JPH06255156A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 凸型が向かい合った電極間に凸型突端部を介
して転写抵抗体を形成し、凸型電極の突端部付け根から
肩までの範囲で、転写抵抗体を内側にして円弧を描いて
１組の高温抵抗体を形成した。そして、高温抵抗体上の
熱転写インクは転写時にドライアウトするまで加熱さ
れ、転写抵抗体の加熱によってインクが紙に転写する構
成とした。さらに、一定の印加電圧で２種類の発熱を得
るために、転写抵抗体の抵抗値が高温抵抗体よりも大き
くなるようにした。 【効果】 インクがドライアウトして転写抵抗体上に移
動し高く盛り上がり、転写の際に普通紙表面の凹部深く
まで達し十分密着する。その結果、インクは紙側に完全
に転写し、鮮明な画像を得ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリやビデオ
プリンタ等に用いられるサーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、サーマルヘッドは図４にその一例
を示す如く、絶縁性基板表面にグレーズ層１を形成しそ
の上に発熱抵抗体２をスパッタリングやＣＶＤによって
膜付けを行い、フォトエッチングプロセスを用いて発熱
ドットをパターニングしている。発熱抵抗体２は一ドッ
トに対して一個が形成され、熱転写印字の際に印字され
るドット密度とほぼ同じ密度の矩形形状に形成されてい
る。さらに、その上に電極３を形成するための導電材料
膜を発熱抵抗体２の場合と同様に蒸着やスパッタリン
グ、ＣＶＤ等の方法を用いて膜付けし、フォトエッチン
グプロセスを用いて電極３パターンを形成して発熱抵抗
体２の両端に接続されている。そして、その表面は保護
層によって覆われており、電極３に電圧を印加すること
によりその間に存在する発熱ドットの部分に電流が流れ
て発熱抵抗体２が発熱する。

【０００３】この熱は保護層を介してプラテンとの間に
保持された熱転写インクに伝えられ発熱抵抗体上部のイ
ンクの粘度が低下し熱転写用紙に接着する。次に、熱パ
ルスの印加後インクと熱転写用紙は発熱ドット位置から
移動し紙とインクの引き離し機構によってインクシート
部が剥離され熱パルスの印加部分のインクが熱転写用紙
に転写される仕組みとなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のサーマ
ルプリント印字では印字が行われる紙が熱転写用紙のよ
うに十分に平滑でないと、転写の際にインクがインクシ
ート側に残り紙側に完全に転写しない問題がある。これ
は、普通紙と呼ばれる紙や再生紙の表面は紙の繊維によ
る凹凸が激しいため、従来の印字に用いるインクが熱に
よって粘度が低下しても平滑な表面のインクが紙表面の
凹部分に接触しないことが原因であった。また、例え表
面を粗したインクを用いて印字を行っても、インク表面
の凹部が紙表面の凹部分に合わさるとインクは紙側に接
触しないため、やはり転写されない。

【０００５】従って、印字を行う際に紙の繊維の凹凸の
内部に低粘度化インクを接触させて紙側に完全な転写を
行い、十分に鮮明な転写画像を得ることが本発明が解決
しようとする課題である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明ではグレーズ層上にパターニングされる電極
及び発熱抵抗体形状について、電極は凸型が向かい合う
形とし、発熱抵抗体はその１対の電極間に１個の転写抵
抗体と１組の高温抵抗体を配置して３個の抵抗体を用い
て１ドットの印字を行えるようにした。

【０００７】転写抵抗体は凸型形状電極の両突端部を介
して接続し、高温抵抗体は凸型電極の突端部付け根付近
から肩までの範囲の何れかに、転写抵抗体を内側にして
円弧を描くように接続した。また、印加電力は転写抵抗
体の抵抗値を用いて計算し、従来のサーマルヘッドの印
加電力値と同じとなるように設定した。このとき、高温
抵抗体は左右それぞれが同じ抵抗値とし、かつ転写抵抗
体の抵抗値よりも小さくなるように設定しており、その
抵抗値は設定電圧が加わると高温抵抗体上部のインクが
ドライアウトを起こす温度まで上昇する抵抗値とした。

【０００８】

【作用】上記の様な特徴をもったサーマルヘッドを用い
て一般に普通紙と呼ばれる紙や再生紙に対して印字を行
う場合、高温抵抗体は転写抵抗体より抵抗値が低いた
め、転写抵抗体以上の電流が流れ、転写抵抗体より高温
の発熱を起こす。印加電圧は転写抵抗体に対して従来の
サーマルヘッドと同じ発熱電力が加わるように設定して
いるため、高温抵抗体はインク転写温度よりもさらに高
温となる。従って、高温抵抗体上のインクは温度上昇に
よる粘度低下とともにインク内部の凝集力がその表面張
力より小さくなるため、インクベース上でドライアウト
現象を起こす。この現象によってインクは転写抵抗体上
部に移動し、転写抵抗体上部のインクは通常のインク表
面より高く盛り上がる。この高くなった部分は紙表面の
凹部にまで達することが可能となり十分に紙と接着す
る。

【０００９】そして、転写抵抗体の発熱によってインク
は従来の転写を起こす程度に温度が保たれているため、
発熱ドット上に盛り上がったインクは紙側に完全に転写
される。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１について、アルミナからなる絶縁基板上に
ガラスペーストを印刷し、焼成を行って４０μｍの平グ
レーズ層１を形成した。その表面にＴａ−Ｎからなる発
熱体材料をスパッタリングにより約０．１μｍ成膜しフ
ォトエッチングプロセスを用いて高温抵抗体４形状をパ
ターニングした。さらにこの上からＴａ−ＳＩＯ2 発熱
体材料をスパッタリングによって成膜し、フォトエッチ
ングプロセスを用いて高温抵抗体４と転写抵抗体５形状
をパターニングした。ここで、高温抵抗体４はＴａ−Ｎ
層とＴａ−ＳｉＯ2層の２層構造となり、凸型電極の両
肩の部分から約８μｍ幅でクの字を描くように形成し、
転写抵抗体５は電極凸部より長さ６０μｍ、幅３５μｍ
の矩形形状としなるように形成した。また、隣接する２
個の高温抵抗体４のギャップは１０μｍ以内になるよう
に形成している。さらに、この上に６μｍの厚みにサイ
アロン保護膜をスパッタし、本発明の実施例１のサーマ
ルヘッドを製造した。

【００１１】図２について、実施例１の場合と同様に、
平グレーズ層表面にＴａ−Ｎからなる発熱体材料をスパ
ッタリングにより約０．１μｍ成膜しフォトエッチング
プロセスを用いて高温抵抗体４形状をパターニングし
た。この上にＴａ−ＳＩＯ2 発熱体材料をスパッタリン
グによって成膜しフォトエッチングプロセスを用いて高
温抵抗体４と転写抵抗体５形状をパターニングした。こ
こで、高温抵抗体４は凸型電極の凸部付け根から約８μ
ｍ幅でコの字を描くように形成し、転写抵抗体５は電極
凸部より長さ６０μｍ、幅３５μｍの矩形形状としなる
ように形成した。また、隣接する２個の高温抵抗体４の
ギャップは実施例１の場合と同様に１０μｍ以内になる
ように形成している。さらに、この上に６μｍの厚みに
サイアロン保護膜をスパッタし、本発明の実施例２のサ
ーマルヘッドを製造した。

【００１２】次に、従来のサーマルヘッド（図４）と本
発明のサーマルヘッド（図１、２）を用いて普通紙に全
ドットパターン印字を行った場合のボイド率の変化を図
３に示す。ここでボイド率は普通紙に転写が行われた部
分と転写が行われていない部分の面積比率を表し、全ド
ットパターン印字のボイド率はカスレた転写が無い理想
状態で０％となる。実線で示す黒丸と白丸が本発明のサ
ーマルヘッドを用いて印字を行ったときのボイド率の測
定結果を示し、点線が従来のサーマルヘッドを用いて印
字を行ったときのボイド率の測定結果である。

【００１３】印加エネルギーを大きくすると本発明のサ
ーマルヘッドのボイド率は著しく低下する。ここで使用
した熱転写インクは約０．１７Ｗ／ｄｏｔ以上のエネル
ギーにおいてドライアウト現象を起こすため、グラフに
おいて０．１７Ｗ／ｄｏｔ以上の範囲でボイド率０％の
完全な転写が起きていることが確認できる。０．１７Ｗ
／ｄｏｔは転写抵抗体の発熱エネルギーに換算すると従
来のサーマルヘッドにおける印字エネルギーとほぼ同等
の印加量となっている。

【００１４】しかしながら、従来のサーマルヘッドでは
印加エネルギーを０．２Ｗ／ｄｏｔ以上に増加しても、
インクがドライアウト現象によりドット中心に盛り上が
らないため、普通紙に対してボイド率５０％程度のカス
レが多い印字となる。図３のグラフより本発明のサーマ
ルヘッドを用いると、普通紙印字において良好な印字結
果が得られることがわかる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、凸型が向
かい合った電極間に凸型突端部を介して転写抵抗体を形
成し、さらに凸型電極の突端部付け根から肩までの範囲
で円弧を描くように抵抗値を変えた高温抵抗体を形成す
ることにより、熱転写印字時に高温となった高温抵抗体
上のインクがドライアウトして転写抵抗体上に移動し通
常のインク厚よりも局所的に高く盛り上がり、この盛り
上がったインクは転写の際に紙表面の凹部深くまで達し
紙繊維と十分に密着する。その結果、普通紙や再生紙の
ような表面凹凸が大きくて従来のサーマルヘッドでは熱
転写ができないような紙に対しても完全に転写し鮮明な
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明サーマルヘッドの第１実施例を示す説明
図である。

【図２】本発明サーマルヘッドの第２実施例を示す説明
図である。

【図３】印加エネルギーとボイド率の関係を示す説明図
である。

【図４】従来サーマルヘッドを示す説明図である。

【符号の説明】

１ 平グレーズ層 ２ 発熱抵抗体 ３ 電極 ４ 高温抵抗体 ５ 転写抵抗体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板上にグレーズ層を焼成し、該
   グレーズ層上に発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に電力およ
   び印字パターン信号を供給する電極配線を形成し、前記
   発熱抵抗体と電極配線とを保護膜で覆ったサーマルヘッ
   ドにおいて、前記配線電極は前記発熱抵抗体を挟んで対
   向して形成されると共に、前記電極間に温度特性の異な
   る複数個の発熱抵抗体を形成したことを特徴とするサー
   マルヘッド。
2. 【請求項２】 複数個の発熱抵抗体は、主走査方向に対
   し高温抵抗体、転写抵抗体、高温抵抗体の順に配置さ
   れ、前記高温抵抗低は前記転写抵抗体を挟んだ両端に形
   成されることを特徴とした請求項１記載のサーマルヘッ
   ド。