JPH1170683A

JPH1170683A - サーマルヘッド

Info

Publication number: JPH1170683A
Application number: JP9235264A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Shiraishi; 良一白石
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】グレーズ層の厚みや各発熱素子と記録媒体との
紙当たりが不均一になり、全ての発熱素子をジュール発
熱させて印画を行った際、記録媒体にグレーズ層の表面
状態に応じた濃度むらが形成されていた。【解決手段】グレーズ基板１ｂ上に多数の発熱素子２を
配列させた発熱素子列を有するサーマルヘッドであっ
て、前記各発熱素子２は、その夫々の電気抵抗値が基準
値に対して±1.8 ％の範囲内にあり、かつ発熱素子列の
電気抵抗値分布が蛇行状をなすように調整する。また前
記発熱素子２の電気抵抗値分布の最大値を基準値に対し
て＋0.5 〜＋1.8 ％に、最小値が基準値に対して−0.5
〜−1.8 ％に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ装置
や熱転写プリンタ等に用いられるサーマルヘッドの改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリ装置等に用いられる
サーマルヘッドは、例えば、グレーズ基板の上面に、一
定の電気抵抗値に揃えられた多数の発熱素子を100 〜12
00dpiの線密度で直線状に被着・配列させた構造を有し
ており、前記発熱素子を印画信号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、該発熱した熱を感熱
紙等の記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画を形
成することによってサーマルヘッドとして機能する。

【０００３】尚、前記グレーズ基板は、アルミナセラミ
ックス等から成る絶縁基板の表面にガラス等から成るグ
レーズ層を被着させて成るものであり、発熱素子の発す
る熱を前記グレーズ層によって蓄積及び放散し、サーマ
ルヘッドの熱応答特性を良好に維持するようにしてい
る。また、前記グレーズ層は、例えば、ガラスから成る
場合、所定のガラスペーストを従来周知の厚膜手法、例
えば、スクリーン印刷等によって絶縁基板の上面に印刷
・塗布し、これを高温で焼き付けることによって例え
ば、２０〜６０μｍの厚みに形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、前記グレーズ層をスク
リーン印刷等の厚膜手法によって形成する際、印刷むら
等に起因してグレーズ層の表面に中心線平均粗さＲａで
０．１〜２．０μｍの凹凸が形成される。このようなグ
レーズ層上に多数の発熱素子を被着・配列させてサーマ
ルヘッドを構成した場合、グレーズ層の厚みや各発熱素
子と記録媒体との紙当たりが不均一になり、全ての発熱
素子をジュール発熱させて印画を行った際、記録媒体に
グレーズ層の表面状態に応じた濃度むらが形成される欠
点を有していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、グレー
ズ基板上に多数の発熱素子を配列させた発熱素子列を有
するサーマルヘッドであって、前記各発熱素子は、その
夫々の電気抵抗値が基準値に対して±1.8 ％の範囲内に
あり、かつ各発熱素子の各々の電気抵抗値が基準値を中
心にして最大値と最小値とが対称的な値にとなるように
設定してあることを特徴とするものである。

【０００６】また本発明のサーマルヘッドは、前記発熱
素子の電気抵抗値分布の最大値が基準値に対して＋0.5
〜＋1.8 ％に、最小値が基準値に対して−0.5 〜−1.8
％に設定されていることを特徴とする。

【０００７】

【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は本発明のサーマルヘッドの一
形態を示す平面図、図２は図１のサーマルヘッドの断面
図であり、１はグレーズ基板、２は発熱素子である。

【０００８】前記グレーズ基板１は、アルミナセラミッ
クス等から成る絶縁基板１ａの上面にガラスやポリイミ
ド樹脂から成るグレーズ層１ｂを帯状に被着させた構造
を有しており、該グレーズ基板１の上面で多数の発熱素
子２等を支持するとともに、前記グレーズ層１ｂでもっ
て発熱素子２の発する熱を適当な温度となるように蓄積
及び放散し、サーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持
するようにしている。前記絶縁基板１ａは、アルミナセ
ラミックスから成る場合、Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，Ｍｇ
Ｏ等のセラミックス材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
クターブレード法を採用することによってセラミックグ
リーンシートを形成し、次に前記セラミックグリーンシ
ートを所定形状に打ち抜き加工を施すとともに高温（約
１６００℃）で焼成することによって形成され、また絶
縁基板１ａ上のグレーズ層１ｂは、例えば、ガラスから
成る場合、所定のガラスペーストを従来周知の厚膜手
法、例えば、スクリーン印刷等によって絶縁基板１ａの
上面に印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによ
って例えば、２０〜６０μｍの厚みに形成され、これに
よってグレーズ基板１が製作される。

【０００９】尚、前記グレーズ層１ｂをスクリーン印刷
等の厚膜手法によって形成する際、印刷むら等に起因し
てグレーズ層１ｂの表面に中心線平均粗さＲａで０．１
〜２．０μｍの凹凸が形成されることとなる。

【００１０】また前記グレーズ基板１のグレーズ層１ｂ
上には、多数の発熱素子２が100 〜1200dpi の線密度で
直線状に配列されて成る発熱素子列と、これらの各発熱
素子２に電気的に接続される導電層３とがそれぞれ被着
されている。前記発熱素子２は、ＴａＳｉＯやＴｉＳｉ
Ｏ，ＴａＮ等の電気抵抗材料により形成されているた
め、導電層３等を介して所定の電力が供給されるとジュ
ール発熱を起こし、感熱紙等の記録媒体に印画を形成す
るのに必要な所定温度、例えば200 〜350 ℃の温度とな
る。

【００１１】尚、前記多数の発熱素子２及び導電層３
は、従来周知のスパッタリング法、フォトリソグラフィ
ー技術等を採用することによってグレーズ基板１の上面
に所定パターン、所定厚み（発熱素子２は0.01〜0.5 μ
ｍの厚み、導電層３は0.5 〜2.0 μｍの厚み）に被着・
形成される。

【００１２】そして、これらの発熱素子２は、その夫々
の電気抵抗値が所定の基準値Ａに対して±1.8 ％の範囲
内にあり、かつ発熱素子列の電気抵抗値分布が規則的な
蛇行状をなすように調整されている。

【００１３】図３は、発熱素子２の電気抵抗値をグラフ
化したもので、各グラフの縦軸には基準値Ａに対する電
気抵抗値の変位率を示し、発熱素子２の電気抵抗値をそ
の配列順に左から▲印でプロットし、これらを実線でつ
ないている。尚、基準値Ａとは全ての発熱素子２の電気
抵抗値の平均値であり、例えば、基準値Ａが1000Ωであ
る場合、各発熱素子2 の電気抵抗値は全て982 〜1018Ω
の範囲内に設定される。

【００１４】前記発熱素子２の電気抵抗値分布は、基準
値Ａの上下にできるピーク値（最大値，最小値）が基準
値Ａを中心にして対称的な値に設定されており、これら
のピークが一定の周期で規則的に形成される蛇行パター
ンとなっている。このような蛇行パターンを、グレーズ
層２上に被着される多数の発熱素子２の電気抵抗値に適
用することで、グレーズ層表面の凹凸に起因する印画の
濃度むらを目立たなくすることができ、これによって記
録媒体に良好な印画を形成することが可能となる。

【００１５】尚、発熱素子２の電気抵抗値分布は、図３
のような分布に限定されるものではなく、基準値Ａに対
して±1.8 ％の範囲内にあり、かつ各発熱素子２の電気
抵抗値分布が蛇行状をなしているものであれば、図４の
ように８個の発熱素子２で１つのサイクルを形成するも
のや、図５のように基準値Ａの上下に大きさの異なる２
つのピークを形成するものであっても良く、いずれの分
布形態を採用する場合においても、グレーズ層表面の凹
凸に起因する印画の濃度むらを目立たなくして良好な印
画を得ることができる。

【００１６】ここで本発明の作用効果について表１の試
験結果に基づき説明する。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１は、サーマルヘッドサンプルNo.1〜N
o.6を用いて行った印画試験の結果を示すものである。N
o.1〜No.6の各サーマルヘッドサンプルは、グレーズ層
の表面粗さが中心線平均粗さＲａで２．０μｍのグレー
ズ基板を用いて300dpiのサーマルヘッドを６個作製し、
しかる後、各サーマルヘッドの発熱素子の電気抵抗値を
従来周知のパルストリミング法を採用して調整したもの
である。サーマルヘッドサンプルNo.1〜No.5は全ての発
熱素子の電気抵抗値を基準値Ａに対して種々の範囲内で
変動させたもので、これらは全て、図５と同様の、大き
さの異なる２つのピークをもった蛇行状パターンにした
がって電気抵抗値を分布させた。また、サーマルヘッド
サンプルNo.6は全ての発熱素子の電気抵抗値を略等しく
揃えたものである。尚、基準値Ａは1000Ωに設定した。

【００１９】この印画試験の結果、発熱素子の電気抵抗
値を基準値Ａに対して±1.8 ％の範囲を超えて変動させ
たサンプルNo.4及びNo.5では各発熱素子の電気抵抗値の
差に起因する若干の濃度むらが確認され、また発熱素子
の電気抵抗値を全て等しく揃えたサンプルNo.6ではグレ
ーズ層１ｂの凹凸に起因する濃度むらが確認されたのに
対し、発熱素子の電気抵抗値を±1.8 ％の範囲内とし、
かつ発熱素子列の電気抵抗値を蛇行状をなして分布させ
たサンプルNo.1〜No.3については写真のような画像を印
画する場合においても濃度むらのない良好な印画が得ら
れた。

【００２０】以上のことから、各発熱素子２の電気抵抗
値を基準値Ａに対して±1.8 ％の範囲内とし、かつ発熱
素子列の電気抵抗値分布が蛇行状をなすように設定する
ことにより、グレーズ層１ｂの凹凸に起因する印画の濃
度むらを目立ちにくくし、写真を印画するような場合で
あっても良好な印画を形成し得ることが判る。

【００２１】また更に、前記発熱素子２の電気抵抗値分
布の最大値、最小値を基準値Ａに対して±0.5 〜±1.8
％の範囲になしておけば、医療用のＸ線写真など、濃淡
を極めて高精度に表現する必要のある場合においても濃
度むらのない鮮明な印画を極めて良好に形成することが
できる。従って、発熱素子２の電気抵抗値分布の最大値
は基準値Ａに対して＋0.5 〜＋1.8 ％に、最小値は基準
値Ａに対して−0.5 〜−1.8 ％に設定することが好まし
い。

【００２２】尚、発熱素子２の電気抵抗値を調整する方
法としては、従来周知のパルストリミング法等があり、
かかるパルストリミング法によれば、例えば、発熱素子
２の電気抵抗値を低く調整する場合は、発熱素子２に0.
01〜1msec のパルス電力を印加し、また発熱素子２の電
気抵抗値を高く調整する場合は、発熱素子２に20〜500m
sec のパルス電力を印加する。このようにして全ての発
熱素子２の電気抵抗値をトリミングすることで、各発熱
素子２の夫々の電気抵抗値が基準値Ａに対して±1.8 ％
の範囲内とし、かつ発熱素子列の電気抵抗値分布が蛇行
状をなすように調整することができる。

【００２３】かくして上述したサーマルヘッドは、印画
信号に基づいて発熱素子２を個々に選択的にジュール発
熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体に伝導さ
せ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサー
マルヘッドとして機能する。

【００２４】尚、本発明は上述の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、改良等が可能であり、例えば、上述の形態にお
いてはパルストリミング法により発熱素子２の電気抵抗
値を調整したが、これに代えて、レーザービームを用い
てトリミングを行うレーザートリミング法により発熱素
子２の電気抵抗値を調整しても構わない。

【００２５】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、グレ
ーズ基板上に被着される多数の発熱素子の電気抵抗値を
基準値に対して±1.8 ％の範囲内とし、かつ各発熱素子
の電気抵抗値分布を蛇行状とすることにより、グレーズ
基板表面の凹凸に起因する印画の濃度むらを目立ちにく
くして良好な印画を形成することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの一形態を示す平面図
である。

【図２】図１のサーマルヘッドの断面図である。

【図３】本発明のサーマルヘッドの発熱素子の電気抵抗
値分布を示すグラフである。

【図４】本発明のサーマルヘッドの発熱素子の電気抵抗
値分布を示すグラフである。

【図５】本発明のサーマルヘッドの発熱素子の電気抵抗
値分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１・・・グレーズ基板１ａ・・・絶縁基板１ｂ・・・グレーズ層２発熱素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グレーズ基板上に多数の発熱素子を配列さ
せた発熱素子列を有するサーマルヘッドであって、前記
各発熱素子は、その夫々の電気抵抗値が基準値に対して
±1.8 ％の範囲内にあり、かつ各発熱素子の各々の電気
抵抗値が基準値を中心にして最大値と最小値とが対称的
な値にとなるように設定してあることを特徴とするサー
マルヘッド。
【請求項２】前記発熱素子の電気抵抗値分布の最大値が
基準値に対して＋0.5 〜＋1.8 ％に、最小値が基準値に
対して−0.5 〜−1.8 ％に設定されていることを特徴と
する請求項１に記載のサーマルヘッド。