JPH03293165A - 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】 産業上の利用分野 本発明はサーマルプリンタのサーマルヘッドに関するも
のである。

従来の技術 近年、各種のプリンタが実用化されており、例えば、印
刷作業が静粛なノンインパクトプリンタとしではサーマ
ルプリンタなどが存している。これはサーマルヘッドに
連続配置した発熱素子の選択的な発熱走査で副走査移動
する感熱紙などに画像形成を行なうものである。そして
、現在では上述のようなサーマルプリンタで階調印刷を
行なうことが要望されており、これを実現するものとし
では特開昭６０−７８７６８号公報に開示された装置が
存する。

そこで、上記公報に開示された装置をサーマルヘッドの
従来例として第５図に基づいて説明する。

このサーマルヘッド１では、主走査方向に連続配置され
た各発熱素子２の副走査方向の両側に共通電極３と個別
電極４とが形成され、これらの電極３．４間に中央部が
細い形状の抵抗発熱体５が形成されている。

このような構成において、このサーマルヘッドｌでは、
各電極３，４から抵抗発熱体５に電力を供給すると、こ
の抵抗発熱体５は両側より細い中央部はと高い温度で発
熱することになる。そこで、この発熱素子２に印加する
電流量を調節することで、印刷可能な温度に達する部分
を抵抗発熱体５の中央部から全体まで可変することがで
き、様々な大きさの画素で無段階の階調印刷を実現する
ことが可能である。

発明が解決しようとする課題 」１述のようなサーマルヘッド１では、画素単位で中間
濃度を表現できるので、高解像度な階調印刷を行なうこ
とができる。ここで、このサーマルヘッド１では、抵抗
発熱体５の一部を細くして抵抗値を高めることで、この
部分の発熱温度が周囲の部分より高くなるようにしてい
る。

だが、これでは抵抗発熱体５の細い部分の劣化が著しく
なって装置の耐久性が阻害されることになる。また、上
述のような形状の抵抗発熱体５では、印刷可能な温度に
達する部分は同心円状に変化することになるので、略正
方形の画素領域の四隅などに空白が生じがちである。

課題を解決するための手段 各々両端部に電極が形成された抵抗発熱体からなる多数
の発熱素子を直線状に連続配置したサーマルヘッドにお
いて、各々電極間を連通する高抵抗発熱体と低抵抗発熱
体とを複合させて各発熱素子を形成した。

作用 各々電極間を連通する高抵抗発熱体と低抵抗発熱体とを
複合させて各発熱素子を形成したことにより、発熱素子
に供給される電力が少ない時は抵抗値が低いために優先
的に電流が流れる低抵抗発熱体が発熱し、この電力が増
大するにつれて抵抗値が高い高抵抗発熱体も電流が流れ
て発熱するので、各発熱素子に供給する電力を調節する
ことで画素単位の階調印刷を実現することができ、しか
も、低濃度の画素を印刷する場合でも発熱は少なくとも
低抵抗発熱体の略全域で行なわれ、この発熱を抵抗発熱
体の一点で集中的に行なうようなことがない。

実施例 本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明す
る。まず、本実施例のサーマルヘッド６では、第１図に
例示するように、各発熱素子７が電極３，４間に形成さ
れた高抵抗部８と低抵抗部９とが並列に位置した構造と
なっている。ここで、このサーマルヘッド６の具体的な
構造は、第２図に例示するように、セラミクス基板１０
上にガラスグレーズ層１１と高抵抗発熱体１２とが順次
形成され、この上に主走査方向幅が細い二本の低抵抗発
熱体１３が形成されている。そして、これらの抵抗発熱
体１２．１３を被うように形成された酸化防止膜１４上
に耐摩耗層１５が形成されている。そこで、このサーマ
ルヘッド６では、前記低抵抗発熱体１３によって低抵抗
部９が形成され、前記高抵抗発熱体１２の前記低抵抗発
熱体１３下に位置しない部分によって高抵抗部８が形成
されており、これらの抵抗部８，９は各々主走査方向の
幅が素子全体の部分の−で交互に並列に位置している。

このような構成において、このサーマルヘッド６では、
発熱素子７に電極３，４から供給される電流量が少ない
時は、抵抗値が低い低抵抗発熱体１３に優先的に電流が
流れて低抵抗部９が発熱し、この電流量が増大するにつ
れて抵抗値が高い高抵抗発熱体１２にも電流が流れて高
抵抗部８も発熱するようになっている。つまり、このサ
ーマルヘッド６も、各発熱素子７に印加する電流量を調
節することで印刷可能な温度に達する部分の面積を可変
することができるので、画素単位で無段階の階調印刷を
実現することが可能である。

ここで、このサーマルヘッド６の発熱素子７で形成され
る画素は、第３図に例示するように、電流量の変化に従
って低抵抗部９から両側の高抵抗部８に発色部が広がる
ように可変するので、前述のサーマルヘッド１で形成す
る画素のように画素領域の四隅に空白が生じることもな
く、第４図に例示するように、目視」二の階調変化はリ
ニアなものとなる。このように、このサーマルヘッド６
は印刷画像の階調を一画素領域内で発色する部分の面積
の可変で実行するので、温度変化に対応して発色が変化
する感熱紙などを要することなく所定温度で発色する一
般的な感熱紙やインクリボンで画素単位の階調印刷を実
現することができる。

しかも、このサーマルヘッド６は、第３図（ａ）に例示
したような小面積の画素を形成する場合でも発熱は低抵
抗発熱体１３全体で行なわれ、前述のサーマルヘッド１
のように抵抗発熱体５の一点に集中するようなことがな
いので、発熱素子７の劣化が軽減されて耐久性が良好で
ある。

そこで、上述のような構造のサーマルヘッド６の具体的
な製造方法の一例を以下に説明する。まず、アルミナ等
からなるセラミクス基板１０上に成膜されたガラスグレ
ーズ層１１の上に、ＲＦスパッタリングでＴａ−３ｊＯ
，を厚さ２０００　（八）に成膜して高抵抗発熱体１２
を形成する。そして、この高抵抗発熱体１２上に、低抵
抗発熱体１３となるＮｊ−Ｃｒをスパッタリングで厚さ
＋０００（人）に成膜し、この上に電極３，４となるＡ
ｕを金属蒸着で厚さ１．０（μｍ）に成膜する。そこで
、上述のようにしてセラミクス基板１０のガラスグレー
ズ層ｌｌ上に形成した各層をフォトエツチングでパター
ニングすることで、各発熱素子７が主走査方向に分割さ
れた状態とし二回目のフォトエツチングでＡｕ層をパタ
ーニングして電極３，４を形成し、三回目のフォトエツ
チングでＮｉ−Ｃｒ層をパターニングして低抵抗発熱体
１３を形成する。このようにして高抵抗部８と低抵抗部
９とを形成した発熱素子７に対し、厚さ２．０（μｍ）
の８１０．からなる酸化保護膜１４と厚さ３．０（μｍ
）のＴａ、Ｏ，からなる耐摩耗層１５とをＲＦスパッタ
リングで順次形成することで、このサーマルヘッド６の
製作が完了する。

なお、上述した各部の材料や数値などは、サーマルヘッ
ド６を利用する機器の条件などに従って各種に設定され
ることは自明である。また、本実施例のサーマルヘッド
６では、発熱素子７として素子領域の略全面に形成した
高抵抗発熱体１２の」二に細長い低抵抗発熱体１３を形
成したものを例示したが、本発明は上記構造に限定され
るものではなく、例えば、細長い低抵抗発熱体の」二に
幅広い高抵抗発熱体を形成したものや、エツチングを多
用して細長い低抵抗発熱体と高抵抗発熱体とを並列に形
成したものなども実施可能であり、さらに、素子領域の
略全面に形成した高抵抗発熱体の上に同形状の低抵抗発
熱体を形成して温度変化に対応して発色が変化する感熱
紙に階調印刷を行なうことも可能である。

発明の効果 本発明は」二連のように、各々両端部に電極が形成され
た抵抗発熱体からなる多数の発熱素子を直線状に連続配
置したサーマルヘッドにおいて、各々電極間を連通ずる
高抵抗発熱体と低抵抗発熱体とを複合させて各発熱素子
を形成したことにより、発熱素子に供給される電力が少
ない時は抵抗値が低いために優先的に電流が流れる低抵
抗発熱体が発熱し、この電力が増大するにつれて抵抗値
が高い高抵抗発熱体も電流が流れて発熱するので、各発
熱素子に供給する電力を調節することで画素単位の階調
印刷を実現することができ、しかも、低濃度の画素を印
刷する場合でも発熱は少なくとも低抵抗発熱体の略全域
で行なわれ、この発熱を抵抗発熱体の一点で集中的に行
なうようなことがないので、発熱素子の劣化を軽減して
良好な耐久性を得ることができると共に、画素領域の四
隅に空白が生じることも防止でき、極めて高品質な階調
印刷を実現することが可能である等の効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２図は要部の
縦断正面図、第３図は画素の平面図、第４図は階調印刷
の特性図、第５図は従来例を示す平面図である。 ３．４・・・電極、６・・・サーマルヘッド、７・・・
発熱素子、１３・・・低抵抗発熱体、１４・・・高抵抗
発熱休出 願 人 東京電気株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各々両端部に電極が形成された抵抗発熱体からなる多数
   の発熱素子を直線状に連続配置したサーマルヘッドにお
   いて、各々前記電極間を連通する高抵抗発熱体と低抵抗
   発熱体とを複合させて各発熱素子を形成したことを特徴
   とするサーマルヘッド。