(57)【要約】【課題】鮮明な画像を記録することが可能な高性能のサーマルヘッド及びサーマルプリンタを提供すること。【解決手段】基板１の上面に、多数の発熱抵抗体２を間に所定の間隔を空けるようにして主走査方向にわたり被着・配列させ、これら各発熱抵抗体２の一部を隣接する発熱抵抗体２に向かって延在させるとともに、該延在部２ａで隣接する発熱抵抗体２を連続させ、更に、前記各発熱抵抗体２の両端に一対の電極３を被着して成るサーマルヘッドであって、前記各発熱抵抗体２に、個々の発熱抵抗体２を複数の区画に区分するスリット４を設け、該スリット４に発熱抵抗体２内の隣接する区画同士を連通させる連通部４ａを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に、多数の発熱抵抗体を間に所定の間隔を空けるようにして主走査方向にわたり被着・配列させ、これら各発熱抵抗体の一部を隣接する発熱抵抗体に向かって延在させるとともに、該延在部で隣接する発熱抵抗体を連続させ、更に、前記各発熱抵抗体の両端に一対の電極を被着して成るサーマルヘッドであって、
前記各発熱抵抗体に、個々の発熱抵抗体を複数の区画に区分するスリットを設け、該スリットに発熱抵抗体内の隣接する区画同士を連通させる連通部を形成したことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記延在部の副走査方向の幅Ｗ１，前記連通部の副走査方向の幅Ｗ２が式「Ｗ１＜Ｗ２」を満足するように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段とを具備することを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリやビデオプリンタ等のプリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ファクシミリやビデオプリンタ等のプリンタ機構に組み込まれる記録デバイスとしてサーマルヘッドが用いられている。
【０００３】
かかる従来のサーマルヘッドは、図４に示す如く、基板１１の上面に、多数の発熱抵抗体１２を間に所定の間隔を空けるようにして直線状に被着・配列させるとともに、これら各発熱抵抗体１２の両端に一対の電極１３を電気的に接続したものが知られており、外部からの画像データに基づいて前記発熱抵抗体１２に所定の電力を印加することにより、発熱抵抗体１２を個々に選択的に発熱させるとともに、該発熱した熱を感熱記録紙などの記録媒体に伝達させ、該記録媒体に所定の画像を記録することによってサーマルヘッドとして機能する。
【０００４】
尚、各発熱抵抗体１２は、その両端に接続されている一対の電極１３を介して電源電力が印加されると、発熱抵抗体１２の中心領域を発熱温度のピーク位置としてジュール発熱し、所定の温度（２５０℃〜４００℃）となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のサーマルヘッドにおいては、多数の発熱抵抗体１２が間に所定の間隔を空けた状態で配列されていることから、発熱抵抗体１２の発熱時、隣接する発熱抵抗体間の領域で表面温度が極端に低くなり、それ故、各発熱抵抗体１２の発熱温度のピーク位置である中心領域と外周領域とで温度差が大きくなり、全ての発熱抵抗体１２を発熱させた場合、図５に示す如く、サーマルヘッドの表面温度が振幅の大きな蛇行状を成す分布となってしまう。その結果、記録画像を構成する各ドットの輪郭がぼやけてしまい、画像が不鮮明になる欠点を有していた。
【０００６】
そこで上記欠点を解消すべく、各発熱抵抗体の側面の一部を隣接する発熱抵抗体に向かって延在させるとともに、該延在部で隣接する発熱抵抗体を連続させることが提案されている（図６参照）。
【０００７】
しかしながら、しかしながら、このようなサーマルヘッドを構成した場合、発熱抵抗体間の領域でサーマルヘッドの表面温度が少し高くなり、発熱抵抗体の中心領域と外周領域との温度差がわずかに小さくなるものの、依然として、図７に示す如く、サーマルヘッドの温度分布が上下に大きく波打っており、記録画像が不鮮明になる欠点を解消するには至っていない。
【０００８】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的は鮮明な画像を記録することが可能な高性能のサーマルヘッド及びサーマルプリンタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルヘッドは、基板の上面に、多数の発熱抵抗体を間に所定の間隔を空けるようにして主走査方向にわたり被着・配列させ、これら各発熱抵抗体の一部を隣接する発熱抵抗体に向かって延在させるとともに、該延在部で隣接する発熱抵抗体を連続させ、更に、前記各発熱抵抗体の両端に一対の電極を被着して成るサーマルヘッドであって、前記各発熱抵抗体に、個々の発熱抵抗体を複数の区画に区分するスリットを設け、該スリットに発熱抵抗体内の隣接する区画同士を連通させる連通部を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のサーマルヘッドは、前記延在部の副走査方向の幅Ｗ１，前記連通部の副走査方向の幅Ｗ２が式「Ｗ１＜Ｗ２」を満足するように設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
更に、本発明のサーマルヘッドは、上述のサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段とを具備することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のサーマルヘッドによれば、基板の上面に、多数の発熱抵抗体を間に所定の間隔を空けるようにして主走査方向にわたり被着・配列させ、これら各発熱抵抗体の側面の一部を隣接する発熱抵抗体に向かって延在させて該延在部で隣接する発熱抵抗体を連続させるとともに、前記各発熱抵抗体の両端に一対の電極を被着して成るサーマルヘッドであって、前記各発熱抵抗体に、個々の発熱抵抗体を複数の区画に区分するスリットを設け、該スリットに発熱抵抗体内の隣接する区画同士を連通させる連通部を形成したことから、上記延在部を発熱させて隣接する発熱抵抗体間の領域の温度を高めることができる上に、前記スリットによって各発熱抵抗体内に発熱温度のピーク位置を複数箇所形成することができ、更に、隣接する区画間の領域の温度をスリットの連通部で高くすることができる。従って、サーマルヘッド表面の温度分布が略平坦な状態となり、記録画像を構成する各ドットの輪郭を明確にすることができ、鮮明な画像を記録することが可能な高性能のサーマルヘッド及びサーマルプリンタが実現される。
【００１３】
また、本発明のサーマルヘッドによれば、前記延在部の副走査方向の幅Ｗ１，前記連通部の副走査方向の幅Ｗ２を式「Ｗ１＜Ｗ２」を満足するように設定したことから、多量の電流がオフ状態にある発熱抵抗体より延在部を介して隣接するオン状態にある発熱抵抗体に流入することが有効に防止される。従って、不要な画像が形成されることを有効に防止され、信頼性の高いサーマルヘッド及びサーマルプリンタが得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの平面図であり、同図に示すサーマルヘッドは、基板１の上面に多数の発熱抵抗体２や一対の電極３等を被着させた構造を有している。
【００１５】
前記基板１は、アルミナセラミックス等の絶縁材料や、表面に酸化膜が被着された単結晶シリコン等、種々の材料により長方形状に形成されており、その上面で発熱抵抗体２や一対の電極３を支持する支持母材として機能する。
【００１６】
このような基板１は、アルミナセラミックスから成る場合、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合して泥漿状と成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシートを得、しかる後、該グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工した上、これを高温（約１６００℃）で焼成することによって製作される。
【００１７】
また、前記基板１の上面に被着されている多数の発熱抵抗体２は、基板１の長手方向（主走査方向）に沿って間に所定の間隔（例えば１０μｍ〜２０μｍ）を空けるようにして３００ｄｐｉ（ｄｏｔ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）の密度で直線状に被着・配列されており、その各々がＴａＳｉＯ系やＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系、ＮｂＳｉＯ系の電気抵抗材料から成る抵抗体薄膜から成っている。
【００１８】
前記発熱抵抗体２は、各々が矩形状（例えば、主走査方向の幅６５μｍ、副走査方向の幅１１０μｍ）を成すように形成されており、その両端に接続される一対の電極３等を介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、感熱記録紙などの記録媒体に印画を形成するのに必要な所定の温度（２５０℃〜４００℃）になる。
【００１９】
また、前記各発熱抵抗体２は、その一部、具体的には副走査方向中央域の発熱抵抗体２の一部が隣接する発熱抵抗体２に向かって延在されており、該延在部２ａで隣接する発熱抵抗体同士が連続的に繋がった状態となっている。従って、記録動作時、発熱抵抗体２のみならず前記延在部２ａもある程度発熱することとなり、発熱抵抗体２間の領域の温度を高くすることができる。
【００２０】
そして、前記各発熱抵抗体２には、個々の発熱抵抗体２を複数の区画に区分する１または２個以上のスリット４（本実施形態においては１個）が設けられている。
【００２１】
前記スリット４は、その各々が前記発熱抵抗体２の配列を横断する方向に配設されており、副走査方向中央域に発熱抵抗体２内の隣接する区画同士を連通させる連通部４ａを有している。そして、かかる連通部４ａ、並びに、先に述べた延在部２ａによって全ての発熱抵抗体２が副走査方向中央域で連続的に繋がった状態となっている。
【００２２】
このようなスリット４は、各々の主走査方向の幅が１７μｍ〜２３μｍに、連通部４ａを含む副走査方向の幅が２００μｍ〜２１２μｍに形成されており、発熱抵抗体２内の区画毎に発熱温度のピーク位置を形成することで発熱抵抗体２内の発熱温度のピーク位置を複数箇所形成するとともに、発熱抵抗体２内の隣接する区画同士を一部で連続させて隣接する区画間の領域で発熱温度を高める作用を為している。
【００２３】
以上のように、隣接する発熱抵抗体２を前記延在部２ａで連続させるとともに、各発熱抵抗体２に、個々の発熱抵抗体２を複数の区画に区分するスリット４を配設し、更に、スリット４に、発熱抵抗体２内の隣接する区画同士を連続させる連通部４ａを設けたことから、全ての発熱抵抗体２を発熱させた場合、図２に示す如く、サーマルヘッドの温度分布が略平坦な状態となり、記録画像を構成する各ドットの輪郭を明確にすることができ、鮮明な画像を記録することが可能な高性能のサーマルヘッド及びサーマルプリンタが実現される。
【００２４】
また、上述した隣接する発熱抵抗体２を連続的に繋げる延在部２ａの副走査方向の幅Ｗ１、並びにスリット４に形成される連通部４ａの副走査方向の幅Ｗ２は、式「Ｗ１＜Ｗ２」を満たすように設定されている。
【００２５】
このため、多量の電流がオフ状態にある発熱抵抗体２より延在部２ａを介して隣接するオン状態にある発熱抵抗体２に流入することが有効に防止され、従って、オフ状態にある発熱抵抗体２が発熱して記録紙に不要な画像が形成されることを有効に防止され、信頼性の高いサーマルヘッド及びサーマルプリンタが得られる。
【００２６】
ここで、前記延在部２ａの副走査方向の幅Ｗ１、前記連通部４ａの副走査方向の幅Ｗ２を式「Ｗ１＜Ｗ２」を満たすように設定するのは、前記延在部２ａの副走査方向の幅Ｗ１、連通部４ａの副走査方向の幅Ｗ２をＷ１≧Ｗ２を満足するように設定すると、多量の電流がオフ状態にある発熱抵抗体２よりオン状態にある発熱抵抗体２に流れ込み、オフ状態にある発熱抵抗体２であってもジュール発熱を起こし、記録紙に不要な画像が形成されるおそれがある。
【００２７】
従って、前記延在部２ａの副走査方向の幅Ｗ１、前記連通部４ａの副走査方向の幅Ｗ２を式「Ｗ１＜Ｗ２」を満たすように設定することが好ましい。
【００２８】
尚、前記延在部２ａの副走査方向の幅Ｗ１は、発熱抵抗体２の副走査方向の幅ＷＲに対して９％〜１７％に、前記連通部４ａの副走査方向の幅Ｗ２は発熱抵抗体２の副走査方向の幅ＷＲに対して１８％〜３６％にそれぞれ設定されている（本実施形態においては、Ｗ１は１３μｍ、Ｗ２は２５μｍ、ＷＲは１１０μｍ）。
【００２９】
ここで、前記延在部２ａの幅Ｗ１を発熱抵抗体２の幅ＷＲに対して９％〜１７％に設定するのは、延在部２ａの幅Ｗ１が発熱抵抗体２の幅ＷＲの１７％よりも大きいと、オン状態にある発熱抵抗体２の熱の影響がオフ状態にある発熱抵抗体２にも及んでしまうことがあり、一方、延在部２ａの幅Ｗ１が発熱抵抗体２のＷＲの９％よりも小さいと、延在部２ａの発熱量が小さく、発熱抵抗体２間の温度を効果的に高めることが難しくなる傾向にある。
【００３０】
また、前記連通部４ａの幅Ｗ２を発熱抵抗体２の幅ＷＲに対して１８％〜３６％に設定するのは、連通部４ａの幅Ｗ２が発熱抵抗体２の幅ＷＲの３６％よりも大きいと、発熱抵抗体２の各区画内でピーク位置とそれ以外の領域との温度差が若干大きくなる傾向にあり、一方、連通部４ａの幅Ｗ２が発熱抵抗体２の幅ＷＲの１８％よりも小さいと、隣接する区画間の温度を効果的に高めることが若干難しくなる傾向にある。
【００３１】
従って、前記延在部２ａの副走査方向の幅Ｗ１を発熱抵抗体２の副走査方向の幅ＷＲに対して９％〜１７％に、前記連通部４ａの副走査方向の幅Ｗ２を発熱抵抗体２の副走査方向の幅ＷＲに対して１８％〜３６％に設定することが好ましい。
【００３２】
更に、前記発熱抵抗体２の両端に接続される一対の電極３は、アルミニウムや銅等の金属材料により所定パターンに形成されており、発熱抵抗体２の一端側では全ての発熱抵抗体２に共通に接続される共通電極として、他端側では各発熱抵抗体３と図示しないドライバーＩＣの出力端子とを接続する個別電極として機能する。
【００３３】
尚、上述した発熱抵抗体２及び一対の電極３は、従来周知の薄膜形成技術、例えば、スパッタリング、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術等を採用することによって製作される。具体的には、まずＴａＳｉＯ等の抵抗材料とアルミニウム等の金属材料を従来周知のスパッタリングにより基板１の上面に順次積層させることによって抵抗薄膜及び金属薄膜からなる積層体を形成し、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術にて微細加工することにより、延在部２ａを含む発熱抵抗体２、連通部４ａを含むスリット４及び一対の電極３が所定形状にパターニングされる。
【００３４】
かくして上述したサーマルヘッドは、外部からの電力を一対の電極３を介して発熱抵抗体２に供給し、発熱抵抗体２を外部からの画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を発熱抵抗体２上に搬送される記録媒体に伝達させ、該記録媒体に所定の画像を記録することによってサーマルヘッドとして機能する。
【００３５】
次に、上述したサーマルヘッドを用いて構成されたサーマルプリンタについて、図３を用いて説明する。
図４は上述したサーマルプリンタを用いて構成されたサーマルプリンタの概略図であり、同図に示すサーマルプリンタは、筐体内に上述のサーマルヘッドＴｈと、プラテンローラ５及び搬送ローラ６からなる搬送手段Ｔｒとで構成されている。
【００３６】
前記プラテンローラ５は、ＳＵＳ等により形成された円柱状の軸心の表面にシリコーンゴムやブタジエンゴム等の弾性材をロール状に巻きつけて構成されており、サーマルヘッドＴｈ上の所定位置に回転可能に支持され、図示しないモーター等によってその回転が制御される。
【００３７】
このようなプラテンローラ５は、記録動作時、その表面でサーマルヘッド上の発熱抵抗体２に対して記録媒体を押圧し、記録媒体に適度な印圧を与えるとともに、記録媒体を発熱抵抗体２の配列と直交する方向に所定の速度で走行させるためのものである。
【００３８】
また、前記搬送ローラ６は、上述したプラテンローラ５と同様にＳＵＳ製の軸心にシリコーンゴム製の弾性材を巻きつけた構造を有し、サーマルヘッドＴｈに対して記録媒体の搬送方向上流側と下流側に、回転可能な状態で配設されている。
【００３９】
このような搬送ローラ６は、プラテンローラ５と同様に図示しないモーター等によってその回転が制御されるようになっており、記録媒体を発熱抵抗体２上に送り込むとともに、該発熱抵抗体２上を通過した記録媒体を巻き取る作用を為している。
【００４０】
尚、本発明は上述した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。
【００４１】
例えば、上述の実施形態においては、各発熱抵抗体２に設けるスリット４を１個ずつ設けるようにしたが、これに代えて、各発熱抵抗体２にスリットを２個以上設けるようにしても良い。
【００４２】
また、上述の実施形態においては、個々の発熱抵抗体２を矩形状に形成するようにしたが、これに代えて、個々の発熱抵抗体を平行四辺形に形成するようにしても良く、この場合、スリット４を、平行四辺形を成す発熱抵抗体の斜辺と略平行となるようにすることが好ましい。
【００４３】
更に、上述の実施形態において、延在部２ａを含む発熱抵抗体２、一対の電極３等を、酸化珪素や窒化珪素等からなる保護膜で被覆するようにしても良いことは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明のサーマルヘッドによれば、基板の上面に、多数の発熱抵抗体を間に所定の間隔を空けるようにして主走査方向にわたり被着・配列させ、これら各発熱抵抗体の側面の一部を隣接する発熱抵抗体に向かって延在させて該延在部で隣接する発熱抵抗体を連続させるとともに、前記各発熱抵抗体の両端に一対の電極を被着して成るサーマルヘッドであって、前記各発熱抵抗体に、個々の発熱抵抗体を複数の区画に区分するスリットを設け、該スリットに発熱抵抗体内の隣接する区画同士を連通させる連通部を形成したことから、上記延在部を発熱させて隣接する発熱抵抗体間の領域の温度を高めることができる上に、前記スリットによって各発熱抵抗体内に発熱温度のピーク位置を複数箇所形成することができ、更に、隣接する区画間の領域の温度をスリットの連通部で高くすることができる。従って、サーマルヘッド表面の温度分布が略平坦な状態となり、記録画像を構成する各ドットの輪郭を明確にすることができ、鮮明な画像を記録することが可能な高性能のサーマルヘッド及びサーマルプリンタが実現される。
【００４５】
また、本発明のサーマルヘッドによれば、前記延在部の副走査方向の幅Ｗ１，前記連通部の副走査方向の幅Ｗ２を式「Ｗ１＜Ｗ２」を満足するように設定したことから、多量の電流がオフ状態にある発熱抵抗体より延在部を介して隣接するオン状態にある発熱抵抗体に流入することが有効に防止される。従って、不要な画像が形成されることを有効に防止され、信頼性の高いサーマルヘッド及びサーマルプリンタが得られる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるサーマルヘッドの平面図である。
【図２】図１に示されたサーマルヘッドのＸ−Ｘ線上における温度状態を示す図である。
【図３】図１のサーマルヘッドを用いて構成したサーマルプリンタの概略図である。
【図４】従来のサーマルヘッドの平面図である。
【図５】図４に示されたサーマルヘッドのＸ−Ｘ線上における温度状態を示す図である。
【図６】従来のサーマルヘッドの平面図である。
【図７】図６に示されたサーマルヘッドのＸ−Ｘ線上における温度状態を示す図である。
【符号の説明】
１・・・基板
２・・・発熱抵抗体
２ａ・・・延在部
３・・・電極
４・・・スリット
４ａ・・・連通部
５・・・プラテンローラ
６・・・搬送ローラ
Ｔｈ・・・サーマルヘッド
Ｔｒ・・・搬送手段
【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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