JPH0930024A

JPH0930024A - サーマルヘッド

Info

Publication number: JPH0930024A
Application number: JP20389895A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Watanabe; 俊哉渡辺; Masatoshi Noguchi; 雅敏野口; Takeshi Toyosawa; 武豊澤
Original assignee: Graphtec Corp
Current assignee: Graphtec Corp
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】ダイオードレス型サーマルヘッドにおいて、
印字に関与しない発熱抵抗素子の発生する印字エネルギ
ーを印字に殆ど影響しない程度に小さくする。【構成】本発明に関わるサーマルヘッドにおいて
は、電位付与手段を設け、第１，第２の選択線の一方を
動作させたときには他方の選択線に０でない所定の電位
を付与するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感熱記録装置等に使用
されるサーマルヘッドに関し、更に詳しくは、例えば電
源に接続される電源側導体を一本おきに２相に分け、こ
れらを順次切り換えて電源に接続して発熱抵抗体を駆動
する交互リード方式のサーマルヘッドに関する。

【従来の技術】

【０００２】図６は従来の交互リード方式のサーマルヘ
ッドの構成を示す図で、１は発熱抵抗体、２は駆動Ｉ
Ｃ、３１，３２，・・・３ｍは第１のリード導体、４
１，４２，・・・４ｍは第２のリード導体、５Ａは第１
選択線、５Ｂは第２選択線、６１，６２，・・・，６ｎ
は第３のリード導体、Ｅは電源、ＳＷは切換スイッチ、
Ｄ１，Ｄ２，・・・Ｄｎは逆流阻止ダイオードである。
このサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体１はセラミ
ック基板上に直線状に形成され、この発熱抵抗体１に接
触すると共にこれと直交する方向に、且つ駆動ＩＣ２側
に設けられる第３のリード導体６および逆流阻止ダイオ
ードＤ側に設けられる第１，第２のリード導体３，４
が、交互となるよう等間隔に配列されている。発熱抵抗
体１は、第３のリード導体６および第１，第２のリード
導体３，４により区切られ、単位発熱抵抗素子Ｒを形成
する。また、第１，第２のリード導体３，４は、逆流阻
止ダイオードＤを介してそれぞれ第１選択線５Ａと第２
選択線５Ｂとに接続され、切換スイッチＳＷは、電源Ｅ
の正側端子とこれらの選択線５Ａ，５Ｂを切り換えて接
続する。また、第３のリード導体６は、駆動ＩＣ２の対
応する端子に接続され、駆動ＩＣ２内のスイッチＳによ
り接地（電源Ｅの負側端子に接続）される。

【０００３】このサーマルヘッドで記録を行う場合は、
図示しない制御部により切換スイッチＳＷを所定のタイ
ミングで切り換えて、第１，第２選択線５Ａ，５Ｂを電
源Ｅに接続し、駆動ＩＣ内のスイッチＳを開閉制御して
各発熱抵抗素子に通電し、発熱させるよう構成してい
る。

【０００４】図において、例えば発熱抵抗素子Ｒ１を発
熱させる場合は、スイッチＳ１を閉成すると共に、切換
スイッチＳＷを接点Ａ側へ切り換える。すると、電源Ｅ
からの電流が第１選択線５Ａ，第１のリード導体３１，
ダイオードＤ１，発熱抵抗素子Ｒ１，第３のリード導体
６１を通り、に流れ、発熱抵抗素子Ｒ１が発熱する。ま
た、この時スイッチＳ２を閉成すると、電源Ｅからの電
流が上記と同様の経路を介して発熱抵抗素子Ｒ２，第３
のリード導体６２を通り、発熱抵抗素子Ｒ２に電流が供
給されて発熱する。さらに、発熱抵抗素子Ｒ３を発熱さ
せる場合は、スイッチＳ２を閉成すると共に、切換スイ
ッチＳＷを接点Ｂ側に切り換え、電源Ｅからの電流を第
２選択線５Ｂ，第２のリード導体４１，ダイオードＤ
２，発熱抵抗素子Ｒ３，第３のリード導体６２に通し、
発熱抵抗素子Ｒ３に通電させて発熱させる。即ち、１ラ
イン分の記録を行う場合は、図示しない制御部は１ライ
ン分の記録データを第１選択線５Ａに接続される第１の
リード導体３１〜３ｍの両側に接するＡ相の発熱抵抗素
子による記録データと、第２選択線５Ｂに接続される第
２のリード導体４１〜４ｍの両側に接するＢ相の発熱抵
抗素子による記録データに分割し、切換スイッチＳＷを
制御して、第１選択線５Ａを電源Ｅに接続すると共にＡ
相の記録データを駆動ＩＣ２に送信してスイッチＳ１〜
Ｓｎを開閉制御し、これによりＡ相の発熱抵抗素子を発
熱させ、所定のタイミングで切換スイッチＳＷを切り換
えて第２選択線５Ｂを電源Ｅに接続すると共に、Ｂ相の
記録データを駆動ＩＣ２に送信してスイッチＳ１〜Ｓｎ
を開閉制御し、これによりＢ相の発熱抵抗素子を発熱さ
せ、１ライン分の記録を終了する。これら記録データの
分割、切換スイッチＳＷの切り換え、記録データの送
信、駆動ＩＣの制御を所定のタイミングで順次行うこと
により、記録が行われるよう構成されている。

【０００５】この様なサーマルヘッドの場合、所定の発
熱抵抗素子に通電させる電流が、他の発熱抵抗素子へ回
り込むのを防止するための逆流阻止用ダイオードＤ１〜
Ｄｎが必要となり、これにより製造コストが高くなると
共に、サーマルヘッドの小型化が困難となるという不具
合を生じていた。

【０００６】そのため、図７に示すように、第１，第２
選択線に連動切換スイッチを設け、一方の選択線を電源
の正側端子に接続するときは、他方の選択線を電源の負
側端子に接続（接地）するよう構成したサーマルヘッド
（所謂ダイオードレス型サーマルヘッド）が提案されて
いる。これによれば、ｉ２として示す不要な電流が発熱
抵抗体１の特定の発熱抵抗素子に集中することがなく、
逆流阻止用ダイオードを不要として、製造コストの低減
およびサーマルヘッドの小型化を実現することができ
る。

【０００７】即ち、逆流防止用ダイオードを不要とした
サーマルヘッドでは、電源の電圧をＥ，接地電圧を０，
各発熱抵抗素子の抵抗値をＲとすると、駆動ＩＣ２のス
イッチＳにより接地された第３のリード導体６と、電源
Ｅ（の正側端子）に接続された第１，第２のリード導体
３，４の間の発熱抵抗素子（即ち発熱させるべき発熱抵
抗素子）には、Ｅ／Ｒの電流ｉ１が流れ、その印字エネ
ルギー量は（Ｅ×Ｅ）／Ｒとなる。また、駆動ＩＣのス
イッチＳにより接地されない第３のリード導体６と電源
Ｅの負側端子に接続された第１，第２のリード導体３，
４の間の発熱抵抗素子には、Ｅ／２Ｒの電流ｉ２（回り
込み電流）が流れ、その発熱抵抗素子の印字エネルギー
量は（Ｅ×Ｅ）／４Ｒとなる。そして、この発熱させる
べき発熱抵抗素子以外の発熱抵抗素子の印字エネルギー
量（（Ｅ×Ｅ）／４Ｒ）が、感熱記録紙に変化を生じさ
せない程度となるように、電源の電圧Ｅおよび発熱抵抗
素子の抵抗値Ｒの値を設定していた。

【発明が解決しようとする課題】

【０００８】以上の従来のダイオードレス型のサーマル
ヘッドでは、本来発熱に関わる発熱抵抗素子とその他の
発熱抵抗素子との印字エネルギー量の比が４：１となる
ものである。しかしながら、この４：１という比は相対
的に小さいという欠点があった。即ち、発熱に関わらな
い発熱抵抗素子の印字エネルギーを発色させない程度と
した場合、発熱すべきそれの印字エネルギーが不足した
り、その逆に発熱すべき発熱抵抗素子の印字エネルギー
を十分な大きさとした場合、発熱に関わらないそれの印
字エネルギーも相対的に大きくなってしまい、発色に至
らないまでも蓄熱としての影響が生じかねず厳格な抵抗
値管理および制御が必要となる欠点があった。

【０００９】この発明はこの点を改善するためになされ
たもので、ダイオードレス型サーマルヘッドにおいて、
印字に関与しない発熱抵抗素子の発生する印字エネルギ
ーを印字に殆ど影響しない程度に小さくするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に関わるサーマル
ヘッドにおいては、電位付与手段を設け、第１，第２の
選択線の一方を動作させたときには他方の選択線に０で
ない所定の電位を付与するよう構成した。

【００１１】

【作用】一方の選択線を動作中に他方の選択線に０でな
い所定の電位を付与することで回り込み電流を少なくす
ることができる。従って、発熱に関わらない発熱抵抗素
子への電流の流れ込みを低下させることができ、その発
生する印字エネルギーを小さくすることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明のサーマルヘッ
ドを詳細に説明する。図１は、本発明のサーマルヘッド
の構成を示す接続図で、上述の従来のサーマルヘッドと
同等或いは相当部分については同一符号で示されてい
る。図において７は電位付与手段としての定電圧回路、
ＳＷ１およびＳＷ２は切換スイッチ、８は制御部であ
る。定電圧回路７は、電源Ｅの電圧値Ｖよりも小さい電
圧値ｅを有する定電圧回路であり、切換スイッチＳＷ２
は、この定電圧回路６の正側端子に、切換スイッチＳＷ
１により電源Ｅの正側端子に接続されている選択線５と
は異なる選択線と接続するよう構成されている。次に、
本発明のサーマルヘッドにおける記録動作を説明する。
本発明のサーマルヘッドにより記録を行う場合も、上述
の従来の装置と同様に、制御部８は１ライン分の記録デ
ータを第１選択線に接続される第１のリード導体３の両
側に接するＡ相の発熱抵抗素子によるＡ相記録データ
と、第２選択線５Ｂに接続される第２のリード導体４の
両側に接するＢ相の発熱抵抗素子によるＢ相記録データ
に分割し、切換スイッチＳＷ１を制御して、第１選択線
５Ａを電源Ｅに接続すると共にＡ相の記録データを駆動
ＩＣ２に送信してスイッチＳを開閉制御し、これにより
Ａ相の発熱抵抗素子を発熱させ、所定のタイミングで切
換スイッチＳＷ１を切り換えて第２選択線５Ｂを電源Ｅ
に接続すると共に、Ｂ相の記録データを駆動ＩＣ２に送
信してスイッチＳを開閉制御し、これによりＢ相の発熱
抵抗素子を発熱させて１ライン分の記録を行う。本発明
のサーマルヘッドの制御装置８は、第１選択線５Ａに接
続される第１のリード導体３の両側に接するＡ相の発熱
抵抗素子による記録を行う場合に、切換スイッチＳＷ２
を制御して第２選択線５Ｂを定電圧回路６に接続して第
２選択線５Ｂに電位ｅを付与する。また、Ｂ相の発熱抵
抗素子による記録を行う場合には、スイッチＳＷ２を制
御して第１選択線５Ａを定電圧回路６に接続して第１選
択線５Ａ即ち第１のリード導体群に電位ｅを付与する。
即ち、制御装置８は、切換スイッチＳＷ１，ＳＷ２を順
次同期させて切り換えて、何れかの選択線を印字選択し
たときには他方の選択線に所定の電位を付与するよう動
作する。

【００１３】図２は本発明のサーマルヘッドの電圧，電
流を示す接続図であり、図においては、第１選択線５Ａ
に従属する発熱抵抗素子群のみを発熱させる状態を示し
ている。今、駆動ＩＣ２内のスイッチＳｉが閉成された
とする。この時には、発熱させるべき発熱抵抗素子はＲ
５であり、この発熱抵抗素子Ｒ５の両端の接点ｆ，ｇに
は、それぞれ電源Ｅおよびグランドが接続され、この区
画ｆ−ｇの電位差はＥとなり、これにより発熱抵抗素子
Ｒ５には電流ｉ１＝Ｅ／Ｒが流れる。また、区画ａ−ｃ
間，ｆ−ｃ間，ｋ−ｈ間，・・・には、それぞれ電源Ｅ
および定電圧回路６が付与する電源ｅが供給され、Ｅ＞
ｅであることよりその電位差はＥ−ｅとなり、各々の区
画内の発熱抵抗素子（Ｒ１，Ｒ２），（Ｒ３，Ｒ４），
（Ｒ７，Ｒ８），・・・には、それぞれ電流ｉ２＝（Ｅ
−ｅ）／２Ｒが流れる。更に、発熱されるべき発熱抵抗
素子Ｒ５に隣接している発熱抵抗素子Ｒ６の両端の接点
ｇ，ｈには、それぞれグランドおよび定電圧回路６が接
続され、この区画ｇ−ｈ間の電位差はｅとなり、これに
より発熱抵抗素子Ｒ６には電流ｉ３＝ｅ／Ｒが流れるこ
とになる。

【００１４】ここで、発熱させるべき発熱抵抗素子（図
におけるＲ５）と、これ以外の発熱抵抗素子（図におけ
るＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ７，・・・）の発
熱量の差を大きくするには、発熱させるべき発熱抵抗素
子（Ｒ５）に流れる電流ｉ１に対し、これに隣接する発
熱抵抗素子（Ｒ６）に流れる電流ｉ３およびこれ以外の
発熱抵抗体に流れる電流ｉ２が小さくなるように、定電
流回路６の電圧ｅを０＜ｅ＜Ｅの範囲より決定すれば良
い。

【００１５】先に説明した従来のダイオードレス型サー
マルヘッドの場合は、この定電圧回路６の電圧ｅを０と
設定している場合と同等であり、この場合は、上述の通
りｉ３＝０であり、またｉ２＝Ｅ／２Ｒである。これに
対して本発明は、印字動作とは無関係な選択線側に所定
の電位を与えることで回り込み電流（ｉ２，ｉ３）を小
さくしようとするものである。

【００１６】本実施例においては、ｉ２＝ｉ３となるよ
うに定電圧回路６の電圧ｅを設定し、これにより発色さ
せない発熱抵抗素子による印加エネルギー（消費電力）
を小さくするよう構成した。即ち、ｉ２＝ｉ３に上述の
式をそれぞれ代入すると、（Ｅ−ｅ）／２Ｒ＝ｅ／Ｒと
なり、これを整理するとｅ＝１／３×Ｅとなる。よっ
て、定電圧回路６の電圧ｅを電源電圧Ｅの１／３に設定
することにより、発熱させない発熱抵抗素子の印字エネ
ルギーはｉ２×ｉ２×Ｒ＝１／９×（Ｅ×Ｅ）／Ｒとな
り、発熱させるべき発熱抵抗素子の印字エネルギー
（（Ｅ×Ｅ）／Ｒ）に対して１／９にすることができ
る。この場合において、発熱させない発熱抵抗素子に
は、発熱させるべき発熱抵抗素子に隣接するしないに関
わらず、一定電流が流れることとなり、履歴制御等を行
う場合は、その制御動作を単純化することができる。

【００１７】図３は本発明の第２実施例を示す図であ
り、上述の第１実施例との相違点は、第１の切換スイッ
チＳＷ１を所定のタイミングで切り換えて第１，第２選
択線を順次電源Ｅの正側端子に接続すると同時に、この
第１の切換スイッチＳＷ１の切換動作に同期して第２の
切換スイッチＳＷ２を切り換えて、上記電源Ｅの正側端
子に接続された選択線と異なる他方の選択線５を、抵抗
Ｒｘを介して接地するようにした点である。この第２実
施例のサーマルヘッドの制御装置８は、第１選択線５Ａ
に接続される第１のリード導体３の両側に接するＡ相の
発熱抵抗素子による記録を行う場合には、第２選択線５
Ｂを抵抗Ｒｘに接続して接地する。また、Ｂ相の発熱抵
抗素子による記録を行う場合には、第１選択線５Ａを抵
抗Ｒｘを介して接続して接地する。

【００１８】図４は本発明の第２実施例において第１選
択線５ａを励起状態、第２選択線５ｂを抵抗Ｒｘを介し
て接地したＡ相記録状態の等価回路である。図中Ｒ(ON)
はこのＡ相記録で印字するすべての発熱抵抗素子（図４
（ｂ）に示すＲ３，Ｒ４，Ｒ８）の合成抵抗値、Ｒ(OF
F)は発熱させるべき発熱抵抗素子に隣接していない発熱
抵抗素子（図４（ｂ）に示すＲ１，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ１
０，Ｒ１１，Ｒ１２）の合成抵抗値であり、Ｒ(ON)バー
は発熱させるべき発熱抵抗素子に隣接する発熱抵抗素子
（図４（ｂ）に示すＲ２，Ｒ５，Ｒ９）の合成抵抗値で
ある。合成抵抗Ｒ(OFF)，Ｒ(ON)バーに流れる電流をそ
れぞれＩ１，Ｉ２、全発熱抵抗体の数をＮ、発熱させる
べき発熱抵抗素子Ｒ(ON)の数をＮｏｎ、各発熱抵抗素子
の抵抗値をＲとすると、上記Ｒ(OFF)，Ｒ(ON)バーはそ
れぞれ次式で表される。

【数１】

【数２】また、これらの（１）式，（２）式を用いて、発熱させ
るべき発熱抵抗素子に隣接する一つの発熱抵抗素子，即
ち一つのＲ(ON)バーに流れる電流Ｉｎと、これ以外の発
熱させない一つの発熱抵抗素子，即ち一つのＲ(OFF)に
流れる電流Ｉｅは、各々次式で表される。

【数３】

【数４】ここで、上記求めた（３）式，（４）式に規定値である
電源の電源電圧Ｅ，発熱抵抗素子の抵抗値Ｒ，サーマル
ヘッドの発熱抵抗素子数Ｎ，と、任意の抵抗体Ｒｘの抵
抗値を代入すると、上記発熱させない発熱抵抗素子に流
れる電流Ｉｎ，Ｉｅと、発熱させるべき発熱抵抗素子の
数Ｎｏｎの関係は、図５に示されるようになる。この図
に示されるように、電流ＩｅはＮｏｎの増加に対して単
調増加、また電流Ｉｎは単調減少となるよう変化し、各
々の発熱させない発熱抵抗素子に流れる電流は、サーマ
ルヘッドにおける全発熱抵抗素子中の発熱させるべき抵
抗素子の割合（即ち印字率）に応じて変化するような特
性を有している。従って、抵抗体Ｒｘの抵抗値を決定す
る場合には、抵抗値Ｒｘを上記の式（３），（４）に代
入し、得られた電流Ｉｅ，Ｉｎの変化図より抵抗値Ｒｘ
の最適値を求めるようすれば良い。

【００１９】上述した従来のダイオードレスサーマルヘ
ッドでは、Ｒｘ＝０としたものとなり、印字率に無関係
にＩｅ＝Ｅ／２Ｒ，Ｉｎ＝０である。また、第１実施例
においては、電位付与手段によりＩｅ、Ｉｎを印字率に
無関係にＥ／３Ｒとしたものである。なお、この図５で
は縦軸に電流値をとっているが、各発熱抵抗素子の抵抗
値をＲとしたものであるから、この電流値を二乗したも
のが印字エネルギー比を表すということができる。即
ち、従来のダイオードレスサーマルヘッドでは、印字す
べき発熱抵抗素子（図４（ｂ）におけるＲ３，Ｒ４，Ｒ
８）の印字エネルギーを１（電流値Ｅ／Ｒ）とすると、
Ｒｘ＝０の時には隣接発熱抵抗素子（同図Ｒ２，Ｒ５，
Ｒ７）の印字エネルギーは１／４、その他の発熱抵抗素
子の印字エネルギーは０となることを表し、第１実施例
ではそれらがそれぞれ１／９となることを表し、第２実
施例では適当なＲｘを選ぶことにより、発熱させるべき
でない発熱抵抗素子を少なくとも１／４以下にすること
ができる。この場合において、Ｒｘの値を印字率に従っ
て可変することで、印字すべき発熱抵抗素子とそうでな
い発熱抵抗素子との発生する印字エネルギーの差を常に
大きくすることができる。

【００２０】本願の第２実施例のように励起相とは異な
る相側を抵抗Ｒｘを介して接地することは、この抵抗Ｒ
ｘにより非励起相に実質的な大きさの電位を発生させる
ことである。この非励起相の実質的な大きさの電位が、
本来発熱させるべきでない発熱抵抗素子を発色させる作
用をなす回り込み電流を低減させるものとなる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のサーマルヘ
ッドによれば、逆流阻止用のダイオードを不要とするこ
とができるので、製造コストの低減および小型化が可能
となり、更に発熱させない発熱抵抗素子の発熱量をより
少なくし、発熱させるべき発熱抵抗素子との発熱量の差
を逆流阻止用のダイオードを有するサーマルヘッドと同
程度の大きさにすることができるので、逆流阻止用ダイ
オードを設けた従来のサーマルヘッドに用いていた制御
ブロックおよび制御方法並びに電源等の部品をそのまま
採用することができ、設計変更のためのコスト上昇を抑
制することができるという効果を奏する。また、本発明
の第２実施例によれば、抵抗体を付加するだけで、低コ
ストで発熱させない発熱抵抗素子の発熱量を少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの構成を示す接続図
である。

【図２】本発明のサーマルヘッドの電圧，電流を示す
接続図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す図である。

【図４】本発明の第２実施例の等価回路である。

【図５】第２実施例における電圧，電流の特性を示す
説明図である。

【図６】従来の交互リード方式のサーマルヘッドの構
成を示す図である。

【図７】従来のダイオードレスサーマルヘッドを示す
図である。

【符号の説明】

１発熱抵抗体２駆動ＩＣ３接地側リード導体４電源側リード導体５電源線Ｅ電源ＳＷ切換スイッチＲｘ抵抗体Ｄ逆流阻止ダイオード

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線状に形成された発熱抵抗体と、この
発熱抵抗体に接続する第１のリード導体と第２のリード
導体が交互に所定の間隔で配設されて形成される第１の
リード導体群と第２のリード導体群と、これら交互に配
置された第１，第２のリード導体群の各間で上記発熱抵
抗体に接続するよう配置されて形成される第３のリード
導体群と、第１のリード導体群を一括して選択する第１
選択モードと、第２のリード導体群を一括して選択する
第２選択モードとを有する選択手段とを備え、上記第１
選択モードにより上記第１のリード導体群が選択された
時には上記第１のリード導体群と上記第３のリード導体
群とにより挟まれた上記発熱抵抗体領域が発熱駆動可能
となり、上記第２選択モードにより上記第２のリード導
体群が選択された時には上記第２のリード導体群と上記
第３のリード導体群とにより挟まれた上記発熱抵抗体領
域が発熱駆動可能となるサーマルヘッドにおいて、上記選択手段は、第１選択モード時には第２のリード導
体群に０でない所定の電位を付与し、第２選択モード時
には第１のリード導体群に０でない所定の電位を付与す
る電位付与手段を有していること特徴とするサーマルヘ
ッド。
【請求項２】請求項１記載のサーマルヘッドにおい
て、上記電位付与手段が付与する電位は電源から供給される
ことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項３】請求項１記載のサーマルヘッドにおい
て、上記電位付与手段は、接地に接続する抵抗であることを
特徴とするサーマルヘッド。