JPH09174908A - サーマルヘッド及びサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】グレーズ層の形状寸法に対して、このグレーズ
層における発熱抵抗体の位置の厳密な定義を行うことが
でき、高印字品質を確実に実現する。 【解決手段】一対の電極層３４間の中心線( 発熱抵抗体
の中心 )とガラスグレーズ層３２の曲面の頂線との距離
ａが、電極層３４間の距離Ｌに対して下記の条件を満た
すもの。 −１０−( １／２ )・Ｌ＜ａ≦−１０＋( １／２ )・Ｌ すなわち、プラテン６〜９に対する最大圧力荷重線Ｇに
対して書き直せば、一対の電極層３４間の中心線と最大
圧力荷重線Ｇとの距離ｂとすれば、 −( １／２ )・Ｌ＜ｂ≦＋( １／２ )・Ｌ という範囲条件となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インクリボンの
インクを印刷媒体に転写するためのサーマルヘッド及び
このサーマルヘッドを使用したサーマルプリンタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、特開昭５９−１８８４５２号
に開示されている従来の４ヘッド方式のサーマルプリン
トヘッド部を示す断面正面図である。このサーマルプリ
ントヘッド部は、それぞれイエロー、マゼンタ、シア
ン、黒用のプリントユニット１０１、１０２、１０３、
１０４をそれぞれ用紙のストレートの搬送路１０５上に
順番に配列して構成されている。

【０００３】例えば、イエロー用のプリントユニット１
０１は、サーマルラインヘッド１０１-1と、このサーマ
ルラインヘッド１０１-1を形成する発熱抵抗体の発熱面
上に、イエローインクを含むイエローのインクリボン１
０１-2を供給するスプール１０１-3を備えたインクリボ
ン機構と、転圧用のローラ１０１-4とを備えている。な
お、他のプリントユニット１０２〜１０４も、それぞれ
使用するインクリボンの色がマゼンタ、シアン、黒であ
るという点以外は全く同様な構造である。従って、ここ
ではその説明は省略する。

【０００４】用紙１０６は、フィーダローラ１０７によ
りイエロー用のプリントユニット１０１から黒用のプリ
ントユニット１０４への方向に搬送路１０５で移送さ
れ、例えば、各プリントユニット１０１〜１０４におい
て、各インクリボン１０１-2〜１０４-2と各スプール１
０１-3〜１０４-3との間を通過する。

【０００５】印刷時には、用紙１０６をイエロー用のプ
リントユニット１０１から黒用のプリントユニット１０
４へ移送しながら、先ずイエローのプリントユニット１
０１にてイエローの印刷を行い、この印刷部分が、他の
各プリントユニット１０２〜１０４の各サーマルライン
ヘッド１０２-1〜１０４-1の発熱面に来た時に同期し
て、各色の印刷を順次重ねて行う。このときインクが重
なって混色し、所定の色相の印刷を行うようになってい
る。このように、１色毎に１つのサーマルラインヘッド
を有する３〜４へッド方式の熱転写式カラ−記録方法で
は、１色の印刷毎に、１つのサーマルヘッドで複数色の
重ね合わせを行うものと比べ、用紙１０６を繰り返し往
復しないので高速印刷が可能になる。ところで、熱転写
式プリンタでは印刷媒体と発熱抵抗体の接触位置( 接触
状態)を適切に設定することにより、印字品質の向上を
図ることができる。

【０００６】図１１は、特開昭６１−１０４６８号に開
示されている感熱記録装置の記録時の端面型サーマルヘ
ッドと記録媒体および回転ローラとの押圧接触状態を示
す要部拡大側面図である。このプリンタの端面型サーマ
ルヘッドは、発熱抵抗体１１１の中心を曲率を有する端
面の頂点より、記録媒体の供給側位置になるように構成
されている。

【０００７】そして、回転ローラを矢印方向に回転させ
て記録媒体の供給側に移動して、発熱抵抗体は押圧力は
有効に作用し、印字品質が向上する。

【０００８】図１２は、特開昭５７−１０３８６３号に
開示されているサーマルヘッドを示す断面図である。こ
のサーマルヘッドでは、「たわみ現象」に対して、発熱
体１１２の形成位置を凸状領域の中心よりずらすことに
より、印字効率のアップによる印字品質の向上に於い
て、優れた効果を発揮することが記載されている。な
お、図中の矢印Ｐは印字方向( 従って、感熱紙の搬送方
向は逆方向になる )を示すものである。

【０００９】しかし、図１０に示すような３〜４ヘッド
方式の熱転写式カラープリンタにおいては、用紙が直線
的に搬送され、かつ高速にカラー印刷するためには、熱
応答性の優れたサーマルヘッドが必要になる。高速印刷
の場合、サーマルヘッドの通電の駆動周期を短くし、こ
の駆動周期にヘッドの昇温速度及び降温速度を追従させ
なければならない。この昇温速度及び降温速度に大きな
影響を及ぼすのが、発熱抵抗体の下に形成されるグレー
ズ層である。このグレーズ層の厚さが薄すぎると、放熱
効果が高くなりヘッドの昇温速度が遅くなる。逆に、グ
レーズ層の厚さが厚すぎると、放熱効果が低くなり降温
速度が遅くなる。昇温速度に対しては、発熱抵抗体に印
加する電気エネルギーを増大させることにより改善する
ことができるが、降温速度に対しては、グレーズ層の厚
さを調整するのが一般的な改善策となる。

【００１０】ところで、このグレーズ層の形状は曲面を
有するものが多く使用されている。これは、グレーズ層
の表面に形成される発熱抵抗体のインクリボン及び印刷
媒体への接触面積を小さくして面圧を高め、印字品質を
向上させるためである。従って、この曲面の曲率半径は
小さい方がこの効果を大きいことになる。しかし、曲率
半径を小さくすると、グレーズ層の厚さが厚くなり、ヘ
ッドの降温速度が遅くなる。このヘッドの降温速度の低
下を改善する方法としては、グレーズ層の幅( 長さ)を
狭く( 短く )して、グレーズ層の厚さを薄くする方法が
ある。図１１に示すような端面型サーマルヘッドの場
合、グレーズ層の幅を狭くするためには、製造上、グレ
ーズ層を形成する平板状基板の厚さを薄くしなければな
らない。しかし、この基板の厚さを薄くすると、基板の
強度が低下し、サーマルヘッドとしてコストアップとな
りサーマルヘッドの取扱いが困難になるという問題があ
った。

【００１１】そこで、平板状基板の端面の一角に( 面取
り形状の )斜面を形成し、この斜面に曲面を有するグレ
ーズ層を形成するサーマルヘッドが、コーナー型サーマ
ルヘッドとして知られている。このようなコーナー型サ
ーマルヘッドでは、基板の厚さに関係なく、斜面の幅を
調整することによりグレーズ層の幅を調整することがで
き、曲面の曲率半径が小さく、厚さが薄いグレーズ層を
形成することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、曲面の曲率半
径が小さいグレーズ層においては、接触面積が小さく圧
力分布が急峻となり、グレーズ層の厚さも薄いため、そ
れに対応して発熱抵抗体による熱応答分布も急峻とな
る。従って、高印字品質を得るためには、発熱抵抗体と
インクリボン及び印刷媒体との接触位置関係を厳密に管
理して、発熱抵抗体の熱作用が的確にインクリボン及び
印刷媒体に作用しなければならない。

【００１３】そのためには、グレーズ層における発熱抵
抗体の位置を最適に配置する必要がある。特に、高速熱
転写式カラープリンタでは、高速に印字するだけでな
く、インクの上にインクを転写するため、印字条件がよ
り厳密に管理しなければならないので、グレーズ層上の
発熱抵抗体の位置については、より厳密に管理する必要
がある。しかしながら、特開昭６１−１０４６８号や特
開昭５７−１０３８６３号等の従来例においては、端面
の頂点よりずらすことは開示されているが、そのずらし
量については、グレーズ層の形状寸法に対して明確に定
義されてはいない。そのため、高速熱転写式カラープリ
ンタにおいては、実際上実施するには、従来技術では不
足しており、グレーズ層の形状寸法に対してこのグレー
ズ層における発熱抵抗体の位置の厳密な定義を行う必要
がある。

【００１４】そこでこの発明は、グレーズ層の形状寸法
に対してこのグレーズ層における発熱抵抗体の位置の厳
密な定義を行うことができ、高印字品質を確実に実現す
ることができるサーマルヘッド及びサーマルプリンタを
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
平板状の長方体基板と、この長方体基板の一端の角に形
成された面取り状の斜面と、この斜面上に形成された予
め設定された曲面を有する絶縁層と、この絶縁層上に前
記斜面の傾斜方向に予め設定された距離だけ隔てて配置
した一対の電極を複数組平行に配置し、この各一対の電
極間にそれぞれ接続された発熱抵抗体とを設け、一対の
電極間の中心が、絶縁層の曲面の斜面の傾斜方向に直交
する予め想定された最大圧力荷重線の両側の電極間距離
の２分の１以内の範囲内に位置したものである。これに
より、発熱抵抗体の熱が有効な圧力作用により、高い効
率でインクリボン又は用紙に作用することができる。

【００１６】請求項２対応の発明は、請求項１記載のサ
ーマルヘッドを使用し、サーマルヘッドとプラテンとの
間にインクリボン及び印刷媒体を介挿し、サーマルヘッ
ドの発熱作用により前記インクリボンのインクを前記印
刷媒体へ転写して印字を行うサーマルプリンタにおい
て、サーマルヘッドを、斜面の傾斜方向を印刷媒体の搬
送方向と一致させ、サーマルヘッドを静止したプラテン
に押圧接触させたときに、サーマルヘッドの絶縁層の曲
面が最初にプラテンに接触する接線に対して印刷媒体の
供給側へずれる圧力作用の最大荷重線の両側のサーマル
ヘッドの電極間距離の２分の１以内の範囲内に、サーマ
ルヘッドの一対の電極間の中心が位置するように、サー
マルヘッドを取付けたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１は、この発明を適用したブ
ラック( Ｋ )、マゼンタ( Ｍ )、シアン( Ｃ )、イエロ
ー( Ｙ )の４色を重ね合わせて印刷するカラープリンタ
の概略の要部構成を示す図である。Ｋ用サーマルヘッド
１、Ｍ用サーマルヘッド２、Ｃ用サーマルヘッド３、Ｙ
用サーマルヘッド４は、複数の発熱抵抗体を直方体の４
インチ長の端面に１列に配列した端面サーマルラインヘ
ッドで、解像度は１２ｄｏｔ／ｍｍ、ヘッド主走査方向
単位長さ( 単位面積 )当りの荷重は０．４ｋｇ／ｃｍを
有し、主走査方向として形成された用紙の搬送路５上に
順番に直列に配置されている。これらの各サーマルヘッ
ド１〜４間の距離は１００ｍｍである。

【００１８】これらの前記Ｋ用サーマルヘッド１〜Ｙ用
サーマルヘッド４には、それぞれＫ用プラテン６〜Ｙ用
プラテン９が対向して配置され、また、リボンマガジン
１０〜１３が着脱自在にセットされるようになってい
る。このリボンマガジン１０〜１３には、それぞれ未使
用のインクリボンが巻回されている送り側ローラ１０-1
〜１３-1と使用済みのインクリボンが巻き取られる巻取
側ローラ１０-2〜１３-2とが設けられている。

【００１９】これらの各リボンマガジン１０〜１３に
は、それぞれブラック( 黒 )のインクリボン、マゼンタ
のインクリボン、シアンのインクリボン、イエローのイ
ンクリボンがセットされ、これらのリボンマガジン１０
〜１３から前記各サーマルヘッド１〜４へ各インクリボ
ンが供給される。前記搬送路５の前記Ｙ用サーマルヘッ
ド１の配置位置の用紙供給側に、用紙の搬送速度を制御
するためのペーパー搬送用ローラ１４及びこのペーパー
搬送用ローラ１４に対向して設けられた補助ローラ１５
が配置されている。前記ペーパー搬送用ローラ１４と前
記Ｋ用サーマルヘッド１との間の搬送路５上には、用紙
のラベル間のギャップを検出するギャップセンサ及び用
紙に印刷されたマークを検出するマーカセンサからなる
センサ部１６が配置されている。また、前記ペーパー搬
送用ローラ１４のさらに用紙供給側の前記搬送路５の用
紙供給口５-1近傍には、用紙の末端を検出するための光
学式透過形センサからなるペーパーエンドセンサ１７が
配置されている。

【００２０】前記搬送路５の前記用紙供給口５-1の外側
にはペーパーホルダ１８が固定され、このペーパーホル
ダ１８に長尺状の用紙１９が巻回されてセットされる。
また、前記搬送路５の前記用紙供給口５-1の反対側に
は、印字済み用紙を排出するための用紙排出口５-2が形
成されている。

【００２１】従って、前記各サーマルヘッド１〜４と前
記各プラテン６〜９との間を、前記各リボンマガジン１
０〜１３からのインクリボン及び前記ペーパーホルダ１
８からの前記用紙１９がほぼ等速で搬送される。すなわ
ち、このカラープリンタでは、黒、マゼンタ、シアン、
イエローの順に各々所望の画像が形成されていくことに
なる。

【００２２】図２は、このカラープリンタの前記各サー
マルヘッド１〜４を制御する要部回路構成を示すブロッ
ク図である。

【００２３】２１は、制御部本体を構成する中央制御部
で、ＣＰＵ( central processingunit)、ＲＯＭ(read o
nly memory)、ＲＡＭ(random access memory)等とから
構成されている。この中央制御部２１からの制御信号に
より、前記Ｋ用サーマルヘッド１を制御するＫ用サーマ
ルヘッド制御部２２、前記Ｍ用サーマルヘッド２を制御
するＭ用サーマルヘッド制御部２３、前記Ｃ用サーマル
ヘッド３を制御するＣ用サーマルヘッド制御部２４、前
記Ｙ用サーマルヘッド４を制御するＹ用サーマルヘッド
制御部２５が設けられている。

【００２４】前記各サーマルヘッド制御部２２〜２５
は、前記中央制御部２１から制御信号により、前記各サ
ーマルヘッド１〜４へ供給する駆動パルスのデューティ
比を制御するか又は駆動電流の電圧を制御するようにな
っている。さらに、前記Ｍ用サーマルヘッド制御部２３
は、前記Ｍ用サーマルヘッド２の駆動パルスのＯＮパル
ス幅( 又は駆動電流の電圧 )を、前記Ｋ用サーマルヘッ
ド制御部２２は前記Ｋ用サーマルヘッド１へ供給される
駆動パルスのＯＮパルス幅( 又は駆動電流の電圧 )を制
御する。

【００２５】前記Ｃ用サーマルヘッド制御部２４及び前
記Ｙ用サーマルヘッド制御部２５は、それぞれ該当する
サーマルヘッド３，４の駆動パルスのＯＮパルス幅( 又
は駆動電流の電圧 )を、いずれも１つ前のサーマルヘッ
ド２，３の駆動パルスのパルス幅( 又は駆動電流の電圧
)以上となるように制御する。

【００２６】図３( ａ )は、前記各サーマルヘッド( コ
ーナー型サーマルラインヘッド )１〜４の先端部の概略
的な要部構成を示す断面図であり、図３( ｂ )は、その
先端部の一部に形成された発熱素子の概略的な要部構成
を示す断面図である。アルミナ等の材料から形成された
平板状基板３１の主面３１-1と端面３１-2との間に斜面
３１-3が形成されている。この斜面３１-3の幅ｔは、
０．４ｍｍとなっている。

【００２７】この斜面３１-3上に、曲率半径０．５ｍ
ｍ、５〜５０μｍの厚さでガラスグレーズ層３２が形成
されている。このガラスグレーズ層３２上( 頂点 )に、
例えばスパッタリング法や真空蒸着法に代表される真空
薄膜成膜法により、Ｔa −ＳiＯ_２等からなる発熱抵抗
体層３３、Ａl 等からなる電極層３４、Ｓi _３Ｎ_４やＳ
i Ｃからなる保護層３５を形成し、発熱素子３６を構成
している。

【００２８】駆動ＩＣ( integrated circuit )等の回路
は、例えば、前記主面３１-1上に実装され、前記電極層
３４と接続されている。よって、用紙を前記各サーマル
ヘッド１〜４の発熱素子３６( ガラスグレーズ層３２ )
に接触させながら、直線的に搬送することが可能にな
る。また、インクリボンを加熱してから記録媒体と剥離
するまでの距離を短くすることができる。

【００２９】図４は、前記各サーマルヘッド１〜４の印
字面を示す図である。前記発熱抵抗体層３３及びそれぞ
れ対向する一対の前記電極層３４は、それぞれ各画素に
対応して発熱素子３６が一列に配列するように平行に配
置されている。ここで、前記各電極層３４間の距離( 発
熱素子の長さ )をＬとする。

【００３０】図５は、前記各サーマルヘッド( コーナー
型サーマルラインヘッド )１〜４の先端部の一部に形成
された発熱素子の実際の印刷媒体供給側限界の形状構成
を示す断面図( ｂ )とこの断面図における位置関係を示
す上面図( ａ )である。なお、図中の矢印Ｐは印刷媒体
の搬送方向を示し、図６は、その印刷媒体排出側限界の
形状構成を示す断面図( ｂ )とこの断面図における位置
関係を示す上面図( ａ)である。ところで、前記各プラ
テン６〜９の直径は５０ｍｍである。

【００３１】図中の頂点Ｓは、実際にはライン方向に連
続した頂線となるが、前記各プラテン６〜９が回転停止
しているときに、前記各サーマルヘッド１〜４をアップ
位置( 離間位置 )からダウン位置( 接触位置 )へ移動さ
せて前記各プラテン６〜９へ押圧接触させたときに最初
に接触する点( 線 )である。ここで、前記プラテン６〜
９を実際に回転させ、印刷媒体及びインクリボンを供給
したときに、前記サーマルヘッド１〜４の発熱素子３６
の近傍の圧力分布を調べると、その最大圧力荷重点Ｇ
は、実際にはライン方向に連続した最大圧力荷重線とな
るが、印刷媒体及びインクリボンの供給方向に約１０μ
ｍずれた位置にある。このとき、前記発熱素子３６の中
心( 中心線 )は、すなわち、前記電極層３４間の中心(
中心線 )は、図５に示すように、上記最大圧力荷重点Ｇ
から印刷媒体供給側へ電極層間距離Ｌの１／２ずれた位
置から、図６に示すように、印刷媒体排出側へ電極層間
距離Ｌの１／２ずれた位置までの範囲内にあることが、
高印字品質を実現するための条件( 定義 )となる。

【００３２】また、上述した定義は、前記プラテン６〜
９に最初に接触する頂線Ｓに基づいて書き直せば、図５
に示すように、頂点Ｓから印刷媒体供給側へ最大圧力荷
重点Ｇまでの距離１０μｍに電極層間距離Ｌの１／２を
加算した距離( １０μｍ＋(Ｌ／２ ) )ずれた位置か
ら、図６に示すように、印刷媒体排出側へ電極層間距離
Ｌの１／２から最大圧力荷重点Ｇまでの距離１０μｍを
減算した距離( ( Ｌ／２)−１０μｍ )ずれた位置まで
の範囲内にあることである。

【００３３】図７は、前記サーマルヘッド１〜４の取付
け方により前記ガラスグレーズ層(グレーズ層 )３２の
頂点( 頂線 )Ｓの位置が変化することを示す図である。
図７( ａ )は、ガラスグレーズ層３２が接触するプラテ
ン６〜９の接触線( 接触点 )の法線とガラスグレーズ層
３２が形成されている斜面３１-1の垂線とを平行にした
場合で、ちょうどガラスグレーズ層３２の中央が頂線と
なる。図７( ｂ )及び図７( ｃ )は、斜面３１-1をガラ
スグレーズ層３２が接触するプラテン６〜９の接触線(
接触点 )の法線に対してそれぞれガラスグレーズ層３２
が形成されている斜面３１-1の垂線を傾けた場合で、頂
線は、ガラスグレーズ層の中央からそれぞれ逆側にずれ
る。

【００３４】このような構成の本実施例において、以下
の実験を行った結果を、表１、表２、表３に示す。この
実験は、上述したように、斜面の幅が０．４ｍｍ、ガラ
スグレーズ層の曲面の曲率半径が０．５ｍｍと共通で、
３００dpi の発熱抵抗体サイズ幅７０μｍ×長さ８５μ
ｍ…( タイプ１ )、４００dpi の発熱抵抗体サイズ幅５
０μｍ×長さ６２μｍ…( タイプ２ )、６００dpi の発
熱抵抗体サイズ幅３３μｍ×長さ４３μｍ…( タイプ３
)の３種類の４インチ幅のライン型サーマルヘッドで、
ヘッド主走査方向の単位長さ当たりの荷重が０．４kg/c
m となっている。印刷媒体としての記録紙は、ベック平
滑度１０００秒程度のコート紙を使用した。印字する順
序はマゼンタ、シアン、イエローとした。

【００３５】項目１は、記録紙上に５０ｍｍ×５０ｍｍ
の単色とカラーの正方形パターンを間隔をおいて、紙送
りスピード６inch／sec で５回印刷する。この項目１で
は、インクの転写状態を全体的な画質として観察し、そ
の状態を、優れている(excellentな) ものをＡＡ、良好
なものをＡ、ややボイド( インクぬけ )が見られるもの
をＢ-1、やや逆転写が見られるものをＢ-2、かなりボイ
ドが見られるものをＣ-1、かなり逆転写が見られるもの
をＣ-2の６段階で評価する。

【００３６】項目２は、記録紙上に８０ｍｍ×１０ｍｍ
の単色とカラーのバーパターンを間隔をおいて、紙送り
スピード６inch／sec で５回印刷する。この項目２で
は、パターンエッジのシャープさを観察し、そのシャー
プさを、優れている(excellentな) ものをＡＡ、ほとん
ど直線のものをＡ、ややぼけているものをＢ、著しくぼ
けているものをＣの４段階で評価する。

【００３７】項目３は、先に印刷したインクの近傍の記
録紙上にインクを転写した場合の画質を調べるために、
紙送りスピード６inch／sec で、まず、マゼンタインク
で８ドット×８ドットで構成される画点を印刷し、次に
シアンインクで１０ドット×１０ドットで構成される画
点を重ねて印刷する。また同様に、紙送りスピード６in
ch／sec で、マゼンタインクで８ドット×８ドットで構
成される画点を印刷し、次にシアンインクで８ドット×
８ドットで構成される画点を重ねて( 二重 )印刷し、さ
らにイエローインクで１０ドット×１０ドットで構成さ
れる画点を重ねて( 三重 )印刷する。

【００３８】以上の印刷を５０回行い、その印刷結果の
１０ドット×１０ドットの外周３６ドット( ８ドット×
８ドットの印刷を除いたドット )に関して、正規の画点
の大きさの９０％以上、１１０％以下であるものの個数
を観察し、その個数が安定とされる所定数以上の回数
が、４６〜５０回であったものをＡＡ、４１〜４５回で
あったものをＡ、３６〜４０回であったものをＢ、３５
回以下のものをＣと４段階で評価した。

【００３９】表１は、タイプ１のライン型サーマルヘッ
ドを使用して項目１、項目２及び項目３について行った
実験結果の評価をまとめたものである。表２は、タイプ
２のライン型サーマルヘッドを使用して項目１、項目２
及び項目３について行った実験結果の評価をまとめたも
のである。表３は、タイプ３のライン型サーマルヘッド
を使用して項目１、項目２及び項目３について行った実
験結果の評価をまとめたものである。なお、一対の電極
層３４間の中心( 中心線 )とガラスグレーズ層３２の曲
面の頂点( プラテンに最初に接触する線＝頂線 )との距
離ａは、ライン型サーマルヘッドのライン方向に４区分
に分けたときの区分点( ５箇所 )において、触針又はレ
ーザー光を使用した表面形状測定装置により、各中心線
( 保護層２５の段差を検出し、その段差間の中央を中心
線とする )と頂線との距離を測定し、その絶対値が最大
となる測定値をａとした。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】

【００４３】この結果から明らかなように、一対の電極
層３４間の中心線とガラスグレーズ層３２の曲面の頂線
との距離ａが、電極層３４間の距離Ｌに対して下記の条
件を満たすとき、いずれのタイプのライン型サーマルヘ
ッドでも、いずれの項目でも、良好以上の評価を得てい
る。 −１０μｍ−( １／２ )・Ｌ＜ａ≦−１０μｍ＋( １／
２ )・Ｌ すなわち、プラテン６〜９に対する最大圧力荷重線Ｇに
対して書き直せば、一対の電極層３４間の中心線と最大
圧力荷重線Ｇとの距離ｂとすれば、 −( １／２ )・Ｌ＜ｂ≦＋( １／２ )・Ｌ という範囲条件となる。

【００４４】また、ここではその実験結果は示さない
が、上記以外に、色重ねの順番を変えて同様な実験を行
ったが、いずれも同様な結果と得た。また、ライン型サ
ーマルヘッドに加える主走査方向の単位長さ当たりの荷
重(線圧 )を０．４ｋｇ／ｃｍ以外に、０．２、０．
３、０．５、０．６、０．７、０．８ｋｇ／ｃｍでも実
験を行ったが、一対の電極層３４間の中心線と頂線又は
最大圧力荷重線Ｇとの位置関係が、上記の範囲にあるも
のについては良好な印字結果を得た。

【００４５】ところで、線圧が小さいと、発熱素子３６
から記録紙への熱伝導効率が低下するため、ライン型サ
ーマルヘッドに印加する電気エネルギーを増加する必要
があり、線圧が大きいと、ライン型サーマルヘッドの保
護層３５の摩耗が大きくなる( 早まる )ので、バランス
的にはライン型サーマルヘッドに加える線圧としては、
０．３〜０．６ｋｇ／ｃｍが最適と判断される。なお、
０．８ｋｇ／ｃｍ以上の線圧を加えると、インクリボン
のベースフィルムが削れるという問題も見られた。

【００４６】また、実験結果は示さないが、発熱抵抗体
の幅( 発熱抵抗体層３３の幅 )Ｗと長さ( 電極層３４間
の距離 )Ｌについては、幅Ｗを１とすると、長さＬは
０．９〜２．０の範囲のものでは、一対の電極層３４間
の中心線と頂線又は最大圧力荷重線Ｇとの位置関係が上
記の範囲にあるものについては良好な印字結果を得た。
これについて、電極層３４は、熱伝導率の高い金属で形
成されているため、長さＬを短くしすぎると、電極層３
４を介して長さ方向( 副走査方向＝記録紙の搬送方向 )
の熱が放熱されるので、長さ方向の転写ドットのつなが
りが悪くなり、逆に長さＬを長くしすぎると、特に高速
印字では転写ドットが縦長に変形するので、発熱抵抗体
について、幅Ｗを１とすると、長さＬは１〜１．６の範
囲のものがより好ましいと判断できる。

【００４７】ガラスグレーズ層３２の曲面の曲率半径に
ついて、図８に示すように、斜面３１-3の幅ｔを０．１
５ｍｍ〜１．５０ｍｍのライン型サーマルヘッドで印刷
実験した。斜面３１-3の幅ｔを大きくしすぎると、発熱
素子３６の直下のガラスグレーズ層３２の厚みが厚くな
り、高速印字では発熱素子３６直下のガラスグレーズ層
３２の蓄熱作用によりカラー画質を劣化させる傾向があ
る。逆に、斜面３１-3の幅ｔを小さくしすぎると、ガラ
スグレーズ層３２の製造( 形成 )が難しくなるのでコス
トアップとなる。そこでバランス的には、斜面３１-3の
幅ｔは、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍが好ましいと判断でき
る。

【００４８】このときのガラスグレーズ層３２の曲面の
曲率半径について０．２ｍｍ〜２ｍｍまでの範囲で実験
してみたが、ライン型サーマルヘッドの発熱部表面( 保
護層３５ )は、電極層３４の端部の発熱抵抗体層３３と
の境界による段差が存在するので、転写時のインクリボ
ン側への熱効率を低下させているが、曲面による突出性
により熱効率の改善が図られている。しかしながら、曲
率半径を大きくし過ぎると、曲面が平坦的になり熱効率
の改善の効果が低下する。特にカラー印字における２色
目、３色目の重ね印字( 転写)時に、印刷がかすれる等
の現象が発生した。また逆に、曲率半径を小さくし過ぎ
ると、曲面が極端に突起状になり、インクリボンとライ
ン型サーマルヘッドの接触が面状ではなく線状( 点状 )
となり、圧力分布がこの接触する線上部分を中心にして
急峻に変化するため、転写が不安定になる。さらに、ガ
ラスグレーズ層３２と平板状基板３１の主面３１-1及び
端面３１-2との境界の段差が大きくなり、その部分にか
かるストレスが大きく、この部分を介して端面３１-2上
に形成されている回路へ接続されている電極層３４が断
線するという可能性がある。そこで、高品位のカラー印
刷を実現するためには、バランス的にはガラスグレーズ
層３４の曲面の曲率半径は０．３ｍｍ〜１．５ｍｍが最
適と判断される。

【００４９】また、紙送りスピードについては、０．５
inch／sec 、１inch／sec 、２inch／sec 、４inch／se
c 、８inch／sec で印刷評価を行ったが、どの速度にお
いても一対の電極層３４間の中心線と頂線又は最大圧力
荷重線Ｇとの位置関係が上記の範囲にあるものについて
は良好な印字結果を得た。特に２inch／sec 以上の紙送
りスピードになると、上述した条件による効果が顕著に
現れた。

【００５０】このようにこの実施の形態によれば、一対
の電極層３４間の中心線( 発熱抵抗体の中心 )とガラス
グレーズ層３２の曲面の頂線との距離ａが、電極層３４
間の距離Ｌに対して下記の条件を満たすとき、高印字品
質を実現することができる。 −１０−( １／２ )・Ｌ＜ａ≦−１０＋( １／２ )・Ｌ すなわち、プラテン６〜９に対する最大圧力荷重線Ｇに
対して書き直せば、一対の電極層３４間の中心線と最大
圧力荷重線Ｇとの距離ｂとすれば、 −( １／２ )・Ｌ＜ｂ≦＋( １／２ )・Ｌ という範囲条件となる。この範囲条件により、ガラスグ
レーズ層の形状寸法に対して、このガラスグレーズ層に
おける発熱抵抗体の位置の厳密な定義を行うことがで
き、高印字品質を確実に実現することができる。

【００５１】なお、この実施の形態においては、図８に
示すように、平面状基板３１の一角に形成された斜面３
１-3からはみ出さないように、ガラスグレーズ層３２を
形成したものについて説明したが、この発明はこれに限
定されるものではなく、図９に示すように、ガラスグレ
ーズ層３２が、斜面３１-3上から主面３１-1及び端面３
１-2にわたるものにも適用できるものである。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
グレーズ層の形状寸法に対して、このグレーズ層におけ
る発熱抵抗体の位置の厳密な定義を行うことができ、高
印字品質を確実に実現することができるサーマルヘッド
及びサーマルプリンタを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態のカラープリンタの概略
の要部構成を示す図。

【図２】同実施の形態のカラープリンタの各サーマルヘ
ッドを制御する要部回路構成を示すブロック図。

【図３】同実施の形態のカラープリンタのサーマルヘッ
ドの先端部の概略的な要部構成を示す断面図及びその先
端部の一部に形成された発熱素子の概略的な要部構成を
示す断面図。

【図４】同実施の形態のカラープリンタの各サーマルヘ
ッドの印字面を示す図。

【図５】同実施の形態のカラープリンタの各サーマルヘ
ッドの先端部の一部に形成された発熱素子の実際の印刷
媒体供給側限界の形状構成を示す断面図及びこの断面図
における位置関係を示す上面図。

【図６】同実施の形態のカラープリンタの各サーマルヘ
ッドの先端部の一部に形成された発熱素子の実際の印刷
媒体排出側限界の形状構成を示す断面図及びこの断面図
における位置関係を示す上面図。

【図７】同実施の形態のカラープリンタのサーマルヘッ
ド１〜４の取付け方によりガラスグレーズ層の頂点( 頂
線 )Ｓの位置が変化することを示す図。

【図８】同実施の形態のカラープリンタのサーマルヘッ
ドの先端部の概略的な寸法形状を示す側面図。

【図９】同実施の形態のカラープリンタのサーマルヘッ
ドの先端部の他の例の概略的な寸法形状を示す側面図。

【図１０】従来の第１の例の特開昭５９−１８８４５２
号に開示されている従来の４ヘッド方式のサーマルプリ
ントヘッド部を示す断面正面図。

【図１１】従来の第２の例の特開昭６１−１０４６８号
に開示されている感熱記録装置の記録時の端面型サーマ
ルヘッドと記録媒体および回転ローラとの押圧接触状態
を示す要部拡大側面図。

【図１２】従来の第３の例の特開昭５７−１０３８６３
号に開示されているサーマルヘッドを示す断面図。

【符号の説明】

１〜４…サーマルヘッド、 ６〜９…プラテン、 ３１…平板状基板、 ３１-1…主面、 ３１-2…端面、 ３１-3…斜面、 ３２…ガラスグレーズ層、 ３３…発熱抵抗体層、 ３４…電極層、 ３５…保護層、 Ｌ…各電極層３４間の距離( 発熱素子の長さ )、 Ｓ…ガラスグレーズ層３２のプラテンに最初に接触する
点( 頂線 )の位置、 Ｇ…サーマルヘッドの発熱素子近傍の最大圧力荷重点(
線 )の位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 光治 静岡県三島市南町６番78号 株式会社テッ ク三島工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の長方体基板と、 この長方体基板の一端の角に形成された面取り状の斜面
   と、 この斜面上に形成された予め設定された曲面を有する絶
   縁層と、 この絶縁層上に前記斜面の傾斜方向に予め設定された距
   離だけ隔てて配置した一対の電極を複数組平行に配置
   し、この各一対の電極間にそれぞれ接続された発熱抵抗
   体とを設け、 前記一対の電極間の中心が、前記絶縁層の曲面の前記斜
   面の傾斜方向に直交する予め想定された最大圧力荷重線
   の両側の前記電極間距離の２分の１以内の範囲内に位置
   したことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のサーマルヘッドを使用
   し、前記サーマルヘッドとプラテンとの間にインクリボ
   ン及び印刷媒体を介挿し、前記サーマルヘッドの発熱作
   用により前記インクリボンのインクを前記印刷媒体へ転
   写して印字を行うサーマルプリンタにおいて、 前記サーマルヘッドを、前記斜面の傾斜方向を前記印刷
   媒体の搬送方向と一致させ、 前記サーマルヘッドを静止した前記プラテンに押圧接触
   させたときに、前記サーマルヘッドの前記絶縁層の曲面
   が最初に前記プラテンに接触する接線に対して前記印刷
   媒体の供給側へずれる圧力作用の最大荷重線の両側の前
   記サーマルヘッドの電極間距離の２分の１以内の範囲内
   に、前記サーマルヘッドの一対の電極間の中心が位置す
   るように、前記サーマルヘッドを取付けたことを特徴と
   するサーマルプリンタ。