JP3038944B2 - 厚膜型サーマルヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、個別対向型の厚膜型サ
ーマルヘッドに係り、特に昇華式プリンタ等の記録装置
の印字品質を向上させるための発熱抵抗体の構造を備え
た厚膜型サーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】感熱方式プリンタやファクシミリ等の記
録装置の記録手段に用いられる記録ヘッドとしては、製
造の容易さから所謂厚膜型サーマルヘッドと呼ばれる記
録ヘッドが広く採用れている。感熱方式記録装置の一形
式として、インクドナーフィルムのインクを加熱昇華さ
せて記録媒体に画像や文字を形成する昇華式記録装置が
知られている。図５は厚膜型サーマルヘッドを印字ヘッ
ドとした昇華式記録装置の要部説明図であって、１はセ
ラミックス等の絶縁材料からなる基板、２は共通電極、
３は個別電極、４は発熱抵抗体、６は保護層であるオー
バーグレーズ層で、これらの構成層により厚膜型サーマ
ルヘッド１０が構成される。また、７はプラテン、８は
記録媒体、８０はインクドナーフィルムである。同図に
おいて、記録媒体８は記録時には厚膜型サーマルヘッド
１０とプラテン７との間に矢印Ｐ方向から挟持押圧され
てインクドナーフィルム８０の加熱により昇華した染料
が移転させられて記録が行なわれる。サーマルヘッドは
その電極の配置構造から分類して、共通電極と個別電極
とが副走査方向に対向配置された個別対向型サーマルヘ
ッドと、共通電極と個別電極とが主走査方向に櫛歯状に
配列された交互リード型サーマルヘッドとに大別され
る。

【０００３】図６は従来技術による個別対向型の厚膜型
サーマルヘッドの構造を説明する要部平面図であって、
０１０は厚膜型サーマルヘッド、０１はセラミック基
板、０２は共通電極、０３は個別電極、０４は発熱抵抗
体、０６は保護層であるオーバーグレーズ層である。こ
の種の厚膜型サーマルヘッドは、電極層形成材料や発熱
体となる抵抗層形成材料をペースト状として印刷し、塗
布・焼成して所望の構成層を得るリフトオフ法により製
作される。図７は図６に示した厚膜型サーマルヘッドの
断面図で、（ａ）は図６のＡ−Ａ線に沿った副走査方向
断面を、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ線に沿った主走査方向断
面を示す。同図（ａ）（ｂ）に示されたように、発熱抵
抗体０４は共通電極０２と個別電極０３を形成した上に
これら両電極の上部に橋絡して形成される。したがっ
て、この種のリフトオフ法により製作した個別対向型の
厚膜型サーマルヘッドは、発熱抵抗体０４の副走査方向
の断面形状が記録媒体方向に凸であるために、オーバー
グレーズ層０６も凸形状をなしている。なお、上記従来
の厚膜型サーマルヘッドを開示したものとしては、特開
平１−１２３７５６号公報，特開昭６４−４４７６２号
公報を挙げることができる。上記各公報に開示の厚膜型
サーマルヘッドは、発熱抵抗体の形状を主および副走査
の各方向の断面形状を矩形とすることによって発熱抵抗
体の発熱分布を均一とし、発熱抵抗体の平面形状の再現
性すなわちドット再現性を向上させたものである。しか
し、昇華式記録装置に好適な厚膜型サーマルヘッドの構
造については考慮されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの主の厚膜型
サーマルヘッドにおいては、共通電極０２と個別電極０
３の間隔Ｄと発熱抵抗体０４の副走査方向幅ｄとの寸法
に大きな差が無いため、共通電極０２と個別電極０３を
介して発熱抵抗体０４に通電すると、発熱抵抗体０４は
そのエッジまでの全長に亘って加熱される。そのため、
オーバーグレーズ層０６もそのエッジまでの凸部全体が
加熱されることになる。このサーマルヘッドの昇華式記
録装置に搭載して昇華式記録媒体に印字等の記録を行な
うと、発熱抵抗体上のオーバーグレーズ層の凸形状部分
全体が、発熱抵抗体の発熱と共に記録媒体８の表面を加
熱し、インクドナーフィルムの染料を昇華させる温度に
達する中央部分にインクの染料が移転されて記録がなさ
れることになる。

【０００５】図８は個別対向型の厚膜型サーマルヘッド
を用いた記録状態を説明する模式図であって、従来は、
例えば１０ｄｏｔ／ｍｍのサーマルヘッドにおいて、発
熱抵抗体主走査幅を７０μｍ、また電極間幅１４０μｍ
に対し、発熱抵抗体副走査幅を従来は１７０μｍ程度と
している。この場合、発熱抵抗体突起（オーバーグレー
ズ層の突起）の圧痕そのものは該突起のエッジの形状を
転写した凹１１となり、その結果圧痕の周りは凸にな
る。また、１０ｄｏｔ／ｍｍで上記の発熱抵抗体サイズ
の場合、紙送り０．１ｍｍ／ｌｉｎｅであるから、７０
μｍの凹１１の重なり代が生じ、その重なり代で記録媒
体表面の凹凸が激しくなる。上記発熱抵抗体（オーバー
グレーズ層）のエッジの凸形状で記録媒体に圧痕がつく
のは、発熱抵抗体副走査方向端部のエッジまで、したが
ってオーバーグレーズ層のエッジまで熱が伝わり、昇華
式記録媒体表面の上記エッジが当たる領域はすべて変形
しやすくなるためである。すなわち、昇華式記録用の記
録媒体８の表面は熱により変形しやすい状態となるもの
であるため、上記のサーマルヘッドで印字すると、同図
（ａ）に示すように、記録媒体８の表面には厚膜型サー
マルヘッドの発熱抵抗体４のエッジしたがってこの発熱
抵抗体４のエッジとほぼ同一サイズのオーバーグレーズ
層６のエッジによる凸形状がそのまま凹部１１として転
写される。そして、上記凹部１１の中央部に昇華温度に
達して昇華したインクの染料９が移転する。染料９が移
転した記録媒体部分は、図示のごとく膨潤して僅かに凸
状となる。そして、次の記録動作で（ｂ）に示したよう
に先の記録で形成された凹部１１にさらに凹部１１が重
畳し、これが（ｃ）に示した如く次々に凹部１１と膨潤
部が形成される。このため、記録媒体８の表面に凹凸が
激しく発生してドット再現性が損なわれ、その結果画質
の劣化を招くという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、リフトオフ法による個別
対向型の厚膜型サーマルヘッドにおいて抵抗体副走査方
向端部のエッジ（すなわち、オーバーグレーズ層の副走
査方向エッジ）が発熱抵抗体の発熱の影響を受けないよ
うにすることによって、ドット再現性の良さを損なうこ
となく、昇華式記録装置で記録した記録媒体表面の凹凸
をなくし、画質を向上させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、共通電極（２）と、共通電極（２）に対
して互いに独立して対向し主走査方向に配置される複数
の個別電極（３）が形成された平板状の基板（１）上面
に、上記共通電極（２）および個別電極（３）のそれぞ
れに副走査方向に橋絡し且つリフトオフ法により形成さ
れた複数の発熱抵抗体（４）と、上記共通電極（２），
個別電極（３）および複数の各発熱抵抗体（４）を覆う
保護層（６）とが形成された厚膜型サーマルヘッドにお
いて、前記共通電極（２）と個別電極（３）との対向間
隔をＤとし、前記各発熱抵抗体（４）の副走査幅をｄと
したとき、 ２Ｄ ≦ ｄ としたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】発熱抵抗体（４）の副走査方向幅ｄを、この発
熱抵抗体が橋絡する共通電極（２）と個別電極（３）の
対向間隔Ｄの２倍以上とすることによって、発熱抵抗体
の中央部が記録ドットを形成するインクドナーフィルム
の染料が昇華する昇華温度に達しても、発熱抵抗体
（４）のエッジすなわちオーバーグレーズ層（６）のエ
ッジが記録媒体を加熱変形させる温度に達することがな
い。したがって、前記図８で説明したような画像の劣化
は発生しない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による厚膜型サーマル
ヘッドの一実施例を説明する要部平面図であって、１は
セラミック基板、２は共通電極、３は個別電極、４はリ
フトホフ法により形成された発熱抵抗体、６はオーバー
グレーズ層である。また、図２は図１に示した厚膜型サ
ーマルヘッドの断面図で、（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿
った副走査方向断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿っ
た断面図である。本発明の実施例は、発熱抵抗体副走査
幅を２１０μｍ、２８０μｍ、３５０μｍとして記録を
実行した結果、上記発熱抵抗体の副走査方向幅と、共通
電極と個別電極との間隔を特定比に選定したものであ
る。

【００１０】図３は本実施例のサーマルヘッドで記録し
た記録媒体の（ａ）表面図と（ｂ）断面図であって、上
記電極間幅１４０μｍのサーマルヘッドにおいて発熱抵
抗体の副走査方向の幅を２８０μｍ以上すなわち電極間
幅の２倍以上としたものでは、同図に示すように、副走
査方向の発熱抵抗体４のエッジ（オーバーグレーズ層６
のエッジ）による圧痕（凹）が見られず、昇華染料移転
部９が若干膨潤した状態となる。そのため、記録媒体の
表面状態は従来技術のサーマルヘッドによるものに比較
して極めて平滑となり、良好な画質を提供できる。

【００１１】図４は共通電極と個別電極の副走査方向の
幅（電極間隔）と発熱抵抗体の副走査方向の幅（抵抗体
幅）の比を変えて記録を行なった場合の記録媒体の表面
における熱分布の説明図である。同図において、上記電
極間隔をＤ，発熱抵抗体幅をｄとしたとき、（ａ）はｄ
＜２Ｄ，（ｂ）はｄ＝１．５Ｄ，（ｃ）はｄ＝２Ｄ，
（ｄ）はｄ＞２Ｄとしたサーマルヘッドの記録媒体の表
面での発熱温度分布を示す。なお、図中、Ｔは発熱温度
を、Ｔｏは記録媒体が熱変形を起こす臨界温度である。
すなわち、（ａ）のｄ＜２Ｄとしたサーマルヘッドでは
副走査方向の発熱抵抗体のエッジ（オーバーグレーズ層
のエッジ）の温度は臨界温度Ｔｏを大きく越えており、
記録媒体の表面は変形して圧痕（凹）が発生して記録媒
体の表面は凹凸が激しくなる。（ｂ）のｄ＝１．５Ｄと
したサーマルヘッドでは、上記（ａ）のサーマルヘッド
によるものよりも低い温度ではあるが、副走査方向の発
熱抵抗体のエッジ（オーバーグレーズ層のエッジ）の温
度は依然として臨界温度Ｔｏを大きく越え記録媒体の表
面は変形して圧痕（凹）が発生する。

【００１２】しかるに、（ｃ）のｄ＝２Ｄとしたサーマ
ルヘッドでは副走査方向の発熱抵抗体のエッジ（オーバ
ーグレーズ層のエッジ）の温度は臨界温度Ｔｏと略々同
等のものとなり、周囲の温度や湿度，記録装置の稼働時
間などの条件によっては若干の圧痕が発生する場合もあ
るが、記録媒体は略平滑な表面状態を保つ。そして、
（ｄ）のｄ＞２Ｄとしたサーマルヘッドでは副走査方向
の発熱抵抗体のエッジ（オーバーグレーズ層のエッジ）
の温度は臨界温度Ｔｏ以下となるため、記録媒体の表面
に圧痕が発生することはない。すなわち、抵抗体副走査
幅ｄが電極間幅Ｄの２倍以上のものは、副走査方向端部
のエッジが、昇華式記録媒体の表面に変形を与えるに至
る温度まで加熱されるまでには到らない。なお、上記実
施例は、個別対向型の厚膜型サーマルヘッドに本発明を
適用したものであるが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、交互リード型の厚膜型サーマルヘッドにおい
てその共通電極と個別電極との副走査方向対向部の長さ
を上記実施例における電極間隔Ｄに置き換えて実施する
ことも可能である。また、インクリボンと普通紙を使用
するインク溶着転写型感熱式記録装置に用いられる厚膜
型サーマルヘッドに本発明を適用することにより、発熱
抵抗体の副走査方向サイズより小さいサイズの記録ドッ
トを得る記録装置を提供することもできる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
副走査方向における発熱抵抗体副走査幅ｄを電極間幅Ｄ
の２倍以上としたことによって、副走査方向の発熱抵抗
体エッジ部すなわちオーバーグレーズ層のエッジ部が記
録媒体の変形をもたらす温度にならないため、昇華方式
の厚膜型サーマルヘッドとして用いたときの記録媒体の
表面状態を略平滑に保ち、良好な画質の記録を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による厚膜型サーマルヘッドの一実施例
を説明する要部平面図である。

【図２】本発明による厚膜型サーマルヘッドの一実施例
を説明する図１の断面図である。

【図３】本発明の一実施例のサーマルヘッドで記録した
記録媒体の（ａ）表面図と（ｂ）断面図である。

【図４】厚膜型サーマルヘッドの共通電極と個別電極の
副走査方向の幅（電極間隔）と抵抗体の副走査方向の幅
（抵抗体幅）の比を変えて記録を行なった場合の記録媒
体の表面における熱分布の説明図である。

【図５】厚膜型サーマルヘッドを印字ヘッドとした昇華
式記録装置の要部説明図である。

【図６】従来技術による個別対向型の厚膜型サーマルヘ
ッドの構造を説明する要部平面図である。

【図７】従来技術による個別対向型の厚膜型サーマルヘ
ッドの構造を説明する図６のＡ−Ａ線に沿った副走査方
向断面とＢ−Ｂ線に沿った主走査方向断面である。

【図８】従来技術による個別対向型の厚膜型サーマルヘ
ッドを用いた記録状態を微視的に示した模式図である。

【符号の説明】

１ セラミック基板 ２ 共通電極 ３ 個別電極 ４ 発熱抵抗体 ６ オーバーグレーズ（保護層）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−58876（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−276652（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−144443（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−110928（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/345

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通電極と、共通電極に対して互いに独
   立して対向し主走査方向に配置される複数の個別電極が
   形成された平板状の基板上面に、上記共通電極および個
   別電極のそれぞれに副走査方向に橋絡し且つリフトオフ
   法により形成された複数の発熱抵抗体と、上記共通電
   極，個別電極および複数の各発熱抵抗体を覆う保護層と
   が形成された厚膜型サーマルヘッドにおいて、 前記共通電極と個別電極との対向間隔をＤとし、前記各
   発熱抵抗体の副走査幅をｄとしたとき、 ２Ｄ ≦ ｄ としたことを特徴とする厚膜型サーマルヘッド。