JP3376706B2 - 熱転写印字方法 - Google Patents
熱転写印字方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、印字情報に従って通電
加熱することにより所望の印字を行なうサーマルヘッド
を使用した熱転写印字方法に係り、特に、熱応答性に優
れ、良好な印字品質を得ることができる熱転写印字方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、サーマルプリンタに搭載される
サーマルヘッドは、インクリボンあるいは感熱紙などの
記録媒体に接した状態で使用されるものであり、複数個
の発熱素子を基板上に直線的に配列し、所望の印字情報
に基づいていずれかの発熱素子に選択的に順次通電を行
なって発熱素子を加熱させることにより、感熱プリンタ
においては感熱記録紙を発色させて印字を行い、熱転写
プリンタにおいてはインクリボンのインクを部分的に溶
融して普通紙に転写して印字を行なうように形成されて
いる。 【０００３】図３は従来のこの種のサーマルヘッドの一
例を示すものであり、アルミナ等の絶縁性基板１の上面
には、低熱伝導性で保温層として機能する耐熱ガラスか
らなる平面状のグレーズ層２が形成されており、このグ
レーズ層２の発熱素子３の発熱部３Ａの形成予定領域に
おける上面には、高さ５〜１０μｍ程度の断面ほぼ台形
状のグレーズ層２の凸状部２ａが一体に形成されてい
る。そして、前記グレーズ層２の上面には、Ｔａ2 Ｎ、
Ｔａ−ＳｉＯ2 等の発熱抵抗体材料からなる複数の発熱
素子３が、蒸着、スパッタリング等により全体的に積層
された後にフォトリソグラフィ技術のエッチングを行な
うことにより直線状に整列して形成されている。これら
の各発熱素子３の両側の上面には、各発熱素子３に対し
て通電するための共通電極４ａおよび個別電極４ｂがそ
れぞれ形成されている。これらの各電極４ａ，４ｂは、
例えば、導電性の良好なＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の軟質金属
からなり、約２μｍの厚みに蒸着、スパッタリング等に
より全体的に積層された後にフォトリソグラフィ技術の
エッチングを行なうことにより所望の形状に形成されて
いる。 【０００４】そして、前記各発熱素子３は、前記共通電
極４ａおよび個別電極４ｂ間に、最小印字単位たる１ド
ットに相当分の発熱部３Ａを露出するようにして各個独
立に形成され、この発熱素子３の発熱部３Ａは、前記各
電極４ａ，４ｂ間に電圧を印加することにより発熱され
るようになっている。 【０００５】前記絶縁性基板１、グレーズ層２、各発熱
素子３および各電極４ａ，４ｂの上面には、各発熱素子
３および各電極４ａ，４ｂを保護する約７〜１０μｍの
膜厚の保護層５が前記各電極４ａ，４ｂの端子部以外の
表面のすべてを被覆するように積層されている。 【０００６】そして、このような従来のサーマルヘッド
を用いた熱転写プリンタ（図示せず）においては、サー
マルヘッドをインクリボンを介してプラテンの前方に搬
送される用紙のような所望の記録媒体（共に図示せず）
に圧接させた状態で、所望の印字信号に基づいて選択さ
れた発熱素子３に接続された個別電極４ｂに通電を行
い、選択された発熱素子３を発熱させることにより、発
熱させた発熱素子３に当接するインクリボンのインク
（共に図示せず）を溶融させて記録媒体に転写し、記録
媒体上に文字や図形などの所望の印字を行う。 【０００７】そして、前述した従来のサーマルヘッドに
おいては、グレーズ層２の凸状部２ａ上に所望の発熱素
子３を配設して発熱部３Ａを形成することにより、図示
しない熱転写プリンタのプラテンに対する当接性を高
め、印字品質を向上させるようになっている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の熱転
写プリンタにおいては、サーマルヘッドによる印字速度
の高速化および高精細化ならびに印字品質の向上がはか
られており、サーマルヘッドおよびインクリボンに対す
る各種の対策が行われている。 【０００９】前記サーマルヘッドによる印字速度の高速
化および高精細化ならびに印字品質の向上の具体例とし
ては、従来のインクリボンのインク材料を冷時剥離タイ
プのワックス系から、熱時剥離タイプの樹脂系に転換す
るものが提案されており、これに伴い、サーマルヘッド
は、図４に示すように、サーマルヘッドの走行方向後端
側の端部となる絶縁性基板１上に片寄らせて設けられた
グレーズ層２の凸状部２ａ上に発熱部３Ａが配設されイ
ンクリボンの剥離に寄与する絶縁性基板１の端縁たるエ
ッジ部との距離の小さいいわゆるリアルエッジタイプと
され、発熱部３Ａにより加熱溶融されたインクが冷却固
化する前にインクリボンを記録媒体から剥離するいわゆ
る熱時剥離を行うように形成されている。 【００１０】しかしながら、発熱部３Ａが形成されるグ
レーズ層２の凸状部２ａがリアルエッジタイプのサーマ
ルヘッドにおいては、共通電極部のスペースが大変小さ
いため、歩留まりが悪く、コストアップの要因となって
いた。 【００１１】また、近年の熱転写プリンタには、サーマ
ルヘッドによるさらなる印字速度の高速化および高精細
化ならびに高印字品質化が求められており、例えば、印
字速度は１００〜１５０ｃｐｓ、分解能は３６０〜４０
０ｄｐｉ、さらには６００ｄｐｉに移行しようとしてお
り、ますます高速化され、かつ、ひとつの発熱部３Ａの
面積にほぼ相当する発熱単位であるドットのサイズのよ
り小さいものが求められており、これらに対処するため
に、熱転写感度のより高い樹脂系インクリボンが提案さ
れている。 【００１２】すなわち、インクリボンのインク層および
ベースフィルム層の厚みを薄くしてインクリボンの全体
の厚みを、例えば、従来の１０μｍ程度から５μｍ程度
と大幅に薄くした、いわゆる薄膜リボンと称される熱時
剥離タイプの樹脂系インクリボンが提案されている。そ
して、この種の薄膜リボンにおいては、インクリボンの
厚みが薄くなるに従って、インクリボンの熱伝達速度が
高まるとともに、熱容量が顕著に低下し、熱しやすく・
冷めやすいという特性が強く、高い熱応答性を有する極
めて高感度なものとされている。 【００１３】そして、このように高感度に形成されたイ
ンクリボンは、印字に供される際に、前記発熱部３Ａで
加熱されて高温となった直後に、温度の低い共通電極４
ａの外側の保護層５に圧接されることによって、早々に
その熱が失われることになる。しかしながら、発熱部３
Ａにより加熱溶融されたインクが冷却固化する前にイン
クリボンを記録媒体から剥離しないと、インクリボンが
記録媒体に接着されてしまい、インクリボンの巻取が不
能となるばかりでなく、インクの切れ性および定着性が
低下し、例えば、５〜３５℃の環境温度における良好な
印字品質を得ることができないという問題点があった。 【００１４】そこで、前記発熱部３Ａとインクリボンを
記録媒体から剥離する前記エッジ部との間（エッジ距
離）を短くし、共通電極４ａの幅も短く形成することに
よって、インクが冷却しないうちにインクリボンと記録
媒体との剥離を行うようにしてインクの切れ性および定
着性の低下を防止することも考えられるが、共通電極４
ａの幅を短くすることにより、共通電極４ａの抵抗値の
増加による電圧降下（コモンドロップ）が発生し、印字
濃度むら等の印字品質の低下を生じるとともに、印字寿
命が低下するという問題が生じることになる。 【００１５】また、インクが溶融状態にあるときは、記
録媒体に対するインクリボンのリボンスリップが発生し
やすく、このリボンスリップが生じると、インクリボン
と記録媒体との間に相対速度が生じてしまい、インクリ
ボンの斜行による走行不安定や、印字が適切に施されな
いことがあった。 【００１６】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、インクリボンとして薄膜リボンを有効利用でき
るとともに、記録媒体に対するインクの良好な定着性を
保持し、長期間にわたり高い印字品質を保持することの
できる熱転写印字方法を提供することを目的とする。 【００１７】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の熱転写印字方法は、基板の表面に台形状凸
状の保温層を形成し、この保温層上に、複数の発熱素子
と、これらの各発熱素子に接続される個別電極および共
通電極とを形成し、個別電極および共通電極間に露出し
ている部位の発熱素子を発熱部とし、表面を保護層によ
り被覆したサーマルヘッドを使用した熱転写印字方法で
あって、前記サーマルヘッドは、前記個別電極を前記台
形状凸状部の上面にまで延在させ、かつ、前記共通電極
を前記台形状凸状部の裾部まで後退させて形成すること
により、前記発熱部の長手方向における中央部を前記保
温層の凸状部より前記共通電極側に片寄らせて形成し、
さらに、前記共通電極を、上部共通電極および下部共通
電極からなり、前記上部共通電極を前記保温層の凸状部
から外れるように前記下部共通電極の前記発熱部側の端
部より外側に離間させて配設した２層構造とし、前記共
通電極側の端部と前記発熱部の中央部とを結ぶ仮想線分
の下方に前記保護層の前記共通電極側の斜面を位置させ
てこの仮想線分から離間した空隙を形成するとともに、
印字時における前記サーマルヘッドの走行方向後端側に
前記発熱部を形成してなり、印字時において前記サーマ
ルヘッドをその走行方向後端側が前端側に対しプラテン
に近接するように傾けて接触させ、前記発熱部との接触
により加熱されたインクリボンを前記共通電極表面の前
記保護層に圧接することなく走行させるようにしたこと
を特徴としている。 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【作用】前述した構成からなる本発明の熱転写印字方法
によれば、発熱部との接触により加熱され溶融されたイ
ンクリボンのインクが低温状態にある共通電極上の保護
層に接触して冷却固化されることがないので、サーマル
ヘッドのエッジ距離を比較的長くしてもインクリボンと
記録媒体との熱時剥離が可能とされ、良好な印字品質が
得られる。 【００２１】 【００２２】 【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により説明
する。 【００２３】図１は本発明に係る熱転写印字方法に使用
されるサーマルヘッドの実施例の要部を示す拡大縦断面
図である。 【００２４】本実施例のサーマルヘッドは、電気絶縁性
の基板１１と、凸状部１２ａを有し低熱伝導性材料から
なり保温層としてのグレーズ層１２と、発熱部１３Ａを
形成する発熱素子１３と、各発熱素子１３に接続される
共通電極１４と、各発熱素子１３に独立して通電を行う
複数の個別電極１５と、これらのグレーズ層１２、各発
熱素子１３、共通電極１４、各個別電極１５の上部を被
覆する保護層１６とを有しており、本実施例において、
前記共通電極１４および各個別電極１５は、それぞれ下
部共通電極１４ａと上部共通電極１４ｂ、下部個別電極
１５ａと上部個別電極１５ｂとからなる２層構造とされ
ている。 【００２５】さらに説明すると、アルミナあるいはセラ
ミック等からなる絶縁性基板１１の上面には、低熱伝導
性で保温層として機能する耐熱ガラスからなる平面状の
グレーズ層１２が形成されており、このグレーズ層１２
の図１において矢印にて示すサーマルヘッドの走行方向
における後端側（右側）となる発熱素子１３の発熱部１
３Ａの形成予定領域における上面には、フォトリソグラ
フィ技術等の公知の方法により断面ほぼ台形状のグレー
ズ層１２の凸状部１２ａが一体に形成されている。この
凸状部１２ａは、本実施例においてはその高さをほぼ１
０〜２０μｍとし、その斜面の角度であるテーパ角θを
ほぼ１５〜２５°に形成されており、凸状部１２ａの上
面はほぼ平坦な頂面とされている。このようにすること
によって、凸状部１２ａとエッジ部Ｅとを結ぶ仮想線分
の下方に十分な空隙が形成される。そして、グレーズ層
１２の上面には、Ｔａ2 Ｎ、Ｔａ−ＳｉＯ2 等からなる
複数の発熱素子１３が、蒸着、スパッタリングなどの適
宜な方法により被着されている。そして、前記各発熱素
子１３の長手方向における両端部上には、各発熱素子１
３の長手方向における露出した中間部を発熱部１３Ａと
するための２層構造とされた共通電極１４および各個別
電極１５の下層の下部電極１４ａ，１５ａがそれぞれ積
層されている。これらの下部電極１４ａ，１５ａは、材
料としてのＭｏ、Ｗ等を蒸着、スパッタリング等により
略０．１μｍの厚みに成膜し、その後フォトリソグラフ
ィ技術により、前記発熱素子１３の発熱領域の電極間距
離、つまり、前記発熱部１３Ａのドットサイズを規定す
るために発熱素子１３の長手方向における中間部を露出
させるためのパターンをドライエッチング等により形成
することにより構成されている。 【００２６】そして、本実施例においては、前記発熱部
１３Ａは前記グレーズ層１２の凸状部１２ａからサーマ
ルヘッドの走行方向後端（共通電極１４側）の斜面にか
けて形成されている。つまり、発熱部１３Ａの長手方向
における中央部ＣＬを前記凸状部１２ａの中央部より共
通電極１４側に少なくとも１０μｍ以上片寄らせて形成
されている。図１中には凸状部１２ａの中央部と発熱部
１３Ａの中央部とのずれＡが示されている。このような
ずれＡにともない、下部共通電極１４ａは前記凸状部１
２ａの低い位置に形成されている。 【００２７】前記下部電極１４ａ，１５ａの上部にはＡ
ｌ等からなる上部電極１４ｂ，１５ｂが、フォトリソグ
ラフィ技術により前記下部電極１４ａ，１５ａと前記発
熱素子１３との境界部から外側に離間した位置に略２μ
ｍの厚みで重積形成されている。また、前記グレーズ層
１２、各発熱素子１３、共通電極１４および個別電極１
５の表面には、これらを保護するために５〜１０μｍ程
度の膜厚とされた所望の保護層１６が形成されている。
この保護層１６は、前記各電極１４，１５の図示しない
端子部以外のすべての表面を被覆するようにされてい
る。前記保護層１６は、耐酸化性および耐摩耗性の良い
ＳｉＯ2／Ｔａ2Ｏ5あるいはサイアロン等を素材とし、
スパッタリング等の公知の方法により形成されている。 【００２８】そして、本実施例においては、サーマルヘ
ッドの発熱部３Ａと、サーマルヘッドの走行方向後端側
（図において右側）の端縁であり、記録媒体上へのイン
クの定着ならびにインクリボンと記録媒体との剥離が行
われるエッジ部Ｅとの間となる端部Ｂにおいて、インク
リボンの走行経路をなす前記エッジ部Ｅと前記発熱部１
３Ａの長手方向における中央部ＣＬとを結ぶ仮想線分Ｃ
の下方にこの部位の保護層１６の上面が位置するように
なされている。すなわち、前記凸状部１２ａの共通電極
１４側の斜面は，前述したようにテーパ角θをほぼ１５
〜２０°として形成されており、この前記凸状部１２ｂ
の斜面の下部に下部共通電極１４ａを配設するととも
に、しかも上部共通電極１４ｂを前記グレーズ層１２の
凸状部１２ａから外れるように下部共通電極１４ａの発
熱部１３Ａ側の端部より外側に離間させて配設すること
により、前記仮想線分Ｃの下方にこの部位の保護層１６
の上面が空隙を持って位置することになるのである。 【００２９】また、本実施例のサーマルヘッドを搭載す
るプリンタは、図２に示すように、サーマルヘッドＨを
サーマルヘッドＨの走行方向後端側が前端側に対しプラ
テンＰに近接するようにプラテンＰに対し３°〜５°傾
けることによって、高温とならない前記凸状部１２ａの
上面の中央部を保護層１６を介してプリンタのプラテン
Ｐに圧接させるとともに、発熱部１３Ａの頂部（中央部
ＣＬ）を保護層１６を介してプリンタのプラテンＰに圧
接させるように形成されている。 【００３０】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
サーマルヘッドを使用した熱転写印字方法について説明
する。 【００３１】本実施例のサーマルヘッドは、図１に示す
ように、基板１１上に形成されたグレーズ層１２の凸状
部１２ａの頂部上に下部個別電極１４ａが一部張り出す
ように形成して、発熱部１３Ａの中心ＣＬを前記凸状部
１２ａの上面の中央部よりサーマルヘッドＨの走行方向
後端側に少なくとも１０μｍ以上片寄らせて形成してい
るため、前述したように、図２に示すように、サーマル
ヘッドＨをサーマルヘッドＨの走行方向後端側が前端側
に対しプラテンＰに近接するようにプラテンＰに対し３
°〜５°傾けることによって、プリンタのプラテンＰに
対する主たる加圧は発熱部３Ａの中央部を外れた部位で
行ない、インクリボンＩのスリップを生じないようにし
たうえで、前記発熱部１３Ａにおいて発熱素子１３を選
択的に加熱してインクリボンＩのインクを部分的に溶融
させ、そのインクリボンＩを前記エッジ部Ｅまで搬送
し、前記エッジ部Ｅにおいて溶融されたインクを記録媒
体Ｓに圧接させ、記録媒体Ｓに一時的に付着したインク
リボンをさらなる走行（インクリボンＩの巻取り）をも
って前記エッジ部Ｅで扱くようにしてインクを定着させ
るとともに記録媒体Ｓから引き剥がすものである。 【００３２】このように本実施例のサーマルヘッドＨ
は、凸状部１２ａの頂部の走行方向後端側に発熱部１３
Ａを形成し、サーマルヘッドＨの走行方向後端にインク
の定着とインクリボンＩの引き剥がしをほぼ同時に行な
うエッジ部Ｅを形成するとともに、前記発熱部１３Ａと
前記エッジ部Ｅとの間の端部Ｂの保護層１６の上面を仮
想線分Ｃで示すインクリボンＩの走行経路よりも低い位
置となるように形成することで、インクリボンＩとサー
マルヘッドＨの表面との間に空隙を形成することができ
る。発熱しない前記共通電極１４上の保護層１６は発熱
部１３Ａで加熱されたインクリボンＩに比べてかなり低
い温度を示すものであり、この空隙の存在によって、発
熱部１３Ａとの接触により加熱されたインクリボンＩが
低温の前記共通電極１４の表面の保護層１６に圧接する
ことを避けることができる。よって、インクリボンＩの
冷却スピードが遅くなり、印字に適切な温度のまま前記
エッジ部ＥまでインクリボンＩを搬送することができ、
インクの固化による記録媒体Ｓに対するインクリボンＩ
の接着を防止するとともに良好な印字を行なうことがで
きる。例えば、インクリボンＩの熱損失が少ないので、
ドット径を大きくとることができ、印字濃度を高くする
ことができる。 【００３３】また、本実施例のサーマルヘッドＨは、前
述のように、共通電極１４の上に、十分な空隙が形成さ
れるため、共通電極１４の配線スペースを十分に取って
も共通電極１４はインクリボンＩに強く圧接することの
ない構造となっているので、共通電極１４を十分な大き
さに形成することができ、よって、コモンドロップも起
こりにくくなり、共通電極１４の耐久性も向上させるこ
とができる。 【００３４】さらに、発熱部１３Ａを凸状部１２ｂの中
央部よりサーマルヘッドＨの走行方向後端側に片寄らせ
て形成することにより、共通電極１４の配線スペースを
十分に取ってもある程度エッジ距離Ｂを小さくすること
ができ、よって、熱応答性の鋭い薄膜のインクリボンＩ
をより有効的に使用することができる。 【００３５】さらにまた、発熱部１３Ａを凸状部１２ａ
の中央部よりサーマルヘッドＨの走行方向後端側に片寄
らせて形成することにより、凸状部１２ａの頂部に下部
個別電極１５ａが張り出すことになり、この下部個別電
極１５ａの張り出した頂部がインクリボンＩと記録媒体
ＳをプリンタのプラテンＰに常時圧接することにより、
発熱部１３Ａにより加熱されたインクが液化してインク
リボンＩと記録媒体Ｓの摩擦力が低下しても、インクリ
ボンＩの記録媒体Ｓとのスリップは発生することがな
く、インクリボンＩの安定した走行を確保することがで
き、カラー印字におけるイエロー、マゼンダ、シアンと
いう各色の色重ね精度を向上させ、印字品質を良好なも
のとすることができる。 【００３６】また、本実施例のサーマルヘッドＨを搭載
するプリンタは、サーマルヘッドＨをサーマルヘッドＳ
の走行方向後端側が前端側に対しプラテンＰに近接する
ようにプラテンＰに対し３°〜５°傾け、前記凸状部１
２ａをプラテンＰに対して圧接するように形成すること
によって、前記発熱部１３ＡとプラテンＰとの圧接性も
よくなり、さらに印字品質を向上させることができる。 【００３７】さらに、このように形成されたプリンタは
サーマルヘッドＨのエッジ部ＥにおけるインクリボンＩ
との摩擦力を高めることとなり、よって、インクリボン
Ｉのインクの記録媒体Ｓに対する定着性を向上させ、印
字品質を安定させることができる。 【００３８】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。 【００３９】 【発明の効果】前述したように本発明によれば、共通電
極表面の保護層にインクリボンを圧接させることなくイ
ンクリボンの熱時剥離を行えるので、インクリボンとし
て薄膜リボンを有効利用でき、記録媒体に対するインク
の良好な転写性を保持し、長期間にわたり高い印字品質
を保持することができるし、共通電極をコモンドロップ
が生じないように広い範囲に配設することができる。 【００４０】 【００４１】
加熱することにより所望の印字を行なうサーマルヘッド
を使用した熱転写印字方法に係り、特に、熱応答性に優
れ、良好な印字品質を得ることができる熱転写印字方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、サーマルプリンタに搭載される
サーマルヘッドは、インクリボンあるいは感熱紙などの
記録媒体に接した状態で使用されるものであり、複数個
の発熱素子を基板上に直線的に配列し、所望の印字情報
に基づいていずれかの発熱素子に選択的に順次通電を行
なって発熱素子を加熱させることにより、感熱プリンタ
においては感熱記録紙を発色させて印字を行い、熱転写
プリンタにおいてはインクリボンのインクを部分的に溶
融して普通紙に転写して印字を行なうように形成されて
いる。 【０００３】図３は従来のこの種のサーマルヘッドの一
例を示すものであり、アルミナ等の絶縁性基板１の上面
には、低熱伝導性で保温層として機能する耐熱ガラスか
らなる平面状のグレーズ層２が形成されており、このグ
レーズ層２の発熱素子３の発熱部３Ａの形成予定領域に
おける上面には、高さ５〜１０μｍ程度の断面ほぼ台形
状のグレーズ層２の凸状部２ａが一体に形成されてい
る。そして、前記グレーズ層２の上面には、Ｔａ2 Ｎ、
Ｔａ−ＳｉＯ2 等の発熱抵抗体材料からなる複数の発熱
素子３が、蒸着、スパッタリング等により全体的に積層
された後にフォトリソグラフィ技術のエッチングを行な
うことにより直線状に整列して形成されている。これら
の各発熱素子３の両側の上面には、各発熱素子３に対し
て通電するための共通電極４ａおよび個別電極４ｂがそ
れぞれ形成されている。これらの各電極４ａ，４ｂは、
例えば、導電性の良好なＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の軟質金属
からなり、約２μｍの厚みに蒸着、スパッタリング等に
より全体的に積層された後にフォトリソグラフィ技術の
エッチングを行なうことにより所望の形状に形成されて
いる。 【０００４】そして、前記各発熱素子３は、前記共通電
極４ａおよび個別電極４ｂ間に、最小印字単位たる１ド
ットに相当分の発熱部３Ａを露出するようにして各個独
立に形成され、この発熱素子３の発熱部３Ａは、前記各
電極４ａ，４ｂ間に電圧を印加することにより発熱され
るようになっている。 【０００５】前記絶縁性基板１、グレーズ層２、各発熱
素子３および各電極４ａ，４ｂの上面には、各発熱素子
３および各電極４ａ，４ｂを保護する約７〜１０μｍの
膜厚の保護層５が前記各電極４ａ，４ｂの端子部以外の
表面のすべてを被覆するように積層されている。 【０００６】そして、このような従来のサーマルヘッド
を用いた熱転写プリンタ（図示せず）においては、サー
マルヘッドをインクリボンを介してプラテンの前方に搬
送される用紙のような所望の記録媒体（共に図示せず）
に圧接させた状態で、所望の印字信号に基づいて選択さ
れた発熱素子３に接続された個別電極４ｂに通電を行
い、選択された発熱素子３を発熱させることにより、発
熱させた発熱素子３に当接するインクリボンのインク
（共に図示せず）を溶融させて記録媒体に転写し、記録
媒体上に文字や図形などの所望の印字を行う。 【０００７】そして、前述した従来のサーマルヘッドに
おいては、グレーズ層２の凸状部２ａ上に所望の発熱素
子３を配設して発熱部３Ａを形成することにより、図示
しない熱転写プリンタのプラテンに対する当接性を高
め、印字品質を向上させるようになっている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の熱転
写プリンタにおいては、サーマルヘッドによる印字速度
の高速化および高精細化ならびに印字品質の向上がはか
られており、サーマルヘッドおよびインクリボンに対す
る各種の対策が行われている。 【０００９】前記サーマルヘッドによる印字速度の高速
化および高精細化ならびに印字品質の向上の具体例とし
ては、従来のインクリボンのインク材料を冷時剥離タイ
プのワックス系から、熱時剥離タイプの樹脂系に転換す
るものが提案されており、これに伴い、サーマルヘッド
は、図４に示すように、サーマルヘッドの走行方向後端
側の端部となる絶縁性基板１上に片寄らせて設けられた
グレーズ層２の凸状部２ａ上に発熱部３Ａが配設されイ
ンクリボンの剥離に寄与する絶縁性基板１の端縁たるエ
ッジ部との距離の小さいいわゆるリアルエッジタイプと
され、発熱部３Ａにより加熱溶融されたインクが冷却固
化する前にインクリボンを記録媒体から剥離するいわゆ
る熱時剥離を行うように形成されている。 【００１０】しかしながら、発熱部３Ａが形成されるグ
レーズ層２の凸状部２ａがリアルエッジタイプのサーマ
ルヘッドにおいては、共通電極部のスペースが大変小さ
いため、歩留まりが悪く、コストアップの要因となって
いた。 【００１１】また、近年の熱転写プリンタには、サーマ
ルヘッドによるさらなる印字速度の高速化および高精細
化ならびに高印字品質化が求められており、例えば、印
字速度は１００〜１５０ｃｐｓ、分解能は３６０〜４０
０ｄｐｉ、さらには６００ｄｐｉに移行しようとしてお
り、ますます高速化され、かつ、ひとつの発熱部３Ａの
面積にほぼ相当する発熱単位であるドットのサイズのよ
り小さいものが求められており、これらに対処するため
に、熱転写感度のより高い樹脂系インクリボンが提案さ
れている。 【００１２】すなわち、インクリボンのインク層および
ベースフィルム層の厚みを薄くしてインクリボンの全体
の厚みを、例えば、従来の１０μｍ程度から５μｍ程度
と大幅に薄くした、いわゆる薄膜リボンと称される熱時
剥離タイプの樹脂系インクリボンが提案されている。そ
して、この種の薄膜リボンにおいては、インクリボンの
厚みが薄くなるに従って、インクリボンの熱伝達速度が
高まるとともに、熱容量が顕著に低下し、熱しやすく・
冷めやすいという特性が強く、高い熱応答性を有する極
めて高感度なものとされている。 【００１３】そして、このように高感度に形成されたイ
ンクリボンは、印字に供される際に、前記発熱部３Ａで
加熱されて高温となった直後に、温度の低い共通電極４
ａの外側の保護層５に圧接されることによって、早々に
その熱が失われることになる。しかしながら、発熱部３
Ａにより加熱溶融されたインクが冷却固化する前にイン
クリボンを記録媒体から剥離しないと、インクリボンが
記録媒体に接着されてしまい、インクリボンの巻取が不
能となるばかりでなく、インクの切れ性および定着性が
低下し、例えば、５〜３５℃の環境温度における良好な
印字品質を得ることができないという問題点があった。 【００１４】そこで、前記発熱部３Ａとインクリボンを
記録媒体から剥離する前記エッジ部との間（エッジ距
離）を短くし、共通電極４ａの幅も短く形成することに
よって、インクが冷却しないうちにインクリボンと記録
媒体との剥離を行うようにしてインクの切れ性および定
着性の低下を防止することも考えられるが、共通電極４
ａの幅を短くすることにより、共通電極４ａの抵抗値の
増加による電圧降下（コモンドロップ）が発生し、印字
濃度むら等の印字品質の低下を生じるとともに、印字寿
命が低下するという問題が生じることになる。 【００１５】また、インクが溶融状態にあるときは、記
録媒体に対するインクリボンのリボンスリップが発生し
やすく、このリボンスリップが生じると、インクリボン
と記録媒体との間に相対速度が生じてしまい、インクリ
ボンの斜行による走行不安定や、印字が適切に施されな
いことがあった。 【００１６】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、インクリボンとして薄膜リボンを有効利用でき
るとともに、記録媒体に対するインクの良好な定着性を
保持し、長期間にわたり高い印字品質を保持することの
できる熱転写印字方法を提供することを目的とする。 【００１７】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の熱転写印字方法は、基板の表面に台形状凸
状の保温層を形成し、この保温層上に、複数の発熱素子
と、これらの各発熱素子に接続される個別電極および共
通電極とを形成し、個別電極および共通電極間に露出し
ている部位の発熱素子を発熱部とし、表面を保護層によ
り被覆したサーマルヘッドを使用した熱転写印字方法で
あって、前記サーマルヘッドは、前記個別電極を前記台
形状凸状部の上面にまで延在させ、かつ、前記共通電極
を前記台形状凸状部の裾部まで後退させて形成すること
により、前記発熱部の長手方向における中央部を前記保
温層の凸状部より前記共通電極側に片寄らせて形成し、
さらに、前記共通電極を、上部共通電極および下部共通
電極からなり、前記上部共通電極を前記保温層の凸状部
から外れるように前記下部共通電極の前記発熱部側の端
部より外側に離間させて配設した２層構造とし、前記共
通電極側の端部と前記発熱部の中央部とを結ぶ仮想線分
の下方に前記保護層の前記共通電極側の斜面を位置させ
てこの仮想線分から離間した空隙を形成するとともに、
印字時における前記サーマルヘッドの走行方向後端側に
前記発熱部を形成してなり、印字時において前記サーマ
ルヘッドをその走行方向後端側が前端側に対しプラテン
に近接するように傾けて接触させ、前記発熱部との接触
により加熱されたインクリボンを前記共通電極表面の前
記保護層に圧接することなく走行させるようにしたこと
を特徴としている。 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【作用】前述した構成からなる本発明の熱転写印字方法
によれば、発熱部との接触により加熱され溶融されたイ
ンクリボンのインクが低温状態にある共通電極上の保護
層に接触して冷却固化されることがないので、サーマル
ヘッドのエッジ距離を比較的長くしてもインクリボンと
記録媒体との熱時剥離が可能とされ、良好な印字品質が
得られる。 【００２１】 【００２２】 【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により説明
する。 【００２３】図１は本発明に係る熱転写印字方法に使用
されるサーマルヘッドの実施例の要部を示す拡大縦断面
図である。 【００２４】本実施例のサーマルヘッドは、電気絶縁性
の基板１１と、凸状部１２ａを有し低熱伝導性材料から
なり保温層としてのグレーズ層１２と、発熱部１３Ａを
形成する発熱素子１３と、各発熱素子１３に接続される
共通電極１４と、各発熱素子１３に独立して通電を行う
複数の個別電極１５と、これらのグレーズ層１２、各発
熱素子１３、共通電極１４、各個別電極１５の上部を被
覆する保護層１６とを有しており、本実施例において、
前記共通電極１４および各個別電極１５は、それぞれ下
部共通電極１４ａと上部共通電極１４ｂ、下部個別電極
１５ａと上部個別電極１５ｂとからなる２層構造とされ
ている。 【００２５】さらに説明すると、アルミナあるいはセラ
ミック等からなる絶縁性基板１１の上面には、低熱伝導
性で保温層として機能する耐熱ガラスからなる平面状の
グレーズ層１２が形成されており、このグレーズ層１２
の図１において矢印にて示すサーマルヘッドの走行方向
における後端側（右側）となる発熱素子１３の発熱部１
３Ａの形成予定領域における上面には、フォトリソグラ
フィ技術等の公知の方法により断面ほぼ台形状のグレー
ズ層１２の凸状部１２ａが一体に形成されている。この
凸状部１２ａは、本実施例においてはその高さをほぼ１
０〜２０μｍとし、その斜面の角度であるテーパ角θを
ほぼ１５〜２５°に形成されており、凸状部１２ａの上
面はほぼ平坦な頂面とされている。このようにすること
によって、凸状部１２ａとエッジ部Ｅとを結ぶ仮想線分
の下方に十分な空隙が形成される。そして、グレーズ層
１２の上面には、Ｔａ2 Ｎ、Ｔａ−ＳｉＯ2 等からなる
複数の発熱素子１３が、蒸着、スパッタリングなどの適
宜な方法により被着されている。そして、前記各発熱素
子１３の長手方向における両端部上には、各発熱素子１
３の長手方向における露出した中間部を発熱部１３Ａと
するための２層構造とされた共通電極１４および各個別
電極１５の下層の下部電極１４ａ，１５ａがそれぞれ積
層されている。これらの下部電極１４ａ，１５ａは、材
料としてのＭｏ、Ｗ等を蒸着、スパッタリング等により
略０．１μｍの厚みに成膜し、その後フォトリソグラフ
ィ技術により、前記発熱素子１３の発熱領域の電極間距
離、つまり、前記発熱部１３Ａのドットサイズを規定す
るために発熱素子１３の長手方向における中間部を露出
させるためのパターンをドライエッチング等により形成
することにより構成されている。 【００２６】そして、本実施例においては、前記発熱部
１３Ａは前記グレーズ層１２の凸状部１２ａからサーマ
ルヘッドの走行方向後端（共通電極１４側）の斜面にか
けて形成されている。つまり、発熱部１３Ａの長手方向
における中央部ＣＬを前記凸状部１２ａの中央部より共
通電極１４側に少なくとも１０μｍ以上片寄らせて形成
されている。図１中には凸状部１２ａの中央部と発熱部
１３Ａの中央部とのずれＡが示されている。このような
ずれＡにともない、下部共通電極１４ａは前記凸状部１
２ａの低い位置に形成されている。 【００２７】前記下部電極１４ａ，１５ａの上部にはＡ
ｌ等からなる上部電極１４ｂ，１５ｂが、フォトリソグ
ラフィ技術により前記下部電極１４ａ，１５ａと前記発
熱素子１３との境界部から外側に離間した位置に略２μ
ｍの厚みで重積形成されている。また、前記グレーズ層
１２、各発熱素子１３、共通電極１４および個別電極１
５の表面には、これらを保護するために５〜１０μｍ程
度の膜厚とされた所望の保護層１６が形成されている。
この保護層１６は、前記各電極１４，１５の図示しない
端子部以外のすべての表面を被覆するようにされてい
る。前記保護層１６は、耐酸化性および耐摩耗性の良い
ＳｉＯ2／Ｔａ2Ｏ5あるいはサイアロン等を素材とし、
スパッタリング等の公知の方法により形成されている。 【００２８】そして、本実施例においては、サーマルヘ
ッドの発熱部３Ａと、サーマルヘッドの走行方向後端側
（図において右側）の端縁であり、記録媒体上へのイン
クの定着ならびにインクリボンと記録媒体との剥離が行
われるエッジ部Ｅとの間となる端部Ｂにおいて、インク
リボンの走行経路をなす前記エッジ部Ｅと前記発熱部１
３Ａの長手方向における中央部ＣＬとを結ぶ仮想線分Ｃ
の下方にこの部位の保護層１６の上面が位置するように
なされている。すなわち、前記凸状部１２ａの共通電極
１４側の斜面は，前述したようにテーパ角θをほぼ１５
〜２０°として形成されており、この前記凸状部１２ｂ
の斜面の下部に下部共通電極１４ａを配設するととも
に、しかも上部共通電極１４ｂを前記グレーズ層１２の
凸状部１２ａから外れるように下部共通電極１４ａの発
熱部１３Ａ側の端部より外側に離間させて配設すること
により、前記仮想線分Ｃの下方にこの部位の保護層１６
の上面が空隙を持って位置することになるのである。 【００２９】また、本実施例のサーマルヘッドを搭載す
るプリンタは、図２に示すように、サーマルヘッドＨを
サーマルヘッドＨの走行方向後端側が前端側に対しプラ
テンＰに近接するようにプラテンＰに対し３°〜５°傾
けることによって、高温とならない前記凸状部１２ａの
上面の中央部を保護層１６を介してプリンタのプラテン
Ｐに圧接させるとともに、発熱部１３Ａの頂部（中央部
ＣＬ）を保護層１６を介してプリンタのプラテンＰに圧
接させるように形成されている。 【００３０】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
サーマルヘッドを使用した熱転写印字方法について説明
する。 【００３１】本実施例のサーマルヘッドは、図１に示す
ように、基板１１上に形成されたグレーズ層１２の凸状
部１２ａの頂部上に下部個別電極１４ａが一部張り出す
ように形成して、発熱部１３Ａの中心ＣＬを前記凸状部
１２ａの上面の中央部よりサーマルヘッドＨの走行方向
後端側に少なくとも１０μｍ以上片寄らせて形成してい
るため、前述したように、図２に示すように、サーマル
ヘッドＨをサーマルヘッドＨの走行方向後端側が前端側
に対しプラテンＰに近接するようにプラテンＰに対し３
°〜５°傾けることによって、プリンタのプラテンＰに
対する主たる加圧は発熱部３Ａの中央部を外れた部位で
行ない、インクリボンＩのスリップを生じないようにし
たうえで、前記発熱部１３Ａにおいて発熱素子１３を選
択的に加熱してインクリボンＩのインクを部分的に溶融
させ、そのインクリボンＩを前記エッジ部Ｅまで搬送
し、前記エッジ部Ｅにおいて溶融されたインクを記録媒
体Ｓに圧接させ、記録媒体Ｓに一時的に付着したインク
リボンをさらなる走行（インクリボンＩの巻取り）をも
って前記エッジ部Ｅで扱くようにしてインクを定着させ
るとともに記録媒体Ｓから引き剥がすものである。 【００３２】このように本実施例のサーマルヘッドＨ
は、凸状部１２ａの頂部の走行方向後端側に発熱部１３
Ａを形成し、サーマルヘッドＨの走行方向後端にインク
の定着とインクリボンＩの引き剥がしをほぼ同時に行な
うエッジ部Ｅを形成するとともに、前記発熱部１３Ａと
前記エッジ部Ｅとの間の端部Ｂの保護層１６の上面を仮
想線分Ｃで示すインクリボンＩの走行経路よりも低い位
置となるように形成することで、インクリボンＩとサー
マルヘッドＨの表面との間に空隙を形成することができ
る。発熱しない前記共通電極１４上の保護層１６は発熱
部１３Ａで加熱されたインクリボンＩに比べてかなり低
い温度を示すものであり、この空隙の存在によって、発
熱部１３Ａとの接触により加熱されたインクリボンＩが
低温の前記共通電極１４の表面の保護層１６に圧接する
ことを避けることができる。よって、インクリボンＩの
冷却スピードが遅くなり、印字に適切な温度のまま前記
エッジ部ＥまでインクリボンＩを搬送することができ、
インクの固化による記録媒体Ｓに対するインクリボンＩ
の接着を防止するとともに良好な印字を行なうことがで
きる。例えば、インクリボンＩの熱損失が少ないので、
ドット径を大きくとることができ、印字濃度を高くする
ことができる。 【００３３】また、本実施例のサーマルヘッドＨは、前
述のように、共通電極１４の上に、十分な空隙が形成さ
れるため、共通電極１４の配線スペースを十分に取って
も共通電極１４はインクリボンＩに強く圧接することの
ない構造となっているので、共通電極１４を十分な大き
さに形成することができ、よって、コモンドロップも起
こりにくくなり、共通電極１４の耐久性も向上させるこ
とができる。 【００３４】さらに、発熱部１３Ａを凸状部１２ｂの中
央部よりサーマルヘッドＨの走行方向後端側に片寄らせ
て形成することにより、共通電極１４の配線スペースを
十分に取ってもある程度エッジ距離Ｂを小さくすること
ができ、よって、熱応答性の鋭い薄膜のインクリボンＩ
をより有効的に使用することができる。 【００３５】さらにまた、発熱部１３Ａを凸状部１２ａ
の中央部よりサーマルヘッドＨの走行方向後端側に片寄
らせて形成することにより、凸状部１２ａの頂部に下部
個別電極１５ａが張り出すことになり、この下部個別電
極１５ａの張り出した頂部がインクリボンＩと記録媒体
ＳをプリンタのプラテンＰに常時圧接することにより、
発熱部１３Ａにより加熱されたインクが液化してインク
リボンＩと記録媒体Ｓの摩擦力が低下しても、インクリ
ボンＩの記録媒体Ｓとのスリップは発生することがな
く、インクリボンＩの安定した走行を確保することがで
き、カラー印字におけるイエロー、マゼンダ、シアンと
いう各色の色重ね精度を向上させ、印字品質を良好なも
のとすることができる。 【００３６】また、本実施例のサーマルヘッドＨを搭載
するプリンタは、サーマルヘッドＨをサーマルヘッドＳ
の走行方向後端側が前端側に対しプラテンＰに近接する
ようにプラテンＰに対し３°〜５°傾け、前記凸状部１
２ａをプラテンＰに対して圧接するように形成すること
によって、前記発熱部１３ＡとプラテンＰとの圧接性も
よくなり、さらに印字品質を向上させることができる。 【００３７】さらに、このように形成されたプリンタは
サーマルヘッドＨのエッジ部ＥにおけるインクリボンＩ
との摩擦力を高めることとなり、よって、インクリボン
Ｉのインクの記録媒体Ｓに対する定着性を向上させ、印
字品質を安定させることができる。 【００３８】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。 【００３９】 【発明の効果】前述したように本発明によれば、共通電
極表面の保護層にインクリボンを圧接させることなくイ
ンクリボンの熱時剥離を行えるので、インクリボンとし
て薄膜リボンを有効利用でき、記録媒体に対するインク
の良好な転写性を保持し、長期間にわたり高い印字品質
を保持することができるし、共通電極をコモンドロップ
が生じないように広い範囲に配設することができる。 【００４０】 【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る熱転写印字方法に使用される
サーマルヘッドの構成を示す断面図 【図２】図１のサーマルヘッドの使用状態を示す説明図 【図３】従来のサーマルヘッドの構成を示す断面図 【図４】従来のリアルエッジタイプのサーマルヘッドの
構成を示す断面図 【符号の説明】 １１ 絶縁性基板 １２ グレーズ層 １２ａ 凸状部 １３ 発熱素子 １３Ａ 発熱部 １４ａ 下部共通電極 １４ｂ 上部共通電極 １５ａ 下部個別電極 １５ｂ 上部個別電極 １６ 保護層
サーマルヘッドの構成を示す断面図 【図２】図１のサーマルヘッドの使用状態を示す説明図 【図３】従来のサーマルヘッドの構成を示す断面図 【図４】従来のリアルエッジタイプのサーマルヘッドの
構成を示す断面図 【符号の説明】 １１ 絶縁性基板 １２ グレーズ層 １２ａ 凸状部 １３ 発熱素子 １３Ａ 発熱部 １４ａ 下部共通電極 １４ｂ 上部共通電極 １５ａ 下部個別電極 １５ｂ 上部個別電極 １６ 保護層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 寒川井 伸一
東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル
プス電気株式会社内
(72)発明者 寺尾 博年
東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル
プス電気株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−330107（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−257653（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−347661（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−80137（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−97048（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/335
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板の表面に台形状凸状の保温層を形成
し、この保温層上に、複数の発熱素子と、これらの各発
熱素子に接続される個別電極および共通電極とを形成
し、個別電極および共通電極間に露出している部位の発
熱素子を発熱部とし、表面を保護層により被覆したサー
マルヘッドを使用した熱転写印字方法であって、 前記サーマルヘッドは、前記個別電極を前記台形状凸状
部の上面にまで延在させ、かつ、前記共通電極を前記台
形状凸状部の裾部まで後退させて形成することにより、
前記発熱部の長手方向における中央部を前記保温層の凸
状部より前記共通電極側に片寄らせて形成し、 さらに、前記共通電極を、上部共通電極および下部共通
電極からなり、前記上部共通電極を前記保温層の凸状部
から外れるように前記下部共通電極の前記発熱部側の端
部より外側に離間させて配設した２層構造とし、前記共
通電極側の端部と前記発熱部の中央部とを結ぶ仮想線分
の下方に前記保護層の前記共通電極側の斜面を位置させ
てこの仮想線分から離間した空隙を形成するとともに、
印字時における前記サーマルヘッドの走行方向後端側に
前記発熱部を形成してなり、 印字時において前記サーマルヘッドをその走行方向後端
側が前端側に対しプラテンに近接するように傾けて接触
させ、前記発熱部との接触により加熱されたインクリボ
ンを前記共通電極表面の前記保護層に圧接することなく
走行させるようにしたことを特徴とする熱転写印字方
法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP17419894A JP3376706B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 熱転写印字方法 |
| US08/713,976 US5635975A (en) | 1994-07-26 | 1996-09-13 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17419894A JP3376706B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 熱転写印字方法 |
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ID=15974446
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|---|---|---|---|
| JP17419894A Expired - Lifetime JP3376706B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 熱転写印字方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| US (1) | US5635975A (ja) |
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-
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Also Published As
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