JP2582097B2

JP2582097B2 - サーマルヘッドの電源回路

Info

Publication number: JP2582097B2
Application number: JP30402087A
Authority: JP
Inventors: 俊次村野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPH01145165A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、ワードプロセッサやタイプライタあるいは
ファクシミリ受信機などにおいて好適に実施されるサー
マルヘッドの電源回路に関する。

背景技術第５図は典型的な先行技術のサーマルヘッド１の一部
分の平面図であり、第６図はその等価回路図である。ア
ルミナなどの基板２上に複数（この先行技術ではｎ）の
抵抗発熱体３が一列（第５図左右方向）に形成されてお
り、この抵抗発熱体３の一端部は、共通電極４および導
体５から成る共通用電力ライン６を介して、図示しない
電源回路の一方電極に接続される。抵抗発熱体３の他端
部は、個別電極７およびスイッチング素子８をそれぞれ
介して、個別用電力ライン９によって前記電源回路の他
方電極に接続される。ｎ個のスイッチング素子８は１つ
の集積回路15を構成し、参照符R1〜Rnで示される対応す
るｎ個の抵抗発熱体３を同時に電力付勢することができ
る。このように構成されたサーマルヘッド１は、スイッ
チング素子８が選択的に導通されることによって、対応
した抵抗発熱体３が発熱し、感熱紙などに所望とする記
録を行うことができる。

このようなサーマルヘッド１が用いられるファクシミ
リ受信機などの機器では、小形化への要望が強く、した
がってサーマルヘッド１を小形化するに当って、共通用
電力ライン６の幅を狭くすると、第６図において参照符
ｒで総括して示されるこの共通用電力ライン６の抵抗に
よる電圧降下が大きくなり、これによってジュール熱が
大きくなって、この共通用電力ライン６も発熱し、記録
品質が悪化してしまう。

また抵抗発熱体３の抵抗値をＲ、電源電圧をV_H、抵抗
発熱体３に印加される電圧をV₀とするとき、の関係がある。ただし、ｋは同時に電力付勢される抵抗
発熱体３の数であり、その最大値は共通用電力ライン６
に接続される全ての抵抗発熱体３の数に等しく、この例
ではｎである。

したがって抵抗発熱体３に印加される電圧V₀は同時に
電力付勢される抵抗発熱体３の数ｋに依存することが理
解される。このため、数ｋが大きくなったとき電圧V₀は
小さくなり、したがってV₀ ²/Rから抵抗発熱体３の発熱
量が小さくなって、記録濃度が薄くなる。このような数
ｋの変化による記録濃度の変化を抑えるためには、抵抗
発熱体３の抵抗値Ｒを大きくするか、あるいは共通用電
力ライン６の抵抗値ｒを小さくすることが望まれる。し
たがってこれによってもまた小形化が困難である。

さらにまた同時に電力付勢することができる抵抗発熱
体３の数ｎが大きくなるほど、高速度に記録を行うこと
ができ、したがって上述のような問題を解決するために
複数の抵抗発熱体３をグループに分割し、数ｎを小さく
すると、高速化が困難になる。

また画像の記録を行う場合には、階調を表現するため
に抵抗発熱体３の温度を正確に制御する必要があり、た
とえば64階調程度では発熱温度の誤差を１％内とする必
要があり、したがって上述のような先行技術では階調を
正確に表現することができない。

このような問題を解決するための他の先行技術である
サーマルヘッド11は第７図で示される。このサーマルヘ
ッド11では共通用電力ライン６の厚膜印刷によって形成
されており、したがって抵抗値ｒを小さくすることがで
き、高速化に対応することができるとともに、階調を表
現することができる。共通用電力ライン６は半田肉盛や
導電板を半田付けすることによって形成されてもよい。

しかしながらこのような先行技術によっても、同時に
電力付勢される抵抗発熱体３の数ｋの変化による電圧V₀
の変動をなくすことはできず、不充分である。

発明が解決すべき問題点本発明の目的は、同時に電力付勢される抵抗発熱体の
数に拘わらず、該抵抗発熱体に印加される電圧を一定と
することができ、これによって高い記録品質を得ること
ができるとともに、高速化および小形化の可能なサーマ
ルヘッドの電源回路を提供することである。

問題点を解決するための手段本発明は、複数の抵抗発熱体を電気絶縁性基板上に配
列して形成し、これらの抵抗発熱体の一端部を、共通用
電力ラインから電源の一方電極に接続し、抵抗発熱体の
各他端部を、該抵抗発熱体に個別的に対応するスイッチ
ング手段を介して、個別用電力ラインから電源の他方電
極に接続するようにしたサーマルヘッドの電源回路にお
いて、抵抗発熱体の前記共通用電力ラインに接続されている
前記一端部に、第１電圧検出線を接続し、前記スイッチング手段の個別用電力ライン側の端部
に、第２電圧検出線を接続し、第１および第２電圧検出線間の電圧と、予め定めた基
準電圧との差を検出する比較回路と、共通用および個別用電力ラインと、電源との間に介在
され、前記比較回路の出力に応答して、共通用および個
別用電力ライン間の電圧を予め定めた一定値となるよう
に調整する調整手段とを含むことを特徴とするサーマル
ヘッドの電源回路である。

好ましい実施態様では、前記基板上の抵抗発熱体に接
続される配線を可撓性配線基板に形成し、この可撓性配
線基板上に電源回路を設けたことを特徴とする。

また好ましい実施態様では、前記基板上に電源回路を
設けたことを特徴とする。

さらにまた好ましい実施態様では、前記調整手段は、
電源と、共通用または個別用電力ラインとの間に介在さ
れた直列抵抗の抵抗値を変化する構成を有することを特
徴とする。

また好ましい実施態様では、前記調整手段は、前記比
較回路の出力に対応した周波数で発振動作を行う発振回
路と、この発振回路の出力を受信して、その周波数に対
応したレベルを有する電圧を前記共通用および個別用電
力ライン間に印加する回路とを含むことを特徴とする。

さらにまた好ましい実施態様では、前記共通用電力ラ
インの少なくとも抵抗発熱体寄りの部分は、導体箔から
成り、その導体箔を分断して、共通用電力ラインと、そ
れよりも幅の狭い第１電圧検出線とを形成し、その分断
箇所は、一斉に電力付勢することが可能な抵抗発熱体の
配列されている長さのほぼ中央位置に設けられることを
特徴とする。

作用本発明に従えば、共通用電力ラインに接続される複数
の抵抗発熱体の一端部に第１電圧検出線を接続し、また
スイッチング手段を介して前記抵抗発熱体の他端部に接
続される個別用電力ラインに第２電圧検出線を接続す
る。この第１および第２電圧検出線間の電圧は比較回路
によって予め定めた基準電圧と比較されており、この比
較回路によって検出された前記第１および第２電圧検出
線間の電圧と基準電圧との差に基づいて、調整手段は、
共通用および個別用電力ライン間の電圧を予め定めた一
定値となるように調整する。

したがって同時に電力付勢される抵抗発熱体の数が変
化して、共通用電力ラインによる電圧降下量が変化した
場合でも、抵抗発熱体に印加される電圧は一定となるよ
うに調整される。

実施例第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッド21の等価
回路図であり、第２図はサーマルヘッド21の平面図であ
る。たとえばアルミナなどのセラミックから成り、電気
絶縁性を有する剛性の基板22上には、複数の抵抗発熱体
23が一列（第２図左右方向）に配列して形成される。こ
の抵抗発熱体23の一端部は、共通電極24に接続されてお
り、この共通電極24は導体25を介して、電源回路31の一
方電極に接続される。抵抗発熱体23の他端部は、個別電
極27を介して、集積回路32内のスイッチング素子28の一
方の端子にそれぞれ接続される。スイッチング素子28の
他方の端子は、導体29,30を介して、前記電源回路31の
他方電極に接続される。

共通電極24と導体25とは共通用電力ライン33を構成
し、また導体29,30は個別用電力ライン34を構成し、こ
れらは薄膜状に形成される。導体25の一部分26と導体29
の一部分49および導体30とは、たとえば合成樹脂などか
ら成る可撓性の基板35上に形成される。この基板35上に
は、前記電源回路31が設けられる。この電源回路31、前
記一部分26,49および導体30は、基板22上に設けられて
もよい。

集積回路32にはｎ個のスイッチング素子28が設けられ
ており、参照符R1〜Rnで示される対応する抵抗発熱体23
を同時に電力付勢することができる。こうして複数の抵
抗発熱体23はグループに分割され、各グループごとに集
積回路32が設けられる。基板22,35上には、このような
グループが複数設けられる。集積回路32は、アドレスラ
イン36を介する図示しない処理回路からのアドレス信号
に従って、スイッチング素子28を選択的に導通／遮断
し、これによって導通されたスイッチング素子28に対応
する抵抗発熱体23が発熱し、たとえば感熱紙などに所望
とする記録を行うことができる。

共通電極24の一部分および導体25は、溝37によって長
手方向に分断されており、その分断開始箇所は、共通電
極24において、複数の抵抗発熱体23の前記一端部が接続
されている区間W1の中央位置、すなわちW1/2付近に選ば
れる。分断された共通電極24および導体25のうち、幅の
広い導体部分24a,25aは前記共通用電力ライン33として
用いられ、残余の幅の狭い導体部分24b,25bは第１電圧
検出線41として用いられる。同様に導体30の一部分も溝
38によって長手方向に分断されており、その分断開始箇
所は、複数の集積回路32から延びる導体29が接続されて
いる区間W2の中央位置、すなわちW2/2付近に選ばれる。
分断された導体30のうち、幅の広い導体部分30aは前記
個別用電力ライン34として用いられ、残余の幅の狭い導
体部分30bは第２電圧検出線42として用いられる。

前記第１電圧検出線41は抵抗r21を介して、また前記
第２電圧検出線42は抵抗r11を介して、それぞれ比較回
路43の反転入力端子に接続される。したがって第１およ
び第２電圧検出線41,42間の電圧V1は、この抵抗r21,r11
で分圧され、前記反転入力端子にはこの抵抗r21とr11と
の接続点40の電圧V2が入力される。抵抗r11,r21はたと
えば500K〜1MΩ程度に選ばれる。したがって第１電圧検
出線41を流れる電流は極僅かであり、後述するような抵
抗発熱体23に印加される電圧V1を正確に検出することが
できる。比較回路43の非反転入力端子には基準電圧源44
が接続されており、基準電圧V3が入力される。

比較回路43は、電圧V3とV2との差に対応した電圧V4を
ライン45に導出し、調整手段であるトランジスタＱのベ
ースに与える。このトランジスタＱのコレクタは、直流
電源46のハイレベル側の端子に接続され、またエミッタ
は前記共通用電力ライン33に接続される。直流電源46の
ローレベル側の端子は、個別用電力ライン34とともに接
地される。

このように構成されたサーマルヘッド21において、同
時に電力付勢される抵抗発熱体23の数が増加すると、電
力ライン33,34を流れる電流が増加し、これらのライン3
3,34の抵抗r1,r2による電圧降下が大きくなって、第１
および第２電圧検出線41,42間の電圧V1が降下する。こ
のため比較回路43の反転入力端子の入力電圧V2が降下
し、比較回路43の出力電圧V4が上昇する。これによって
直流電源46と共通用電力ライン33との間に介在されるト
ランジスタＱのインピーダンスが低下して、ライン33,3
4間の電圧V5が上昇し、前記抵抗r1,r2による電圧降下が
吸収されて、第１および第２電圧検出線41,42間の電圧V
1、すなわち抵抗発熱体23に印加される電圧が一定に保
たれる。

こうして電力付勢される抵抗発熱体23の数に関係な
く、この抵抗発熱体23に印加される電圧を一定とするこ
とができる。したがって高い記録品質を得ることができ
るとともに、記録濃度の誤差を小さくして階調の表現を
行うことができる。また電力付勢される抵抗発熱体23の
数が増加した場合には、電力ライン33,34間の電圧V5が
増加されるので、これらの電力ライン33,34を介する電
流量があまり大きくなることはなく、このためこの電力
ライン33,34の抵抗r1,r2による発熱を抑えることができ
るとともに、これらの電力ライン33,34を細くして小形
化を図ることができる。さらにまた同時に電力付勢する
ことができる抵抗発熱体23の数を増やすことができ、高
速度化にも対応することができる。また集積回路32のア
ドレスライン36が集中する部分を多層構造の容易な可撓
性の基板35に形成したので、設計の自由度が向上され
る。

第３図は本発明の他の実施例のサーマルヘッド51の等
価回路図であり、この実施例は前述の実施例に類似し、
対応する部分には同一の参照符を付す。この実施例では
電源回路52において、比較回路43の出力はライン45を介
してスイッチングレギュレータ53内の発振回路54に与え
られる。この発振回路54は、比較回路43の出力電圧V4に
対応したデューティ比で発振を行い、トランジスタQ1の
導通／遮断を行う。すなわちたとえば電圧V4が高いとき
には大きいデューティ比で発振を行い、トランジスタQ1
の導通時間は長くされる。このトランジスタQ1のコレク
タはコイルＬおよびコンデンサＣを介して、共通用電力
ライン33に接続される。トランジスタQ1のコレクタはま
た、コイルＬの逆起電力吸収用のダイオードＤを介して
接地される。コイルＬとコンデンサＣとは共振回路を構
成する。このようにして発振回路54のデューティ比に対
応して、電力ライン33,34間の電圧を変化することがで
きる。

上述の実施例では、第２電圧検出線42は導体30に形成
されたけれども、本発明のさらに他の実施例として第４
図のサーマルヘッド61で示されるように、導体29に溝39
を形成し、分割された導体29の幅の広い導体部分29aを
前記個別用電力ライン34として用い、幅の狭い導体部分
29bを第２電圧検出線42として用いるようにしてもよ
い。この場合、導体29bの少なくとも導体30と交差する
部分は、基板35の裏側、あるいは導体30上に絶縁層を介
して形成される。

効果以上のように本発明によれば、第１および第２電圧検
出線を介して抵抗発熱体に印加される電圧を検出し、そ
の検出結果に基づいて抵抗発熱体に印加される電圧が一
定となるように調整するようにしたので、電力付勢され
る抵抗発熱体の数に拘わらず、抵抗発熱体に印加される
電圧は一定であり、したがって高い記録品質を得ること
ができるとともに、電力ラインを細くして小形化および
高密度化を図ることができる。また同時に電力付勢され
る抵抗発熱体の数を増やすことができ、したがって記録
速度の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッド21の等価回
路図、第２図はサーマルヘッド21の平面図、第３図は本
発明の他の実施例のサーマルヘッド51の等価回路図、第
４図は本発明のさらに他の実施例のサーマルヘッド61の
一部分の平面図、第５図は先行技術のサーマルヘッド１
の一部分の平面図、第６図はサーマルヘッド１の等価回
路図、第７図は他の先行技術のサーマルヘッド11の断面
図である。 21,51,61……サーマルヘッド、22,35……基板、23……
抵抗発熱体、24……共通電極、25,29,30……導体、27…
…個別電極、28……スイッチング素子、31,52……電源
回路、32……集積回路、33……共通用電力ライン、34…
…個別用電力ライン、37,38,39……溝、41……第１電圧
検出線、42……第２電圧検出線、43……比較回路、44…
…基準電圧源、46……直流電源、53……スイッチングレ
ギュレータ、54……発振回路、Q,Q1……トランジスタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の抵抗発熱体を電気絶縁性基板上に配
列して形成し、これらの抵抗発熱体の一端部を、共通用
電力ラインから電源の一方電極に接続し、抵抗発熱体の
各他端部を、該抵抗発熱体に個別的に対応するスイッチ
ング手段を介して、個別用電力ラインから電源の他方電
極に接続するようにしたサーマルヘッドの電源回路にお
いて、抵抗発熱体の前記共通用電力ラインに接続されている前
記一端部に、第１電圧検出線を接続し、前記スイッチング手段の個別用電力ライン側の端部に、
第２電圧検出線を接続し、第１および第２電圧検出線間の電圧と、予め定めた基準
電圧との差を検出する比較回路と、共通用および個別用電力ラインと、電源との間に介在さ
れ、前記比較回路の出力に応答して、共通用および個別
用電力ライン間の電圧を予め定めた一定値となるように
調整する調整手段とを含むことを特徴とするサーマルヘ
ッドの電源回路。
【請求項２】前記基板上の抵抗発熱体に接続される配線
を可撓性配線基板に形成し、この可撓性配線基板上に電
源回路を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のサーマルヘッドの電源回路。
【請求項３】前記基板上に電源回路を設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッドの電
源回路。
【請求項４】前記調整手段は、電源と、共通用または個
別用電力ラインとの間に介在された直列抵抗の抵抗値を
変化する構成を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のサーマルヘッドの電源回路。
【請求項５】前記調整手段は、前記比較回路の出力に対
応した周波数で発振動作を行う発振回路と、この発振回
路の出力を受信して、その周波数に対応したレベルを有
する電圧を前記共通用および個別用電力ライン間に印加
する回路とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のサーマルヘッドの電源回路。
【請求項６】前記共通用電力ラインの少なくとも抵抗発
熱体寄りの部分は、導体箔から成り、その導体箔を分断
して、共通用電力ラインと、それよりも幅の狭い第１電
圧検出線とを形成し、その分断箇所は、一斉に電力付勢
することが可能な抵抗発熱体の配列されている長さのほ
ぼ中央位置に設けられることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のサーマルヘッドの電源回路。