JPS60244563A - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS60244563A JPS60244563A JP59101602A JP10160284A JPS60244563A JP S60244563 A JPS60244563 A JP S60244563A JP 59101602 A JP59101602 A JP 59101602A JP 10160284 A JP10160284 A JP 10160284A JP S60244563 A JPS60244563 A JP S60244563A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- temperature
- temp
- thermal head
- resistor element
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N97/00—Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野１
本発明は感熱記録に適したサーマルヘッドに関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
近年、ファクシミリ、コンピュータ等からの文字あるい
は図形情報を記録するプリンタとし、サーマルヘッドを
用いた熱記録するものが配録技術の分野で重要な地位を
占めて来ている。これは、半導体技術の進展により、サ
ーマルヘッドの構造および該サーマルヘッドを駆動する
駆動回路の構成が他のものと比較して極めて簡素に構成
することができるためである。すなわら、サーマルヘッ
ドは発熱抵抗素子の発熱によるジュール熱で、記録紙等
に塗布された発色材または着色材としての感熱層を加熱
するものであるため厚膜ヘッド、薄膜ヘッドまたは半導
体ヘッド等の半導体技術に依存するところが大きいから
である。そして、前記ジュール熱で感熱層が物理的、化
学的、あるいは光学的に変化するのを利用して記録（熱
転写型を含む）するものである。これにより、記録像の
鮮明度（解像度）が向上するとともに、高速記録も可能
となった。
は図形情報を記録するプリンタとし、サーマルヘッドを
用いた熱記録するものが配録技術の分野で重要な地位を
占めて来ている。これは、半導体技術の進展により、サ
ーマルヘッドの構造および該サーマルヘッドを駆動する
駆動回路の構成が他のものと比較して極めて簡素に構成
することができるためである。すなわら、サーマルヘッ
ドは発熱抵抗素子の発熱によるジュール熱で、記録紙等
に塗布された発色材または着色材としての感熱層を加熱
するものであるため厚膜ヘッド、薄膜ヘッドまたは半導
体ヘッド等の半導体技術に依存するところが大きいから
である。そして、前記ジュール熱で感熱層が物理的、化
学的、あるいは光学的に変化するのを利用して記録（熱
転写型を含む）するものである。これにより、記録像の
鮮明度（解像度）が向上するとともに、高速記録も可能
となった。
例えば特開昭５７−１７８７７６号公報に開示されてい
る従来例は２次元的に配列された発熱抵抗素子を設け、
各発熱抵抗素子への通電をそれぞれサイリスタで制御し
ている。
る従来例は２次元的に配列された発熱抵抗素子を設け、
各発熱抵抗素子への通電をそれぞれサイリスタで制御し
ている。
しかしながら、サーマルヘッドを形成する各発熱抵抗素
子に通（して記録を続行していくと、各発熱抵抗素子か
らの熱がサーマルヘッド全体に蓄熱されて、温度が上昇
し、そのために印字が進むにつれて印字濃度が濃くなっ
て、濃度にむらとか、かぶりが生じたり、インクが流れ
だして尾引きが生じたりするという欠点がある。
子に通（して記録を続行していくと、各発熱抵抗素子か
らの熱がサーマルヘッド全体に蓄熱されて、温度が上昇
し、そのために印字が進むにつれて印字濃度が濃くなっ
て、濃度にむらとか、かぶりが生じたり、インクが流れ
だして尾引きが生じたりするという欠点がある。
又、第１図に示す従来例は、サーマルヘッド１の適当な
位置に検温素子２を設けて、その検出された温度に応じ
て発熱抵抗素子の発熱部３への印加電力を調整したもの
がある。尚、上記サーマルヘッド１の断面は第２図に示
づ゛ような構造になっている。
位置に検温素子２を設けて、その検出された温度に応じ
て発熱抵抗素子の発熱部３への印加電力を調整したもの
がある。尚、上記サーマルヘッド１の断面は第２図に示
づ゛ような構造になっている。
即ち、耐熱性のセラミック基板４の上に熱伝導率の小さ
いガラスグレーズ層５が形成されており、このガラスグ
レーズ層５の上にＴａＮ６等からなる発熱抵抗素子が形
成され、この発熱抵抗素子の発熱部３の両側は電極７Ａ
、７Ｂで覆われ、発熱部３と両電極７Ａ、７Ｂは耐摩耗
層８で覆われている。しかして両電極７Ａ、７Ｂに通電
することによって、両電極７Ａ、７間の発熱抵抗素子の
発熱部３が発熱するような構造になっており、このサー
マルヘッド１に押圧された感熱発色紙における（通電さ
れた）発熱部３に辻接する部分を発色させたり、熱転写
インクシートを介して被転写紙にインクを溶融転写して
印字できるようになっている。
いガラスグレーズ層５が形成されており、このガラスグ
レーズ層５の上にＴａＮ６等からなる発熱抵抗素子が形
成され、この発熱抵抗素子の発熱部３の両側は電極７Ａ
、７Ｂで覆われ、発熱部３と両電極７Ａ、７Ｂは耐摩耗
層８で覆われている。しかして両電極７Ａ、７Ｂに通電
することによって、両電極７Ａ、７間の発熱抵抗素子の
発熱部３が発熱するような構造になっており、このサー
マルヘッド１に押圧された感熱発色紙における（通電さ
れた）発熱部３に辻接する部分を発色させたり、熱転写
インクシートを介して被転写紙にインクを溶融転写して
印字できるようになっている。
上記サーマルヘッド１は、ヘッド駆動回路９によって駆
動されるようになっており、このヘッド駆動回路９から
サーマルヘッド１に供給される電力は、検温素子２から
出力される信号に基づいて温度検出を行う温度検出回路
１０の出力信号で制御されるようになっている。
動されるようになっており、このヘッド駆動回路９から
サーマルヘッド１に供給される電力は、検温素子２から
出力される信号に基づいて温度検出を行う温度検出回路
１０の出力信号で制御されるようになっている。
このようにして発熱抵抗素子への電力供給量を制御して
発熱量を制御しているが、温度を検出するための検温素
子２がサーマルヘッド１の温度を正しく検出（代表）し
なければならず、その取付は位置が難しい。例えば発熱
部３の近傍に設けることは、多数の発熱部３を集積して
高品位の印字を実現する場合の障害になる。又、仮りに
発熱部３の近傍に設けることが実現できた場合、その発
熱部のみの温度を局所的に反映しすぎとなり、平均的に
使用されないような印字パターンの場合、例えば同一パ
ターンのものを繰り返し印字する場合等には対処するこ
とが難しくなる。又、個々の印字パターンにも左右され
ないように多数の検温素子を設けることは、集積する際
の障害になると共に、発熱量を制御する回路系が複雑に
なるという欠点ともなる。
発熱量を制御しているが、温度を検出するための検温素
子２がサーマルヘッド１の温度を正しく検出（代表）し
なければならず、その取付は位置が難しい。例えば発熱
部３の近傍に設けることは、多数の発熱部３を集積して
高品位の印字を実現する場合の障害になる。又、仮りに
発熱部３の近傍に設けることが実現できた場合、その発
熱部のみの温度を局所的に反映しすぎとなり、平均的に
使用されないような印字パターンの場合、例えば同一パ
ターンのものを繰り返し印字する場合等には対処するこ
とが難しくなる。又、個々の印字パターンにも左右され
ないように多数の検温素子を設けることは、集積する際
の障害になると共に、発熱量を制御する回路系が複雑に
なるという欠点ともなる。
［発明の目的］
本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、蓄熱
の影響の少い熱安定性に優れたサーマルヘッドを提供す
ることを目的とする。
の影響の少い熱安定性に優れたサーマルヘッドを提供す
ることを目的とする。
［発明の概要］
本発明は所定の温度に達すると温度上昇に対して電気抵
抗が急激に増大する・感温半導体で発熱抵抗素子を形成
したサーマルヘッドとすることによりて、発熱抵抗素子
に自己温度制御機能を保持させ、熱安定性の良好なサー
マルヘッドを実現している。
抗が急激に増大する・感温半導体で発熱抵抗素子を形成
したサーマルヘッドとすることによりて、発熱抵抗素子
に自己温度制御機能を保持させ、熱安定性の良好なサー
マルヘッドを実現している。
［発明の実施例］
以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。
第３図及び第４図は本発明の１実施例に係り、第３図は
１実施例のサーマルヘッドの基本構造を示し、第４図は
１実施例における感温半導体の温度−電気抵抗特性を示
す。
１実施例のサーマルヘッドの基本構造を示し、第４図は
１実施例における感温半導体の温度−電気抵抗特性を示
す。
造が第３図に示すようになっている。
° 即ち、耐熱性のセラミック等用いて形成された基板
１２の上に断熱性のガラスゲリーズ層１３が形成され、
このガラスゲリーズＨ１３の上に発熱抵抗素子として感
温半導体１４が形成されている。
１２の上に断熱性のガラスゲリーズ層１３が形成され、
このガラスゲリーズＨ１３の上に発熱抵抗素子として感
温半導体１４が形成されている。
この感温半導体１４の発熱部の両側にはそれぞれ ゛電
極１５．１６が形成され、さらに発熱部の上及び両電極
１５．１６の上には耐摩耗１１１７が形成されている。
極１５．１６が形成され、さらに発熱部の上及び両電極
１５．１６の上には耐摩耗１１１７が形成されている。
この１実施例の要部となる発熱抵抗素子部分を形成する
感温半導体１４はコンデンサ材料として広く用いられて
いるチタン酸バリウムＢａＴｉＯ３を焼き固める場合、
ごく微量のランタン族イオンあるいはアンチモンをドー
プして焼結することによって半導体化された焼結体で、
第４図に示すように抵抗変化温度Ｔｃを境にしてその温
度Ｔｃ以上では電ネ抵抗が急激に増加する。これは通常
のサーミスタが温度に対して電気抵抗が小さくなるのに
対し、逆に電気抵抗が増大するのでＰＣＴサーミスタ（
Ｐ ｏｓｔｔｉｖｅ Ｔ ｅｕｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅ
ｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ ）と呼ばれ
る。この抵抗変化温ｔｉＴｃを有する感温半導体１４で
形成された発熱抵抗素子は、通電時間が継続されても、
その際の自己加熱によって、温度が上昇することになる
が、抵抗変化温度Ｔｃに達する゛と、その温度ＴＣから
れずかの温度上昇に伴って、急激に電気抵抗が大きくな
るため、発熱量が低下し、上記抵抗変化温度Ｔｃに戻る
作用が働く。又、逆に、上記抵抗変化温度Ｔｃに達して
いない場合には、電気抵抗が小さいので、短時間の通電
でこの温ｆｉＴｃに達することになる。つまり、通電し
た場合、その通電が継続して行われても、発熱部の温度
は一定の温度Ｔｃに保持されるように機能づ゛るように
なっている。
感温半導体１４はコンデンサ材料として広く用いられて
いるチタン酸バリウムＢａＴｉＯ３を焼き固める場合、
ごく微量のランタン族イオンあるいはアンチモンをドー
プして焼結することによって半導体化された焼結体で、
第４図に示すように抵抗変化温度Ｔｃを境にしてその温
度Ｔｃ以上では電ネ抵抗が急激に増加する。これは通常
のサーミスタが温度に対して電気抵抗が小さくなるのに
対し、逆に電気抵抗が増大するのでＰＣＴサーミスタ（
Ｐ ｏｓｔｔｉｖｅ Ｔ ｅｕｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅ
ｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ ）と呼ばれ
る。この抵抗変化温ｔｉＴｃを有する感温半導体１４で
形成された発熱抵抗素子は、通電時間が継続されても、
その際の自己加熱によって、温度が上昇することになる
が、抵抗変化温度Ｔｃに達する゛と、その温度ＴＣから
れずかの温度上昇に伴って、急激に電気抵抗が大きくな
るため、発熱量が低下し、上記抵抗変化温度Ｔｃに戻る
作用が働く。又、逆に、上記抵抗変化温度Ｔｃに達して
いない場合には、電気抵抗が小さいので、短時間の通電
でこの温ｆｉＴｃに達することになる。つまり、通電し
た場合、その通電が継続して行われても、発熱部の温度
は一定の温度Ｔｃに保持されるように機能づ゛るように
なっている。
上記抵抗変化温度Ｔｃは、Ｂａをｐｂ 、 ｃａ 。
Ｓｒ等で置換する量をコントロールすることによって、
広範囲に変えることができる。例えば半導性チタン酸バ
リウムセラミックスＢｉ Ｔｉ ０３のＢａの１５％を
ｐｂで置換した固溶体にすることによって、上記温度Ｔ
ｃを略１２０℃のものを２００℃以上に変えることかで
きる。又、上記３ａの４０％を３ｒで置換した固溶体に
すると、上記温度Ｔｃを７０℃程度にする′ことができ
る。
広範囲に変えることができる。例えば半導性チタン酸バ
リウムセラミックスＢｉ Ｔｉ ０３のＢａの１５％を
ｐｂで置換した固溶体にすることによって、上記温度Ｔ
ｃを略１２０℃のものを２００℃以上に変えることかで
きる。又、上記３ａの４０％を３ｒで置換した固溶体に
すると、上記温度Ｔｃを７０℃程度にする′ことができ
る。
従って、あらかじめ感温半導体１４の組成比を設定して
おくことによって、所望とする発熱温度に保つようにす
ることができ、常に記録に適した温度での記録を可能と
するサーマルヘッド１１を形成できるようにしである。
おくことによって、所望とする発熱温度に保つようにす
ることができ、常に記録に適した温度での記録を可能と
するサーマルヘッド１１を形成できるようにしである。
上記１実施例のサーマルヘッド１１の要部となる発熱抵
抗素子を形成する半導性チタン酸バリウムセラミックス
Ｂａ Ｔｉ ０３の感温半導体１４は、セラミックスの
製法に用いられる焼結法によって、セラミックス基板に
薄膜を作り、発熱体部分のみをエツチングで残すことに
よって、作ることができる。又、この感温半導体１４は
金属アルコキシドを用いることによって簿膜に形成でき
るので、解像度の高い薄膜型サーマルヘッドの製造にも
適用できる。さらに、この感温半導体１４は、配向性お
よび雰囲気を制御した真空蒸着法、スパッタリング法、
イオンブレーティング法、ＣＶＤ法によっても作製でき
る。
抗素子を形成する半導性チタン酸バリウムセラミックス
Ｂａ Ｔｉ ０３の感温半導体１４は、セラミックスの
製法に用いられる焼結法によって、セラミックス基板に
薄膜を作り、発熱体部分のみをエツチングで残すことに
よって、作ることができる。又、この感温半導体１４は
金属アルコキシドを用いることによって簿膜に形成でき
るので、解像度の高い薄膜型サーマルヘッドの製造にも
適用できる。さらに、この感温半導体１４は、配向性お
よび雰囲気を制御した真空蒸着法、スパッタリング法、
イオンブレーティング法、ＣＶＤ法によっても作製でき
る。
このような構造のサーマルヘッド１１においては、検温
素子を設置して発熱量をコントロールする手段を用いる
ことなく、印字の際の発熱温度を適正値に保持する自己
温度制御機能を有する感温半導体を用いて発熱抵抗素子
を形成しであるので、印字濃度の変化とか、尾引きによ
る印字品質の劣化を生じることなく、熱的安定性に優れ
た品位の高い感熱記録させることができる。又、高集積
化することも容易であり、低コストで品位の高いサーマ
ルヘッドを実現できる。
素子を設置して発熱量をコントロールする手段を用いる
ことなく、印字の際の発熱温度を適正値に保持する自己
温度制御機能を有する感温半導体を用いて発熱抵抗素子
を形成しであるので、印字濃度の変化とか、尾引きによ
る印字品質の劣化を生じることなく、熱的安定性に優れ
た品位の高い感熱記録させることができる。又、高集積
化することも容易であり、低コストで品位の高いサーマ
ルヘッドを実現できる。
尚、上記１実施例のサーマルヘッド１１として、第３図
に示すものは、その基本構成を示したものであり、第３
図に示すものをライン状に配設した１次元的のものとし
たり、ｍ×ｎドツトの２次元マトリックス状に配設して
水平方向（行方向）に移動（主走査）させて記録するシ
リアル方式のサーマルヘッドを形成することもできる。
に示すものは、その基本構成を示したものであり、第３
図に示すものをライン状に配設した１次元的のものとし
たり、ｍ×ｎドツトの２次元マトリックス状に配設して
水平方向（行方向）に移動（主走査）させて記録するシ
リアル方式のサーマルヘッドを形成することもできる。
又、ｍ×ｎドツトのものを１行分配列した２次元的に配
列して記録紙側を移動させるパラレル方式のサーマルヘ
ッド等にも適用できる。
列して記録紙側を移動させるパラレル方式のサーマルヘ
ッド等にも適用できる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、所定の温度に達する
と温度上昇に対し、その電気抵抗が急激に増大する感温
半導体を用いてサーマルヘッドの発熱抵抗素子を形成し
であるので、その発熱抵抗素子の自己温度制御機能によ
って、通電して記録を行う際の発熱温度を略一定に保持
でき、常に鮮明な感熱記録することができる。又、温度
制御手段を新たに設ける必要がなく、低コストで実現で
きる。さらに、高集積化することも容易であり、高品位
の感熱記録を実現できる。
と温度上昇に対し、その電気抵抗が急激に増大する感温
半導体を用いてサーマルヘッドの発熱抵抗素子を形成し
であるので、その発熱抵抗素子の自己温度制御機能によ
って、通電して記録を行う際の発熱温度を略一定に保持
でき、常に鮮明な感熱記録することができる。又、温度
制御手段を新たに設ける必要がなく、低コストで実現で
きる。さらに、高集積化することも容易であり、高品位
の感熱記録を実現できる。
第１図及び第２図は従来例に係り、第１図は検温素子を
設けた従来のサーマルヘッドの構成を示す説明図、第２
図は第１図におけるサーマルヘッド部分の基本構造を示
す断面図、第３図及び第４図は本発明の１実施例″を示
し、第３図は１実施例のサーマルヘッドの基本構造を示
す断面図、第４図は１実施例に用いられている発熱抵抗
素子を形成する感盈半導体の温度−電気抵抗特性を示す
特性図である。
設けた従来のサーマルヘッドの構成を示す説明図、第２
図は第１図におけるサーマルヘッド部分の基本構造を示
す断面図、第３図及び第４図は本発明の１実施例″を示
し、第３図は１実施例のサーマルヘッドの基本構造を示
す断面図、第４図は１実施例に用いられている発熱抵抗
素子を形成する感盈半導体の温度−電気抵抗特性を示す
特性図である。
Claims (2)
- （１）発熱抵抗素子への通電による発熱を利用して感熱
記録するためのサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗
素子を、所定の温度に達すると温度上昇に対し、その電
気抵抗が急激に増大する感温半導体で形成したことを特
徴とするサーマルヘッド。 - （２）前記感温半導体は、ランタン族イオンあるいはア
ンチモンを微量ドープした半導性チタン酸バリウムのセ
ラミックス、又は該セラミックスのバリウムを鉛、カル
シウム等で一部置換した固溶体で形成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59101602A JPS60244563A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59101602A JPS60244563A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | サ−マルヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60244563A true JPS60244563A (ja) | 1985-12-04 |
Family
ID=14304932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59101602A Pending JPS60244563A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60244563A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0277102A (ja) * | 1988-04-20 | 1990-03-16 | Tokin Corp | 正特性サーミスタ及びその製造方法 |
| JPH02129901A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-18 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 正特性薄膜サーミスタ |
| EP0401754A1 (en) * | 1989-06-08 | 1990-12-12 | ISOCLIMA S.p.A. | Windshield heating device, particularly for motor vehicles |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP59101602A patent/JPS60244563A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0277102A (ja) * | 1988-04-20 | 1990-03-16 | Tokin Corp | 正特性サーミスタ及びその製造方法 |
| JPH02129901A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-18 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 正特性薄膜サーミスタ |
| EP0401754A1 (en) * | 1989-06-08 | 1990-12-12 | ISOCLIMA S.p.A. | Windshield heating device, particularly for motor vehicles |
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