JPH10193662A

JPH10193662A - サーマルヘッド及びその発熱素子アレイの研磨方法

Info

Publication number: JPH10193662A
Application number: JP582597A
Authority: JP
Inventors: Kanji Nakanishi; 寛次中西
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】フルカラー感熱記録において記録材料表面の
光沢度の低下を抑える。【解決手段】シリンドリカル突条からなる部分グレー
ズ１３に対し、発熱素子２１を記録材料送り方向上流側
にオフセットさせて、発熱素子アレイ２０を構成する。
プラテンローラ２６の回転中心ＲＣを部分グレーズ１３
の頂点に対し、記録材料送り方向上流側にオフセットさ
せて、プラテンローラ２６を配置する。記録材料の代わ
りにラッピングシート２４を通して、発熱素子アレイ２
０の表面段差２３ａ，２３ｂを無くすように研磨する。
バフ研磨や固定砥石等を用いた研磨方法と異なり、研磨
によって発熱素子アレイの湾曲の度合いが大きく変化す
ることがないため、良好なヘッドタッチが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサーマルヘッド及び
その発熱素子アレイの研磨方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光定着式カラー感熱記録方式（ＴＡ方
式）では、表層から順にイエロー（Ｙ），マゼンタ
（Ｍ），シアン（Ｃ）の感熱発色層を配置したカラー感
熱記録材料を用いて、各発色層を発色させることによっ
てフルカラー画像を記録している。各層には、発色色材
（アゾ色素）の前駆体（ジアゾニウム塩化合物）を内包
したサブミクロンサイズのマイクロカプセルとこの発色
を促進するカプラーとバインダーとが含まれている。発
色は、各層毎にサーマルヘッドによる加熱によってマイ
クロカプセルの隔壁を透過性状態に変化させて、カプラ
ーをマイクロカプセル内に呼び込んで生じさせる。そし
て、Ｍ層加熱時にＹ層が、Ｃ層加熱時にＭ層がそれぞれ
発色することを防ぐために各層の発色後にそれぞれの発
色色材の前駆体を紫外線や紫光可視光線等の照射によっ
て分解し、より下層を発色させる際の高エネルギー記録
によって、既に熱記録した上層を発色させないようにし
ている。

【０００３】このようにＴＡ方式は、１つの記録材料の
異なる深さに予め配置された３種類の色材に対して熱エ
ネルギのダイナミックレンジを重複なく使う必要があ
る。したがって、各発色層の感度を他の感熱記録方式程
度にするには、発色熱エネルギの範囲を単純に他の熱転
写型記録方式程度の３倍に設定する必要がある。しか
し、実際には、記録材料の耐熱性による制約があるた
め、３層に対する発色熱エネルギの範囲は他の熱転写記
録方式の１．５倍程度以下にしか設定することができな
いのが現状である。

【０００４】また、熱転写方式のリボンのように廃棄が
前提の感熱記録材料は、最終状態を気にせずに熱記録の
観点から好ましい形態や特性に設計することが可能であ
るが、ＴＡ方式の記録材料の場合には、記録材料そのも
のが熱転写方式の受像紙に相当する最終使用形態になる
ため、剛性や熱容量はある程度高く設定する必要があ
る。このような剛性が高い紙等の記録材料に対して良好
に熱を伝達させるような接触をさせることは一般的に容
易ではない。このように、ＴＡ方式は、他の熱記録方式
よりも精度の高い熱制御を必要としているにもかかわら
ず、他の熱記録方式よりも難しい熱接触条件の記録材料
を用いなければならないため、他の熱記録方式よりもよ
り一層安定な熱接触を行う必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＴＡ方式のプリンタで
は、上記のようにサーマルヘッドと記録材料との熱接触
を安定に保つために、局所的に突条に形成したエッチン
ググレーズヘッドを用いて、記録材料のヘッドタッチの
強化を図っている。すなわち、エッチンググレーズ（部
分グレーズ）の発熱素子を配置し、プラテンローラでＴ
Ａ方式記録材料を押し当てるようにして接触圧力を高め
ている。このようなサーマルヘッドとして従来は、発熱
素子の中心をグレーズの頂点に配置したものを用い、こ
のヘッドに対してＴＡ方式記録材料と安定な接触条件が
得られるようなプラテン配置、押圧条件、ペーパー搬送
条件を設定していた。

【０００６】しかしながら、記録材料がいかにプラテン
によってグレーズの凸部に押し付けられていても、搬送
ローラ対によってサーマルヘッドとプラテンとの間から
記録材料を引き出して搬送する方式の場合に、記録材料
にテンションが作用する。このテンションによって、グ
レーズの頂点から記録材料送り方向下流側の記録材料
は、グレーズから離れようとする。したがって、頂点に
配置された発熱素子と記録材料との接触状態がテンショ
ン変動やプラテンローラの回転むら、押圧変動に影響さ
れやすく、この接触状態の不安定化によって発色濃度が
不安定になるという問題があった。

【０００７】また、ＴＡ方式記録材料は、サーマルヘッ
ドで直接高温にさらされた面そのものが最終記録面とな
る直接感熱記録媒体であるため、インクリボン等を介し
て熱記録を行う熱転写記録方式よりも加熱の影響が記録
面に直接的に出やすい。特に比較的高いエネルギで記録
した場合に、発熱素子の上を通過した直後に記録材料を
ヘッドから離すと、記録材料の表面及び内部の温度が高
い状態で記録材料を押さえつける圧力が低下する。この
ために記録材料内部に発生したガスによる気泡の発生、
記録材料の表面の面荒れが発生しやすくなり、記録材料
の光沢度が低下する。したがって、ＴＡ方式の記録材料
は発熱素子の上を通過した後もしばらくヘッドと接触し
て熱を逃がす必要があるが、上記したようにグレーズの
頂点から出口側での記録材料との接触が不安定になるた
め、光沢度も得にくくなるという問題があった。

【０００８】上記課題を解決するために、本発明者は、
記録材料と発熱素子アレイとの接触の安定化を図るため
に実験及び考察を行った。この結果、発熱素子を部分グ
レーズの中心から記録材料送り方向の上流側にシフトさ
せて発熱素子オフセット型のサーマルヘッドを構成し、
このサーマルヘッドの発熱素子部分にプラテンローラが
効率良く接触するように、プラテンローラの回転中心を
部分ブレーズの中心に対して記録材料送り方向の上流側
にシフトさせてプラテンローラを配置することにより、
記録材料と発熱素子との安定的な接触が得られることが
判った。この安定的な接触により、接触の不安定に起因
する濃度変動や光沢度低下の発生が抑えられるようにな
る。

【０００９】ところで、サーマルヘッドはその製造工程
において、薄膜形成と微細加工技術によって、発熱素子
のパターンを形成し積層していくために、局所的な段差
が各所に形成されている。特に、記録材料との接触点で
ある発熱素子の近傍は、隣接する発熱素子との分離のた
めに抵抗膜に形成された数千Åのエッチング溝があり、
更に電力を供給するために抵抗膜には電極パターンが形
成されている。この電極パターンの厚みは０．６〜１μ
ｍ程度あるため、抵抗膜との間に０．６〜１μｍ程度の
段差が発生する。これらの段差により、発熱素子を保護
するための保護層の表面にも前記段差に基づく段差（以
下、電極パターンの段差等と区別する意味で表面段差と
いう）が発生する。したがって、この保護層の表面段差
は、記録後の記録材料の表面に凹凸状になって転写され
るため、この凹凸によって記録材料の表面の光沢度が低
下する。

【００１０】そこで、発熱素子アレイの保護層の表面段
差を研磨によって解消しようとした。しかしながら、こ
の場合には二つの問題がある。一つ目の問題は、発熱素
子アレイの最上層である保護層は、一般に発熱素子の保
護の目的からその硬度を高くしているので、研削力の高
い研磨材と研磨方法でなければ、削ることは困難なこと
である。二つ目の問題は、発熱素子アレイは記録材料と
の接触圧力を大きくするために、シリンドリカル突条か
らなる部分グレーズの上に形成しており、発熱素子アレ
イの表面は適切に湾曲した断面円弧形状に突出して形成
されているため、この表面の湾曲度合いが平坦にならな
いように研磨する必要があることである。このような研
磨はバフ研磨や単なる固定砥石等による研削では困難で
ある。

【００１１】したがって、従来は、この表面段差の解消
による光沢度の向上は実施されず、実用的な光沢度が得
られるように熱エネルギーを低めに設定していた。この
ため、シアン濃度の最高値を下げて画質を設定する必要
があり、色の彩度の表現域に限界があり画質が犠牲にな
っていた。また、このような熱エネルギー範囲で得られ
る光沢度は、最高でも６０％程度が限界であった。な
お、本明細書でいう光沢度は、ＨＯＲＩＢＡ製グロスチ
ェッカーＩＧ−３２０を使用して得られたものである。

【００１２】また、画質を犠牲にする代わりに、光沢度
を犠牲した場合には、後処理によって光沢度を回復して
いた。表面に凹凸が生じた記録材料を後処理で平滑化さ
せ光沢度を向上させる方法としては、例えば、特開平２
−２１５５６９号公報、特開平２−２３３２８１号公
報、特開平３−２１４６０号公報等で提案されている。
しかしながら、これらの方法では、熱記録過程とは別の
後処理で光沢化処理を行うため、そのための装置及び消
耗品が必要になるという問題がある。また、人手によっ
て取り扱わなければならないため、作業が煩雑になる。
また、このような後処理装置をサーマルプリンタに内蔵
させることも提案されているが、この場合には装置が大
型化してしまい高価なものとなってしまう欠点がある。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、後処理に頼ることなく、熱記録時に表面凹凸が生
じることのないようなヘッドタッチを実現し、シアン濃
度の最高値を従来以上に高くすることができるようにし
たサーマルヘッド及びその発熱素子アレイの研磨方法を
提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のサーマルヘッドは、発熱素子を部分
グレーズの中心から記録材料送り方向の上流側にシフト
させて配置して発熱素子アレイを構成し、この発熱素子
アレイの部分グレーズの中心から記録材料送り方向の上
流側にプラテン部材を配置して発熱素子にプラテン部材
を圧接させたサーマルプリンタを用い、プラテン部材と
サーマルヘッドとの間に記録材料の代わりにラッピング
シートを通過させ、発熱素子の保護層の表面を研磨した
ものである。前記研磨は、発熱素子を構成する電極と抵
抗膜との段差に起因して保護層の表面に現れる表面段差
が無くなるまで行うことが好ましい。

【００１５】請求項３記載のサーマルヘッドの発熱素子
アレイの研磨方法は、サーマルヘッドをサーマルプリン
タに取り付けて、プラテン部材とサーマルヘッドとの間
に記録材料の代わりにラッピングシートを通過させ、発
熱素子の保護層の表面を研磨するようにしたものであ
る。この研磨は、前記発熱素子を構成する電極と抵抗膜
との段差に起因して保護層の表面に現れる表面段差が無
くなるまで行うことが好ましい。また、前記発熱素子を
前記部分グレーズの中心から記録材料送り方向の上流側
にシフトさせて配置して前記発熱素子アレイを構成し、
この発熱素子アレイの部分グレーズの中心から記録材料
送り方向の上流側に前記プラテン部材を配置することが
好ましい。

【００１６】

【作用】記録材料とサーマルヘッドとの接触の安定化を
図るために、その接触領域について有限要素法による熱
解析を行い考察した。図１は、有限要素法におけるサー
マルヘッドの発熱素子とＴＡ式記録材料との関係を示す
モデルの断面図であり、２は記録材料、３は発熱素子ア
レイを示している。発熱素子アレイ３は、部分グレーズ
４と、この部分グレーズ４に形成した発熱素子５とから
構成されている。このモデルにおいて、発熱素子５の記
録材料送り方向（水平方向）の長さＴＬを２２０μｍ、
発熱素子アレイ３と記録材料２との接触領域（ Contact
Region ：以下ＣＲという）の長さＣＲＬを５００μｍ
とした。そして、プラテンローラ６の回転中心ＲＣを通
る鉛直中心線ＰＣＬと、発熱素子５の中心を通る鉛直中
心線ＴＣＬとの距離であるオフセット長さＯＳＬ１を、
１２０，６０，０，−６０，−１２０μｍと変えて、以
下の記録条件でシアン最大濃度相当の記録をした場合の
シアン感熱発色層の温度履歴を計算した。なお、オフセ
ット長さＯＳＬ１の符号は、「＋」が記録材料送り方向
上流側を意味し、「−」が記録材料送り方向下流側を意
味する。

【００１７】［記録条件］記録材料：Ａ４−Ｇ５０（富士写真フイルム（株）製の
ＴＡ式記録材料）相当プリンタ：ＮＣ−５０１（富士写真フイルム（株）製Ｔ
Ａ式プリンタ）相当記録速度：１０ｍｍ／ｓ通電周期：１０ｍｓ通電時間：６ｍｓ電力：０．１１Ｗ／Dot

【００１８】図２及び図３は、上記記録条件における記
録材料とプリンタにおけるサーマルヘッドとの空気中に
おける冷却特性を示す。図２，図３とも、横軸に時間
を、縦軸に温度［°Ｃ］をとったものであり、記録材料
及び発熱素子の表面温度の時間変化を示している。記録
材料に比べて発熱素子は温度低下が速いため、同じ時間
軸上では他方の変化を見ることができないため、図２の
時間軸の単位を［Ｓ］とし、図３はその１／１０００の
［ｍＳ］としている。

【００１９】熱解析の結果、図４に示すような、シミュ
レーション結果が得られた。図４は、発熱素子５のオフ
セット長さＯＳＬ１と、シアン感熱発色層の温度履歴と
の関係を示す線図であり、横軸に記録材料上での距離ｘ
（μｍ）が、縦軸に温度Ｔ（°Ｃ）がとってある。図中
Ａの曲線はオフセット長さＯＳＬ１が「１２０μｍ」、
Ｂの曲線は「６０μｍ」、Ｃの曲線は「０μｍ」、Ｄの
曲線は「−６０μｍ」、Ｅの曲線は「−１２０μｍ」の
ものである。この図４から判るように、発熱素子のオフ
セット長さＯＳＬ１の変動によって発熱素子が通過した
後のシアン感熱発色層の温度が大きく変動することが判
った。

【００２０】このため、図１に示すような発熱素子アレ
イ３の記録材料２との接触領域ＣＲを、発熱素子５の部
分が記録材料２と接触する本体接触領域（Main Contact
Re-gion：以下ＭＣＲという）と、このＭＣＲに対し記
録材料送り方向上流側の接触領域（Upper Contact Regi
on：以下ＵＣＲという）と、ＭＣＲに対し記録材料送り
方向下流側の接触領域（Lower Contact Region：以下Ｌ
ＣＲという）とに別けて考察を行った結果、ＬＣＲの長
さ（以下、ＬＣＲＬという）が他のＭＣＲやＵＣＲの長
さに比べて、濃度変動や光沢度に与える影響が大きく、
このＬＣＲＬが非常に重要であることが判った。

【００２１】すなわち、ＬＣＲＬが変わると濃度が変動
し、このＬＣＲＬが短いほど濃度のＬＣＲＬに対する依
存性が大きくなることが判った。したがって、ＬＣＲＬ
を従来のものに比べて長く設定することで、濃度変動が
従来のものに比べて小さくなる。また、十分なＬＣＲＬ
が確保されることで、記録材料と発熱素子とが離れ始め
る点（離脱点ＰＰ）が発熱素子５よりも離れることにな
る。これにより、記録材料２のテンションの変動により
離脱点ＰＰが変動しても、この離脱点ＰＰの変動の影響
が少なくなり、その分だけ濃度変動が抑えられる。更
に、ＬＣＲＬが長く設定されるとともにこの部分を平滑
にしておくことで、この平滑部分で記録材料２が押圧さ
れながら冷却されるため、記録材料２の表面性が良化し
その光沢度がよくなることも判った。また、ＬＣＲが長
く確保されることで、接触領域ＣＲが長くなると、この
分だけ記録材料２のテンション変動の影響が少なくな
り、このテンション変動による押圧変動が少なくなる。
したがって、接触圧力の変動に起因する濃度変動が抑え
られる。このように、ＬＣＲＬを従来のものに比べて長
く設定することにより、記録材料２と発熱素子アレイ３
との接触状態を安定化することができ、濃度変動や光沢
度低下が効果的に抑えられる。また、ＬＣＲ部分で押圧
しながら記録材料２を冷却することにより、記録材料２
の光沢度が良化する。

【００２２】ＬＣＲＬを従来のものよりも長く設定する
ためには、部分グレーズの中心から記録材料送り方向の
上流側に発熱素子がシフトされる。そして、この発熱素
子が形成されたサーマルヘッドに対して、部分グレーズ
の中心から記録材料送り方向の上流側に、プラテン部
材、例えばプラテンローラがシフトして配置される。

【００２３】発熱素子アレイの表面段差を解消するため
には、表面段差がある研磨前の発熱素子アレイを有する
サーマルヘッドがサーマルプリンタに取り付けられる。
そして、記録材料の代わりにラッピングシートを搬送さ
せて、これをサーマルヘッドと発熱素子アレイとの間に
通すことで、ラッピングシートにより発熱素子アレイの
表面段差が研磨される。このとき、発熱素子を部分グレ
ーズの頂点から記録材料の送り方向にシフトさせた発熱
素子オフセット型サーマルヘッドの場合には、プラテン
部材を部分グレーズの頂点から記録材料送り方向上流側
にシフトさせることにより、上流側及び下流側の表面段
差それぞれのラッピングシートの接触圧力がほぼ同じに
なり、両方の表面段差が均等に研磨され、良好な湾曲形
状を保った状態の平滑面に効率よく仕上げられる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図５は、本発明を実施した発熱素
子オフセット型のサーマルヘッドの発熱素子アレイの断
面を示す斜視図である。アルミナ基板１１の表面には、
平坦なグレーズ層１２と、このグレーズ層１２の一部を
シリンドリカル状突条（円柱の部分周面状突条）とさせ
た部分グレーズ１３とが形成されている。グレーズ層１
２はアルミナ基板１１にガラスペーストを塗布した後に
加熱して溶融させ、これを冷却して形成される。また、
部分グレーズ１３は、冷却により固化した平坦なグレー
ズ層１２に対して、エッチングを行った後に再度加熱溶
融して、シリンドリカル状突条として形成される。グレ
ーズ層１２の厚みは３５μｍであり、部分グレーズ１３
の最大厚みは７０μｍであるが、これらは用いる記録媒
体や記録方式によってその厚みが適宜選択される。平坦
なグレーズ層１２の厚みは２０〜２０００μｍであれば
よく、また、部分グレーズ１３の最大厚みは５０〜２０
５０μｍであればよい。また、部分グレーズ１３の円弧
面の半径は１〜８ｍｍであればよい。

【００２５】部分グレーズ１３の表面とその周囲の平坦
グレーズ層１２の表面とに、抵抗膜１５と電極１６，１
７とが形成される。更に、これら抵抗膜１５と電極１
６，１７とを覆うように、ガラス製の保護層１８が形成
されて、発熱素子アレイ２０が構成されている。発熱素
子アレイ２０の表面には、電極段差２２ａ，２２ｂに起
因する表面段差２３ａ，２３ｂが発生している。この表
面段差２３ａ，２３ｂの高さは、電極１６，１７の厚み
によって異なるが一般的なサーマルヘッドでは０．６〜
１μｍ程度である。

【００２６】抵抗膜１５は抵抗体薄膜から構成されてお
り、スパッタリング法や蒸着法、ＣＶＤ法等によりグレ
ーズ層１２及び部分グレーズ１３の表面に形成される。
この発熱抵抗体薄膜材質としては、Ｎｉ−Ｃｒ，Ｔａ₂
Ｎ，Ｔａ−ＳｉＯ₂，Ｔａ−Ｓｉ，Ｔａ−Ｓｉ−Ｃ，Ｃ
ｒ−Ｓｉ−Ｏ，ＺｒＮ，Ｔａ−ＳｉＣ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ
その他公知のものが用いられる。

【００２７】図６は発熱素子アレイ２０を拡大して示す
平面図である。電極１６，１７は櫛形状に形成されてお
り、これら両電極１６，１７で挟まれた抵抗膜１５の部
分が発熱素子２１となる。発熱素子２１のサイズは、主
走査方向における長さが７８μｍ，副走査方向における
長さが２２５μｍである。また、発熱素子２１の中心を
通る中心線ＴＣＬが、部分グレーズ１３（図１参照）の
頂点を通る中心線ＧＣＬから、記録材料送り方向上流側
にオフセット長さＯＳＬ２（ＯＳＬ２＝１８０μｍ）だ
けシフトするように、各電極１６，１７が配置されてい
る。なお、発熱素子２１のサイズは、用いる記録材料や
用途に応じて適宜変更される。また、オフセット長さＯ
ＳＬ２は１８０μｍであるが、このオフセット長さＯＳ
Ｌ２も記録材料や用途等に合わせて適宜変更される。電
極１６，１７としてはＡｌ，Ａｕ等が用いられ、スパッ
タリング法や蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成される。
本実施形態では、抵抗膜１５にエッチング溝１９を形成
して、各発熱素子２１毎に抵抗膜１５を分断している
が、周知のように、抵抗膜１５を分断することなく、単
に電極１６、１７を形成することにより、発熱素子２１
を形成してもよい。

【００２８】図７は、サーマルヘッド２５とプラテンロ
ーラ２６との配置を示す側面図である。発熱素子アレイ
２０が形成されたアルミナ基板（ヘッドチップ）１１
は、金属性のヘッド基板２７に固定されて、サーマルヘ
ッド２５が構成される。なお、ヘッド基板２７には、ヘ
ッドチップ１１の他に、各発熱素子を選択的に駆動させ
るためにＩＣ回路基板２８とこのＩＣ回路基板を保護す
るＩＣカバー２９とが配置されている。このサーマルヘ
ッド２５は図示しないヘッド保持ブラケットによりサー
マルプリンタの機枠に取り付けられている。

【００２９】発熱素子アレイ２０の下方には、プラテン
ローラ２６が配置されている。サーマルヘッド２５の記
録材料送り方向下流側には、搬送ローラ対３０が配置さ
れている。搬送ローラ対３０は駆動ローラ３０ａとニッ
プローラ３０ｂとから構成されており、記録材料２を挟
持（ニップ）して、サーマルヘッド２５からの記録材料
２を引き出すように搬送する。ヘッド保持ブラケットに
はヘッドシフト機構３２が配置されている。このヘッド
シフト機構３２は、サーマルヘッド２５を、プラテンロ
ーラ２６に圧接した記録位置と、この記録位置から離れ
た退避位置との間で変移させるように構成されている。
これらの搬送ローラ対３０と、サーマルヘッド２５と、
プラテンローラ２６と、ヘッドシフト機構３２とにより
プリント機構３１が構成されている。なお、サーマルヘ
ッド２５をシフトさせる代わりにプラテンローラ２６側
をシフトさせてもよい。

【００３０】図８に示すように、プラテンローラ２６
は、その回転中心ＲＣが記録材料送り方向上流側に部分
グレーズ１３の頂点を通る鉛直な中心線ＧＣＬからオフ
セット長さＯＳＬ３( ＯＳＬ３＝４００μｍ) だけオフ
セットして配置されており、発熱素子アレイ２０にプラ
テンローラ２６の周面が押圧されている。プラテンロー
ラ２６は周面にゴム製円筒体２６ａを配置したゴムロー
ラから構成されている。なお、オフセット長さＯＳＬ３
は、前記ＬＣＲＬが十分に確保されるものであればよ
く、プラテンローラの直径や発熱素子アレイ２０の形状
によって適宜変更される。

【００３１】表面段差２３ａ，２３ｂを無くす研磨は、
サーマルヘッド２５をフルカラー感熱プリンタに取り付
けた状態で、記録材料の代わりにラッピングシート２４
をサーマルヘッド２５とプラテンローラ２６との間に通
して、ラッピングシート２４により表面段差２３ａ，２
３ｂを研磨する。研磨は、表面段差２３ａ，２３ｂの程
度に応じて、ラッピングシート２４の通過回数を変更す
ることにより行う。

【００３２】図９は、ラッピングシート２４により研磨
された発熱素子アレイ２１を示す断面図である。この研
磨により、表面段差２３ａ，２３ｂ（図８参照）が無く
なるとともに、研磨面２３ｃをほぼ部分グレーズの湾曲
面に近い曲率を持つ湾曲面に仕上げることができ、記録
材料への良好なヘッドタッチが得られる。

【００３３】図１０は、本実施形態のサーマルヘッドを
用いたフルカラー感熱プリンタを示す概略図である。カ
セット３５から給紙ローラ３６により引き出されたＡ４
サイズのシート状記録材料３７は、イエロープリントス
テージ４１，マゼンタプリントステージ４２，シアンプ
リントステージ４３に順に送られる。各プリントステー
ジ４１〜４３は、各記録部４４，４５，４６と上記プリ
ント機構３１とを備えており、記録材料２の同一記録エ
リアに対し、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像
を順次記録することにより、フルカラー画像を記録す
る。イエロープリントステージ４１とマゼンタプリント
ステージ４２との間にはイエロー光定着器４７が配置さ
れており、イエロー画像が記録された記録エリアに対し
て４２０ｎｍの紫光可視光線を照射することで、イエロ
ー感熱発色層を光定着する。また、マゼンタプリントス
テージ４２とシアンプリントステージ４３との間にはマ
ゼンタ光定着器４８が配置されており、マゼンタ画像が
記録された記録エリアに対して３６５ｎｍの紫外線を照
射することでマゼンタ感熱発色層を光定着する。各プリ
ントステージ４１〜４３で各色の画像が記録され、各光
定着器４７，４８でプリント済みの感熱発色層が光定着
された記録材料２は、図示しない排紙トレーに排出され
る。

【００３４】

【実施例】本発明の効果を実証するために、以下の実験
を行った。〔実験〕下記規格のプリンタ及びラッピング部材を用い
て、発熱素子アレイの表面段差の研磨を行って平滑に
し、この平滑にした発熱素子アレイで、２５５階調表現
の２５５階調レベル（最大濃度）でシアン熱記録を行
い、その平坦度を測定した。プリンタ：Ａ４サイズカラー感熱プリンタＮＣ−５０１
（富士写真フイルム（株）製）発熱素子オフセット量：発熱素子中心を部分グレーズの
頂点から記録材料送り方向上流側に２００μｍシフトプラテンオフセット量：プラテンローラの回転軸を、部
分グレーズの頂点から記録材料の送り方向に４００μｍ
シフトラッピングシート：住友スリーエム（株）製, １００μ
ｍ厚み, Ａ４シート，♯１０００ラッピング回数：１２回研磨結果：０．７μｍの表面段差を平滑にすることがで
きた。光沢度：研磨後の発熱素子アレイを用いて、２５５階調
表現の２５５階調レベル（最大濃度）でシアン感熱記録
層を熱記録したところ、その光沢度が７５％であった。
研磨前のサーマルヘッドで、同じ２５５階調レベルのシ
アン記録を行った場合の光沢度は６０％であり、光沢度
の向上が認められた。

【００３５】なお、上記実施形態では、記録サイズとほ
ぼ同じサイズであるラッピングシート２４を用いて、こ
れをサーマルヘッドとプラテンローラとの間に複数回通
して表面段差２３ａ，２３ｂを研磨したが、この他に、
帯状に長いラッピングシートを用いて、所定長さ分だけ
これを通すことで表面段差２３ａ，２３ｂを研磨しても
よい。また、ラッピングシート２４は同一番手のものを
通過させる他に、仕上げの際には更に微細な砥粒を有す
る番手のものを通過させて、更に円滑な表面となるよう
に仕上げてもよい。

【００３６】また、上記実施形態では、部分グレーズを
断面円弧状のシリンドリカル突条に形成したが、断面形
状は、円弧面に限定されることなく、他のなだらかに湾
曲した曲線としてもよい。

【００３７】また、上記実施形態では、発熱素子オフセ
ット型サーマルヘッドについて実施したが、この他に発
熱素子の中心を部分グレーズの頂点に合わせた従来から
の発熱素子アレイに対して、同じようにラッピングシー
トを用いて表面段差を研磨してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サーマルプリンタを用い、研磨対象のサーマルヘッドを
サーマルヘッドに取り付けてこのサーマルプリンタにラ
ッピングシートを通過させ、発熱素子の保護層の表面を
研磨したから、特別な研磨装置を不要としてラッピング
シートのみで発熱素子アレイの表面段差を研磨すること
ができるようになる。また、サーマルヘッドを取り付け
た状態でラッピングシートにより発熱素子アレイを研磨
するから、個々のプリンタに最適なヘッド形状に合わせ
込むエージングを兼ねることができる。

【００３９】特に、発熱素子を構成する電極と抵抗膜と
の段差に起因して保護層の表面に現れる表面段差が無く
なるまで研磨を行うことにより、表面段差が無くなって
平滑面に仕上げられるため、最大熱エネルギを印加して
熱記録を行う例えばシアン記録の最大濃度記録であって
も、記録材料の光沢度の低下を抑えることができる。

【００４０】また、発熱素子を部分グレーズの中心から
記録材料送り方向の上流側にシフトさせて配置して発熱
素子アレイを構成し、この発熱素子アレイの部分グレー
ズの中心から記録材料送り方向の上流側にプラテン部材
を配置して発熱素子にプラテン部材を圧接させたから、
電極段差に起因して保護層の表面に現れる表面段差にお
いて、その記録材料送り方向上流側及び下流側の両方と
もにプラテン部材によってほぼ均等な圧力が得られる。
したがって、ラッピングシートによる研磨の際に一方の
表面段差のみが研磨されてしまう片研磨がなく、均一な
研磨が行えるようになる。また、両方の表面段差を均等
に研磨することができるため、効率の良い研磨が可能に
なり、研磨時間を短縮することができる。

【００４１】更に、サーマルプリンタに取り付けた状態
でラッピングシートを用いて研磨を行う構成と、発熱素
子とプラテン部材をオフセットさせた構成とが相まっ
て、良好な表面湾曲形状を保ったまま研磨を行うことが
できる。したがって、バフ研磨や固定砥石等を用いた研
磨方法と異なり、研磨によって発熱素子アレイの湾曲の
度合いが大きく変化することがないため、良好なヘッド
タッチが得られる。

【００４２】発熱素子を、部分グレーズの中心から記録
材料送り方向の上流側にシフトさせて配置したから、簡
単な構成で、発熱素子と記録材料との接触する領域（Ｃ
Ｒ）において、発熱素子部分による記録材料との接触領
域（ＭＣＲ）に続く記録材料送り方向下流側接触領域
（ＬＣＲ）の長さ（ＬＣＲＬ）を従来の発熱素子に比べ
て、長く設定することができるようになる。したがっ
て、従来のＬＣＲＬが短く設定されたものに比べて発色
濃度変動が抑えられる。すなわち、発色濃度はＬＣＲＬ
に依存して変動し、ＬＣＲＬが短いほど発色濃度のＬＣ
ＲＬ依存性が増大するので、その分だけ発色濃度変動が
抑えられる。

【００４３】ＬＣＲを長く設定して、このＬＣＲ部分で
記録材料を押圧して冷却するため、平滑なＬＣＲ部分で
記録材料の表面性が良化するため、より一層光沢度を向
上させることができる。また、ＬＣＲＬが長く確保され
ることで、接触領域ＣＲが長くなる分だけ記録材料のテ
ンション変動の影響が少なくなり、このテンション変動
による押圧変動も少なくなる。したがって、接触圧力の
変動に起因する濃度変動も抑えられる。

【００４４】更に、画素記録中の発熱素子の温度変化に
起因する摩擦係数の変動や、他のプリントステージにお
けるサーマルヘッドの挙動変化に起因する搬送負荷の変
動によって記録材料の張力が変動し、この張力変動によ
って発熱素子から記録材料が離れ始める離脱点が変動し
ても、十分な長さを有するＬＣＲによって発熱素子から
離されているので、この離脱点の変動の影響が少なくな
り、その分だけ濃度変動が抑えられる。すなわち、ＬＣ
ＲＬが十分でないと、発熱素子からそれ程離れていない
ところで、離脱点の変動が発生し、この離脱点の変動の
影響を強く受けることになるが、これを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するためのもので、有限要
素法による熱解析におけるモデルを示す断面図である。

【図２】熱解析で用いるＴＡ式記録材料とサーマルヘッ
ドとの空気中における冷却特性を、３０秒程度の時間経
過において示す線図である。

【図３】同じく熱解析で用いるＴＡ式記録材料とサーマ
ルヘッドとの空気中における冷却特性を、１０ｍｓ程度
の時間経過において示す線図である。

【図４】同モデルにおける熱解析結果を示すもので、発
熱素子のオフセット長さと、記録材料の各位置における
シアン感熱発色層の温度履歴との関係を示す線図であ
る。

【図５】本発明を実施した発熱素子オフセット型のサー
マルヘッドの発熱素子の断面を示す斜視図である。

【図６】発熱素子を示す平面図である。

【図７】サーマルヘッドとプラテンローラと搬送ローラ
対との配置を示す側面図である。

【図８】ラッピングシートによる研磨状態を拡大して示
す断面図である。

【図９】研磨した後の発熱素子アレイを示す断面図であ
る。

【図１０】本発明のサーマルヘッドを用いたフルカラー
感熱プリンタを示す概略図である。

【符号の説明】

２記録材料３，２０発熱素子アレイ４，１３部分グレーズ５，２１発熱素子６，２６プラテンローラ１１アルミナ基板１２グレーズ層１５抵抗膜１６，１７電極２２ａ，２２ｂ電極段差２３ａ，２３ｂ表面段差２４ラッピングシート２５サーマルヘッド３０搬送ローラ対３１プリント機構３６給紙ローラ３７シート状記録材料４１〜４３プリントステージ４７，４８光定着器ＣＲ発熱素子アレイの記録材料との接触領域ＭＣＲ発熱素子接触領域ＵＣＲＭＣＲに続く記録材料送り方向上流側の接触領
域ＬＣＲＭＣＲに続く記録材料送り方向下流側の接触領
域ＬＣＲＬＬＣＲの記録材料送り方向における長さＰＰ記録材料と発熱素子とが離れ始める点（離脱点）ＯＳＬ１〜３オフセット長さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板から突出して形成された突条からな
る部分グレーズと、この部分グレーズに形成した発熱素
子とを有する発熱素子アレイを備え、記録材料に熱記録
を行うサーマルヘッドにおいて、前記発熱素子を前記部分グレーズの中心から記録材料送
り方向の上流側にシフトさせて配置して前記発熱素子ア
レイを構成し、この発熱素子アレイの部分グレーズの中心から記録材料
送り方向の上流側にプラテン部材を配置して発熱素子ア
レイにプラテン部材を圧接させたサーマルプリンタを用
い、プラテン部材とサーマルヘッドとの間に記録材料の
代わりにラッピングシートを通過させ、発熱素子の保護
層の表面を研磨したことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】前記研磨は、前記発熱素子を構成する電
極と抵抗膜との段差に起因して保護層の表面に現れる表
面段差が無くなるまで行ったことを特徴とする請求項１
記載のサーマルヘッド。
【請求項３】基板から突出して形成された突条からな
る部分グレーズと、この部分グレーズに形成した発熱素
子とを有する発熱素子アレイを備え、サーマルプリンタ
のプラテン部材によって記録材料を発熱素子アレイに圧
接させて記録材料に熱記録を行うサーマルヘッドの発熱
素子アレイの研磨方法において、前記サーマルヘッドを前記サーマルプリンタに取り付け
て、プラテン部材とサーマルヘッドとの間に記録材料の
代わりにラッピングシートを通過させ、発熱素子の保護
層の表面を研磨することを特徴とするサーマルヘッドの
発熱素子アレイの研磨方法。
【請求項４】前記研磨は、前記発熱素子を構成する電
極と抵抗膜との段差に起因して保護層の表面に現れる表
面段差が無くなるまで行うことを特徴とする請求項３記
載のサーマルヘッドの発熱素子アレイの研磨方法。
【請求項５】前記発熱素子を前記部分グレーズの中心
から記録材料送り方向の上流側にシフトさせて配置して
前記発熱素子アレイを構成し、この発熱素子アレイの部分グレーズの中心から記録材料
送り方向の上流側に前記プラテン部材を配置したことを
特徴とする請求項３又は４記載のサーマルヘッドの発熱
素子アレイの研磨方法。