JPH04363261A - 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、感熱記録装置に用いら
れるサーマルヘッドに係り、特に中間調の印字（以下、
記録ともいう）に好適な構造を持つサーマルヘッドに関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の感熱記録装置の記録ヘッドであ
るサーマルヘッドは、絶縁基板上に複数の抵抗体からな
る発熱素子を配列し、これら発熱素子を構成する抵抗体
に記録電流を供給する電極を備え、該電極を通して上記
発熱素子を選択的に発熱させることで、感熱紙，または
インクドナーフィルムを介した普通紙等の記録媒体上に
文字あるいは図形を記録するものである。

【０００３】ところで、従来のこの種のサーマルヘッド
の記録単位すなわちドットを記録する単位発熱素子の大
きさは記録すべき１画素の大きさに略々等しくしたもの
、あるいは副走査方向の幅が主走査方向幅より広いもの
が殆どであったが、近年、発熱素子の副走査方向の幅を
１画素の幅より狭くし、１画素を複数回の記録動作で分
割記録することによって、多階調の記録画像を得るサー
マルヘッドが開発されている。

【０００４】図５は従来技術による多階調記録サーマル
ヘッドを説明する要部構造図であって、１は絶縁基板、
２は共通電極、２１，２２，２３，２４，２５は共通電
極の電極端子、３は個別電極、３１，３２，３３，３４
，３５は個別電極を構成する電極、４は発熱素子（発熱
抵抗体）である。絶縁基板１は、セラミックス等の耐熱
基板上の全面にガラス等のグレーズ層を被着して表面平
滑性と蓄熱性を持たせてなり、このグレーズ層の表面上
に成膜した金などの導電体層をフォトリソグラフ技法等
を用いたパターニング処理で共通電極２とその電極端子
２１，２２，２３，２４，２５、および個別電極３とそ
の電極３１，３２，３３，３４，４５とが形成されてい
る。

【０００５】共通電極２は、該共通電極２から副走査方
向Ｙに延出して主走査方向Ｘに配列された多数の櫛の歯
状の電極端子２１，２２，２３，２４，２５をもち、こ
れら多数の櫛の歯状の電極端子２１，２２，２３，２４
，２５の間に個別電極３を構成する多数の電極３１，３
２，３３，３４，３５が交互に間挿されている。発熱素
子４は、共通電極の電極端子２１，２２，２３，２４，
２５と個別電極の各電極３１，３２，３３，３４，３５
・・・・を主走査方向Ｘに横断するごとく橋絡した抵抗
体から構成される。

【０００６】このような構成において、個別電極３の電
極，例えば電極３２を選択して記録電流を流すことによ
って、電極端子２１と電極端子２２に橋絡する発熱素子
がジュール熱により加熱されて発熱し、記録媒体に１画
素を構成する分割ドットを記録するものである。図６は
上記図５の構造をもつサーマルヘッドによる横線記録を
例としたの階調記録状態の説明図である。

【０００７】同図においては、１画素のサイズを主走査
方向が１２５μｍ，副走査方向が１２５μｍとし、発熱
素子４の副走査方向幅を２５μｍとして５回の分割記録
で黒べた１画素記録を行なうものとした場合、１回の記
録による横線記録は同図の１に，以下２回〜５回の分割
記録によって記録した横線を２〜５に示す。なお、この
種のサーマルヘッドに関する従来技術を開示したものと
しては、例えば特開昭６０−５６５７１号公報，特開昭
６０−４２０７４号公報を挙げることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、発熱素子４を所謂厚膜方式の成膜によって帯状に形
成した抵抗体で構成することで、記録媒体との接触摺動
性，すなわち紙あたりは良好となるが、所謂薄膜方式の
成膜で発熱素子を構成することも可能である。何れの成
膜方法によるものであっても、発熱素子４が主走査方向
に一列に並んでいるために、このような構造のサーマル
ヘッドで画素を分割記録すると、記録した画像は図６に
示したようになる。

【０００９】このような記録では、印刷の分野での「万
線印刷」と同様に、人工物等の画像を記録した場合には
、記録線の規則性に基づくモアレが発生するという問題
がある。本発明の目的は、上記従来技術における問題点
を解消するものであり、１画素を副走査方向に複数回の
分割記録をすることによって記録する多階調記録を行な
う場合の記録画像の画質を向上させたサーマルヘッドを
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、発熱素子（４）を構成する発熱抵抗体の
副走査方向（Ｙ）の幅が主走査方向（Ｘ）の幅より狭く
、該発熱素子（４）の副走査方向（Ｙ）についての複数
回分の記録動作により記録すべき１画素に対応する１素
子の発熱部（単位発熱素子）を構成するサーマルヘッド
において、上記発熱素子（４）を構成する単位発熱素子
（４１，４２，４３，４４，４５）に記録電流を供給す
る共通電極（２）の電極端子（２１，２２，２３，２４
，２５）と個別電極（３）の電極（３１，３２，３３，
３４，３５）とが主走査方向（Ｘ）に交互に櫛の歯状に
配置されてなり、上記共通電極（２）の電極（２１，２
２，２３，２４，２５）と個別電極（３）の電極（３１
，３２，３３，３４，３５）に接続して１素子の上記発
熱部を構成する発熱素子（４）の単位発熱素子（４１，
４２，４３，４４，４５）が上記共通電極（２）の電極
端子（２１，２２，２３，２４，２５）と個別電極（３
）の電極（３１，３２，３３，３４，３５）上において
１素子ごとに千鳥状に形成されてなることを特徴とする
。

【００１１】なお、上記１素子の発熱部を、一対の共通
電極の電極端子とこれらの電極端子間に介挿配置した１
つの個別電極の電極端子とを橋絡する抵抗体で構成する
ものに限らず、隣接する１つの共通電極と１つの個別電
極の電極端子上に抵抗体を橋絡させて１素子の発熱部を
構成することもできる。また、共通電極（２）から櫛歯
状に延出する複数の電極端子（２１，２２，２３，２４
，２５）とこれら複数の電極端子間に交互に対峙した個
別電極（３）の電極（３１，３２，３３，３４，３５）
に接続する発熱素子（４）の単位発熱素子（４１，４２
，４３，４４，４５）が一対の共通電極（２）の電極端
子（２１，２２，２３，２４，２５）とこの一対の電極
端子間に介挿配置された１つの個別電極の電極（３１，
３２，３３，３４，３５）に接続され、複数の単位発熱
素子が等しい間隔で千鳥状に形成されたサーマルヘッド
において、共通電極（２）の電極端子（２１，２２，２
３，２４，２５）の１つの単位発熱素子を橋絡する一対
の電極端子（例えば電極端子２１の部分電極２１１と電
極端子２２の先端側部分電極２２１）間のピッチ（Ｐ１
）を１つ置きに隣接する単位発熱素子を構成する共通電
極（２）の電極端子（例えば、電極端子２２の部分電極
２２１と電極端子２３の先端側部分電極２３１）間のピ
ッチ（Ｐ２）より大としたことを特徴とする。すなわち
、単位発熱素子を橋絡する一対の電極端子間のピッチを
、発熱端子を橋絡しない隣接電極端子対のピッチより大
としたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】複数回分の記録動作により記録すべき１画素に
対応する１素子の発熱部を構成する抵抗体（単位発熱素
子４１，４２，４３，４４，４５）を、主走査方向に対
して１素子ごとに分離させ、交互に千鳥状に配列させた
ことにより、所謂万線の記録においてモアレの発生を回
避でき、人工物等の記録画像の画質を向上させることが
できる。

【００１３】また、共通電極の電極端子（２１，２２，
２３，２４，２５）の１つの単位発熱素子を橋絡する一
対の電極端子のピッチ（Ｐ１）を１つ置きに隣接する電
極端子間のピッチ（Ｐ２）より大としたことにより、主
走査方向における印字ドットの繋がりが良好となって、
副走査方向の白スジの発生を無くすことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による多階調記録サー
マルヘッドの第１実施例を説明する要部構成図であって
、前記図５と同一符号は同一部分に対応し、４１，４２
，４３，４４，４５は発熱素子４を構成する複数の単位
発熱素子である。

【００１５】同図において、発熱部となる発熱素子４は
、基板１上に櫛の歯状に配列した共通電極２の電極端子
２１，２２，２３，２４，２５と個別電極３の電極端子
３１，３２，３３，３４，３５の上に主走査方向Ｘに沿
って単位発熱素子４１，４２，４３，４４，４５が千鳥
状に橋絡配置されている。各単位発熱素子４１，４２，
４３，４４，４５は、一対の共通電極２の電極端子２１
と２２、２２と２３、２３と２４、２４と２５に跨がっ
て配置され、各１対の共通電極の電極端子２１と２２、
２２と２３、２３と２４、２４と２５の間に位置した１
つの個別電極３の電極３１、３２、３３、３４、３５と
を介して記録電流を流すことにより、選択的に加熱され
る。

【００１６】各単位発熱素子４１，４２，４３，４４，
４５を構成する発熱抵抗体の副走査方向幅Ｗ１　は、主
走査方向幅Ｗ２　よりも狭い。図２は各単位発熱素子４
１，４２，４３，４４，４５を構成する発熱抵抗体（＝
発熱素子）の副走査方向幅Ｗ１　を主走査方向幅Ｗ２　
の５分の１として、５回の分割記録で「黒べた」の１画
素を記録する例の説明図である。なお、ここでは説明の
都合上、発熱素子の寸法と記録寸法とを同一としてある
。

【００１７】この例では、１画素の大きさを８ｄｏｔ／
ｍｍすなわち１２５μｍ×１２５μｍとし、Ｗ１　＝２
５μｍ、Ｗ２　＝１２５μｍとしている。図２において
、４１↓，４２↓，４３↓，４４↓，４５↓は図１の単
位発熱素子４１，４２，４３，４４，４５による記録を
示し、１，２，３，４，５は分割記録回数を示す。

【００１８】図２に示されたように、単位発熱素子４１
，４２，４３，４４，４５は主走査方向に１つ置きに千
鳥状に配列されているために擬似網点効果が得られ、１
〜５回の分割記録の何れも、前記した万線印刷において
発生するようなモアレは生じない。なお、図１において
、単位発熱素子４１，４２，４３，４４，４５の両端が
共通電極２の電極端子２１，２２，２３，２４，２５か
ら主走査方向外側に突き出ている。この突き出しの大き
さＷ３　は本実施例では５〜１０μｍである。

【００１９】発熱体の成形は、既知の厚膜リフトオフ法
，ＭＯＤ法，薄膜スパッタリング法等の成膜方法の何れ
の方法によって成形してもよい。上記成膜方法では、そ
の何れの方法においても、所謂フォトリソグラフ技法に
よるパターニング工程が必要であり、その工程における
電極と発熱素子との位置合わせ精度は通常はプラスマイ
ナス５μｍ程度あるので、上記のように突き出しの大き
さＷ３を５〜１０μｍとするパターンニングを行なうこ
とで、製品の得率を高くすることができる。

【００２０】このような構成のサーマルヘッドを用い、
１画素を５回に分割して記録することにより、記録信号
に対して特別のデータ処理を施すことなくモアレのない
擬似網点の中間調をもつ多階調記録を行なうことが可能
となる。図３は本発明による多階調記録サーマルヘッド
の第２実施例を説明する要部構成図であって、前記図１
と同一符号は同一部分に対応する。

【００２１】同図において、前記図１に示した実施例と
異なる点は、単位発熱素子４１，４２，４３，４４，４
５の両端に共通電極２の電極端子２１，２２，２３，２
４，２５から主走査方向外側に突き出しが無いことであ
る。前記第１実施例で説明したように、通常のフォトリ
ソグラフ技法によるパターニング工程では電極と発熱素
子となる抵抗体との位置合わせ精度は通常はプラスマイ
ナス５μｍ程度ある。

【００２２】したがって、通常のフォトリソグラフ技法
によるパターニング工程を採用して図３の電極および発
熱素子を製造すれば、共通電極２の電極端子２１と２２
、２２と２３、２３と２４、２４と２５の端縁部で単位
発熱素子４１，４２，４３，４４，４５の端部の出入り
が生じ、厳密には記録品質の劣化をもたらす。そのため
、上記した８ｄｏｔ／ｍｍ程度の記録密度の記録装置用
のサーマルヘッドでは図１の実施例に示した構造とする
ことが望ましい。しかし、さらに高密度の記録性能を要
求される記録装置用のサーマルヘッドを得るためには、
パターニング精度を高くして図３のごとく電極端子２１
と２２、２２と２３、２３と２４、２４と２５と単位発
熱素子４１，４２，４３，４４，４５の端縁を一致させ
ることにより、１画素の面積を小さくし、分割回数を多
くするなどで高精細記録のできるサーマルヘッドを提供
することができる。

【００２３】なお、上記実施例では、分割記録の回数を
５（すなわち単位発熱素子の副走査方向幅を１画素の幅
の５分の１）としているが、この分割数は５に限るもの
ではなく、単位発熱素子の副走査方向幅Ｗ３　を変えて
、あるいは副走査方向幅Ｗ３　よりも小さいピッチで紙
送りをし、重ね印字していくことで任意に設定できる。 上記した本発明の各実施例のサーマルヘッドを用いた印
字方式、すなわち１画素を形成するのに発熱抵抗体の副
走査方向幅を狭くし、発熱抵抗体を千鳥状に配置して複
数回印字する副走査分割方式によれば、モアレの発生を
防止した擬似網点印字が可能であるが、発熱抵抗体が２
つの共通電極間内でのみ熱が広がり、発熱抵抗体間の繋
がり（すなわち、主走査方向の印字ドットのつながり）
が低下し、印字の際に副走査方向に白スジが生じる場合
がある。

【００２４】図４は上記白スジの発生を防止することの
できる本発明の第４実施例を説明する要部構成図であっ
て、前記図１，図図３と同一符号は同一部分に対応する
。同図において、共通電極２の電極端子２１，２２，２
３，２４，２５は、共通電極２に接続する部分２１１，
２２１，２３１，２４１，２５１と先端部分２１２，２
３２，２４２，２５２とからなり、単位発熱素子４１，
４２，４３，４４，４５をそれぞれ橋絡する一対につい
て、当該単位発熱素子４１，４２，４３，４４，４５を
橋絡する部分、すなわち２１１と２２１、２２２と２３
２、２３１と２４１、２４２と２５２が距離ｄだけ主走
査方向両側に隣接する単位発熱素子側、すなわち隣接す
る個別電極３の電極側に変位しており、上記一対の電極
端子２１１と２２１、２２２と２３２、２３１と２４１
、２４２と２５２の主走査方向のピッチＰ１は主走査方
向に隣接する単位発熱素子間のピッチＰ２（２２１と２
３１、２４１と２５１、あるいは２１２と２２２、２３
２と２４２間のピッチ）よりも大きく設定されている。

【００２５】このような電極構成としたことにより、単
位発熱素子４１，４２，４３，４５の熱の広がりを主走
査方向に長くすることができ、印字ドットの主走査方向
の繋がりを良好として画質の低下をまねく白スジを防止
をすることができる。すなわち、抵抗素子（単位発熱素
子）は千鳥状に配置されているので、単位発熱素子４１
，４２，４３，４５の共通電極２の電極端子２１，２２
，２３，２４，２５と接続される主走査方向両外側の部
分は、隣接する単位発熱素子に対する印字の際の重なり
合い部分を確保できる。これは、単位発熱素子間の繋が
り状態を良好にし、画素を形成する際の白スジの発生を
防止できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１画素を記録する単位発熱素子の副走査方向幅を主走査
方向幅よりも狭く形成し、隣接する１画素を記録する単
位発熱素子（抵抗素子）を主走査方向に沿って千鳥状に
配置して、複数回の分割記録で１画素を記録する構成と
したことによって擬似網点効果を奏せしめ、多階調記録
を行なう場合の記録画像の画質を向上させたサーマルヘ
ッドを提供できる。

【００２７】また、単位発熱素子の熱の広がりの長さは
２つの共通電極（電極端子）間距離によって決まるので
、単位発熱素子が１つの共通電極を中心に重なり合う領
域を持つことで印字の際に発熱エリアのぬけによる白ス
ジの発生がなく、主走査方向のドット繋がりが良好とな
る。さらに、単位発熱素子間の重なり合う長さ、すなわ
ち単位発熱部を構成する２つの共通電極間距離（電極端
子間距離＝ピッチＰ１）を変えることで、任意の主走査
方向の繋がり量を得ることができ、印字すべき対象に対
応した印字品質を有するサーマルヘッドを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による多階調記録サーマルヘッドの
第１実施例を説明する要部構成図である。

【図２】　　本発明の第１実施例の多階調記録サーマル
ヘッドによる各単位発熱素子の副走査方向幅を主走査方
向幅の５分の１として、５回の分割記録で黒べたの１画
素を記録する印字例の説明図である。

【図３】　　本発明による多階調記録サーマルヘッドの
第２実施例を説明する要部構成図である。

【図４】　　本発明による多階調記録サーマルヘッドの
第３実施例を説明する要部構成図である。

【図５】　　従来技術による多階調記録サーマルヘッド
を説明する要部構成図である。

【図６】　　従来技術のサーマルヘッドによる横線記録
を例としたの階調記録状態の説明図である。

【符号の説明】

１・・・・絶縁基板、２・・・・共通電極、３・・・・
個別電極、４・・・・発熱素子、２１〜２５・・・・共
通電極の電極端子、３１〜３５・・・・個別電極の電極
、４１〜４５・・・・単位発熱素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発熱素子の副走査方向の幅が主走査方
   向の幅より狭く、該発熱素子の副走査方向についての複
   数回分の記録動作により記録すべき１画素に対応する１
   素子の発熱部を構成するサーマルヘッドにおいて、上記
   発熱素子に記録電流を供給する共通電極の電極端子と個
   別電極とが主走査方向に交互に櫛の歯状に配置されてな
   り、一対の上記電極端子と１つの個別電極に接続して１
   素子の上記発熱部を構成する単位発熱素子が上記電極端
   子と個別電極上において上記１素子の発熱部ごとに千鳥
   状に形成されてなることを特徴とするサーマルヘッド。