JPH03262653A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、発熱抵抗体を通電制御することによって生じ
る発熱により記録を行うサーマルヘッドに係り、特に中
間調画像の記録に適するものに関する。

（従来の技術） 第１１図は従来のサーマルヘッドの構成例を示す平面図
である。このサーマルヘッドは、セラミックスまたはア
ルミナからなる絶縁基板１上に、平行四辺形状をなす複
数の発熱抵抗体２を所定の間隔で一次元的に配列し、か
つこれらの発熱抵抗体２の両端にそれぞれ一対のリード
電極３，４を重ねて設けて構成されている。

このように構成されたサーマルヘッドでは、リード電極
３，４に電圧を印加した際に、発熱抵抗体２中の電流分
布は第１２図に示すものとなる。

なお、同図において、黒点は測定点、線の向きはその測
定点における電流の向き、線の長さはその測定点での電
流の大きさをそれぞれ示している。

以下、発熱抵抗体２中の電流分布が第１２図示のように
なることを説明する。なお、発熱抵抗体２の抵抗値は、
発熱により変化しないと仮定する。

また、発熱抵抗体は例えば薄膜であり、若干の厚みを有
しているが、微少であるために発熱抵抗体２の厚みを無
視して二次元とみなす。

まず、上記仮定に基づくと、発熱抵抗体２内Ｏ電流分布
は定常電流場となる。定常電流場は磁舅密度Ｂ（Ｂｘ、
Ｂｙ）が変化しないから、マクンウエルの方程式より、 ＶＥ ｒｏｔ　　ｊｍ−−０・・・（１） ｔ となる。また電荷保存の法則より、電流密層ｊｃｉｘ、
ｉｙ）は、 ｄｉｖ；ｍＱ　　　　　　　　　・・・（２）となる。

またオームの法則より伝導率σ、電界、ｆ（Ｅｘ、Ｅｙ
）とすると、 ｌ゛−σｊ　　　　　　　　　　・・・（３）が成り立
つ。

式（３）を式（２）へ代入すると、 ｄｉｖＥ−Ｑ　　　　　　　　　　・・・（４）となり
、式（１）と式く２）からスカラー関数Ｖが存在して、 ！−−ｇｒａｃｉＶ　　　　　　　　・・・（５）とい
う関係がある。なお、このＶは電位である。

そして、式（５）を式（４）へ代入すると、ａ　　２　
ｖ　　　　　　　ａ　　２　ｖ、Ｘ・　　　３．・　−
０°°（６） ＋ のラプラス方程式になる。またエネルギー密度ｅｎは、 ｅｎ−／″ｊ−σｊ２　　　　　　　・・・（７）とな
る。よって式（６）を解き、式く５）より電界ｆを求め
、式（７）より発熱エネルギー分布を求めることができ
る。

次に境界要素法を用いて式（６）を数値解析すると、第
１２図示の電流分布が得られる。

第１２図から分かるように、電流は発熱抵抗体２の中央
部分に向かうに従って大きくなっている。

ここで、発熱抵抗体２内のある点での発熱量は、当該位
置での電流量の２乗と発熱抵抗体２の抵抗値との積で表
される。すなわち、発熱量は電流の２乗に比例する。従
って、発熱抵抗体２の中心部分において発熱量が大きい
。

ところで、画点の記録を行うには一定量以上の熱量が必
要である。従って、発熱抵抗体２への印加エネルギーが
小さい場合には第１３図（ａ）に示すように発熱抵抗体
の中心部分の領域Ａでの発熱によって画点が記録される
。また印加エネルギーを増加するにしたがい、領域への
周辺部分も記録を行うのに必要な熱量が得られるように
なり、第１３図（ｂ）（ｃ）にそれぞれ示す領域Ｂ、　
　Ｃでの発熱で画点が記録される。

しかして、発熱抵抗体２に印加するエネルギー量を変化
させることにより実質的な発熱面積を例えば第１３図（
ａ）（ｂ）（Ｃ）で示すように変化させることができ、
画点の大きさを変調することができる。

ところで、以上のような従来のサーマルヘッドでは、上
述したように画点の大きさを変調して良好な階調表現を
行うことができるが、発熱抵抗体２中におけるエネルギ
ー集中の関係上、第１３図からも分かるように、発熱抵
抗体２への印加エネルギーが小さい場合には、細長い画
点が形成される。モして印加エネルギーを増大させるに
従い徐々に一方向の幅が広がって画点が拡大していく。

ここでサーマルヘッドで画像を形成する場合、上述のよ
うにして形成される画点を多数形成することにより行わ
れるが、このように画点が細長い形状であると、記録す
る画像によってはドツトどうしが繋がって見えてしまい
、実際には画像に存在しない縞状の模様が視覚上発生し
てしまう。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来のサーマルヘッドでは、記録される画
点が細長い形状となっていたために、記録された画像に
、実際には画像に存在しない縞状の模様が視覚上発生し
、画質が劣化するという不具合があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり
、その目的とするところは、縞状の模様を発生して画質
が劣化してしまうことなく良好に中間調画像を記録でき
るサーマルヘッドを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、発熱抵抗体を、少なくとも一部分が、当該発
熱抵抗体の配列方向と直交する方向の幅が配列方向の一
端側から他端側に向かうにしたがって小さくなる形状と
し、配列方向と直交する方向の両端部に一対のリード電
極を接続するようにした。

（作　用） このような手段を講じたことにより、エネルギーを印加
した場合には配列方向と直交する方向の幅が最も狭い部
分に発熱エネルギーの集中が生じ、この部分での発熱で
記録が行われる。そして印加するエネルギーを増加させ
ると、記録が行われる部分は配列方向と直交する方向の
幅が広い部分にも拡大していく。このとき、発熱抵抗体
の配列方向と直交する方向の幅も広がっていくから、こ
の方向にも記録が行われる部分が拡大していく。

従って、記録を行う部分が多方向に広がっていくことに
なる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例に付き説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係るサーマルヘッドの
構成を示す平面図である。なお、第１１図と同一部分に
は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本サーマルヘッドは、絶縁基板１上に、複数の発熱抵抗
体１１を所定の間隔で一次元的に配列し、かつこれらの
発熱抵抗体１１の両端にそれぞれ一対のリード電極１２
．１３を重ねて設けて構成されている。

ここで、発熱抵抗体１１はその形状が左右対象な台形状
となっている。そして、発熱抵抗体１１は、その台形の
「底」に当たる辺ａ、ｂが、発熱抵抗体１１の配列方向
に直交する方向に沿う状態で設けられている。従って、
リード電極１２゜１３が接している辺ｃ、ｄは、台形の
「脚」に当たる辺となっている。

かくして以上のように構成されたサーマルヘッドでは、
リード電極１２．１３に電圧を印加した際の発熱抵抗体
１１中の電流分布は、前述した方法により求めると、第
２図に示すものとなる。なお、第２図においても第１２
図と同様に、黒点は測定点、線の向きはその測定点にお
ける電流の向き、線の長さはその測定点での電流の大き
さをそれぞれ示している。

この第２図から分かるように、本サーマルヘッドでは発
熱抵抗体１１は、その辺ａ、ｂに沿った方向、すなわち
第２図中の上下方向の幅が狭いほどエネルギー集中が大
きい。つまり、発熱抵抗体１１のうちの第２図中の右端
部が最もエネルギー集中が大きく、左方向に行くに従っ
て徐々にエネルギー集中が小さくなっていく。がくして
、発熱抵抗体１１への印加エネルギーが小さい場合には
第３図（ａ）に示すように発熱抵抗体の辺Ａの近傍の領
域りでの発熱によって画点が記録される。

また印加エネルギーを増加するにしたがい、領域りの周
辺部分も記録を行うのに必要な熱量が得られるようにな
り、第３図（ｂ）（ｃ）にそれぞれ示す領域Ｅ、Ｆでの
発熱で画点が記録される。

このように本実施例によれば、印加エネルギーを増加す
るに従い、記録を行うのに必要な熱量が得られる領域は
、辺ａから辺すに向がって拡大していく。このとき、発
熱抵抗体１１は、辺ａから辺すに向かうに従って辺ａ、
ｂに沿った方向の幅が広くなっていくため、この辺ａ、
ｂに沿った方向への上記領域の拡大に応じて辺ａ、ｂと
直交する方向にも上記領域は拡大する。従って、記録さ
れる画点はどのようなサイズであっても細長い形状には
ならない。

かくして、記録される画点は細長い形状にはならないか
ら、視覚上で各画点が特定の方向にのみ繋がって見える
ことがなく、実際の画像にない縞状の模様が生じること
はない。従って、画質の劣化は生じない。

第４図は本発明の第２の実施例に係るサーマルヘッドの
構成を示す平面図である。なお、第１図と同一部分には
同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

ここでは、発熱抵抗体１１のうちの隣り合うものどうし
を逆向きとしている。

このように構成することにより、前記第１の実絶倒にお
けるサーマルヘッドと同様な効果に加えて、次のような
効果が得られる。すなわち、低階調レベルの画点、つま
りサイズの小さい画点を記録した場合には、その画点は
隣接する画点と近接して形成される。これにより、画質
の向上を図ることができる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではない
。例えば、上記各実施例では発熱抵抗体の形状は左右対
象な台形状としているが、例えば、第５図乃至第１０図
に示す形状を始め、種々の形状で実施可能である。この
ほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施
が可能である。

［発明の効果コ 本発明によれば、発熱抵抗体を、少なくとも一部分が、
当該発熱抵抗体の配列方向と直交する方向の幅が配列方
向の一端側から他端側に向かうにしたがって小さくなる
形状とし、配列方向と直交する方向の両端部に一対のリ
ード電極を接続するようにしたので、縞状の模様を発生
して画質が劣化してしまうことなく良好に中間調画像を
記録できるサーマルヘッドとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１の実施例に係るサーマ
ルヘッドを説明する図であり、第１図は構成を示す平面
図、第２図は第１図中の発熱抵抗体中の発熱エネルギー
の分布を示す図、第３図は印加エネルギーの大きさによ
る記録範囲の変化を説明する図、第４図は本発明の第２
の実施例に係るサーマルヘッドの構成を示す平面図、第
５図乃至第１０図はそれぞれ発熱抵抗体の形状の変形例
を示す図、第１１図乃至第１３図はそれぞれ従来技術を
説明する図である。 １・・・絶縁基板、１１・・・発熱抵抗体、１２．１３
・・・リード電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の発熱抵抗体を配列するとともに、この複数の発熱
   抵抗体のそれぞれの一対の対辺にそれぞれ一対のリード
   電極を接続してなるサーマルヘッドにおいて、 前記発熱抵抗体を、少なくとも一部分が、当該発熱抵抗
   体の配列方向と直交する方向の幅が前記配列方向の一端
   側から他端側に向かうにしたがって小さくなる形状とし
   、配列方向と直交する方向の両端部に前記一対のリード
   電極を接続したことを特徴とするサーマルヘッド。