JP2534041Y2

JP2534041Y2 - 厚膜型サーマルヘッド

Info

Publication number: JP2534041Y2
Application number: JP1990074667U
Authority: JP
Inventors: 努石井; 義紀山口
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-07-14
Filing date: 1990-07-14
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2005-07-14
Also published as: JPH0433552U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、感熱記録方式におけるファクシミリ装置
や、プリンタ装置に使われる厚膜型サーマルヘッドに関
し、特に、階調記録を行なうことができる厚膜型サーマ
ルヘッドに関するものである。

（従来の技術）感熱記録装置は、印刷時の騒音が小さく、また現像・
定着工程が不要のため、取扱いが容易である等の利点を
有しており、従来より広く用いられている。

第６図は、従来の厚膜型サーマルヘッドの斜視図であ
り、第７図は、その発熱抵抗体近傍の断面図である。厚
膜型サーマルヘッドは、放熱用のセラミック基板21の上
に、ガラスグレーズ層22を印刷・焼成した後、さらに個
別電極23と共通電極24を印刷・焼成し、フォトリソエッ
チングによりパターニングする。個別電極23と共通電極
24との間に、発熱抵抗体25が形成されており、さらにそ
の上を耐磨耗層26が覆っている。発熱抵抗体25は、酸化
ルテニウム系の厚膜抵抗体を用いて個別に形成したもの
であり、耐磨耗層26も、印刷した後、焼成により形成さ
れる。

発熱抵抗体を個別に形成する代わりに、特開昭63-319
161号公報に記載されたサーマルヘッドのように、発熱
抵抗体をライン状に形成し、交互リード型の電極配置を
採用したものもある。

これらのサーマルヘッドを用いた感熱転写記録方式を
第８図で説明する。感熱転写シート（インクドナーフィ
ルム）27は、ベースフィルム27a上にインク27bが塗布さ
れている。感熱転写シート27と記録紙28は重ね合わせら
れ、プラテンローラ29とサーマルヘッドの耐磨耗層26の
頂上部の間を通過する。プラテンローラ29は、耐磨耗層
26の頂上部と感熱転写シート27および感熱転写シート27
と記録紙28が密着するように、感熱転写シート27および
記録紙28を耐磨耗層26の頂上部に押しつけている。個別
電極23に電圧パルスが印加され、発熱抵抗体25が選択的
に発熱させられると、感熱転写シート27に塗布されたイ
ンク27bが溶融し、プラテンローラ29の押圧力によっ
て、記録紙28にインク27bが転写され、記録が行なわれ
る。

第９図は、従来のサーマルヘッドによる感熱転写記録
の特性例である。感熱転写記録では、高濃度領域はばら
つきが小さく安定して記録される。しかし、低濃度領域
から中濃度領域では、供給エネルギーに対する記録濃度
Ｄの傾きが大きく、また、ばらつきが大きいため、低濃
度から中濃度を均一に記録することは困難であった。そ
の理由は、次の通りである。発熱抵抗体25は、第６図に
示すように厚さ・幅ともに一定のため、温度分布は発熱
抵抗体中央部で高温になるものの、発熱抵抗体上でほぼ
平らなものになる。そのため、インクが溶融する温度に
なるときは、発熱抵抗体全体がその温度になるため、発
熱抵抗体より小さいドットが再現しにくいからである。

このように、熱転写記録では、高濃度を記録するか、
しないか、の２値記録には適しているが、中間調を表現
する多値記録には適していないものであった。そのた
め、従来感熱転写記録での中間調表現では、複数のドッ
トで１画素を構成し、１画素中の記録ドット数を変化さ
せるディザ法等の面積階調法が広く用いられてきた。

しかし、この方法では、１画素を複数のドットで構成
しているため、サーマルヘッドの解像度に比べ、画素の
解像度が低下するという問題点や、駆動回路が複雑にな
る等の問題点をもっていた。

特開昭60-58877号公報に記載された感熱記録ヘッド
は、発熱抵抗体の中央部分の抵抗値を高く、電極の近隣
部ほど低くして抵抗分布に勾配を持たせて階調表現を行
なうものであり、ディザ法の欠点を解消できるものであ
るが、発熱抵抗体の製造の面で問題があり、また、各発
熱抵抗体の抵抗値、抵抗分布特性のばらつきの面での問
題点も有している。

（考案が解決しようとする課題）本考案は、上述された事情に鑑みてなされたもので、
感熱転写記録において記録されるドットの面積を変化さ
せて、連続的な階調記録を可能とするサーマルヘッドを
提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本考案は、共通電極と、該共通電極に対向するように
配置された個別電極とを有する厚膜型サーマルヘッドに
おいて、共通電極に個別電極と対向する凹部を設け、該
凹部の両端部を結ぶ仮想線上の中心部近傍に前記個別電
極の先端部を位置させ、前記共通電極と前記個別電極と
の間に発熱抵抗体を形成して、階調記録を行なうように
したことを特徴とするものである。

凹部の形状は、半円形、半楕円形や、それに近似する
多角形状など、適宜の形状とすることができる。

（作用）本考案は、共通電極と、該共通電極に対向するように
配置された個別電極とを有する厚膜型サーマルヘッドに
おいて、共通電極に個別電極と対向する凹部を設け、該
凹部の両端部を結ぶ仮想線上の中心部近傍に前記個別電
極の先端部を位置させ、共通電極と個別電極との間に発
熱抵抗体を形成したことによって、個別電極と共通電極
との間の抵抗値の分布は、個別電極の先端部近傍が抵抗
値が高く、共通電極に近づくにつれて抵抗値が低くな
る。したがって、印字パルスのパルス幅が小さい領域で
は、個別電極の先端部近傍に熱が集中して、その発熱領
域で印字が行なわれ、パルス幅を広げていくと、発熱領
域が共通電極に向けて広がり、印字領域が広くなり、連
続的な階調が再現できる。

第５図は、本考案のサーマルヘッドによる印字例であ
る。この例では３×４＝12画素の印字ドットを示してお
り、個別電極に印加する電圧パルスのパルス幅を長くし
ていったものである。

パルス幅が小さい領域では、同図（Ａ）に示すよう
に、小さなドットが独立に記録されて低濃度を再現す
る。

これよりパルス幅を広げていくと、同図（Ｂ）に示す
ように、ドットが大きくなり各発熱領域同士がつながり
始め中濃度を再現する。

さらに、パルス幅を広げていくと、同図（Ｃ）に示す
ように、隣接ドット間の非記録領域が徐々に減少してい
き高濃度を再現する。

このように、本考案では、パルス幅に応じて低濃度か
ら高濃度まで連続的に再現でき、優れた階調特性の記録
を行なうことができる。

（実施例）第１図は、本考案のサーマルヘッドの一実施例の電極
配置を説明するための平面図である。図中、10は共通電
極、111,112,113,・・・は個別電極、12は発熱抵抗体で
ある。共通電極10には、個別電極111,112,113,・・・に
対向する側に、１ドットごとに半円状の欠除部が設けら
れる。各個別電極111,112,113,・・・は、その先端部が
半円の中心に位置するように設けられる。発熱抵抗体12
は、この半円状共通電極を充分に覆うように設けられ
る。

したがって、この実施例では、パルス幅が小さい領域
では、共通電極の先端部近傍の発熱領域で印字が行なわ
れ、各ドットが分離した形で記録が行なわれ、低濃度を
再現し、これよりパルス幅を広げていくと、発熱領域の
面積が広がり、隣接するドット同士がつながり始め中濃
度を再現する。さらに、パルス幅を広げていくと、隣接
画素間の非記録領域が徐々に減少していき高濃度を再現
することができる。

次に、第１図で説明した実施例のサーマルヘッドの製
造方法について説明する。

第２図に示すように、セラミック基板13上に60μｍ程
度の厚みであるガラスグレーズ層14を従来の厚膜技術を
用いて形成しておく。この基板上へ1.0μｍ程度の厚み
で、金などの導体膜15を形成し、フォトリソエッチング
プロセスにより、共通電極10と個別電極111,112,113,・
・・を形成する。

電極構造は、第３図に示したように、共通電極10は、
個別電極側を１ドットごとに半円状にしておき、個別電
極111,112,113,・・・の先端を半円の中心に位置させ
る。

次に、膜厚20μｍ程度の感光性レジスト16を、ロール
コータやスピンコータなどにより電極形成をした基板上
に塗布し、フォトマスクにより露光・現像し、発熱抵抗
体が設けられる箇所に開口部17を形成する。本考案で
は、記録密度程度の副走査方向長さをもつ帯状の発熱抵
抗体にするため、開口部17も記録密度程度の副走査方向
長さをもつ帯状の形状とした。例えば、8dot/mmでは記
録密度は125μｍであるから、開口部17の副走査方向長
さは125μｍ程度になる。

この開口部17に対して、開口部幅よりも幅広く、かつ
開口部の膜厚よりも厚くなるように、厚膜抵抗体を形成
する抵抗体ペーストをスクリーン印刷で形成した後、乾
燥させる。その後、感光性レジストパターン上の厚膜抵
抗体を、例えばラッピングシート等で研磨して除去する
と同時に、開口部の厚膜抵抗体も膜厚と等しくなるよう
に表面を除去する。このように平坦化した厚膜抵抗体を
800〜900℃の高温で焼成し、発熱抵抗体12を焼結すると
ともに感光性レジスト16を燃焼して気化させる。

最後に、耐磨耗層としてのオーバーグレーズをスクリ
ーン印刷等によって形成し、800〜900℃の高温で焼成す
る。

以上のプロセスにより、本考案のサーマルヘッドは製
作される。

なお、上述した実施例は、個別電極の先端を矩形形状
としたが、先端形状を円形状にして発熱分布形状を調整
してもよい。

また、共通電極10の形状は、半円形状に限られるもの
ではなく、楕円形状や、三角形、その他多角形の形状を
採用してもよい。

（考案の効果）以上の説明から明らかなように、本考案によれば、厚
膜型サーマルヘッドを用いた感熱記録において、パルス
幅に応じて低濃度から高濃度まで連続的に再現でき、優
れた階調特性の記録を行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の厚膜型サーマルヘッドの一実施例の
電極配置を説明するための平面図、第２図乃至第４図
は、第１図の厚膜型サーマルヘッドの製造方法の説明
図、第５図は、階調記録の作用の説明図、第６図は、従
来の厚膜型サーマルヘッドの斜視図、第７図は、その発
熱抵抗体近傍の断面図、第８図は、サーマルヘッドを用
いた感熱転写記録方式の説明図、第９図は、従来のサー
マルヘッドによる感熱転写記録の特性を示す線図であ
る。 10……共通電極、111,112,113,・・・……個別電極、12
……発熱抵抗体。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】共通電極と、該共通電極に対向するように
配置された個別電極とを有する厚膜型サーマルヘッドに
おいて、共通電極に個別電極と対向する凹部を設け、該
凹部の両端部を結ぶ仮想線上の中心部近傍に前記個別電
極の先端部を位置させ、前記共通電極と前記個別電極と
の間に発熱抵抗体を形成して、階調記録を行なうように
したことを特徴とする厚膜型サーマルヘッド。