JPH0582823B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0582823B2 JPH0582823B2 JP59236609A JP23660984A JPH0582823B2 JP H0582823 B2 JPH0582823 B2 JP H0582823B2 JP 59236609 A JP59236609 A JP 59236609A JP 23660984 A JP23660984 A JP 23660984A JP H0582823 B2 JPH0582823 B2 JP H0582823B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glaze layer
- temperature
- heat
- printing
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
- B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
- B41J2/35—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads providing current or voltage to the thermal head
- B41J2/355—Control circuits for heating-element selection
- B41J2/36—Print density control
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は感熱ヘツドに係り、特に、印字速度の
高速化ならびに印字品質の向上に好適な感熱ヘツ
ドに関する。
高速化ならびに印字品質の向上に好適な感熱ヘツ
ドに関する。
一般に、感熱ヘツドは、特開昭58−36474号な
どに記載されているように、第１図に示す如くセ
ラミツクなどから成る基板１にグレーズ層２が設
けられ、このグレーズ層２の表面に微小な発熱抵
抗体３が複数個配置されている。これらの発熱抵
抗体には、それぞれ、電力供給用の電極４が設け
られている。５は、発熱抵抗体３と電極４の酸化
防止用の耐酸化層及びその耐酸化層の摩耗防止用
の耐摩耗層の二層から成る保護層である。なお保
護層の材質によつては、一つの材質で耐酸化層、
耐摩耗層を兼ねることができる場合もあり、この
場合は保護層は一層である。
どに記載されているように、第１図に示す如くセ
ラミツクなどから成る基板１にグレーズ層２が設
けられ、このグレーズ層２の表面に微小な発熱抵
抗体３が複数個配置されている。これらの発熱抵
抗体には、それぞれ、電力供給用の電極４が設け
られている。５は、発熱抵抗体３と電極４の酸化
防止用の耐酸化層及びその耐酸化層の摩耗防止用
の耐摩耗層の二層から成る保護層である。なお保
護層の材質によつては、一つの材質で耐酸化層、
耐摩耗層を兼ねることができる場合もあり、この
場合は保護層は一層である。
この感熱ヘツドを備えた感熱プリターの印字機
構では、電極４を経て発熱抵抗体３に電力を供給
すると発熱抵抗体３の発熱部３ａで発熱し、この
熱が、保護層５を経た後、ヘツド表面６の印字ド
ツト部６ａからインクフイルム、インク層体（図
示せず）に伝達され、インク層体のインクを融解
し、印字用紙などの被記録媒体（図示せず）に付
着させて印字を行なうか、あるいは、感熱発色紙
（図示せず）の発色層に伝達されて発色し、印字
を行なうようになつている。印字が完了すると発
熱抵抗体への電力の供給を断ち、印字されない程
度まで十分に冷却された後、感熱ヘツドと被記録
媒体との相対的位置を次の印字位置（通常１ドツ
ト分だけずらした位置）までずらし、上記一連の
印字動作を繰り返す。
構では、電極４を経て発熱抵抗体３に電力を供給
すると発熱抵抗体３の発熱部３ａで発熱し、この
熱が、保護層５を経た後、ヘツド表面６の印字ド
ツト部６ａからインクフイルム、インク層体（図
示せず）に伝達され、インク層体のインクを融解
し、印字用紙などの被記録媒体（図示せず）に付
着させて印字を行なうか、あるいは、感熱発色紙
（図示せず）の発色層に伝達されて発色し、印字
を行なうようになつている。印字が完了すると発
熱抵抗体への電力の供給を断ち、印字されない程
度まで十分に冷却された後、感熱ヘツドと被記録
媒体との相対的位置を次の印字位置（通常１ドツ
ト分だけずらした位置）までずらし、上記一連の
印字動作を繰り返す。
第２図は、感熱ヘツドの発熱抵抗体への印加電
力と、発熱抵抗体の温度の関係を示したものであ
る。なお、発熱抵抗体の温度を感熱ヘツドの温度
と呼ぶこととする。感熱ヘツドは、断続的な印加
電力（通電パルス）に対応して、発熱・冷却を繰
り返す。ところで、第２図のように、一印字周期
の中での感熱ヘツドの最高温度をピーク温度、印
字周期終了時の温度を冷却温度と呼ぶ。インクを
融解し紙に転写させるか、感熱発色紙の発色層を
加熱、発色させるためには、感熱ヘツドのピーク
温度は、少なくとも、インクの融点あるいは感熱
発色紙の発色温度よりも高くなければならない。
また、印字した後、次の印字位置に移動する間は
印字してはならない。このため、冷却温度はイン
クの融点あるいは感熱発色紙の発色温度よりは低
くなければならない。
力と、発熱抵抗体の温度の関係を示したものであ
る。なお、発熱抵抗体の温度を感熱ヘツドの温度
と呼ぶこととする。感熱ヘツドは、断続的な印加
電力（通電パルス）に対応して、発熱・冷却を繰
り返す。ところで、第２図のように、一印字周期
の中での感熱ヘツドの最高温度をピーク温度、印
字周期終了時の温度を冷却温度と呼ぶ。インクを
融解し紙に転写させるか、感熱発色紙の発色層を
加熱、発色させるためには、感熱ヘツドのピーク
温度は、少なくとも、インクの融点あるいは感熱
発色紙の発色温度よりも高くなければならない。
また、印字した後、次の印字位置に移動する間は
印字してはならない。このため、冷却温度はイン
クの融点あるいは感熱発色紙の発色温度よりは低
くなければならない。
印字速度の高速化のため印字周期を短くしてい
くと、第３図のように、ヘツドが完全に冷却しき
れないうちに次の印字が開始してしまい、印字を
繰り返すたびに徐々に温度が上昇してしまう。そ
のため、印字を繰り返すに従い、印字濃度が徐々
に濃くなつてしまつたり、また、印字を終了した
後もヘツドの温度が下がらないため、しばらくの
間印字し続けてしまういわゆる尾引き現象などを
引き起こしてしまつたりするという欠点があつ
た。こうした現象は、印字周期が５ｍｓ程度より
短くなると顕著となり、１ｍｓより短い場合には
甚だ顕著であるが、これは、印字周期が短くなれ
ばなるほど、冷却に割りふられる時間が短くなる
ためである。
くと、第３図のように、ヘツドが完全に冷却しき
れないうちに次の印字が開始してしまい、印字を
繰り返すたびに徐々に温度が上昇してしまう。そ
のため、印字を繰り返すに従い、印字濃度が徐々
に濃くなつてしまつたり、また、印字を終了した
後もヘツドの温度が下がらないため、しばらくの
間印字し続けてしまういわゆる尾引き現象などを
引き起こしてしまつたりするという欠点があつ
た。こうした現象は、印字周期が５ｍｓ程度より
短くなると顕著となり、１ｍｓより短い場合には
甚だ顕著であるが、これは、印字周期が短くなれ
ばなるほど、冷却に割りふられる時間が短くなる
ためである。
さて、このような感熱プリンターにとつては甚
だ好しくない現象は、感熱ヘツドの熱応答特性が
良好でないことに起因するが、その原因はグレー
ズ層にあると考えられる。グレーズ層２（第１図
参照）は、発熱抵抗体３の発熱部３ａで発生した
熱が、熱伝導の良い基板１を通して放熱されない
ように設けられた一種の断熱層である。したがつ
て、その温度伝導率ｋ（m2／ｓ）は、発熱抵抗体
をはさんで反対側に位置する保護層のそれとほぼ
等しいか、望ましくは小さくなるような材料を用
いると効果が大きい。保護層の材料としては、
SiO2，Ta2O5などが一般に用いられているが、そ
れらの温度伝導率は、概ね１×10-6m2／ｓ程度で
ある。したがつて、グレーズ層としては、通常温
度伝導率ｋ（m2／ｓ）が１×10-6m2／ｓ以下の熱
が伝導しにくい材料が用いられている。従来の感
熱ヘツドにおいては、グレーズ層の厚さが必要以
上に厚いため、冷却の際の熱抵抗となつてしま
い、前述のような欠点を誘発していたものと考え
られる。しかるに、従来、感熱ヘツドのグレーズ
層の厚さに対して、ヘツドの熱的特性を考慮した
配慮はなされていなかつた。
だ好しくない現象は、感熱ヘツドの熱応答特性が
良好でないことに起因するが、その原因はグレー
ズ層にあると考えられる。グレーズ層２（第１図
参照）は、発熱抵抗体３の発熱部３ａで発生した
熱が、熱伝導の良い基板１を通して放熱されない
ように設けられた一種の断熱層である。したがつ
て、その温度伝導率ｋ（m2／ｓ）は、発熱抵抗体
をはさんで反対側に位置する保護層のそれとほぼ
等しいか、望ましくは小さくなるような材料を用
いると効果が大きい。保護層の材料としては、
SiO2，Ta2O5などが一般に用いられているが、そ
れらの温度伝導率は、概ね１×10-6m2／ｓ程度で
ある。したがつて、グレーズ層としては、通常温
度伝導率ｋ（m2／ｓ）が１×10-6m2／ｓ以下の熱
が伝導しにくい材料が用いられている。従来の感
熱ヘツドにおいては、グレーズ層の厚さが必要以
上に厚いため、冷却の際の熱抵抗となつてしま
い、前述のような欠点を誘発していたものと考え
られる。しかるに、従来、感熱ヘツドのグレーズ
層の厚さに対して、ヘツドの熱的特性を考慮した
配慮はなされていなかつた。
本発明の目的は、熱応答性に優れた感熱ヘツド
を提供することにある。
を提供することにある。
感熱ヘツドの熱応答性は、第１図に示したグレ
ーズ層２の厚さに主に依存する。第４図は、グレ
ーズ層の厚さをパラメータとして、感熱ヘツドの
温度の時間的変化を、印字開始後の最初の一印字
周期のみについて示したものである。グレーズ層
の厚さが薄すぎると、高いピーク温度が得られ
ず、図中曲線Ａで示すような温度変化を呈する。
また、逆に厚すぎると、高いピーク温度は得られ
るものの、冷却速度が遅く、図中曲線Ｂで示すよ
うな温度変化を呈する。これに対し、グレーズ層
の厚さを、上記ＡとＢの間の適当な厚さに選ぶ
と、図中曲線Ｃのように、グレーズ層が厚い場合
（曲線Ｂ）と同様に高いピーク温度が得られる上、
その後の冷却速度はグレーズ層が厚い場合（曲線
Ｂに比べて速くなつており、低い冷却温度が得ら
れる。したがつて、感熱ヘツドの熱応答性はグレ
ーズ層の厚さに依存し、さらに、感熱ヘツドの熱
応答性の観点からみて、グレーズ厚の厚さには最
適値が存在することがわかる。
ーズ層２の厚さに主に依存する。第４図は、グレ
ーズ層の厚さをパラメータとして、感熱ヘツドの
温度の時間的変化を、印字開始後の最初の一印字
周期のみについて示したものである。グレーズ層
の厚さが薄すぎると、高いピーク温度が得られ
ず、図中曲線Ａで示すような温度変化を呈する。
また、逆に厚すぎると、高いピーク温度は得られ
るものの、冷却速度が遅く、図中曲線Ｂで示すよ
うな温度変化を呈する。これに対し、グレーズ層
の厚さを、上記ＡとＢの間の適当な厚さに選ぶ
と、図中曲線Ｃのように、グレーズ層が厚い場合
（曲線Ｂ）と同様に高いピーク温度が得られる上、
その後の冷却速度はグレーズ層が厚い場合（曲線
Ｂに比べて速くなつており、低い冷却温度が得ら
れる。したがつて、感熱ヘツドの熱応答性はグレ
ーズ層の厚さに依存し、さらに、感熱ヘツドの熱
応答性の観点からみて、グレーズ厚の厚さには最
適値が存在することがわかる。
さて、グレーズ層の厚さの最高値を明確にする
ため、感熱ヘツドの熱応答性を特徴づけるピーク
温度及び冷却温度とグレーズ層の厚さの関係を第
５図に示す。第５図は、通電時間tp（ｓ）、印字周
期t0（ｓ）、感熱ヘツドの印加電力、発熱部３ａ
（第１図参照）、及び、保護層の厚さ等の条件は一
定とし、グレーズ層の厚さのみを変えた場合の図
である。まず、ピーク温度に注目する。ピーク温
度は、、グレーズ層の厚さに比例して増大するが、
グレーズ層がある厚さ（図中δ1）に達するとほぼ
一定になる。このしきい値δ1は、通電時間tp（ｓ）
の間に熱グレーズ層中を伝播し得る距離と一致し
ている。したがつて、ピーク温度の上記特性は、
以下のように説明できる。グレーズ層の厚さがδ1
（通電時間tp中にグレーズ層の中を熱が伝播し得
る距離）より小さい場合、発熱抵抗体３（第１
図）で発生した熱は、通電時間tpの間、即ち感熱
ヘツドの温度上昇中に、グレーズ層を経て基板ま
で達してしまう。基板の熱伝導率及び温度伝導率
はグレーズ層のそれに比べてはるかに大きいた
め、熱が基板にまで達してしまうと、基板がヒー
トシングの役目を果たすので、感熱ヘツドの温度
はそれ以後ほとんど上がらなくなつてしまう。し
たがつて、グレーズ層の厚さがδ1より薄い場合、
グレーズ層の厚さが薄ければ薄いほど、熱が早い
うちに基板に達してしまうため、ピーク温度が低
くなつてしまうと考えられる。逆に、グレーズ層
がδ1より厚い場合、通電時間tp中に熱が基板に達
することはない。したがつて、感熱ヘツドの温度
上昇が終了するのは、発熱抵抗体への印加電力が
断たれた瞬間、長ち時間ｔ＝tpのときである。よ
つて、グレーズ層の厚さがδ1より厚い場合には、
感熱ヘツドの温度上昇に関しては、グレーズ層の
厚さによる差異はなく、グレーズ層がδ1より厚い
範囲でのピーク温度は等しい。感熱ヘツドは、印
加電力が一定の場合、できるだけ高い温度が得ら
れることが好ましい。したがつて、グレーズ層の
厚さはしきい値δ1より大きい範囲に設定すべきで
ある。
ため、感熱ヘツドの熱応答性を特徴づけるピーク
温度及び冷却温度とグレーズ層の厚さの関係を第
５図に示す。第５図は、通電時間tp（ｓ）、印字周
期t0（ｓ）、感熱ヘツドの印加電力、発熱部３ａ
（第１図参照）、及び、保護層の厚さ等の条件は一
定とし、グレーズ層の厚さのみを変えた場合の図
である。まず、ピーク温度に注目する。ピーク温
度は、、グレーズ層の厚さに比例して増大するが、
グレーズ層がある厚さ（図中δ1）に達するとほぼ
一定になる。このしきい値δ1は、通電時間tp（ｓ）
の間に熱グレーズ層中を伝播し得る距離と一致し
ている。したがつて、ピーク温度の上記特性は、
以下のように説明できる。グレーズ層の厚さがδ1
（通電時間tp中にグレーズ層の中を熱が伝播し得
る距離）より小さい場合、発熱抵抗体３（第１
図）で発生した熱は、通電時間tpの間、即ち感熱
ヘツドの温度上昇中に、グレーズ層を経て基板ま
で達してしまう。基板の熱伝導率及び温度伝導率
はグレーズ層のそれに比べてはるかに大きいた
め、熱が基板にまで達してしまうと、基板がヒー
トシングの役目を果たすので、感熱ヘツドの温度
はそれ以後ほとんど上がらなくなつてしまう。し
たがつて、グレーズ層の厚さがδ1より薄い場合、
グレーズ層の厚さが薄ければ薄いほど、熱が早い
うちに基板に達してしまうため、ピーク温度が低
くなつてしまうと考えられる。逆に、グレーズ層
がδ1より厚い場合、通電時間tp中に熱が基板に達
することはない。したがつて、感熱ヘツドの温度
上昇が終了するのは、発熱抵抗体への印加電力が
断たれた瞬間、長ち時間ｔ＝tpのときである。よ
つて、グレーズ層の厚さがδ1より厚い場合には、
感熱ヘツドの温度上昇に関しては、グレーズ層の
厚さによる差異はなく、グレーズ層がδ1より厚い
範囲でのピーク温度は等しい。感熱ヘツドは、印
加電力が一定の場合、できるだけ高い温度が得ら
れることが好ましい。したがつて、グレーズ層の
厚さはしきい値δ1より大きい範囲に設定すべきで
ある。
次に、冷却温度（時間ｔ＝t0における感熱ヘツ
ド温度）に注目する。冷却温度もピーク温度と同
様に、グレーズ層の厚さとともに高くなり、グレ
ーズ層の厚さがしきい値δ2を越えると一定とな
る。なお、しきい値δ2は、一印字周期t0の間に熱
がグレーズ層中を伝播し得る距離に等しい。この
こともピーク温度と同様に説明できる。発熱抵抗
体で発生した熱がグレーズ層を通過して基板に達
すると、基板の熱伝導率及び温度伝導率がグレー
ズ層のそれに比べて高いため、感熱ヘツドの冷却
が促進される。グレーズ層の厚さがδ2よりも薄い
と、一印字周期t0の間に熱が基板に達するため、
その後の冷却が促進され、グレーズ層の厚さがδ2
の場合に比べて低い冷却温度が得られる。したが
つてグレーズ層の厚さが薄いほど早いうちに熱が
基板に達するので、より低い冷却温度が得られる
ことになる。一方、グレーズ層の厚さがδ2よりも
厚い場合には、一印字周期t0の間に熱が基板に達
し得ない。したがつて、グレーズ層の厚さによら
ず、冷却温度が一定となる。ところで、グレーズ
層の厚さがδ2よりも厚いと、印字周期が終了して
次の印字周期に入つても熱がまだ基板まで達して
おらず、基板を通して放熱されるためには、まだ
更に時間を要する。言いかえれば、δ2より厚い部
分が放熱に対する熱抵抗となつてしまう。したが
つて、グレーズ層の厚さは、少なくとも印字周期
終了と同時に基板を通して放熱され、感熱ヘツド
が速やかに冷却されるよう、δ2よりも薄く設定す
べきである。
ド温度）に注目する。冷却温度もピーク温度と同
様に、グレーズ層の厚さとともに高くなり、グレ
ーズ層の厚さがしきい値δ2を越えると一定とな
る。なお、しきい値δ2は、一印字周期t0の間に熱
がグレーズ層中を伝播し得る距離に等しい。この
こともピーク温度と同様に説明できる。発熱抵抗
体で発生した熱がグレーズ層を通過して基板に達
すると、基板の熱伝導率及び温度伝導率がグレー
ズ層のそれに比べて高いため、感熱ヘツドの冷却
が促進される。グレーズ層の厚さがδ2よりも薄い
と、一印字周期t0の間に熱が基板に達するため、
その後の冷却が促進され、グレーズ層の厚さがδ2
の場合に比べて低い冷却温度が得られる。したが
つてグレーズ層の厚さが薄いほど早いうちに熱が
基板に達するので、より低い冷却温度が得られる
ことになる。一方、グレーズ層の厚さがδ2よりも
厚い場合には、一印字周期t0の間に熱が基板に達
し得ない。したがつて、グレーズ層の厚さによら
ず、冷却温度が一定となる。ところで、グレーズ
層の厚さがδ2よりも厚いと、印字周期が終了して
次の印字周期に入つても熱がまだ基板まで達して
おらず、基板を通して放熱されるためには、まだ
更に時間を要する。言いかえれば、δ2より厚い部
分が放熱に対する熱抵抗となつてしまう。したが
つて、グレーズ層の厚さは、少なくとも印字周期
終了と同時に基板を通して放熱され、感熱ヘツド
が速やかに冷却されるよう、δ2よりも薄く設定す
べきである。
以上述べたように、グレーズ層の厚さは、発熱
抵抗体への通電時間tpないし印字周期t0の間に、
発熱抵抗体で発生した熱がグレーズ層を通過して
基板に到達し得る距離（第５図における領域）
に設定しなければならない。
抵抗体への通電時間tpないし印字周期t0の間に、
発熱抵抗体で発生した熱がグレーズ層を通過して
基板に到達し得る距離（第５図における領域）
に設定しなければならない。
ところで、一般に時間ｔ（ｓ）の間に、温度伝
導率ｋ（m2／ｓ）なる物質の中を熱が伝播し得る
距離ｌ（ｍ）は、 ｌ＝Ｃ√ （Ｃ：定数） (1) で表わされる。したがつて、グレーズ層の温度伝
導率をｋ（m2／ｓ）、印字周期をt0（ｓ）、発熱抵抗
体への通電時間をtp（ｓ）とすると、先のδ1（μ
ｍ）、（通電時間tpの間にグレーズ層中を熱が伝播
し得る距離）、δ2（μｍ）（印字周期t0の間にグレ
ーズ層中を熱が伝播し得る距離）は、それぞれ δ1＝C1√p δ2＝C2√0 (2) と表わすことができる。グレーズ層の温度伝導率
ｋ（m2／ｓ）、印字周期t0（ｓ）、通電時間tp（ｓ）
をパラメーターとし、δ1，δ2を実験的ならびに数
値解析的に求め、その結果から、式(2)のC1，C2
を決定することとした。ただし、グレーズ層の温
度伝導率ｋ（m2／ｓ）は、先にも述べたように保
護層の温度伝導率と同程度か望ましくは小さくな
るべきであることから、１×10-6m2／ｓ以下の場
合について実験及び解析を行なつた。また、現存
する物質の温度伝導率は、小さいものでもせいぜ
い１×10-8m2／ｓ程度である故、温度伝導率ｋ
（m2／ｓ）の検討範囲は １×10-8＜ｋ＜１×10-6 とした。グレーズ層の厚さの影響が出はじめるの
は、先にも述べたように印字周期がおよそ5ms以
下の場合であり、それが甚だ顕著となるのは1ms
以下の場合である。また、感熱ヘツドへの印加電
力の大きさは、感熱ヘツドの耐圧特性で決まつて
しまうため、印加電力を大きくして、加熱時間を
短くすることについては、限度がある。したがつ
て、印字周期にも、自ずから限界が生じる。その
限界は約0.0002sと考え、印字周期t0（ｓ）の検討
範囲は 0.0002＜t0＜0.005 とした。また、通電時間tp（ｓ）は、冷却に割り
ふられる時間も考慮して 0.1t0＜tp＜0.4t0 とした。
導率ｋ（m2／ｓ）なる物質の中を熱が伝播し得る
距離ｌ（ｍ）は、 ｌ＝Ｃ√ （Ｃ：定数） (1) で表わされる。したがつて、グレーズ層の温度伝
導率をｋ（m2／ｓ）、印字周期をt0（ｓ）、発熱抵抗
体への通電時間をtp（ｓ）とすると、先のδ1（μ
ｍ）、（通電時間tpの間にグレーズ層中を熱が伝播
し得る距離）、δ2（μｍ）（印字周期t0の間にグレ
ーズ層中を熱が伝播し得る距離）は、それぞれ δ1＝C1√p δ2＝C2√0 (2) と表わすことができる。グレーズ層の温度伝導率
ｋ（m2／ｓ）、印字周期t0（ｓ）、通電時間tp（ｓ）
をパラメーターとし、δ1，δ2を実験的ならびに数
値解析的に求め、その結果から、式(2)のC1，C2
を決定することとした。ただし、グレーズ層の温
度伝導率ｋ（m2／ｓ）は、先にも述べたように保
護層の温度伝導率と同程度か望ましくは小さくな
るべきであることから、１×10-6m2／ｓ以下の場
合について実験及び解析を行なつた。また、現存
する物質の温度伝導率は、小さいものでもせいぜ
い１×10-8m2／ｓ程度である故、温度伝導率ｋ
（m2／ｓ）の検討範囲は １×10-8＜ｋ＜１×10-6 とした。グレーズ層の厚さの影響が出はじめるの
は、先にも述べたように印字周期がおよそ5ms以
下の場合であり、それが甚だ顕著となるのは1ms
以下の場合である。また、感熱ヘツドへの印加電
力の大きさは、感熱ヘツドの耐圧特性で決まつて
しまうため、印加電力を大きくして、加熱時間を
短くすることについては、限度がある。したがつ
て、印字周期にも、自ずから限界が生じる。その
限界は約0.0002sと考え、印字周期t0（ｓ）の検討
範囲は 0.0002＜t0＜0.005 とした。また、通電時間tp（ｓ）は、冷却に割り
ふられる時間も考慮して 0.1t0＜tp＜0.4t0 とした。
以上の範囲についての検討結果より、グレーズ
層の最適厚さδ（μｍ）は、グレーズ層の温度伝
導率をｋ（m2／ｓ）、印字周期をt0（ｓ）、通電時間
をtp（ps）とすると、 1.3√p×106≦δ≦1.5√0×106 ただし、１×10-8≦ｋ≦１×10-6 0.0002≦t0≦0.005 0.1t0 ≦tp≦0.4t0 と表わされることがわかつた。
層の最適厚さδ（μｍ）は、グレーズ層の温度伝
導率をｋ（m2／ｓ）、印字周期をt0（ｓ）、通電時間
をtp（ps）とすると、 1.3√p×106≦δ≦1.5√0×106 ただし、１×10-8≦ｋ≦１×10-6 0.0002≦t0≦0.005 0.1t0 ≦tp≦0.4t0 と表わされることがわかつた。
以下、本発明の実施例を第６図〜第８図により
説明する。
説明する。
第６図は、本発明の実施例の主要部の寸法を示
している。本発明の全体構造は第１図に示した通
りである。第６図に示すように、発熱抵抗体の厚
さは0.1μｍ、発熱部３ａの大きさはＡ×Ｂ＝158μ
ｍ×133μｍ、隣接する発熱抵抗体間の間隔はＣ
＝25μｍである。保護層は、SiO2とTa2O5の二層
から成る構成として、厚さはそれぞれ3.5μｍ、
4.5μｍとした。グレーズ層の温度伝導率は4.0×
10-7m2／ｓである。印字周期t0を1ms、通電時間
tpを0.3msとし、印加電力を発熱抵抗体１ケ当り
1Wとして、上記感熱ヘツドのグレーズ層の厚さ
を5μｍ〜100μｍまで変化させたときの、最初の
一印字周期におけるピーク温度と冷却温度の実験
結果を第７図に示す。この図より、グレーズ層の
最適範囲は、14μｍ〜30μｍである。これに対し、
式(2)で決定されるグレーズ層の最適範囲も14μｍ
〜30μｍであり、一致する。
している。本発明の全体構造は第１図に示した通
りである。第６図に示すように、発熱抵抗体の厚
さは0.1μｍ、発熱部３ａの大きさはＡ×Ｂ＝158μ
ｍ×133μｍ、隣接する発熱抵抗体間の間隔はＣ
＝25μｍである。保護層は、SiO2とTa2O5の二層
から成る構成として、厚さはそれぞれ3.5μｍ、
4.5μｍとした。グレーズ層の温度伝導率は4.0×
10-7m2／ｓである。印字周期t0を1ms、通電時間
tpを0.3msとし、印加電力を発熱抵抗体１ケ当り
1Wとして、上記感熱ヘツドのグレーズ層の厚さ
を5μｍ〜100μｍまで変化させたときの、最初の
一印字周期におけるピーク温度と冷却温度の実験
結果を第７図に示す。この図より、グレーズ層の
最適範囲は、14μｍ〜30μｍである。これに対し、
式(2)で決定されるグレーズ層の最適範囲も14μｍ
〜30μｍであり、一致する。
第８図は、第６図に示した感熱ヘツドのグレー
ズ層を最適値の範囲内に設定したときの熱応答性
を、グレーズ層が最適値より薄い場合及び厚い場
合の熱応答性と比較するため、印字開始後の最初
の一印字周期の感熱ヘツドの温度変化を図示した
ものである。グレーズ層の厚さが最適値の範囲
（14〜30μｍ）の14μｍ、22μｍ、及び30μｍの場
合、最適値より薄い場合（5μｍ）及び厚い場合
（60μｍ）に比べ、熱応答性が優れていることが
わかる。なお、グレーズ層の厚さが30μｍの場
合、印字周期内では60μｍの場合との差が14μｍ
及び22μｍの場合ほど顕著ではないが、印字周期
終了後の温度変化をみると冷却速度が大きく違つ
ており、30μｍの場合の方が60μｍの場合に比べ、
冷却性能がきわめてよいことがわかる。実際の印
字の際、一つの発熱ドツトに注目すると、必ずし
も毎回発熱するとは限らないので、印字周期終了
後の冷却性能は、この点きわめて重要である。
ズ層を最適値の範囲内に設定したときの熱応答性
を、グレーズ層が最適値より薄い場合及び厚い場
合の熱応答性と比較するため、印字開始後の最初
の一印字周期の感熱ヘツドの温度変化を図示した
ものである。グレーズ層の厚さが最適値の範囲
（14〜30μｍ）の14μｍ、22μｍ、及び30μｍの場
合、最適値より薄い場合（5μｍ）及び厚い場合
（60μｍ）に比べ、熱応答性が優れていることが
わかる。なお、グレーズ層の厚さが30μｍの場
合、印字周期内では60μｍの場合との差が14μｍ
及び22μｍの場合ほど顕著ではないが、印字周期
終了後の温度変化をみると冷却速度が大きく違つ
ており、30μｍの場合の方が60μｍの場合に比べ、
冷却性能がきわめてよいことがわかる。実際の印
字の際、一つの発熱ドツトに注目すると、必ずし
も毎回発熱するとは限らないので、印字周期終了
後の冷却性能は、この点きわめて重要である。
本発明によれば、熱応答性に優れた感熱ヘツド
が得られるので、感熱プリンターの印字速度の高
速化が可能である。
が得られるので、感熱プリンターの印字速度の高
速化が可能である。
第１図は感熱ヘツドの一例の要部を示す断面
図、第２図は発熱抵抗体への印加電力と感熱ヘツ
ドの温度の時間的変化の関係を示す図、第３図は
従来の感熱ヘツドにおいて印字速度を高速化した
ときの感熱ヘツドの温度変化を示す図、第４図は
グレーズ層の厚さの違いによる感熱ヘツドの熱応
答性の差異を示す図、第５図は感熱ヘツドのピー
ク温度及び冷却温度とグレーズ層の厚さの関係を
示す図、第６図〜第８図は本発明の実施例とその
実施例を用いたときの感熱ヘツドの温度の実験値
を示す図である。 １…基板、２…グレーズ層、３…発熱抵抗体、
３ａ…発熱抵抗体の発熱部、４…電極、５…保護
層、６…感熱ヘツド表面、６ａ…感熱ヘツド表面
の印字ドツト。
図、第２図は発熱抵抗体への印加電力と感熱ヘツ
ドの温度の時間的変化の関係を示す図、第３図は
従来の感熱ヘツドにおいて印字速度を高速化した
ときの感熱ヘツドの温度変化を示す図、第４図は
グレーズ層の厚さの違いによる感熱ヘツドの熱応
答性の差異を示す図、第５図は感熱ヘツドのピー
ク温度及び冷却温度とグレーズ層の厚さの関係を
示す図、第６図〜第８図は本発明の実施例とその
実施例を用いたときの感熱ヘツドの温度の実験値
を示す図である。 １…基板、２…グレーズ層、３…発熱抵抗体、
３ａ…発熱抵抗体の発熱部、４…電極、５…保護
層、６…感熱ヘツド表面、６ａ…感熱ヘツド表面
の印字ドツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 温度伝導率ｋ（m2／ｓ）が１×10-8＜ｋ＜１
×10-6であるグレーズ層、単数もしくは複数の発
熱抵抗体、それぞれの発熱抵抗体ごとに設けられ
た電極、および、発熱抵抗体ならびに電極の酸
化、摩耗を防ぐための保護層が基板上に構成され
た感熱ヘツドで、印字周期t0（ｓ）が0.0002＜t0＜
0.005、印字のための感熱ヘツドへの通電時間tp
（ｓ）が印字周期t0（ｓ）の10〜40％の間となるよ
うに設定するか、あるいは制御する手段を有する
感熱プリンターに用いられる感熱ヘツドにおい
て、グレーズ層の厚さδ（μｍ）が 1.3√p×106≦δ≦1.5√0×106 となつていることを特徴とする感熱ヘツド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59236609A JPS61114861A (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 感熱ヘツド |
| DE8585113398T DE3567171D1 (en) | 1984-11-12 | 1985-10-22 | Thermal head for thermal printer |
| EP85113398A EP0182133B2 (en) | 1984-11-12 | 1985-10-22 | Thermal head for thermal printer |
| US06/798,245 US4672392A (en) | 1984-11-12 | 1985-11-08 | Thermal head for thermal printer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59236609A JPS61114861A (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 感熱ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61114861A JPS61114861A (ja) | 1986-06-02 |
| JPH0582823B2 true JPH0582823B2 (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=17003174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59236609A Granted JPS61114861A (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 感熱ヘツド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4672392A (ja) |
| EP (1) | EP0182133B2 (ja) |
| JP (1) | JPS61114861A (ja) |
| DE (1) | DE3567171D1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5418553A (en) * | 1993-03-26 | 1995-05-23 | Eastman Kodak Company | Thermal print head with optimum thickness of the thermal insulation under-layer and method of designing the same |
| US6213587B1 (en) | 1999-07-19 | 2001-04-10 | Lexmark International, Inc. | Ink jet printhead having improved reliability |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52100245A (en) * | 1976-02-19 | 1977-08-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | Thermal head of high heat efficiency |
| US4259564A (en) * | 1977-05-31 | 1981-03-31 | Nippon Electric Co., Ltd. | Integrated thermal printing head and method of manufacturing the same |
| JPS5456453A (en) * | 1977-10-13 | 1979-05-07 | Canon Inc | Thermal head for thermal recorders |
| JPS5821833B2 (ja) * | 1979-04-02 | 1983-05-04 | 株式会社東芝 | サ−マルヘッド用クレ−ズ基板 |
| JPS5746895A (en) * | 1981-06-29 | 1982-03-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | Thermal printing device |
| US4391535A (en) * | 1981-08-10 | 1983-07-05 | Intermec Corporation | Method and apparatus for controlling the area of a thermal print medium that is exposed by a thermal printer |
| JPS598638A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | グレ−ズ組成物 |
| JPS5867091A (ja) * | 1981-10-19 | 1983-04-21 | 日本特殊陶業株式会社 | グレ−ズドセラミツクス基板 |
| JPS5882770A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-18 | Hitachi Ltd | 感熱記録ヘツド |
| JPS58193170A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-10 | Toshiba Corp | 感熱プリンタ |
| JPS5978869A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-07 | Casio Comput Co Ltd | サ−マルプリンタ |
| JPS59167273A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-20 | Hitachi Ltd | 発熱抵抗体 |
-
1984
- 1984-11-12 JP JP59236609A patent/JPS61114861A/ja active Granted
-
1985
- 1985-10-22 DE DE8585113398T patent/DE3567171D1/de not_active Expired
- 1985-10-22 EP EP85113398A patent/EP0182133B2/en not_active Expired
- 1985-11-08 US US06/798,245 patent/US4672392A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0182133B2 (en) | 1992-11-11 |
| EP0182133A2 (en) | 1986-05-28 |
| JPS61114861A (ja) | 1986-06-02 |
| EP0182133A3 (en) | 1986-12-30 |
| EP0182133B1 (en) | 1989-01-04 |
| US4672392A (en) | 1987-06-09 |
| DE3567171D1 (en) | 1989-02-09 |
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