JP2000211192A - サ―マルプリンタ用サ―マルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定型的な文字や図形の印字に低価格であり、
擦過させず、電力及び熱に依る発熱体が破壊されにく
く、ドライバーＩＣも不要な低価格で消耗品としてメン
テナンス費用が安価なサーマルプリンタ用サーマルヘッ
ドを提供する。 【解決手段】 発熱体ｄを所定形状の信号電極ｂと信号
電極ｂの全面を覆う共通電極ｃで挟み込み、信号電極ｂ
と共通電極ｃの間に電位を架けて発熱体ｄを前記所定形
状に発熱させ、その発熱形状をそのまま被発熱媒体に転
写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルプリンタ
に用いるサーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】パソコン等の出力装置の１つとして、感
熱式プリンタ及び熱転写プリンタが知られている。感熱
式プリンタは、熱により感熱紙を発色させるもので、熱
パルスを与える方式と、導電性記録層に電流を流し温度
上昇により発色させる通電方式があり、サーマルプリン
タとも呼ばれる。図１２は、サーマルプリンタのサーマ
ルヘッドの模式図である。一方、熱転写プリンタは、リ
ボンに塗布した熱溶融性ソリンドインクをサーマルヘッ
ドで加熱し普通紙に熱転写するものである。

【０００３】従来のサーマルヘッドの発熱構造を、図１
３（平面図）及び図１４（断面図）に示す。これらの図
において、ａは保護層、ｂは発熱体、ｃは共通電極、ｄ
は信号電極、ｅは基板である。従来のサーマルプリント
ヘッドには厚膜型（左図Ａ）と薄膜型（右図Ｂ）の２種
があり、それぞれ被発熱媒体（発熱体ｂ）と平行する電
位を架けて発熱させる構造である。なお、図１３，図１
４において水平の矢印ｆは発熱部分における電流方向を
示している。この構造により、従来のサーマルプリンタ
ヘッドでは、被発熱媒体ｂ又はサーマルプリントヘッド
を同期移動させ微細な発熱面積を繋ぎ合わせて文字、数
字及び図形を点画印字していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
サーマルヘッドでは、多くの発熱体ｂを並べて、ドライ
バーＩＣに電気信号を送り必要な発熱を行わせる必要が
あり、従って、発熱が不要な部分にも電気信号を送る必
要があった。また、ドライバーＩＣの最大許容電流以
内、及び発熱体の電力破壊限度内で使用しなければ成ら
ないため、発熱体ｂの発熱量を高くするには限度があっ
た。

【０００５】そのため、従来のサーマルヘッドには、以
下の問題点があった。 １．サーマルヘッドが高価である。上述したように、従
来のサーマルヘッドには、微細な導体パターンの形成し
た上に発熱体を形成する厚膜型（図１３，１４の左図
Ａ）と、発熱体の上に導体を形成する薄膜型（図１３，
１４の右図Ｂ）とがあるが、どちらのタイプも導体及び
発熱体の形成が困難なために歩留りが低い。又、ドライ
バーＩＣを搭載すること、及び高価な設備と高い技術を
要することから製造コストが高価なヘッドになってしま
う。 ２．プリンターの製作コスト及びヘッドの交換を含めた
メンテナンス費用が高価である。ドライバーＩＣに細か
い信号を送り、熱量をコントロールする回路の設計が必
要になり、システムそのもののコストが高価になる。
又、サーマルヘッドは発熱温度をコントロールする必要
から、電気信号を細かく送ったり、コントロールを自動
的に行なう機能を持った、高価な熱履歴ドライバーＩＣ
を使用するために、高価なヘッドになる。更に、印字の
仕方は、微細な発熱体に大きな電力を掛けながら印字媒
体と擦り合わせるため、擦過性によるヘッドの消耗、破
壊とつながり、ヘッドの交換に要する費用が発生する。 ３．印字速度が遅い。印字するパターンが定形的で有っ
ても、微細な発熱面積を媒体との同期を取りながら繋ぎ
合わせて点画するために印字速度か遅くなる。

【０００６】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の主目的は、
定型的な文字や図形の印字に低価格なサーマルプリンタ
用サーマルヘッドを提供することにある。また、本発明
の別の目的は、擦過させず、電力及び熱に依る発熱体が
破壊されにくく、ドライバーＩＣも不要な低価格で消耗
品としてメンテナンス費用が安価なサーマルプリンタ用
サーマルヘッドを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、発熱体
ｄを所定形状の信号電極ｂと該信号電極ｂの全面を覆う
共通電極ｃで挟み込み、信号電極ｂと共通電極ｃの間に
電位を架けて発熱体ｄを前記所定形状に発熱させ、その
発熱形状をそのまま被発熱媒体に転写する、ことを特徴
とするサーマルプリンタ用サーマルヘッドが提供され
る。

【０００８】上記本発明の構成によれば、サーマルプリ
ンタ用サーマルヘッドが発熱体ｄを所定形状の信号電極
ｂと該信号電極ｂの全面を覆う共通電極ｃで挟み込み、
信号電極ｂと共通電極ｃの間に電位を架けて発熱体ｄを
前記所定形状に発熱させ、その発熱形状をそのまま被発
熱媒体に転写するように構成されているので、（１）発
熱体ｄを２枚の導体（信号電極ｂと共通電極ｃ）でサン
ドイッチにして、そのどちらかの導体（信号電極ｂ）を
印字しようとする文字や図形にして、電極を取り出し電
位を掛けることによって導体の重なり合う部分を所定形
状に発熱させ、瞬時に１つの電気信号でどちらかの導体
に形成された図形等を印字することができ、印字媒体
（感熱紙等）への押し付ける（スタンプ）ことにより、
発熱形状をそのまま被発熱媒体に転写することができ
る。また、この構成により、（２）擦過によるヘッドの
消耗が無く、（３）ドライバーＩＣは不要であり、発熱
物質をサンドイッチにした、２極の導体に必要な発熱量
までの任意の時間にわたり電位を掛けるだけで済む。

【０００９】従って、（１）ドライバーＩＣが不要なこ
とからプリンターの駆動回路も簡単に構築でき、小型、
軽量、安価なプリンターが製作でき、（２）微細な発熱
面積をつなぎ合わせて印字しないで、必要な印字そのも
ののパターンを発熱体で形成し、１つの電気信号で瞬時
にスタンプ印字するため、印字速度が早くなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通の
部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。図
７は、発泡性熱転写シートの断面構造図、図８はその使
用状態図である。以下、ＰＥＴフィルム上に塗布された
発泡性インキをサマルヘッドの熱により転写し、被転写
紙に点字画像を形成する場合について説明する。図７に
示す５層からなる発泡性熱転写シートの耐熱滑性層側よ
りサーマルヘッドに任意の信号を送り発熱させると、発
熱された部分は離型層の熱変化により、熱膨張性インキ
層と感熱接着層がフィルム透明基材より分離され、図８
のように被転写紙に転写される。

【００１１】図９は点字画像の例である。点と点字画像
はこの図に示すように、１マスに６つの点の位置によっ
て表現する。図９は点字の『ま』、『み』を表現してい
ますが、このように点字は点のサイズや点の配列が定型
的になっている。前述した熱転写シートは図７のように
多くの層から形成されているため、転写には高い熱量を
必要とします。そのため、単位発熱量の高いサーマルヘ
ッドが要求される。

【００１２】図１０及び図１１は、従来のサーマルヘッ
ドで点字画像を転写する説明図である。以下、発熱量の
高い８ドット／mmのサーマルヘッド（従来例）を使用し
た場合を説明する。従来のヘッドで図９の点字画像のう
ちの１つの点を転写すると図１０のように１２ラインの
発熱が必要となる。点字画像の６つの点の内の１つの点
を発熱によって転写するには、１４４個の信号と９６回
の発熱が必要となる。従って、例えばＡ４版の用紙（転
写紙）に点字を１行（２６マス）転写するには、図１１
のように１２ドット×１２ライン×６点×２６マス＝２
２，４６４回以上の電気信号を送らなければならなくな
る。

【００１３】図１は、本発明のサーマルプリンタ用サー
マルヘッドの第１実施形態を示す構造図である。この図
において、（Ａ）はサーマルヘッドの平面図、（Ｂ）は
その信号電極の配置図である。また、図２は、図１
（Ａ）の断面図であり、（Ａ）はＡ−Ａ断面図、（Ｂ）
はＢ−Ｂ断面図である。図１乃至図２に示すように、本
発明のサーマルヘッドは、以下の方法で製作される。 （１）基板ｅに印字したいパターンを基板ｅの表側に導
体（信号電極ｂ）で形成し（この図では点字画像の１マ
ス）、スルーホールで基板ｅの裏側に信号電極ｂとして
引き回す。 （２）基板表面に形成された印字パターンの導体（信号
電極ｂ）の上に発熱体ｄを全面ベタで形成する。 （３）発熱体ｄの上に共通電極ｃとして、発熱体ｄと同
じように導体を全面ベタに形成する。 （４）共通電極ｃの上に絶縁のために保護層ａを形成す
る。

【００１４】このように構成したサーマルヘッドは、以
下のように使用する。 （５）信号電極ｂと共通電極ｃに電位を架けると、双方
の電極が重なった部分の間にある抵抗体（発熱体ｄ）の
通過電流が大きくなることにより、最初に形成した印字
パターンの画像がそのまま発熱パターンとなる。 （６）発熱した画像は保護層ａを通し、保護層ａの上に
密着させた被発熱媒体（感熱紙）に画像熱を伝え、印字
する。

【００１５】言い換えれば、図１乃至図２に示すよう
に、本発明のサーマルヘッドは、発熱体ｄを所定の形状
の信号電極ｂと信号電極ｂの全面を覆う共通電極ｃで挟
み込み、信号電極ｂと共通電極ｃの間に電位を架けて発
熱体ｄを前記所定形状に発熱させ、その発熱形状をその
まま被発熱媒体（感熱紙）に転写するようになってい
る。

【００１６】図３は、図１のサーマルヘッドの使用方法
の説明図である。上述したように、点字画像は１つの文
字（マスと呼ぶ）を６つの点で表現する。点と点、マス
とマス、及び桁の間隔は図１（Ｂ）に示すように定格に
なっている。図１のサーマルヘッドは、１マス（６つの
点）ごとに発熱体を有するもので、６つの発熱体ｄを形
成したヘッドを備えており、１桁の点字を転写する場合
に、図３に示すように、合計２６マス分の横への移動で
印字する。すなわち、ワープロ等に使われるシリアルヘ
ッドに似た点字ヘッドである。従って、１桁の点字を転
写するために、２６回の発熱で済むようになっている。
この発熱構造により、この６個の発熱体を持つヘッドの
各々の発熱体に電極を設けることによって、任意の点字
が瞬時に転写できる。

【００１７】図４及び図５は、本発明のサーマルプリン
タ用サーマルヘッドの第２実施形態を示す構造図であ
る。図４の（Ａ）は全体側面図、（Ｂ）はその部分拡大
図であり、図５は図４（Ａ）の断面構造図である。これ
らの図において、サーマルヘッドの基本構造は、図１の
第１実施形態と層断面構造及び画像熱の伝わり方等が同
一であり、信号電極ｄの配列のみが相違している。

【００１８】図６は、図４のサーマルヘッドの使用方法
の説明図である。図４乃至図６に示すように、このサー
マルヘッドは、横１列に２６マス分（合計５２個）の信
号電極ｄを有するもので、１行を印字するためには３列
の縦方向への移動で印字する。すなわち、このヘッドは
ＦＡＸ用に用いられるラインヘッドに似た点字ヘッドで
ある。

【００１９】なお本発明は、上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更が可能である。

【００２０】

【発明の効果】上述した本発明の構成によれば、サーマ
ルプリンタ用サーマルヘッドが発熱体ｄを所定形状の信
号電極ｂと該信号電極ｂの全面を覆う共通電極ｃで挟み
込み、信号電極ｂと共通電極ｃの間に電位を架けて発熱
体ｄを前記所定形状に発熱させ、その発熱形状をそのま
ま被発熱媒体に転写するように構成されているので、
（１）発熱体ｄを２枚の導体（信号電極ｂと共通電極
ｃ）でサンドイッチにして、そのどちらかの導体（信号
電極ｂ）を印字しようとする文字や図形にして、電極を
取り出し電位を掛けることによって導体の重なり合う部
分を所定形状に発熱させ、瞬時に１つの電気信号でどち
らかの導体に形成された図形等を印字することができ、
印字媒体（感熱紙等）への押し付ける（スタンプ）こと
により、発熱形状をそのまま被発熱媒体に転写すること
ができる。また、この構成により、（２）擦過によるヘ
ッドの消耗が無く、（３）ドライバーＩＣは不要であ
り、発熱物質をサンドイッチにした、２極の導体に必要
な発熱量までの任意の時間にわたり電位を掛けるだけで
済む。

【００２１】従って、（１）ドライバーＩＣが不要なこ
とからプリンターの駆動回路も簡単に構築でき、小型、
軽量、安価なプリンターが製作でき、（２）微細な発熱
面積をつなぎ合わせて印字しないで、必要な印字そのも
ののパターンを発熱体で形成し、１つの電気信号で瞬時
にスタンプ印字するため、印字速度が早くなる、等の優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルプリンタ用サーマルヘッドの
第１実施形態を示す構造図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】図１のサーマルヘッドの使用方法の説明図であ
る。

【図４】本発明のサーマルプリンタ用サーマルヘッドの
第２実施形態を示す平面図である。

【図５】図４（Ａ）の断面構造図である。

【図６】図４のサーマルヘッドの使用方法の説明図であ
る。

【図７】発泡性熱転写シートの断面構造図である。

【図８】発泡性熱転写シートの使用状態図である。

【図９】点字画像の例である。

【図１０】従来のサーマルヘッドで点字画像を転写する
説明図である。

【図１１】従来のサーマルヘッドで点字画像を転写する
別の説明図である。

【図１２】サーマルプリンタのサーマルヘッドの模式図
である。

【図１３】従来のサーマルヘッドの平面図である。

【図１４】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

ａ 保護層 ｂ 発熱体 ｃ 共通電極 ｄ 信号電極 ｅ 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体ｄを所定形状の信号電極ｂと該信
   号電極ｂの全面を覆う共通電極ｃで挟み込み、信号電極
   ｂと共通電極ｃの間に電位を架けて発熱体ｄを前記所定
   形状に発熱させ、その発熱形状をそのまま被発熱媒体に
   転写する、ことを特徴とするサーマルプリンタ用サーマ
   ルヘッド。