JPH1029335A

JPH1029335A - サーマルヘッド

Info

Publication number: JPH1029335A
Application number: JP18511496A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Nishimura; 友良西村; Kanji Nakanishi; 寛次中西
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱素子の副走査方向における温度分布をほ
ぼ均一にして、記録紙に与える熱ダメージを少なくす
る。【解決手段】発熱素子１２の副走査方向における中心
部にくびれ部１３を配置して、２個の発熱体１４，１５
から発熱素子１２を構成する。発熱素子１２の中央部の
発熱量がくびれ部１３により抑えられ、発熱素子１２の
副走査方向中央部における温度上昇が抑制される。これ
により、１箇所のみが高温になることが防止される。し
たがって、シアン感熱発色層を熱記録する際に１箇所の
みが高温になることがなくなり、この高温による記録紙
の表面層の発泡が抑えられ、光沢度の低下が無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサーマルヘッドに関
するものであり、特に発熱素子の副走査方向における温
度分布が均一になるようにしたサーマルヘッドに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリンタで用いるサーマルヘッ
ドは、アルミナ等のある程度熱伝導性の良い基板上にグ
レーズ層というガラス製蓄熱層を平面状又は突起状に形
成し、その上に抵抗膜と電極とからなる発熱素子を形成
して作成されている。発熱素子は、主走査方向に多数個
を並べて形成されている。したがって、記録材料又はサ
ーマルヘッドを副走査方向に相対移動させることによ
り、記録材料に画像を記録することができる。

【０００３】サーマルプリンタにおいて、解像度を上げ
るためには、発熱素子のサイズを小さくする必要があ
る。例えば、主走査方向における発熱素子の長さを短く
することで主走査方向における解像度を上げることがで
きる。また、副走査方向における発熱素子の長さを短く
することで副走査方向における解像度を上げることがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、記録材料の
送り速度を上げて記録時間の短縮化を図る場合に、大き
なヘッド電力が必要になり、発熱素子の記録温度を低速
度の場合よりも高くする必要がある。副走査方向におけ
る発熱素子の長さを短くしたサーマルヘッドで記録速度
を速くすると、感熱発色層の内、最下層にあるシアン感
熱発色層を発色させるときに、発熱素子の温度が高くな
り過ぎ、感熱発色層に十分な熱が加えられる前に、表面
層が熱ダメージを受けて発泡し、光沢度が悪くなるとい
う問題がある。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、副走査方向における発熱素子の長さを短くしたサ
ーマルヘッドにより高速記録を行う場合でも、シアン感
熱発色層が十分に発色する前に表面層が熱ダメージを受
けることがないようにしたサーマルヘッドを提供するこ
とを目的とする。

【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に記載したサーマルヘッドでは、１画素を
記録する発熱素子の発熱部分を副走査方向中央部付近で
二分割したものである。なお、発熱素子の発熱部分の二
分割を、発熱素子を構成する抵抗膜を二分割してこれを
くびれ部を介して接続して行ってもよく、更には、発熱
素子を構成する抵抗膜の副走査方向における中央部付近
に導電膜を配置してこの部分を短絡させて行ってもよ
い。前記二分割は、発熱素子の副走査方向における中心
から行うことが好ましい。また、分割位置を、発熱素子
の副走査方向における中心とすることが好ましい。更
に、二分割した隙間の副走査方向における長さを、発熱
素子の発熱部分の副走査方向における全長に対して５％
〜３０％にすることが好ましい。

【０００７】

【作用】図３の曲線Ａは従来のサーマルヘッドにおける
発熱素子の副走査方向での温度分布を示すものであり、
全体が１つの山形状になっており副走査方向での中央部
分が最も高熱になっている。曲線Ｂは本発明の発熱素子
における温度分布であり、この発熱素子は副走査方向で
二分割されているので、２つの小さな山形状となり、最
高温度も従来のものに比べてΔｔだけ低くなる。しか
も、従来のものに比べて、温度分布もほぼ台形状に均一
になるので、この分だけ、記録材料の表面層に与える熱
ダメージが少なくなり、発泡による光沢度の低下が抑制
される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のサーマルヘッド
の発熱素子を拡大して示す平面図である。サーマルヘッ
ド１０のアルミナ基板１１に対して、主走査方向Ｍで多
数個の発熱素子１２が一列に並べて設けられている。１
画素を記録するための発熱素子１２は、副走査方向の中
心に設けたくびれ部１３により、２個の発熱体１４，１
５に分割されて構成されている。くびれ部１３は電極１
６，１７と同じ材料で構成されており、発熱体１４，１
５の幅よりもその幅が狭くされている。このくびれ部１
３により２個の発熱体１４，１５が接続されている。ま
た、一方の発熱体１４には電極１６を介して発熱素子駆
動用ＩＣ（図示せず）に接続されている。また、他方の
発熱体１５にはコモン電極１７が接続されている。この
ようにして構成されたサーマルヘッド１０のアルミナ基
板１１は、図２に示すように、金属性のヘッド基板１９
に固定されて、サーマルプリンタに取り付けられる。

【０００９】図２は、図１に示すII−II線に沿う断面図
であり、サーマルヘッド１０を副走査方向で切断した状
態を示している。アルミナ基板１１には、シリンドリカ
ル型突条２０を持つグレーズ層２１が形成されている。
このグレーズ層２１の上には、シリンドリカル状突条２
０の表面とその周囲のグレーズ層２１の表面とに、前記
発熱素子１２が形成されている。発熱素子１２は、抵抗
体膜から構成される発熱体１４，１５と電極１６，１７
及びくびれ部１３とガラス製の保護層１８とから構成さ
れている。発熱体１４，１５は、スパッタリング法や化
学蒸着法（ＣＶＤ）等によりグレーズ層２１の表面に層
設された後に、フォトリソグラフィとエッチングとによ
りパターン化される。そして、この発熱体１４，１５に
対して電極１６，１７及びくびれ部１３がシルク印刷に
よりパターン印刷される。なお、電極１６，１７及びく
びれ部１３はシルク印刷の他に、発熱体１４，１５と同
じような手法により形成してもよい。この発熱抵抗体薄
膜材質としては、Ｎｉ−Ｃｒ，Ｔａ₂ Ｎ，Ｔａ−ＳｉＯ
₂ ，Ｔａ−Ｓｉ，Ｔａ−Ｓｉ−Ｃ，Ｃｒ−Ｓｉ−Ｏ，Ｚ
ｒＮ，Ｔａ−ＳｉＣ，その他公知のものが用いられる。
また、電極１６，１７及びくびれ部１３はＡｌ，Ａｕ等
が用いられる。

【００１０】図１に示すように、１画素を記録する発熱
素子１２の主走査方向における長さＬｍは１５０μｍで
あり、副走査方向における長さＬｓは２５０μｍであ
る。また、くびれ部１３における隙間Ｌｇは２０μｍで
あり、副走査方向における長さＬｓに対して８％に設定
されている。なお、この隙間Ｌｇと副走査方向における
長さＬｓの比（Ｌｇ／Ｌｓ）は８％に限定されることな
く、５〜３０％の間で適宜設定することができ、より好
ましくは７％〜１２％である。この比は、抵抗体薄膜層
の厚み，幅，長さやその材質などで適宜選択され、副走
査方向の中央部での温度上昇が抑えられる。

【００１１】このように構成したサーマルヘッドを用い
て、記録材料を副走査方向に例えば１６mm／sec の速度
で送って、イエロー、マゼンタ、シアンの順にフルカラ
ー画像を記録する。この場合に、最も熱エネルギーを必
要するシアン感熱発色層の記録の際に、最高濃度を記録
すべく最大熱エネルギーを発生させると、発熱素子の副
走査方向における温度分布は図３の曲線Ｂに示すように
なり、副走査方向における中央部にくびれ部１３が形成
されることにより、この部分での発熱量が抑えられ、中
央部における温度が低くなる。しかも、２個に分割した
発熱体１４，１５による温度分布はほぼ台形状（台形状
に近い山形状）になり、その最高温度は、従来のように
１個の発熱体で形成したものに比べてΔｔだけ低くな
る。これらの発熱体に同一電力を加えた場合、発熱体１
４，１５によるものは、１個の発熱体で形成したものに
比較し、最高温度は低く、その分、発熱体両端の温度が
上がり、温度分布がほぼ台形状になるため、記録材料に
与える総熱量は変わらない。

【００１２】したがって、シアン感熱発色層を最大濃度
で発色させる場合でも、従来より最高温度が低い分だけ
記録材料への熱ダメージが少なくなり、記録材料の表面
層の発泡が抑えられて、光沢度が低下することがなくな
る。こうしてシアンの最高温度を光沢度を低下させるこ
となく発色させることができる。

【００１３】なお、上記実施形態では、くびれ部１３を
設けることによって、発熱素子１２の副走査方向におけ
る中央部の発熱を抑えるようにしたが、この他に図４及
び図５に示すように、くびれ部１３の代わりに、１つの
発熱体３０の副走査方向における中央部に導電体層から
なる短絡部３１を形成して、この短絡部３１により発熱
体３０の中央部を電気的に短絡させてもよい。この場合
にも、短絡により、２個の発熱体３３，３４に分割され
るので、発熱素子３５における中央部の発熱が抑えられ
る。なお、図１及び図２に示すものと同一構成部材には
同一符号が付してある。前記短絡部３１は電極１６，１
７を形成する際に、同じようにして形成される。

【００１４】また、上記実施形態では、くびれ部１３や
短絡部３１を発熱素子３５の副走査方向における中心に
形成したが、これらくびれ部１３や短絡部３１は発熱素
子３５の副走査方向における中央部付近に位置していれ
ばよく、中心から少しずれた位置であってもよい。例え
ば、図６に示すように、くびれ部４０により副走査方向
における全長Ｌｓに対して２Ｌｓ／３の位置にくびれ部
４０を配置し、不等長の発熱体４１，４２を構成して、
発熱素子４３を形成してもよい。この場合にも、図３の
曲線Ｃに示すように、２つのほぼ台形状の温度分布とな
るので、分割しない従来のサーマルヘッドのものに比べ
て、最高温度をΔｔ１だけ低くすることができる。した
がって、このΔｔ１の分だけ熱ダメージを少なくするこ
とができ、光沢度の低下を抑えることができる。

【００１５】図７は、記録材料の送り速度を１６mm／se
c にしてシアン感熱記録したときのシアン濃度と光沢度
との関係を示す線図である。曲線Ｄは、図１及び図２に
示すように、副走査方向の中心部で二分割した発熱体１
４，１５からなる発熱素子１２によるものであり、曲線
Ｅは、図６に示すように、２Ｌｓ／３とＬｓ／３の長さ
を有する２つの発熱体４１，４２からなる発熱素子４３
によるものであり、曲線Ｆは従来の１つの発熱体からな
る発熱素子によるものである。従来のものは、図３の曲
線Ａで示されるように、発熱素子の副走査方向における
中央部分が高熱になり、これにより十分なシアン濃度に
達する前に表面層が発泡してしまい光沢度が低下してい
ることが判る。これに対して、本発明では、くびれ部１
３，４０により中央部分が高熱になることが抑えられる
ため、シアン濃度が上がっても光沢度の低下が少ない。
特に、曲線Ｄで示されるように、くびれ部１３を副走査
方向の中心に位置させたものでは、図３の曲線Ｂに示す
ように最高温度をより一層低くすることができ、図７の
曲線Ｄに示すように表面層の発泡を抑えつつシアン濃度
を上げることができる。

【００１６】なお、上記実施形態では感熱記録用サーマ
ルヘッドについて説明したが、この他に熱溶融型や熱転
写型のサーマルヘッドに本発明を実施してもよく、この
場合にも中央部の温度上昇を抑えて副走査方向における
温度分布をほぼ均一することができる。

【００１７】また、上記実施形態では発熱素子を副走査
方向で二分割したが、この他に、３ないし６分割するよ
うにして、副走査方向における温度分布がほぼ一定にな
るようにしてもよい。この場合にも、分割部分は上記実
施形態と同じようなくびれ部や短絡部から構成するとよ
い。なお、くびれ部１３，４０を電極１６，１７と同じ
幅で形成して、発熱体１４，１５，４１，４２に対して
幅の狭いくびれた形状にしたが、この幅は発熱体１４，
１５，４１，４２と同じ幅で形成してもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、１画素を記録する発熱
素子の発熱部分を副走査方向で二分割したから、従来１
個の発熱素子で記録していたものと比べて、副走査方向
における中央付近が高温になるのが防止される。これに
より、記録材料の表面層が高温になることがなく、この
熱ダメージによる発泡が生じない。したがって、光沢度
が低下することが無くなる。しかも、二分割したことに
よる中央部分での熱損失は従来の熱ダメージとして作用
していたものであるから、記録に必要な熱量の低下はそ
れ程でなく、効率のよい熱記録が可能になる。

【００１９】前記二分割を、発熱素子の副走査方向にお
ける中心から行うから、二分割された発熱体における最
高温度を共に低く設定することができ、その分だけ記録
材料の表面層が高温になることがなく、発泡による光沢
度の低下をより一層抑えることができる。

【００２０】前記発熱素子の発熱部分の二分割を、発熱
素子を構成する抵抗膜を二分割してこれをくびれ部を介
して接続して行うことにより、サーマルヘッドの製造時
における抵抗膜のパターンと、電極及びくびれ部のパタ
ーンとを変更するだけでよく、簡単にサーマルヘッドを
製造することができる。

【００２１】また、発熱素子の発熱部分の二分割を、発
熱素子を構成する抵抗膜の副走査方向における中心に導
電膜を配置してこの部分を短絡させて行うことにより、
発熱素子の副走査方向中央部における温度上昇を確実に
抑えることができ、熱ダメージによる光沢度の低下を抑
えることができる。しかも、サーマルヘッドの製造時
に、電極とともに抵抗膜の中央部に電極と同じ材料から
なる短絡部を配置するだけでよく、表面層の光沢度の低
下がないサーマルヘッドを簡単に製造することができ
る。

【００２２】また、二分割した隙間部分の副走査方向に
おける長さは、発熱素子の発熱部分の副走査方向におけ
る全長に対して５％〜３０％にしたから、発熱素子の副
走査方向中央部における温度上昇を確実に抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの要部を示す平面図で
ある。

【図２】図１におけるII−II線に沿う断面図である。

【図３】本発明の発熱素子と従来の発熱素子との副走査
方向における温度分布を示す線図である。

【図４】くびれ部の代わりに短絡部を用いた他の実施形
態を示すサーマルヘッドの要部の平面図である。

【図５】第４図におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】分割位置を変えた他の実施形態を示すサーマル
ヘッドの要部の平面図である。

【図７】本発明の発熱素子と従来の発熱素子とによりシ
アン記録した際のシアン濃度と光沢度との関係を示す線
図である。

【符号の説明】

１０サーマルヘッド１１アルミナ基板１２，３５発熱素子１３，４０くびれ部１４，１５，３０，３３，３４，４１，４２発熱体１６，１７電極３１短絡部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主走査方向に発熱素子を並べて構成した
サーマルヘッドにおいて、１画素を記録する発熱素子の発熱部分を副走査方向の中
央部付近で二分割したことを特徴とするサーマルヘッ
ド。
【請求項２】請求項１記載のサーマルヘッドにおい
て、前記発熱素子を構成する抵抗膜を二分割し、これら
二分割した抵抗膜をくびれ部を介して接続して、前記発
熱素子の発熱部分の二分割を行うことを特徴とするサー
マルヘッド。
【請求項３】請求項１記載のサーマルヘッドにおい
て、前記発熱素子を構成する抵抗膜の副走査方向におけ
る中央部付近に導電膜を配置してこの部分を短絡させ、
前記発熱素子の発熱部分の二分割を行うことを特徴とす
るサーマルヘッド。
【請求項４】前記分割位置を、発熱素子の副走査方向
における中心とすることを特徴とする請求項１ないし３
いずれか１項記載のサーマルヘッド。
【請求項５】請求項１ないし４記載のサーマルヘッド
において、二分割した隙間の副走査方向における長さ
を、発熱素子の発熱部分の副走査方向における全長に対
して５％〜３０％にしたことを特徴とするサーマルヘッ
ド。