JPH04361064A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画素単位での中間調表
現が可能なサーマルヘッドに関するものである。

【０００２】

【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
としてはサーマルプリンタなどがある。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ヘッドで階調
印刷を行なうことが要望されており、これを実現する手
段が特開昭５２−１５２２４２号公報や特開昭５４−１
６１９４７号公報及び特開昭６０−５８８７７７号公報
等に開示されている。

【０００３】そこで、上記公報に開示された構造のサー
マルヘッドを従来例として図５ないし図８に基づいて説
明する。まず、このサーマルヘッド１は、図５に例示す
るように、電極２，３が接続された副走査方向の両端部
の主走査方向幅が広く中央部の主走査方向幅が狭い発熱
抵抗体からなる発熱素子４を、絶縁基板５上に主走査方
向に連設した構造となっている。

【０００４】そこで、このようなサーマルヘッド１を利
用したサーマルプリンタ７を実施する場合は、図９に例
示するように、印刷用紙８とインクリボン９とを重複さ
せて搬送する経路をプラテンローラ１０とサーマルヘッ
ド１との間に形成し、このサーマルヘッド１に画素６１
〜６３の面積に対応した駆動電力Ｅ１〜Ｅ３を供給する
駆動回路（図示せず）を接続した構造などとなる。

【０００５】このような構成において、このサーマルヘ
ッド１の各発熱素子４に駆動電力Ｅを供給すると、図６
に例示するように、この発熱素子４は細く形成された中
央部ほど電流密度が高くなるので、図７に例示するよう
に、この中央部が両端部より高い温度Ｔで発熱すること
になる。そこで、駆動回路が時間や電圧等の制御でサー
マルヘッド１に供給する駆動電力Ｅを調節することで、
図８に例示するように、各発熱素子４の温度がインクリ
ボン９のインクの溶融温度Ｔｃ以上となる部分の面積が
可変されるので、印刷用紙８には画素単位で中間調表現
された画像が印刷されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなサーマル
ヘッド１では、画素単位で中間調表現を実現することが
できる。

【０００７】ここで、上述したようなサーマルヘッド１
では、最小面積の画素６１と同一幅に形成された発熱素
子４の中央部が細く、図８に例示したように、最大面積
の画素を印刷する場合は中央部の発熱温度Ｔが過大にな
る。このため、上述のようなサーマルヘッド１では、発
熱素子４の中央部に融断などが発生しやすいので、サー
マルプリンタ７の耐久性や信頼性が低下することになる
。

【０００８】さらに、上述したサーマルヘッド１では、
発熱素子４の外周形状が異形であるために実際に印刷さ
れる画素６が矩形とならず、最大の画素６３を連続印刷
した際に白抜けが生じるなどして印刷品質が低下しがち
である。

【０００９】本発明は上記課題を鑑みたものであり、画
素単位で中間調表現が可能なサーマルヘッドにおいて、
発熱素子の電流密度の集中を軽減して融断等を防止する
と共に、発熱素子の外周形状を矩形に形成して印刷品質
を向上させることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】副走査方向の両端部の各
々に電極が接続された発熱素子を絶縁基板上に主走査方
向に連設したサーマルヘッドにおいて、副走査方向の両
端部の主走査方向幅が太く中央部の主走査方向幅が細い
主発熱抵抗体と主走査方向幅が主発熱抵抗体の中央部よ
り細く略均一な副発熱抵抗体とを主走査方向に並設して
外周形状が矩形の発熱素子を形成した。

【００１１】

【作用】副走査方向の両端部の主走査方向幅が太く中央
部の主走査方向幅が細い主発熱抵抗体と主走査方向幅が
主発熱抵抗体の中央部より細く略均一な副発熱抵抗体と
を主走査方向に並設して外周形状が矩形の発熱素子を形
成したことで、最大の画素を略矩形に印刷することがで
き、最大の画素を連続印刷する際の白抜けを防止するこ
とができ、しかも、このように最大の画素を略矩形に印
刷するための駆動電力が低減されると共に、副発熱抵抗
体の通電によって主発熱抵抗体の中央部の電流密度が軽
減される。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図１ないし図４に基づいて
説明する。まず、このサーマルヘッド１１は、図１に例
示するように、やはり副走査方向の両端部に共通電極１
２と個別電極１３とが各々接続された発熱素子１４を絶
縁基板１５上に主走査方向に連設した構造となっており
、前記発熱素子１４は、副走査方向の両端部が太く中央
部が細い主発熱抵抗体１６の主走査方向の両側に主走査
方向幅が細く均一な二つの副発熱抵抗体１７が並設され
ることで外周形状が矩形となっている。

【００１３】そして、このようなサーマルヘッド１１を
利用したサーマルプリンタ（図示せず）を実施する場合
は、図９に例示したサーマルプリンタ７と同様に、印刷
媒体の搬送路上に配置したサーマルヘッド１１に、画素
１８の面積に対応した駆動電力Ｅを供給する駆動回路を
接続した構造などとなる。

【００１４】このような構成において、このサーマルヘ
ッド１１では、副発熱抵抗体１７は主走査方向幅が主発
熱抵抗体１６よりも細く均一なので、その抵抗値は高い
が電流密度は均一であり、直線状の二つの副発熱抵抗体
１７が主走査方向の両縁部に位置することで発熱素子１
４の外周形状は矩形となっている。そこで、このような
サーマルヘッド１１の発熱素子１４にパルス幅が順次変
化する駆動電力を各電極１２，１３から印加すると、図
２に例示するように、印刷される画素１８１〜１８４に
は、全方向に拡大する濃色部１９が中央部に形成される
と共に副走査方向に伸びる濃色部２０が主走査方向の両
側部に形成されることになる。

【００１５】つまり、このサーマルヘッド１１では、発
熱素子１４の外周形状が矩形であるために最大の画素１
８４を略矩形に印刷することができ、最大の画素１８４
を連続印刷する際に白抜けが発生することが防止される
などして印刷品質が向上することになる。しかも、この
サーマルヘッド１１は、上述のように最大の画素１８４
を略矩形に印刷するための駆動電力が低減されると共に
、副発熱抵抗体１７の通電によって主発熱抵抗体１６の
中央部の電流密度が軽減されるので、主発熱抵抗体１６
の融断が防止されて耐久性が良好である。

【００１６】なお、上述のようにして印刷した画素１４
の面積などで換算される記録濃度を算定してパルス幅が
順次変化する駆動電力との関係を調査したところ、図３
（ａ）に例示するように、このサーマルヘッド１１の記
録濃度は略線形に変化することが確認された。

【００１７】そこで、本出願人は、このサーマルヘッド
１１の各電極１２，１３と発熱素子１４との主走査方向
幅ｐ、主発熱抵抗体１６の中央部の主走査方向幅ｔ、副
発熱抵抗体１７の主走査方向幅ｓの関係を、ｔ＋２ｓ＝
０．２ｐ、０．４ｐ、０．６ｐ、０．８ｐとして記録濃
度の変化を確認した。すると、図３（ｂ）に例示するよ
うに、発熱素子１４の全体に対する発熱抵抗体１６，１
７の幅が大きいｔ＋２ｓ＝０．８ｐの場合では、記録濃
度の変化が急激で中間濃度を表現する際の駆動電力の制
御が困難であることが判明し、発熱素子１４の全体に対
する発熱抵抗体１６，１７の幅が小さいｔ＋２ｓ＝０．
２ｐの場合では、記録濃度の変化が緩慢で最大濃度を表
現する際の駆動電力が過大になって耐久性も低下するこ
とが判明した。そこで、このサーマルヘッド１１は、０
．４ｐ≦ｔ＋２ｓ≦０．６ｐの関係を満足するように各
部を形成することで、中間調表現が容易で耐久性が良好
になると共に消費電力も低減されることになる。

【００１８】なお、本実施例では発熱素子１４の両側部
に位置する副発熱抵抗体１７が直線状に形成されて主走
査方向幅が完全に均一なサーマルヘッド１１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、図４
に例示するように、主走査方向幅が副走査方向の中央部
で微少に細い副発熱抵抗体２１が発熱素子２２の両側部
に位置するサーマルヘッド２３なども実施可能である。 さらに、上述したサーマルヘッド１１，２３では、主発
熱抵抗体１６の主走査方向の両側に副発熱抵抗体１７，
２１を形成することを例示したが、本発明は上記構造に
限定されるものでもなく、例えば、一つの主発熱抵抗体
と一つの副発熱抵抗体とを並設して矩形の発熱素子を形
成したサーマルヘッド（図示せず）なども実施可能であ
る。この場合、副発熱抵抗体の逆側となる主発熱抵抗体
の縁部を直線状に形成するなどして発熱素子の外周形状
を矩形とする。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上述のように、副走査方向の両
端部の各々に電極が接続された発熱素子を絶縁基板上に
主走査方向に連設したサーマルヘッドにおいて、副走査
方向の両端部の主走査方向幅が太く中央部の主走査方向
幅が細い主発熱抵抗体と主走査方向幅が主発熱抵抗体の
中央部より細く略均一な副発熱抵抗体とを主走査方向に
並設して外周形状が矩形の発熱素子を形成したことによ
り、この発熱素子は外周形状が矩形なので最大の画素を
略矩形に印刷することができ、最大の画素を連続印刷す
る際の白抜けが防止されるので、サーマルプリンタの印
刷品質の向上に寄与することができ、しかも、このよう
に最大の画素を略矩形に印刷するための駆動電力が低減
されると共に、副発熱抵抗体の通電によって主発熱抵抗
体の中央部の電流密度が軽減されるので、主発熱抵抗体
の融断が防止されて耐久性が良好である等の効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すサーマルヘッドの平面図
である。

【図２】印刷された画素を示す平面図である。

【図３】特性図である。

【図４】変形例を示す平面図である。

【図５】従来例を示す平面図である。

【図６】発熱抵抗体の通電特性を示す平面図である。

【図７】発熱抵抗体の温度分布を示す特性図である。

【図８】発熱抵抗体の温度分布と画素との関係を示す特
性図である。

【図９】サーマルプリンタの構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１１，２３　　　　　　サーマルヘッド１２，１３　　
　　　　電極 １４，２２　　　　　　発熱素子 １５　　　　　　　　　　　　絶縁基板１６　　　　　
　　　　　　　主発熱抵抗体１７，２１　　　　　　副
発熱抵抗体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　副走査方向の両端部の各々に電極が接
   続された発熱素子を絶縁基板上に主走査方向に連設した
   サーマルヘッドにおいて、副走査方向の両端部の主走査
   方向幅が太く中央部の主走査方向幅が細い主発熱抵抗体
   と主走査方向幅が前記主発熱抵抗体の中央部より細く略
   均一な副発熱抵抗体とを主走査方向に並設して外周形状
   が矩形の発熱素子を形成したことを特徴とするサーマル
   ヘッド。