(57)【要約】【課題】  印画品質に優れたサーマルヘッドを得る。【解決手段】  通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体の抵抗長方向の両端部に導通する電極層とを備えたサーマルヘッドにおいて、各発熱抵抗体には、その抵抗長方向の中央に位置する中央幅広部と、同抵抗長方向の両端に位置する一対の両端幅広部と、この一対の両端幅広部と中央幅広部を同抵抗長方向に結ぶ、該幅広部よりも幅寸法の小さい一対の幅狭部とを設け、且つ、中央幅広部の抵抗長方向の長さを各幅狭部の抵抗長方向の長さよりも短く設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体の抵抗長方向の両端部に導通する電極層とを備えたサーマルヘッドにおいて、
前記各発熱抵抗体は、その抵抗長方向の中央に位置する中央幅広部と、同抵抗長方向の両端に位置する一対の両端幅広部と、この一対の両端幅広部と中央幅広部を同抵抗長方向に結ぶ、該幅広部よりも幅寸法の小さい一対の幅狭部とを有し、且つ、前記中央幅広部の抵抗長方向の長さが前記各幅狭部の抵抗長方向の長さより短いことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記各発熱抵抗体は、前記抵抗長方向の中心線に関して対称形状に形成されているサーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１または２記載のサーマルヘッドにおいて、前記両端幅広部及び前記中央幅広部は、前記電極層と同一の幅寸法で形成されているサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱転写プリンタに搭載されるサーマルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱転写プリンタ用のサーマルヘッドは、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、これら複数の発熱抵抗体に通電するための電極層とを備え、発熱抵抗体の熱によりインクを被印字媒体に転写させる。このタイプのサーマルヘッドは、発熱抵抗体の発熱温度を制御することで、印刷ドット径の大きさを可変することができる。
【０００３】
近年では、更なる高記録密度化、小型化、高速化及び低コスト化が求められている。この高記録密度化、小型化、高速化及び低コスト化に伴い、ヘッドの大きさは変えずに又は小さくして該ヘッドに備える発熱抵抗体の数、すなわち印刷ドット数を増大できるよう、各発熱抵抗体の平面的な大きさ（発熱面積）は小さく、各発熱抵抗体の間に設けるドット間ギャップも狭くなってきている。
【特許文献１】特開昭６３−１２６７６７号公報
【特許文献２】特開平４−２５５３６３号公報
【特許文献３】特開平４−２５５３６４号公報
【特許文献４】実開平４−４７５４３号公報のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ドット間ギャップが狭くなり過ぎると、その狭ドット間ギャップを高精度で形成することが難しく、ドット間ギャップのばらつきによる発熱抵抗体の抵抗値ばらつきを招いたり、ゴミの付着等により、結果として歩留まりを悪化させてしまうことが懸念されている。ここで歩留まりを考慮すると、ドット間ギャップは一定以上狭くすることができず、各発熱抵抗体に対して相対的にドット間ギャップが大きくなる。発熱抵抗体では、その抵抗長方向に沿って通電したとき、該通電方向に直交する抵抗幅方向の中心部は、周縁部に比べて温度上昇が大きい。このため、印刷ドット形状は、（図４に示すように）発熱抵抗体１０４の周縁部よりも中心側に寄った円形状となる。各発熱抵抗体１０４に対して相対的にドット間ギャップが大きくなると、隣り合う印刷ドットが不連続になってしまい、それぞれの印刷ドット形状が独立してあらわれてしまうことが判明した。発熱抵抗体への供給電力を増大することにより印刷ドット径を大きくして連続性を確保することも考えられるが、高速印刷時には発熱抵抗体への電力供給時間に制限があって供給電力が少なくなることから、印刷ドットの不連続性が特に顕著である。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、印刷品質に優れたサーマルヘッドを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発熱抵抗体の局所的な発熱集中を緩和すれば、印刷品質が改善されることに着目したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、通電により発熱する複数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体の抵抗長方向の両端部に導通する電極層とを備えたサーマルヘッドにおいて、各発熱抵抗体は、その抵抗長方向の中央に位置する中央幅広部と、同抵抗長方向の両端に位置する一対の両端幅広部と、この一対の両端幅広部と中央幅広部を同抵抗長方向に結ぶ、該幅広部よりも幅寸法の小さい一対の幅狭部とを有し、且つ、中央幅広部の抵抗長方向の長さが各幅狭部の抵抗長方向の長さより短いことを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、幅狭部から中央幅広部の境界となる角部に熱が集中しやすくなり（発熱中心ができ）、中央幅広部全体が一様な高温領域となるので、発熱抵抗体の幅寸法を一定とした場合よりも発熱抵抗体の抵抗幅方向の両端部の発熱割合が増大する。これにより、印刷ドット形状はドット配列方向に長く延びて略長円形状となるから、高記録密度化に伴い発熱抵抗体に対して相対的にドットギャップ領域が大きくなっても、隣り合う印刷ドット間のつながりを改善でき、高品質印刷を実現可能である。
【０００９】
各発熱抵抗体は、抵抗長方向の中心線に関して対称形状に形成されていることが好ましい。具体的に、発熱抵抗体の平面形状は抵抗長方向を縦方向とする「王」形状となる。
【００１０】
両端幅広部及び中央幅広部は、電極層と同一の幅寸法で形成されていることが好ましい。この態様であれば、電極層と発熱抵抗体の幅寸法を同時規定した後に、発熱中心領域の幅寸法を別途規定すればよいので、製造工程が容易である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、印画品質に優れ、印画高速化を実現可能なサーマルヘッドを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜図３は本発明の第１実施形態によるサーマルヘッド１を示している。図１はサーマルヘッド１（耐磨耗保護層を形成する前の状態）を示す平面図、図２（Ａ）は図１のＩＩA−ＩＩA線に沿う断面図、図２（Ｂ）は図１のＩＩB−ＩＩB線に沿う断面図である。本サーマルヘッド１は、熱転写プリンタに搭載され、発熱抵抗体４の発する熱を感熱紙またはインクリボンに与えることで印刷を行なう。
【００１３】
サーマルヘッド１は、Ｓｉやセラミック材料、金属材料等からなる放熱性に優れた基板２上に例えばガラス等の断熱材料からなる蓄熱層３を有し、この蓄熱層３の上に、図１の左右方向に微小間隔をあけて一列に配置した複数の発熱抵抗体４を備えている。各発熱抵抗体４は、Ｔａ2ＮやＴａ−ＳｉＯ2等のサーメット材料を用いて蓄熱層３の上に全面形成された抵抗体層４’の一部であり、その表面が絶縁バリア層５により覆われている。絶縁バリア層５は、例えばＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ等の絶縁材料から形成されていて、各発熱抵抗体４の平面的な大きさを規定している。この絶縁バリア層５は備えられていてもいなくてもよい。隣接する発熱抵抗体４の間には、放熱性基板２が露出するギャップ領域γが存在している。
【００１４】
各発熱抵抗体４の抵抗長方向の両端部には電極層６が導通接続されている。発熱抵抗体４の抵抗長方向はインクリボンの走行方向に平行である。電極層６は、抵抗体層４’の上に全面的に成膜した後に各発熱抵抗体４の表面を露出させる開放部６ｃをあけて形成したもので、開放部６ｃを介して、全発熱抵抗体４に共通接続されたコモン電極６ａと、各発熱抵抗体４毎に独立接続された複数の個別電極６ｂとに分離している。各コモン電極６ａの間及び各個別電極６ｂの間にはギャップ領域γがそれぞれ存在し、このギャップ領域γによりコモン電極６ａ及び個別電極６ｂの幅寸法は、発熱抵抗体４の幅寸法Ｗと同一に規定されている。電極層６は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ等の高融点金属材料、該高融点金属材料を含む合金材料、Ａｌ、Ａｌを含む合金材料、Ｃｕ及びＣｕを含む合金材料のいずれかにより形成することができる。本実施形態の電極層６はＡｌにより形成されており、数百μｓ程度のごく短い周期で大電流を与えて発熱抵抗体４をオン（通電）／オフ（非通電）する高速印刷動作にも対応可能になっている。
【００１５】
絶縁バリア層５、コモン電極６ａ及び個別電極６ｂの上には、例えばＳｉＡｌＯＮやＴａ2Ｏ5等の耐摩耗性材料からなる耐磨耗保護層７が形成されている。耐磨耗保護層７は、ヘッド動作時に生じる摩擦から絶縁バリア層５、コモン電極６ａ及び個別電極６ｂを保護する。なお、図１では耐磨耗保護層７は図示省略されている。
【００１６】
図示されていないが、本サーマルヘッドには、複数の発熱抵抗体４への通電を制御するための駆動ＩＣやプリント回路基板等も備えられている。
【００１７】
上記構成のサーマルヘッド１は、各発熱抵抗体４の発熱分布及び該発熱分布を得るための構造に特徴を有している。以下では、図２及び図３を参照し、発熱抵抗体４について、より詳細に説明する。
【００１８】
発熱抵抗体４は、抵抗長方向の両端に位置する一対の両端幅広部４１と、同抵抗長方向の中央に位置する中央幅広部４２と、これら一対の両端幅広部４１と中央幅広部４２を同抵抗長方向にそれぞれが結ぶ、該幅広部４１、４２よりも幅寸法の小さい一対の幅狭部４３とを有しており、その平面形状が抵抗長方向を縦方向とする「王」形状となっている。この発熱抵抗体４は、蓄熱層３上に抵抗体層４’及び絶縁バリア層５を成膜し、発熱抵抗体４全体の平面的な大きさ（長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗ）を規定した後に、幅狭部４３の平面的な大きさ（長さ寸法Ｌｔ、幅寸法ｗｔ）を定める切欠４４を形成してなる。両端幅広部４１の長さ寸法Ｌ１及び中央幅広部４２の長さ寸法Ｌ２も、切欠４４によって同時に規定されている。幅狭部４３の長さ寸法Ｌｔは、中央幅広部４２の長さ寸法Ｌ２よりも大きく設定してある。具体的な数値を挙げると、例えば、発熱抵抗体４の全体の抵抗長Ｌは１００μｍ、両端幅広部４１の長さ寸法Ｌ１は２０μｍ、中央幅広部４２の長さ寸法Ｌ２は１８μｍ、幅狭部４３の長さ寸法Ｌｔは２１μｍ程度とすることができる。また、幅狭部４３の幅寸法ｗｔは１５μｍ、両端幅広部４１及び中央幅広部４２の幅寸法Ｗは３５μｍ程度とすることができる。
【００１９】
上述のように発熱抵抗体４は、一定の幅寸法では形成されておらず、２つの幅狭部４３で局所的に幅狭となっている。電極層６（コモン電極６ａ、個別電極６ｂ）を介して発熱抵抗体４を抵抗長方向に通電したとき、切欠４４による角部αから角部βに向かって電流が集中することから、図３に示すように、発熱抵抗体４の中心部のみならず、発熱抵抗体４の幅狭部４３と中央幅広部４２の境界となる角部α、βの間（図３に矢印で示す領域）で熱が発生しやすくなる。図３のハッチング領域は発熱中心領域を示している。この結果、発熱抵抗体４の中央幅広部４２は一様な高温領域となり、発熱抵抗体の幅寸法を一定とした場合よりも発熱抵抗体４の抵抗幅方向の発熱割合が増大する。したがって、印刷ドット形状はドット整列方向に長く延びて略長円形状となり、隣合う印刷ドットを滑らかに連続させることができる。これにより、高記録密度化に伴い発熱抵抗体４に対して相対的にドットギャップ領域が大きくなっても、印刷ドット間のつながりを改善でき、高品質印刷を実現可能である。なお、図４に示すように、発熱抵抗体１０４を一定の幅寸法Ｗで形成した場合には、該発熱抵抗体１０４の中央部での温度上昇が周縁部に比べて大きくなるので、各発熱抵抗体１０４に対して相対的にドット間ギャップが大きくなると、隣り合う印刷ドットが不連続になってしまい、それぞれの印刷ドット形状が独立してあらわれてしまう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態によるサーマルヘッドを示す平面図ある。
【図２】（Ａ）図１のＩＩA―ＩＩA線に沿う断面図、（Ｂ）図１のＩＩB―ＩＩB線に沿う断面図である。
【図３】第１実施形態における発熱抵抗体の発熱分布を説明する模式図である。
【図４】従来構造のサーマルヘッドにおける発熱抵抗体の発熱分布を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１     サーマルヘッド
２     基板
３     蓄熱層
４’   抵抗体層
４     発熱抵抗体
５     絶縁バリア層
６     電極層
６ａ   コモン電極
６ｂ   個別電極
６ｃ   開放部
７     耐磨耗保護層
４１   両端幅広部
４２   中央幅広部
４３   幅狭部
４４   切欠
Ｌ     抵抗長方向の寸法
Ｗ     抵抗幅方向の寸法
α     角部
β     角部
γ     ギャップ領域
【図１】
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【図２】
2006192703.tif 000004
【図３】
2006192703.tif 000005
【図４】
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