JPH05131665A - サーマルヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １種類の発熱抵抗体で密度の異なる複数の画
像記録を行う。 【構成】 絶縁性基板の表面に形成した共通電極（４）
と、この共通電極上に帯状に形成された発熱抵抗体
（５）と、発熱抵抗体（５）に対して特定の面積をもっ
て積層する複数の電極を配列した第１の電極列（３，
３，・・・）と、第１の電極列とは異なる第２の面積を
もって積層する複数の電極を配列した第２の電極列
（３’，３’，・・・）と、個別電極（３、３’）間を
絶縁する絶縁層（７）とからなる。 【効果】 第１の個別電極列第２の個別電極列を切り換
えることによって、異なる記録密度の画像を記録するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリやプリン
タ等の記録部に用いられる感熱記録用のサーマルヘッド
に係り、特に１つのサーマルヘッドで密度（以下、発熱
体密度ともいう）の異なる記録を行うことのできる構成
としたサーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のサーマルヘッドは、絶縁基板上
に複数の抵抗発熱部を構成する発熱素子を配列し、これ
ら発熱素子を構成する発熱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（以
下、画像という）を記録するものである。

【０００３】このサーマルヘッドとしては、厚膜技術を
用いて形成した厚膜型サーマルヘッドと、薄膜技術を用
いて形成した薄膜型サーマルヘッドとが知られている。
何れの形式のサーマルヘッドも、その構造は、絶縁基板
上に多数の単位発熱部を構成する発熱抵抗体とこの発熱
抵抗体に記録電流を供給するための電極とを形成し、上
記多数の発熱部を選択して記録電流を流すことにより、
当該発熱部の大きさに応じた記録ドットを得るようにし
ている。

【０００４】図３は従来技術によるサーマルヘッドの一
構造例を説明する部分斜視図であって、０１はセラミッ
クス材料等からなる絶縁基板、０２は絶縁基板０１上に
形成したガラス系材料からなるアンダーグレーズ層、０
３は個別電極、０４は共通電極、０５は発熱抵抗体、０
６はオーバーグレーズ層である。なお、絶縁基板０１に
アンダーグレーズ層０２を被着したものをグレーズ基板
と称する。

【０００５】図４は図３のＡ−Ａ線からみたサーマルヘ
ッドの断面図であって、グレーズ基板の表面に設けた発
熱抵抗体０５の両端に重畳して形成された個別電極０３
と共通電極０４とを有し、これらの個別電極０３，共通
電極０４および発熱抵抗体０５を覆って形成したガラス
系材料からなるオーバーグレーズ層０６を備えている。
なお、個別電極０３と共通電極０４は、駆動回路と接続
するためのパッドを有するが、図示は省略している。

【０００６】図３，図４に示した構造のサーマルヘッド
は、その発熱抵抗体０５は一般に、記録装置の主走査方
向に複数個配列され、個別電極０３を記録データにした
がって選択し、この選択された個別電極０３と共通電極
０４との間に記録電流を流すことにより、当該個別電極
０３と共通電極０４とに橋絡する発熱抵抗体０６が加熱
されて、図示しない記録紙に画像を構成する１ドットを
記録するものである。なお、記録紙は、オーバーグレー
ズ層０６に圧接して上記主走査方向と直角な方向（副走
査方向）に給送される。

【０００７】図５は従来技術によるサーマルヘッドの他
の形式のサーマルヘッドの構造を説明する前記図４と同
様の断面図である。この構造のサーマルヘッドは、グレ
ーズ基板の表面に形成した発熱抵抗体０５上に橋絡する
ごとく個別電極０３と共通電極０４を設け、これら発熱
抵抗体０５，個別電極０３および共通電極０４を覆って
オーバーグレーズ層０６を被着した構造をもつ形式のサ
ーマルヘッドであり、その発熱抵抗体０５と個別電極０
４および共通電極０４の積層順序が図３，図４に示した
ものと上下逆の関係となっている他は、個別電極０３と
共通電極０４とに橋絡する発熱抵抗体０６が加熱され
て、記録紙に１ドットを記録する点も基本的に同様であ
る。

【０００８】これらのサーマルヘッドにおいては、発熱
抵抗体０５の１つで１つの発熱抵抗体を形成するもので
あるため、当該サーマルヘッドで記録される発熱体密度
すなわち記録密度は固定されたものである。異なる発熱
体密度の記録画像を得たい場合には、発熱体密度の違う
サーマルヘッドに交換する必要があるが、サーマルヘッ
ドの交換は容易な作業ではないと共に、発熱体密度の違
うサーマルヘッドを別途用意しておかなければならな
い。

【０００９】すなわち、発熱体密度２００ｄｐｉ（ｄｏ
ｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）と４００ｄｂｉの画像を記録で
きる装置とするためには、サーマルヘッドとして発熱体
密度４００ｄｐｉのものを取付けておき、４００ｄｐｉ
の画像を記録するときは１ドット／１発熱抵抗体（１ド
ット／１画素）のままで記録を行い、２００ｄｐｉの画
像記録を行う場合には、発熱抵抗体を２ドット分を印字
させて２ドット／１画素とする方法を採用することで、
４００ｄｐｉの画像と２００ｄｐｉの画像を切り換える
ことができる。

【００１０】しかし、この方法が適用できるのは、発熱
体密度比が１：整数の場合に限定され、任意の発熱体密
度比で記録することができない。一方、サーマルヘッド
を用いたファクシミリ装置では、送り手側のファクシミ
リ装置が高密度のイメージスキャナーで画像を読み取っ
てデータを送信しても、受け手側のファクシミリ装置の
プリンターに出力させるサーマルヘッドの発熱体密度
が、イメージスキャナーと同様の密度を持たなければ高
密度のイメージスキャナーを使用する意味がなくなる。

【００１１】送り手側は、受け手側のプリンターに出力
させるサーマルヘッドの発熱体密度を知りえない。ま
た、このようなファクシミリ装置などでは、画像を読み
取るイメージスキャナーの密度の切り替えが簡単にでき
る構成と成っているが、異なる発熱体密度に切り替えら
れるサーマルヘッドの搭載されたプリンターは実用化さ
れていない。

【００１２】この問題の解決法として、１つのサーマル
ヘッド内に発熱体密度の違う２つの発熱抵抗体を形成
し、所定の発熱体密度の発熱抵抗体を印字させる方法が
提案されている（特開平３−８２５５９号公報）。図６
は上記公報に開示された２発熱体密度型サーマルヘッド
の平面図、図７は図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図であ
る。

【００１３】図６，図７において、前記図４，図５と同
一符号は同一機能部分に対応し、０７は絶縁体である。
発熱体密度の違う複数の発熱抵抗体を持つサーマルヘッ
ド得るのに、１つのグレーズ基板上に共通電極０４を形
成し、共通電極０４上に２つの発熱抵抗体０５，０５’
の列を配置し、この発熱抵抗体０５，０５’のそれぞれ
に面積の異なる２列の発熱抵抗体列を構成するように個
別電極０３，０３’の列を形成することによって、所要
の発熱体密度の発熱抵抗体を選択し通電させて、所望の
密度の画像を得るものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記の２発熱抵抗体密
度型サーマルヘッドにおいては、共通のグレーズ基板上
に密度の異なるサーマルヘッドを２種類作製するもので
あるため製造コストが高くなるという問題がある。さら
にグレーズ基板上に形成した共通電極０４上に、発熱抵
抗体０５，０５’と、個別電極０３，０３’、および両
個別電極０３，０３’を形成するものであるため、発熱
抵抗体の配置密度の倍の配線密度が必要となり、製品歩
留りが低下するという問題を有している。

【００１５】また、１つのグレーズ基板に発熱抵抗体を
２つ配置させるには、発熱抵抗体の配置場所と電極の引
き回しの場所の都合上、グレーズ基板を大きくする必要
があり、サーマルヘッドを搭載するプリンターも大型に
なるという問題もあった。本発明の目的は、上記従来技
術の問題を解消し、１種類の発熱抵抗体で発熱体密度を
異ならせ、密度の異なる複数の画像記録を行うことがで
きるサーマルヘッドを提供することにある。

【００１６】

【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、共通電極上に１列の発熱抵抗体を形成
し、該発熱抵抗体の上にピッチの違う２列の個別電極を
形成し、これらの個別電極を記録密度に応じて選択して
上記発熱抵抗体に通電することで、複数の密度の画像記
録を得るようにしたことを特徴とする。

【００１７】すなわち、本発明は、絶縁性基板の表面に
形成した共通電極（４）と、この共通電極上に帯状に形
成された発熱抵抗体（５）と、この発熱抵抗体上に形成
された個別電極（３，３’）と、これら共通電極（４）
と個別電極（３、３’）との間を絶縁する絶縁層（７）
とからなるサーマルヘッドにおいて、前記個別電極
（３，３’）は、前記発熱抵抗体（５）に対して特定の
面積をもって積層する複数の電極を配列した第１の電極
列（３，３，・・・）と、前記発熱抵抗体（５）に対し
て前記第１の電極列とは異なる第２の面積をもって積層
する複数の電極を配列した第２の電極列（３’，３’，
・・・）とから構成されてなることを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記構成において、絶縁基板１にアンダーグレ
ーズ層２を被着したグレーズ基板の表面に形成した共通
電極（４）の上に、サーマルヘッドの副走査方向に帯状
に形成した共用の発熱抵抗体５は、第１の個別電極列
（３，３，・・・）との間で第１の発熱抵抗体密度のサ
ーマルヘッドを構成すると共に第２の個別電極列
（３’，３’，・・・）との間で第２の発熱抵抗体密度
のサーマルヘッドを構成する。

【００１９】すなわち、第１の個別電極列（３，３，・
・・）と第２の個別電極列（３’，３’，・・・）を切
り換えることによって、異なる記録密度の画像を記録す
ることができる。また、第１の個別電極列（３，３，・
・・）と第２の個別電極列（３’，３’，・・・）をそ
れぞれ独立して使用するだけでなく、それらの１または
複数を選択することで複数の面積階調をもつ記録を行う
ことも可能である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明によるサーマルヘッドの実施例
につき、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明
によるサーマルヘッドの一実施例の構造を説明する部分
破断した平面図であって、１は絶縁基板、２はオーバー
グレーズ層、３，３，・・・は第１の個別電極列、
３’，３’，・・・は第２の個別電極列、４は共通電
極、５は発熱抵抗体、６はオーバーグレーズ層、７は絶
縁層である。

【００２１】また、図２は図１に示した本発明によるサ
ーマルヘッドのＣ−Ｃ線に沿った断面図である。同各図
において、絶縁基板１はセラミックス等の絶縁材料から
なり、この一表面にガラス系材料のアンダーグレーズ層
２が被着されてグレーズ基板を構成する。

【００２２】グレーズ基板には共通電極４が形成され
る。共通電極４上には、サーマルヘッドの主走査方向に
１つの帯状をなすように、発熱抵抗体５が連続して形成
される。第１の個別電極列３，３，・・・は、この発熱
抵抗体５に対して、所定の記録密度（例えば、３００ｄ
ｐｉ）に相当する密度で、かつ上記所定の記録密度のド
ットを形成する面積で主走査方向に重畳するごとく共通
電極４と共に発熱抵抗体５をサンドイッチして形成され
る。

【００２３】同様に、第２の個別電極列３’，３’，・
・・が、上記発熱抵抗体５に対して、所定の記録密度
（例えば、４００ｄｐｉ）に相当する密度で、かつ第１
の個別電極列３，３，・・・が発熱抵抗体５と重畳する
面積とは異なる面積で主走査方向に重畳するごとく共通
電極４と共に発熱抵抗体５を挟んで形成される。第１の
個別電極列３，３，・・・と第２の個別電極列３’，
３’，・・・とは、発熱抵抗体５上において、副走査方
向に分離され、また、共通電極４と第１の個別電極列
３，３，・・・および第２の個別電極列３’，３’，・
・・と、発熱抵抗体５以外の部分においては絶縁層７に
よって電気的に絶縁されている。

【００２４】このような構造とすることで、１つの発熱
抵抗体５で２種類の印字密度の画像表示を行うことがで
きるサーマルヘッドが得られる。すなわち、第１の個別
電極列３，３，・・・と第２の個別電極列３’，３’，
・・・とは、発熱抵抗体５の上側において、発熱抵抗体
５の副走査方向幅の中心よりも短い距離で接続し、異な
る面積で重畳するように形成する。

【００２５】なお、第１の個別電極列３，３，・・・と
第２の個別電極列３’，３’，・・・の２つの列の電極
端子側（発熱抵抗体と接続する側と反対の側）は、異な
るピッチでグレーズ基板の上方と下方あるいはその左右
側等の互いに反対の側に引き出す。上記各個別電極列と
発熱抵抗体５の上には、第１の個別電極列３，３，・・
・と第２の個別電極列３’，３’，・・・の上記電極端
子側に形成する電極パッド８，８’部分を除いた上にオ
ーバーグレーズ層６を形成する。

【００２６】第１の個別電極列３，３，・・・と第２の
個別電極列３’，３’，・・・の２つの個別電極列は、
そのピッチ比が整数倍にならないピッチ長で形成する。
本実施例では、第１の個別電極列３，３，・・・を３０
０ｄｐｉに、第２の個別電極列３’，３’，・・・を４
００ｄｐｉとした。また、第１の個別電極列３，３，・
・・と第２の個別電極列３’，３’，・・・はそれぞれ
別個の駆動ＩＣに接続される。

【００２７】記録を行う場合には、発熱抵抗体５を介し
て第１の個別電極列３，３，・・・または第２の個別電
極列３’，３’，・・・と共通電極４との間に通電され
るので、発熱抵抗体５は第１の個別電極列３，３，・・
・または第２の個別電極列３’，３’，・・・と共通電
極４とに挟まれた部分が発熱し、個別電極の平面形状領
域である記録エリア以外への熱の広がりはほとんどな
い。

【００２８】このような構造においては、一列の帯状発
熱抵抗体５上に形成される個別電極（第１の個別電極列
３，３，・・・または第２の個別電極列３’，３’，・
・・）と当該発熱抵抗体５との接続部面積が、記録面積
を決定するので、個別電極を精度よく形成することが必
要である。図示したように、一列の帯状発熱抵抗体５
は、第１の個別電極列３，３，・・・と第２の個別電極
列３’，３’，・・・によって副走査方向にあたかも２
分割された状態となっている。この発熱抵抗体形状は、
帯状発熱抵抗体や個別発熱抵抗体の様に１つの発熱抵抗
体で１ドットとなる発熱抵抗体形状と異なり、発熱抵抗
体５をこのような作用的に２分割した状態で使用するの
で矩形とするのが望ましい。

【００２９】なお、本実施例では、第１の個別電極列
３，３，・・・と第２の個別電極列３’，３’，・・・
の密度を３００ｄｐｉ対応と４００ｄｐｉ対応とした
が、この個別電極の密度は限定されるものではなく、２
つの個別電極のピッチ比が整数倍にならない比であれば
幾らであっても良い。また、１つの発熱抵抗体５を密度
の異なる２つ個別電極列（第１の個別電極列３，３，・
・・と第２の個別電極列３’，３’，・・・）で発熱領
域を分割したが、密度の異なる個別電極列は２つに限ら
れたものではなく、３以上の複数組としてもよく、密度
の異なる複数の個別電極列を形成することで複数の発熱
体密度が得られ、複数の記録密度の画像記録もできる。

【００３０】なお、第１の個別電極列３，３，・・・お
よび第２の個別電極列３’，３’，・・・と共通電極４
は、図２のごとく絶縁層７を介してサーマルヘッドの厚
さ方向に配置するのではなく、共通電極４をパターニン
グして所要の形状に形成し、個別電極形成部分のアンダ
ーグレーズ層２を露出させ、このグレーズ基板面上に第
１の個別電極列３，３，・・・および第２の個別電極列
３’，３’，・・・を共通平面に配置することにより、
前記実施例における絶縁層７は省略することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つの発熱抵抗体で複数の発熱体密度を持つサーマルヘ
ッドを構成することができる。これにより、１つのサー
マルヘッドで複数の密度の画像記録が行え、製造が容易
でしかも安価であると共に、グレーズ基板上での発熱抵
抗体の配置スペースと、それに伴う電極の配線密度を上
げることなく電極引き回しのスペースが少なくてすみ、
サーマルヘッドを搭載するプリンターも小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるサーマルヘッドの一実施例の構
造を説明する部分破断した平面図である。

【図２】 図１に示した本発明によるサーマルヘッドの
Ｃ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図３】 従来技術によるサーマルヘッドの一構造例を
説明する部分斜視図である。

【図４】 図３のＡ−Ａ線からみたサーマルヘッドの断
面図である。

【図５】 従来技術によるサーマルヘッドの他の形式の
サーマルヘッドの構造を説明する図４と同様の断面図で
ある。

【図６】 従来技術による２発熱体密度型サーマルヘッ
ドの平面図である。

【図７】 図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１・・・・絶縁基板、２・・・・アンダーグレーズ層、
３・・・・個別電極、４・・・・共通電極、５・・・・
発熱抵抗体、６・・・・オーバーグレーズ層、７・・・
・絶縁層、８・・・電極パッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板の表面に形成した共通電極
   と、この共通電極上に帯状に形成された発熱抵抗体と、
   この発熱抵抗体上に形成された個別電極と、これら共通
   電極と個別電極との間を絶縁する絶縁層とからなるサー
   マルヘッドにおいて、 前記個別電極は、前記発熱抵抗体に対して特定の面積を
   もって積層する複数の電極を配列した第１の電極列と、
   前記発熱抵抗体に対して前記第１の電極列とは異なる第
   ２の面積をもって積層する複数の電極を配列した第２の
   電極列とから構成されてなることを特徴とするサーマル
   ヘッド。