JPS61254358A - サ−マルヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱転写記録で良好なカラー画像を得るための
サーマルヘッドに関する。

従来の技術 熱転写記録は保守が容易なカラープリンタが可能である
ことから、今後の発展が期待されている。

熱転写記録でカラー記録を行うにはシアン、マゼンタ、
イエローの３色を重ね印字する必要がある。この重ね印
字を行うだめの装置構成は色々な方式があるが、第６図
に示すドラム式のカラー記録装置構成によりカラー記録
を行う方法について説明する。

第６図に於て、１Ｎは受像紙、１ｂは転写インクシート
で、このシート１ｂ上にはシアン１１ｂ２マゼンタ１２
ｂ、イエロー１３ｂ及びブラック１４ｂの各色の染料あ
るいは顔料がドラム２の１回転長さと略同−長さに塗布
されている。２はドラム、５はサーマルヘッドである。

第６図の装置構成で、カラー記録は以下のように行われ
る。ドラム２に巻きつけられた受像紙１１Ｌは転写イン
クシート１ｂを介してサーマルヘッド５に圧接される。

受像紙１＆が巻きつけられたドラム２と転写インクシー
ト１ｂを第６図の矢印に示す方向に動かしながらサーマ
ルヘッド６の所定の発熱体に通電加熱することで転写イ
ンクシート１ｂ上に塗布された染料又は顔料が受像紙１
＆に転写されて記録が行われる。この場合に、ドラム２
を１回転することで１つの色の印字が終了するとともに
、受像紙１１Ｌは初期状態に戻り、かつ転写インクシー
）１ｂは次の色の印字初期状態となる。これをシアン１
１ｂ１マゼンタ１２ｂ、（エロー１３ｂ、ブラック１４
ｂの４回の記録を行うことでカラー画像が得られる。な
お、ブラックはシアン、マゼンタ、イエローの混色によ
）ても得られることから用いない場合もある。

ところで、熱転写記録で写真のようなフルカラー画像を
得るためには上述の重ね印字記録を行うだけでなく、各
色について中間調を記録できることが必要である。

中間調を記録するための方法として、昇華型インクシー
トを用いた熱転写記録が開発されている。

この記録方式はサーマルヘッドの加熱量に対応して染料
インクを昇華させて受像紙へ転写記録するものであり、
加熱量は発熱体に印加するパルス幅で制御を行う。この
方式は簡単な制御方式で良好な中間調記録が得られるが
、インクとして昇華性インクを用いることから記録に要
するエネルギーが大きく、又記録画像の保存性が良くな
い等の問題点を有している。このため、溶融型インクシ
ートラ用いて複数個の発熱体ドツトの組み合せによる面
積階調記録方式で中間調を記録する方式も行われている
。

第７図に溶融型インクシートでフルカラー画像を得るた
めに用いられているサーマルヘッドを示す。第７図に於
て、６はグレーズドアルミナ基板（図示せず）上に発熱
体６ａを設けた発熱体基板、７はヘッド基台、８は発熱
体を駆動するＩＣ１９はＩＣｓと発熱体基板６及びプリ
ント基板を接続するためのフィルムキャリヤ、１ｏはプ
リント基板である。第７図に示すサーマルヘッドは発熱
体ドツト密度が１６ドツト／鵡の解像度を有するヘッド
で、第８図に示す発熱体ドツト形状である。

第８図に於て、１１．１２は発熱抵抗体１３への給電用
導体で、１１は共通電極、１２は発熱体駆動用ＩＣと接
続する個別電極である。なお、発熱体部分には耐摩耗保
護膜を設けるが、図示していない。第８図の発熱体ドツ
ト形状を有するサーマルヘッド（第７図に示す）を用い
て、４個の発熱体を単位とした４Ｙ４のマトリックスに
よる面積階調方式により溶融型インクシートでのフルカ
ラー記録が行われている。

発明が解決しようとする問題点 溶融型インクシートは、記録に必要なエネルギーが発色
型感熱紙や昇華型インクシート等に比べて小さく、かつ
、使用するインクは顔料であることから記録画像の保存
性も良好である等の優れた特長を有している。しかしな
がら、中間調を記録するためには高密度のサーマルヘッ
ドを用いて複雑な画像処理を必要とする。このために、
プリンタ装置が大型化かつ高価となり、特殊な用途のみ
に制約されていた。更に、複数個の発熱体を単位とした
面積階調記録を行うことから画像としての解像度がよく
ない点の問題もある。

このような問題点をなくし安価なフルカラープリンタを
溶融型インクシートを用いて可能とするために、本発明
者等は複数の異なる抵抗値を有する発熱抵抗体を並列に
接続した発熱体ドツト形状を見出し、印加パルス幅制御
で良好な中間調記録を可能とした。しかし、本発明者等
により開発したサーマルヘッドは、発熱体部分では微細
パターン加工を必要とするためにヘッド作成の困難さが
あった。また、耐熱パルス特性もやや低下することから
高速のフルカラー記録ができないという問題点もあつた
。

本発明はこのような現状に鑑み、複雑なパターン加工を
必要とせずに、耐熱パルス特性の改善と良好な中間調記
録を可能としたものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために、本発明は発熱抵抗体膜と
して正特性の抵抗温度係数を有する材料を用いて、かつ
発熱抵抗体ドツトの中央部分の抵抗値が小さくなるよう
に給電用導体のパターン形状を台形状又は三角形状とし
たものである。

作用 本発明のサーマルヘッドは、発熱抵抗体の中央部の発熱
体の長さが小さいことから、ドツト内において抵抗値が
連続的に異なり中央部が小さく、周辺部になるにつれて
大きくなる。この発熱抵抗体にパルス電圧を印加した場
合、抵抗値の小さな中央部の温度上昇が速いが、発熱抵
抗体は正の抵抗温度係数を有する材料であることから中
央部は温度上昇とともに抵抗値が増大する。このため、
パルス電圧の印加初期は中央部の発熱であるが、次第に
周辺部にまで発熱領域が広がるようになる。

従って、パルス印加時間を制御することで中間調記録が
可能となるとともに、局部的な発熱が生じないことから
耐熱パルス特性も向上する。しかも、本発明のヘッドは
パターン形成も簡単であること発熱抵抗体材料としてＦ
ｅ−８ｉ合金を用いて、マグネトロンスパッタにより成
膜した。作成した発熱抵抗体膜のＴＣＲはｓｏｏｐｐｍ
／’ｃであった。

このＦｅ−５ｉ低抵抗膜上に０ｒ−Ｏｕ二層電極をスパ
ッタリングにより成膜した後、第１図に示すように給電
用導体の電極パターン形状として、発熱抵抗体の中央部
が短く抵抗値が小さくなるように台形状につき出たパタ
ーン構成を有するサーマルヘッドを作成した。第１図に
おいて、３１はＦｅ−３ｉよりなる発熱体、３２は給電
用導体で、３２１Ｌは共通電極、３２ｂは個別電極であ
る。なお、発熱体部分には耐摩耗保護膜を形成するが、
図示していない。第１図に示す発熱体ドツトでは、中央
の猶の領域は他と比べて抵抗体長が短く抵抗値が低い。

このヘッドに同一電力を印加し、飽和濃度を得るための
印加パルス幅ｔｎとｔ　ｎ／　３　、２　ｔ　ｎ　／　
３の３種類のパルス幅を印加した場合の発熱体の幅方向
の表面温度分布を測定した。この結果を第２図に示す。

短いパルス幅（ｔｎ／３）の場合には、抵抗値の小さい
中央部のみが転写記録に必要な温度上昇を生ずる。さら
に、パルス幅を長（（２ｔｎ／３）していった場合、中
央部は抵抗値が増大していくために温度分布は幅方向に
広がっていく。このことは、パルス幅により転写記録さ
れるドツトの大きさを変化できることを意味している。

第３図に、溶融型インクシートで印加パルス幅を変化さ
せた時の記録濃度特性を示す。印加パルス幅をかえるこ
とで連続的な記録濃度の変化が得られ、１６階調以上の
中間調記録が得られた。

本実施例のヘッドは発熱体ドツト部分も給電用導体部の
パターン密度と同じであることから、ヘッドの生産性や
歩留りの点で優れている。

（実施例２） 第２の実施例により作成したサーマルヘッドの発熱体部
分の形成を第４図に示す。第４図のサーマルヘッドは次
に述べるようにして作成した。アルミナ基板３３上にＡ
ｕ厚膜導体を印刷・焼成して電極パターンを形成した。

３４１Ｌ、３４ｂはダイオードを介して共通電極に接続
される電極で、共通電極としては電極３４ａ同志と電極
３４ｂ同志を接続する２本で構成される。３５は発熱体
を駆動するＩＣに接続するための個別電極である。

この電極の発熱体部のパターン形状は中央部の抵抗値が
小さくなるように三角形としている。このような導体パ
ターンを形成した後、（Ｂａ、Ｐｂ）ＴｉＯ。

ＰＴＣサーミスタ抵抗体を棒状に印刷・焼成して抵抗体
３６を形成した。この抵抗体３６はキュリ一点が３ＱＯ
″Ｃであり、従って３００°Ｃ以上で急激な抵抗上昇特
性を有する。抵抗体形成後、耐摩耗保護膜として人１２
０３を２％混合したガラスを印刷・焼成して形成した。

なお、第４図には図示していない。

このようにして作成したヘッドについて、第４図のムー
Ａ′方向（発熱体ドツトの幅方向）の表面温度分布を印
加パルス幅をパラメータとして測定した。この結果全第
６図に示す。飽和濃度を得るための印加パルス幅ｔｎの
猶のパルス幅の場合には発熱体の中央部のみが転写記録
される温度以上に上昇する。しかしながら、中央部の抵
抗体は３００°Ｃ以上になると抵抗値が急増するために
表面温度は一定に僚友れるとともに、周辺部が加熱され
るようになる。実際に印字を行ったところ、印加パルス
幅による良好な中間調記録が得られた。

又、耐熱パルス特性に対しては、印加パルス幅を長くし
ても中央部の発熱温度は一定に保たれるために大きく向
上することが確認された。

発明の効果 本発明によれば、サーマルヘッドの耐熱パルス特性を低
下させることなく、溶融型インクシートによる中間調記
録が可能となシ、ヘッドの信頼性カ高く、低コストのフ
ルカラープリンタが得られる。又、発熱体の中央部の抵
抗値を低くする方式は高密度のパターン形成も不要とな
り、ヘッド生産性の点でも大きな効果が得られる。

更に、発熱抵抗体としてＰＴＣサーミスタ材料を用いた
場合には自己温度制御機能を有することから、耐熱パル
ス特性は大幅に向上することも大きな効果である。

以上のように本発明は溶融型インクシートで印加パルス
幅の制御で中間調記録が可能であることから、フルカラ
ープリンタの普及に大きな効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１にもとづいて作成し次サーマ
ルヘッドの発熱体部分形状を示す平面図、第２図は本発
明の実施例１にもとづいて作成したサーマルヘッドの発
熱体の幅方向の表面温度分布を印加パルス幅全パラメー
タとして測定した特性図、第３図は本発明の実施例１に
もとづいて作成したサーマルヘッドの記録濃度特性を示
す特性図、第４図は本発明の実施例２にもとづいて作成
したサーマルヘッドの発熱体部分形状を示す平面図、第
５図は同ヘッドの発熱体の幅方向の表面温度分布を印加
パルス幅をパラメータとして測定した特性図、第６図は
熱転写記録でカラー記録を行うための記録方式を説明す
るための説明図、第７図は、溶融型インクシートでフル
カラー記録を行うために従来用いられているサーマルヘ
ッド形状を示す斜視図、第８図は第７図に示すサーマル
ヘッドの発熱体部分の形状を示す平面図である。 ３１・・・・・・発熱体、３２・・・°゛・給電用導体
、３２ａ・・・・・・共通電極、３２ｂ・・・・・・個
別電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名３２
ｂ＝−ｉ、１１別・ 第４図 （ト）　　　　ン繁琢憫目喫璽 第　５　匁 発令＆側≦月１１Ｑ’カ１５の了百ｉ 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板上に列状に配列して設けた正の温度係
   数を有する発熱抵抗体と、この発熱抵抗体への給電用導
   体とを有し、前記発熱抵抗体を発熱体の中央部における
   長さが他の部分より短くなる形状としたサーマルヘッド
   。
2. （２）発熱抵抗体として、ＰＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴ
   ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミ
   スタ材料を用いた特許請求の範囲第１項記載のサーマル
   ヘッド。