JPH03133662A - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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JPH03133662A
JPH03133662A JP27336389A JP27336389A JPH03133662A JP H03133662 A JPH03133662 A JP H03133662A JP 27336389 A JP27336389 A JP 27336389A JP 27336389 A JP27336389 A JP 27336389A JP H03133662 A JPH03133662 A JP H03133662A
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JP
Japan
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common electrode
signal
drive
circuit
heating resistors
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Application number
JP27336389A
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English (en)
Inventor
Akiyoshi Fujii
暁義 藤井
Takayuki Taminaga
民長 隆之
Takatoshi Mizoguchi
溝口 隆敏
Katsuyasu Deguchi
出口 勝康
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、慢数の発熱抵抗体を有し、その発熱抵抗体
に通電することにより印字を行うサーマルヘッドに係り
、主にファクンミリやプリンタなどに使用される。
(ロ)従来の技術 従来この種の駆動装置においては、第11図に示すよう
に、例えば2048個の発熱抵抗体R1−R2048の
各2個の一端を印字データによって開閉するスイッチン
グ素子Q I −Q1024の各々に接続するとともに
、他端をそれぞれ2つの共通電極cIC2に分けて接続
している。そして、切換回路SWlとSW2へ交互にア
クティブと非アクティブに変化するストローブ信号S1
.S2とその反転信号S1.S2を印加し、それによっ
て共通電極C1,C2の電圧レベルを交互に駆動電圧E
と接地電位(GND)に切換えて時分割駆動するように
している。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来のこのような駆動装置においては、
ストローブ信号が非アクティブの時に非駆動状態の発熱
抵抗体に駆動電圧の半分が印加されて駆動時のエネルギ
ーの174が消費されるため、サーマルヘッド全体の消
費電力が大きく、また、印加時間によっては非駆動状態
の発熱抵抗体の発生する熱によって感熱紙が発色すると
いう問題がある。
また、従来の駆動装置では、基板にセラミックを使用し
ているが、セラミックは高価であるため、電流容量の十
分な2本以上の共通電極をセラミック基板に設けると基
板面積が増大して基板自体が高価になる。さらに、セラ
ミック基板は加工性に乏しく、スルーホール等の加工が
難しいため、複数の共通電極を形成するにはそれらを多
層構造にしなければならず、製造工程が複雑になる。従
って消費電力や使用部品点数あるいは製造工数を軽減さ
仕るために、駆動方式を工夫しても、それを実現するこ
とが難しいという問題点があった。
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので
、消費電力を低減すると共に確実で鮮明な印字を行うこ
とが可能であり、しかも、加工性の良好な基板を使用し
て一枚の基板上に発熱抵抗体、制御回路部品および配線
部を実装することにより、コンパクトで製作上の工数低
減か可能なサーマルヘッドを提供するものである。
(ニ)課題を解決するための手段 この発明は、一列に配列した曳数藺の発熱抵抗体を備え
ると共に、印字データに対応して作動する駆動素子を各
2個の発熱抵抗体に対して各ti備え、各2個の発熱抵
抗体の一端を共通に1個の駆動素子の出力に接続し、各
他端をそれぞれ2本の共通電極に分けて接続し、2本の
共通電極と複数の発熱抵抗体と駆動素子との組み合わせ
を1個または復数個のブロックに分割し、おのおののブ
ロックを1つずつ順番に駆動するための時分割駆動信号
を周期的に出力する信号発生手段と、時分割駆動信号を
受けて駆動電圧を時分割駆動信号に対応するブロックの
みに供給する電圧切換手段を備え、複数の発熱抵抗体と
これらを駆動する駆動素子とその他の電気部品と外部回
路との接続用コネクタとこれらを接続する配線を同一の
耐熱性絶縁基板上に一体に実装したサーマルヘッドであ
って、前記2本の共通電極の内、1本には(4n+1)
番目と(4n+4)番目の発熱抵抗体の一端を接続し(
n=0.1.2・・・)、他の1本の共通電極には(4
n±2)番目と(4n+3)番目の発熱抵抗体の一端を
接続したことを特徴とするサーマルヘッドである。
上記耐熱性絶縁基板には、加工性が良好で少なくとら3
0Q〜400°Cの耐熱性を有する基板を用いることが
必要であり、そのため、耐熱性クロス(たとえば、ガラ
ス繊維)に耐熱樹脂(たとえば、ポリイミド樹脂)を含
浸させて形成した基板を使用することか好ましい。
(ホ)作用 セラミック基板の代わりに加工性の富む耐熱性絶縁基板
を使用することにより、共通電極、発熱抵抗体、発熱抵
抗体への配線電極、駆動用回路部品、回路配線、その他
の電気部品やコネクタ等を同一の基板上に実装可能とな
る。また、共通電極らスルホール等を利用し裏面に形成
することが可能であり、必要以上に基板を大きくするこ
となく十分な共通電極の面積が確保出来る。さらに、共
通電極の電圧レベルを切り替える回路も基板裏面を利用
して実装することが出来、取付の際の自由度が増すこと
になる。この様の基板の表裏面を積極的に有効に活用す
ることにより、サーマルヘッド自体のコンパクト化がは
かられる。
従来は放熱板に基板を接着固定したあとでICのダイボ
ンダ、又はワイヤーボンダを行っていたが、本発明では
耐熱性絶縁基板上で電気部品をすべて実装した時点で、
すなわち放熱板に固定する以前に検査することができる
ため、実装した電気部品に不良が見出された場合でら放
熱板を捨てる必要がなく、放熱板の節約になる。
さらに、発熱抵抗体の一端を発熱抵抗体の(4n+1)
番目と(4n+4)番目とを、2本の共通電極の一方に
、(4n+2)番目と(4n+3)番目とを他方に接続
することにより、配線ピッチが拡大され、スルーホール
を千鳥状に配置して、。
裏面の配線を利用することにより、従来2層構造であっ
た共通電極部分を1層にすることができ、従って、2層
構造による>1mな工程が必要でなくなるため、工数の
低減と歩留まりの向上か可能となる。
(へ)実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する
。これによってこの発明が限定されるものではない。
第4図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第5図
及び第6図は第4図の要部電気回路図である。これらの
図において、R1−R204Bはサーマルヘッドに配列
された印字用の発熱抵抗体、C1〜C8は共通電極、D
I−D4は駆動回路であり、これらはそれぞれ4つのブ
ロックBl−B4に分割されている。また、PSは発熱
抵抗体R【〜R2048に駆動電圧VHを供給する電源
、STBはストローブ信号STB l−9TB4を出力
するストローブ信号発生回路、al=a4はストローブ
信号変換回路、b1〜b4は共通電極切換回路である。
駆動回路Dlは第6図に示すように4つの64ビットド
ライバーDRI−DR4からなり、64ビツトドライバ
ーDRIは第7図に示すようなロジック回路を備えてい
る。なお、駆動回路D2〜D4は駆動回路DIと同等に
構成され、64ビツトドライバーDR2〜DR4も64
ビツトドライ/(−DRIと同等に構成されている。ブ
ロックB1−84にそれぞれ設けられた2本の共通電極
C1とC2,・・・、C7と08に各ブロックの(4n
+B番目および(4n+4)番目の発熱抵抗体の一端と
(4n+2)番目および(4n+3)番目の発熱抵抗体
の一端とが分けて接続され、発熱抵抗体の各他端は駆動
回路D1〜D4に接続されている。つまり、ブロックB
lについて言えば、第6図に示すように共通電極Ctに
発熱抵抗体R1、R4,R5,R8・・・・・・R50
9,R512の一端か接続され、共通電極C2には発熱
抵抗体R2,R3、R6,R7・・・・・・R5L(1
,R511の一端が接続され、更に発熱抵抗体R1とR
2,R3とR4・・・・R511とR512の他端がぞ
れぞれ組合わされて64ビツトドライバーDRI〜DR
4の各インバータNにそれぞれ接続されている。そして
、共通電極Ctと02は共通電極切換回路す目こ、共通
電極C3とC4は共通電極切換回路b2に、共通電極C
5と06は共通電極切換回路b3に、共通電極C7と0
8は共通電極切換回路b4にそれぞれ接続されている。
第5図はストローブ信号変換回路(以下変換回路という
)at及び共通電極切換回路(以下切換回路という)b
tの基本構成の詳細を示すが、変換回路a2〜a4及び
切換回路b2〜b4ら変換回路al及び切換回路btと
それぞれ同等の構成を有している。切換回路btはトラ
ンジスタQ la。
Q la、 Q lb、 Q lbからなる切換回路と
トランジスタQ2a、 Q2a、 Q2b、 Q2bか
らなる切換回路によって構成され、変換atから入力さ
れろ信号S11、Sll、S21,5−21によって駆
動され、共通電極C1,C2へ印加する駆動電圧を切換
える。箪5図に示す回路alにおいてストローブ信号発
生回路STBからストローブ信号STB lが入力され
ると、ストローブ信号STB lはインバータICによ
って反転された後、抵抗Rとコンデンサにより積分され
、第8図のタイムチャートに示すように信号λとなり、
この信号−がバッファlに入力されてバッファlのスレ
ッショールド電圧により整形され、信号5TBIより時
間Tdだけ遅れた信号すとなる。信号すとストローブ信
号STB lとがN OR回路・1aに入力されると、
信号Cか出力される。また、信号すとストローブ信号5
TBIとがAND回路!bに入力されると、信号dが出
力される。信号dはインバータldによって反転されス
トローブ信号5TB1aとして駆動回路DIに入力され
ろ。一方、信号Cはフリップフロップ2に入力され信号
eとして出力される。
さらに信号eと信号C又は信号eと信号dをOR回路3
又はNOR回路4に入力することにより信号Sll、S
11.S21.S21が出力される。
これらの信号によって回路tbの切換回路が作動し、共
通電極Cl−02に駆動電圧VFIおよび接地層ffi
 (GND)が交互に印加されろ。なお、信号Cと信号
dの遅れTdは抵抗RとコンデンサCの定数とバッファ
」のスレッショールド電圧によって決定される。時間T
dは回路blのトランジスタのスイッチング特性にもよ
るが10〜30μsec程度であれば十分である。以下
同様にストローブ信号5TB2〜5TB4に対応して切
換回路btは変換回路a2から信号S12.S12.S
22.S丁丁を、切換回路b3は変換回路a3から信号
S13、S13.S23.S23を、切換回路b4は変
換回路a4から信号SI4.S14.S24゜S24を
それぞれ受けて、それぞれ対応するブロックの共通電極
C3とC4、C5とC6、C7とC8に駆動電圧■、と
接地電位(G N D )が印加されろ。これに伴って
、ストローブ信号5TB2a〜5TB4 aらそれぞれ
駆動回路D2〜D4に印加される 一方、64ビツトドライバーDRIには第7図に示すよ
うにシリアル印字データ信号DATAがクロック信号C
LOCKに同期してシフトレジスタSRに入力される。
なお、この印字データは、後述のように2種類のデータ
に分けてRAM(図示しない)に書き込まれている。そ
して、ラッチ信号LATC)(がラッチ回路LTに入力
されると、シフトレジスタSR内の印字データがラッチ
回路LTに取り込まれる。そこで、駆動許可(信号B。
E、Oおよびストローブ信号5TBlaが入力されると
、ストローブ信号5TBlaはインバータNoで反転さ
れAND回路MOに信号B、E、Oと共に入力され、A
ND回路MOの出力とラッチ回路LTの出力が各AND
回路Mに入力され各AND回路Mの出力が各インバータ
Nに入力される。
それによって共通電極CI又はC2から印字データに対
応する電流が発熱抵抗体R[〜R128に通電される。
64ビツトドライバーDR2〜DR4ら同様に作動する
。そして、−ライン分の印字データおよびクロック信号
は各ソフトレジスタSRに直列に分配され、ラッチ信号
LATCHおよび駆動許可信号B、E、Oは各ラッチ回
路LTに並列に人力される。
第9図はこれらの信号の関係を示すタイムチャートであ
る。同図に示すように、■の期間で信号STB 1に同
期し信号SllがHレベル、信号5llh<Lレベルに
なることにより共通i題C1だけに電圧VHが印加され
る。このとき以外にはC1には電圧V、4は印加されな
い。次に■の期間で信号5TBIに同期して信号S21
にHレベル、信号S21/J(Lレベルになることによ
り共通電極C2だけに電圧VHが印加される。このとき
以外には共通電極C2に電圧■8が印加されろときはな
い。以下、信号5TB3に同期にして、■の期間で共通
電極C3が■の期間で共通電極C4が選択されて電圧V
)Iが印加される。信号5TB3に同期して、■の期間
で共通電極C5が、■の期間で共通電極C6が共通層t
isTB4に同期して■の期間で07が、■の期間でC
8が、それぞれ選択され電圧vHが印加される。そして
、1つの共通電極が選択されているときには他の非選択
共通電極には電圧■8はかからない。
第1図〜第3図はこのサーマルヘッドの要部構成を示す
構成説明図である。第1図は側面図、第2図は要部上面
図、第3図は要部下面図である。
第1図において、樹脂製の耐熱性絶縁基板3の上に、発
熱抵抗体l(第4図の発熱抵抗体R1〜R2048に対
応する)および配線電極5が形成される。配線電極5の
一部はスルーホール4により裏面にも作ることが出来る
。配線電極5は駆動用[C2(第4図のドライバB1−
84に対応する)に例えばフェイスダウンボンディング
技術により電気的に接続されている。共通電髄にはスル
ーホール4を通して裏面に配線され共通電極切替回路7
(第4図の回路bl−b4に対応する)に電気的に接続
されている。その他サーマルヘッドの動作に必要な電気
部品6、外部接続用コネクタ8か接続されている。この
様に一枚の耐熱性絶縁基板1枚によりサーマルヘッドを
構成することが可能である。さらに必要に応じて放熱、
補強をかねた金属製、又は…詣製の板を裏面につけても
よい。
この構成の共通電極部分をさらに詳細に示したのが第2
図および第3図である。
第2図において、Aの部分は印字ブロックの境界であり
、第4図のブロックB1と82の境界に相当する。第2
図の4a〜4eはスルーホールである。また、C3aは
第4図の共通電極C3に対応し、スルーホール4bを通
して裏面共通電極C3bに接続している。C4aは第4
図の共通電極C4に対応し、表面ではスルーホール部分
のみを残し、裏面共通電極C4bに接続されている。そ
して、裏面共通1を極C3b、C4bは、共通電極の電
圧切換回路に接続される。発熱抵抗体lは、共通電極と
反対の端が、配線電極5+Lに2個1組になるように接
続され、配線電極5aは駆動素子であるドライバーIC
の出力端子に接続される。
第2図において、印字ブロックの境界Aのすぐ右隣の発
熱抵抗体を(4n+1)番目とすると(n=0.1.2
−・・)、(4n+1)番目の発熱抵抗体と(4n+4
)番目が共通電極C3aに、(4n+2)番目と(4n
 + ’3 )番目の発熱抵抗体は共通にスルーホール
4dを通し、共通電極C4bにそれぞれ接続されている
。この様に(4n+ 1 )番目と(4n+4)番目の
発熱体を一方の共通電極に(4n+2)番目と(4n+
3)番目の発熱抵抗体を他方の共通電極に接続し、千鳥
状配置をすることにより、スルーホールのピッチを約1
nfflまで広げることができ、従来不可能であったス
ルーホールを利用した配線が可能となる。このために従
来あった眉間絶縁膜を用いずにサーマルヘッドを作るこ
とができ工程を簡略できる。
さらに、印字データと発熱抵抗体の駆動との関係につい
て述べろ。まず、データを選択するため印字データはあ
らかじめ1行の印字データをRAM(図示しない)にア
ドレス指定して書き込んでおく。次に、RAMから1ラ
インのデータの内(4n+1)と(4n+4)番目のデ
ータ(n=0.1.2・・)をクロブク信号に同期させ
ながらシフトレジスタに送りラッチ信号によってラッチ
される。そして前述のように、B、E、O信号をアクテ
ィブにしてSllとSllの信号によって印字ブロック
B1の第1の共通電極Ctのみに電圧VHをかけ第4図
のal=a4に示される信号発生装置からの5TBIa
信号によって駆動素子を動作さけ発熱抵抗体に電流を流
し発熱印字させる。印字が終わるとS12.S12の信
号により電圧VHをCIから印字ブロックB2の第1の
共通電極であるC3に切換えストローブ信号5TB2a
によって印字ブロックB2の駆動素子を動作させ発熱抵
抗体に電流を流し発熱印字させる。同様にして、印字ブ
ロックB3.B4と印字を行ったあとB、E、Oを非ア
クティブにし、印字データを格納したRAMから(4n
+2)、(4n+3)番目(n=0゜1.2.3・・・
)のデータをクロックに同期させてシフトレジスタに送
り込む。データを送り込んだところでラッチ信号により
ラッさせる。次に再びB。
E、O信号をアクティブにしたあと921.S21の信
号により印字ブロックB1の第2の共通wL極であろC
2にのみ駆動電圧V)Iをかけ、STB I a信号に
より駆動素子を動作させ発熱抵抗体に電流を流し印字を
行う。次にS22.S22の信号により駆動電圧VHを
C2からC4の共通電極に切り換え、5TB2aの信号
により印字ブロックB2の印字を行う。同様にしてB3
.B4の印字ブロックにS23.S23.S24.S2
4の信号により駆動電圧V■のかかる共通電極を切換え
、順次印字を行い、最後にB、E、Oを非アクティブに
してlラインの印字を終了する。
ここで注意する点としてはRAMからデータを読み込む
際n=oとして4n+1を読み込んだあと、次に4n+
4を読み込み、このあとn=1として4n+1を読みそ
のあと4n+4を読み込む。
同様にしてnを順次インクリメントする。4n+2.4
n+3番目のデータを読む場合もn=oとして、4n+
2の次に40+3を読み、次にn=1として4n+2.
4n+3番目と読み込んでいくことである。
以上は変換回路a1〜a4にロジック回路を利用した場
合の実施例であるが、その代わりに第10図に示す様な
構成によりマイクロコンピュータを使用してもよい。
第10図において、マイクロコンピュータMCがタイマ
TMからのデータをらとにソフト信号を作り、I10ボ
ートPIOによりサーマルヘッドを駆動する信号すべて
を出力する。I10ボートP■0からの信号SLl乃至
S21は第4図に示す切換回路btに直接接続されろ。
同様にして切換回路b2乃至b4にも信号S12乃至S
24が入力される。ストローブ信号5TBla=STB
4&についても同様にマイクロコンピュータMCから出
力される。この場合、第4図のストローブ信号発生回路
STBは不要となる。
このようにストローブ信号と同期させ共通電極の電圧を
切換えることにより、ストローブ信号の非アクテイブ時
に流れる電流がなくなり、榊来非アクティブ時に流れた
電流分消費電力が低減され、且つ非選択発熱抵抗体の発
色がない為、鮮明な印字を行うことが出来る。
また、第1図〜第3図に示す様な構造により、スルーホ
ールを設ける為のスペースが確保され、眉間絶縁膜を設
は多層配線することなくサーマルヘッドを作ることがで
きる。これにより複雑な工程が減り歩留まりが上がりI
Cの数を半減したサーマルヘッドにおいてよりいっそう
コストダウンが実現できる。
(ト)発明の効果 この発明によれば、消費電力が低減されると共に確実で
鮮明な印字を行うことが可能となる。また樹脂性の耐熱
性絶縁基板を用いることにより、従来、セラミック部分
と基板部分からの構成されていたサーマルヘッドを一体
化することができる。
さらに、スルーホール等の加工が簡単なため発熱抵抗体
とその駆動回路との配線が単純になり生産の歩留りが向
上する。従って、セラミック基板を使用せずに済むこと
および加工工程が簡単で歩留りが向上すること等を含め
、ICの数を半減させたモデルのメリットを十分に生か
したサーマルヘッドの大幅なコストダウン、小型化が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すサーマルヘッドの構
成説明図、第2図は第1図に示す一実施例の要部を示す
上面図、第3図は第2図の下面図、第4図は第1図に示
す一実施例の駆動回路のブロック図、第5図および第6
図は第4図の要部を示す電気回路図、第7図は第6図の
要部を示す電気回路図、第8図は第5図の動作を示すタ
イムチャート、第9図は第4図の動作を示すタイムチャ
ート、第1O図はこの発明の他の実施例の要部を示すブ
ロック図、第11図は従来例を示す電気回路図である。 PS・・・・・・駆動電源、 STB・・・・・・ストローブ信号発生回路、a1〜a
4・・・・・・ストローブ信号変換回路、bl−b4・
・・・・・共通電極切換回路、C1〜C8・・・・・・
共通電極、 Rl −R2048・・・・・・抵抗発熱体、D1〜D
4・・・・・・駆動回路、 Bl−B4・・・・・・ブロック、 l・・・・・・発熱抵抗体、2・・・・・・駆動用IC
l3・・・・・・耐熱性絶縁基板、 4.4a〜4e・・・・・・スルーホール、5.5a・
・・・・・配線電極、6・・・・・・電気部品、7・・
・・・・共通電極切換回路、 C3a、C3b、C4a、C4b・・・・・・共通電極
。 i 1 図 第 図 第 図 11月1を刀巾灸[〕酪へ 第 7 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、一列に配列した複数個の発熱抵抗体を備えると共に
    、印字データに対応して作動する駆動素子を各2個の発
    熱抵抗体に対して各1個備え、各2個の発熱抵抗体の一
    端を共通に1個の駆動素子の出力に接続し、各他端をそ
    れぞれ2本の共通電極に分けて接続し、2本の共通電極
    と複数の発熱抵抗体と駆動素子との組み合わせを1個ま
    たは複数個のブロックに分割し、おのおののブロックを
    1つずつ順番に駆動するための時分割駆動信号を周期的
    に出力する信号発生手段と、時分割駆動信号を受けて駆
    動電圧を時分割駆動信号に対応するブロックのみに供給
    する電圧切換手段を備え、複数の発熱抵抗体とこれらを
    駆動する駆動素子とその他の電気部品と外部回路との接
    続用コネクタとこれらを接続する配線を同一の耐熱性絶
    縁基板上に一体に実装したサーマルヘッドであって、前
    記2本の共通電極の内、1本には(4n+1)番目と(
    4n+4)番目の発熱抵抗体の一端を接続し(n=0、
    1、2・・・)、他の1本の共通電極には(4n+2)
    番目と(4n+3)番目の発熱抵抗体の一端を接続した
    ことを特徴とするサーマルヘッド。
JP27336389A 1989-10-19 1989-10-19 サーマルヘッド Pending JPH03133662A (ja)

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