JPH05201047A - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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Publication number
JPH05201047A
JPH05201047A JP1515092A JP1515092A JPH05201047A JP H05201047 A JPH05201047 A JP H05201047A JP 1515092 A JP1515092 A JP 1515092A JP 1515092 A JP1515092 A JP 1515092A JP H05201047 A JPH05201047 A JP H05201047A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistors
thermal
heating
thermal head
heating resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP1515092A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Kuwabara
誠治 桑原
Jun Tsuneyoshi
潤 恒吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP1515092A priority Critical patent/JPH05201047A/ja
Publication of JPH05201047A publication Critical patent/JPH05201047A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチング素子を設けて発熱抵抗体に供給
される電力をスイッチングして発熱ドット内の温度分布
制御を行なう。 【構成】 少なくとも3個の発熱抵抗体3により発熱ド
ットが形成され、発熱ドット内で、両端の発熱抵抗体3
を除いた少なくとも1個の発熱抵抗体3に、給電体4と
発熱抵抗体3との間の電気経路に、比抵抗の温度特性が
非線形な薄膜5を用いる。発熱抵抗体3自身の発熱によ
る温度上昇をトリガーにして、発熱抵抗体3に供給され
る電力をスイッチングして発熱ドット内の温度分布をよ
り均一とし、低消費電力で、印字品位のよいサーマルヘ
ッドを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、感熱式または熱転写式
プリンタに使用されているサーマルヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のサーマルヘッドの平面
図、図4は図3におけるB−B’部分の断面図である。
図において、1はセラミック材等の基体、2はガラスグ
レーズ層、3は発熱抵抗体、4は発熱抵抗体に電力を供
給する給電体である。従来、一般にサーマルヘッドにお
いては、図3、図4のような構造をしており、給電体4
には、Au,Al等の電気的に導通性が良くその各種特
性も極安定な金属が用いられることが一般的であり、か
つ発熱抵抗体3には、タンタルや鉛等の酸化物や窒化物
が用いられることが一般的であり、発熱抵抗体3はその
機能としてパルス状発熱を行うために、使用温度範囲に
おいて、形状、組成、電気的特性等各種物性が十分安定
である素材が要求されていた。その上で給電体4から発
熱抵抗体3に電力を供給し発熱抵抗体3で発熱させ、そ
の熱エネルギーを利用して記録を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような構成要素を
持つ従来のサーマルヘッドにおいては、パルス状の電力
が給電体4から投入されると、発熱抵抗体3におけるジ
ュール発熱によって発熱抵抗体3およびその周辺の温度
が上昇して、図6にあるような温度変化をきたす、即
ち、発熱抵抗体3の中心部(図5中点C)では、図6中
曲線a、発熱体の周辺端部(図5中点D)では図6中曲
線bのような温度変化をきたす。さらに、発熱抵抗体3
の中心部における温度変化のピーク時における温度分布
は、図7にあるように、発熱抵抗体3の中心部と発熱抵
抗体3の周辺端部では、およそ230℃の温度差が生じ
る。このような発熱温度分布を呈する従来のサーマルヘ
ッドにおいては、記録媒体に伝えられる熱エネルギーも
同様であり、発熱抵抗体3の近辺のその絶対値に差があ
るものの同様な温度分布、温度差を呈する。
【0004】この結果として、印字ドットの大きさが十
分に成長しなかったり、印字ドットの大きさを十分とる
ために、印加する電気エネルギーが過剰に必要となった
り、発熱ドット中央部における過剰な電気エネルギーの
供給により印字ドットの大きさは十分であるのに、印字
ドットの中心部で「白抜け」の現象が発生し、ドーナッ
ツ状の印字ドットが発生したりしていた。従来のサーマ
ルヘッドには、上記のような印字品位における不具合や
過大な電力消費が必要となるという欠点があった。
【0005】本発明の目的は、従来のサーマルヘッドに
おけるこのような問題を解消し、印字品位における不具
合がなく、使用時の電力消費が過剰に大きくなく、印字
効率の良いサーマルヘッドを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のサーマルヘッドは、従来少なくとも1つの発
熱抵抗体3で構成されていた発熱ドットを少なくとも3
つ以上の発熱抵抗体3で構成し、最も外側に位置する2
つの発熱抵抗体を除いた少なくとも1つの発熱抵抗体3
に、温度上昇により動作しそれ自身の抵抗値が上昇する
ことにより発熱抵抗体3に供給されている電流を遮断す
るスイッチング素子を発熱抵抗体3に隣接して配置し、
かつこのスイッチング素子を、発熱抵抗体3に供給され
る電力の供給回路に、電気的に直列に接続することによ
りサーマルヘッドを構成するものである。
【0007】
【作用】上記のように構成されたサーマルヘッドにおい
ては、パルス状の電力印加により発生し記録媒体に伝え
られる熱エネルギーの分布が均一になるように、発熱抵
抗体3に印加される電力を制御することができ、従来の
サーマルヘッドに比すと印字品位における不具合がな
く、また使用時の電力消費が過剰に大きくする必要がな
く、印字効率の良いサーマルヘッドを実現する。
【0008】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。図1は、本発明のサーマルヘッドの平面図、図
2は図1におけるA−A’部分の断面図である。図1、
図2において、1はセラミック材等の基体、2はガラス
グレーズ層、3は発熱抵抗体、4は発熱抵抗体に電力を
供給する給電体、5はスイッチング素子である。
【0009】本実施例では、図1、図2にあるように、
電力が給電体4から、スイッチング素子5を介して3つ
の発熱抵抗体3の各々に供給され、各々の発熱抵抗体3
でジュール熱が発生し温度が上昇し、やがて発熱ドット
を単位として、発熱抵抗体3の並びの少なくとも外側に
配置されてない発熱抵抗体3、即ち本実施例では3つの
発熱抵抗体3の中央の発熱抵抗体3の中央部で記録媒体
と接触する部分における温度が、印字に寄与する熱エネ
ルギーを供給するに十分なだけ上昇し、さらに記録媒体
における溶融インクの溶融や、発色薬剤の黒化が十分安
定かつ再現性良く行えるだけ余分に上昇した時点で、発
熱抵抗体3からの熱伝導によって温度上昇していたスイ
ッチング素子5の抵抗値が急激に上昇し電力を遮断する
スイッチング機能が実行され、中央の発熱抵抗体3に供
給される電力がストップし中央の発熱抵抗体3における
ジュール熱の発生が停止する。この時のスイッチング素
子自体の温度はおよそ100℃であり、素材自体形成時
にこのように調整されている。ところが、本実施例にお
ける発熱ドットの外側に位置する2つの発熱抵抗体3で
は、このスイッチング素子5が付加されていないので、
中央の発熱抵抗体3のジユール発熱が停止された後も、
印加されるパルス電力に応じた分だけさらに温度上昇す
る。これらの3つの各発熱抵抗体3の制御された発熱に
より、発熱ドット内で均一な分布を有する、記録媒体へ
の熱エネルギー伝達が行われる。実際、本発明のサーマ
ルヘッドにおける発熱ドット付近での記録媒体と接触す
る部分における温度分布の様子を図8に示す。
【0010】従来のサーマルヘッドでは発熱ドットの中
央に熱が溜ってしまい、発熱ドットの周辺端部では、十
分に温度が上昇しなかったり、発熱ドットの周辺端部で
十分な温度上昇を得るために過剰な電力供給を必要とし
たり、発熱ドット中央部での過剰すぎる電力供給の結
果、相対する印字ドットの中央部で「白抜け」の現象が
発生したりしていたが、本発明のサーマルヘッドの場
合、上記のように3つの発熱抵抗体3の制御された発熱
により、発熱ドット内で均一な分布を有する記録媒体へ
の熱エネルギー伝達が行われるので、従来のサーマルヘ
ッドにおける印字の不具合や過剰なエネルギー供給を必
要としないサーマルヘッドを得ることが可能となる。
【0011】本実施例で用いたスイッチング素子5は、
PTCR(Positive TemperatureCoefficient of Resis
tivity)サーミスターとして広く一般に知られている素
材であり、BaTiO2 、PbTiO2 などの強誘電体
物質を用いており、特定温度で急激に抵抗値が増大する
特性を有している。この素材は通常常温ではその比抵抗
がおよそ10Ωcm程度であり、本実施例における電流
方向の抵抗値は、給電体4や発熱抵抗体3との接続面の
形状が正方形であるとした場合、およそ5Ω程度(スイ
ッチング素子の厚みをおよそ5000Åとした)であり
回路全体の抵抗値増加やスイッチング素子5自体の発熱
は無視できる。
【0012】さらに温度上昇により急激に抵抗値が上昇
した際には、その電流方向の抵抗値は常温の時に比すと
およそ104 倍となり、5×104 Ω程度になるので、
給電体4から発熱抵抗体3に供給される電力を遮断する
ことが可能になる。従来サーマルヘッドが、発熱抵抗体
3の抵抗値の常用使用域が2000Ω程度までであるこ
とを考えると上記のように抵抗値変化を起こすこの素材
は、誠にスィッチング素子としての機能を十分に果たす
ことが可能である。さらに、本発明のサーマルヘッドで
は、このスィッチング素子5自体をジュール発熱させて
用いるシステムではないので、スイッチング素子自体の
劣化もほとんどなくスイッチング機能の経時的な特性安
定性および再現性も十分である。
【0013】
【発明の効果】以上のように本発明では、少なくとも3
つ以上の発熱抵抗体3で一つの発熱ドットを構成し、最
も外側に位置する2つの発熱抵抗体を除いた少なくとも
1つの発熱抵抗体3に、温度上昇により動作しそれ自身
の抵抗値が上昇することにより発熱抵抗体3に供給され
ている電流を遮断するスイッチング素子5を前記発熱抵
抗体3に隣接して配置し、かつこのスイッチング素子5
を、発熱抵抗体3に供給される電力の供給回路に、電気
的に直列に接続することによりサーマルヘッドを構成
し、パルス状の電力印加により発生し記録媒体に伝えら
れる熱エネルギーの分布が均一になるように、発熱抵抗
体3に印加される電力を制御することで、従来のサーマ
ルヘッドに比すと印字品位における不具合がなく、使用
時の電力消費が過剰に大きくする必要がなく、印字効率
の良いサーマルヘッドの実現を可能にするという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示した平面図である。
【図2】図1におけるA−A’部分の断面図である。
【図3】従来のサーマルヘッドを示した説明図である。
【図4】図3におけるB−B’部分の断面図である。
【図5】従来のサーマルヘッドの発熱抵抗体部拡大図で
ある。
【図6】従来のサーマルヘッドにおける発熱抵抗体付近
での温度変化の様子を示した説明図である。
【図7】従来のサーマルヘッドにおける発熱抵抗体付近
での温度分布の様子を示した説明図である。
【図8】本発明のサーマルヘッドにおける発熱ドット付
近での温度分布の様子を示した説明図である。
【符号の説明】
1 セラミック材等の基体 2 ガラスグレーズ層 3 発熱抵抗体 4 発熱抵抗体に電力を供給する給電体 5 スイッチング素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック材等の基体にガラスグレーズ
    層を形成したベースと、複数の発熱ドットの各々が複数
    の発熱抵抗体を組合せて構成され、前記発熱抵抗体に電
    力を供給する給電体とを具備するサーマルヘッドにおい
    て、前記発熱ドットは少なくとも3個の前記発熱抵抗体
    によって構成されるとともに、比抵抗の温度特性が温度
    上昇とともに急激に上昇する特性を有するスイッチング
    素子を設け、前記複数の発熱抵抗体の総数より少ないス
    イッチング素子を前記複数の発熱抵抗体の最も外側を除
    いて隣接配置し、かつ、前記スイッチング素子を前記発
    熱抵抗体の電力の供給回路に直列に接続して発熱抵抗体
    に供給される電力をスイッチングすることを特徴とする
    サーマルヘッド。
JP1515092A 1992-01-30 1992-01-30 サーマルヘッド Pending JPH05201047A (ja)

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JP1515092A JPH05201047A (ja) 1992-01-30 1992-01-30 サーマルヘッド

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JP1515092A JPH05201047A (ja) 1992-01-30 1992-01-30 サーマルヘッド

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ID=11880777

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JP1515092A Pending JPH05201047A (ja) 1992-01-30 1992-01-30 サーマルヘッド

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100619042B1 (ko) * 2004-07-28 2006-09-01 삼성전자주식회사 메모리 카드의 파일 검색 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100619042B1 (ko) * 2004-07-28 2006-09-01 삼성전자주식회사 메모리 카드의 파일 검색 방법 및 장치

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