JPH01306261A

JPH01306261A - サーマルヘッド

Info

Publication number: JPH01306261A
Application number: JP13871188A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Hirahara; 修三平原; Kazuhiko Higuchi; 和彦樋口; Tadayoshi Ono; 大野　忠義
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1989-12-11

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、熱転写プリンタや感熱プリンタなどのサーマ
ル記録プリンタに使用されるサーマルヘッドに係わり、
特に中間調イメージの記録に適したサーマルヘッドに関
する。

（従来の技術）従来より、インクリボン上のインクを熱で溶かし記録紙
へ転写する熱転写プリンタや感熱紙への熱印加によって
記録を行なう感熱プリンタなどが知られている。これら
は、本来、インクが記録紙に付着するかしないかの２値
の記録を行なうのに適した記録方式であるため、中間調
イメージを記録しようとする場合には特別の工夫が必要
となる。２値的な記録装置において中間調イメージを得
る最も一般的な方式としては、デイザ法が知られている
が、このデイザ法では、階調数−１のドツト数のマトリ
クスを用いて１画素を表現するため、階調数を増やそう
とすると、マトリクスサイズが大きくなって解像度が低
下し、解像度を増そうとするとマトリクスサイズが小さ
くなって階調数が減るという欠点があった。

そこで、サーマルヘッドの発熱量を制御することによっ
て記録ドツトの大きさを制御し、ドツト単位で中間調を
表現することで、階調数、解像度ともに向上させた記録
方式も種々知られている。

この方式においては、１ドツトの大きさを変えることに
より１ドツト単位で階調を表現する方式であるため、サ
ーマルヘッドの、発熱体の形状にも特別な工夫が必要で
ある。

即ち、サーマルヘッドは、一般的には第８図に示すよう
に、発熱体８１の一端が電極８２を介して直流電源８４
に接続され、発熱体の８１の他端が電極８３を介してト
ランジスタ８５に接続され、これらが所定の配列ピッチ
で多数配置されたものとなっている。

このような構成のサーマルヘッドにおいて、例えば特願
昭６０−５８８７７号では、アナログ的な記録に適した
サーマルヘッドとして、上記発熱体８１の形状を第９図
の９１に示すように形成したサーマルヘッドを提案して
いる。この方式は、発熱体９１の幅が電極９２．９３間
の中央部に位置する程細く括れた形状を呈するもので、
発熱体９１の中央部の細幅の部分に熱が集中するため、
小さなドツトから大きなドツトへと記録ドツトの大きさ
を制御するのに適している。

しかしながら、この方式では、溶融されるインクの面積
は点状の発熱中心から３次元状に球状に広がるので、溶
融インクの半径が大きくなるにつれてサーマルヘッドの
基板側に流出する熱も増える。従って、第１０図に示す
ように、低濃度領域■から高濃度領域■に近付くにつれ
て濃度の増加が得られなくなり、第１０図■のように、
画素の角がブランクで残ってしまうという問題がある。

この発熱体９１で高濃度も無理に記録しようとすると、
サーマルヘッドを苛酷な条件で使うことになり、寿命が
短くなる。即ち、サーマルヘッドの最も弱い部分は、発
熱体９１の側縁の部分であるが、発熱体がこのような形
状であると、上記の発熱体９１の側縁部が、発熱体９１
の中央部の細くなった発熱集中部分に極めて近いため、
そのヒート・ストレスがまともに加わってしまう。また
、発熱体の最も細い部分は、第８図に示した一般的なヘ
ッドにおける発熱体８１に比べて１７２〜１／３の幅に
なる為、ヘッド製造時に通常の２〜３倍の加工精度が要
求される。このため、サーマルヘッドの抵抗値にばらつ
きが生じ易く、記録画像のヘッド走行方向に縦筋状の濃
度ムラが発生し易い。

一方、これらの欠点を解決するため、発熱体の形を加工
するのではなく、電極の形を加工することにより、アナ
ログ的な記録に適したサーマルヘッドを得る方式も提案
されている（特開昭６１−１９２５６６号）。この方式
は、第１１図に示すように、電極１０２，１０３の発熱
体１０１に接する側の縁を突出させるように形成した方
式であり、電極１０２，１０３の突起部分で電界を集中
させ、電流密度を高めて発熱体１０１の温度を局部的に
高めるようにしたものである。この方式によれば、発熱
体１０１の幅が広いために、発熱中心部と、ヒート・シ
ョックに弱い発熱体の側縁部とを十分に離すことができ
る。従って、この方式によれば、ヘッドの寿命が増し、
加工精度の問題も解決できる。

しかし、この方式では、発熱体１０１の上下の電極１０
２，１０３に突起が有り、電流の集中する部分が２か所
できるため、第１２図に示すように、低濃度領域■■で
は、１画素内に２つのドツトが形成され、濃度が高くな
る際に（■）、２つのドツトが融合して階調のジャンプ
が発生するといった不安定要素や、発熱部分が分散する
ことによる不安定要素を含み、ざらつき感の多い画質に
なるという欠点があった。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来のアナログ的な記録に適したサーマル
ヘッドでは、発熱体の寿命が短く、かつ濃度ムラが生じ
たり、ざらつきの多い中間調画像しか得られないといっ
た問題があった。

本発明は、発熱体の寿命が長く、濃度ムラがなく、しか
もざらつきのない画質良好な中間調画像を形成可能なサ
ーマルヘッドを提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、発熱体と、この発熱体の一端に接続された第
１の電極と、前記発熱体の他端に接続された第２の電極
とを備えたサーマルヘッドにおいて、前記第１の電極の
前記発熱体と接する縁の形状が凸形状で、かつ前記第２
の電極の前記発熱体と接する縁の形状が凸形状でないこ
とを特徴としている。

（作用）本発明によれば、発熱体の両端に接続される１対の電極
のうちの一方の電極（第１の電極）の発熱体と接する縁
形状を凸にしているので、この部分に電界の集中が起り
、発熱集中部を形成することができる。また、前記発熱
体の両端に接続される１対の電極のうちの他方の電極（
第２の電極）の発熱体と接する縁形状を凸にしていない
ので、この第２の電極側では発熱集中部は形成されない
。

従って、この発明によれば、発熱集中部が１箇所しか形
成されないので、サーマルヘッドへの注入エネルギーの
増加に伴って、記録ドツトは滑らかに拡大し、ざらつき
のない滑らかな階調特性を得ることができる。

また、この発明は、発熱体を加工する方式ではなく、電
極を加工する方式であるため、発熱体の幅を十分広くと
ることができる。従って、発熱体の寿命も長く、加工も
容易であるために、抵抗値のばらつきが抑えられ、濃度
ムラの発生を防止できる。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の一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要部
構成を示す図である。

複数の発熱体（発熱抵抗体）１１は、図示しない基板上
に例えば４〜１６ドツト／■の間隔をもって一列に配置
されている。これら、発熱体１１の上下端には、発熱体
１１と同じ幅で、同じ配列間隔をもって電極１２．１３
が接続されている。

電極１２は、その一端部が共通に接続されている。

電極１２には、ヘッドの駆動電流を供給するための直流
電源１４が接続されている。また、電極１３には、ドラ
イブ回路１５を構成する各トランジスタ１６がそれぞれ
接続されている。

上記電極１２は、第１の電極となるもので、発熱体１１
との接続端の縁部分が角形に突出した形状になっている
。また、電極１３は、第２の電極となるもので、発熱体
１１との接続端の縁部分は平坦に形成されている。

第２図に上記のように構成された本実施例に係るサーマ
ルヘッドを組込んだサーマル転写プリンタの構成を示す
。記録紙２１は、インクリボン２２と共にプラテンロー
ラ２３から駆動力を受け、図中矢印の方向に移動する。

記録は、記録紙２１とインクリボン２２とを、プラテン
２３とサーマルヘッド２４との間で走行させ、サーマル
ヘッド２４の各発熱体１１にトランジスタ１６によって
選択的に電流を供給することによって行われる。

サーマルヘッド２４が、画像に相当するドツトだけ通電
されて発熱すると、発熱体の上に位置するインクは溶融
し、記録紙２１に付着して記録画像２５として転写され
る。その他のインク２６は、インクリボン上に残される
。このように、サーマル転写プリンタはドツト毎にイン
クが記録紙に付くか付かないかの２値の記録である。

そこで、１ドツト単位で階調を表現するため、発熱体１
１への通電エネルギー（例えば通電時間幅）を第３図■
〜■のように順次変えると、サーマルヘッド２４によっ
て形成される記録画点の面積は第４図■〜■のように順
次大きくなり、アナログ的な階調表現が可能になる。即
ち、トランジスタ１６をオンにして電極１２〜１３間に
電流を流すと、電流は抵抗値の最も小さい経路を通って
流れようとするため、電極１２の突起部先端から電極１
３へ向けて拡散しながら流れていく。このため、電流密
度は、電極１２の突起部先端で最大となり、その部分の
発熱体１１の発熱量が最大になる。このサーマルヘッド
２４では、発熱体１１の領域に電極の突出した部分（電
流集中部分、発熱中心部、最も高温の部分）は１１２２
ｉ所であるから、溶融されるインクによって形成される
記録ドツトは１つで、このドツトは低濃度領域から高濃
度領域にかけて徐々に滑らかに広がり、高濃度領域では
四角い画素全体を覆う。したがって、ざらつきのない、
良好な中間調画像が得られる。

このサーマルヘッドによれば、画素の中心から最も遠い
４つの角に熱を供給するために大量の工ネルギーを注入
しても、熱ストレスの最も大きい発熱中心と熱ストレス
に最も弱い発熱体１１の側端縁とが離れているため、サ
ーマルヘッドに過負荷を加えることな（、ベタ濃度まで
達することができる。従って、このサーマルヘッドは第
９図に示した従来のサーマルヘッドよりも寿命が長いと
いう利点がある。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。

例えば、発熱体と電極との接続部の形状は、上述した形
状のみならず、第５図（ａ）に示すように、第１の電極
側の′角形の突出部を小さくした形状、同図（ｂ）に示
すように、第１の電極の突出部を棒状の突出部とした形
状、同図（ｃ）、（ｄ）に示すように、第２の電極の発
熱体との接続端縁部を凹部とした形状等、種々の形状を
採用することが可能である。特に同図（ｃ）、（ｄ）の
形状を採用すると、電極突起部先端からこれに対向する
電極へ電流が広い角度で拡散するため、上記突起部先端
とその他の部分との間の電流密度の差を大きくとること
ができ、発熱部分をより集中させることが可能であると
いう利点が有る。

また、第６図に示すように、発熱体６１と電極６２とを
帯状の一体構造とし、上記発熱体６１に、先端が突出し
た多数の電極６３を所定のピッチで接続する。そして、
電極６２を接地するとともに、直流電源６４から供給さ
れる電流をドライブ回路６５を構成する各トランジスタ
６６及び電極６３を介して発熱体６１に供給するように
構成しても良い。この構成によれば、ヒート・ショック
に弱い発熱体６１の側縁部がサーマルヘッド全体で２箇
所しか存在しないため、更に寿命が長く、しかも加工が
容易であるという効果を奏する。

また、第７図に示すように、第１図における電極１３側
を突出させるようにしても本発明の効果が十分に得られ
ることは言うまでもない。

［発明の効果〕以上述べたように、本発明によれば、アナログ記録に適
した従来のサーマルヘッドに比べ、長寿命で、濃度ムラ
がなく、しかもざらつきがない良好な画質の中間調画像
が得られるという効果□を奏する。

【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を一部
平面的に示した要部構成図、第２図は同サーマルヘッド
を用いたサーマル転写プリンタの要部構成図、第３図は
同サーマルヘッドの注入エネルギーに対する記録濃度特
性を示す特性図、第４図は同各濃度領域における記録ド
ツトの形状を示す図、第５図は本発明の他の実施例に係
る発熱体の形状をそれぞれ示す図、第６図は本発明の更
に他の実施例に係るサーマルヘッドを一部平面的に示し
た要部構成図、第７図は本発明の更に他の実施例に係る
サーマルヘッドを一部平面的に示した要部構成図、第８
図〜第１２図は従来のサーマルヘッドを説明するための
図である。１１．６１，８１．９１．１０１・・・発熱体、１２．
１３，６２．６３，８２．８Ｂ、９２゜９３．１０２．
１０’３・・・電極、１４．６４．８４・・・直流電源
、１５，６５．・・・ドライブ回路、１６゜６６．８５
・・・トランジスタ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第　３ｗＪ第　４　図（ａ）　　　　（ｂ）　　　　（ｃ）　　　　（ｄ）第
５図第　７　図第８図第　９　図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

発熱体と、この発熱体の一端に接続された第１の電極と
、前記発熱体の他端に接続された第２の電極とを備えた
サーマルヘッドにおいて、前記第１の電極の前記発熱体
と接する縁の形状が凸形状で、かつ前記第２の電極の前
記発熱体と接する縁の形状が凸形状でないことを特徴と
するサーマルヘッド。