JPS61139457A - 感熱記録ヘツド - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ファクシミリ、プリンタ等に使用される感熱
記録ヘッドに関する。

〔発明の背景〕

ファクシミリ、プリンタ等が扱う情報が拡大し、印字記
録において、（り低消費電力化、（２）高精細化、（３
）中間調表現（多階調）　、（４）カラー化が技術課題
として課せられている。ここで感熱記録方式において、
この技術課題を達成するにあたっての問題をのべる。カ
ラー化は、転写型感熱記録方式（以下感熱転写方式と略
す）において、異なったインクフィルムを使用し可能で
ある。高精細化は、感熱ヘッドの記録密度が向上しく６
〜１６ドツト／　ｙ　）良い結果が得られている。中間
調表現は、昇華性染料フィルムを使用した転写型感熱記
録方式（以下昇華型感熱転写方式と略す）により、感熱
記録ヘッドへの印加パルスの長さでヘッドに加えるエネ
ルギーを制御し、インクの昇華量及び付着量を変化させ
濃度による多階調（例えば３２階調）が可能である。し
かしながら、熱溶融性インクフィルム使用転写型感熱記
録方式（以下インク型感熱転写方式と略す）では、イン
クが記録媒体に付着するか否かという制御しかできない
ために、ヘッドに加えるエネルギーを制御しても、せい
ぜい４〜６階調程度しか出せなかった。ところが、ヘッ
ドに加える記録に必要なエネルギー量は、昇華型感熱転
写方式の場合は５０〜ｔｏｏｍ’／ｍ２程度、インク型
感熱転写方式の場合は１０１１１１’／闘”程度となっ
ていて、約１０倍程度の違いがあった。

以上から、多くの技術課題のうちいくつかを選択的に満
足する感熱記録方式のうちの一つは何らかの方法により
多階調を得るインク型感熱記録方式となる。

第１図及び第２図は、上記した感熱記録方式に用いられ
る従来ヘッドの発熱抵抗体部分を示したもので、第１図
は、薄膜型感熱記録ヘッド、第２図は、厚膜型感熱記録
ヘッドの代表的な構成を示す。

第１図において、１は絶縁性基板、２は基板上に形成さ
れた電極で、電極の一方は共通電極３に、他方は発熱抵
抗体を通し信号電極４につながっている。各信号電極４
は、図示しない駆動回路（ドライバー）に接続されてお
り、情報の有無に対応し通電できるように構成されてい
る。今、情報により、信号電極４ａが導通可能となると
、印字電圧が発熱抵抗体５ａに加わり発熱抵抗体５ａと
ほぼ等しい形状の１ドツトが印字できる。

第２図において、６は絶縁性基板、７は基板上に形成さ
れた電極で、電極の一方は共通電極８に、他方は発熱抵
抗体を通し信号電極９につながっている。各信号電極９
は、図示しない駆動回路（ドライバー）に接続されて２
つ、情報の有無に対応し通電できるように構成されてい
る。今、情報により、信号電極９ａが導通可能となると
、印字電圧が、発熱抵抗体１０ａ及び１０ｂに加わり、
破線で囲んだ発熱抵抗体とほぼ等しい形状の１ドツトが
印字できる。

従来、感熱記録ヘッドを使用した感熱転写方式で濃度階
調以外の中間調表現方法として、一画素を複数個のドツ
トで構成し、印字個数を変えて中間調を表現する組繊的
ディザ法が上げられる。ディザの階調数は、１画素の構
成ドツト数をｎ個とすると、（ｒｌ＋１）階調となる。

しかしながら、多階調を有するディザ法は、画素を大き
くとる必要がある事から高精細化にむいていない。

そこで感熱ヘッドの構造、パターン等により、多階調化
と高精細化とを両立させる方法がある。

その１つとして、印字電圧を加える電極の組合せを変え
、より多くの印字パターンを得る方法がある。

従来、この種の感熱ヘッドの中には、例えば特開昭５８
−１３６４６１号公報に示される基板上に形成された帯
状の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の両側から互いに対
向するように設けられた２つのリード電極群と、前記２
群のリード電極の互いに対向するものの間に位置する発
熱抵抗体で、それぞれが形成された第１の発熱素子群と
、前記２群のリード電極の一方の群の隣合う電極間に位
置する発熱抵抗体で、それぞれが形成された第２の発熱
素子群とを具備したことを特徴とする感熱ヘッドが知ら
れている。

しかし、隣接する電極間による組合せにより印字パター
ンを得るものであり、高精細、多階調を得るには選択で
きる印字パターンの攬類がまだ不十分と考えられる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ドツトの集合で１画素を表現し、多階
調を得る面積階調法を使用する際に異なる印字形状を選
択できることにより、従来必要だった画素サイズより小
さい画素でも多階調を可能とする感熱ヘッドを提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、発熱抵抗体に、
ある温度以上で急激に電気抵抗値の急増する正特性サー
ミスタ（ＰＴＣ）を用い、かつ複数の信号電極の先端部
分（以下端面と略）を、発熱抵抗体の両端面に沿って位
置させ、選択的に電極のインピーダンスのＨｉ、Ｌｏｗ
を切換え所望の電極間のみ導通可能とする回路を有する
ことで、所望のパターン印字を可能とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第３図は、本発明による感熱記録ヘッドの一実施例の構
成を示し、１１は絶縁性基板、１２は信号電極、１３は
信号電極でそれぞれ図示しない駆動回路（ドライバー）
に接続されている。１４は信号電極１２、信号電極１３
の上もしくは下に重ねて形成された帯状の発熱抵抗体で
ある。

本発明の第一の特徴は、複数の信号電極が、発熱抵抗体
の両端面に沿って位置する場所にある。

また本発明の第二の特徴は発熱抵抗体に、インクフィル
ムの溶融温度以上に達すると、電気抵抗が急激に増加す
る正特性サーミスタ（以下ＰＴＣと略記する）を用いる
ことＫある。

第４図は本発明に用いるＰＴＣの抵抗率温度特性の一例
を示したものであり、約２５０℃・以上で抵抗率が約４
桁程度増加することがわかる。

次に第５図、第６図を用いて本発明による感熱記録ヘッ
ドの動作を示す。

第５図は、第３図で示した感熱記録ヘッドの発熱抵抗体
の一部を示すもので、１５．１６は信号電極、１７は発
熱抵抗体である。今、情報により電極１５Ｃ，１６ａが
導通可能とし、印字電圧を加えると、両電極にはさまれ
た発熱抵抗体１７０１８部に電流が集中して流れる。つ
まり発熱抵抗体１７の１８部が高温となる。

第６図はＰＴＣ使用した発熱抵抗体を）＋１１．Ｒ２゜
Ｒ３の３抵抗で模式的に表わした図であり、上記の現象
は（ａ）図に相当する。（ａ１図において抵抗値はＲ３
＞Ｒ２＞Ｒ１の関係にあり、電流はシｌ　）　ｉｔ　２
　）　Ｌ　３となりＷｃ５図の１８に相当する抵抗ｌｘ
が高温くなる。ところで、さらに電圧を印加しつづける
と抵抗体Ｒ１は抵抗値変化温度に達し抵抗値が急増し：
Ｒ’ｒ　ｘ　Ｒ２どなる。（ｂ）図は、その現象を表わ
しており、抵抗値はＲａ　）Ｒ２ｘ積、電流は、Ｌ’ｌ
＝↓′２）　ｉｔ　３となり抵抗Ｒ２が高温となる。こ
れは第５図において第６図のＲ２に相当する発熱抵抗体
１７の１９ａ　、　１９ｂが高温になる現象にあたる。

さらに電圧を印加しつづけると抵抗体Ｒ１，Ｒ２は抵抗
値変化温度に達し、抵抗値Ｒ１と抵抗値が急増した禎。

凡３は等しくなる。（Ｃ）図はその現象を表わしており
、抵抗値比３Ｗ　Ｒ’ｚ　ｗ　Ｒｔ、電流Ａ１ｘＡ！−
↓３となり抵抗体Ｒ３が高温になる。これは、第５図に
おいて第６図のＲ３に相当する発熱抵抗体１７の２０ａ
。

２０ｂが高温になる現象にあたる。

上記の現象は、所望の電極間による印字が可能であるこ
とを゛示すと同時に、印加電圧のパルス長さにより、面
積階調が可能なことをも示す。

従来技術による発熱抵抗体を使用した感熱記録ヘッドで
上記と同じ駆動方法をとると、第５図の１８部に相当す
る発熱抵抗体が高温となり、１９．２０部に相当する発
熱体は低温になる。また１９．２０部で印字可能となる
ように電圧を印加すると、１８部が必要以上に高温とな
り、効率が悪くなるだけでなく、高温により発熱抵抗体
が破壊される。

本発明の発熱抵抗体は、自己の温度で抵抗値を制御する
ので、必要以上に高温にならず、効率が良（なるだけで
なく、高温により発熱抵抗体が破壊される恐れがない。

以上、本発明感熱記録ヘッドの発熱抵抗体の発熱過程に
ついて説明した。次に信号電極に電圧を加える駆動回路
（ドライバー）の１例を図を使い説明する。

第７図は、出力にハイ・インピーダンスの状態を持つド
ライバー回路の１例である。

Ｇ１はＮＯＲゲート、Ｇ２はインバータ、Ｇ３はＮ人Ｎ
Ｄゲート、Ｑｌ、Ｇ２は駆動用トランジスタ、ｒｌ、ｒ
２はベース電流制限抵抗、８１．８２は入力信号、Ｅｌ
は出力信号である。このドライバーは第３図の信号電極
１２．１３の各々に１組づつ接続されている。論理ゲー
トＧｌ〜Ｇ３、駆動用トランジスタＱｌ、Ｑ２は、正負
二電源のもとで動作し、入力信号Ｆｈ　、８２により出
力信号Ｅ１を制御する。入力信号８１．８２に対する出
力信号Ｅ１を真理値表にし第７図内に示した。第５図に
示した印字例を実施してみる。まず信号電極１５ｃのド
ライバーの入力信号８１．８２を、Ｓｌを正Ｓ２を負と
し、信号電極１６ａのドライバーの入力信号Ｓｌ、８２
を８１を負、Ｓ２を負とし、他の信号電極のドライバー
の入力信号Ｓ２を正とする。これにより、信号電極１６
ａに正の電圧、１５Ｃに負の電圧、他の信号電極はハイ
・インピーダンスとなり、信号電極１６ａ、１５Ｃ，間
に印字電圧が印加される。

第８図は、従来の感熱記録ヘッドによる階調表現の１例
である。３ドツト使用による階調数は４階調である。

第９図は、本発明による感熱記録ヘッドによる階調表現
の１例の１部である。３ドツト便用による階調数は従来
ヘッドの階調数の１０倍以上存在する。

さらに、印加電圧のパルス長さによる面積階調を入れる
と、第９図に示した階調表現よりさらに多くの階調表現
が可能となる。

上記実施例においては、各信号電極の駆動はトランジス
タを用いたが他のスイッチ手段（たとえはメカニカルス
イッチや真空管等）によっても実現可能である。また、
発熱抵抗体にＰＴＣを用いたが、他の同様な性質を持つ
材料を用いても実現可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、発熱ドツト形状を多種類選べ、さらに
感熱記録ヘッドに印加する電圧のパルス幅を制御するこ
とにより、発熱体の面積を可変できるため、多階調表現
において、高精細な印字が可能であり、また、熱溶融性
インクフィルム使用の転写型感熱記録方式を用いること
ができるため、低消費電力であるという大きな効果があ
る。また、感熱記録ヘッドの発熱素子が温度上昇により
熱破壊するという恐れがないため、耐久性に優れ、信頼
性の高い感熱記録ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来技術による感熱記録ヘッドの
発熱素子構成図、第３図は本発明の一実施例の感熱記録
ヘッドの発熱素子構成図、第４図は本発明による感熱記
録ヘッドに用いる発熱抵抗体の説明図、第５図及び第６
図は本発明による感熱記録方式の説明図、第７図は駆動
回路の説明図、第８図は従来技術による感熱ヘッドの印
字例説明図、第９図は本発明による感熱記録ヘッドの印
字列を示した説明図である。 １２・・・信号電極 １３・・・信号電極 １４・・・発熱抵抗体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、絶縁性基板上に、発熱抵抗体と、発熱抵抗体を発熱
   させるための電極を有する感熱記録ヘッドにおいて、連
   続する発熱抵抗体の両端面に沿い発熱抵抗体に導通可能
   な所に、複数の電極の端面を位置させる構成にするとと
   もに、発熱抵抗体を所定の温度以上で、電気抵抗が急増
   する材料で形成し、各電極にスイッチを設け、所望の電
   極間を導通可能とする回路を有することで、所望の発熱
   部分形状を得ることを可能とすることを特徴とする感熱
   記録ヘッド。