JPH05138909A - ダイレクト感熱記録用サーマルヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多色感熱記録シートに対してサーマルヘッドを
用いて文字、画像等を記録する際、予めサーマルヘッド
を予熱しておくことにより、サーマルヘッドに供給する
熱エネルギの低減化を図る。 【構成】サーマルヘッドの発熱体４０において、支持体
層８２と、前記支持体層８２に直接もしくは間接的に積
層されて前記支持体層８２よりも膨出形成されるととも
に、多色感熱記録シートに情報を記録するに先立って予
め電流を通電することにより発熱する通電発熱抵抗体層
８８と、前記通電発熱抵抗体層８８に絶縁体層９０を介
して積層される抵抗体層９２と、前記抵抗体層９２に電
気的に接続されて所定の電流を流すための導体層９４
ａ、９４ｂと、前記抵抗体層９２と導体層９４ａ、９４
ｂとを被覆する保護層９６とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多色感熱記録シートを用
いて文字、画像等をダイレクトに感熱記録させるための
サーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリやプリンタ等において、文
字や画像等の情報を可視化するために感熱記録装置が広
範に使用されている。この種の感熱記録装置では紙や合
成紙等の支持体上に発色剤や顕色剤を塗布した感熱記録
シートを用意し、原稿等に対応した電気信号に基づきサ
ーマルヘッドによりこの感熱記録シートを加熱、加圧す
ることによって当該感熱記録シートに前記原稿等に担持
された文字や画像等の情報を可視像として記録する。

【０００３】ところで、近年、ファクシミリやプリンタ
等により、所望の色に色分けされたカラー画像を得たい
という要請が多い。このため、従来技術においては、単
一の支持体上に夫々異なる印加熱エネルギで発色する発
色層を積層させた多色感熱記録シートを用い、この多色
感熱記録シートに記録手段を介して各発色層に対応した
熱エネルギを供給して前記各発色層を順次発色させる方
法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
感熱記録装置では、前記記録手段であるサーマルヘッド
に供給する熱エネルギが非常に大きくなり、特に、多色
感熱記録シートを用いたカラー感熱記録の場合、単色の
モノクロの場合と比較して約３倍の熱エネルギが必要と
なり、記録用電源が大型化するとともに電源を安定して
供給する回路等が必要になる。さらに、例えば、直線を
含む図形等をカラー感熱記録する場合、瞬時にサーマル
ヘッドに大電流が供給されるため、該直線に印字の濃度
むらが発生するという不都合がある。加えて、サーマル
ヘッドに大きな電流を供給することは、該サーマルヘッ
ドの短寿命化につながるという不都合がある。

【０００５】本発明は前記の不都合を克服するためにな
されたものであって、サーマルヘッドでカラー感熱記録
するに先立って、予め電流を通電することによって発熱
する通電発熱抵抗体層を設けることにより、サーマルヘ
ッドに供給する電流を従来と比較してより小さくするこ
とを可能とするダイレクト感熱記録用サーマルヘッドを
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、少なくとも一面側に複数の発色層を有
する多色感熱記録シートを用いて記録を行う多色感熱記
録装置に組み込まれるサーマルヘッドであって、支持体
層と、前記支持体層に直接もしくは間接的に積層されて
前記支持体よりも膨出形成されるとともに、前記多色感
熱記録シートに情報を記録するに先立って通電すること
により発熱させ、該サーマルヘッドを予熱する第１の通
電発熱抵抗体層と、前記第１の通電発熱抵抗体層に絶縁
体層を介して積層される第２の通電発熱抵抗体層と、前
記第２の通電発熱抵抗体層に電気的に接続されて所定の
電流を流すための導体層と、前記第２の通電発熱抵抗体
層と導体層とを被覆する保護層と、を備えることを特徴
とする。

【０００７】

【作用】上記の本発明に係るダイレクト感熱記録用サー
マルヘッドでは、サーマルヘッドの支持体層に直接また
は間接的に積層された第１の通電発熱抵抗体層を通電し
て発熱させることによりサーマルヘッドを予熱してお
く。このため、サーマルヘッドで多色感熱記録シートに
情報を記録する際、該サーマルヘッドに供給する熱エネ
ルギの低減化を図ることができる。

【０００８】

【実施例】本発明に係るダイレクト感熱記録用サーマル
ヘッドについて、これを組み込む多色感熱記録装置を好
適な実施例として掲げ、添付の図面を参照しながら以下
詳細に説明する。

【０００９】図１において、参照符号１０は本実施例に
係る多色感熱記録装置を示す。この多色感熱記録装置１
０は、多色感熱記録シート１２を搬送する搬送機構１４
と前記多色感熱記録シート１２の後述する発色層に対応
した熱エネルギを供給して各発色層を順次発色させる記
録機構１６と、この記録機構１６によって記録作業を行
う際に前記記録機構１６を所望の圧力で前記多色感熱記
録シート１２に対して加圧させる加圧機構１８と、前記
記録機構１６の両側に配置される定着機構２０とを備え
る。多色感熱記録装置１０を構成する本体２２の一端側
側部には、複数の多色感熱記録シート１２を収納したマ
ガジン２４が取り外し自在に装着されるとともに、この
本体２２の他端側の側部にはシート取出部位２６が形成
される。本体２２内に配置される搬送機構１４はマガジ
ン２４の開口部２４ａに進入自在な半円状の取出ローラ
２８と、搬送ローラ対３０、３２と、複数のガイド板３
４とを備え、多色感熱記録シート１２を矢印ＡおよびＢ
方向に搬送する。

【００１０】記録機構１６はプラテンローラ３６とサー
マルヘッド３８とを備え、このサーマルヘッド３８には
プラテンローラ３６に対向してサーマルヘッド本体とし
ての発熱体４０が設けられている。また、サーマルヘッ
ド３８に加圧機構１８が係合し、この加圧機構１８は揺
動板４４を有し、この揺動板４４が図示しないコイルス
プリングの弾発力を受けてプラテンローラ３６側に押圧
されている。この揺動板４４にサーマルヘッド３８が装
着されるとともに、該揺動板４４の図において水平方向
に係止部４６が延在している。この係止部４６に偏心カ
ム４８が接触し、この偏心カム４８は図示しないパルス
モータの回転軸に固定されている。定着機構２０はサー
マルヘッド３８の両側に配置される定着用光源５０、５
２と、この定着用光源５０、５２を覆う反射板５４、５
６とを備える。

【００１１】ここで、多色感熱記録シート１２について
説明する。

【００１２】図２は、本実施例の多色感熱記録装置１０
に用いる多色感熱記録シート１２の一例を示す概略縦断
面図である。図２において多色感熱記録シート１２は、
最下層に曲げ防止用のバックコート６０が塗設された紙
またはフイルムのベース６２を有し、前記ベース６２の
上面には、シアン、マゼンタ、イエローの順に発色層
Ｃ、Ｍ、Ｙが形成されている。前記バックコート６０
は、多色感熱記録シート１２に汎用性をもたせ、例え
ば、円筒状のローラからなる回転ドラム（図示せず）を
使用する際に湾曲形状、すなわち、カールした状態を回
避するために設けられている。多色感熱記録シート１２
の最上層には保護層６４が塗設されており、前記発色層
Ｃ、Ｍ、Ｙ間には中間層６６が形成されている。この発
色層Ｃ、Ｍ、Ｙは、図３に示すように、供給される熱エ
ネルギによって夫々異なる発色特性を示し、印加熱エネ
ルギは、発色層Ｙ、発色層Ｍおよび発色層Ｃの順に大き
くなるように設定されている。

【００１３】次に、多色感熱記録装置１０に組み込まれ
るサーマルヘッド３８の、特に、発熱体４０の部分につ
いて詳細に説明する。

【００１４】図４はサーマルヘッドの要部斜視図、図５
は図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図、図６は一部切り欠
き平面図を示す。

【００１５】本実施例において、サーマルヘッド３８
は、図４に示すように、三つに区分されたヘッド駆動用
マイナス端子６８、６９、７０と、突条として形成され
る発熱体４０と、前記ヘッド駆動用マイナス端子６８、
６９、７０に対向して共通に接続されたヘッド駆動用プ
ラス端子７２と、前記サーマルヘッド３８の長手方向の
両端部に配設される通電発熱層用プラス端子７４および
マイナス端子７６とから構成される。前記ヘッド駆動用
プラス端子７２およびヘッド駆動用マイナス端子６８、
６９、７０には、夫々複数のリード端子７８、８０が接
続されるとともに、ヘッド駆動用プラス端子７２に電源
Ｖｃｃが接続されている。

【００１６】また、サーマルヘッド３８の発熱体４０に
は、図５に示すように、厚さ５〜２０μｍからなるアル
ミナ等の支持体層８２に積層してグレーズ層８４が設け
られている。グレーズ層８４は５０〜５００μｍの厚さ
を有し実質的にガラス層で構成され、それに積層される
各層を所定の高さまで盛り上げる働きをする。前記グレ
ーズ層８４と支持体層８２の間に絶縁層８６が介装さ
れ、さらにグレーズ層８４には通電発熱抵抗体層８８お
よび絶縁体層９０が積層されている。前記絶縁体層９０
は０．０５〜５．０μｍの膜厚を有し窒化珪素、酸化珪
素等から形成される。前記絶縁体層９０に抵抗体層９２
が積層され、該抵抗体層９２に電流を通ずるための導体
層９４ａ、９４ｂが設けられる。前記導体層９４ａ、９
４ｂは、０．０５〜０．２μｍの膜厚を有しアルミニウ
ム、金、銀等から形成され、抵抗体層９２の頂部近傍を
所定の領域にわたって被覆されていない（図５参照）。
次いで、前記導体層９４ａ、９４ｂを含め保護層９６が
積層される。当該保護層９６は０．０５〜５．０μｍの
膜厚を有し窒化珪素等から形成される。

【００１７】ここで、通電発熱抵抗体層８８について説
明する。この通電発熱抵抗体層８８は、例えば、スパッ
タ、蒸着、ＣＶＤ等の方法から成膜され、膜厚は、好適
には、０．０５〜１．０μｍ、材質としては酸化ルテニ
ウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、ニッケルクロム合
金、窒化タンタル、ガリウムリン、インジウムリン、タ
ンタル珪素、タンタル酸化珪素、硫化亜鉛、珪素、ゲル
マニウム等が用いられる。

【００１８】次に、以上のように構成される多色感熱記
録装置１０の動作について説明する。

【００１９】先ず、図示しない温度制御手段の制御下
に、電源を介して通電発熱層用プラス端子７４およびマ
イナス端子７６に電流を流し、通電発熱抵抗体層８８を
通電状態にする。この通電状態によりサーマルヘッド３
８における通電発熱抵抗体層８８が発熱し、前記発熱に
よる熱量が伝導してサーマルヘッド３８の発熱体４０を
予熱することができる。このようにしてサーマルヘッド
３８の発熱体４０を所定の温度に加熱することが可能と
なる。前記加熱温度は、各発色層の発色温度より摂氏１
０度程度低く、あるいは、実験データから摂氏３５度乃
至摂氏６０度の範囲に設定すると好適である。以下、加
熱温度を各発色層の発色温度より摂氏１０度程度低く設
定した場合について説明する。

【００２０】そこで、サーマルヘッド３８が予熱された
状態のもとにおいて、複数枚の多色感熱記録シート１２
を収容したマガジン２４が本体２２に装填されてその開
口部２４ａが開放されると、搬送機構１４を構成する取
出ローラ２８が回転駆動されて最上位の多色感熱記録シ
ート１２がこの本体２２内に取り出される。この多色感
熱記録シート１２は搬送ローラ対３０およびガイド板３
４を介して記録機構１６側に搬送される。ここで、加圧
機構１８を構成する図示しないパルスモータの回転作用
下に偏心カム４８の短径な外周面が揺動板４４に係合
し、サーマルヘッド３８の発熱体４０はプラテンローラ
３６から離間している。そして、多色感熱記録シート１
２がこのサーマルヘッド３８とプラテンローラ３６との
間に挿入されると、加圧機構１８を構成する図示しない
パルスモータの駆動作用下に偏心カム４８が所定の角度
だけ回転され外周面が揺動板４４に当接してプラテンロ
ーラ３６側に揺動し、サーマルヘッド３８の発熱体４０
が所定の押圧力で多色感熱記録シート１２をプラテンロ
ーラ３６側に押圧する。その際、サーマルヘッド３８の
発熱体４０が発色層Ｙに対応した熱エネルギを多色感熱
記録シート１２に供給し、これにより発色層Ｙが発色す
る。この場合、前記サーマルヘッド３８の通電発熱抵抗
体層８８を予め発色層Ｙの発色温度より、例えば、摂氏
１０度程度低く設定して予熱しておき、一方、ヘッド駆
動用端子を介して通電し抵抗体層９２により発熱体４０
の温度を僅か摂氏１０度程度昇温させるだけで発色層Ｙ
を発色させることができる。従って、従来のように大電
流をサーマルヘッド３８に供給しなくても容易に所定の
発色温度に到達させることができる。次に、多色感熱記
録シート１２は搬送機構１４を介して矢印Ａ方向に移送
されながら記録機構１６により発色層Ｙの発色作業が行
われた後、定着機構２０を構成する定着用光源５２の付
勢作用下にこの発色層Ｙに対する定着作用が施される。
そして、発色層Ｙの発色作業が終了した後、搬送機構１
４を構成する搬送ローラ対３２を介して多色感熱記録シ
ート１２が矢印Ｂ方向に搬送されて発色層Ｍの発色作業
が行われる。その際、前記発色層Ｙに対する定着後、通
電発熱抵抗体層８８の発熱温度を図示しない温度制御手
段を介して発色層Ｍの発色温度よりも低い温度に設定し
て昇温させるとともに、発色層Ｍが発色する残り熱エネ
ルギを抵抗体層９２を介して供給することにより発色層
Ｍに対する発色作業を行う。続いて、定着用光源５０に
より発色層Ｍの定着作業が施された後、多色感熱記録シ
ート１２が再び矢印Ａ方向に搬送されて発色層Ｃの発色
作業が行われ、所望の多色による感熱記録作業が終了す
る。この場合、前記発色層Ｍの場合と同様に発色層Ｍに
対する定着後、通電発熱抵抗体層８８の温度を発色層Ｃ
の発色温度よりも低い温度まで昇温させておき、残熱エ
ネルギを抵抗体層９２を介して供給する。この結果、サ
ーマルヘッド３８に供給する熱エネルギをより一層節約
することが可能となる。最後に多色感熱記録シート１２
は搬送ローラ対３２を介してシート取出部位２６に搬出
される。通電発熱抵抗体層８８は、以上のように各発色
層に対応して段階的に昇温させてもよいし、あるいは、
予め一定温度に設定することも可能である。

【００２１】以上から、サーマルヘッド３８の発熱体４
０に通電発熱抵抗体層８８を設けることにより、該発熱
体４０を予熱することができ、該サーマルヘッド３８に
瞬時に大電流を流すことなく所定の発色温度に到達させ
ることができる。従って、瞬時に大電流を必要とする細
線を印字記録した場合、該細線が切れることなく記録す
ることが可能となる。また、広幅印字の濃度むらをなく
すことができるとともに、直線の一括印字等が可能とな
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係るダイレクト感熱記録用サー
マルヘッドによれば、以下の効果が得られる。

【００２３】すなわち、多色感熱記録シートに情報を記
録するに先立って、サーマルヘッドの通電発熱抵抗体層
を予め発熱させて該サーマルヘッドを予熱しておくこと
により、文字、画像等を記録する際、サーマルヘッドに
供給する電流を減少させることができる。このことによ
り、第１に、前記サーマルヘッドに供給する記録用電源
の小型化、軽量化を図ることができる。第２に、記録濃
度むらをなくすことが可能となる。第３に、サーマルヘ
ッドに対して瞬時に大きな電流を流す必要がないため、
サーマルヘッドの長寿命化を図ることができる。第４
に、感熱記録された印字における印字像のボケを減少さ
せることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダイレクト感熱記録用サーマルヘ
ッドを組み込む多色感熱記録装置の概略縦断面図であ
る。

【図２】多色感熱記録シートの概略縦断面図である。

【図３】図２に示す多色感熱記録シート中、イエロー、
マゼンタ、シアンの発色特性に係る熱エネルギと画像濃
度との関係を示す特性曲線図である。

【図４】図１に示す多色感熱記録装置に組み込まれる本
実施例に係るサーマルヘッドの一部縦断面図である。

【図５】図４に示すサーマルヘッドのＶ−Ｖ線断面図で
ある。

【図６】図５に示すサーマルヘッドの一部切り欠き平面
図である。

【符号の説明】

１０…多色感熱記録装置 １２…多色感熱記録シート １６…記録機構 １８…加圧機構 ３６…プラテンローラ ３８…サーマルヘッド ４０…発熱体 ８２…支持体層 ８４…グレーズ層 ８６…絶縁層 ８８…通電発熱抵抗体層 ９０…絶縁体層 ９２…抵抗体層 ９４ａ、９４ｂ…導体層 ９６…保護層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一面側に複数の発色層を有する
   多色感熱記録シートを用いて記録を行う多色感熱記録装
   置に組み込まれるサーマルヘッドであって、 支持体層と、 前記支持体層に直接もしくは間接的に積層されて前記支
   持体よりも膨出形成されるとともに、前記多色感熱記録
   シートに情報を記録するに先立って通電することにより
   発熱させ、該サーマルヘッドを予熱する第１の通電発熱
   抵抗体層と、 前記第１の通電発熱抵抗体層に絶縁体層を介して積層さ
   れる第２の通電発熱抵抗体層と、 前記第２の通電発熱抵抗体層に電気的に接続されて所定
   の電流を流すための導体層と、 前記第２の通電発熱抵抗体層と導体層とを被覆する保護
   層と、 を備えることを特徴とするダイレクト感熱記録用サーマ
   ルヘッド。