JPH02147353A - サーマルヘッド - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は感熱記録装置に用いられるサーマルヘッドに関
する。

（従来の技術） ジュール熱による発熱を利用し、選択的な転写などによ
って所要の文字や画像などを紙面上に表示乃至記録する
装置として感熱記録装置が実用に供されている。つまり
、印加電圧Ｖ１抵抗素子の抵抗値Ｒ（Ω）、印加重力ｐ
　（ｖ）としたとき、前記抵抗素子への印加電力はＰ−
Ｖ２／Ｒで示され、また印加電圧エネルギＥ　（ｍＪ）
はＥ−Ｐｔで示される（ｔはパルス印加時間−６・・・
パルス幅）。

しかして、前記抵抗素子の発熱温度は、前記印加電圧エ
ネルギＥに比例し、前記印加電圧Ｐ　（Ｖ）とパルス印
加時間（ａＳ）との増減によりコントロールしうる。こ
うした現象を利用し、発熱抵抗素子をたとえばライン状
に配設してサーマルヘッドを構成し、このサーマルヘッ
ドの発熱抵抗素子群に選択的に信号パルスを印加し、選
択的に発熱させこの熱によって選択的に転写など行い文
字などを紙面上にプリントアウトさせる装置が開発され
ている。第２図は上記サーマルヘッドの構成例を断面的
に示したもので、１は絶縁性基板、２は蓄熱層として機
能する厚さ４０〜８０μ−のガラスグレイズ層、３は発
熱抵抗素子、４ａ、４ｂは前記発熱抵抗素子３にそれぞ
れ接続する共通導体路および個別導体路である。ところ
でＪ上記発熱抵抗素子群をライン状に配設した構成のラ
イン型サーマルヘッドは通常シフトレジスタ内蔵ＩＣで
１ビツトづつ駆動するダイレクトドライブ方式を採って
いるが、同一幅パルスの印加でも発熱温度に差異があり
、後発パルスのとき程高温になる。こうしたサーマルヘ
ッド部の高温化現象は、たとえば黒い部分の多い印字を
連続的に行った場合、放熱板を含めたサーマルヘッド自
体を次第に昇温することになり、この状態で同一幅パル
スで印字を続けると画ずれなどを起こし印字が見にくく
なると言う不都合がある。

（発明が解決しようとする課題） 上記サーマルヘッドについての不都合を回避する手段と
して、（Ａ）前記ＩＣのラッチを２段構成とし、前ライ
ン履歴により印加パルス幅を制御したり、（Ｂ）サーミ
スタ（商品名）をサーマルヘッドの一部を成す放熱板に
付設しておき、温度を検出して印加エネルギ（パルス幅
）を別置した制御回路によって制御することも試みられ
ている。しかし、上記回避策ではなお満足しえない場合
がしばしばある。先ず（Ａ）の場合には前記面ずれなど
による印字の見にくさが十分改善されず、また、（Ｂ）
の場合は制御回路が外部ノイズの影響によって故障を起
こしすして、モードによってはサーマルヘッドの主要部
を成す発熱抵抗素子に直流が印加れた状態となり、サー
マルヘッドが熱暴走することがある。しかして、上記熱
暴走においては、駆動電圧２４Ｖ程度でサーマルヘッド
の発熱抵抗素子群自体の抵抗値が数にΩであるため、全
電流は制限され抵抗素子の焼損を招くことはないが、前
記サーマルヘッドを装むしたファックスやプリンタなど
の損傷を招くと言う問題がある。

この問題の改善策として、たとえば８０〜９０℃で溶断
する温度ヒユーズを前記発熱抵抗素子群の共通導体路（
共通電極）側に付設することも試みられている。この改
善手段によれば、前記ファックスやプリンタなどの損傷
は防止しつるが、一方温度ヒユーズが溶断する都度温度
ヒユーズの着脱交換の作業を要するため、取扱操作が著
しく煩雑である。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記事情に対処してなされたもので、前記サー
マルヘッドにおいて、発熱抵抗素子群に対して近接させ
て共通導電路に、所定温度以下では抵抗値が低くて所定
温度を超えると抵抗値が急上昇する限流抵抗素子を直列
に接続させたことを特徴とする。

（作　用） 本発明によれば、上記限流抵抗素子をサーマルヘッドの
所定部に配設したことにより、前記サーマルヘッドの主
要部を成す発熱抵抗素子群の過熱、もしくはサーマルヘ
ッドの熱暴走を容易に防止する一方、その防止機能を果
した後は自動的に復元する。つまり、サーマルヘッドの
主要部を成している発熱抵抗素子群が所定温度以上（過
熱）になると、その温度上昇に感応して限流抵抗素子の
抵抗が急上昇し前記発熱抵抗素子群への選択的な電圧印
加が自動的に止められ、発熱も止まる。

一方、前記限流抵抗素子の作用による通電乃至発熱停止
により、前記発熱抵抗素子群の温度が下がるとこの温度
低下に感応して限流抵抗素子の抵抗も低下し、再び所要
の電圧印加を行うように自動的に復元する。

（実施例） 以下第１図を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明のサーマルヘッドの要部構成を斜視的に示した
もので、１は絶縁性基板、３は互いに離隔してライン状
に配設された発熱抵抗素子、４ａは前記各発熱抵抗素子
３（発熱抵抗素子群）の一端に電気的に接続する共通電
極、４ｂは前記各発熱抵抗素子３（発熱抵抗素子群）の
他端に電気りに接続する個別電極である。しかして、上
記発熱抵抗素子３、共通電極４ａおよび個別電極４ｂは
、前記絶縁性基板１上に直接配設してもよいし、たとえ
ばガラスグレイズ層を介して設けてもよい。

また６は前記絶縁性基板１の裏面に配設された放熱板、
７は前記絶縁性基板１上の共通電極４ａおよび個別電極
４ｂにそれぞれ電気的に接続する導体路８ａ、８ｂを有
するプリント配線基板である。さらに９は前記共通電極
４ａに電気的に接続して一体的に配設された限流抵抗素
子で、この限流抵抗素子９は前記共通電極４ａとプリン
ト配線基板７の導体路８ａとの間に直列に接続した構成
を採っている。しかして、上記限流抵抗素子９はたとえ
ば、（ｖＯ，９９６５０，００３５）２０３Ｃ「 を基本成分（Ｖ２０３基低抵抗ＰＴＣ材料：信学技報Ｖ
ｏ１．８６　　Ｎｏ、　１２５　ＣＰＭ　　８６−２８
１９Ｈ年　７月２８日　電子通信学会発行参照）とし、
これに５ｎ４ｖｔ％およびＷ５ｖｔ％添加配合してなる
組成物を焼結して得た板の両面を研磨した幅１＋ａｍ、
長さ２■片の、前記研磨面に厚さ　０．１μｌのＣｒ層
および厚さ　１．０μ−のＡ１層を順次被着形成して電
極層をそれぞれ設けた常温抵抗値０．０５Ωのものであ
る。ところで、この種の限流抵抗素子９は上記基本成分
（ｖＯ，９９６５０，００３５）２０３Ｃ「 にＳｎを７．５ｖＬ％以下添加して常温の抵抗値を適宜
下げることができ、Ｗを添加して焼結体の熱収縮の変化
を抑制でき、また、Ｆｅの添加により転移温度を５０〜
１２０℃に制御調整しつる。つまり、上記限流抵抗素子
９の抵抗値は転移温度を超えて抵抗が最も上昇した時点
で十分な電圧降下が生じるように選択される。ところで
、上記抵抗は次式％式％ （δは室温での比抵抗Ω−ｃｍ、　　Ａは電極の面積ｅ
１２ｔは限流抵抗素子の厚さＣ■） で示され、δ（室温での比抵抗Ω−ｃｌ）は組成の選択
によってｌｏ−４〜ｔｏ−２（Ω−０ｍ）に設定出来る
ので、前記Ａおよびｔを適宜選択設定することにより所
要の限流抵抗素子をｙＪ整しうる。

なお、上記図において１０ａ、ｌＯｂは限流抵抗素子９
および個別電極４ｂとプリント配線基板７の導体路８ａ
、８ｂとをそれぞれ接続するボンディングワイヤである
。

次に上記構成のサーマルヘッドの動作について説明する
。上記説明からも分るように、本発明のサーマルヘッド
の使用法乃至動作は基本的には従来の場合と何等変らな
い。しかし、前記サーマルヘッドにおける発熱抵抗素子
に過熱が発生すると、特に付設しである限流抵抗素子が
その熱変化に速やかに感応して、熱源に当たる電圧乃至
パルスの印加を遮断し熱暴走を防止する。たとえば、前
記抵抗値０．０５Ω（常温）の限流抵抗素子を付設した
場合、そのサーマルヘッドの発熱抵抗素子群近傍の温度
が１００℃を超えると抵抗値が５Ωに上昇し、抵抗発熱
を中止し抵抗値は一旦緩かに上昇した後、前記発熱抵抗
素子群近傍の温度が５０℃程度に低下して来ると、前記
限流抵抗素子の抵抗値は急激に減少して常温（室温）で
は０．０５Ωに戻っていた。つまり、前記サーマルヘッ
ドに付設した限流抵抗素子は、温度の上昇時と下降時と
で抵抗値変化がヒステリシスを示しており、サーマルヘ
ッドの熱暴走を事前に確実に防止する一方、熱暴走が起
こる状態を事前に回避した後は、再び正常な駆動状態に
自動的に復元する。

上記構成例では、限流抵抗素子として薄い板状（チップ
）のものを用いたが、この形状に限定されるものでなく
たとえば、両端にリード線を付けた構造としてもよい。

また、限流抵抗素子の電極層は前記Ｃｒ／Ａｔ系に限ら
ずたとえば、Ｃｒ　／　ＣＬｌ系などでもよく、このＣ
ｒ　／　Ｃｕ系の場合はプリント配線基板のＣｕ導体と
半田付して接続しうる。

［発明の効果］ 本発明に係るサーマルヘッドは、従来の温度ヒユーズ付
サーマルヘッドの場合に比べ、熱応答性がよく、しかも
小型化も容易になしつる。また、熱暴走防止手段として
特に付設した限流抵抗素子の温度による抵抗変化は可逆
的で、前記サーマルヘッドの熱暴走を容易にかつ確実に
防止するとともに前記熱暴走などの原因が除かれると、
すぐに正常動作に復元する。つまり、サーマルヘッドの
熱暴走に基因する感熱記録装置の損傷など全面的に防止
しうるばかりでなく、サーマルヘッド自体については、
構成の繁雑さや取扱操作上の煩雑さもなく信頼性の点で
もすぐれたものと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るサーマルヘッドの主要部構成例を
示す斜視図、第２図は従来のサーマルヘッドの主要部構
成を示す断面図である。 １・・・・・・絶縁性基板 ３・・・・・・発熱抵抗素子 ４ａ・・・・・・共通電極 ４ｂ・・・・・・個別電極 ７・・・・・・プリント配線基板 ８ａ・・・・・・共通導電路 ８ｂ・・・・・・個別導電路 ９・・・・・・限流抵抗素子 出願人　　　　　　株式会社　東芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性基体と、前記絶縁性基体の所定面上に形設された
   発熱抵抗素子群と、前記絶縁性基体の所定面上に形成さ
   れ前記発熱抵抗素子群の一方の端子に電気的に接続する
   共通電極と、前記絶縁性基体の所定面上に形成され前記
   発熱抵抗素子群の他方の端子にそれぞれ電気的に接続す
   る個別電極と、前記共通電極に電気的に接続する導体路
   でかつ前記発熱抵抗素子群に近接した領域に配設された
   限流抵抗素子とを具備して成ることを特徴とするサーマ
   ルヘッド。