature will always remain constant during the period when the driving pulses are applied. During the period when no drive pulse is applied, the thermal recording paper is cooled to a temperature that does not cause discoloration. Therefore, even if such a driving method is used, it is possible to avoid an undesired temperature rise of the heat generating resistor, thereby extending its life. In addition, since the time required for cooling can be shortened, high-speed printing can be performed without the occurrence of thin vertical stripes known as trailing when printing is performed without sufficient cooling. Can be done.
第5図は本発明の他の実施例のサーマルヘッド11の要
部構成を示す斜視図であり、第6図はその等価回路図で
ある。本実施例のサーマルヘッド11では個別電極16
間に共通電極15の電極部分15a互い違いに配設され
、この電極部分15aと個別電極16とが異なる部分に
個別電ff!16の配列方向に延びる発熱抵抗体14が
積層されて構成されている。このようなサーマルヘッド
11では、個別?!!、極16と共通電極15の電極部
分15aとの間において発熱抵抗体14に電流が流れ、
印字が行われる。FIG. 5 is a perspective view showing the main structure of a thermal head 11 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram thereof. In the thermal head 11 of this embodiment, the individual electrodes 16
Electrode portions 15a of the common electrode 15 are alternately arranged between the electrode portions 15a and the individual electrodes 16, and the individual electrodes ff! 16 heating resistors 14 extending in the arrangement direction are laminated. With such a thermal head 11, is it individual? ! ! , a current flows through the heating resistor 14 between the pole 16 and the electrode portion 15a of the common electrode 15,
Printing is performed.
第7図は本発明のさらに他の実施例の要部構成を示す斜
視図であり、第8図はその等価回路図である。本実施例
のサーマルヘッド21では、個別電極26上に、個別電
極26の配列方向に沿って延びる発熱抵抗体24が積層
され、この発熱抵抗体24上に共通電極25の電極部分
25aがm層されて構成される。このサーマルヘッド2
1では、共通電極25の電極部分25aから個別電VM
26へ電流が流れ、この部分においてジュール熱が発生
して印字が行われる。FIG. 7 is a perspective view showing the main structure of still another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an equivalent circuit diagram thereof. In the thermal head 21 of this embodiment, the heating resistor 24 extending along the arrangement direction of the individual electrodes 26 is laminated on the individual electrodes 26, and the electrode portion 25a of the common electrode 25 is stacked on the heating resistor 24 in m layers. and configured. This thermal head 2
1, the individual voltage VM is connected from the electrode portion 25a of the common electrode 25.
Current flows to 26, Joule heat is generated in this portion, and printing is performed.
第2および第3実施例の発熱抵抗体14.24において
も、その材料としては第1実施例と同様な抵抗温度特性
を有する物質を用いており、したがって第2および第3
実施例でも第1実施例と同様な効果を得ることができる
。The heating resistors 14 and 24 of the second and third embodiments also use materials having the same resistance temperature characteristics as those of the first embodiment.
The same effects as in the first embodiment can be obtained in this embodiment as well.
発明の効果
以上のように本発明に従えば、連続的なパルス駆動を1
1つでも、発熱抵抗体は予め定める温度以上に上昇する
ことはなく、したがって冷却時間を短縮することができ
、容易に高速印字を実現することができる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, one continuous pulse drive can be achieved.
Even if there is only one heating resistor, the temperature of the heating resistor will not rise above a predetermined temperature, so the cooling time can be shortened and high-speed printing can be easily achieved.
第1(21は本発明の一実施例のサーマルヘッド1の要
部構成を示す斜視図、第2(2Iはその等価回路図、第
3図は発熱抵抗体4の抵抗温度特性を示すグラフ、第4
図は動作を説明するための波形図、第5図は本発明の他
の実施例のサーマルヘッド11の要部構成を示す斜視図
、第6図はその等価回路図、第7図は本発明のさらに池
の実施例のサーマルヘッド21の要部構成を示す斜視図
、第8図はその等洒回路図、第9図は先行技術のサーマ
ルヘッドに用いられる発熱抵抗体の抵抗温度特性を示す
グラフ、第10図および第11図は第1および第2の従
来技術の動作をそれぞれ示す波形図である。
1 11.21・・・サーマルヘッド、3.1323・
・・基板、4,14.24・・・発熱抵抗体、5゜15
25・・・共通電極、6,16.26・・・個別電極
代理人 弁理士 西教 圭一部
−6注T
第
図
B?IvI
時 間
助 間
悟
図
第8図
//
第
図
第
図
第
、」
笠浅TThe first (21 is a perspective view showing the main part configuration of the thermal head 1 according to an embodiment of the present invention, the second (2I is an equivalent circuit diagram thereof, and the third is a graph showing the resistance temperature characteristics of the heating resistor 4. Fourth
The figure is a waveform diagram for explaining the operation, FIG. 5 is a perspective view showing the main structure of a thermal head 11 according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is an equivalent circuit diagram thereof, and FIG. 7 is a diagram of the present invention. Further, FIG. 8 is a perspective view showing the main part configuration of the thermal head 21 of Ike's embodiment, FIG. 8 is an isometric circuit diagram thereof, and FIG. 9 shows the resistance temperature characteristics of the heating resistor used in the prior art thermal head. The graphs, FIGS. 10 and 11 are waveform diagrams showing the operations of the first and second prior art techniques, respectively. 1 11.21...Thermal head, 3.1323.
...Substrate, 4,14.24...Heating resistor, 5゜15
25...Common electrode, 6,16.26...Individual electrode agent Patent attorney Kei Saikyo Part-6 Note T Diagram B? IvI Jitsusuke Magozu Figure 8// Figure Figure Figure 8,” Kasaasa T.
Claims (1)
印加して発熱抵抗体を発熱させるサーマルヘッドにおい
て、 発熱抵抗体は、その温度が予め定める値以上になると抵
抗が急激に大きくなる構成を有することを特徴とするサ
ーマルヘッド。[Scope of Claims] In a thermal head in which a heating resistor is interposed between a pair of electrodes and a pulse is applied between the electrodes to cause the heating resistor to generate heat, the heating resistor is configured such that when the temperature of the heating resistor exceeds a predetermined value, A thermal head characterized by having a configuration in which resistance increases rapidly.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27170188A JPH02117854A (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27170188A JPH02117854A (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Thermal head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02117854A true JPH02117854A (en) | 1990-05-02 |
Family
ID=17503642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27170188A Pending JPH02117854A (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Thermal head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02117854A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5220349A (en) * | 1989-10-17 | 1993-06-15 | Seiko Instruments Inc. | Method and apparatus for thermally recording data utilizing metallic/non-metallic phase transition in a recording medium |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP27170188A patent/JPH02117854A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5220349A (en) * | 1989-10-17 | 1993-06-15 | Seiko Instruments Inc. | Method and apparatus for thermally recording data utilizing metallic/non-metallic phase transition in a recording medium |
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