JP2520559Y2 - 厚膜型サーマルヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、感熱記録方式におけるファクシミリ装置
や、プリンタ装置に使われる厚膜型サーマルヘッドに関
するものである。

（従来の技術） 感熱記録装置は、印刷時の騒音が小さく、また現像・
定着工程が不要のため、取扱いが容易である等の利点を
有しており、従来より広く用いられている。

第６図は、従来の厚膜型サーマルヘッドの斜視図であ
り、第７図は、その発熱抵抗体近傍の断面図である。厚
膜型サーマルヘッドは、放熱用のセラミック基板21の上
に、ガラスグレーズ層22を印刷・焼成した後、さらに個
別電極23と共通電極24を印刷・焼成し、フォトリソエッ
チングによりパターニングする。個別電極23と共通電極
24との間に、発熱抵抗体25が形成されており、さらにそ
の上を耐磨耗層26が覆っている。発熱抵抗体25には、酸
化ルテニウム系の厚膜抵抗体を用いて個別に形成したも
のであり、耐磨耗層26も、印刷した後、焼成により形成
される。

発熱抵抗体を個別に形成する代わりに、特開昭63−31
9161号公報に記載されたサーマルヘッドのように、発熱
抵抗体をライン状に形成し、交互リード型の電極配置を
採用したものもある。

これらのサーマルヘッドを用いた感熱転写記録方式を
第８図で説明する。感熱転写シート（インクドナーフィ
ルム）27は、ベースフィルム27a上にインク27bが塗布さ
れている。感熱転写シート27と記録紙28は重ね合わせら
れ、プラテンローラ29とサーマルヘッドの耐磨耗層26の
頂上部の間を通過する。プラテンローラ29は、耐磨耗層
26の頂上部と感熱転写シート27および感熱転写シート27
と記録紙28が密着するように、感熱転写シート27および
記録紙28を耐磨耗層26の頂上部に押しつけている。個別
電極23に電圧パルスが印加され、発熱抵抗体25が選択的
に発熱させられると、感熱転写シート27に塗布されたイ
ンク27bが溶融し、プラテンローラ29の押圧力によっ
て、記録紙28にインク27bが転写され、記録が行なわれ
る。

第９図は、従来のサーマルヘッドによる感熱転写記録
の特性例である。感熱転写記録では、高濃度領域はばら
つきが小さく安定して記録される。しかし、低濃度領域
から中濃度領域では、供給エネルギーに対する記録濃度
Ｄの傾きが大きく、また、ばらつきが大きいため、低濃
度から中濃度を均一に記録することは困難であった。そ
の理由は、次の通りである。発熱抵抗体25は、第６図に
示すように厚さ・幅ともに一定のため、温度分布は発熱
抵抗体中央部で高温になるものの、発熱抵抗体上でほぼ
平らなものになる。そのため、インクが溶融する温度に
なるときは、発熱抵抗体全体がその温度になるため、発
熱抵抗体より小さいドットが再現しにくいからである。

このように、熱転写記録では、高濃度を記録するか、
しないか、の２値記録には適しているが、中間調を表現
する多値記録には適していないものであった。そのた
め、従来感熱転写記録での中間調表現では、複数のドッ
トで１画素を構成し、１画素中の記録ドット数を変化さ
せるディザ法等の面積階調法が広く用いられてきた。

しかし、この方法では、１画素を複数のドットで構成
しているため、サーマルヘッドの解像度に比べ、画素の
解像度が低下するという問題点や、駆動回路が複雑にな
る等の問題点をもっていた。

特開昭60−58877号公報に記載された感熱記録ヘッド
は、発熱抵抗体の中央部分の抵抗値を高く、電極の近隣
部ほど低くして抵抗分布に勾配を持たせて階調表現を行
なうものであり、ディザ法の欠点を解消できるものであ
るが、発熱抵抗体の製造の面で問題があり、また、各発
熱抵抗体の抵抗値、抵抗分布特性のばらつきの面での問
題点も有している。

（考案が解決しようとする課題） 本考案は、上述された事情に鑑みてなされたもので、
感熱転写記録において記録されるドットの面積を変化さ
せて、連続的な階調記録を可能とするサーマルヘッドを
提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本考案は、厚膜型サーマルヘッドにおいて、共通電極
と個別電極とを交互リード型の電極配置とし、１画素単
位を３本の共通電極とその間に挟まれる２本の個別電極
で構成し、中央の共通電極と２本の個別電極の間に発熱
抵抗体２個を形成し、これをほぼ中心としてその斜め方
向の上下の外側の共通電極とそれに隣接する個別電極の
間にそれぞれ発熱抵抗体を形成したことを特徴とするも
のである。

（作用） 本考案は、第１図に示すような従来の交互リード型の
電極において、１画素単位を３本の共通電極とその間に
挟まれる２本の個別電極で構成し、個別電極２本を１に
まとめて新たな個別電極とする電極構造にする。この電
極上に、中央の共通電極と２本の個別電極の間に発熱抵
抗体２個を形成し、これをほぼ中心としてその斜め方向
の上下の外側の共通電極をそれに隣接する個別電極の間
にそれぞれ発熱抵抗体を形成し、例えば、第１図に示す
ようにＸ字型に発熱抵抗体を配列し、１画素単位を構成
する。１画素単位をこのように構成することによって、
印字パルスのパルス幅が小さい領域では、それぞれの発
熱領域で印字が行なわれ、パルス幅を広げていくと各発
熱領域同士がつながり始め中濃度を再現する。さらに、
パルス幅を広げていくと隣接画素間の非記録領域が徐々
に減少していき高濃度を再現する。

第５図は、本考案のサーマルヘッドによる印字例であ
る。この例では２×２＝４画素の印字ドットを示してお
り、個別電極に印加する電圧パルスのパルス幅を長くし
ていったものである。

パルス幅が小さい領域では、同図（Ａ）に示すよう
に、６か所の発熱領域で印字が行なわれ、パルス幅に応
じたドット径の６個のドットが記録され低濃度を再現す
る。

これよりパルス幅を広げていくと、同図（Ｂ）に示す
ように、各発熱領域同士がつながり始め中濃度を再現す
る。

さらに、パルス幅を広げていくと、同図（Ｃ）に示す
ように、隣接画素間の非記録領域が徐々に減少していき
高濃度を再現する。

このように、本考案では、パルス幅に応じて低濃度か
ら高濃度まで連続的に再現でき、優れた階調特性の記録
を行なうことができる。

（実施例） 第１図は、本考案のサーマルヘッドの一実施例の電極
配置を説明するための平面図である。図中、10,101,10
2,103,・・・は共通電極、111,111a,111b,112,112a,112
b,・・・は個別電極、121,122,123は発熱抵抗体であ
り、発熱抵抗体121は共通電極101と個別電極111aの間お
よび共通電極103と個別電極111bの間に配置され、その
下に、発熱抵抗体122が共通電極102と個別電極111aおよ
び個別電極111bとの間にそれぞれ配置され、さらに、そ
の下に、発熱抵抗体123が共通電極101と個別電極111aの
間および共通電極103と個別電極111bの間に配置され
る。共通電極101と共通電極103、および、共通電極103
と共通電極105に挟まれる領域等が、それぞれ１画素単
位となる。

また、この実施例では、隣接する画素の発熱抵抗体を
含め１つの電極を跨いで隣あう発熱抵抗体は、連続して
形成されるようにした。

したがって、この実施例では、１つの画素単位は、６
か所発熱領域から構成されており、上述したように、パ
ルス幅が小さい領域では、６か所の発熱領域で印字が行
なわれ、各発熱領域が分離した形で記録が行なわれ、低
濃度を再現し、これよりパルス幅を広げていくと、各発
熱領域同士がつながり始め中濃度を再現する。さらに、
パルス幅を広げていくと、隣接画素間の非記録領域が徐
々に減少していき高濃度を再現することができる。

次に、第１図で説明した実施例のサーマルヘッドの製
造方法について説明する。

第２図に示すように、セラミック基板13上に60μｍ程
度の厚みであるガラスグレーズ層14を従来の厚膜技術を
用いて形成しておく。この基板上へ１μｍ程度の厚み
で、金などの導体膜15を形成し、フォトリソエッチング
プロセスにより、共通電極と個別電極を形成する。

電極構造は、第３図に示したような交互リード型の電
極配置とし、隣合う２本の個別電極を１本にして新たな
個別電極とする。例えば、個別電極111aと個別電極111b
を合わせて新たな個別電極111とする。１画素単位は、
３本の共通電極とその間に挟まれる２本の個別電極で構
成され、例えば、共通電極101と共通電極103、および、
共通電極103と共通電極105に挟まれる領域が、それぞれ
１画素単位となる。

次に、膜厚20μｍ程度の感光性レジスト16を、ロール
コータやスピンコータなどにより電極形成をした基板上
に塗布し、フォトマスクにより露光・現像し、発熱抵抗
体が設けられる箇所に複数個の開口部を形成する。本考
案では、１画素単位内の発熱抵抗体をＸ字型に配列する
ため、第４図に示すような開口部171,172,173をを形成
する。例えば、共通電極101と共通電極103に挟まれる１
画素単位では、共通電極101と個別電極111aの間に２個
の開口部171と173、および共通電極103と個別電極111b
の間にも２個の開口部171と173を形成し、個別電極111a
と個別電極111bの間に１個の開口部172を形成する。

また、この実施例では開口部171、173の副走査方向の
長さおよび各開口部の間隔を記録密度の1/6とし、開口
部172の副走査方向の長さを記録密度の1/3とした。例え
ば、8dot/mmでは記録密度は125μｍであるから、記録密
度の1/6は21μｍ、記録密度の1/3は42μｍ程度になる。

この開口部171,172,173に対して、開口部幅よりも幅
広く、かつ開口部の膜厚よりも厚くなるように、厚膜抵
抗体を形成する抵抗体ペーストをスクリーン印刷で形成
した後、乾燥させる。その後、感光性レジストパターン
上の厚膜抵抗体を、例えばラッピングシート等で研磨し
て除去すると同時に、開口部の厚膜抵抗体も膜厚と等し
くなるように表面を除去する。このように平坦化した厚
膜抵抗体を800〜900℃の高温で焼成し、発熱抵抗体121,
122,123を焼結するとともに感光性レジスト16を燃焼し
て気化させる。

最後に、耐磨耗層としてのオーバーグレーズをスクリ
ーン印刷等によって形成し、800〜900℃の高温で焼成す
る。

以上のプロセスにより、本考案のサーマルヘッドは製
作される。

なお、上述した実施例では、発熱抵抗体121と123の副
走査方向の長さを同一のものとし、発熱抵抗体122の副
走査方向の長さをその２倍としたが、それぞれ適当な値
に選ぶことができる。また、従来より行なわれている抵
抗値調整法を用いて、各発熱抵抗体の抵抗値を異なるよ
うにしてもよい。

発熱抵抗体の抵抗値を変える代わりに、電極回路に抵
抗を挿入して発熱抵抗体の発熱特性を変えるようにして
もよい。例えば、第１図において、個別電極111と個別
電極111bの間に固定抵抗を挿入すれば、発熱抵抗体121
においては、共通電極101と個別電極111aの間の発熱抵
抗体と共通電極103と個別電極111bの間の発熱抵抗体と
の発熱特性を異なるようにでき、同様に、発熱抵抗体12
2における、共通電極102と個別電極111aの間の発熱抵抗
体と共通電極102と個別電極111bの間の発熱抵抗体、な
らびに、発熱抵抗体123における共通電極101と個別電極
111aの間の発熱抵抗体と共通電極103と個別電極111bの
間の発熱抵抗体の発熱特性を異なるようにでき、より幅
の広い階調表現を実現することができる。

また、発熱抵抗体の間隔は発熱抵抗体の副走査方向の
長さに応じて適当な値に選ぶことができる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、厚
膜型サーマルヘッドを用いた感熱記録において、パルス
幅に応じて低濃度から高濃度まで連続的に再現でき、優
れた階調特性の記録を行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の厚膜型サーマルヘッドの一実施例の
電極配置を説明するための平面図、第２図乃至第４図
は、第１図の厚膜型サーマルヘッドの製造方法の説明
図、第５図は、階調記録の作用の説明図、第６図は、従
来の厚膜型サーマルヘッドの斜視図、第７図は、その発
熱抵抗体近傍の断面図、第８図は、サーマルヘッドを用
いた感熱転写記録方式の説明図、第９図は、従来のサー
マルヘッドによる感熱転写記録の特性を示す線図であ
る。 10,101,102,103,・・・……共通電極、111,111a,111b,1
12,112a,112b,・・・……個別電極、121,122,123……発
熱抵抗体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−48378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−94360（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−232071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−134764（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−141765（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−41548（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−79357（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】共通電極と個別電極とを交互リード型の電
   極配置とし、１画素単位を３本の共通電極とその間に挟
   まれる２本の個別電極で構成し、中央の共通電極と２本
   の個別電極の間に発熱抵抗体２個を形成し、これをほぼ
   中心としてその斜め方向の上下の外側の共通電極とそれ
   に隣接する個別電極の間にそれぞれ発熱抵抗体を形成し
   たことを特徴とする厚膜型サーマルヘッド。