JPS6354262A - 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］ 本発明は例えば熱転写あるいは感熱記録装置等に於いて
多値記録により中間調表現が可能なサーマルヘッドに関
する。

［従来の技術］ 従来よりカラープリンターに使用される記録方式には多
くのものがあり、インクジット方式、熱転写方式、ワイ
ヤドツト方式等が存在している。

これらの方式においては、その原理上２値記録が一般的
であり、従来技術により階調表現を行うには複数ドツト
を一単位として、その単位中のドツトのオン・オフの割
合によって中間調を表現するディザ法等の面積階調法に
より疑似的に中間調を再現する手法がとられる。

［本発明が解決しようとする問題点コ ところが、この方法を用いると多くの階調を表現するた
めには一車位に必要なドツト数が増えるので画素解像度
が落ちてしまう０例えば６４階調で６画素／　ｍ　ｍ程
度の画質を得るためには、４８ドツト／　ｍ　ｍ程度の
記録ヘッドの解像度が必要になる。サーマルプリンター
では、４８ドツト／ｍｍのサーマルヘッドが必要になる
が、このように高密度なサーマルヘッドは現在の技術で
は製造不可能である。たとえ、作ることができたとして
も、膨大な画素数になるこのサーマルヘッドを駆動する
ためには駆動回路に非常に大規模なものを必要とし、現
実的でない。

すなわち２値記録で、高画質な階調記録を行うには限界
があり何らかの方法によって１ドツトの大きさを多階調
に表現する多値記録を行うことができれば、この問題を
解決することができる。

従来一般に利用されているサーマルヘッドを利用した熱
溶融転写による記録では印加エネルギーの変化による濃
度変化は第１図（蒜）のようになり、印加エネルギーに
対する記録濃度の傾きが大きく、またばらつきも大きい
ため中間の濃度を出すことは非常に困難であった。以下
その理由について説明する。第１図（ｂ）に示すような
従来のサーマルヘッドでは、発熱素子１と電極２とが同
一幅になるような形状になっているため発熱素子１に流
れる電流の分布はほぼどこでも一定になる。このため発
熱素子１の温度分布が放熱量が少ない真中の部分が若干
高温になる程度である。第１図（Ｃ）のように電極２に
印加するパルス電圧の印加時間を変化させて発熱素子の
温度分布を１１　ａ　＊　　１２　ａ　（印加時間は１
１　ａ＜１２ａである）のように変化させても、熱転写
インクの溶融点Ｔｍより高い温度領域か、そうでないか
は第１図（ａ）に示すように印加エネルギーのわずかの
差で大診く異なってしまう、すなわちＴｍよりわずかに
印加エネルギーが小さければインクは全く溶融転写せず
、逆にＴｍよりわずかに印加エネルギーが大きければ発
熱素子に接するインクのほとんどが溶融転写することに
なる。

このため従来技術による熱溶融転写方式では事実上２値
記録しかできなかった。しかるに印加エネルギーと記録
濃度との関係をしめす曲線の傾きをなるべく小さくする
ことが可能で、しかもこの関係のばらつきを小さくする
ことができる方法が得られれば、熱溶融転写でも多値記
録が可能となる。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明のサーマルヘッドは、
発熱素子を該素子に電源を供給するための電極を備える
発熱素子アレイを含むサーマルヘッドにおいて、発熱素
子を該素子の記録有効幅よりも狭い幅の少なくとも２つ
以上の対電極に接続したことを特徴とする。

また、電極対の一方の電極を共通電極とすることをさら
に特徴とする。

［作用］ かかる構成において、電極に印加する電気エネルギー及
び／又は駆動する電極の数を変化させることにより発熱
素子の熱分布を制御し、多値記録による中間調表現を行
う。

［実施例］ 以下、図面に従って実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明によるサーマルヘッドの発熱素子と電極
との形状関係を示す部分拡大正面図である。発熱素子１
には対向する三対の電極２−１〜２−３が接続されてお
り、各々の電極は絶縁体９により絶縁されている。第３
図はこのサーマルヘッドを使用した記録装置の概念図で
あり、サーマルヘッド３１の発熱部に対向するようにプ
ラテン３４が設けられ、これらの間をインクシート３２
と記録媒体３３とが図の矢印方向に８勤し、この時サー
マルヘッド３１の電８ｉ２にパルス電圧を印加すること
によって記録が行われる。

次にサーマルヘッドの一対の電極にパルス電圧を印加し
たとき（本例の場合は中央の電極に電圧が印加された場
合を示す。）の電流の流れ方を第４図（ａ）に示す。電
流は抵抗が一番低くなる最短距離を最も流れやすいため
、一定の電流値以下であれば電圧が印加される電極の幅
に相当する発熱素子の幅内にほとんどの電流が流れる。

このため、電流の流路３は発熱素子１の幅全体には広が
りにくい、従って、発熱素子１の温度分布は第４図（ｂ
）のようになり、駆動されている電極の幅に相当する発
熱素子１の部分の温度だけが特に高くなり、この範囲以
外との温度差は大きいものになる。印加エネルギーを変
えるためにパルス電圧の印加時間を次第に長くすること
により温度分布は温度分布曲線４２，４３．４４のよう
に変化する。このときインクシートのインクの溶融点が
Ｔｍであると、Ｔｍより高い温度領域ではインクが溶融
し記録媒体に転写されるため、転写されるドツトの面積
はパルス電圧の印加時間を制御することにより変化する
。

一対の電極だけでも転写面積を変化させることは可能で
あるが、濃度を高くするために大きなドツトを転写する
目的でパルス電圧の印加時間をあまり大きくしすぎると
、第４図（ｂ）の温度分布のピークはサーマルヘッド、
発熱素子１を破壊してしまうほどの高温になってしまう
。このため局部的に高温にならないように、ドツト面積
が大きいときには第５図（ａ）〜（ｅ）のように駆動す
る電極対を増やしてやる。第５図（ａ）では三対の電極
のうち中央の一対の電極２−２にだけパルス電圧を短い
時間印加し、同図（ｂ）では中央の一対の電極２−２に
発熱素子１が破壊しない程度の長い時間印加し、同図（
Ｃ）では左及び中央の二対の電極２−１．２−２に短い
時間印加し、同図（ｄ）では左及び中央の二対の’Ｗ８
ｉ２−１゜２−２に長い時間印加し、同図（ｅ）では三
対の電極２−１．２−２及び２−３に長い時間のパルス
電圧を印加したときの、発熱素子１がＴｍより高くなる
発熱領域（転写面積）５１の様子を示している。このよ
うにパルス電圧の印加時間と、駆動する極対の数を変化
させることにより第５図（ａ）〜（ｅ）のように転写す
るドツト面積を変えることができるが、パルス電圧の印
加時間をさらに細かく制御することによりドツト面積変
調はなめらかに行うことができる。

第６図は、発熱素子を駆動するための模擬回路である。

図面が示すように駆動回路は一対の電極２−１〜２−３
ごとに駆動電源Ｖｃが接続されており、スイッチＳＷを
２０時間幅にわたって閉成せしめることによって第５図
（ａ）〜（ｅ）が示すように熱を分散することによる面
積変調を行うことができる。

前述の方法で階調表現を行ったときのパルス電圧の印加
時間、印加する電極対の数と記録濃度との関係を第７図
に示す。６１，６２．６３はそれぞれ電極が一対のとき
、二対のとき、三対のときのパルス電圧印加時間と記録
濃度との関係である。記録濃度が低いときは６１の濃度
曲線を使用し、濃度が高くなるに従って６２．６３と使
い分けることによって、低濃度から高濃度まで広い濃度
範囲にわたって連続的に階調表現を行うことができる。

しかもこのとき発熱素子の一部が極端に高熱になるよう
なことがないため耐久性に優れたサーマルヘッドが得ら
れる。

他の実施例として第８図を示す。これは前述の実力五個
中の電極対のうち、どちらか一方の電極を共通電極２′
としたものである。この回路構成によれば、電源が１個
ですむ。第８図に示す実施例の構成のサーマルヘッドを
第９図に示す駆動条件で駆動すれば、転写するドツトの
面積はパルス電圧を印加する時間及び駆動するＭ８ｉの
数の変化により第９図（ａ）〜（ｅ）のように変化する
。なお、第９図（ａ）〜（ｅ）において、大小は印加す
るパルス電圧のパルス幅の大小を示す、この実。

流側では一方の電極を共通電極とすることにより回路の
構成が非常に簡単になり、低コストで中間調表現の可能
なサーマルヘッドが実現できる。なお、電極対の数は本
実施例では３つとしたが、その数が２つ以上であればい
くつでも本発明の効果は達成される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電極の幅を発熱素
子のそれよりも狭くし、しかも対をなす電極を複数設け
ることにより、印加エネルギーの変化及び／又は駆動す
る電極対の数の変化を行うことにより、発熱面積を容易
に制御できる多値記録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（ａ）は従来のサーマルヘッドの印加エネルギー
と記録濃度との関係を示す図、第１図（ｂ）、（Ｃ）は
従来のサーマルヘッドと発熱素子の温度分布を示す図、 第２図は本発明によるサーマルヘッドの一例の部分拡大
図、 第３図は本発明のサーマルヘッドによる記録概念を示す
図、 第４図（ａ）、（ｂ）は夫々本発明によるサーマルヘッ
ドの発熱素子部分に流れる電流の流路、及び温度分布を
示す図、 第５図（ａ）〜（ｅ）は本発明のサーマルヘッドを使っ
て中間調記録を行うときのパルス電圧の印加時間及び印
加電極と転写面積との関係を示す図、 第６図はサーマルヘッド駆動回路の模擬回路図、 第７図はパルス電圧の印加時間と記録濃度との関係を示
す図、 第８図は本発明の他の実施例を示すサーマルヘッドの拡
大図、 第９図（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の実施例の中間調表
現の様子を示す図である。 図中、１・・・発熱素子、２・・・電極、３・・・電流
の流路、４・・・絶縁体、３１・・・サーマルヘッド、
４２゜４３．４４・・・温度分布曲線である。 特許出願人　　キャノン株式会社 第１図 第２図 Ｉ 第３図 Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｄハ゛
ルズ’ＢＩｐカロ吟！１！ｌｌ　（ｍ　　５ｅｃ）第７
図 第８図 Ｎ　　　　　　　　　　−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱素子を該素子に電源を供給するための電極を
   備える発熱素子アレイを含むサーマルヘッドにおいて、
   発熱素子を該素子の記録有効幅よりも狭い幅の少なくと
   も２つ以上の対電極に接続したことを特徴とするサーマ
   ルヘッド。
2. （２）電極対の一方の電極を共通電極とすることをさら
   に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。