JPH10138541A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JPH10138541A JPH10138541A JP30069596A JP30069596A JPH10138541A JP H10138541 A JPH10138541 A JP H10138541A JP 30069596 A JP30069596 A JP 30069596A JP 30069596 A JP30069596 A JP 30069596A JP H10138541 A JPH10138541 A JP H10138541A
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Abstract
ルヘッドを提供する 【解決手段】 1はヒートシンクであり、サーマルヘッ
ドの各部で発生した熱を空気中に効率的に放射するもの
である。2はステンレス基板であり、基板平面上に長尺
状に共通電極3が形成されているものである。共通電極
3は、発熱抵抗体4、4、・・および発熱抵抗体5、
5、・・に共通に接続されている。発熱抵抗体4および
5の直下には、それぞれグレース10または11が配設
されている。発熱抵抗体4による印刷時、発熱抵抗体5
も通電され、発生した熱エネルギーは、印刷用紙および
インクリボンをインクリボンの染料が拡散する直前の温
度に加熱する。そのため、次ラインが印刷されるとき、
印刷用紙およびインクリボンに蓄積された熱エネルギー
は、発熱抵抗体4の発生する熱エネルギーに加えられる
ので、発熱抵抗体4に通電するパルス幅が短くなり、高
速印刷が可能となる。
Description
に用いて好適なサーマルヘッドに関する。
抵抗体が形成されたシングルラインのサーマルヘッドの
構造を、図6および図7を参照して説明する。図6は、
発熱抵抗体が一列に形成されているシングルラインのサ
ーマルヘッドの外観図である。図7は図6のサーマルヘ
ッドのA−A’線視断面図である。これらの図におい
て、101はアルミナ基板であり、この基板の上面にサ
ーマルヘッドの各部品が形成され、下面にヒートシンク
102が接着されている。ヒートシンク102はサーマ
ルヘッドの動作において、各部で発生した熱を空気中に
効率的に放射させる。
4と個別リード電極105との間の通電状態において熱
エネルギーを発生するものである。共通電極104は発
熱抵抗体103、103、・・・の全てに共通の電極で
あり、発熱抵抗体103、103、・・・のコンタクト
部106に共通に接続されている。個別リード電極10
5は、発熱抵抗体103、103、・・・のおのおのの
コンタクト部107に接続され、IC(Integra
ted Circuit)108の端子109、10
9、・・・にそれぞれに配線されている。
01の上面に反紡錘形状に形成され、印字処理時の余熱
として発熱抵抗体103の発生した熱エネルギーを蓄え
るものである。111は接続用フレキシブルプリント板
であり、図示されていないプリンタ本体のコントローラ
と接続する配線が形成されているものである。112は
保護膜であり、印字における紙との接触による磨耗から
発熱抵抗体103および電極104、105を保護す
る。
造方法を説明する。まず、アルミナ基板101の表面上
のゴミを除去するため、アルミナ基板101の洗浄が行
われる。洗浄後、スパッタリング装置により、アルミナ
基板101の上面に所定のシート抵抗となるように、発
熱抵抗体103の薄膜材料をスパッタリングにより形成
させる。そして、スパッタリングまたは蒸着法により、
発熱抵抗体103の薄膜材料の上面に電極材料(たとえ
ばアルミニウム)を形成させる。
トをコーティングされ、フォトリソグラフィーにより共
通電極104および個別リード電極105のレジストパ
ターンが作成される。このレジストパターンをマスクと
して、アルミニウムをエッチングし、共通電極104お
よび個別リード電極105を形成する。そして、レジス
トが全て除去され、発熱抵抗体103の薄膜材料、共通
電極104および個別リード電極105上に新たにレジ
ストがコーティングされる。
を形成するレジストパターンが、フォトリソグラフィー
により形成される。そして、発熱抵抗体103の薄膜材
料がエッチングにより各ドット毎の発熱抵抗体103に
分離される。次に、電極形成用のマスクを用い、スパッ
タリングにより、グレース110上部に保護膜112が
形成される。そして、熱処理により発熱抵抗体の抵抗値
の安定化、および発熱抵抗体と電極材料との密着の安定
化が行われる。
膜を堆積させ、このIC領域上にIC108がダイボン
ディングされる。そして、IC108の端子109と個
別リード電極105とがワイヤボンディングにより接続
され、IC108、ワイヤボンド部分および個別リード
電極105の一部分が樹脂により封止される。上述して
きた製造工程により、シングルラインのサーマルヘッド
が製造される。
で示されたサーマルヘッド(特願昭62−21762
7)がある。図8は、複数の発熱抵抗体が並列に2列で
配設されたダブルヘッドラインのサーマルヘッドの平面
図である。図9はB−B’線視断面図である。この図か
ら、アルミナ基板200上において、グレーズガラス基
板201とグレーズガラス基板202とは、金属板20
3を挟んで繋ぎ合わされ構成されているものである。金
属板203は共通電極であり、他の共通電極204と接
続されている。
電極206に対しコンタクト領域207を介し、また、
共通電極204に対しコンタクト領域208を介して、
それぞれ接続されている。209は、発熱抵抗体であ
り、個別リード電極210に対しコンタクト領域211
を介し、また、共通電極204に対しコンタクト領域2
12を介して、それぞれ接続されている。213は保護
膜であり、印字される用紙との接触による摩耗から発熱
抵抗体205および209を保護する。
る断面図のダブルラインのサーマルヘッドがある。この
図において、グレーズガラス基板301は、アルミナ基
盤302上に接着され、配線用溝303が形成されてい
る。共通電極304は、配線用溝303内にバルク金属
を埋め込むことで形成されている。305は他の共通電
極であり、共通電極304と接合している。
極307に対しコンタクト領域308を介し、また、共
通電極305に対しコンタクト領域309を介して、そ
れぞれ接続されている。310は発熱抵抗体であり、個
別リード電極311に対しコンタクト領域312を介
し、また、共通電極305に対しコンタクト領域313
を介して、それぞれ接続されている。314は保護膜で
あり、印字される用紙との接触による摩耗から発熱抵抗
体306および310を保護する。
1を参照して説明する。図11はサーマルヘッドの等価
回路を示している。この図において401は電源であ
り、サーマルヘッドの駆動電力を供給する。103は発
熱抵抗体であり、104は共通電極である。105は個
別リード電極であり、108はコントロールICであ
る。
られてくる一定周期のクロック信号CLKに同期して、
各発熱抵抗体103に対応したデータ信号DATAがコ
ントロールIC108に入力され、ラッチ信号LATC
Hの、たとえば「立ち上がり」でデータ信号DATAの
情報が、コントロールIC108内部の記憶部に記憶さ
れる。この記憶された情報に基づき、たとえばストロー
ブ信号STBが「1」のとき、発熱抵抗体103は、通
電されて熱エネルギーを発生する。ここで、プリント時
に、次ラインの印字情報がデータ信号DATAにより、
クロック信号CLKに同期してプリンタ本体から転送さ
れてくる。
作を図12を用いて説明する。図12はサーマルヘッド
を用いた昇華型熱転写プリンタの概念図である。サーマ
ルヘッド501は、プラテン502と組み合わされてプ
リンタに装着されている。カラーリボン503と用紙5
04は、これらサーマルヘッド501とプラテン502
とに挟まれ、サーマルヘッド501の発熱抵抗体505
の通電により発生する熱エネルギーで、カラーリボン5
03の染料が拡散し、昇華することで用紙504に対し
プリント動作が行われる。
図11、12および13を参照し、詳細に説明する。図
13は、発熱抵抗体103に対する通電のストローブ信
号STBのパルス幅と染料濃度との関係を示した図であ
る。ここで、パルス幅PBは、発熱抵抗体103に通電
する時間幅を示し、この通電による発熱エネルギーが、
バイアスエネルギーEBであり、このエネルギーを加え
てもカラーリボンからのインクの転写は起らない。
を加えるとカラーリボンからの染料の転写が起こる。こ
こで、パルス幅PGは、発熱抵抗体103に通電する時
間幅を示し、この通電による発熱エネルギーが階調エネ
ルギーEGであり、最高階調(255階調)の最大エネ
ルギーはEB+EGである。
ネルギーは、EB〜EB+EGとなっている。これらのエ
ネルギーは、発熱抵抗体103が通電するパルス長に比
例している。EBとEGとに対応するパルス幅をそれぞれ
PBとPGとにすれば、これらエネルギーの発熱に必要な
パルス幅は、PB〜PB+PGのあいだのものが必要とな
る。1ラインの印字に必要なプリント時間tLは、以下
の(1)式で求まる。 tL = PB + PG ・・・・(1)
以下の(2)式で求まる。 tP = tL × L × 3 ・・・・(2) (2)式で、「L」は1ページの行数であり、「3」は
カラー印刷時のイエロー、マジェンダおよびシアンの3
色印字するための数である。しかし、実際のプリント時
間は、これ以外に用紙取り込みや、排紙に要する時間と
が加算されたものとなる。
熱エネルギーEは(3)式で表せる。 E = (V2 / R) × t ・・・・(3) ここで、Vは発熱抵抗体103に印可する印可電圧値で
あり、Rは発熱抵抗体103の抵抗値であり、tは発熱
抵抗体103に通電する時間、すなわち1ラインのプリ
ント時間tLである。一定濃度を得るためには、発熱抵
抗体103の発熱エネルギーが一定である必要がある。
めには、印可電圧値Vを大きくするか、抵抗値Rを小さ
くするかのどちらかを選択する必要があり、この場合次
の問題が生じる。印可電圧値Vは図11に示される電源
の電圧であり、コントロールIC108に印加される。
このコントロールICは、通常MOS(MetalOx
ide Semiconductor)で作成されてお
り、現在の半導体技術では、耐圧として20数ボルトが
限界である。現状は、ほぼこの許容電圧内の上限で使用
しており、これ以上の電源電圧の昇圧は困難である。一
方、発熱抵抗体103の抵抗値Rを小さくすることは容
易である。
の抵抗値Rを小さくすると、プリンタ装置の大型化とい
う新たな問題が生じる。(3)式を書き直して、(4)
式とする。 E = (V × i) × t ・・・・(4) ここで、「i」は発熱抵抗体103に流れる電流値であ
る。すなわち、i=V/Rである。印可電圧値Vを一定
のまま抵抗値Rを小さくすると、電流値iは増加する。
め、電源本体のサイズが大きくなり、プリンタ装置本体
も大型化してしまう。小型/軽量化の観点からは、発熱
抵抗体の抵抗値Rを大きくする方向に向かってきてい
る。このため、現状のサーマルヘッドにおいて、プリン
ト時間tLの短縮化は不可能となっている。
を用いれば2ラインを同時にプリントできるため、原理
的にはプリント時間を半分に短縮できる。しかしなが
ら、図8、9および10に示されるサーマルヘッドは、
バルク金属を用いた共通電極とアルミナ基板との熱膨張
率が異なるため、双方の接合界面においてお互いに剥離
が起こる。特に、アルミナ基板とバルク金属の剥離によ
り、共通電極上に形成された薄膜の電極に熱応力が掛か
り、薄膜の機械的強度が非常に弱いため、薄膜が損傷を
受けてしまうので、実用化が困難な欠点があった。
ンサーマルヘッドにおける一方の発熱抵抗体をあらかじ
め加熱させるプレヒートに用いる用途の場合、プレヒー
トの用いる発熱抵抗体は、各印字ドット単位に対応した
階調制御の必要はない。そのため、高速印字のためにプ
レヒート用の発熱抵抗体を持つサーマルヘッドの代用と
して、ダブルラインサーマルヘッドを用いることは、ダ
ブルラインサーマルヘッドの製造コストが高いため無駄
が大きくなる問題があった。本発明はこのような背景の
下になされたもので、製造コストが安く、高速印字が可
能なサーマルヘッドを提供することを目的とする。
印刷データに基づいて発熱抵抗体に駆動電流を供給する
ことにより発熱させてドット印刷を行うサーマルヘッド
において、基板と、この基板の表面を覆って設けられ、
表面の一部が盛り上げられた絶縁層と、この絶縁層の盛
り上げ箇所の表面に形成された発熱抵抗体のパターンと
を具備し、前記基板は、前記基板の表面から突出して前
記絶縁層の盛り上げ箇所を貫通して絶縁層の表面から露
出することにより、前記発熱抵抗体のパターンに接続さ
れ、この接続箇所を中心として前記発熱抵抗体のパター
ンを第1の発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体とに分割する
共通電極を有することを特徴とする。
ーマルヘッドにおいて、前記第1の発熱抵抗体と共通電
極とに囲まれた前記絶縁層の盛り上がり部が蓄熱性材料
により構成されたことを特徴とする。請求項3記載の発
明は、請求項1または請求項2記載のサーマルヘッドに
おいて、前記第2の発熱抵抗体と共通電極とに囲まれた
前記絶縁層の盛り上がり部が蓄熱性材料により構成され
たことを特徴とする。請求項4記載の発明は、請求項1
ないし請求項3いずれかに記載のサーマルヘッドにおい
て、印刷用紙の送り方向に対して、前記第2の発熱抵抗
体が第1の発熱抵抗体より前に配設されたことを特徴と
する。
求項4いずれかに記載のサーマルヘッドにおいて、前記
第2の通電制御部が、トランジスタであることを特徴と
する。請求項6記載の発明は、請求項1ないし請求項5
いずれかに記載のサーマルヘッドにおいて、前記共通電
極が前記基板の表面に垂直に突出形成されたことを特徴
とする。請求項7記載の発明は、請求項3記載のサーマ
ルヘッドにおいて、前記第2の発熱抵抗体と共通電極と
に囲まれた前記絶縁層の盛り上がり部の厚さが、前記絶
縁膜の他の領域に比較して厚く形成されたことを特徴と
する。請求項8記載の発明は、請求項1ないし請求項7
いずれかに記載のサーマルヘッドにおいて、前記第1の
発熱抵抗体と共通電極とに囲まれた前記絶縁層の盛り上
がり部の体積が、前記第2の発熱抵抗体と共通電極とに
囲まれた前記絶縁層の盛り上がり部の体積に比較して、
小さく形成されたことを特徴とする。請求項9記載の発
明は、請求項1ないし請求項8いずれかに記載のサーマ
ルヘッドにおいて、前記基板が金属基板であり、この金
属基板と前記共通電極とは、一体に形成されているため
同電位であり、前記金属基板は電極としての機能を持つ
ことを特徴とする。請求項10記載の発明は、請求項1
ないし請求項9いずれかに記載のサーマルヘッドにおい
て、前記共通電極の幅が、0mmを超え、2mm以下で
形成されることを特徴とする。
施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に
よるサーマルヘッドの構成を示すブロック図である。こ
の図において、1はヒートシンクであり、サーマルヘッ
ドの各部で発生した熱を空気中に効率的に放射する。2
はステンレス基板であり、基板平面上に長尺状に共通電
極3が形成されている。共通電極3は、発熱抵抗体4、
4、・・・および発熱抵抗体5、5、・・・に共通に接
続されている。
用紙に転写する熱エネルギーを発生する。発熱抵抗体5
は、カラーリボンのインクを用紙に転写する熱エネルギ
ーを発生する。6は接続用フレキシブルプリント基板で
あり、図示されていないプリンタ本体のコントローラと
接続する配線が形成されている。
て通電のための電圧を一括印可するトランジスタに接続
する。8、8、・・・・は個別リード電極であり、図に
は示されていないが、発熱抵抗体4にそれぞれ通電のた
めの電圧を印可する、コントロールICに接続されてい
る。9はグレーズガラスであり、グレース10および1
1を有している。12は共通電極である。
ドのC−C’線視断面図である。この図において、30
は裏面グレーズガラスであり、ステンレス基板2が反ら
ない様に塗布/焼成されている。31はコンタクト領域
であり、個別リード電極8、8、・・・と発熱抵抗体
4、4、・・・とをそれぞれ接続する。
4、4、・・・および5、5、・・・と共通電極3とを
接続する。33はコンタクト領域であり、発熱抵抗体
5、5、・・・と一括電極7とを接続する。34は保護
膜であり、印字時における用紙との接触による磨耗から
発熱抵抗体4、4、・・・および5、5、・・・を保護
する。
ーマルヘッドの製造プロセスを説明する。図3は、サー
マルヘッドのC−C’線視断面図であり、製造プロセス
の過程を示すものである。ここで用いるグレーズガラス
の製造方法は、「特公平7−12068」に準じてい
る。まず、たとえば0.8mmの厚さのステンレス基板
2が、n−プロピルブロマイドの様な有機溶剤により、
脱脂洗浄される。
去するため、ステンレス基板2は、スクラッバーにより
洗浄される。そして、ステンレス基板2における表面の
凹凸に吸着しているゴミを除去するため、ステンレス基
板2は、臭化メチルの洗浄液中において、超音波洗浄に
より表面洗浄される。次に、ステンレス基板2表面の表
面研磨処理のため、たとえば、FeCl3:50g、H
Cl:500mlおよびH2O:1000mlの塩化第
二鉄溶液により、ステンレス基板2表面は、2分間の緩
やかなエッチングによる研磨処理が行われる。
レス基板2の表面にフォトレジストをコーティングす
る。そして、共通電極3の形成部だけフォトレジストが
残るようにフォトリソグラフィーにより、コーティング
されたフォトレジストのパターニングが行なわれる。こ
の残ったフォトレジストのパターンをマスクとして、H
2C2O4・2H2O:200g+H2O:2000mlの
シュウ酸溶液中において、電極間隔を20mmとし、電
極間に5Vの電圧を印可して、約0.67μm/min
のエッチング速度により、ステンレス基板2表面がエッ
チングされ、共通電極3が形成される。
通電極3の高さは、表面粗さ測定器により監視される。
また、上記の説明では、ステンレス基板2の共通電極3
の形成が、エッチング溶液によるエッチングで行われた
が、たとえば他の手法として、研磨加工、切削加工、ロ
ール加工、プレス加工、引き抜き加工およびこれらの方
法の組み合わされた加工法を用いても形成することがで
きる。
分間焼成され、ステンレス基板2表面に酸化皮膜が形成
される。次に、図3に示す様に溶剤でガラスの粉末を溶
きペースト状のガラス形成材料であるガラスペーストが
ステンレスで作成されたメッシュ板を用いたスクリーン
で印刷され、850℃で焼成されることで各グレーズガ
ラスとなる。まず、ガラスペースト41が、共通電極3
の領域以外のステンレス基板2の表面に一様にスクリー
ン印刷される。このガラスペースト41の厚さは、20
μmとされる。そして、印刷されたガラスペースト41
を含め、ステンレス基板2の表面が平坦化される。
おいて、あらかじめガラスペーストに含まれる溶剤が突
沸せずに揮発する温度で加熱されるプリベーキングが行
われ、ガラスペースト41に含まれる溶剤が、徐々に揮
発させられる。次に、ステンレス基板2の温度が室温ま
で低下後、ステンレス基板2の下面にガラスペーストが
均一にスクリーン印刷される。そして、このガラスペー
ストが平坦化された後、140℃において、プリベーキ
ングされ、ステンレス基板2の下面のガラスペーストに
含まれる溶剤が、徐々に揮発させられる。
レス基板2が炉中で加熱され、ステンレス基板2表面の
ガラスペースト41およびステンレス基板下面のガラス
ペーストの燒成を行い、ステンレス基板2が室温になる
まで自然冷却される。ここでガラスペースト41は、グ
レーズガラス9となり、ステンレス基板2の下面のガラ
スペーストは、裏面グレースガラス30となる。そし
て、金属のマスクを用い、共通電極3の両側壁部および
グレーズガラス9表面にガラスペースト42が、厚さ3
0μmでスクリーン印刷される。
れ、共通電極の両側のグレースガラス41が、140℃
においてプリベーキングされ、ガラスペースト42に含
まれる溶剤が揮発される。そして、炉の温度が850℃
とされ、ステンレス基板2が加熱され、共通電極3の両
側のガラスペースト42が燒成され、それぞれグレース
10および11が形成される。ここで、必要に応じて共
通電極3およびグレーズガラス11、16表面が砥粒お
よびバフ研磨により研磨される。
膜上に、たとえばTaSiO2の抵抗体がスパッタリン
グにより形成される。そして、この抵抗体の上部にマス
クとして、たとえばNiCrが電子ビーム蒸着により
0.1μmの厚さで形成される。次に、発熱抵抗体4、
5およびコンタクト領域31、32、33の部分の形状
にフォトレジストのパターンが残るように、フォトリソ
グラフィーにより、フォトレジストのパターニングが行
われる。
スクとして、硝酸セリュウムアンモニウム溶液により、
NiCrがエッチングされる。そして、フォトレジスト
を除去することで、発熱抵抗体4、5およびコンタクト
領域31、32、33の部分の形状にNiCrがパター
ニングされる。そして、今度は、NiCrをマスクとし
て、抵抗体膜をエッチングすることにより、発熱抵抗体
4、5およびコンタクト領域31、32、33の部分の
形状に、抵抗体膜がパターニングされる。
行えるように、発熱抵抗体4、5およびコンタクト領域
31、32、33の部分と、アルミニウムの電極7、
8、12とのあいだに、アルミニウムを材料とした、コ
ンタクト領域31、32、33の表面部分に対する蒸着
されるアルミニウムの密着性を向上させるバインダー薄
膜が、0.1μmの厚さで形成される。そして、電極材
料としてのアルミニウム膜が電子ビーム蒸着により形成
される。次に、コンタクト領域31、32、33の部分
の形状にフォトレジストが残るように、フォトリソグラ
フィーにより、フォトレジストのパターニングが行われ
る。
スクとして、燐酸により、アルミニウム膜およびバイン
ダー薄膜が除去される。そして、フォトレジストを除去
することにより、アルミニウムの電極7、8、12が形
成される。次に、保護膜、たとえばSIALON(登録
商標)が、スパッタリングにより、5μmの厚さで形成
される。そして、550℃で1時間の熱処理により、S
IALONがアニーリングされる。
7上のIC配設領域に絶縁膜を形成させ、このIC領域
の絶縁膜上にコントロールICがダイボンディングされ
る。そして、コントロールICの端子と個別リード電極
8とがワイヤボンディングにより接続され、コントロー
ルIC、ワイヤボンド部分および個別リード電極8の一
部分がエポキシ樹脂により封止される。
を参照して説明する。図4はサーマルヘッドの等価回路
を示している。この図において、50はコントロールI
Cであり、電源51から供給される電圧により、発熱抵
抗体4をおのおの駆動するものである。52は駆動用ト
ランジスタであり、電源53により供給される電圧によ
り、発熱抵抗体5をおのおの駆動するものである。54
は接地点であり、発熱抵抗体4および5の共通電極12
が接続されているものである。
られてくる一定周期のクロック信号CLKに同期して、
各発熱抵抗体4に対応したデータ信号DATAがコント
ロールIC50に入力され、ラッチ信号LATCHの、
たとえば「立ち上がり」でデータ信号DATAの情報
が、コントロールIC50内部の記憶部に記憶される。
この記憶された情報に基づき、たとえばストローブ信号
STBが「1」のとき、発熱抵抗体4は、通電されて熱
エネルギーを発生する。
の発熱抵抗体5、5、・・・がプリンタ本体の制御信号
ON/OFFが「1」となることにより、駆動用トラン
ジスタ52がオン状態となり、発熱抵抗体5直下のグレ
ース10が加熱され、熱エネルギーが蓄積されることに
なる。すなわち、図13におけるバイアスパルスのパル
ス幅PBで発熱する熱エネルギーに相当する熱エネルギ
ーを、グレース10が蓄熱することになる。このグレー
ス10に蓄熱された熱エネルギーが、次のラインをプリ
ントするときの熱エネルギーの一部EBとなるため、バ
イアスパルスのパルス幅PBの時間分だけプリント時間
が短縮されることになる。
(a)および図5(b)を参照して説明する。図5
(a)は、発熱抵抗体4を駆動する電圧値V1のストロ
ーブ信号STBのパルス幅を示すタイミングチャートで
ある。また、図5(b)は、発熱抵抗体5を駆動する電
圧値V2のオン/オフ信号ON/OFFのパルス幅を示
すタイミングチャートである。1ラインをプリントする
周期は、それぞれ時刻t0〜t2までと、t2〜t5まで
と、t5〜t7までとで示される時間幅である。
ス幅は、常に一定であり、熱エネルギーEBを発生する
通電時間となっている。すなわち、時刻t1〜t2で通電
され、発熱抵抗体5の発生した熱エネルギーが、グレー
ス10に蓄えられ、時刻t2〜t5における発熱抵抗体4
の、たとえば時刻t2〜t4のパルス幅の発生する190
諧調の発色濃度の熱エネルギーに加えられ、プリント動
作が行われる。
体5の発生した熱エネルギーが、グレース10に蓄えら
れ、時刻t5〜t7における発熱抵抗体4の、たとえば時
刻t5〜t6のパルス幅の発生する64諧調の発色濃度の
熱エネルギーに加えられ、プリント動作が行われる。す
なわち、発熱抵抗体5で発生する熱エネルギーは、染料
が拡散転写するしきい値のエネルギーであり、発熱抵抗
体4で発生するエネルギーは、発色濃度の諧調を決定す
るものとなる。
発熱抵抗体に駆動電流を供給することにより発熱させて
ドット印刷を行うサーマルヘッドにおいて、基板と、こ
の基板の表面を覆って設けられ、表面の一部が盛り上げ
られた絶縁層と、この絶縁層の盛り上げ箇所の表面に形
成された発熱抵抗体のパターンとを具備し、前記基板
は、前記基板の表面から突出して前記絶縁層の盛り上げ
箇所を貫通して絶縁層の表面から露出することにより、
前記発熱抵抗体のパターンに接続され、この接続箇所を
中心として前記発熱抵抗体のパターンを第1の発熱抵抗
体と第2の発熱抵抗体とに分割する共通電極を有するた
め、第2の発熱抵抗体の発熱エネルギーを、プリント時
に第1の発熱抵抗体の発熱エネルギーに加えてプリント
動作を行うので、各発熱抵抗体の通電パルスを短くで
き、プリント時間の短縮が可能となる効果がある。
ーマルヘッドにおいて、前記第1の発熱抵抗体と共通電
極とに囲まれた前記絶縁層の盛り上がり部が蓄熱性材料
により構成されたため、次ラインのプリント時まで第1
の発熱抵抗体の発熱エネルギーを蓄えることができるの
で、第1の発熱抵抗体の発生した発熱エネルギーを効率
的に使用できる効果がある。さらに、本発明によれば、
請求項1または請求項2記載のサーマルヘッドにおい
て、前記第2の発熱抵抗体と共通電極とに囲まれた前記
絶縁層の盛り上がり部が蓄熱性材料により構成されたた
め、第2の発熱抵抗体の発生した発熱エネルギーを次ラ
インのプリント時に、効率的に使用できる効果がある。
加えて、発明によれば、請求項1ないし請求項3いずれ
かに記載のサーマルヘッドにおいて、印刷用紙の送り方
向に対して、前記第2の発熱抵抗体が第1の発熱抵抗体
より前に配設されたため、前記第2の発熱抵抗体の発生
した熱エネルギーが、印刷用紙とインクリボンとを、イ
ンクリボンの染料が拡散される直前の温度まで加熱する
ことにより、第2の発熱抵抗体の発熱エネルギーを、プ
リント時に第1の発熱抵抗体の発熱エネルギーに加えて
プリント動作が行えるので、第1の発熱抵抗体への通電
パルスが短くなり、プリント時間の短縮が可能となる効
果がある。
ーマルヘッドにおいて、前記第2の発熱抵抗体と共通電
極とに囲まれた前記絶縁層の盛り上がり部の厚さが、前
記絶縁膜の他の領域に比較して厚く形成されたため、第
2の発熱抵抗体の発生する熱エネルギーがより多く蓄え
られ、第1の発熱抵抗体の発生する熱エネルギーに加え
られるので、次ラインのプリントにおける第1の発熱抵
抗体への通電パルス幅を短くできる効果がある。さら
に、本発明によれば、請求項1ないし請求項7いずれか
に記載のサーマルヘッドにおいて、前記第1の発熱抵抗
体と共通電極とに囲まれた前記絶縁層の盛り上がり部の
体積が、前記第2発熱抵抗体と共通電極とに囲まれた前
記絶縁層の盛り上がり部の体積に比較して、小さく形成
されたため、第2の発熱抵抗体の発生する熱エネルギー
がより多く蓄えられ、次ラインのプリントにおける、第
1の絶縁部の蓄積する熱エネルギーの量に影響されず、
精度の高いバイアスエネルギーとしての熱エネルギーを
供給できる効果がある。
付いたサーマルヘッドの斜視図である。
ッドのC−C’線視断面図である。
ッドの製造段階におけるC−C’線視断面図である。
付いたサーマルヘッドの等価回路を示す図である。
付いたサーマルヘッドの動作を示すタイミングチャート
である。
る。
るA−A’線視断面図である。
ヘッドの平面図である。
ヘッドの図8におけるB−B’線視断面図である。
ルヘッドの発熱抵抗体の領域の断面図である。
である。
ンタの概念図である。
と、発色濃度との関係を示した図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 印刷データに基づいて発熱抵抗体に駆動
電流を供給することにより発熱させてドット印刷を行う
サーマルヘッドにおいて、 基板と、 この基板の表面を覆って設けられ、表面の一部が盛り上
げられた絶縁層と、 この絶縁層の盛り上げ箇所の表面に形成された発熱抵抗
体のパターンとを具備し、 前記基板は、前記基板の表面から突出して前記絶縁層の
盛り上げ箇所を貫通して絶縁層の表面から露出すること
により、前記発熱抵抗体のパターンに接続され、この接
続箇所を中心として前記発熱抵抗体のパターンを第1の
発熱抵抗体と第2の発熱抵抗体とに分割する共通電極を
有すること、 を特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項2】 前記第1の発熱抵抗体と共通電極とに囲
まれた前記絶縁層の盛り上がり部が蓄熱性材料により構
成されたことを特徴とする請求項1記載のサーマルヘッ
ド。 - 【請求項3】 前記第2の発熱抵抗体と共通電極とに囲
まれた前記絶縁層の盛り上がり部が蓄熱性材料により構
成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記載
のサーマルヘッド。 - 【請求項4】 印刷用紙の送り方向に対して、前記第2
の発熱抵抗体が、第1の発熱抵抗体より前に配設された
ことを特徴とすることを特徴とする請求項1ないし請求
項3いずれかに記載のサーマルヘッド。 - 【請求項5】 前記第2の通電制御部が、トランジスタ
であることを特徴とする請求項1ないし請求項4いずれ
かに記載のサーマルヘッド。 - 【請求項6】 前記共通電極が前記基板の表面に垂直に
突出形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項
5いずれかに記載のサーマルヘッド。 - 【請求項7】 前記第2の発熱抵抗体と共通電極とに囲
まれた前記絶縁層の盛り上がり部の厚さが、前記絶縁膜
の他の領域に比較して厚く形成されたことを特徴とする
請求項3記載のサーマルヘッド。 - 【請求項8】 前記第1の発熱抵抗体と共通電極とに囲
まれた前記絶縁層の盛り上がり部の体積が、前記第2の
発熱抵抗体と共通電極とに囲まれた前記絶縁層の盛り上
がり部の体積に比較して、小さく形成されたことを特徴
とする請求項1ないし請求項7いずれかに記載のサーマ
ルヘッド。 - 【請求項9】 前記基板が金属基板であり、この金属基
板と前記共通電極とは、一体に形成されているため同電
位であり、前記金属基板は電極としての機能を持つこと
を特徴とする請求項1ないし請求項8いずれかに記載の
サーマルヘッド。 - 【請求項10】 前記共通電極の幅が、0mmを超え、
2mm以下で形成されることを特徴とする請求項1ない
し請求項9いずれかに記載のサーマルヘッド。
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- 1996-11-12 JP JP30069596A patent/JP3757499B2/ja not_active Expired - Fee Related
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