JPH05338238A - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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JPH05338238A
JPH05338238A JP15244392A JP15244392A JPH05338238A JP H05338238 A JPH05338238 A JP H05338238A JP 15244392 A JP15244392 A JP 15244392A JP 15244392 A JP15244392 A JP 15244392A JP H05338238 A JPH05338238 A JP H05338238A
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JP
Japan
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scanning direction
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electrodes
halftone
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Pending
Application number
JP15244392A
Other languages
English (en)
Inventor
Masamichi Sato
正倫 佐藤
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP15244392A priority Critical patent/JPH05338238A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 部分グレーズ12上の一部に、文字画像用発
熱素子20aを形成し、他の一部に中間調画像用発熱素
子21aを形成する。文字画像用発熱素子20aは副走
査方向で長く、これらの発熱素子が主走査方向に配列さ
れ、文字画像用発熱素子ラインを構成する。中間調画像
用発熱素子21aは副走査方向で短く、これらの発熱素
子が主走査方向に配列され、中間調画像用発熱素子ライ
ンを構成する。2種類の発熱素子ラインは、記録すべき
画像の種類に応じて電気的に選択される。 【効果】 文字画像用発熱素子ラインや中間調画像用発
熱素子ラインを機械的に切り換える必要がないので、機
械的な切換え機構が不要になる他、信頼性や耐久性を向
上させることができる。複合型ヘッドであるから、2種
類の発熱素子ラインを別体に設ける場合に比べて製造コ
ストを削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、中間調画像と文字画像
との両方の記録に適したサーマルヘッドに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】溶融型熱転写記録方法は、多数の発熱素
子を主走査方向に配列したサーマルヘッドを用い、これ
をインクフイルムの背後に押し当て、軟化又は溶融した
インクを記録紙に転写するものである。この溶融型熱転
写記録方法では、記録紙に転写するインク量を熱量に応
じて調節することができないため、線画や文字等の二値
画像の記録に利用されている。本出願人は、主走査方向
に細長な発熱素子を用い、この発熱素子の通電時間,電
流の大きさ,駆動パルスの個数等を制御して、画素内に
記録されるインクドットの副走査方向における長さを変
化させて、面積階調法で中間調画像を記録する方法を提
案した(例えば特開平4ー19163号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記面積階調法で中間
調画像を記録する場合に、サーマルヘッドの発熱素子は
副走査方向における長さが短いほど高階調を記録するこ
とができる。他方、このサーマルヘッドを用いて、文字
画像を記録する場合に、発熱素子の幅が狭いため、文字
画像の記録速度が著しく低下するという問題がある。そ
こで、文字画像用のサーマルヘッドと中間調画像用のサ
ーマルヘッドとを設け、記録する画像の種類に応じて2
種類のサーマルヘッドを機械的に切り換えることも考え
られる。しかしながら、この場合には切り換えのための
機構が複雑になるという問題がある。また、一体型ヘッ
ドではないため、サーマルヘッドが2個必要になり、製
造コストが上昇するという問題もある。
【0004】本出願人は、文字画像用発熱素子ラインと
中間調画像用発熱素子ラインとを設け、画像の種類に応
じて使い分けるようにした一体型サーマルヘッドを提案
した(特願平4ー107033号)。この一体型サーマ
ルヘッドでは、1個の基板を共通に用いているが、2種
類の発熱素子ラインは、別個に2列に形成されているの
で、記録材料(インクリボンや感熱記録紙)との良好な
接触が得られないという問題があった。例えば、プラテ
ンドラムに支持された記録材料に対して、一方の発熱素
子ラインが良好に接触するように調整すると、他方の発
熱素子ラインの接触が悪化する。
【0005】本発明は、切換え操作及び構造が簡単で、
かつ記録材料との接触が良好なサーマルヘッドを提供す
ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載した発明では、複数の発熱素子から
なる発熱素子ラインを、副走査方向で、ほぼ1画素内に
おいて、大半を占める文字用部分と、少ない領域を占め
る中間調用部分とに電気的に分離し、文字画像を記録す
る時には文字用部分を通電し、中間調画像を記録する時
には中間調用部分を通電して、文字画像及び中間調用画
像を選択的に記録するようにしたものである。
【0007】請求項2に記載した発明では、基板上で主
走査方向に伸びた弧状の部分グレーズと、この部分グレ
ーズの弧の一部を覆った状態で主走査方向に所定のピッ
チで形成した中間調画像用抵抗層と、部分グレーズの弧
の他の一部を覆った状態で主走査方向に所定のピッチで
形成したグランド電極と、中間調画像用抵抗層の上でグ
ランド電極の先端と所定の間隔を保ちながら主走査方向
に所定のピッチで形成した中間調画像用電極と、グラン
ド電極の先端部以外を覆うように形成した絶縁層と、こ
の絶縁層の上でグランド電極の先端部と接触しかつ中間
調画像用抵抗層と反対側で主走査方向に所定のピッチで
形成した文字画像用抵抗層と、文字画像用抵抗層の上で
グランド電極の先端部と所定の間隔を保った状態で主走
査方向に所定ピッチで形成した文字画像用電極と、この
文字画像用電極,文字画像用抵抗層及び絶縁層の上を覆
うように形成した保護層とを設けたものである。
【0008】請求項3に記載した発明では、基板上で主
走査方向に伸びた弧状の部分グレーズと、この部分グレ
ーズの上で主走査方向に所定の間隔を保って交互に形成
した中間調画像用電極及び第1グランド電極と、これら
の上で主走査方向に伸びた中間調画像用抵抗層と、これ
らの上で主走査方向に伸びた絶縁層と、この絶縁層の上
で主走査方向に所定の間隔を保って交互に形成した文字
画像用電極及び第2グランド電極と、これらの文字画像
用電極及び第2グランド電極上でかつ中間調画像用抵抗
層と副走査方向でずれた状態で主走査方向に伸びた文字
画像用抵抗層と、これらの上を覆った状態で主走査方向
に伸びた保護層とを設けたものである。
【0009】請求項4に記載した発明では、基板上で主
走査方向に伸びた弧状の部分グレーズと、この部分グレ
ーズの中央部に埋め込めた状態で主走査方向に伸びたグ
ランド電極と、このグランド電極の上面に接触した状態
で部分グレーズの一部を覆うように主走査方向に所定の
ピッチで形成した抵抗層と、この抵抗層の上でグランド
電極を挟んで対向するように主走査方向に所定のピッチ
で形成した中間調画像用電極及び文字画像用電極と、こ
れらの上を覆った状態で主走査方向に伸びた保護層とを
設けたものである。
【0010】
【実施例】薄膜型サーマルヘッド10を示す図1及び図
2において、例えばアルミナの如き耐熱絶縁基板11の
上に、主走査方向に伸びた部分グレーズ12が形成され
ている。この部分グレーズ12は、副走査方向での断面
形状が弧をしているため、記録紙やインクリボン等の被
加熱シートとサーマルヘッド10との接触を良好にす
る。中間調画像用抵抗層13a,13b・・は、部分グ
レーズ12の一部を覆った状態で、主走査方向に所定の
ピッチで形成されている。この中間調画像用抵抗層13
a,13b・・は、抵抗材料を蒸着,スパッタ,CV
D,焼結等によって層設される。
【0011】次に、電極材料を蒸着して複数の電極パタ
ーンが、中間調画像用抵抗層13a,13b・・の一部
を覆うように、主走査方向に所定ピッチで形成する。各
電極パターンは、その途中が断線した状態で部分グレー
ズ12を横切っており、その片方がグランド電極14
a,14b・・として用いられ、他方が中間調画像用電
極15a,15b・・として用いられる。各グランド電
極14a,14b・・の先端14a’,14b’・・
は、中間調画像用抵抗層13a,13b・・の上にそれ
ぞれ重なっている。また、図示してないが、各グランド
電極14a,14b・・の後端は電気的に接続されてい
る。
【0012】前記各電極パターンを覆うように、主走査
方向に伸びたSiO2 の絶縁層16を形成してから、各
グランド電極14a,14b・・の先端14a’,14
b’・・が露出するようにエッチング処理する。このエ
ッチング処理後に、文字画像用抵抗層17a,17b,
・・を主走査方向に一定ピッチで形成する。これらの文
字画像用抵抗層17a,17b,・・と、中間調画像用
抵抗層13a,13b・・は、同じ弧の上に2列となっ
た状態で形成されている。また、各文字画像用抵抗層1
7a,17b,・・は、グランド電極14a,14b・
・の先端14a’,14b’・・と接触している。文字
画像用抵抗層17a,17b,・・の上には、グランド
電極14a,14b・・の先端14a’,14b’・・
と所定の間隔を保った状態で、文字画像用電極18a,
18b・・が主走査方向に所定ピッチで形成されてい
る。この文字画像用電極18a,18b・・,中間調画
像用抵抗層13a,13b・・,絶縁層16の上には、
絶縁性を有する保護層19が主走査方向に伸びた状態で
形成されている。
【0013】各文字画像用抵抗層17a,17b,・・
は、各グランド電極14a,14b・・の先端14
a’,14b’・・と、各文字画像用電極18a,18
b・・の先端とによってそれぞれ区画され、各区画が文
字画像用発熱素子20a,20b,・・を構成する。こ
れらの文字画像用発熱素子20a,20b,・・は、主
走査方向にライン状に並んでおり、主走査方向の長さA
が例えば80μm,副走査方向の長さB1が例えば12
0μmである。
【0014】各中間調画像用抵抗層13a,13b・・
は、各グランド電極14a,14b・・の先端と、各中
間調画像用電極15a,15b・・の先端とによってそ
れぞれ区画され、各区画が中間調画像用発熱素子21
a,21b,・・を構成する。これらの中間調画像用発
熱素子21a,21b,・・は、主走査方向にライン状
に並んでおり、主走査方向の長さAが例えば80μm,
副走査方向の長さB2が例えば40μmである。
【0015】このように文字画像用発熱素子20a,2
0b,・・は、部分グレース12の前半側に層設され、
中間調画像用発熱素子21a,21b,・・は部分グレ
ース12の後半側に層設され、例えば10μmの間隔を
保って平行となった2種類の発熱素子ラインを構成す
る。図3に示すように、文字画像を記録する場合には、
例えば文字画像用電極18aとグランド電極14aとの
間に電圧Vaを印加して、抵抗値がRaの文字画像用発
熱素子20aを発熱させる。また、中間調画像を記録す
る場合には、中間調画像用電極15aとグランド電極1
4aとの間に電圧Vbをかけて、抵抗値がRbの中間調
画像用の発熱素子21aを発熱させる。これらの電圧V
a,Vbは、保護層19上で所望の熱エネルギーが発生
するように、層構造を考慮して実験によって決定する。
【0016】図4は、各発熱素子で記録された1画素の
一例を示すものであり、同図(a)は文字画像記録時の
ものであり、同図(b)は中間調画像記録時のものであ
る。文字画像記録時には、記録紙が長さ120μmずつ
副走査方向に間欠送りされ、そして記録紙の停止中に文
字画像用発熱素子20a,20b・・が選択的に通電さ
れて発熱する。熱転写記録では、インクリボンが各発熱
素子によって背後から加熱され、インクが記録紙に転写
される。感熱記録方法では、記録紙が発熱素子で加熱さ
れ、記録紙が直接に発色する。中間調画像記録時には、
記録紙の間欠送り量は4μmとなり、これにより21階
調の中間調を記録することができる。勿論このときの間
欠送り量を変えることにより、階調幅を変えることがで
きる。
【0017】各発熱素子は、主走査方向での放熱は小さ
いが、副走査方向での放熱は大きいので、発熱素子と同
じサイズのインクドットを記録することができない。そ
こで、実際に記録されるインクドットは、その主走査方
向での長さが発熱素子の主走査方向の長さAとほぼ同じ
であるが、副走査方向での長さは発熱素子の副走査方向
での長さB1,B2よりも小さい。
【0018】なお、符号14aで示す電極を中間調画像
用電極とし、符号15aで示す電極をグランド電極とし
て用いてもよい。この場合に、文字画像の記録では発熱
素子20aと発熱素子21aの両方に電流が流れ、そし
て中間調画像の記録では発熱素子21aにだけ電流が流
れる。ここで、抵抗層13a,17aが同一材料で構成
されており、且つ同一厚みであれば、これら発熱素子2
0a,21aの抵抗RaとRbとは、Ra=3Rbとの
関係になる。この関係を満たす発熱素子20a,21a
のそれぞれを感熱記録温度まで上昇させるためには、R
bの電力密度(W/cm2 )をRaのほぼ2倍にするとよ
い。これは、RbはRaに比べて周りに逃げる熱が多
く、しかもRbによる記録時には記録紙の間欠送り量が
小さいので早く送られ、記録紙と接触している時間も短
いからである。
【0019】したがって、Rbの電力密度がRaのほぼ
2倍にすると、Ra,Rbともに記録紙の感熱記録温度
に達することができる。これを満たすためには、中間調
画像用電極14aに印加する電圧Vbを、文字画像用電
極18aに印加する電圧Vaの1/2にする(Vb=V
a/2)。これにより、電力密度Paは、Pa=(4/
9)Pb≒(1/2)Pbとなり、PbはほぼPaの2
倍になる。また、文字画像用電極18aとグランド電極
15aとの間に電圧Vaをかけると、中間調画像用の発
熱素子21aも発熱することになるが、この場合の発熱
量は文字画像用の発熱素子20aの発熱量のほぼ1/2
となり、感熱記録温度に達しないため無視することがで
きる。
【0020】次に、図5〜図7を参照して、本発明を厚
膜型サーマルヘッドについて実施した場合に説明する。
基板上30に主走査方向に伸びた円弧状の部分グレーズ
31が形成されている。この部分グレーズ31の上で主
走査方向に所定の間隔を保って、中間調画像用電極32
a・・とグランド電極33a,33b・・とが交互に形
成されている。各グランド電極33a,33b・・は電
気的に接続されている。これらを覆うように、中間調画
像用抵抗層34が主走査方向に伸びた状態で形成されて
いる。この中間調画像用抵抗層34,中間調画像用電極
32a・・,グランド電極33a,33b・・を覆うよ
うに、主走査方向に伸びた絶縁層35が形成されてい
る。
【0021】前記絶縁層35の上で主走査方向に所定の
間隔を保って、文字画像用電極36a,・・とグランド
電極37a,37b・・とが交互に形成されている。各
グランド電極37a,37b・・は、電気的に接続され
ている。この文字画像用電極36a,・・とグランド電
極37a,37b・・上に、主走査方向に伸びた文字画
像用抵抗層38が形成されている。この文字画像用抵抗
層38は、中間調画像用抵抗層34に対して副走査方向
で例えば10μmずれている。これらの上に、主走査方
向に伸びた保護層39が形成されている。中間調画像用
抵抗層と文字画像用抵抗層を形成する順番を逆にしても
よい。
【0022】この実施例では、文字画像用電極36aに
電圧を印加すると、この両側に位置するグランド電極3
7a,37bに向かって電流が流れる。したがって、文
字画像用抵抗層38は、隣接する2個のグランド電極に
よって区画され、各区画が1個の文字画像用発熱素子4
0を構成し、これらの文字画像用発熱素子40が主走査
方向にライン状に並ぶ。同様に、中間調画像用抵抗層3
4も、隣接する2個のグランド電極によって区画され、
各区画が1個の中間調画像用発熱素子41を構成し、こ
れらの中間調画像用発熱素子が主走査方向にライン状に
並ぶ。
【0023】この実施例の場合にも、文字画像の記録で
は、文字画像用電極36a,・・に選択的に電圧を印加
することで、各文字画像用発熱素子40を選択的に発熱
させる。また、中間調画像を記録する場合には、中間調
画像用電極32a・・に選択的に電圧を印加して、各文
字画像用発熱素子40を選択的に発熱させる。
【0024】図8及び図9は薄膜型サーマルヘッドの別
の実施例を示すものである。基板50上に、主走査方向
に伸びたグランド電極51が形成されている。この実施
例のグランド電極51は、電極材料を4回に分けて蒸着
することで4層構造をしており、各層の副走査方向の幅
が上層ほど狭いピラミッド形をしている。このように、
グランド電極51を厚くすることで、電流容量を大きく
することができる。このグランド電極51の最上面だけ
が露出するように、円弧状の部分グレーズ52が主走査
方向に形成されている。
【0025】前記グランド電極51の最上面に接触した
状態で、部分グレーズ52を覆うように、主走査方向に
所定のピッチで抵抗層53a,53b,・・が形成され
ている。これらの抵抗層53a,53b,・・の上でグ
ランド電極51を挟んで対向するように、文字画像用電
極54a,54b,・・と、中間調画像用電極55a,
55bとが主走査方向に所定のピッチで形成されてい
る。これらの電極及び抵抗層53の上に保護層56が形
成されている。
【0026】グランド電極51と各文字画像用電極54
a,54b,・・とによって、各抵抗層53a,53
b,・・がそれぞれ区画されて、文字画像用発熱素子5
7a,57b,・・が構成され、これらの発熱素子が主
走査方向にライン状に配列される。同様に、グランド電
極51と中間調画像用電極55a,55b,・・とによ
って、各抵抗層53a,53b,・・がそれぞれ区画さ
れ、主走査方向に並んだ中間調画像用発熱素子58a,
58b,・・が構成される。この実施例でも、文字画像
の記録時に、文字画像用電極54a,54b,・・に電
圧を選択的に印加することで、文字画像用発熱素子57
a,57b,・・を選択的に発熱させることができる。
また、中間調画像の記録時には、中間調画像用電極55
a,55b,・・に電圧が選択的に印加される。
【0027】なお、上記各実施例では、文字画像用電極
に印加する電圧Vaに対して、中間調画像用電極に印加
する電圧VbをVa/2としたが、この他に、Va=V
bとして各発熱素子を感熱記録温度に達するように発熱
させてもよい。この場合には、Ra=(2/3)Rbと
するために、各抵抗層の材質(比抵抗)又は、厚さを変
えればよい。以上の各実施例を通して、文字画像用発熱
素子と中間調画像用発熱素子を同時に通電して、1つの
文字画像用発熱素子として用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の発熱素子からなる発熱素子ラインを、副走査方向
で、1画素内において、大半を占める文字用部分と、少
ない領域を占める中間調用部分とに電気的に分離し、文
字画像を記録する時には文字用部分を通電し、中間調画
像を記録する時には中間調用部分を通電して、文字画像
及び中間調用画像を選択的に記録するから、単に電気的
に切り換えればよく、切換えのための機械的な機構が不
要になる他、信頼性や耐久性を向上させることができ
る。しかも、構成が簡単な一体型サーマルヘッドである
から、別体で2個の発熱素子ラインを設けるものに比べ
て製造コストを削減することができる。更に、弧状をし
た部分グレーズの上に、文字用部分と中間調画像部分と
を形成するから、この両方を記録材料に対して良好に接
触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した薄膜型サーマルヘッドを副走
査方向に切断した断面図である。
【図2】図1に示すサーマルヘッドを模式的に示した平
面図である。
【図3】図1に示すサーマルヘッドの文字画像用及び中
間調画像用の発熱素子の等価回路である。
【図4】記録紙に記録した画素の1例を示す説明図であ
る。
【図5】本発明を実施した厚膜型サーマルヘッドを副走
査方向に切断した断面図である。
【図6】図5のVI−VI線に沿う断面図である。
【図7】図5に示すサーマルヘッドを模式的に示した平
面図である。
【図8】薄膜型サーマルヘッドの別の実施例を副走査方
向に切断した断面図である。
【図9】図8に示すサーマルヘッドを模式的に示した平
面図である。
【符号の説明】
10 サーマルヘッド 11 基板 12 部分グレーズ 13a,13b 中間調画像用抵抗層 14a,14b グランド電極 15a,15b 中間調画像用電極 17a,17b 文字画像用抵抗層 18a,18b 文字画像用電極 20a,20b 文字画像用発熱素子 21a,21b 中間調画像用発熱素子 32a 中間調画像用電極 33a,33b グランド電極 36a 文字画像用電極 37a,37b グランド電極 40 文字画像用発熱素子 41 中間調画像用発熱素子 51 グランド電極 53a,53b 抵抗層 54a,54b 文字画像用電極 55a,55b 中間調画像用電極 57a,57b 文字画像用発熱素子 58a,58b 中間調画像用発熱素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の発熱素子を主走査方向に配列した
    発熱素子ラインを有するサーマルヘッドにおいて、前記
    発熱素子ラインを、副走査方向で、ほぼ1画素内におい
    て、大半を占める文字画像用部分と、少ない領域を占め
    る中間調画像用部分とに電気的に分離し、文字画像を記
    録する時には文字画像用部分を通電し、中間調画像を記
    録する時には中間調画像用部分を通電して、文字画像及
    び中間調画像を選択的に記録することを特徴とするサー
    マルヘッド。
  2. 【請求項2】 基板上で主走査方向に伸びた弧状の部分
    グレーズと、この部分グレーズの弧の一部を覆った状態
    で主走査方向に所定のピッチで形成した中間調画像用抵
    抗層と、部分グレーズの弧の他の一部を覆った状態で主
    走査方向に所定のピッチで形成したグランド電極と、中
    間調画像用抵抗層の上でグランド電極の先端と所定の間
    隔を保ちながら主走査方向に所定のピッチで形成した中
    間調画像用電極と、グランド電極の先端部以外を覆うよ
    うに形成した絶縁層と、この絶縁層の上でグランド電極
    の先端部と接触しかつ中間調画像用抵抗層と反対側で主
    走査方向に所定のピッチで形成した文字画像用抵抗層
    と、文字画像用抵抗層の上でグランド電極の先端部と所
    定の間隔を保った状態で主走査方向に所定のピッチで形
    成した文字画像用電極と、この文字画像用電極,文字画
    像用抵抗層及び絶縁層を覆うように形成した保護層とか
    らなることを特徴とするサーマルヘッド。
  3. 【請求項3】 基板上で主走査方向に伸びた弧状の部分
    グレーズと、この部分グレーズの上で主走査方向に所定
    の間隔を保って交互に形成した中間調画像用電極及び第
    1グランド電極と、これらの上で主走査方向に伸びた中
    間調画像用抵抗層と、これらの上で主走査方向に伸びた
    絶縁層と、この絶縁層の上で主走査方向に所定の間隔を
    保って交互に形成した文字画像用電極及び第2グランド
    電極と、これらの文字画像用電極及び第2グランド電極
    上でかつ中間調画像用抵抗層と副走査方向でずれた状態
    で主走査方向に伸びた文字画像用抵抗層と、これらの上
    を覆った状態で主走査方向に伸びた保護層とからなるこ
    とを特徴とするサーマルヘッド。
  4. 【請求項4】 基板上で主走査方向に伸びた弧状の部分
    グレーズと、この部分グレーズの中央部に埋め込めた状
    態で主走査方向に伸びたグランド電極と、このグランド
    電極の上面に接触した状態で部分グレーズの一部を覆う
    ように主走査方向に所定のピッチで形成した抵抗層と、
    この抵抗層の上でグランド電極を挟んで対向するように
    主走査方向に所定のピッチで形成した中間調画像用電極
    及び文字画像用電極と、これらの上を覆った状態で主走
    査方向に伸びた保護層とからなることを特徴とするサー
    マルヘッド。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100523273B1 (ko) * 1998-05-06 2005-12-21 신코덴키 가부시키가이샤 서멀헤드용 기판과 서멀헤드 및 이를 이용한 컬러프린터와 프린트 방법

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KR100523273B1 (ko) * 1998-05-06 2005-12-21 신코덴키 가부시키가이샤 서멀헤드용 기판과 서멀헤드 및 이를 이용한 컬러프린터와 프린트 방법

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