JPS63319160A - 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 本発明はプリンタやファクシミリ等の感熱記録装置に用
いられるサーマルヘッドに関する。

従来の技術 プリンタやファクシミリ等の感熱記録装置は、サーマル
ヘッドを用い、感熱紙あるいはインクシートと重ね合わ
せた普通紙に対して感熱記録を行っている。感熱記録時
の記録濃度はサーマルヘッドの発熱抵抗体の単位体積当
りの発熱量により決る。

第５図は従来の原模型サーマルヘッドの電極形状を示し
た平面図である。厚膜型サーマルヘッドでは発熱抵抗体
を独立して作成することが困難であるため、共通発熱抵
抗体４の両側から交互に導体電極３ａ、３ｂを千鳥型に
導入配置している。

なお、後述の本発明の実施例と共通する素子には同一番
号を付している。

導体電極にパルス的に電圧を印加すると、発熱抵抗体に
電流が流れ３００〜４５０℃の高温に発熱し、電力の印
加の中止とともに室温付近まで冷却され、この繰り返し
により感熱記録を可能にしている。省電力化の観点から
は、より少ない電力の印加でより高温に発熱できること
が望ましい。

また、高速印字が可能なためには、印加電圧のオン、オ
フに伴う発熱と冷却が瞬時に行える熱応答性が要求され
る。

しかし、従来の厚膜型サーマルヘッドでは、薄膜型サー
マルヘッドに比べて、その発熱抵抗体の体積が大きいた
め発熱効率がわるく、同一の記録濃度を得るためにはよ
り多（の電力を必要とした。また、発熱抵抗体の体積が
大きいことから熱容量も大きくなり、周期の短い入力電
圧に追従できず高速な印字を行うことが出来なかった。

印字品質の点でも、厚膜型サーマルヘッドは発熱抵抗体
をエレメントごとに独立して形成していないため、発生
した熱が発熱抵抗体内部を熱伝導により拡散してしまい
、印字されたドツトににじみを生じたり主走査方向につ
ながってしまう等の問題を有していた。

発明が解決しようとする問題点 近年、薄膜型サーマルヘッドから厚膜型サーマルヘッド
に進展することによりコスト面では著しい進歩が見られ
た。しかし、熱応答性、省電力化、階調記録性、高印字
品位化の観点では、なお改善の必要がある。

問題点を解決するための手段 本発明の特徴は、発熱抵抗体に交互に導入配置された電
極のうち、一方の側の電極の少な（とも発熱抵抗体に接
する部分の幅を、他の側の電極の幅よりも広くし、かつ
幅の広い方の電極の引出し部の幅をその発熱抵抗体に接
した部分の幅よりも狭くすることにある。

作用 本発明の構成によれば、同時に発熱効率、熱応答性、階
調記録性を改善することが可能で、高速に高品位印字可
能なサーマルヘッドを提供するこ七ができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の厚膜型サーマルヘッドの断
面構成図である。アルミナ基板１上に、ガラスグレーズ
層２を形成し、金の導体電極６ａ、６ｂを交互に配列さ
れるように形成し、この電極上に酸化ルテニウムからな
る共通発熱抵抗体４を形成し、更に耐摩耗層５を形成す
る。

第２図は、本発明の一実施例のサーマルヘッドの電極形
状を示す平面図で、共通発熱抵抗体４の両側から交互に
導体電極６ａ、６ｂを導入配置しており、導体電極６ａ
は導体電極６ｂに比べて幅を広（し、かつ導体電極６ａ
の取出しリード部の幅は発熱抵抗体に接した電極部の幅
よりも狭（している。また、導体電極６ａは共通電極と
して互いに接続されており、導体電極６ｂとの間に形成
される二つの発熱部分７ａ、７ｂによって一つのニレメ
ン］・を構成する。

このような構成とした場合、発熱部分の体積が小さくな
り、従来のサーマルヘッドに比べて発熱抵抗体に流れる
電流密度を太き（することができ、発熱効率と熱応答性
を改善できる。また、二つの発熱部分７ａ、７ｂは従来
のサーマルヘッドに比べて接近して位置することになる
。発熱エレメントの温度は二つの発熱部分の温度上昇が
合成されたものとなり、これによって同一の入力電力で
より高温まで発熱できる。そのうえ、隣接の発熱エレメ
ントとは離れているため、互いの干渉を少な（でき、た
とえ共通発熱体内を熱伝導で熱が拡散したとしても印字
ドツトのにじみが抑えられ、非常に高品位な印字が可能
である。また、本発明では電極取出しリード部の幅を狭
（することで、発熱部で発生した熱がリード部を経て熱
伝導することによる熱損失のために熱効率が低下するこ
とを防止している。リード部の幅については、その電気
抵抗値が許容できる範囲で狭くすればよい。

第３図は、本発明の他の実施例を示すもので、導体電極
６ａ、６ｂの先端を共通発熱抵抗体４の中心線８と各電
極の導入側と反対の発熱抵抗体の外縁との間に置いたも
のである。導体電極の熱伝導率は発熱抵抗体に比べて非
常に大きいため、発熱エレメントで発生したジュール熱
の一部は導体電極内を熱伝導により拡散してしまい、従
来熱効率の低下の大きな原因となっていた。第３図に示
した構成とすることにより、導体電極部からの熱損失が
更に減少され、かつ発熱部分がより制限されることによ
り熱効率が一層改善される。また、このような熱集中の
効果により、熱容量も減少するので同時に熱応答性も著
しく改善される。

電極の先端位置は、熱集中の効果を出すためには発熱抵
抗体の外縁よりも内側とし、できる限り発熱抵抗体の中
心線に近付けた方がその効果が大きい。しかし、あまり
電流密度を増加させると導体電極端面での放電密度が増
加して電極破壊をきたすため、発熱抵抗体と導体電極の
限界電流密度を勘案して構成する必要がある。

第４図は、本発明のサーマルヘッドと従来のサーマルヘ
ッドの特性を比較したもので、横軸に発熱エレメントご
との入力、縦軸に反射濃度をとったものである。印字試
験の方法としては、周期３２ｍ５−パルス幅８ｍｓの所
定電力の入力を加えて印字し、印字された記録紙をマク
ベス濃度計で測定した。従来例として第５図に示した千
鳥型電極を用いたもめと、本発明の第２図、第３図に示
したものとを比較対照させている。比較したサーマルヘ
ッドは全て６本／ｍｍの解像度のもので、その作成条件
は、基板にアルミナグレーズ基板を用い、電極は厚さ０
．５μｍの金電極で、発熱抵抗体は酸化ルテニウムを主
体にしたもので、パターン幅は２００μｍである。本発
明の図に示した特性は、共通電極の発熱抵抗体に接した
部分の幅が７０μｍで、個別電極の幅が３０μｍの場合
である。図より明らかなように、本発明の電極構成を用
いることにより熱効率が著しく改善され、サーマルヘッ
ドの特性が向上する。共通電極と個別電極の幅について
は、本発明の効果が現れる範囲で任意に選択できるが、
熱効率、熱応答性等の目的仕様を勘案して決定すれば良
い。

本発明の特徴は、発熱抵抗体に交互に導入配置された電
極のうち、一方の側の電極の少なくとも発熱抵抗体に接
する部分の幅を、他の側の電極の幅よりも大きくするこ
とにある。このような構成とすることにより、一つの発
熱エレメントを構成する二つの発熱部分の体積を制限し
、同時にそれらを接近して配置することが可能になり、
発熱部の熱集中化を極めて簡便に達成することができ、
非常に低コストで、熱応答性、階調記録性、省電力化を
同時に改善できる。

発明の効果 本発明によれば、サーマルヘッドの熱集中化を極めて簡
便に実現することができ、低コストで、熱応答性、階調
記録性、省電力化に優れ、高速に高品位印字可能なサー
マルヘッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの断面構成
図、第２図は同サーマルヘッドの電極構成を示す平面図
、第３図は本発明の他の実施例のサーマルヘッドの電極
構成を示す平面図、第４図は本発明の実施例と従来例の
サーマルヘッドにおける反射濃度と入力電力との相関図
、第５図は同サーマルヘッドの電極構成を示す平面図で
ある。 ］・・・・基板、３・・・・導体電極、４・・・・発熱
抵抗体、５・・・・耐摩耗層、６・・・・本発明の導体
電極。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はが１名＝　９− 第１図 第２図 第４図 Ｑ　　Ｏ，＋　　０．２　０．３　０．４　０．５人力
電力　　（Ｗ／工しメン１１） 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱抵抗体に異なった電位の電極が交互に導入配
   置されたサーマルヘッドにおいて、一方の電位の側の電
   極の少なくとも発熱抵抗体に接した部分の幅が、他の電
   位の側の電極の幅より広く、かつ発熱抵抗体に接した部
   分の幅が広い方の電極の引出し部の幅を、前記電極の発
   熱抵抗体に接した部分の幅よりも狭くしたことを特徴と
   するサーマルヘッド。
2. （２）電極の先端が、発熱抵抗体の中心線と前記電極が
   導入されている反対側の前記発熱抵抗体の外縁との間に
   位置することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のサーマルヘッド。