(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド基板上にコモンラインに共通接続された櫛歯状のコモン電極と、各コモン電極間に先端を入り込ませた櫛歯状の個別電極とを形成し、上記コモン電極および上記個別電極上に帯状の発熱体を形成することにより、上記発熱体を上記コモン電極間ごとに区画して多数個の発熱ドットが列状に形成されているサーマルプリントヘッドにおいて、
上記発熱ドットは、これを区画する上記コモン電極間の間隔寸法が交互に異なるように設定されていることにより、異なる抵抗値をもつものが互いに隣り合うように配置されていることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
【請求項２】
上記発熱ドットは、さらにパルストリミングによって互いに隣り合うものどうしが異なる抵抗値を付与されるように構成されている、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本願発明は、熱転写方式または感熱記録方式によって記録媒体に印字を行うためのサーマルプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーマルプリントヘッドの一般的構成を、いわゆる厚膜型のものを例として、図６ないし図８を参照して以下に説明する。アルミナセラミックなどの絶縁性材料でできた基板１１の上面には、発熱体１２と、この発熱体１２を制御駆動するための複数個の駆動ＩＣ１３とが搭載されている。厚膜型サーマルプリントヘッドの場合、上記発熱体１２は、厚膜印刷法によって絶縁基板上にその一側縁に沿って細幅帯状に形成される。図８（ａ）  に詳示するように、この発熱体１２の下層には、櫛歯状のコモン電極１４と、それぞれの先端が各コモン電極１４の間に入り込む櫛歯状の個別電極１５とが配される。各コモン電極１４はコモンライン１６に共通接続される。各個別電極１５はヘッド基板１１上の他側縁側に延ばされ、駆動ＩＣ１３の出力パッドにそれぞれワイヤボンディングによって結線される。駆動ＩＣ１３にはまた、電源系および信号系の端子パッドが形成されており、これらはヘッド基板１１上に形成した所定の配線パターンに対してワイヤボンディングによって結線される。そして、上記駆動ＩＣ１３およびこの駆動ＩＣ１３の上面パッドと基板上の配線パターン（個別電極、電源系および信号系配線パターン）との間を結線するワイヤボンディング部は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる保護コート１７によって封止される。
【０００３】
選択した個別電極１５が駆動ＩＣ１３によってオンされると、帯状発熱体１２のうちの、当該個別電極１５を挟むコモン電極１４，１４間の領域（図８（ａ）  に斜線で示す領域）に電流が流れ、この領域が発熱する。すなわち、各コモン電極１４，１４によって区画される領域が、それぞれ発熱ドット１８を形成する。
【０００４】
たとえば、Ａ４サイズ幅の記録紙に８ドット／ｍｍの印字密度で記録をすることができるようにサーマルプリントヘッドを構成する場合、上記各コモン電極１４は、１２５μｍピッチで等間隔に形成されることになる。そして、各隣接するコモン電極間の領域によって規定される発熱ドット１８の抵抗値は、たとえば、パルストリミングによって、所定の範囲に揃えられるのが通常である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成の従来のサーマルプリントヘッドにおいては、次のような課題がある。
【０００６】
すなわち、その第１は、帯状発熱体１２に接触するコモン電極１４および個別電極１５による放熱作用により、ドット駆動時での表面温度分布は図８（ｂ）  のようになり、主走査方向の印字ドットのつながりが悪くなる傾向にあり、この傾向は、後述するように多階調印刷を行う場合に印字品質を低下させる要因となっていた。
【０００７】
その第２は、簡易に複数階調の印字を行おうとする場合、階調数が制限される傾向となる。すなわち、複数階調の印字を各発熱ドットの出力を変更せずに行う場合、たとえば、２×２または３×３のドットマトリックスにより、ディザを組む必要がある。これを２×２のドットマトリックスについて説明すると、図９に示すように、すべてのドットがオフの場合（ａ）  、いずれか１つのドットがオンの場合（ｂ）  、いずれか２つのドットがオンの場合（ｃ）  、いずれか３つのドットがオンの場合（ｃ）  、すべてのドットがオンの場合（ｄ）  というように、単純には、５段階の濃度表現が可能である。ただし、いずれか２つのドットがオンの場合、あるいはいずれか３つのドットがオンの場合であっても、どの２つ、あるいは３つのドットをオンするかによって、全体としての濃度には若干の相違がでるが、基本的には、上記の５段階の濃度表現が可能である。
【０００８】
しかしながら、たとえば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、およびＣ（シアン）のインクリボンを用いて重ね印刷をすることによるカラー印刷を行おうとする場合、上記のような５段階の濃度表現では多様な色彩表現ができなくなる。このような問題を解消するには、マトリックスのドット数を増大させるとよいが、そのようにすると、画像の解像度が悪くなるという別の問題が生じる。
【０００９】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、記録媒体上の印字ドットのつながりが改善されるとともに、多階調印刷に適したサーマルプリントヘッドを、簡単な構成変更によって提供することをその課題とする。
【００１０】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を採用した。
【００１１】
すなわち、本願発明に係るサーマルプリントヘッドは、ヘッド基板上にコモンラインに共通接続された櫛歯状のコモン電極と、各コモン電極間に先端を入り込ませた櫛歯状の個別電極とを形成し、上記コモン電極および上記個別電極上に帯状の発熱体を形成することにより、上記発熱体を上記コモン電極間ごとに区画して多数個の発熱ドットが列状に形成されているサーマルプリントヘッドにおいて、上記発熱ドットは、これを区画する上記コモン電極間の間隔寸法が交互に異なるように設定されていることにより、異なる抵抗値をもつものが互いに隣り合うように配置されていることに特徴づけられる。
【００１２】
好ましい実施形態においては、上記発熱ドットは、さらにパルストリミングによって互いに隣り合うものどうしが異なる抵抗値を付与されるように構成されている。
【００１５】
すべての発熱ドットは、電気的に並列に配置されている。したがって、抵抗値の小さい発熱ドットは、抵抗値が大きい発熱ドットよりもより多くの電流が流れ、発生するジュール熱はより大きくなる。その結果、抵抗値が小さい発熱ドットによる印字ドットのほうが、抵抗値が大きい発熱ドットによる印字ドットよりも大きくなる。したがって、抵抗値が小さい発熱ドットによる印字ドットと抵抗値が大きい発熱ドットによる印字ドットが隣接する場合、これらの印字ドットのつながりがよりよくなり、このことが印字品質の向上に寄与する。
【００１６】
そして、たとえば、発熱ドットの抵抗値を２種類に設定し、大小の抵抗値をもつ発熱ドットを交互に配列するとともに、主走査方向に２個、副走査方向に２個の合計４個の発熱ドットによるマトリックスによってディザを組む場合、すべてのドットがオフの場合、抵抗値大のドット１つがオンの場合、抵抗値大のドット２つがオンの場合、抵抗値小のドット１つがオンの場合、抵抗値小のドット２つがオンの場合、抵抗値大のドット１つと抵抗値小のドット１つとがオンの場合、抵抗値大のドット２つの抵抗値小のドット１つがオンの場合、抵抗値小のドット１つと抵抗値大のドット２つがオンの場合、およびすべてのドットがオンの場合の、９段階の濃度表現が可能となる。したがって、各発熱ドットの抵抗が揃えられた従来のこの種のサーマルプリントヘッドに比較し、マトリックスのドット数を増やすことなく、より多彩な濃度表現が可能となる。
【００１７】
また、厚膜型サーマルプリントヘッドの場合、上記のように発熱ドットの抵抗値変更は、櫛歯状のコモン電極間の寸法を変更するか、さらにはパルストリミングの程度を変化させることによって簡便に行うことができ、本願発明を実施するにあたり、殆どコスト上昇を招かない。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明のサーマルプリントヘッドの好ましい実施形態を、図１ないし図５を参照して具体的に説明する。なお、図に示す実施形態は、いずれも、いわゆる厚膜型サーマルプリントヘッドに本願発明を適用したものである。また、図１ないし図５において、図６ないし図８に示した従来例と同一または同等の部材には、同一の符号を付してある。
【００２０】
図１ないし図３は、本願発明に係るサーマルプリントヘッド１０の第１の実施形態を示している。アルミナセラミックなどの絶縁性材料でできた基板１１の上面には、その一側縁１１ａにそって、帯状発熱体１２が形成されるとともに、この発熱体１２を長手方向に区画して形成される発熱ドット１８を個別に発熱駆動するための複数個の駆動ＩＣ１３が搭載されている。上記の発熱体１２の下層には、櫛歯状のコモン電極１４と、それぞれの先端が各コモン電極１４の間に入り込む櫛歯状の個別電極１５とが配され、各コモン電極１４はコモンライン１６に共通接続されるとともに、各個別電極１５はヘッド基板１１の他側縁１１ｂに向けて延ばされ、各駆動ＩＣ１３の出力パッドにそれぞれワイヤボンディングによって結線される。駆動ＩＣ１３にはまた、電源系および信号系の端子パッドが形成されており、これらはヘッド基板１１上に形成した所定の配線パターンに対してワイヤボンディングによって結線される。
【００２１】
選択した個別電極１５が駆動ＩＣ１３によってオンされ、帯状発熱体１２のうちの、当該個別電極１５を挟むコモン電極１４，１４間の領域に電流が流れ、この領域が発熱する。すなわち、隣合うコモン電極１４，１４間の領域が、それぞれ、発熱ドット１８を構成する。
【００２２】
なお、上記コモン電極１４や個別電極１５は、サーマルプリントヘッドに求められる印字密度と対応した微小なピッチで形成され、それ故にきわめて細状のパターンであるため、その他の配線パターンをも含め、あらかじめヘッド基板１１上に形成したガラスグレーズ層２０（図３）の上に金等の導体被膜を形成し、これにフォトリソ工程を施す等することによって形成される。
【００２３】
また、上記帯状発熱体１２は、たとえば、酸化ルテニウムなどの抵抗材料を主成分とする抵抗体ペーストを用いた厚膜印刷法によって形成される。また、上記のように各配線や電極が形成され、かつ発熱体１２が形成されたヘッド基板１１の表面は、端子部等、表面に露出するべき部分を残して、ガラスからなる保護被膜２１（図３）で覆われる。そして、上記駆動ＩＣ１３ないしワイヤボンディング部は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる保護コート１７によって封止される。
【００２４】
さて、本願発明においては、上記のようにして列状に形成される多数個の発熱ドット１８を、異なる抵抗値をもつものが周期的に配置されたものとする。図２（ａ）  に示されているように、本実施形態においては、２種類の抵抗値、すなわち、第１の抵抗値をもつ発熱ドット１８１と、それより大きな第２の抵抗値をもつ発熱ドット１８２とを、交互に配列している。
【００２５】
発熱ドット１８１，１８２の抵抗値を異ならせるために、この実施形態では、コモン電極１４間の寸法を、長短交互に設定している。間隔寸法が長いコモン電極間の領域からなる発熱ドット１８２の抵抗値は相対的に大きく、間隔寸法が短いコモン電極間の領域からなる発熱ドット１８１の抵抗値は相対的に小さくなる。
【００２６】
各コモン電極１４は、コモンライン１６に共通接続されているので、各発熱ドット１８１，１８２は、電気的に並列である。したがって、通電状態においては、抵抗値の小さい発熱ドット１８１により多くの電流が流れ、一定時間に発生するジュール熱はより大きくなる。このように発熱量が異なる２種類の発熱ドット１８１，１８２によって印字を行うと、発熱量の大きい発熱ドット１８１による印字ドット１９１は、発熱量の小さい発熱ドット１８２による印字ドット１９２よりも大きくなる。
【００２７】
このように発熱量が大きい発熱ドット１８１による印字ドット１９１と発熱量が相対的に小さい発熱ドット１８２による印字ドット１９２とを隣接させた場合、図２（ｂ）  に模式的に示すように、これらの印字ドットのつながりがよりよくなり、このことが印字品質の向上につながる。
【００２８】
そして、上記のように発熱ドットの抵抗値を２種類に設定し、大小の抵抗値をもつ発熱ドットを交互に配列するとともに、主走査方向に２個、副走査方向に２個の合計４個の発熱ドットによるマトリックスによってディザを組む場合、図４に模式的に示すように、すべてのドットがオフの場合（図４（ａ）  ）、抵抗値大のドット１つがオンの場合（図４（ｂ）  ）、抵抗値大のドット２つがオンの場合（図４（ｃ）  ）、抵抗値小のドット１つがオンの場合（図４（ｄ）  ）、抵抗値小のドット２つがオンの場合（図４（ｅ）  ）、抵抗値大のドット１つと抵抗値小のドット１つとがオンの場合（図４（ｆ）  ）、抵抗値大のドット２つの抵抗値小のドット１つがオンの場合（図４（ｇ）  ）、抵抗値大のドット１つと抵抗値小のドット２つがオンの場合（図４（ｈ）  ）、およびすべてのドットがオンの場合（図４（ｉ）  ）の、９段階の濃度表現が可能となる。したがって、各発熱ドットの抵抗が揃えられた従来のこの種のサーマルプリントヘッドに比較し、マトリックスのドット数を増やすことなく、より多彩な濃度表現が可能となる。
【００２９】
図５は、本願発明の第２の実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０の要部を示す模式的平面図である。
【００３０】
この実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０においては、上記第１の実施形態と同様の手法によって抵抗値を異ならせた大小２種類の抵抗値をもつ発熱ドット１８１，１８２を交互に配しているが、隣接する２つずつの発熱ドット１８１，１８２の個別電極１５を共通接続している点が、上記第１の実施形態と異なっている。この場合、各隣接する２個の発熱ドット１８１，１８２が対となって、実質的に１つの発熱単位を形成する。しかしながら、所定の発熱量をもつドットと、それより大きな発熱量をもつドットとが隣接しているので、このような発熱単位によって印字を行えば、図５（ｂ）  に示すように、相対的に小さな印字ドット１９２と、相対的に大きな印字ドット１９１とが重なりをもって記録紙に表れるので、これらの印字ドットのつながりの向上による印字品質の改善が期待される。
【００３１】
もちろん、この発明の範囲は上述の実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記の実施形態では、コモン電極間寸法を変化させたが、コモン電極間寸法を一定とした場合であっても、発熱ドットごとにパルストリミングをおこなって、発熱ドットに２種類の抵抗値を与えることも可能である。
【００３２】
また、上記の実施形態では、２種類の抵抗値をもつ発熱ドットを交互に配したが、３種類またはそれ以上の抵抗値をもつ発熱ドットを周期的に配することも可能である。
【００３３】
さらに、上記の実施形態は、厚膜型のサーマルプリントヘッドであるが、いわゆる薄膜型のサーマルプリントヘッドであっても、同様に本願発明思想を適用しうることは、いうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの全体斜視図。
【図２】（ａ）  は本願発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの要部拡大平面図。（ｂ）  は作用説明図。
【図３】図２（ａ）  のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線に沿う断面図。
【図４】上記第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの作用を説明するための模式図。
【図５】本願発明の第２の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの要部拡大平面図。
【図６】従来例に係るサーマルプリントヘッドの全体斜視図。
【図７】図６のＶＩＩ  −ＶＩＩ  線に沿う断面図。
【図８】従来例に係るサーマルプリントヘッドの要部拡大平面図。
【図９】従来例に係るサーマルプリントヘッドの作用を説明するための模式図。
【符号の説明】
１０  サーマルプリントヘッド
１１  ヘッド基板
１２  発熱体
１３  駆動ＩＣ
１４  コモン電極
１５  個別電極
１８  発熱ドット
１９１，１９２  印字ドット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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