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

サーマルヘッド及びサーマルプリンタ

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JPH09174908A
JPH09174908A JP34284495A JP34284495A JPH09174908A JP H09174908 A JPH09174908 A JP H09174908A JP 34284495 A JP34284495 A JP 34284495A JP 34284495 A JP34284495 A JP 34284495A JP H09174908 A JPH09174908 A JP H09174908A
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thermal
line
glaze layer
distance
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和宏 伏見
Hiroyuki Kushida
博之 櫛田
Mitsuharu Endo
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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等からなる発熱抵抗
体層33、Al 等からなる電極層34、Si 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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013049281A (ja) * 2012-11-08 2013-03-14 Edm Kk サーマルプリンタ

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