JP2009248521A

JP2009248521A - Thermal head

Info

Publication number: JP2009248521A
Application number: JP2008102056A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Muraki; 薫村木; Masatoshi Nakanishi; 雅寿中西
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-10
Also published as: JP5468211B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal head, further safely usable, causing less failure. <P>SOLUTION: This thermal head A includes a substrate 10 forming a heating element 20 having a plurality of heating parts 21, a driving IC 30 for selectively heating the plurality of heating parts 21, and a temperature sensor 51 for measuring the temperature of the substrate 10. The thermal head A records an image on a recording material by selectively heating the plurality of heating parts 21, and is characterized in that a control means 52 is incorporated for controlling the driving IC 30 so as to stop heating of the heating element 20 when a measuring result by the temperature sensor 51 exceeds a predetermined value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、印刷装置などに組み込まれるサーマルヘッドに関する。 The present invention relates to a thermal head incorporated in a printing apparatus or the like.

図２は、従来のサーマルヘッドの一例を示している（特許文献１参照）。図２に示すサーマルヘッドＸは、基板９１、発熱体９２Ａに並べられた複数の発熱部９２、複数の駆動ＩＣ９３、複数の導電層９４、および、温度センサ９５を備えている。複数の駆動ＩＣ９３は、複数の導電層９４を介して複数の発熱部９２に接続されており、複数の発熱部９２を選択的に発熱させる。このサーマルヘッドＸは、複数の発熱部９２を選択的に発熱させることにより、記録材料に所望の画像を記録することができるように構成されている。複数の駆動ＩＣ９３は、外部に設けられたシステムコントローラ９６からの信号に従って動作する。 FIG. 2 shows an example of a conventional thermal head (see Patent Document 1). The thermal head X shown in FIG. 2 includes a substrate 91, a plurality of heating portions 92 arranged on a heating element 92A, a plurality of driving ICs 93, a plurality of conductive layers 94, and a temperature sensor 95. The plurality of driving ICs 93 are connected to the plurality of heat generating portions 92 through the plurality of conductive layers 94, and selectively heat the plurality of heat generating portions 92. The thermal head X is configured to record a desired image on a recording material by selectively generating heat from the plurality of heat generating portions 92. The plurality of driving ICs 93 operate in accordance with a signal from a system controller 96 provided outside.

このようなサーマルヘッドＸでは、発熱体９２Ａの異常な発熱によって部品が融解したり、発火したりすることを防ぐために、温度センサ９５が内蔵されている。温度センサ９５は、駆動ＩＣ９３周辺の温度を検知し、その測定結果をシステムコントローラ９６に送信する機能を有している。システムコントローラ９６は、温度センサ９５からの情報をもとに、発熱体９２Ａによる基板９１の温度上昇が危険な状態か否かを判断する。システムコントローラ９６は、発熱体９２Ａによる温度上昇が危険な状態であると判断した場合には、駆動ＩＣ９３に発熱部９２の発熱を停止させる信号を送るように設定されている。このようにして、サーマルヘッドＸは、発熱体９２Ａの過熱による故障に備えていた。 In such a thermal head X, a temperature sensor 95 is incorporated in order to prevent parts from melting or igniting due to abnormal heat generation of the heating element 92A. The temperature sensor 95 has a function of detecting the temperature around the drive IC 93 and transmitting the measurement result to the system controller 96. Based on information from the temperature sensor 95, the system controller 96 determines whether or not the temperature rise of the substrate 91 by the heating element 92A is dangerous. The system controller 96 is set to send a signal to stop the heat generation of the heat generating portion 92 to the drive IC 93 when it is determined that the temperature rise by the heat generating element 92A is dangerous. In this way, the thermal head X is prepared for a failure due to overheating of the heating element 92A.

しかしながら、サーマルヘッドＸでは、システムコントローラ９６との通信状態が不良となった場合に、発熱体９２Ａの過熱による故障や発火事故を防ぐことができなかった。また、システムコントローラ９６は、複数の駆動ＩＣ９３の制御も行っているため、構造が複雑になりやすく、その分故障も多くなっている。システムコントローラ９６に故障が生じた場合にも、サーマルヘッドＸは、発熱体９２Ａの過熱のよる故障を防ぐことができなかった。 However, in the thermal head X, when the communication state with the system controller 96 becomes defective, failure due to overheating of the heating element 92A or ignition accident cannot be prevented. Further, since the system controller 96 also controls a plurality of drive ICs 93, the structure is likely to be complicated, and the number of failures increases accordingly. Even when a failure occurs in the system controller 96, the thermal head X cannot prevent a failure due to overheating of the heating element 92A.

特開２００５−３４３０４６号公報JP 2005-343046 A

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より故障しにくく、より安全に利用することができるサーマルヘッドを提供することをその課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide a thermal head that is less prone to failure and can be used more safely.

本発明によって提供されるサーマルヘッドは、複数の発熱部を有する発熱体が形成された基板と、上記複数の発熱部を選択的に発熱させるための駆動ＩＣと、上記基板の温度を測定するための温度センサと、を備え、上記複数の発熱部を選択的に発熱させて記録材料に画像を記録するサーマルヘッドであって、上記温度センサによる測定結果が所定の値を超えた場合に、上記発熱体の発熱を停止させるように上記駆動ＩＣを制御する制御手段を内蔵することを特徴とする。 The thermal head provided by the present invention includes a substrate on which a heating element having a plurality of heating portions is formed, a driving IC for selectively heating the plurality of heating portions, and a temperature of the substrate. A thermal head that selectively heats the plurality of heat generating portions to record an image on a recording material, and when the measurement result by the temperature sensor exceeds a predetermined value, Control means for controlling the drive IC so as to stop the heat generation of the heating element is incorporated.

このような構成によれば、上記制御手段が上記サーマルヘッド内に内蔵されているため、外部との接続状況が悪い場合や外部の機器に異常が生じた場合であっても、より確実に上記発熱体による過熱を防ぐことができる。このため、上記サーマルヘッドは、温度が上がり過ぎて故障することが起こりにくく、より安全に使用することができる。 According to such a configuration, since the control means is built in the thermal head, even when the connection condition with the outside is bad or when an abnormality occurs in the external device, the above-mentioned control means is more sure. Overheating by the heating element can be prevented. For this reason, the thermal head is less likely to fail due to excessive temperature rise and can be used more safely.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記温度センサおよび上記制御手段が組み込まれたＩＣチップを備えている。このような構成によれば、上記温度センサと上記制御手段とが１つのＩＣチップに組み込まれているため、上記温度センサによる測定結果を上記制御手段へより安定して伝達することができる。このため、上記サーマルヘッドは、より故障が起こりにくく、安全に使用することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, an IC chip in which the temperature sensor and the control means are incorporated is provided. According to such a configuration, since the temperature sensor and the control means are incorporated in one IC chip, the measurement result by the temperature sensor can be more stably transmitted to the control means. For this reason, the thermal head is less likely to fail and can be used safely.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は熱伝導性が良好な基板であり、上記温度センサおよび上記制御手段が上記基板に実装されている。このような構成によれば、上記温度センサは、上記発熱体が形成された上記基板の温度をより正確に検知することができる。このため、上記サーマルヘッドは、上記基板の温度を検知することによって上記発熱体による過熱をより確実に防ぐことができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the substrate is a substrate having good thermal conductivity, and the temperature sensor and the control means are mounted on the substrate. According to such a configuration, the temperature sensor can more accurately detect the temperature of the substrate on which the heating element is formed. For this reason, the thermal head can more reliably prevent overheating by the heating element by detecting the temperature of the substrate.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１は、本発明に係るサーマルヘッドの一例を示している。図１に示すサーマルヘッドＡは、基板１０、複数の発熱部２１を有する発熱体２０、駆動ＩＣ３０、配線４０、ＩＣチップ５０、および、コネクタ６０を備えている。このサーマルヘッドＡは、たとえば感熱紙を加熱して印刷を行うのに用いられるものである。 FIG. 1 shows an example of a thermal head according to the present invention. A thermal head A shown in FIG. 1 includes a substrate 10, a heating element 20 having a plurality of heating portions 21, a driving IC 30, wiring 40, an IC chip 50, and a connector 60. The thermal head A is used, for example, for printing by heating a thermal paper.

基板１０は、熱伝導性に優れた基板、たとえばセラミック基板またはエポキシ樹脂基板であり、平面視において長矩形状を呈している。基板１０上には、６個の駆動ＩＣ３０、ＩＣチップ５０、および、コネクタ６０が実装されており、発熱体２０と回路を構成する配線４０とが形成されている。 The substrate 10 is a substrate having excellent thermal conductivity, such as a ceramic substrate or an epoxy resin substrate, and has a long rectangular shape in plan view. On the substrate 10, six drive ICs 30, an IC chip 50, and a connector 60 are mounted, and the heating element 20 and the wiring 40 constituting the circuit are formed.

発熱体２０は、基板１０の幅方向の一方の端部寄りの位置に長手方向に沿って延びるように形成されており、長手方向に沿って並ぶ複数の発熱部２１を有している。発熱体２０は、たとえば、酸化ルテニウムを導体成分とする厚膜抵抗体ペーストを印刷・焼成することによって形成されている。 The heating element 20 is formed so as to extend along the longitudinal direction at a position near one end in the width direction of the substrate 10, and has a plurality of heating parts 21 arranged along the longitudinal direction. The heating element 20 is formed, for example, by printing and baking a thick film resistor paste containing ruthenium oxide as a conductor component.

駆動ＩＣ３０は、基板１０の長手方向に沿って６個並ぶように配置されている。駆動ＩＣ３０は、コネクタ６０を通じて外部からの入力を受信し、それに従って複数の発熱部２１を選択的に発熱させるように構成されている。 Six drive ICs 30 are arranged along the longitudinal direction of the substrate 10. The drive IC 30 is configured to receive an input from the outside through the connector 60 and selectively heat the plurality of heat generating units 21 according to the input.

配線４０は、発熱体２０と平行に延びる共通配線部４１、共通配線部４１から延出する延出部４２、駆動ＩＣ３０から発熱体２０に向けて延びる個別配線部４３、および、駆動ＩＣ３０とＩＣチップ５０とを繋ぐ連結配線部４４を備えている。共通配線部４１は、発熱体２０と基板１０の幅方向の一方の端部との間に配置されており、基板１０の長手方向における一方の端部は、コネクタ６０から延びる配線に通じている。延出部４２は、共通配線部４１から所定の間隔毎に発熱体２０へ向けて延出するように形成されている。個別配線部４３は、各駆動ＩＣ３０から複数本ずつ延びだし、それぞれの先端が隣り合う２本の延出部４２の間に挟まれるように形成されている。連結配線部４４は、各駆動ＩＣ３０とＩＣチップ５０とを接続し、さらにコネクタ６０に通じるように形成されている。 The wiring 40 includes a common wiring part 41 extending in parallel with the heating element 20, an extending part 42 extending from the common wiring part 41, an individual wiring part 43 extending from the driving IC 30 toward the heating element 20, and the driving IC 30 and the IC. A connecting wiring portion 44 that connects the chip 50 is provided. The common wiring portion 41 is disposed between the heating element 20 and one end portion in the width direction of the substrate 10, and one end portion in the longitudinal direction of the substrate 10 leads to a wiring extending from the connector 60. . The extending part 42 is formed so as to extend from the common wiring part 41 toward the heating element 20 at predetermined intervals. A plurality of individual wiring portions 43 extend from each driving IC 30 and are formed so that their respective tips are sandwiched between two adjacent extending portions 42. The connecting wiring portion 44 is formed so as to connect each driving IC 30 and the IC chip 50 and further to the connector 60.

本実施形態において、基板１０の長手方向において、各延出部４２と各個別配線部４３との間に挟まれるように各発熱部２１が配置されている。このため、各延出部４２および駆動ＩＣ３０によって選択された特定の個別配線部４３に電流を流すことにより、特定の発熱部２１を発熱させることが可能となっている。 In the present embodiment, each heat generating portion 21 is arranged so as to be sandwiched between each extending portion 42 and each individual wiring portion 43 in the longitudinal direction of the substrate 10. For this reason, it is possible to cause the specific heat generating part 21 to generate heat by flowing a current through the specific individual wiring part 43 selected by each extending part 42 and the drive IC 30.

ＩＣチップ５０は、温度センサ５１と制御手段５２とを内蔵しており、基板１０の幅方向において発熱体２０と駆動ＩＣ３０との間に配置されている。このＩＣチップ５０の周囲においては、個別配線部４３がＩＣチップ５０を回避するように形成されている。 The IC chip 50 incorporates a temperature sensor 51 and a control means 52 and is disposed between the heating element 20 and the driving IC 30 in the width direction of the substrate 10. Around the IC chip 50, the individual wiring portion 43 is formed so as to avoid the IC chip 50.

温度センサ５１は、基板１０の温度を測定し、その測定結果を制御手段５２に伝達する半導体素子である。制御手段５２は温度センサ５１による測定結果が予め定められた基準温度を超えた場合に、個別配線部４３への電流供給を止めるように、連結配線部４４を通じて各駆動ＩＣ３０に信号を送るように構成された半導体素子である。なお、上記基準温度は、基板１０の材質やサイズによって適宜設定可能である。 The temperature sensor 51 is a semiconductor element that measures the temperature of the substrate 10 and transmits the measurement result to the control means 52. When the measurement result by the temperature sensor 51 exceeds a predetermined reference temperature, the control means 52 sends a signal to each drive IC 30 through the connection wiring portion 44 so as to stop the current supply to the individual wiring portion 43. It is the comprised semiconductor element. The reference temperature can be appropriately set depending on the material and size of the substrate 10.

コネクタ６０は、基板１０の幅方向における他方の端部に実装されており、外部の機器と配線４０とを接続するように構成されている。 The connector 60 is mounted on the other end in the width direction of the substrate 10 and is configured to connect an external device and the wiring 40.

次に、サーマルヘッドＡの作用について説明する。 Next, the operation of the thermal head A will be described.

本実施形態によれば、発熱体２０の発熱によって基板１０の温度が上がりすぎる前に、基板１０に実装されたＩＣチップ５０内の制御手段５２が、発熱体２０の発熱を停止させることができる。このため、仮にコネクタ６０による外部の機器との接続状態に異常が生じた場合や、外部の機器に問題が生じた場合であっても、サーマルヘッドＡは、発熱体２０による過熱を防ぐことが可能となっている。したがって、サーマルヘッドＡは、より故障しにくく、より安全に使用することができる。 According to the present embodiment, the control means 52 in the IC chip 50 mounted on the substrate 10 can stop the heat generation of the heating element 20 before the temperature of the substrate 10 rises too much due to the heat generation of the heating element 20. . For this reason, even if an abnormality occurs in the connection state of the connector 60 with an external device or a problem occurs in the external device, the thermal head A can prevent overheating by the heating element 20. It is possible. Therefore, the thermal head A is less prone to failure and can be used more safely.

さらに、温度センサ５１と制御手段５２が同じＩＣチップ５０内に内蔵されているため、温度センサ５１から制御手段５２への伝達がより確かなものとなっている。このため、サーマルヘッドＡでは、より確実に発熱体２０の過熱を防ぐことができる。 Furthermore, since the temperature sensor 51 and the control means 52 are built in the same IC chip 50, the transmission from the temperature sensor 51 to the control means 52 is more reliable. For this reason, in the thermal head A, overheating of the heat generating body 20 can be prevented more reliably.

また、本実施形態によると、発熱体２０およびＩＣチップ５０が同じ基板１０に実装されている。このため、温度センサ５１によって基板１０の温度を測定することによって、より正確に発熱体２０の温度が異常か正常かを判断することができる。 Further, according to the present embodiment, the heating element 20 and the IC chip 50 are mounted on the same substrate 10. For this reason, by measuring the temperature of the substrate 10 with the temperature sensor 51, it is possible to more accurately determine whether the temperature of the heating element 20 is abnormal or normal.

さらに、上記の実施形態においては、温度センサ５１からの信号を、コネクタ６０を通して外部へ送り出すこともできる。この場合、例えば、基板１０の温度に応じて電圧を上下させることによって、発熱体２０の温度を感熱紙の加熱に適した温度に調整することが可能となる。このような調整を行うと、基板１０が過度に加熱されにくいため、サーマルヘッドＡの寿命が増加する。 Furthermore, in the above embodiment, the signal from the temperature sensor 51 can be sent to the outside through the connector 60. In this case, for example, by raising or lowering the voltage according to the temperature of the substrate 10, the temperature of the heating element 20 can be adjusted to a temperature suitable for heating the thermal paper. When such adjustment is performed, the life of the thermal head A is increased because the substrate 10 is hardly heated excessively.

本発明にかかるサーマルヘッドは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明にかかるサーマルヘッドの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、基板が、発熱体を搭載する基板と駆動ＩＣを搭載する基板とを組み合わせた構成となっていてもよい。この場合、温度センサが発熱体を搭載する基板に搭載されているのが好ましい。 The thermal head according to the present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the thermal head according to the present invention can be varied in design in various ways. For example, the substrate may have a configuration in which a substrate on which a heating element is mounted and a substrate on which a driving IC is mounted. In this case, it is preferable that the temperature sensor is mounted on a substrate on which the heating element is mounted.

また、温度センサと制御手段とが別々のＩＣチップに含まれていても構わない。この場合、たとえば制御手段の機能を拡大し、温度センサの測定結果に応じて発熱体にかかる電圧を変化させることが可能となる。 Further, the temperature sensor and the control means may be included in separate IC chips. In this case, for example, the function of the control means can be expanded, and the voltage applied to the heating element can be changed according to the measurement result of the temperature sensor.

本発明に係るサーマルヘッドの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the thermal head concerning this invention. 従来のサーマルヘッドの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the conventional thermal head.

Explanation of symbols

Ａサーマルヘッド
１０基板
２０発熱体
２１発熱部
３０駆動ＩＣ
４０配線
４１共通配線部
４２延出部
４３個別配線部
４４連結配線部
５０ＩＣチップ
５１温度センサ
５２制御手段
６０コネクタ A Thermal head 10 Substrate 20 Heating element 21 Heating part 30 Drive IC
40 wiring 41 common wiring section 42 extension section 43 individual wiring section 44 connection wiring section 50 IC chip 51 temperature sensor 52 control means 60 connector

Claims

A substrate on which a heating element having a plurality of heating portions is formed;
A driving IC for selectively generating heat in the plurality of heating portions;
A temperature sensor for measuring the temperature of the substrate;
A thermal head that selectively heats the plurality of heat generating portions to record an image on a recording material,
A thermal head comprising a control means for controlling the drive IC so as to stop the heat generation of the heating element when a measurement result by the temperature sensor exceeds a predetermined value.

The thermal head according to claim 1, further comprising an IC chip in which the temperature sensor and the control means are incorporated.

The thermal head according to claim 1, wherein the substrate is a substrate having good thermal conductivity, and the temperature sensor and the control unit are mounted on the substrate.