JPH03292162A - 熱記録装置における発熱抵抗体の駆動方法 - Google Patents

Abstract

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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、感熱記録、熱転写記録、通電感熱記録、通電
転写記録、サーマルインクジェット等の勲記ｔ！装置に
おける発熱抵抗体の駆動方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、感熱記録のサーマルヘッドやサーマルインク
ジェットヘッド（いずれもサーマルへ・７ドと呼ぶ）の
発熱抵抗体あるいは通電記録紙の発熱抵抗層等の発熱抵
抗体く以下煩雑さを避けるため、前記発熱抵抗体および
前記通電発熱抵抗層をともに発熱抵抗体と呼ぶ）に通電
してこの発熱抵抗体を発熱させ、この発熱による発熱抵
抗体の温度上昇によって記録媒体に記録を行う感熱記録
、熱転写記録、サーマルインクシエンド記録、通電感熱
記録、１ｉ通電転写記録等の熱記録方法において、前記
発熱抵抗体に、特定温度領域を境界にして、この温度領
域より低温部でより低い抵抗値、高温部でより高い抵抗
値にほぼ階段状に変化する特性を備えさせ、発熱抵抗体
の前記部分の電圧印加前の温度が前記特定温度領域以下
であるとき、前記発熱抵抗体に一電圧パルスを印加し通
電することによって、前記発熱抵抗体の電圧印加前の温
度から前記特定温度領域までは、より大きな電力消費に
よって前記発熱抵抗体の急峻な温度上昇を行わセ、前記
−電圧パルス内で前記特定温度領域に達した以降、電圧
印加を完了するまでの間はより小さい電力消費によって
前記発熱抵抗体の緩やかな温度上昇を行わせて記録を行
い、また、前記発熱抵抗体が前記電圧印加開始時点に前
記特定温度領域より高温にある場合は、前記パルス通電
のあいだ前記緩やかな昇温状態を維持することによって
、発熱抵抗体の電圧パルス印加前の温度に応して前記発
熱抵抗体の温度上昇の速さを変え、一定パルス幅の電圧
印加による前記発熱抵抗体の昇温ピーク温度が一定温度
に近づきまとまるように発熱を行わせるという一種の発
熱温度制御機能を発熱抵抗体自身が有する熱記録装置な
どにおける複数の前記発熱抵抗体を複数のブロックに分
割し、この各ブロックに含まれる前記発熱抵抗体ごとに
、発熱のための通電パルスを時分割に印加する駆動方法
において、 前記発熱抵抗体における前記通電パルス印加時間内の各
発熱抵抗体における消費電流値がより大きな前記急峻な
温度上昇に対応する第１の電流消費状態と、この第１の
電流消費状態と大きく異なるより小さい電流値を消費す
る前記緩やかな昇温状態に対応する第２の電流消費状態
との少なくとも２つの状態に関して、前記任意のブロッ
クに含まれる発熱抵抗体への通電パルス印加時間内の前
記第１の電流消費状態が、別の任意のブロックに含まれ
る発熱抵抗体への通電パルス印加時間内の前記第１の電
流消費状態と重ならないタイミングで、さらに、前記任
意のブロックに含まれる発熱抵抗体への通電パルス印加
時間内の前記第２の電流消費状態と、このブロックより
遅れて通電パルスを印加する別のブロックに含まれる発
熱抵抗体への通電パルス印加時間内の前記第１の電流消
費状態とが重なる部分をもつタイミングで、前記複数の
ブロックを時分割駆動することによって、熱記録装置に
おける駆動ピーク電流を低減するなどの優れた性能を実
現するものである。

〔従来の技術〕

従来の熱記録方法においては、例えばサーマルヘッドの
発熱抵抗体による熱を直接感熱紙等に伝えて記録する感
熱記録方法や、サーマルヘッドの発熱抵抗体による熱で
液体インク内に気泡を発生させ、この気泡による圧力で
版体インクを飛ばすサーマルインクジェット方式では、
サーマルヘッドの発熱抵抗体として、酸化ルテニウム、
窒化タンタル等の金属化合物抵抗体や、タンタル等の高
融点金属に酸化シリコン等の絶縁物を分散したサーメッ
ト抵抗体等が用いられていた。

上記従来のサーマルヘッドの発熱抵抗体に適当な電圧を
印加すると、発熱抵抗 体にｉｉｉ流が流れジュール熱が発生し、この状態を一
定時間維持して記録に必要な熱エネルギーを感熱記録紙
等に与える。上記発熱抵抗体で発生するジュール熱エネ
ルギーは、発熱抵抗体の抵抗値、印加する電圧、この電
圧を印加する時間で決定され、−船釣な熱記録機器にお
いては、使用する感熱紙の熱感度特性や、発熱抵抗体か
ら感熱紙への熱伝達特性、発熱抵抗体周辺のバックグラ
ウンド温度、記録媒体自身の温度等によって、前記印加
電圧かまたは電圧印加時間を調整して最適な記録品質、
あるいは階調記録における目的の記録濃度となるように
、発熱抵抗体での発生熱エネルギーを最適値に合わせ込
むことが行われていた。

また、例えば通電発熱抵抗層を有するインクドナーシー
ト等と通電ヘッドを用いた通電転写記録方法においては
、上記通電発熱抵抗層としてカーボン塗料などが用いら
れ、通電ヘッドによって上記通電発熱抵抗層に通電しイ
ンクドナーシート自身を発熱させ、インクを溶融または
昇華させ記録媒体にインクを転写するものであるが、上
述の感熱記録方法と同様に、通電発熱抵抗層のシート抵
抗、インクドナーシート自身の温度、通電ヘッドの電極
温度等の条件によって、印加電圧かまたは電圧印加時間
を調整して最適な記録品質、あるいは階調記録における
目的の記録濃度となるように、通電発熱抵抗層での発生
熱エネルギーを最適値に合わせ込むことが行われていた
。

［発明が解決しようとするｉ！！！Ｉ］従来の熱記録方
法においては、下記の理由により、発熱抵抗体への印力
ａｔ圧と電圧印加パルス幅の調整による記録に関わる熱
エネルギーの調整がきわめて煩雑で、かつ記録機器を大
きく高価なものとさせていた。

発熱抵抗体で電圧パルス印加によって発生する熱エネル
ギーは、前述のように前記印加パルスの１圧またはパル
ス幅で決定できるが、発熱抵抗体の温度は、上記パルス
の印加周期や、連続印加回数等のパルス印加履歴、注目
する発熱抵抗体周辺の発熱抵抗体のパルス印加履歴即ち
発熱履歴、サーマルヘッドの支持基板温度、インクドナ
ーシートや液体インク温度、環境温度等によって変動し
やすい。

熱記録機構は、直接的には発熱抵抗体で発生する熱エネ
ルギーの大きさが問題となるのではなく感熱記録紙の発
色層の温度やインク層の温度、言い替えれば発熱抵抗体
の温度に依存する。従って、均一な記録熱記録を得るた
めに、発熱抵抗体の発熱時温度を均一にしようとするな
らば、上述のような発熱しようとしている瞬間の発熱抵
抗体の置かれている熱的環境情報や、熱的Ｎ層情報をあ
つめるか、予測することをして、発熱抵抗体の温度が特
定温度まで昇温するよう前記印加電圧または電圧印加パ
ルス幅を調整決定してから発熱抵抗体を発熱させなけれ
ばならない。

上述のような情報収集手段、予測手段、記録条件決定手
段は、サーマルヘッド基板の温度や環境温度を検出する
各種温度センサ、記録履歴を把握するための過去の記録
データを記憶するメモリや、熱的状態を予測する熱等価
回路等のシミュレータ、演算処理するＣＰＵやゲート回
路等ハードウェア上の負荷がきわめて大きい。またこれ
らのノ＼−ドウエアをサポートするソフトウェアもきわ
めて複雑なものである。特に発熱抵抗体を多数有する大
型、高精細の熱記録機器や、階調記録を行う機器では、
処理情報も膨大となってしまい、装置の大型化、高価格
化が避けられなく、記録品質を犠牲にすることもある。

また、情報収集、予測、記録条件決定のための処理時間
もＣＰＵ等の制約を受け、高速記録の障害ともなってし
まっている。

さらに、サーマルヘッドでは一般に熱効率を高くするた
めに保温層としてのグレーズ層を設けているが、このグ
レーズ層は厚膜プロセスで作られているため、厚さのバ
ラツキが厚みの平均値の±２０％以上に達し、個々のサ
ーマルヘッドでこのグレーズ層による保温効果がランダ
ムに大きくばらついてしまう。従って、前述のようにい
くら発熱抵抗体の熱的環境の情報を正確に捕らえ、処理
して、その都度記録条件を決定しても、サーマルヘッド
の熱的特性のバラツキによって精度の高い発熱温度制御
はできない。もし、より高い精度の発熱温度制御を行お
うとすれば、サーマルヘッド個々の熱特性のバラツキを
も制御パラメータとして盛り込まねばならず、記録機器
１台１台で調整するなど量産性に多大な犠牲を払わねば
ならない。

また、サーマルヘッドの故障や寿命などで、記録機器内
のサーマルヘッドを交換する場合等を考えると、実質的
には、サーマルヘッド個々の特性に記録機器の設定を調
整するなどのことは、はとんど困難である。熱容量、熱
抵抗のバラツキは、通電熱記録における発熱抵抗層周辺
部にも存在し、上述のサーマルヘッドの場合と同様の問
題がある。

ｃｒａｍを解決するための手段〕 本発明は、上記発熱抵抗体温度均一化のための種々の問
題を解決するためになされたもので、発熱抵抗体の温度
を特定温度以上に昇温させない自己温度制御機能をもた
せることによって、従来の様な、発熱抵抗体の温度制御
の煩雑さを払拭するものであって、さらにその優れた性
能をより低いピーク電流で実現しようとするものである
。

本発明は、発熱抵抗体に、特定温度領域を境界にして、
この温度領域より低温部でより低い抵抗値、高温部でよ
り高い抵抗値にほぼ階段状に変化する特性を備えさせ、
発熱抵抗体の前記部分の電圧印加前の温度が前記特定温
度以上以下であるとき、前記発熱抵抗体に一電圧パルス
を印加し通電することによって、前記発熱抵抗体の電圧
印加前の温度から前記特定温度領域までは、より大きな
電力消費によって短時間で前記発熱抵抗体の急峻な温度
上昇を行わせ、前記−電圧パルス内で前記特定温度領域
に達した以降、電圧印加を完了するまでの間はより小さ
い電力消費によって前記発熱抵抗体の緩やかな温度上昇
を行わせて記録を行い、また、前記発熱抵抗体が前記電
圧印加開始時点に前記特定温度領域より高温にある場合
は、前記パルス通電のあいだ前記緩やかな昇温状態を維
持させて記録を行う熱記録装置における複数の前記発熱
抵抗体を複数のブロックに分割し、この各ブロックに含
まれる前記発熱抵抗体ごとに、発熱のための通電パルス
を時分割に印加するブロックの駆動のタイ稟ングにおい
て、 前記発熱抵抗体における前記通電パルス印加時間内の各
発熱抵抗体における消費電流値がより大きな前記急峻な
温度上昇に対応する第１の電流消費状態と、この第１の
電流消費状態と大きく異なるより小さい電流値を消費す
る前記緩やかな昇温状態に対応する第２の電流消費状態
との少なくとも２つの状態に関して、前記任意のブロッ
クに含まれる発熱抵抗体への通電パルス印加時間内の前
記第１の電流消費状態が、別の任意のブロックに含まれ
る発熱抵抗体への１ｌｉｉパルス印加時間内の前記第１
の電流消費状態と重ならないタイ逅ングで、さらに、前
記任意のブロックに含まれる発熱抵抗体への通電パルス
印加時間内の前記第２の電流消費状態と、このブロック
より遅れて通電パルスを印加する別のブロックに含まれ
る発熱抵抗体への通電パルス印加時間内の前記第１の電
流消費状態とが重なる部分をもつタイ粂ングで、前記複
数のブロックを時分割駆動する。

〔作用〕

発熱抵抗体が前記特定温度領域より高い温度にあるとき
の発熱抵抗体を、仮に第１のヒータとすると、前記特定
温度領域より低い温度にあるときは、前記第１のヒータ
に別の第２ヒータが前記発熱抵抗体の回路に並列に組ま
れていることになる。

従って、発熱抵抗体の温度が前記特定温度領域より低い
ときに一定電圧を印加すると、前記第１のヒータへの通
電と前記第２のヒータへの通電が同時に行われ、発熱抵
抗体での消費電流は急峻に立ち上がる。前記特定温度領
域に達するか、より高い温度においては、前記第２のヒ
ータは抵抗値の上昇により通電を中止するか微電流の通
電状態になり、はとんど第１のヒータへの通電電流のみ
となる。すなわち、発熱抵抗体での消費電流は前記特定
温度領域を境により大電流の状態から、より低電流の状
態へと遷移する。

従って、複数の発熱抵抗体を駆動しようとしたとき同じ
タイ逅ングでそれぞれの発熱抵抗体に通電を開始するε
、前記特定温度領域へ発熱抵抗体の温度が到達するまで
の時間の＆８電流はきわめて大きな値となるが、前記複
数の発熱抵抗体を複数のブロックに分割すれば、この分
割の数に応してピーク電流は減ってい（。さらに、前記
第１の電流消費状態のみを前記各ブロックへの通電駆動
で重ならない状態にし、前記第２の電流消費状態は別の
ブロックの第１、第２の電流消費状態と璽なっても構わ
ないタイくングでｉ！！電すれば、総実効電流は増加す
るが、常時いずれかひとつのブロックの前記第２のヒー
タが通電され、かつ常時少なくともいずれかひとつの前
記第１のヒータが通電されている状態をつくりだすこと
ができ、その結果、任意の時刻の総電流値は階段状の大
きな変動をしなくなり、電源電流出力のムラがなくなる
。

また、前記各ブロックの通電時間を部分的に重ね合わせ
ているので、全てのブロックを−通り通電し終える時間
は僅かで済む。

〔実施例〕

本発明の詳細を実施例をもって説明する。

本発明に関わる第１の装置例 第１図は、本発明の駆動方法に関わる感熱記録等に用い
られるサーマルヘッドの平面図で、第２図は、このサー
マルヘッドの発熱抵抗体部の断面図である。グレージン
グ処理されたアルミナセラミック等の基板（６）上に、
約１５０℃を境に低温側で金属的、高温側で半導体的な
電気伝導度特性を持つ材料からなる薄膜の発熱抵抗体（
１）・を設け、この発熱抵抗体の一端を個別電極（２〉
と接続し、他端を第１の共通電極（３）と接続する。

前記個別電極はトランジスタ等の電流のスイッチング素
子（４）と接続されている。　（５〉は上記スイッチン
グ素子（４〉と接続された第２の共通電極である。サー
マルヘッドとしては前記スイッチング素子（４）および
第２の共通電極（５）を設けず、記録機器として別個に
設けても構わない。

前記第１の共通電極にプラス電位、前記第２の共通電極
にマイナス電位を与えておき、前記スイッチング素子（
４）を開閉することによって、前記発熱抵抗体（１〉に
電圧パルスを印加する。発熱抵抗体（１）に電圧パルス
を印加すれば、印加電圧と発熱抵抗体（１）の抵抗値に
よって適当な電力消費がおきてジュール熱を発生し、発
熱抵抗体（１）の温度上昇が開始する。今の場合、前記
発熱抵抗体は前記金属半導体相転移の低温相すなわち金
属相にあるとすると、抵抗値はより低い値となって一定
電圧下ではより大きい電力消費の状態となって、急峻な
温度上昇がもたらされる。

第１Ｏ図は、前記パルス印加に伴う前記発熱抵抗体（１
）の表面温度（７１）の時間変化を表す図である。この
図で、Ｔｃは前記発熱抵抗体の電気伝導度における金属
半導体相転移の温度を表し、ｔｏｎは前記パルスの印加
開始時刻、ｔｐは前記発熱抵抗体表面温度が前記相転移
温度（Ｔｃ）に達する時刻、ｔｏｆｆは前記パルスの印
加終了時刻を表す、ｔｐからｔｏｆｆまでの間は前記発
熱抵抗体（４〉は金属半導体相転移によってより高い抵
抗値をもつ発熱抵抗体となっており、この発熱抵抗体の
表面温度は、はとんど前記相転移温度Ｔｃの付近から緩
やかな上昇を行う。実際の発熱抵抗体温度は発熱抵抗体
自身と周辺の構造部材の熱容量や熱抵抗による熱的慣性
から上記Ｔｃより若干高くなることもある。ｔｏｎから
ｔｐまでの発熱抵抗体の表面温度上昇は、発熱抵抗体（
１）の面積を８トンｌ−７ｍｍの発熱抵抗体密度相当の
０．０１５ｍｒｒｒ、発熱抵抗体の低温側での抵抗値を
５００Ω程度、高温側での抵抗値を２０００Ω程度、印
加電圧を２０Ｖとした場合、発熱抵抗体表面に感熱紙等
の熱吸収体を接触させなければ、室温状態のｔｏｎから
約０．２ミリ秒程度以下の時間で前記発熱抵抗体のベー
ス温度とも言うべき約１５０℃のＴｃに達し、さらに１
ξり秒程度で感熱記録十分な約３００℃以上に達する。

この時間は、サーマルヘッドの前記グレージング基板の
グレーズ厚みや、発熱抵抗体表面にコートされている保
護層の厚み等によって発熱抵抗体周辺の熱抵抗や熱容量
の熱特性が変わるので、サーマルヘッドの構造に伴い個
々に違ってくる。しかし、発熱抵抗体の前記ヘース温度
は、この発熱抵抗体を構成する材料の持つ前記相転移温
度Ｔｃで決まり、サーマルヘッドの上述のような熱特性
、サーマルヘッドの構造には依存せず、きわめて短時間
のうちに前記Ｔｃの温度レベルまで発熱抵抗体温度を押
し上げる。

サーマルヘッドには従来技術の問題点で説明したように
、発熱抵抗体にとっての熱放散特性等の熱特性のバラツ
キが存在するが、このバラツキは、前記Ｔｃ以上の即ち
前記ｔｐ以降の昇温冷却の時定数と、前記ｔｏｎからｔ
ｐまでの昇温勾配のバラツキ即ちｔｐの時刻の多少のバ
ラツキに現れるが、前記ＴｃＯ値自体をばらつかせるこ
とはない。

ところで、熱記録における発色機構は、直接感熱方式で
は発色剤の熱による化学反応であって反応速度は温度に
依存し、また熱転写方式やサーマルインクジェットでは
インクの物理的溶融、昇華、蒸発といった物理的相変化
の類でありインクの温度によって記録が支配される。従
って、昇温の中間点で一定の温度Ｔｃに制御される本発
明に関わる熱記録装置においては、従来のような温度を
直接制御することの出来ない場合に較べ、サーマルヘッ
ド等の熱特性のバラツキの記録特性への影響は、はるか
に小さいものとなる。

また、発熱抵抗体の抵抗値バラツキが、抵抗膜厚等によ
り従来の熱記録におけるサーマルヘッド等、本発明の熱
記録に関わるサーマルヘッド等問わず存在しうるが、こ
のバラツキも、本発明に関わる熱記録装置では前記ｔｏ
ｎの温度からＴｃまでに至る時間のバラツキとｔｐから
ｔｏｆｆまでの温度上昇勾配に現れるが、前記Ｔｃは物
質の固有のもので抵抗値そのものとは無関係で、前述の
熱特性バラツキの場合と同様に抵抗値バラツキの記録特
性への影響はきわめて小さい。

前記発熱抵抗体の抵抗値バラツキによる昇温勾配、時刻
ｔｏｆ　ｆでのピーク温度バラツキをより小さく、均一
なものにしようとするなら、前記発熱抵抗体の高温側に
おける半導体的電気伝導度の相での発熱抵抗体抵抗値の
大小に合わせ、電力で均一になるように印加電圧または
電流を調整設定するか、ｔｐからｔｏｆｆ　　（現実的
にはｔｏｎからｔｏｆｆ）を調整設定してやればよい。

さらにより厳密な均一化が必要ならば、低温側における
金属的電気伝導度の相での発熱抵抗体抵抗値の大小に合
わせ、印加電圧を調整設定すればよい、この場合は、ｔ
ｏｎからｔｐまでの、即ち前記Ｔｃまでの温度勾配を均
一にしようとするもで、ｔｏｎからｔｐまでの時間その
ものは直接調整できず、電圧調整あるいは電流調整のみ
である。

−船釣な本発明に関わる熱記録装置におけるｔＯｎから
ｔｐまでの時間は、ｔｏｎからｔｏｆ　ｆまでの時間よ
りきわめて短く、またｔｏｎからｔｐまでは温度Ｔｃに
よって自己制御されてしまっているので、記録特性への
調整効果は、電圧・電流を調整した場合、ｔｐからｔｏ
ｆｆまでの間の高温側でより強く発揮する。従って、前
述の発熱抵抗体の高温側における半導体的電気伝導度の
相での発熱抵抗体抵抗値の大小に合わせ、電力で均一に
なるように印加電圧または電流の調整設定の場合は、ｔ
ｏｎからｔｐまでの前記調整設定の影響を無視してかま
わない。逆に、前述の低温側における金属的電気伝導度
の相での発熱抵抗体抵抗値の大小に合わせ、印加電圧・
電流を調整設定の場合は、この調整が及ぼすｔｐからｔ
ｏｆ　ｆまでの温度振舞いへの影響に注意する必要があ
る。

上述したようにサーマルヘッドの熱特性バラツキ、抵抗
値バラツキによる記録特性への影響は、本発明に関わる
熱記録装置の場合極めて小さいのであるが、第１０図に
示した前記相転移温度即ち中間制御温度Ｔｃが高く、十
分な記録に必要なピーク温度Ｔｐに近いほど、より均一
な記録が可能となる。また、Ｔｃより低温側の電力消費
に較べ高温側の電力消費がより小さいほど、あるいは、
定電圧駆動を考えたとき抵抗値が高温側で低温側より高
く差が大きいほど、より均一な記録が可能となる。

特に、上述のより均一な記録を行うための条件を共に高
い充足度で満足させたとき、！！！、熱記録などにおけ
る濃度階調の制御は、ｔｏｎからｔｏｆｆのパルス印加
時間の制御で簡単に高精細な階調を実現できる。

前述の装置例では前記発熱抵抗体の金属半導体転移の温
度を約１５０℃と設定したが、より高いピーク温度をを
要求されるような、高速熱記録装置や、高温発色感熱紙
等を用いる車載の勲記ｓ３機器、短いパルスで記録する
サーマルインクジェットでは、２００℃あるいは２５０
℃等と高い相転移温度の発熱抵抗体にし、発熱抵抗体と
しての抵抗値を低く　（あるいは印加電圧を高＜）シて
電力を大きくすれば、急速昇温高ピーク温度で、感熱紙
の発色反応等が高温によって短時間で充分起き、前記ｔ
ｐからｔｏｆ　ｆの時間の短かい印加パルス幅（ｔｏｆ
ｆ−ｔｏｎ）でも発熱ピーク温度を確保でき、均一な記
録が可能となる。逆に低速低消費電力型のサーマルヘッ
ドなどでは、発熱抵抗体としての低温側の抵抗値、高温
側の抵抗値をより高＜シ（あるいは印加電圧を低くシ）
ゆっくりＴＣまで昇温させ、さらにゆっくりピーク温度
まで到達させればよい。この場合、ピーク温度はあまり
高い必要がないから前記相転移温度Ｔｃを１２０℃等に
下げてやるのがよい。

本発明に関わる第２の装置例 第３図は、本発明の駆動方法に関わる第２の装置の例を
説明する図で、窒化タンタルやサーメット等の通常の発
熱抵抗体材料から成る第１の抵抗体（７〉と、特定温度
Ｔｃ２で金属非金属（絶縁体）相転移する膜パターンか
らなる第２抵抗体（８）を積層形威し、この第２の抵抗
体（８）を、前記抵抗体（７）と並列に個別電極（２）
と共通電極（３）の間に接続した構成の発熱抵抗体を備
えるサーマルヘッドの要部平面図である。第４図は、こ
の発熱抵抗体部のＡ−Ａ’断面図で、第５図は、Ｂ−Ｂ
’断面図である。前記個別電極（２）と共ｉ１を極（３
）との間に電圧印加した場合、その時の温度が前記第２
の抵抗体（８）の前記相転移温度Ｔｃ２より低いときは
、記録に寄与する発熱は第１の抵抗体（７）と第２の抵
抗体（８）で発生し、この発熱によって発熱抵抗体の温
度（即ち第２抵抗体の温度）が前記Ｔｃ２に達すると、
第２の抵抗体は非金属化（あるいは絶縁物化）して第１
の抵抗体での発熱に較べほとんど無視できる程度の発熱
しかしない。従ってこの状態においては、前記Ｔｃ２よ
り低い温度での発熱状態に較べ僅かにしか発熱せず、発
熱抵抗体表面の温度上昇は第１０図の温度変化を表す図
と同様の変化をする。ｔｏｎからｔｐまでの発熱抵抗体
の表面温度上昇は、発熱抵抗体（７，８）の面積を８ト
ン）　／　ｍ　ｍの発熱抵抗体密度相当の０．０１５ｍ
ｒｒｆ、第１の抵抗体の抵抗値を２２００Ω、第２の抵
抗体の前記Ｔｃより低温側での抵抗値を６５０Ω程度、
高温側での抵抗値を２０にΩ程度とすると、発熱抵抗体
としての並列抵抗値は、前記Ｔｃ２の温度以下で約５０
０Ω、Ｔｃ２以上で約２０００Ωとなり、前述の第１の
装置例の場合と抵抗値特性は同等で、従って発熱特性も
ほぼ同等である。上述の抵抗値例では第２の抵抗体はＴ
ｃ２を境に約３０倍の抵抗値変化をしたが、材料の選択
によっては、２桁以上変化するものも可能である。

第１の装置例では単一の抵抗材料で、Ｔｃ２の前後で２
通りの抵抗値を実現していたが、第２の装置例では並列
抵抗で実現しているため、必要抵抗値実現のための材料
選択の自由度が高い。

本発明に関わる第３の装置例 材料選択の自由度の高い前述の第２装置例の構造を利用
し、前記Ｔｃ２以上の温度で、面積当りの消費電力があ
る程度低くなるように抵抗値設計をすると、第１１図に
示す発熱体表面温度の変化曲線（７２）ように、たとえ
ＤＣ電圧を印加し定常的な電力消費が行われても、発熱
体表面温度は発熱抵抗体が焼損しない温度範囲で発熱と
放熱が等しくなる平衡温度Ｔｅに達し、電圧印加を終了
しない限りほぼ前記平衡温度Ｔｅを維持することができ
る。前記第１の抵抗体のような通常の抵抗体単独でも平
衡温度を維持する状態を形成することは可能だが、本発
明に関わる熱記録装置の場合、前記平衡温度Ｔｅより若
干低い温度である前記ＴＣ２でバイアス温度のような温
度制御がされているため、前記平衡温度Ｔｅが、周辺の
温度条件に振られにくく、また、Ｔｃ２までの昇温を前
記第２の抵抗体での発熱が支援するため、より短時間で
かつ僅かな時間バラツキで平衡温度Ｔｅに達するメリッ
トがある。この様な安定した平衡温度Ｔｅを実現すると
、ｔｏｆｆのタイミング制御による階調記録制御の再現
性を高くでき、品質の優れた階調印字を提供できる。

本発明に関わる第４の装置例 第２の装置例における前記第１の抵抗体（７）を、前記
第２の抵抗体の相転移温度Ｔｃ２と異なるＴｅｌで金属
非金属（絶縁体あるいは半導体）転移する材料で構成す
ることも可能である。

例えば第１の抵抗体の相転移温度Ｔｅｌを２００℃、第
２の抵抗体の相転移温度を１５０℃とし、この様な構成
の発熱抵抗体に一定電圧を印加すると、発熱抵抗体の表
面温度は第１２図の発熱体表面温度の変化曲！ＩＩ（７
３）様な振舞いを示す。電圧印加を開始するｔｏｎから
温度ＴＣ２までは急峻な温度上昇をし、次いでＴｅｌま
では緩やかな温度上昇をし、その後の温度はより緩やか
な上昇かまたはＴｅ１以上によがらない安定した状態に
なる。この温度Ｔｅ１以上に昇温しない条件は、前記Ｔ
ｅ１以上の温度で前記第１および第２の抵抗体の並列抵
抗値が高く、Ｔｅ１以上に昇温さ廿るのに不十分な発熱
程度しかさせないことであって、前記Ｔｅｌの近傍温度
で前記第２の抵抗体が電圧印加され続ける間、金属相か
ら非金属相、非金属相から金属相へと前記相転移が起こ
り続ける状態を実現することである。この様な状態を実
現すれば前述の平衡温度Ｔｅの実現の場合と同様に、階
調記録が容易に行え、温度の高い領域即ち、ゴＣ２から
Ｔｃｌまでをやや緩やかな温度勾配にしているため、高
温部での発熱抵抗体周辺への熱衝撃をやわらげ、従って
信頼性の高い発熱構造となる。

第１図、第３図に示した第１および第２の装置例の発熱
抵抗体構造を、連続パルスで駆動した場合の、発熱抵抗
体表面の温度変化の様子を第１３図に、また第３および
第４の装置例の発熱抵抗体構造を、連続パルスで駆動し
た場合の、発熱抵抗体表面の温度変化の様子を第１４図
に示した。第１のパルスから第ｎのパルスまで、急勾配
で立ち上がり到達する中間温度Ｔｃは一定であり、第１
のパルスによるＴｃまでの昇温時間が、発熱抵抗体の初
期のバックグラウンド温度が低い分長めとなるが、第２
のパルス以降はほとんど発熱カーブが同じとなる。この
ように−切駆動上の制御を行うことなく一定発熱温度に
自己制御することができる。上記第１のパルスでの発熱
昇温時間が長いことは、たとえ昇華型階調プリンタなど
においても特に問題とならないが、厳密な記録濃度管理
を必要とする場合は、第１のパルス即ちバンクグラウン
ド温度が低い場合のみ昇温時間の長い分印加パルス幅を
延ばして、ピーク温度保持時間を均一に制御してやって
も良い。

階調記録を行う記録機器においては、直接感熱方式、昇
華転写方式、通電記録を問わず、印加パルス幅の長短で
階調制御することが一般的である。

従来の熱記録方法においては、パルス幅の長さと共に発
熱抵抗体のピーク温度が大きく変化してしまうため、階
調制御が難しかったが、本発明に関わる熱記録装置では
、少なくとも発熱昇温過程の中間温度が一定値に自己制
御されているため、パルス幅という時間のパラメータの
みで、発熱ピーク温度とインクなどに与える総熱エネル
ギーを再現性よく制御した階調制御が可能で、特に第３
、第４の装置例においてはピーク温度がより均一な状態
を実現でき、厳密な階調を実現できる。従来例では、６
４階調程度の相対濃度制御を行っていることもあるが、
絶対濃度制御では、せいぜい１６階調が原皮である。し
かし、本発明に関わる熱記録装置におけるサーマルヘッ
ドでは上述の説明によって明らかなように、絶対濃度制
御が容易であり、１２８階調、２５６階調も可能である
。第１５図は、階調制御に本発明に関わる第１、第２の
装置例の熱記録方法における、発熱抵抗体への印加パル
ス幅に対する、発熱抵抗体表面温度の温度波形を表した
図で、第１６図は、第３、第４の装置例の同様な発熱抵
抗体表面温度の温度波形を表した図である。それぞれの
図において、第１階調パルス（１９−１，２ｌ−１）に
よる発熱抵抗体温度波形（１８−１，２Ｏ−１）が、昇
温過程の途中で冷却降下開始しているが、この様な階調
パルス設定であっても、第Ｎ階調までのほとんどのパル
スのＰ：端が、発熱抵抗体の自己制御された中間温度Ｔ
ｃ（またはＴｃ２）に到達する時刻以降にあれば、階調
精度は高いものとなる。

第５の装置例 第３図、第４図、第５図に示した前述の第２の装置例で
は、前記第１の抵抗体と、第２の抵抗体の平面形状が同
一であったが、第６図のように異なる平面形状で第１の
抵抗体（１０）と第２の抵抗体〈１１）を並列させる場
合もある。第７図は、第６図における発熱抵抗体のｃ−
ｃ’断面図である。この第１の抵抗体（１０）の形状は
、発熱抵抗体の外形形状と一致し、第２の抵抗体（１１
）は、発熱抵抗体の中央部にスリットｂが開く形でａ部
に形成されている。前記第２の抵抗体（１１）には前記
第１の抵抗体（１０）が積層されている。

この第５の装置例の発熱抵抗体に電圧パルスを印加し発
熱させると、第６図におけるｃ−ｃ’断面の発熱抵抗体
表面温度分布の昇温過程での変化は、第１８図の発熱体
表面温度の分布的ｍ（７７）ようになる。前記第１の抵
抗体と第２の抵抗体が積層されているａ部は、温度Ｔｃ
に達するまですばやい昇温をし、ｂ部が温度の谷間とな
る。

ａ部が温度Ｔｃを越えると発熱抵抗体体の全領域ａ、ｂ
で前記第１の抵抗体による発熱のみとなり、緩やかな発
熱を一様にする。このＴｃ以上の状態では前記温度の谷
間となったｂ部に周囲のａ部の熱が拡散し、発熱抵抗体
断面の表面温度分布は台形形状に近づき、従来の発熱抵
抗体での温度分布が発熱抵抗体の中央部が温度ピークと
なるのに対し、発熱抵抗体形状に忠実な発熱温度分布と
なる。

第６の装置例 第８図に発熱抵抗体の平面図、第９図にこの発熱抵抗体
のＤ−Ｄ’断面図を示すように、第６図、第７図におけ
る第２の抵抗体（１１）を、逆にｂ部に設けａ部に設け
ないようにすると、第１７図に示した発熱体表面温度の
分布曲線（７６）のように、特に温度Ｔｃ近傍では、ｂ
部即ち発熱抵抗体中央部の温度ピークは従来以上に鋭く
なり、７０以上の高温はど温度ピークの鋭さが従来の鋭
さに近づいていく傾向をもつので、感熱記録における印
加エネルギ調整による網点式階調方法でのこの装置例の
利用は、従来困難だった低濃度（小面積）の階！ＩＩ域
の再現性向上をもたらす。またサーマルインクジェット
のように瞬間的な高温を局所的に必要とする液体インク
の気泡発生にも向いている。

第７の装置例 以上は、感熱記録紙などの記録媒体、または記録媒体に
転写されるインクドナーシート、液体インクに熱を印加
する発熱抵抗体の発熱温度を均一に制御する装置例であ
ったが、発熱抵抗層を持つ感熱記録紙やインクドナーシ
ートに、通電電極を持つ通電ヘッドによって電圧パルス
を印加し、前記発熱抵抗層を持つ感熱記録紙やインクド
ナーシート自身が発熱し記録する通電熱記録方法におい
て、前記発熱抵抗層にカーボン塗料などの通常発熱抵抗
材料からなる第１の抵抗層と、例えば温度Ｔｃ５で金属
非金属の相転移をする材料からなる第２の抵抗層の積層
発熱層を用いても発熱中間温度の均一自己制御によって
記録の均一化が図れる。

この通電熱記録における本発明の装置例を以下説明する
。

第１９図は、通電感熱記録装置の断面図であって、通電
感熱記録紙（５０）は、発色記録層（５１）、前記第２
の相転移抵抗層（５２）、前記第１の通常抵抗層（５３
）から威り、この第２の抵抗層（５２）は電気伝導度が
特定温度領域の低温側で金属的、高温側で非金属的な変
化をする素材を主成分とした材料を均一塗布した層ある
いは蒸着などによって形成された層である。上記電気伝
導度の変化を起こす特定温度領域Ｔｃ５は、高速記録型
、低消費電力型、階調記録型等記録装置によっても違い
を与えるべきであるが、例えば１００℃から１５０℃程
度が好適である。上記通電感熱記録紙（５０）が、プラ
テン（６６）と通電ヘッド（６０）に挟まれた状態で、
通ｉ通電極（６１）、帰路電極（６２）間に電圧パルス
を印加し、前記第１、第２の抵抗層（５２，５３）を発
熱させる。前記積層発熱層が発熱前記温度Ｔｃ５に達す
ると前記第２の抵抗層（５３）は抵抗値が急激に上昇し
発熱にほとんど寄与しなくなり、前記第１の抵抗層（５
２）による発熱に依って緩やかな発色層（５１）の昇温
をもたらし発色が行われる。

第８の装置例 第２０図は、熱溶融性インク層（５６〉と、導電層（５
４〉と、電気伝導度が特定温度Ｔｃ６の低温側で金属的
、高温側で非金属的な変化をする素材を主成分とした材
料からなる第２の抵抗粒子（５８）と、カーボン粒子な
どの通常の抵抗特性を持つ第１の抵抗粒子（５７）を分
散させた混合発熱抵抗層（５５）を設けた通電転写用イ
ンクドナーシートの断面図である。第２１図はこのイン
クドナーシートを用いた通電記録装置の断面図であり、
通電ヘッドの通電電極（６１〉と、この通電ヘッドから
幾分離れた箇所に設けられた帰路電極（６５）間の電流
は、前記インクドナーシートの混合発熱抵抗層（５５）
において、この層の深さ方向に主に流れる。前記相転移
する第２の抵抗粒子（５８）と前記第１の抵抗粒子（５
７）は、前記通電電極（６１）と前記導電層（５４）の
間で並列回路を構成しており、前記特定温度Ｔｃ６以下
では共に発熱に寄与し、Ｔｃ６以上では第２の抵抗粒子
はほとんど発熱に寄与しなくなる。

前記混合発熱抵抗層（５５）、導電層（５４）は、イン
クドナーシートに設けられていなくとも、発熱シートと
してインクドナーシートと別シートであっても構わない
。

前記第１９図、第２１図の発熱抵抗層に金属非金属転移
をする材料層（あるいは粒子）と通常抵抗層（あるいは
粒子）を用いた装置例において、前述の第２の装置例に
おける第１、第２の抵抗体を備えたサーマルヘッドを用
いた熱記録の場合と同様に、前記発熱抵抗層は、通を電
圧、通電時間、通電ヘッドの温度、発熱抵抗層を含む通
電感熱紙の通電前の温度、プラテンや環境温度等によら
ず、通電された場合の前記特定温度（Ｔｃ５あるいはＴ
ｃ６）にすばやく昇温し、その後援やかな昇温か行われ
る。従って発熱ピーク温度は、前記特定温度（Ｔｃ５あ
るいはＴｃ６）をヘースにして安定した温度を実現しや
すく、従来の様な熱制御をほとんど必要とせず、均一な
熱記録を実現できる。

本発明の実施例 つぎに、上述の全ての装置例における本発明の発熱駆動
の方法を実施例で説明する。

第２３図は、前述の各発熱抵抗体、発熱抵抗層に（４２
）のような電圧パルスを印加したときの、前記発熱抵抗
体、発熱抵抗層に流れる電流の波形（４１）を示してい
る。通電前の発熱抵抗体温度がＴｃ（あるいはＴｃ２）
以下の場合、例えば前述の第２の装置例における第２の
抵抗体の抵抗値が低く、発熱抵抗体としての抵抗値は、
第１の抵抗体と第２の低い状態での抵抗値の並列抵抗値
となっており、より多くの電流が流れる。この状態は、
第２の抵抗体が高温相に転移するＴｃ２の温度領域に到
達する時刻ｔｐまで続き、この時刻以降は、第２の抵抗
体の抵抗値が高くなる分、電流値が減少した状態となり
、通電パルスの終端までこの状態が持続する。一定電圧
駆動なら、発熱体抵抗値がｔｐ以前で約５００Ω、ｔｐ
以降で２０００Ωなら、電流値はｔｐ後に１／４番こ減
少する。

厳密には、前記第１の抵抗体の抵抗値は若干の温度依存
性があり、−船釣なサーメント抵抗体なら一数百ｐｐｍ
／℃の抵抗温度係数を持っていおり、また、前記第２の
抵抗体も、抵抗値が大きく変化する相転移温度領域から
離れた温度域でも若干の抵抗値の温度依存性を持ってい
るから、時刻ｔｐ以前のパルス印加時間帯、ｔｐ以降の
パルス印加時間帯においても電流値の若干の変動がある
。また、前記電流値は発熱抵抗体回路のり、Ｃ酸分の影
響も受ける。しかし、これらの前記を流値への影響は、
前記時刻ｔｐ近傍での電流値変化に較べ、ごく僅かであ
る。

ところで、各方式の熱記録装置においては、般に複数の
ドツトで記録画像を表現し、例えばサーマルヘッドの場
合には微少な発熱抵抗体を多数備え、各発熱抵抗体が前
記ドツトを表現せしめる。

前記記録装置に設けられるｔａｌ装置はむやみに大きく
することができないから、−ａ的には、前記複数の発熱
抵抗体を複数のブロックに分割して、これらのブロック
ごとに通電パルスを印加する時分割駆動が行われ、記録
における最大電力、即ち最大電流を小さくしている。本
発明に関わる記録装置においては、−ドツトのｉｌ’ｌ
パルス内で大きな電流変化が起きるから、たとえ、第２
２図に示したような各ブロックの駆動時刻を重ねない分
割駆動を行っても、電流容量に無駄が生じる。しかし、
第２４図に示したような、各ブロックの駆動の時間シフ
ト量を、第２３図におけるｔｏｎからｔｐの時間分だけ
とり、かつひとつのブロック内の発熱抵抗体数を少なく
設定すると、前記電源が供給する通電流の変動は少なく
なり、＆を電流も抑えることができる。

第２４図は、上述の考え方を元にしたブロック分割駆動
における、各ブロックへのパルス（４６１）印加タイミ
ングと、対応するブロックの電流波形（４５−ｉ）とを
示したタイくングチャートの例である。前記分割駆動の
シフト時間はｄｔである。第Ｎブロックのピーク電流部
分く第２３図の（４４）に対応する部分）は、第Ｎ−１
ブロツクの小電流部分〈第２３図の（４３〉に対応する
部分〉と重なっており、第Ｎ＋１ブロツクのピーク電流
部分も他のブロックの小電流部分と重なっている。すで
に述べたことだが、前記ピーク電流部分となるｔｏｎか
らｔｐの時間は、関わる発熱抵抗体の初期温度に依って
多少の変動をし、前記初期温度が低温なほど長くなる。

これは、発熱抵抗体が前記温度Ｔｃまで昇温するのに低
温から昇温して行くほど時間がかかるからである。瞬間
的にも、前記各ブロック間で前記ｔｏｎからｔｐまでの
時間が重ならないことが電源効率上は望ましいので、関
わる記録装置の最低動作保証温度でのｔｏｎからｔｐま
での時間より、ｄｉを若干長めに設定したタイミングで
ブロックの分割駆動を行えばよいわけである。また発熱
抵抗体あるいは発熱抵抗層周辺の温度を感知して、ｄｔ
をこの温度に応して変化させることもある。第２４図の
ように駆動すると、同し１！源容量の電源を用いた場合
、第２２図のようなタイミングで駆動した場合に較べ、
短時間で全てのブロックの駆動を完了することができ、
記録の高速化に役立つ。

上述のような、印加パルス幅（ｔｏｎからｔ。

ｆｆまでの時間）に較べ、十分短い時間であるｄｔの時
間シフトで分割駆動を行った場合には、電源の効率化の
他に、以下に述べるような記録の忠実性の上での利点が
ある。

サーマルヘッドを例にすると、複数の発熱抵抗体が直線
状に配列し、この発熱抵抗体列と直角な方向に感熱記録
紙を連続相対移動させて記録を行うが、例えば前記発熱
抵抗体列方向の１ドア）分の線幅の直線を記録しようと
した場合、ブロック分割のシフト時間ｄｔが、前記１ド
ツト分の線幅の距離を感熱記録紙が相対移動する時間に
較べ無視できないほど長いと、前記直線が前記ブロック
位置に対応した階段状の線となってしまう。ところが、
ｄｔを短くし分割数を増やした前記の駆動方法では階段
状の断差がｄｔの短さに対応して僅かなものとなって、
前記断差の目だたない直線として表現できる。従って、
図面のプロフタとしての用途などでは非常に有用な方法
である。

ところで前記の一連の金属非金［（あるいは絶縁体、半
導体）転移をする物質としては、酸化バナジウム系化合
物がある。酸化バナジウムに微量のＣｒをドープするこ
とによって室温より高い温度の領域で金属非金属的（あ
るいは絶縁体、半導体的）な電気伝導度の変化を起こす
。より高温側で非金属的（あるいは絶縁体、半導体的）
、より低温側で金属的な電気伝導度をもつ、バナジウム
、酸化バナジウムとも高融点物質であって発熱抵抗体と
して使用可能である。発熱抵抗膜としてスパッタリング
等に薄膜プロセスによる底膜が可能であり、パウダ化し
てバインダを混ぜるなどしてペースト化して、あるいは
有機金属化して塗布等厚膜プロセスによる製造等も可能
である。前記第８の装置例（通電熱記録における装置例
）では、発熱抵抗層の厚さ程度の均一に粒径がそろった
粒子を用いる。いずれの場合も、Ｉｆｉ、Ｍ、整粒され
た酸化バナジウム成分は、少なくとも多結晶構造を必要
とする。スパックリングの場合、金属バナジウムとクロ
ムの合金ターゲット、あるいはクロムを埋め込んだ金属
ハナジウムターゲントをアルゴンと酸素ガスを用いてス
パッタする方法、酸化バナジウム粉体と酸化クロム粉体
を焼結したターゲットを、アルゴンガスまたはアルゴン
ガスに酸素を微量混合して高周波スパッタする方法等が
ある。

いずれのスパックリングにおいても、より結晶状態を確
実にするため着膜部の温度は数百℃以上であることが望
ましいが、酸膜後レーザ照射や真空７アニール熱処理し
て結晶性を上げる方法もある。

Ｃｒを適量ドープした場合、電気伝導度は上記転移温度
において２〜３桁変化するので、発熱抵抗体や通電感熱
紙の発熱抵抗層として利用すると、一定電圧印加状態に
おいて、上記転移温度の上下で消費電力値として２〜３
桁変化し、熱記録という観点からは実質的に発熱非発熱
の変化を伴う。

従って窒化タンタルやサーメット等の通常抵抗体を並列
に組み込めば、前述の一連の装置例の発熱抵抗体を実現
できる。前記酸化バナジウムにドープするＣｒの割合を
変えると、前記転移温度を変化させることが可能であっ
て、前記一連の中間温度Ｔｃの温度の設定が可能となる
。Ｃｒをドープしない酸化バナジウムでは抵抗値変化の
割合は小さく、かつ温度に対して緩やかな変化であるが
、約４００℃を境に低温側から高温側に向かって１桁近
いの抵抗値上昇があり、本発明に関わる第１の装置例の
様な単独材料構成の発熱抵抗体に利用できるし、通常抵
抗体材料と組み合わせた発熱抵抗体材料としても可能で
ある。例えば、前述の第２の装置例では、抵抗膜として
第１の抵抗体と第２の抵抗体を別の層として設けたが、
酸化バナジウムなどの相転移材料が、他の金属（例えば
タンタル）との混合構造の膜においてもその相転移特性
を保てるなら、混合膜として発熱抵抗体を形成すること
もできる。この場合前述の第１の装置例と同様の単一発
熱抵抗体膜となり、発熱抵抗体の底膜、バターニングと
いった加工上の簡略化が図れる。

第２５図は、前述の第１の装置例における金属非金属転
移をする発熱抵抗体の線抵抗の温度変化を表す図である
。線抵抗自体は、膜厚、線幅によって変化するので参考
値ではあるが、前記Ｃｒをバナジウムに対し０．５％程
度ドープした酸化バナジウムでは、線抵抗特性カーブ（
３１）のように約１５０℃で３桁はどの抵抗値変化があ
る。Ｃｒのドープ量によって抵抗値変化を起こす温度領
域は変化し、Ｃｒのドープ量を増やしていくと前記抵抗
値変化の温度領域は徐々に低温側ヘシフトしてくる。Ｃ
ｒのバナジウムに対するドープ量が数％を超えると、低
温側から高温側に向かう抵抗値増大の変化が消失してし
まうため本発明に関わる装置機能の目的を達しにくくな
る。上述のように、Ｃｒのドープ量が抵抗変化の温度特
性を変化させるため、酸化バナジウムに対するＣｒのド
ープ量の試料内のミクロ的な不均一度によって、上記線
抵抗の変化は、例えば第２５図（３２）のカーブのよう
にある温度幅を持つなだらかなものとなることもある。

この様ななだらかな変化であっても本発明に関わる装置
機能の目的は達せられる。

また、例えば−辺０．数ｍｍの発熱抵抗体に通電して昇
温させようとしたとき、発熱抵抗体内では空間的に均一
に温度上昇が起こらないので、例えばサーマルヘッドの
発熱抵抗体に上述の物質を用いた場合、発熱抵抗体とし
ての抵抗値の変化は、見かけ上第２５図（３２）のよう
ななだらかなものとなるが、この場合においてもミクロ
的には前記中間温度Ｔｃまではすばやい昇温とＴｃ以上
の温度ではゆるやかな昇温の状態が起こっている。

従って、昇温の遅い部分はよりすばやい昇温を続け、速
い昇温部分は速やかにおだやかな昇温状態に移行するた
め、発熱抵抗体内の温度分布をより均一な方向に補正す
るような機能をもち、従来の感熱記録方法等と比較して
、より記録ドツトの忠実度が高い記録を実現できる利点
も持ち合わせる。

上述のすべての装置例において、発熱抵抗体の発熱昇温
過程の昇温速度の変化する中間温度（ＴＣ）は、たとえ
発熱抵抗体上に吸熱源である感熱紙等の記録媒体が接触
していても、あるいは接触していなくとも変化せず、前
記中間温度以上ではより緩やかな温度変化をするから、
従来の熱記録におけるサーマルヘッドにおける発熱抵抗
体の無給紙状態での発熱ピーク温度の異常上昇による発
熱抵抗体の劣化、破壊が、本発明に関わる記録装置にお
ける発熱抵抗体では起こりにくいまた、ノイズ等による
駆動制御回路やＣＰＬＪの誤動作、暴走などの事態に対
しても高い信頼性を発揮する。

上述のことは通電熱記録においても、回路暴走などによ
る通電感熱記録紙の異常発熱、発火、プラテン等の機器
部品の破壊等を起こす危険が少なく機器の信頼性、安全
性を高めることで共通する効果である。

なお、上述の全ての装置例において、発熱抵抗体、発熱
抵抗層等の抵抗特性は、特に特定温度において不連続に
電気伝導度が変化する・ことが必要なわけではなく、特
定の幅を持った温度領域で連続的に温度変化ものであっ
ても構わない。前記発熱抵抗体としての抵抗値変化とし
て、１．５倍から１０倍程度の変化が有れば十分な効果
を発揮する。この変化量は、一定電圧の印加条件下で、
発熱による昇温が記録に必要な温度まで到達することの
できる電力消費（エネルギ）をもたらす抵抗値と、記録
にかかわる温度レベルにおいて電力消費（エネルギ）が
少なくとも発熱抵抗体や発熱抵抗層の温度を維持する大
きさ程度の抵抗値の現実的な比率を意味している。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、発熱抵抗体等
が置かれているあらゆる温度環境に対しても、従来より
均一な、再現性のよい温度制御が可能で、均一かつ再現
性の高い高品質な記録が可能。記録素子の熱特性バラツ
キに対しても、記録特性のバラツキを抑えることが可能
。発熱抵抗体抵抗値、発熱抵抗層のシート抵抗値のバラ
ツキに対しても、記録特性のバラツキを抑えることが可
能。高精度の濃度階調制御や網点階調制御が容易。記録
機器における温度検出等の温度情報収集回路や記録濃度
補正回路が簡単で済み、機器を小型、安価に提供するこ
とが可能０発熱抵抗体の耐暴走等に関して高信頼性かつ
より安全。発熱温度分布が発熱体形状に忠実で記録品質
に優れる。

等の優れた性能を備える熱記録装置などにおいて、■　
電源容量を小型にできる。

■　高速記録が可能。

■　発熱抵抗体列、あるいは通電電極列による直線の記
録が忠実に行える。

等の優れた効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に関わるサーマルヘッドの平面図、第
２図は、第１図のサーマルヘッドの発熱抵抗体の断面図
、第３図は、本発明に関わる発熱抵抗体の平面図、第４
図、第５図は、第３図の発熱抵抗体の断面図、第６図は
、本発明に関わる発熱抵抗体の平面図、第７図は、第６
図の発熱抵抗体の断面図、第８図は、本発明に関わる発
熱抵抗体の平面図、第９図は、第８図の発熱抵抗体の断
面図、第１０図、第１１図、第１２図は、本発明に関わ
る装置例における発熱抵抗体の表面温度変化を表す図、
第１３図、第１４図は、本発明に関わる装置例における
発熱抵抗体の表面塩度の連続発熱での変化を表す図、第
１５図、第１６図は、本発明に関わる装置例における発
熱抵抗体の表面温度の階調制御での温度変化を表す図、
第１７図、第１８図は、本発明に関わる装置例における
発熱抵抗体の表面温度の分布を表す図、第１９図は、本
発明に関わる通電感熱記録装置の要部断面図、第２０図
は、本発明に関わる通電熱転写用インクドナーシートの
断面図、第２１図は、本発明に関わる通電熱転写記録装
置の要部断面図、第２２図、第２４図は、本発明の実施
例における発熱抵抗体の駆動タイミングとｉｉ電流波形
表すタイミングチャート、第２３図は、本発明の実施例
における発熱抵抗体の駆動電流波形を表す図、第２５図
は、本発明に関わる発熱抵抗体を構成する抵抗体の抵抗
値特性を表す図である。 ｌ・・・発熱抵抗体 ７．１０・・・第１の抵抗体 ８．１１・・・第２の抵抗体 ２・・・個別電極 ３．５・・・共通電極 ４・・・スイッチング素子 １Ｂ−Ｎ、２０−Ｎ・・・発熱抵抗体表面温度１９−Ｎ
、２１−Ｎ・・・階調通電パルス３１．３２・・・抵抗
体の抵抗値特性 ４１．４５．４７・・・電流波形 ４２．４６．４８・・・通電パノＰス ε０・・・通電感熱紙 ５１・・・発色記録層 ５２・・・第１の抵抗層 ５３・・・第２の抵抗層 ５４・・・導電層 ５５・・・混合発熱抵抗層 ５６・・・インク層 ５７・・・第１の抵抗粒子 ５８　・　・ ６０　・　・ ６１　・　・ Ｔｃ　　　Ｔ Ｔｅ　　・　・ ｔ　Ｏｎ　・ ｏｆｆ ｔｐ　　・　・ ｄｔ　　・　・ 第４図 ・第２の抵抗粒子 ・通電ヘッド ・通電電極 ｃｌ、Ｔｃ２・・抵抗体の相転移温度 ・発熱抵抗体の平衡温度 ・・通電パルス印加時刻 ・・・ｉ！電パルス印加終了時刻 ・Ｔｃ到達時刻 ・駆動シフト時間 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発熱抵抗体を複数のブロックに分割し、こ
   の各ブロックに含まれる前記発熱抵抗体ごとに、発熱の
   ための通電パルスを時分割に印加する方法であって、 前記発熱抵抗体における前記通電パルス印加時間内の各
   発熱抵抗体における消費電流値がより大きな第１の電流
   消費状態と、この第１の電流消費状態と大きく異なるよ
   り小さい電流値を消費する第２の電流消費状態との少な
   くとも２つの状態間を、前記第１の電流消費状態から前
   記第２の電流消費状態に遷移する消費電流特性を備え、 前記任意のブロックに含まれる発熱抵抗体への通電パル
   ス印加時間内の前記第１の電流消費状態が、別の任意の
   ブロックに含まれる発熱抵抗体への通電パルス印加時間
   内の前記第１の電流消費状態と重ならないタイミングで
   、前記複数のブロックを時分割駆動することを特徴とす
   る熱記録装置における発熱抵抗体の駆動方法。
2. （２）前記任意のブロックに含まれる発熱抵抗体への通
   電パルス印加時間内の前記第２の電流消費状態と、この
   ブロックより遅れて通電パルスを印加する別のブロック
   に含まれる発熱抵抗体への通電パルス印加時間内の、前
   記第１の電流消費状態とが重なる部分をもつタイミング
   で、前記複数のブロックを時分割駆動することを特徴と
   する第１項記載の熱記録装置における発熱抵抗体の駆動
   方法。