JPH03130171A - Heat adjustment of thermal head - Google Patents

Heat adjustment of thermal head

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JPH03130171A
JPH03130171A JP1269768A JP26976889A JPH03130171A JP H03130171 A JPH03130171 A JP H03130171A JP 1269768 A JP1269768 A JP 1269768A JP 26976889 A JP26976889 A JP 26976889A JP H03130171 A JPH03130171 A JP H03130171A
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heat
heating
thermal head
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齋田 克明
Seiji Kuwabara
誠治 桑原
Yoshinori Sato
義則 佐藤
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to adjust the heating value in recording by increasing and decreasing the voltage applied on a heating element thereby varying temperature rise rate in heating. CONSTITUTION:A heating element 1 consisting of a thin film made of a material with metallic electric conductivity on the low temperature side and non-metallic electric conductivity on the high temperature side is provided on a substrate 6 of glazed alumina ceramic or other appropriate material. Then one end of this heating element 1 is connected to an individual electrode 2 and the other end is connected to the first common electrode 3. The individual electrode 2 is connected to the second common electrode 5 through a thyrister as a switching element. When heating is performed once but more effectively, a low voltage is applied on the heating element 1, and when heating is performed once but less effectively, a high voltage is applied on the heating element 1. Thus it is possible to control the peak heat temperature of the heating element 1 uniformly in any temperature environment under which the thermal resistor 1 is placed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発熱量自己調整機能を有するサーマルヘッド
の駆動方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of driving a thermal head having a self-adjusting function of heat generation.

(発明の1既要) 本発明は、発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続された
電極を備え、この発熱抵抗体または電極の少なくとも一
部が、特定温度領域を境に、低温側で金属的、高温側で
非金属的となる電気伝導度の変化を起こす物質で構成さ
れ、前記発熱抵抗体への通電を制御するスイッチング素
子が、前記金属非金属変化をする構成部材の高温におけ
る電気伝導度低下に伴う通電電流の減少によってターン
オフする機能を有するサーマルヘッドの発f、JR整方
法であって、1回の発熱行為で、より多くの発熱をさせ
るとき前記発熱抵抗体への印加電圧を低くし、より少な
い発熱をさせるとき前記発熱抵抗体への印加電圧を高く
することを特徴とし、上記発熱抵抗体に通電して、前記
配線部が上記特定温度に達すると、上記金属非金属変化
を起こし、電流を前記配線部が自己遮断することによっ
て、前記特定温度領域以上に昇温させないとともに、1
回の発熱動作を完了させる発熱温度制御機能はサーマル
ヘッドに備えさせるとともに、発熱ピーク温度が一定の
上記サーマルヘッドにおける発熱量制御を可能にするも
のである。
(1 Summary of the Invention) The present invention includes a heating resistor and an electrode connected to the heating resistor, and at least a part of the heating resistor or the electrode is on the low temperature side with a specific temperature range as a boundary. The switching element, which is composed of a substance whose electrical conductivity changes from metallic to non-metallic at high temperatures, and which controls the conduction of electricity to the heating resistor, conducts electrical conductivity at high temperatures of the constituent member which changes from metallic to non-metallic. A method for developing a thermal head that has a function of turning off due to a decrease in conductivity due to a decrease in conductivity, and a JR adjustment method, in which a voltage applied to the heating resistor is applied when generating more heat in one heating action. The voltage applied to the heating resistor is increased to lower the temperature and generate less heat, and when the heating resistor is energized and the wiring reaches the specific temperature, the metal and nonmetal By causing a change in temperature and causing the wiring section to self-interrupt the current, the temperature does not rise above the specific temperature range, and 1.
The thermal head is equipped with a heat generation temperature control function for completing one heat generation operation, and the heat generation amount can be controlled in the thermal head whose heat generation peak temperature is constant.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のサーマルヘッドにおいては、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tg抗体等が用いられていた。
In conventional thermal heads, as a heating resistor,
Metal compound resistors such as ruthenium oxide and tantalum nitride, and cermet TG antibodies in which an insulator such as silicon oxide is dispersed in a high melting point metal such as tantalum, have been used.

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、発熱抵抗体に電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
ギーを感熱紙等に与える。
When an appropriate voltage is applied to the heating resistor of the conventional thermal head mentioned above, a current flows through the heating resistor and generates Joule heat, and this state is maintained for a certain period of time to provide thermal energy necessary for recording to thermal paper, etc. .

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
る感熱紙の感熱度特性や発熱抵抗体から感熱紙への熱伝
導特性、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
いる。
The Joule thermal energy generated by the heating resistor is determined by the resistance value of the heating resistor, the applied voltage, and the time for which this voltage is applied. Optimal recording quality or gradation can be achieved by adjusting the applied voltage or voltage application time depending on the heat conduction characteristics from the heating resistor to the thermal paper, the background temperature around the heating resistor, the temperature of the recording medium itself, etc. The thermal energy generated by the heating resistor is adjusted to an optimum value so as to achieve the desired recording density during recording.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のサーマルヘッドにおいては、下記の理由により、
発熱抵抗体への印加電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。
In conventional thermal heads, due to the following reasons,
Adjusting the thermal energy involved in recording by adjusting the voltage applied to the heating resistor and the voltage application pulse width is extremely complicated.
Moreover, the recording equipment was large and expensive.

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、上記印加パルスの電圧またはパル
ス幅で決定できるが、発熱抵抗体の表面温度は、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、環境温
度等によって変動しやすい。
As mentioned above, the thermal energy generated by applying a voltage pulse to the heating resistor can be determined by the voltage or pulse width of the applied pulse, but the surface temperature of the heating resistor depends on the application period of the pulse, the number of consecutive applications, etc. pulse application history,
It tends to fluctuate depending on the pulse application history, that is, the heat generation history, of the heating resistor around the heating resistor of interest, the temperature of the support substrate of the thermal head, the environmental temperature, etc.

記録媒体へ伝達される熱エネルギーは、直接的には発熱
抵抗体で発生する熱エネルギーでなく発熱抵抗体の表面
温度に依存する。従って、均一な熱エネルギーを感熱紙
等に与えるために、発熱抵抗体の発熱時表面温度を均一
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、
熱的履111!flIiをあつめるか、予測することを
して、発熱抵抗体の表面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。
Thermal energy transferred to the recording medium depends not directly on the thermal energy generated by the heating resistor but on the surface temperature of the heating resistor. Therefore, if you want to make the surface temperature of the heating resistor uniform when it generates heat in order to give uniform thermal energy to thermal paper, etc., it is necessary to thermal environment information,
Heat shoes 111! It is necessary to collect or predict flIi and adjust and determine the applied voltage or voltage application pulse width so that the surface temperature of the heating resistor rises to a specific temperature, and then make the heating resistor generate heat.

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、6A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
れらのハードウェ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a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、濃度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。
The information collection means, prediction means, and recording condition determination means described above include various temperature sensors that detect the temperature of the thermal head board and environmental temperature, a memory that stores past recorded data to understand the recording history, and a thermal The load on hardware such as a simulator such as a thermal equivalent circuit that predicts the physical state, and a CPU and gate circuit that performs 6A calculation processing is extremely large. In addition, the software that supports these hardware is extremely complex.A Particularly large, high-definition thermal recording devices with many heat-generating resistors, and devices that record density gradations, the amount of information to be processed is enormous. As a result, the device inevitably becomes larger and more expensive, and recording quality may be sacrificed. Furthermore, the processing time for collecting information, predicting, and determining recording conditions is also limited by the CPU, etc., and this becomes an obstacle to high-speed recording.

さらに、サーマルヘッド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?iff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猜度の高い発熱温度
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とのことは、はとんど困難である
Furthermore, thermal heads generally have a glaze layer as a heat insulating layer to increase thermal efficiency, but since this glaze layer is made using a thick film process, the variation in thickness is ±20% of the average thickness. % or more, and the heat retention effect of this glaze layer varies widely randomly among individual thermal heads. Therefore, as mentioned above, how much information about the thermal environment of the heating resistor can be accurately obtained? if rae,
Even if the recording conditions are determined each time, precise heat generation temperature control cannot be achieved due to variations in the thermal characteristics of the thermal head. If we were to control the heat generation temperature with higher precision, it would be necessary to incorporate variations in the thermal characteristics of individual thermal heads as control parameters, which would require adjustment for each recording device one by one, resulting in a great sacrifice in mass productivity. have to pay. Also, when considering the case where the thermal head in a recording device needs to be replaced due to a malfunction or end of life of the thermal head, it is practically impossible to adjust the settings of the recording device to the characteristics of each thermal head. It's extremely difficult.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記発熱抵抗体表面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
、サーマルヘッド自身にもたせることによって、従来の
ような発熱抵抗体の温度制御の煩雑さを払拭するもので
ある。
The present invention has been made in order to solve various problems in making the temperature of the heating resistor surface uniform. This eliminates the complexity of controlling the temperature of the heating resistor as in the past.

本発明は、発熱抵抗体とこの発熱抵抗体に接続された電
極を備え、この発熱抵抗体または電極の少なくとも一部
が、特定温度領域を境に、低温側で金属的、高温側で非
金属的となる電気伝導度の変化を起こす物質で構成され
たサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体への通電を
制御するスイッチング素子として、前記金属非金属変化
をする構成部材の高温における電気伝導度低下に伴う通
電電流の減少によってターンオフする機能をもたせ、1
回の発熱行為で、より多くの発熱をさせるとき前記発熱
抵抗体への印加電圧を低くし、より少ない発熱をさせる
とき前記発熱抵抗体への印加電圧を高くするという、印
加電圧調整による発熱調整方法である。
The present invention comprises a heating resistor and an electrode connected to the heating resistor, and at least a part of the heating resistor or the electrode is metallic on the low temperature side and non-metallic on the high temperature side, with a specific temperature range as the boundary. In a thermal head made of a substance that causes a change in electrical conductivity, the switching element is used as a switching element to control energization to the heat generating resistor, and is used as a switching element to prevent a decrease in electrical conductivity at high temperatures of the component that causes a metal-nonmetal change. It has a function of turning off due to the accompanying decrease in the conducting current, and 1
heat generation adjustment by adjusting the applied voltage, in which the voltage applied to the heating resistor is lowered to generate more heat in the heat generating action, and the voltage applied to the heating resistor is increased to generate less heat. It's a method.

〔作用〕[Effect]

電気伝導度が特定温度領域を境に低温側で金属的、高温
側で非金属的となる変化、例えば相転移をする物質で、
発熱抵抗体あるいは電極の少なくとも一部を構成するこ
とによって、この発熱抵抗体に電圧印加し、ジュール熱
を発生させることに伴って、前記相転移物質の温度が上
記特定温度、即ち金属非金属の相転移温度に達すると、
前記相転移物質は抵抗値をほぼ絶縁物的にあるいは半導
体的に高くし電流をほとんど遮断してしまう。従って、
発熱抵抗体の表面を前記特定温度領域以上に昇温さセな
いとともに、前記スイッチング素子のターンオフによっ
て、1回の発熱動作を自己完了させる発熱温度制御機能
をサーマルヘッドに備えさせることができる。このとき
、前記発熱抵抗体の発熱ピーク温度は常に一定であるが
、発熱抵抗体に印加する電圧を増減させることによって
、発熱における昇温速度を変化させ、上記発熱ピーク温
度近辺の保持時間を変化させることができ、従って記録
に関わる発熱量を調整することができる。
A material that undergoes a phase transition, such as a change in electrical conductivity that becomes metallic at low temperatures and nonmetallic at high temperatures, across a specific temperature range.
By configuring at least a part of a heating resistor or an electrode, the temperature of the phase change material increases to the specific temperature, that is, the metal-nonmetal temperature by applying a voltage to the heating resistor and generating Joule heat. When the phase transition temperature is reached,
The phase change material has a resistance value as high as that of an insulator or a semiconductor, and almost blocks current. Therefore,
The thermal head can be provided with a heating temperature control function that does not raise the temperature of the surface of the heating resistor above the specified temperature range and also allows one heating operation to be self-completed by turning off the switching element. At this time, the heat generation peak temperature of the heat generation resistor is always constant, but by increasing or decreasing the voltage applied to the heat generation resistor, the temperature rise rate during heat generation is changed, and the holding time near the heat generation peak temperature is changed. Therefore, the amount of heat related to recording can be adjusted.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の詳細を実施例をもって説明する。 The details of the present invention will be explained with reference to examples.

第1図は、本発明の駆動方法に用いるサーマルヘッドの
一実施例を示す平面図である。本サーマルヘッドは、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300℃を境に低温側で金属的、高温側で非金属
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lを設け、この発熱抵抗体lの一端を個別電極2と接
続し、他端を第1の共通電極3と接続し、上記個別電極
2はスイッチング素子としてのサイリスタ4を介して第
2の共通電極5と接続されて構成している。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a thermal head used in the driving method of the present invention. This thermal head consists of a thin-film heating resistor made of a material that has electrical conductivity characteristics that are metallic on the low temperature side and non-metallic on the high temperature side at a temperature of about 300°C, on a substrate 6 such as glazed alumina ceramic. One end of this heating resistor l is connected to an individual electrode 2, the other end is connected to a first common electrode 3, and the individual electrode 2 is connected to a second common electrode 3 via a thyristor 4 as a switching element. It is configured to be connected to a common electrode 5.

第2図は、金属非金属相転移を示す発熱抵抗体のパルス
印加に伴う表面温度の時間変化を示す図である。Tcは
前記発熱抵抗体の電気伝導度における金属非金属相転移
の温度を表し、tonは前記パルスの印加開始時刻、t
、は前記発熱抵抗体表面温度が上記相転移温度(Te)
に達する時刻、L offは前記パルスの印加終了時刻
を表す。t。
FIG. 2 is a diagram showing a temporal change in the surface temperature of a heating resistor exhibiting a metal-nonmetal phase transition upon application of a pulse. Tc represents the temperature of metal-nonmetal phase transition in the electric conductivity of the heating resistor, ton is the time at which the pulse application starts, t
, the heating resistor surface temperature is the phase transition temperature (Te)
The time at which L off is reached represents the time at which the application of the pulse ends. t.

からt Oftまでの間は前記発熱抵抗体1は金属非金
属相転移を高温側から低温側、低温側から高温側と繰り
返し、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の付近で落ち着いた状態となる。実際の発熱
抵抗体温度は完熟抵抗体自身の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。
From t Off to t Off, the heating resistor 1 repeats the metal-nonmetal phase transition from a high temperature side to a low temperature side and from a low temperature side to a high temperature side, and the surface temperature of the heating resistor 1 is almost always at the phase transition temperature. A calm state occurs near Tc. The actual temperature of the heating resistor may be slightly higher than the above Tc due to thermal inertia due to the heat capacity and thermal resistance of structural members around the mature resistor itself.

”onから1pまでの発熱抵抗体の表面温度上昇は、発
熱抵抗体lの面積を8ドツ)/wの発熱抵抗体密度相当
の0.015mm”、発熱抵抗体の低温側での抵抗値を
1000Ω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、t
onから約0.5ミリ秒程度以下の時間で約300℃の
Tc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
ピーク温度は、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で決まってくるため、サーマルヘッド
の上記のような熱特性、サーマルへ・2ドの構造には依
存しない。
``The surface temperature rise of the heating resistor from ON to 1P is 0.015 mm, which is equivalent to the heating resistor density of 8 dots/w'', and the resistance value on the low temperature side of the heating resistor. When the resistance is about 1000Ω and the applied voltage is 20V, unless a heat absorbing material such as thermal paper is brought into contact with the surface of the heating resistor, t
Tc of about 300° C. is reached in about 0.5 milliseconds or less after turning on. During this time, the thermal characteristics of the thermal resistance and heat capacity around the heating resistor change depending on the thickness of the glaze on the glazing substrate of the thermal head and the thickness of the protective layer coated on the surface of the heating resistor, so the structure of the thermal head It varies from person to person. However, the peak temperature of the heating resistor is determined by the phase transition temperature Tc of the material that makes up the heating resistor. Not dependent.

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
キが依存するが、このバラツキは上記L 、、11から
t、までの昇温勾配のバラツキに、即ち、1.の時刻の
バラツキに現れるのみである。
As explained in the problems of the prior art, thermal heads are dependent on variations in thermal characteristics such as heat dissipation properties for the heating resistor, and these variations are caused by the temperature increase gradient from L, , 11 to t. In other words, 1. It appears only in the variation in the time of the day.

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、また熱転写方式ではインクの物理的溶融や昇華
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、t、のバラツキにのみ現れ
るサーマルヘッドの熱特性のバラツキの記録特性への影
響は、従来技術によるような発熱ピーク温度まで変動し
てしまうケースに比べ、はるかに小さい。
By the way, the color development mechanism in thermal recording is a chemical reaction caused by the heat of the coloring agent in the direct thermal method, and the reaction rate depends on the temperature, and in the thermal transfer method, it is a physical phase change such as physical melting or sublimation of the ink. Yes, recording is controlled by the temperature of the ink. Therefore, the influence of variations in the thermal characteristics of the thermal head, which appear only due to variations in t, on the recording properties is much smaller than in the case of the prior art, where the temperature fluctuates up to the exothermic peak temperature.

また、発熱抵抗体の抵抗値バラツキが、抵抗膜厚等によ
り従来のサーマルヘッド、本発明に用いるサーマルヘッ
ド問わず依存しうるが、このバラツキも、本発明に用い
るサーマルヘッドでは前記tonからt、までの時間の
バラツキとしてしか現れず、発熱ピーク温度は変わらな
い。上記発熱抵抗体の抵抗値バラツキによる昇温勾配、
t、の時刻バラツキをより厳密に小さく、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、電力で均一になるように、印加電圧を調整、設定し
てやればよい。
Further, although the resistance value variation of the heating resistor may depend on the resistor film thickness, etc., regardless of whether it is a conventional thermal head or a thermal head used in the present invention, this variation also varies from ton to t in the thermal head used in the present invention. This only appears as a variation in the time taken to reach the peak temperature, and the exothermic peak temperature does not change. Temperature increase gradient due to resistance value variation of the heating resistor,
If we want to make the time variation of t more strictly small and uniform, we should make the power uniform according to the magnitude of the resistance value of the heating resistor in the phase of metallic electrical conductivity on the low temperature side of the heating resistor. All you have to do is adjust and set the applied voltage so that

本発明の駆動方法は、上述のように金属非金属相転移を
示す材料の、相転移温度(Tc)に達すると、高抵抗を
示す特性を利用するものであり第1図及び第10図に基
づいて説明する。記録データに応して金属非金属転移を
する各発熱抵抗体lにtitで接続されたサイリスタ4
のゲート11に任意のタイミングでターンオン信号を人
力し、上記サイリスタ4をオンさせる。第1の共通電極
3にはプラス電位、第2の共通電極5にはマイナス電位
が印加されており、上記サイリスタ4がオンすることに
よって、発熱抵抗体lには、上記プラス、マイナスの電
位差がほとんど印加された状態となって、電流が流れ始
める。発熱抵抗体lは、この通電によりジュール熱を発
生し昇温を開始する。
The driving method of the present invention utilizes the property of a material exhibiting a metal-nonmetal phase transition, which exhibits high resistance when the phase transition temperature (Tc) is reached, as shown in FIGS. 1 and 10. I will explain based on this. A thyristor 4 connected by tit to each heat generating resistor l that undergoes metal-nonmetal transition according to recorded data.
A turn-on signal is manually inputted to the gate 11 at an arbitrary timing to turn on the thyristor 4. A positive potential is applied to the first common electrode 3, and a negative potential is applied to the second common electrode 5. When the thyristor 4 is turned on, the difference in the positive and negative potentials is applied to the heating resistor l. When the voltage is almost applied, current begins to flow. The heat generating resistor l generates Joule heat by this energization and starts to rise in temperature.

発熱抵抗体lの温度が、この発熱抵抗体を構成する材料
のもつ金属非金属転移温度(Tc)に達すると、例えば
Crをドープした酸化バナジウムの発熱抵抗体であれば
、この発熱抵抗体に流れる電疏値が2〜3桁小さくなり
、前記サイリスクのターンオフ特性の適当な素子を選ん
でおくと、発熱抵抗体の通電電流の遮断によって、前記
サイリスタはターンオフする。−度ターンオフするとゲ
ー)IIにターンオン信号を入力しない限り再び発熱抵
抗体1に通電することができないため、発熱抵抗体1に
おける発熱は停止する。すなわち、発熱抵抗体1は、通
電によって前記相転移温度まで昇温すると自動的に発熱
を停止し、次のサイリスクのターンオン信号入力まで冷
却待機することになる。ここで、発熱抵抗体1に印加す
る電圧パルスの電圧値を変化させると、電圧パルスの電
圧値を高くすると、パルスlでの発熱温度は印加時間に
対し急峻な立上がりを示しく第to、 15) 、電圧
パルスの電圧値を低くすると、発熱抵抗体1ので発熱温
度は印加時間に対しゆるやかな立上がりを示している(
第1O図、 16.17)。
When the temperature of the heating resistor l reaches the metal-nonmetal transition temperature (Tc) of the material constituting the heating resistor, for example, if the heating resistor is made of vanadium oxide doped with Cr, the heating resistor If the flowing current value is reduced by two to three orders of magnitude and an appropriate element with the turn-off characteristic of the thyristor is selected, the thyristor is turned off by cutting off the current flowing through the heating resistor. When the heat generating resistor 1 is turned off by - degrees, the heat generating resistor 1 cannot be energized again unless a turn on signal is input to the gate II, so the heat generation in the heat generating resistor 1 stops. That is, when the heat generating resistor 1 is heated to the phase transition temperature by being energized, it automatically stops generating heat, and waits for cooling until the next turn-on signal is input from the cyrisk. Here, when the voltage value of the voltage pulse applied to the heating resistor 1 is changed and the voltage value of the voltage pulse is increased, the heating temperature at the pulse 1 shows a steep rise with respect to the application time. ), when the voltage value of the voltage pulse is lowered, the heating temperature of the heating resistor 1 shows a gradual rise with respect to the application time (
Figure 1O, 16.17).

これは、電圧パルスの電圧によって、発熱抵抗体1に流
れる電流値が依存することによるものであり、発熱ピー
ク温度は、電圧値に依存せず、金属非金属相転移温度に
依存することから、印加パルスの電圧値が高い程、発熱
抵抗体1での発熱量が小さい結果が得られる。このこと
から、1回の発熱行為で、より多くの発熱をさせるとき
は印加電圧を低くし、より少ない発熱をさせるときは印
加電圧を高くする本発明の駆動方法によれば、標準感度
の感熱紙を使用する場合は、16のような発熱抵抗体表
面温度の上昇曲線になるよう前記印加電圧を設定し、低
感度の感熱紙の場合には、印加電圧を低くして17のよ
うに発熱ピーク温度近辺の温度維持時間を長くとってや
り、逆に高感度の感熱紙の場合には、印加電圧を高くし
て15のように瞬時にピーク温度に達してしまうように
設定すれば、感熱紙等の記録感度特性の違いに対しても
1つのサーマルヘッドで対応できる。
This is because the current value flowing through the heating resistor 1 depends on the voltage of the voltage pulse, and the heating peak temperature does not depend on the voltage value but on the metal-nonmetal phase transition temperature. The higher the voltage value of the applied pulse, the smaller the amount of heat generated by the heating resistor 1 can be obtained. Therefore, according to the driving method of the present invention, in which the applied voltage is lowered to generate more heat in one heat generation action, and the applied voltage is increased to generate less heat, the standard sensitivity thermal sensitivity When using paper, set the applied voltage so that the heating resistor surface temperature rises as shown in 16. If using low-sensitivity thermal paper, lower the applied voltage and generate heat as shown in 17. If you maintain the temperature near the peak temperature for a long time, and conversely, in the case of highly sensitive thermal paper, you can increase the applied voltage and set it so that the peak temperature is instantaneously reached as shown in 15. One thermal head can handle differences in recording sensitivity characteristics of paper, etc.

第3図は、第1図に示すサーマルヘッドにおける連続駆
動の発熱抵抗体の表面温度の時間変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temporal change in the surface temperature of a continuously driven heating resistor in the thermal head shown in FIG. 1. FIG.

この図から明らかなように、いかなるタイミングでゲー
ト入力パルス14が入力されても、発熱抵抗体表面温度
13はTcを超えることがなく、熱記録における最も重
要な温度領域である発熱ピーク温度近辺での昇温、冷却
カーブはいずれの発熱においてもほとんど同一である。
As is clear from this figure, no matter what timing the gate input pulse 14 is input, the heating resistor surface temperature 13 never exceeds Tc, and remains near the heating peak temperature, which is the most important temperature region in thermal recording. The temperature rise and cooling curves are almost the same for both types of heat generation.

上述の昇温、冷却カーブの説明では、特定発熱抵抗体に
おいて、この発熱抵抗体の発熱履歴の影響を受けないこ
とを示したが、当該発熱抵抗体に隣接する等周辺の発熱
抵抗体の同時発熱や、過去ノ発熱の履歴等、あるいはサ
ーマルヘッド基板温度に対しても、上述の発熱ピーク波
形は影響を受けることがなく、常に均一な発熱を実現で
きる。
In the explanation of the temperature rise and cooling curves above, it was shown that a specific heat generating resistor is not affected by the heat generation history of this heat generating resistor. The heat generation peak waveform described above is not affected by heat generation, past heat generation history, etc., or thermal head substrate temperature, and uniform heat generation can always be achieved.

さらに、発熱抵抗体抵抗値のバラツキに伴う印加電力バ
ラツキ、グレーズ層厚み等のバラツキに伴う熱特性バラ
ツキが、個々の発熱抵抗体間あるいは個々のサーマルヘ
ッド間に存在していても、前記相転移温度で決定される
発熱ピーク温度、およびこのピーク温度近辺の発熱波形
は均一なものとなる。
Furthermore, even if there are variations in applied power due to variations in heating resistor resistance values, variations in thermal characteristics due to variations in glaze layer thickness, etc., between individual heating resistors or between individual thermal heads, the phase transition The exothermic peak temperature determined by the temperature and the exothermic waveform around this peak temperature are uniform.

第4図は、本発明の駆動方法の発熱駆動制御回路の一実
施例を示すブロック図、第5図は、第4図に示す駆動制
御回路を用いたサーマルヘッドの駆動タイミングチャー
トを示す。第4図において、35は31にシリアル入力
端子、32にシフトクロック端子をもつシリアルインパ
ラレルアウトのシフトレジスタ、36は上記シフトレジ
スタのパラレル出力と発熱タイミング信号入力端子33
からの信号を入力とし、出力端子を34にもつアンドゲ
ートである。このアンドゲートの出力端子34は、発熱
抵抗体に接続されたサイリスタlOのゲート11に接続
され、サイリスクを選択ターンオンさせることができる
。第5図において、41は記録の1ライン分の画像デー
タ、42はシフトクロックであり、上記シフトレジタ3
5に上記画像データが整列すると、発熱タイごング信号
43が数マイクロ秒のパルスで人力され、前記画像デー
タの内容によって前記サイリスクのゲーロ1の入力信号
44が前記出力端子34から数マイクロ秒のパルスで出
力される。このサイリスクゲート人力信号44が出力さ
れると、第4図の駆動制御回路37は、発熱動作から開
放され次のラインのための、上述の一連の準備動作に移
ることができる。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the heat generation drive control circuit of the drive method of the present invention, and FIG. 5 is a drive timing chart of the thermal head using the drive control circuit shown in FIG. 4. In FIG. 4, 35 is a serial-in-parallel-out shift register having a serial input terminal at 31 and a shift clock terminal at 32, and 36 is a parallel output of the shift register and a heat generation timing signal input terminal 33.
This is an AND gate that receives a signal from the input terminal and has an output terminal at 34. The output terminal 34 of this AND gate is connected to the gate 11 of the thyristor lO connected to the heat generating resistor, and can selectively turn on the thyristor. In FIG. 5, 41 is image data for one line of recording, 42 is a shift clock, and the shift register 3 is
When the above image data are aligned in 5, the heating signal 43 is manually inputted with a pulse of several microseconds, and the input signal 44 of the Gero 1 of Cyrisk is output from the output terminal 34 within several microseconds according to the content of the image data. Output in pulses. When this risk gate manual signal 44 is output, the drive control circuit 37 shown in FIG. 4 is released from the heat generating operation and can move on to the above-described series of preparatory operations for the next line.

従来のサーマルヘッドの一般的な駆動制御回路には、発
熱抵抗体の発熱動作と並列に記録画像データが書き込め
られるように、ランチ回路をもって高速処理を可能にし
ていたが、金属非金属転移をする発熱抵抗体とサイリス
クとの組合わせよって、上記ランチ回路なしで高速並列
処理が可能となる。従って、駆動制御回路の小型化、低
価格化とともに駆動制御回路を搭載した構造のサーマル
ヘッドの小型化をも実現できる。
The general drive control circuit of conventional thermal heads has a launch circuit that enables high-speed processing so that recorded image data can be written in parallel with the heating operation of the heating resistor. The combination of the heating resistor and the SIRISK enables high-speed parallel processing without the launch circuit. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the drive control circuit, and also to reduce the size of the thermal head having a structure in which the drive control circuit is mounted.

上述の実施例において、発熱抵抗体の発熱ピーク温度は
、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
はない。従って、従来のサーマルヘッドにおける発熱抵
抗体の無梧祇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、本発明のサーマルヘッドで
は起こらない。またノイズ等による駆動制御回路やCP
U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。
In the above-described embodiment, the heat generation peak temperature of the heat generating resistor does not change even if the heat absorbing source such as a recording medium such as thermal paper is in contact with the heat generating resistor or not. Therefore, the thermal head of the present invention does not suffer from deterioration or destruction of the heat generating resistor due to an abnormal increase in the heat generation peak temperature of the heat generating resistor in its uncontrolled state in the conventional thermal head. Also, the drive control circuit and CP due to noise etc.
It exhibits high reliability even in situations such as U malfunction or runaway.

ここで、本発明の駆動方法は、第1図に示す特定の温度
で金属非金属相転移をする材料を発熱抵抗体としたサー
マルヘッドを使用して述べたが、次に述べるサーマルヘ
ッドについても、同様の効果があることは、いうまでも
ないことである。
Here, the driving method of the present invention has been described using a thermal head whose heating resistor is made of a material that undergoes a metal-nonmetal phase transition at a specific temperature as shown in FIG. 1, but the following description also applies to the thermal head. , it goes without saying that there is a similar effect.

第6図は、本発明の駆動方法に用いるサーマルヘッドの
他の実施例を示す要部平面図である。
FIG. 6 is a plan view of essential parts showing another embodiment of the thermal head used in the driving method of the present invention.

本サーマルヘッドは、窒化タンタル等の発熱抵抗体7と
、第1の電極3と、個別電極2と、該発熱抵抗体7と個
別電極2との間に配された特定の温度で金属非金属相転
移をする材料からなる配線8とから構成されている。配
線8は、発熱抵抗体7まり線抵抗を低く設定してあり、
記録に寄与する発熱は発熱抵抗体7で主に発生し、配線
8では、発熱抵抗体での上記発熱に比べ僅かにしか発熱
しないが、はとんど発熱しない構成としである。上記配
線として用いた金属非金属転移をする材料によって、発
熱抵抗体7の抵抗値に比較しシート抵抗の小さい例えば
数十ミリΩのシート抵抗の膜が形成できるなら上記個別
電極2と配線8を区別することなく個別電極をも上記金
属非金属転移をする物質で構成することも可能である。
This thermal head consists of a heat generating resistor 7 made of tantalum nitride or the like, a first electrode 3, an individual electrode 2, and a metal or non-metal that is placed between the heat generating resistor 7 and the individual electrode 2 at a specific temperature. The wiring 8 is made of a material that undergoes a phase change. The wiring 8 is set to have a low parallel wire resistance to the heating resistor 7.
The heat that contributes to recording is mainly generated by the heat generating resistor 7, and the wiring 8 generates only a small amount of heat compared to the heat generated by the heat generating resistor, but it is configured so that it hardly generates heat. If it is possible to form a film with a sheet resistance smaller than the resistance value of the heating resistor 7, for example several tens of milliΩ, by using the material that undergoes metal-nonmetal transition used for the wiring, the individual electrodes 2 and the wiring 8 can be formed. It is also possible to configure the individual electrodes with the above metal-nonmetal transition substance without distinction.

発熱抵抗体7に電圧が印加されるとジュール熱により発
熱抵抗体と周辺部が昇温する。配線8は、この発熱抵抗
体7の発熱に伴って温度が高くなり、例えば金属非金属
の相転移温度が200℃であれば、配線8の温度が20
0℃に達するまで電流を流し続ける。そして上記相転移
温度に達したところで非金属的電気伝導度となって電流
が低下し、サイリスタ4ををターンオフさせ、前記発熱
抵抗体7のジュール熱発生を停止させ、一定の熱量で安
定な熱記録をすることができる。更に、印加電圧の電圧
値を変化させることにより、1回の発熱行為で、印加電
圧値を高くすれば低発熱量を、印加電圧値を低くすれば
、高発熱量を発生することができる。
When a voltage is applied to the heating resistor 7, the temperature of the heating resistor and the surrounding area rises due to Joule heat. The temperature of the wiring 8 increases as the heating resistor 7 generates heat. For example, if the phase transition temperature of metal and nonmetal is 200°C, the temperature of the wiring 8 increases to 20°C.
The current continues to flow until the temperature reaches 0°C. When the phase transition temperature is reached, the electric conductivity becomes non-metallic and the current decreases, turning off the thyristor 4 and stopping the generation of Joule heat from the heating resistor 7, resulting in stable heat generation with a constant amount of heat. Can record. Further, by changing the voltage value of the applied voltage, it is possible to generate a low amount of heat generation by increasing the applied voltage value and to generate a high amount of heat generation by decreasing the applied voltage value in one heat generation action.

第7図は、本発明の駆動方法に用いるサーマルヘッドの
他の実施例を示す要部平面図である。
FIG. 7 is a plan view of essential parts showing another embodiment of the thermal head used in the driving method of the present invention.

本サーマルヘッドは、窒化タンタル等からなる発熱抵抗
体7の両端に、特定の温度で金属非金属相転移を示す材
料からなる配線8を形威し、第1の電極3.及び個別電
極2と接続した構成となっている。
This thermal head has wiring 8 made of a material that exhibits a metal-nonmetal phase transition at a specific temperature at both ends of a heating resistor 7 made of tantalum nitride or the like, and a first electrode 3. and the individual electrodes 2 are connected to each other.

本サーマルヘッドは、第1の電極3と個別電極2との間
に、一定の電圧値を印加すると、発熱抵抗体7で発熱し
、発熱抵抗体7の温度と配線8の温度とは同等の温度を
呈することから、配線8の塩度が金属非金属相転移温度
となると、電流値を低下させ、サイリスタ4をターンオ
フさせることにより、一定の熱量で安定な熱記録をする
ことができ、電圧値を高くすれば、低熱量で、電圧値を
低くすれば、高熱量で熱記録できる。
In this thermal head, when a constant voltage value is applied between the first electrode 3 and the individual electrode 2, heat is generated in the heating resistor 7, and the temperature of the heating resistor 7 and the temperature of the wiring 8 are equal. When the salinity of the wiring 8 reaches the metal-nonmetal phase transition temperature, the current value is lowered and the thyristor 4 is turned off, allowing stable thermal recording with a constant amount of heat, and the voltage If you increase the value, you can record heat with a lower amount of heat, and if you lower the voltage value, you can record heat with a higher amount of heat.

第8図は、本発明の駆動方法に用いるサーマルへ、ドの
他の実施例を示す要部平面図である。
FIG. 8 is a plan view of main parts showing another embodiment of the thermal drive used in the driving method of the present invention.

本サーマルヘッドは、窒化タンタル等からなる発熱抵抗
体7が、第1の電極1及び個別電極2と接続された特定
の温度で金属非金属相転移を示す材料からなる配線8と
、電極22を介して接続する構成となっている。本サー
マルヘッドは、第6図。
In this thermal head, a heating resistor 7 made of tantalum nitride or the like connects a wiring 8 made of a material that exhibits a metal-nonmetal phase transition at a specific temperature and an electrode 22 connected to the first electrode 1 and the individual electrodes 2. It is configured to connect via This thermal head is shown in Figure 6.

第7図に示すサーマルヘッドと同様に、一定の電圧値を
印加すれば配vA8の温度が、金属非金属相転移温度と
なると、電流値を低下させ、サイリスタ4をターンオフ
させ、一定の熱量で熱記録をすることができ、更に、電
圧値を高くすれば低熱量で、電圧値を低くすれば高熱量
で熱記録することができる。
Similar to the thermal head shown in Fig. 7, when a constant voltage value is applied, the temperature of the distribution valve A8 reaches the metal-nonmetal phase transition temperature, the current value is lowered, the thyristor 4 is turned off, and a constant amount of heat is generated. It is possible to perform thermal recording, and furthermore, by increasing the voltage value, it is possible to perform thermal recording with a low amount of heat, and by decreasing the voltage value, it is possible to perform thermal recording with a high amount of heat.

ところで前記金属非金属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C
rをドープすることによって室温より高い温度の領域で
金属非金属的な電気伝導度の変化を起こす。より高温側
で非金属的、より低温側で金属的な電気伝導度をもつ。
By the way, examples of the substance that undergoes metal-nonmetal transition include vanadium oxide compounds. Trace amount of C in vanadium oxide
By doping with r, the electrical conductivity changes like a metal or nonmetal in a temperature range higher than room temperature. It has non-metallic electrical conductivity at higher temperatures and metallic electrical conductivity at lower temperatures.

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
ッタリング等の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ン昆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り
製造等も可能である。いずれの場合も放膜された酸化バ
ナジウム成分は、少なくとも多結晶構造を必要とする。
Both vanadium and vanadium oxide have high melting points and can be used as heating resistors. As a heat-generating resistive film, it is possible to form a bottom film using a thin film process such as sputtering.
It is also possible to make it into a powder and mix it with a binder to make it into a paste, or make it into an organic metal and manufacture it by a thick film process such as coating. In either case, the released vanadium oxide component requires at least a polycrystalline structure.

スパックリングの場合、金属バナジウムとクロムのを金
ターゲ、トあるいはクロムを埋め込んだ金属ハナジウム
クーゲントをアルゴンと酸素ガスを用いてスパックする
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“C以上であることが望ま
しい。
In the case of spackling, a method is used in which metal vanadium and chromium are spun with a gold target, or a metal vanadium cougend embedded with chromium is spun using argon and oxygen gas, and vanadium oxide powder and chromium oxide powder are sintered. There is a method of high-frequency sputtering using argon gas or a mixture of a small amount of oxygen in argon gas and the like. In any spackling, it is desirable that the temperature of the deposited film be several hundred degrees centigrade or higher to ensure a more crystalline state.

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、サーマルヘッドの発熱
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
質的に発熱非発熟の変化を伴う。ドープするCrの割合
で前記転移温度を変化させることが可能であって、発熱
抵抗体の昇温ビーク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桁の抵抗値上昇
があり、本発明のサーマルヘッドに利用できる。
When an appropriate amount of Cr is doped, the electrical conductivity changes by 2 to 3 orders of magnitude at the above transition temperature. Therefore, when used as a heating resistor of a thermal head or a heating resistor layer of current-carrying thermal paper, the above transition temperature will change when a constant voltage is applied. The power consumption value changes by 2 to 3 orders of magnitude above and below, and from the viewpoint of heat recording, this is accompanied by a substantial change in the non-generation of heat generation. It is possible to change the transition temperature by changing the proportion of Cr to be doped, and it is possible to set the heating peak temperature of the heating resistor. With vanadium oxide that is not doped with Cr, the rate of change in resistance is small and changes gradually with temperature;
There is a one-digit increase in resistance value from the low temperature side to the high temperature side across the temperature range, which can be used in the thermal head of the present invention.

第9図は、金属非金属相転移をする材料の線抵抗の温度
変化を示す図である。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のような約150℃で3桁はどの
抵抗値変化がある。
FIG. 9 is a diagram showing a temperature change in the linear resistance of a material that undergoes a metal-nonmetal phase transition. The line resistance itself changes depending on the film thickness and line width, so it is a reference value, but for vanadium oxide doped with about 0.5% of vanadium with Cr,
As shown in the line resistance characteristic curve 31, the resistance value changes by three orders of magnitude at about 150°C.

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m Cr
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
うため本発明の目的を達せられない。上述のように、C
r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9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。このようななだらかな変化で
あっても本発明の目的は達せられる。また、例えば−辺
O9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、見掛は上第9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昇温と通電停止の
状態が起こっており、発熱抵抗体全体として昇温、非昇
温を実現でき、何ら問題ない。
The temperature range where the resistance value changes changes depending on the amount of Cr doped, and as the amount of Cr doped increases, the temperature range where the resistance value changes gradually shifts to the lower temperature side m Cr
If the amount of doping with respect to vanadium exceeds several percent, the object of the present invention cannot be achieved because the change in resistance value increase from the low temperature side to the high temperature side disappears. As mentioned above, C
Since the amount of doping of r changes the temperature characteristics of resistance change,
Depending on the microscopic non-uniformity of the doping amount of Cr to vanadium oxide within the sample, the change in the linear resistance may become gentle with a certain temperature range, as shown in the curve in FIG. 9, for example. Even with such a gradual change, the object of the present invention can be achieved. Furthermore, when an attempt is made to raise the temperature by applying current to a heating resistor with a side O of several mm, for example, the temperature does not rise spatially uniformly within the heating resistor. When a substance is used, the change in resistance value as a heating resistor appears to be gradual as shown in Figure 9, Figure 32 above, but even in this case, from a microscopic perspective, it is a state of temperature rise and energization stop. is occurring, and the temperature of the heating resistor as a whole can be raised or not, and there is no problem.

なお、上述の全ての実施例において、発熱抵抗体、配線
、完熟シ〔ユレータに用いた材料の特性は、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
度変化する物質であっても構わない。本発明の効果を確
実に発揮するためには、上記電気伝導度の変化は少なく
とも1桁以上であり、望ましくは2桁以上である。
Note that in all of the above-mentioned examples, the characteristics of the materials used for the heating resistor, wiring, and mature oscillator do not necessarily require a discontinuous change in electrical conductivity at a specific temperature; It does not matter if it is a substance whose temperature changes continuously in a temperature range with a width of . In order to reliably exhibit the effects of the present invention, the change in electrical conductivity is at least one order of magnitude or more, preferably two orders of magnitude or more.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べてきたように、本発明によれば、■ 発熱抵抗
体の発熱ピーク温度を、この発熱抵抗体がおかれている
あらゆる温度環境に対しても均一に制御することが可能
、 ■ サーマルヘッドのグレーズ層等の熱特性バラツキに
対しても、記録特性のバラツキを卯えることが可能、 ■ 発熱抵抗体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
制御が容易、 ■ 発熱駆動制御回路を単純な構成で済ませられ、回路
、サーマルヘッド基板の小型化が可能、■ 記録の高速
化が容易、 ■ 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不要で、機器を小型、安価に提供す
ることが可能、 ■ 発熱抵抗体の耐暴走等に関して高信頼性、等の優れ
た効果を発揮するサーマルヘッドを安価に提供できるも
のである。
As described above, according to the present invention, it is possible to uniformly control the heat generation peak temperature of the heat generating resistor in any temperature environment in which the heat generating resistor is placed; and ■ the thermal head. ■ Variations in recording characteristics can be suppressed even with variations in thermal properties of the glaze layer, etc.; ■ Variations in recording properties can be suppressed even in response to variations in the resistance value of the heating resistor; ■ High precision Easy density gradation control; ■ The heat generation drive control circuit can be configured simply, allowing for miniaturization of the circuit and thermal head board; ■ Easy recording speed; ■ Temperature information such as temperature detection in recording equipment. No acquisition circuit or recording density correction circuit is required, making it possible to provide equipment that is small and inexpensive.■ Providing a thermal head that exhibits excellent effects such as high reliability in terms of resistance to runaway of the heating resistor, etc., at a low price. It is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の駆動方法に用いるサーマルへ7ドの一
実施例を示す平面図、第2図は金属非金属相転移を示す
発熱抵抗体のパルス印加に伴う表面温度の時間変化を示
す図、第3図は第1図に示すサーマルヘッドにおける連
続駆動の発熱抵抗体の表面温度のと時間変化を示す図、
第4図は本発明の駆動方法の発熱制御回路の一実施例を
示すブロック図、第5図は第4図に示す駆動制御回路を
用いたサーマルヘッドの駆動タイミングチャート、第6
図、第7図、第8図はそれぞれ本発明の駆動方法に用い
るサーマルヘッドの他の実施例を示す要部平面図、第9
図は金属非金属相転移をする材料の線抵抗の塩度変化を
示す図、第10図は本発明の駆動方法を説明するための
発熱温度と電圧印加時間との関係を示す図である。 1、7 ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ ・ ・ 11 ・ ・ ・ ・ ・ 33・ ・ ・ ・ ・ 35・ ・ ・ ・ ・ 43・ ・ ・ ・ ・ 発熱抵抗体 個別電極 第1の共通電極 サイリスク 第2の共通電極 配線 ゲート 発熱タイミング信号入力端子 シフトレジスタ 発熱タイミング信号 44・ ・サイリスクゲート入力信号 以 上
Fig. 1 is a plan view showing an embodiment of the thermal conductor used in the driving method of the present invention, and Fig. 2 shows the temporal change in surface temperature due to pulse application of a heating resistor exhibiting a metal-nonmetal phase transition. Figure 3 is a diagram showing the surface temperature and time change of the continuously driven heating resistor in the thermal head shown in Figure 1;
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the heat generation control circuit of the driving method of the present invention, FIG. 5 is a drive timing chart of a thermal head using the drive control circuit shown in FIG. 4, and FIG.
7, and 8 are a plan view of the main part showing another embodiment of the thermal head used in the driving method of the present invention, and FIG.
The figure shows the change in salinity of the linear resistance of a material that undergoes a metal-nonmetal phase transition, and FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the heat generation temperature and the voltage application time to explain the driving method of the present invention. 1, 7 ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ ・ 11 ・ ・ ・ ・ ・ 33 ・ ・ ・ ・ 35・ ・ ・ 43. .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続された電極を備え
、この発熱抵抗体または電極の少なくとも一部が、特定
温度領域を境に、低温側で金属的、高温側で非金属的と
なる電気伝導度の変化を起こす物質で構成され、前記発
熱抵抗体への通電を制御するスイッチング素子が、前記
金属非金属変化をする構成部材の高温における電気伝導
度低下に伴う通電電流の減少によってターンオフする機
構を有するサーマルヘッドの発熱調整方法であって、1
回の発熱行為で、より多くの発熱をさせるとき、前記発
熱抵抗体への印加電圧を低くし、より少ない発熱をさせ
るとき前記発熱抵抗体への印加電圧を高くすることを特
徴としたサーマルヘッドの発熱調整方法。
Comprising a heating resistor and an electrode connected to the heating resistor, at least a part of the heating resistor or electrode becomes metallic on the low temperature side and non-metallic on the high temperature side, with a specific temperature range as the boundary. The switching element, which is made of a substance that causes a change in electrical conductivity and controls the current flow to the heat generating resistor, is turned off due to a decrease in the conducting current due to a decrease in the electrical conductivity of the metal-nonmetal component at high temperatures. 1. A method for adjusting heat generation of a thermal head having a mechanism for
The thermal head is characterized in that when generating more heat in one heat generating action, the voltage applied to the heating resistor is lowered, and when the heating is generated less, the voltage applied to the heating resistor is increased. How to adjust heat generation.
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