JPS63246261A - サーマルヘッド - Google Patents

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】 本発明は、高速記録が可能な感熱記録装置のサーマルヘ
ッドに関スル。

感熱記録方式は、メインテナンスの容易さ、コストの低
さから、近年多用される傾向にある。この感熱記録方式
では、記録素子（発熱抵抗体）を−列に並べこれらに選
択的に電流を流すことによシこれらを発熱させ、感熱記
録紙に記録を行なう。

従来、この種の記録装置では、リード線数、駆動回路等
を少なくする為に、発熱抵抗体を複数のグループに分け
これらのグループに並列に画像信号を供給すると同時に
グループ選択を行なって選択されたグループの記録を行
なうマトリクス回路を用いている。しかし、マトリクス
回路を用いても画像信号は並列に供給されるので、通常
のサーマルヘッドでは外部から１グループの発熱抵抗体
数以上のリード線を引き出す必要がある。

そこで、上記のマトリクス回路を用いたサーマルヘッド
において、発熱抵抗体を配設した基板上に画像信号を置
皿変換するシフトレジスタを設け、サーマルヘッドから
引き出すリード線数を少なくしたものが知られている（
特開昭５４−４８５６２、特開昭５４−５６３２０）。

しかしながら、この種のサーマルヘッドでは、発熱抵抗
体の各グループ毎に記録を行ない、同時に複数のグルー
プの記録が行なわれることはない。したがって、グルー
プ数が多くなる程記録時間は増大する。例えばグループ
数をｍ、１グループを構成する発熱抵抗体をｎ１感熱記
録に必要な時間をｔとすると、−行の記録に必要な時間
はｍ　Ｘ　ｔとなる。感熱記録の場合ｔは比較的大きい
から上記ｍＸｔはかなシ長い時間となってしまう。

一方、発熱抵抗体毎に記憶機能、電流保持機能等を有す
る素子を設け、これらの素子に各グループ毎に順次高速
で並列に画像信号を供給し、全グループの記録をほぼ同
時に行なうサーマルヘッドも知られている（特開昭５２
−１０５８４０、特開昭５３−１３４３４）。しかし、
この種のサーマルヘッドではやはシ画像信号を並列に供
給するので１グルーグの発熱抵抗体数以上のリード線が
必要である。又、この種のサーマルヘッドでもマトリク
ス回路を用いているので、グループ選択の為のリード線
が必要でらシ、更にグループ毎に記録を行なうので連続
する画像信号をグループ信号として分ける等の制御回路
が必要である。その上、電流保持機能等を有する素子が
発熱抵抗体と同数だけ必要となシ、又これらを制御する
信号は小電流のものでよいとしても全素子を遮断する為
に大電流用のスイ・ツチが必要となる。

本発明は、このような従来のサーマルヘッドの問題点に
鑑みてなされたもので、高速記録が可能であり、外部引
き出し線数が少なく、シかも大電流用のスイッチが不用
で回路構成が簡単なサーマルヘッドを提供することを目
゛的とする。

本発明に係るサーマルヘッドは、マトリクス回路を用い
ず、発熱抵抗体の配設されている基板上に１発熱抵抗体
に各々接続された駆動回路と、発熱抵抗体の数と同一ビ
ット数のシフトレジスタおよび該シフトレジスタから出
力される画像信号を一時記憶するラッチ回路を配設し、
さらにシフトレジスタを複数のグルーｆＫ分割し、その
グループ毎に画像信号入力端子を設けたことを特徴とす
る。

本発明によれば、マ）　ＩＪクス回路を用いず画像信号
を全発熱抵抗体を同時に駆動するので、高速記録が可能
である。また、マトリクス回路を用いないことから発熱
抵抗体の各グループ選択のためのリード線が不要であシ
、しかも記録時には全発熱抵抗体に同時に画像信号が供
給されるので、電流保持機能を有する素子も不要であり
、これらの素子を一度に遮断するための大電流用スイッ
チも不要である。

また、本発明では発熱抵抗体が配列された基板上に直列
の画像信号を並列信号に変換するシフトレジスタを設け
るため、外部から画像信号を供給するためのリード線は
シフトレジスタのグループ数（画像信号入力端子数）と
同数でよく、マトリクス回路を用いた場合に比べ少なく
て済む。しかも、このシフトレジスタを複数のグループ
に分割した上でグループ毎に画像入力端子を設けたこと
により、汎用性を持たせることができる。すなわち、画
像信号の伝送速度が特に速い場合は、シフトレジスタの
各グループの画像信号入力端子に同時に画像信号を入力
することで画像信号入力時間を短縮できるので、記録速
度が画像信号入力時間で制限されることがなく、このよ
うな伝送速度の速い画像信号についても容易に記録がで
きる。また、画像信号の伝送速度が遅い場合はシフトレ
ジスタの各グループに設けられた画像信号入力端子を接
続し、先頭のグループの画像入力端子から画像信号を直
列に入力するようにすれば、画像信号を各グループに分
配する必要がなく、簡単にシフトレジスタに入力する仁
とが可能となる。さらに、このようにシフトレジスタを
複数のグループに分割し、それぞれに画像入力端子を設
ければ、Ａ４サイズ用、Ｂ４サイズ用、Ｂ５サイズ用と
いった種々の大きさのサーマルヘッドを製作する場合、
少なくともシフトレジスタの部分につｈてはグループ数
の増減によりて容易に対応でき、サーマルヘッドのサイ
ズによって全く別個の設計をする必要がないので、生産
コストの引下げに寄与する。

また、シフトレジスタの出力側にラッチ回路を設けたこ
とにより、画像信号をシフトレジスタに比較的ゆっくり
と画像信号を入力することができるので、シフトレジス
タの発熱が少なく、発熱抵抗体以外の不要な発熱による
記録品質の劣化がない。

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るサーマルヘッドの結線
図、第２図はその平面図である。第１図において１は発
熱抵抗体であり、第２図に示すように絶縁基板２上に一
列に並設されている。３は半導体集積回路からなる電子
回路部であシ、第２図に示すように発熱抵抗体ｌに隣接
して基板２上に配設されている。

電子回路部３は次のように構成されている。４は発熱抵
抗体１を画像信号に応じて個別に駆動するための駆動回
路である。すなわち、駆動回路４はスイッチング素子を
主体として構成されたもので、各一端は発熱抵抗体１の
各一端に接続され、各他端は電源端子５に共通接続され
ている。そして、電源端子５と発熱抵抗体１の各他端が
共通接続されたもう１つの電源端子６との間に、外部か
ら電源７が接続される。

８は発熱抵抗体１の数と同一ビット数例えば１７２８ビ
ツトのシフトレジスタであり、複数（ｎ）のグループ８
ａ〜８ｎに分割され、グループ毎に画像信号入力端子９
ａ〜９ｎを有する。画像信号入力端子９ａ〜９ｎには、
シフトレジスタ８の各グループ８ａ〜８ｎにそれぞれ入
力すべき画像信号（例えばファクシミリ復調信号）がイ
ンバータ１０ｈ〜ｌ　Ｏｎ　、　ｌ　１　ａ〜Ｊ　１　
ｎを適宜弁して人力され、シフトレジスタ８のグループ
８ａ〜８ｎはこうして入力された画像信号をクロック入
力端子１２から入力されるクロック信号に従い順次右方
に転送して格納する。

このようにしてシフトレジスタ８に格納された１ライン
分の画像信号は、格納が終了して直ちにラッチ信号入力
端子１３へのラッチ信号のタイミングでラッチ回路１４
に移される。ラッチ回路１４にはこの場合出力部にダー
ト機能を持っておシ、そのダート端子に出力許可信号入
力端子１５から出力許可信号が入力された期間だけラッ
チした内容を出力するように構成されている。そして、
ラッチ回路１４から出力された画像信号が前記駆動回路
４に供給されることにより、駆動回路４は画像信号に応
じて内蔵のスイッチング素子が選択的にオン状態となる
。これによって発熱抵抗体１が画像信号に応じて選択的
に通電され、発熱する。

発熱抵抗体１は、サーマルヘッドと圧接して相対的に移
動する感熱記録紙の、発熱した抵抗体に対向する部位が
所要の濃度に黒化するまで前記出力許可信号で定まる時
間（約１〜４　ｍ５ｅｃ　）だけ通電され、出力許可信
号の停止とともにその通電が停止される。このようにし
て１ライン分の記録が終了し、次の１ライン分の記録準
備状態となる。以下入力端子９に１ライン分の画像信号
が人力される毎に同様な動作を行なうことによって、二
次元の画像記録が行なわれる。

この実施例の構成によれば、全ての発熱抵抗体１を画像
信号に応じて並列に同時に駆動するため、１ライン分の
記録時間は１個の発熱抵抗体による記録時間ｔと等しく
なり、マトリクス回路を用いたものに比べて記録速度が
飛躍的に速くなる。

また、シフトレジスタ８をｎ個のグループ８ａ〜８ｎに
分割し、その各グルー７０８ａ〜８ｎに画像信号入力端
子９ａ〜９ｎを設けているため、これらの入力端子９３
〜９ｎを通して同時に画像信号を入力することにより、
シフトレジスタ８を全ビット直列に接続した場合に比べ
て、サーマルヘッドへの１ライン当りの画像信号の入力
時間が１　／　ｎに短縮される。これらのことから、フ
ァクシミリの記録装置として用いた場合、従来の最も高
速の装置より記録速度を上げることができる。

この場合、当面はあｉシ速い記録能力があっても、伝送
路の能力が追付かないことが生じると考えられる。そこ
で、伝送速度の遅い画像信号が人力される場合は、例え
は画像信号入力端子９１〜９ｎを外部で接続してシフト
レジスタ８の各グループ８ａ〜８ｎを直列にし、先頭の
グループ８ａの画像信号入力端子９＆から画像信号を人
力すればよい。このようにすると、直列に伝送された画
像信号をサーマルヘッド外部で各グループ８ａ〜８ｎに
対応させて分配する操作が不要となる。

一方、このようにシフトレジスタ８を複数のグループ８
８〜８ｎに分割すると、シフトレジスタ８０部分につい
てはグループ数ｎの増減によってＡ４サイズ用、Ｂ４サ
イズ用、Ｂ５サイズ用等の種々ノ大キさのサーマルヘッ
ドに簡単に対応することができる。

また、外部より画像信号を供給するためのＩＪ−ド線は
、画像信号入力端子８ａ〜８ｎと同数ｎでよく、比較的
少なくて済む。したがって、マトリクス回路を用いた場
合に必要な発熱抵抗体のグループ選択のためのリード線
が不要となることと相俟って、サーマルヘッドから外部
に引出されるリード線数を著しく少なくできるので、接
続作業の簡単化と信頼性の向上が図れる。また、リード
線数が少なくて済むことは、同時に電子回路部３を構成
する集積回路に設ける端子数が少なくて済むということ
であり、これによって集積回路のチップ面積の減少、ひ
いてはヘッド自身の小型化を図ることができる。

また、本発明では駆動回路４としてサイリスタの如き電
流保持機能を有する素子を用いる必要がないため、これ
らの素子を一度に遮断する大電流用のスイッチが不要で
ある。したがって、マトリクス回路を用いないことと相
俟って回路構成が簡単となり、コストを低減させること
もできる。

更に、この実施例ではシフトレジスタ８の出力側にラッ
チ回路１４を設けたことによって、記録中であっても次
の１ライン分の画像信号を画像信号入力端子９に加える
ことができ、記録速度をよシ一層高速化できる。即ち、
ラッチ回路１４がない場合、シフトレジスタ８の内容を
駆動回路４に供給してから、シフトレジスタ８に新たな
１ライン分の画像信号を転送（入力）し終るまで次の記
録を待つ必要がある。換言すれば記録中シフトレジスタ
８への画像信号の転送を中断する必要がある。シフトレ
ジスタ８への画像信号の転送時間は、１ライン分の画像
信号の長さが１７２８ビツトの場合を例にとると、電子
回路部３を０２ＭＯ８で構成した場合、転送りロック信
号周波数をｌ　ＭＨｚとじて１−７２８　ｍＩｅとなシ
、転送りロック信号周波数３ＭＨ，とじても０．５７６
ｍ５ｅｃの時間を要する。シフトレジスタ８に高速のＴ
ＴＬ　ＩＣを用いることも考えられるが、ＴＴＬ　ＩＣ
は発熱が大きいため、本発明のように電子回路部３を発
熱抵抗体ｌが配設された基板２上に設けることを考える
と、ＩＣの発熱が記録に悪影響を及ぼし好ましくない。

これに対し、ラッチ回路１４を設けて、ラッチ回路１４
から駆動回路４に画像信号が供給され記録が行なわれて
いる期間中に、次の１ライン分の画像信号をシフトレジ
スタ８に入力するようにすれば、画像信号を中断なく常
に連続的にシフトレジスタ８に入力することができ、シ
フトレジスタ８Ｆｃおける画像信号転送時間が記録時間
に与える影響を＃ｌとんど無視できることになる。

なお、上記実施例ではラッチ回路１４の出力部にｆ−）
機能を持たせたが、使用ＩＣによっては駆動回路４にゲ
ート機能を持たせてもよい。また、シフトレジスタ８は
通常のもののほか、リングカウンタやメモリあるいはＣ
ＯＤ等により構成されたものでありてもよいことは勿論
である。

ところで、このようなサーマルヘッドでは全ての発熱抵
抗体１が記録信号に応じて同時に駆動されることから、
１ライン分の記録信号に「黒」信号が多く含まれている
場合は、発熱抵抗体１への共通の電流供給用パスＬ４．
　Ｌ２に多大の電流が流れる。この電流は発熱抵抗体１
の数を１７２８個とし、１個当シの電流を６０　ｍＡと
すると、最大の場合（１ライン分の記録信号が全ビット
「黒」信号の場合）で約１０４Ａにも達する。一方、発
熱抵抗体１の発熱量は印加電圧の２乗に比例するため、
印加電圧のドロップに対して記録濃度が大きく影響を受
ける。今、この電圧ドロップを０．１Ｖ以下に抑えなけ
ればならないとすると、電流供給用パスＬ１．Ｌ２の配
線抵抗は、１０４Ａの最大電流に対して０．９ｍΩ以下
とする必要がある。しかしながら、電流供給用パスＬ１
．　Ｌ２として幅５顛のパターンを考えた場合、長さ１
０ｃｒＩＬ当り０．９ｍΩ以下に配線抵抗を抑えるため
には、Ａｕ膜の場合で０．５３　ｍｕ、　Ｃｕ膜の場合
で０．３８　ｍｒｘの膜厚が必要であり、このような厚
い配線・！ターンは通常の薄膜技術では形成できず、煩
雑な製造プロセスを必要とする。

このような問題は、電流供給用パスの配線構造を次のよ
うにすることによって解決できる。第３図はこの種のサ
ーマルヘッドで通常必要な金属部品を電流供給用パスと
として利用する例を示したものである。第３図において
、３１は放熱用金属板であシ、第２図に示した絶縁基板
２に接して設けられる。この金属板３ノは一例として幅
７０ｍｍ１長さ２５朋、厚さ１５間のアルミ板であり、
その電気抵抗は約０．００４ｍΩである。そこで、例え
ば基板２を金属板３１に保持するための押え金具３２を
基板２上の電流供給用薄膜配線に接触させて、金属板３
１をこの配線と電気的に接続する。すなわち、金属板３
１を第１図の電流供給用パスＬ１またはＬ２に利用する
のである。これによって電流供給用パスＬ、　、　Ｌ２
の電気抵抗を、薄膜単体の場合に比べて著しく減少させ
ることができる。

一方、第３図において３３は第２図の電子回路部３にお
けるＩＣチップ等をハーメチックシールにより保護する
ための金属キャップである。このキャラｆｓｓは例えば
長さ２０ｃｎｔ、幅３α、厚さ０、５　ｍ程度で、その
電気抵抗は約０．３ｍＱと薄膜配線より十分小さいから
、これを基板２上の電流供給用薄膜配線と電気的に接続
して、電流供給用パスＬ１またはＬ２として利用しても
、上記と同様な効果が得られる。勿論、金属板３１およ
び金属キャップ３４の双方を電流供給用パスＬ１．Ｌ２
として利用してもよい。

第４図は電流供給用薄膜４１．４２の上に厚い銅膜４３
，４４を被着して電流供給用パスＬ１．Ｌ２を形成した
例である。この場合、銅膜４３　、４４はメッキにより
形成してもよいし、予め形成した銅箔を半日または導電
エポキシ等によって薄膜４１．４２に被着してもよい。

このようにしても、電流供給用パスＬ１．Ｌ２の電気抵
抗を有効に減少させることができる。なお、第４図にお
いて４５は第１図の駆動回路４を複数個組込んだＩＣチ
ップであわ、これら相互を接続する薄膜配線４６の上に
も同様に銅膜を形成してもよい。

以上述べたように、本発明によれば全発熱抵抗体を駆動
するのに要する時間そのものを短くできるのみならず、
ラッチ回路を設けたことによシ画像信号を間断なく常に
連続して入力することができる。しかも、本発明ではシ
フトレジスタを複数のグループに分割し、グループ毎に
その各グループに同時に画像信号を入力するための画像
信号入力端子を設けたことによって、゛。

に対応することが可能となる。また種々のサーマルヘッ
ドの製作に際して、シフトレジスタの部分はグループ数
の増減で容易に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るサーマルヘッドの結線
図、第２図はその外観の一例を示す平面図、第３図およ
び第４図は電流供給用パスの電気抵抗を減少させる手段
を説明するための斜視図である。 １・・・発熱抵抗体、２・・・基板、３・・・電子回路
部、４・・・駆動回路、５，６・・・電源端子、７・・
・電源、８・・・シフトレジスタ、８ａ〜８ｎ・・・シ
フトレジスタのグループ、９．９１〜９ｎ・・・画像信
号入力端子、１０　ａ〜ｌ　Ｏｎ　、　１１　ａ〜Ｊ　
１　ｎ・−・インバータ、１２・・・クロック信号入力
端子、１３・・・ラッチ信号入力端子、１４・・・ラッ
チ回路、１５・・・出力許可信号入力端子。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板と、この基板上に一列に並設された発熱抵抗体と、
   これらの発熱抵抗体に各々接続され、供給される画像信
   号に応じて前記発熱抵抗体を同時に駆動する駆動回路と
   、直列に入力される画像信号を並列に出力する前記発熱
   抵抗体の数と同一ビット数のシフトレジスタと、このシ
   フトレジスタから出力される画像信号を一時記憶して前
   記駆動回路へ供給するラッチ回路とを備え、前記シフト
   レジスタは複数のグループに分割されるとともに、グル
   ープ毎にこれらの各グループにそれぞれ画像信号入力端
   子を有し、さらに前記駆動回路とシフトレジスタおよび
   ラッチ回路が前記基板上に配設されていることを特徴と
   するサーマルヘッド。