JPS60210471A - サ−マルヘツド - Google Patents

サ−マルヘツド

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Publication number
JPS60210471A
JPS60210471A JP6577184A JP6577184A JPS60210471A JP S60210471 A JPS60210471 A JP S60210471A JP 6577184 A JP6577184 A JP 6577184A JP 6577184 A JP6577184 A JP 6577184A JP S60210471 A JPS60210471 A JP S60210471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
printing
area
thermal head
heating resistor
resistor
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.)
Pending
Application number
JP6577184A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Tsumura
誠 津村
Ryozo Takeuchi
良三 武内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6577184A priority Critical patent/JPS60210471A/ja
Publication of JPS60210471A publication Critical patent/JPS60210471A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/35Typewriters 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
    • B41J2/355Control circuits for heating-element selection
    • B41J2/36Print density control

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はサーマルヘッドに係り、特に多階調の(1) 中間調記録を行なうのに好適なサーマルヘッドに関する
〔発明の背景〕
第1図(a)、(b)は従来の白黒2値の像を印画する
サーマルヘッドの1ドツト分の構造を示し、(a)は平
面図1、(b)はそのA−A断面図を示す。第1図にお
いて、セラミックやガラスなどの絶縁物から成る基板3
の上に、Cr5i(クロム・シリコン)などの半導体合
金から成るほぼ一定の厚さの抵抗体層2及びアルミニウ
ムやクロムなどの導体から成る対向電極1a、lbが積
層されている。抵抗体層のうち対向電極1a。
lb間の抵抗体は、対向電極1a、lbを通じて電力が
供給され発熱するので、特に発熱抵抗体2と呼ぶ。
サーマルヘッドによる印画には、感熱紙を用いる感熱方
式と、裏面にインクを塗布したフィルムにサーマルヘッ
ドを当ててインクを溶融して普通紙に転写する熱転写方
式が普及している。
第1図に示すサーマルヘッドのように、l@熱抵(2) 抗体2の幅及び厚さが一定の構造では、記録時に均一発
熱となるため、印加ドツトは発熱抵抗体2に相当する面
積でほぼ同時に印画される。従って、通電量を制御して
発熱抵抗体2よりも小さなドツト面積を印画して中間調
を表現する従来の中間調表現方法には、印加エネルギに
対する印画ドツト面積特性が不安定であるなどの理由に
より適していない。
第2図(a)、(b)は中間調印画が可能な従来のサー
マルヘッドの構造を示し、(a)は平面図、(b)はそ
のB−B断面図を示す。
第2図のサーマルヘッドの構造は第1図の従来の2値の
像を印画するサーマルヘッドとほぼ同様であるが、発熱
抵抗体4の形状が異なる。第2図(b)に示すように発
熱抵抗体4の厚さは一定であるが、第2図(a)に示す
ように、発熱抵抗体4の幅が中心部に近いほど細くなっ
ている。この構造によれば、発熱抵抗体4の中心部の電
流密度が高く周辺部よりも発熱し易い。したがって印加
エネルギが少ない時には、中心部だけが印画可能(3) な温度に発熱し、従来の2値の像を印画するサーマルヘ
ッドに比較して、小さな印画ドツトが得られる。また印
加エネルギの増大に伴って周辺部も印画可能な温度とな
り、印画ドツト面積を増大させることができる。このサ
ーマルヘッドを用い、階調データに基づいて印加エネル
ギを制御することにより、中間調画像を再生することが
できる。
一般に、人間の目の中間調に対する識別能力は、低濃度
領域で敏感になる。したがって、サーマルヘッドの中間
調表現能力も低濃度領域での表現能力が最も重要である
。すなわち、最小印画ドツト面積が小さく、かつ、印加
エネルギに対する印画ドツト面積が安定したサーマルヘ
ッドはど中間調画像を印加するのに適したサーマルヘッ
ドといえる。
第3図は第2図で示した従来の中間調画像印画用サーマ
ルヘッドの、印加エネルギに対する印画ドツト面積の平
均値及び、印画ドツト面積の安定性を示す標準偏差値を
実験によりめた特性図である。横軸には発熱抵抗体4と
ほぼ同一面積を印(4) 画するに必要なエネルギを1とした相対エネルギを、左
側の縦軸には発熱抵抗体4の面積を基準値とした相対ド
ツト面積Sを、右側の縦軸には相対ドツト面積Sで除し
た各印画ドツト面積の規格化された標準偏差値を(以下
単に標準偏差値と呼ぶ)それぞれ示す。この標準偏差値
が大きいほど、印画特性が不安定で中間調表現能力が低
下してくる。
実験検討によれば、印画ドツト面積の標準偏差値が1を
越える領域では印画ドツト面積の安定性を欠き階調表現
能力が大幅に低下することを確認している。第3図の曲
線11は印加エネルギに対する印画ドツト面積を示し、
曲線12は印画ドツト面積の標準偏差値を示している。
第3図に示すように、従来のサーマルヘッドでは、発熱
抵抗体4よりも小さい面積のドツトを印画する時の標準
偏差値が1以上の値を示し、中間調表現能力が低下して
いる。この理由を第4図により説明する。
第4図は第2図の従来の中間調サーマルヘッドに、適当
な電力が印加されている状態を示している。発熱抵抗体
4の中心部13付近は、単位表面(5) 積当りの印加電力が大きく、確実な印画が可能な領域で
ある。その周辺部14a、14bは印画が不安定となる
エネルギが印加されている領域で、対向電極1a、lb
に接する領域15a、15bは印加エネルギが少なく、
印画が不可能な領域である。このように従来のサーマル
ヘッドでは、発熱抵抗体4よりも小さい面積のドツトを
印画する際には、常に不安定印画領域14 a、 14
 bが伴うため、印画特性を安定させることができず、
特に安定した微小ドツト印画を必要とする低濃度階調領
域の印画品質が悪化するという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、低濃度から高濃度の広範囲にわたり、
高い印画品質が得られかつ多階調の中間調像の印画が可
能なサーマルヘッドを提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、最小印画ドツト面積にほぼ等しい面積の発熱
抵抗体を対向電極間に配置し、画信号に応じた印加エネ
ルギを発熱抵抗体に加えることで、(6) 印画ドツト面積を発熱抵抗体の面積以上に制御し、中間
調を可能にしたもので、特に印画特性の不安定領域を使
用しないようにして、安定した多階調の中間調印画を可
能にしたものである。
〔発明の実施例〕
第5図は本発明の一実施例を示す平面図で、基本構成は
従来の2値の画像の印画用サーマルヘッドと同様である
が、発熱抵抗体5の面積を極端に小さくし、対向電極1
.a、lbでの先端縁と両側縁の延長線で区画される四
角形の印画領域の約10分の1程度の面積とするととも
に、対向電極la、lbと発熱抵抗体5の電気的接続用
リード電極6a、6bの幅を可能な限り細くした点が異
る。
第6図に本発明に成る上記サーマルヘッドの印画特性を
示す。横軸には発熱抵抗体5と同一面積のドツトを印画
するに要するエネルギを1とした相対印加エネルギPを
示し、左縦軸に発熱抵抗体5の面積を1とした相対ドツ
ト面積を、右縦軸にはドツト面積のばらつきを表す印画
ドツト面積の(7) 標準偏差値を示している。曲線23及び曲線24はそれ
ぞれ印加エネルギに対する印画ドツト面積及び標準偏差
値を示す。印加エネルギが1以下の領域では標準偏差値
を示す曲線24が1以上と高くばらつきが大きいため印
画には使えないが、印加エネルギが1以上の領域では印
画が安定し、かつ曲線23の印画ドツト面積もなだらか
に増大しており、この領域で中間調画像表現のために印
加エネルギを制御して印画ドツト面積を制御することが
可能となる。この時、最小印画ドツト面積は発熱抵抗体
5の面積にほぼ等しくする。
第6図の印画ドツト面積を示す曲線23の如く印画ドツ
ト面積には熱平衡による飽和点が存在する。中間調像を
印画するサーマルヘッドとしては、この飽和印画ドツト
面積を最小印画ドツト面積の比が大きく、かつその間の
印画特性が安定しているほど多階調の像印画を実現し、
優れたサーマルヘッドとなる。飽和印画ドツト面積は発
熱抵抗体5への印加エネルギと熱伝導などによる熱損失
により決定されるが、このうち印加エネルギは発熱(8
) 抵抗体5の寿命及び印画周期などにより制限される。
したがって本実施例のサーマルヘッドの如く高熱伝導体
であるリード電極6a、6bと発熱抵抗体5が接する面
積を低減し、または印画領域におけるリード電極6a、
6bの面積を低減することにより熱損失が低減し、飽和
の印画ドツト面積の増大が可能となる。本実施例では最
小及び飽和印画ドツト面積比が10以上で、32階調以
上の中間調の印画が可能なことを確認している。
第7図に本実施例のサーマルヘッドで中間調の画像の1
ドツトを印画している状態図を示す。第7図は熱転写記
録を例にして説明しているが、感熱記録についてもほぼ
同様の作用効果を奏する。
第7図は発熱抵抗体5に、最小印画ドツトを印画できる
だけのエネルギが印加されている状態を示している。発
熱抵抗体5で発生した熱は転写フィルムの基材7を通し
て、インク8に伝達され、転写可能な溶融領域9aを形
成し、図示していない被転写紙に転写される。この時の
印画ドツト形(9) 状が10aである。その後、発熱抵抗体5への印加エネ
ルギが増大すると、第8図及び第9図に示す如く発熱抵
抗体5の温度が上昇し、熱伝導による溶融領域も9b、
9cと増大していく。この溶融領域9b、9cがそれぞ
れ印画ドツト形状10b。
10cにほぼ等しくなる。印画特性の安定性はこの溶融
領域と印加エネルギの関係に依存している。
印加エネルギの一部はインク8の融解熱として消費され
、この融解に使われる熱量に対応して溶融領域も増大す
る。すなわち印加エネルギと溶融領域、すなわち、印画
ドツト形状が一対一に安定して対応している。このこと
から本発明に成る上記サーマルヘッドの印画特性が安定
していることは明らかである。
第10図に本発明の他の実施例を示す。基本構成は第5
図の実施例と同様であるが、リード電極31a、31b
の幅を更に細くすることで、印画領域に占めるリード電
極31a、31bの表面積を小さくして、リード電極3
1a、31bによる熱損失を低減する一方、リード電極
31a、31b(10) の電流容量不足を厚さを厚くすることで防ぎ、リード電
極31a、31bと発熱抵抗体5の接続部の電流容量不
足を防ぐために、リード電極31a。
31bをT字型の構造にした点が異なる。本実施例にお
いては、飽和印画ドツト面積を更に大きくすることが可
能で、より多階調の中間調表現が可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、最小印画ドツト面積と飽和印画ドツト
面積の比が大きく、かつ発熱抵抗体への印加エネルギと
印画ドツト面積の関係が安定しているため、特に低濃度
から高濃度におよぶ広範囲にわたって多階調の中間調の
像の印画が可能なサーマルヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は従来の2値の像を印画するサー
マルヘッドを示す平面図およびA−A断面図、第2図(
a)、(b)は従来の中間調の像を印画するサーマルヘ
ッドの一例を示す正面図およびB−B断面図、第3図は
第2図に示した従来(11) のサーマルヘッドの印画特性図、第4図は第2図に示し
た従来のサーマルヘッドによる印画状態説明図、第5図
は本発明の一実施例を示すサーマルヘッドの平面図、第
6図はその印画特性図、第7図(a)〜(e)ないし第
9図(a)〜(c)は本発明に成るサーマルヘッドの各
印画状態説明図、第10図(a)、(b)は本発明の他
の実施例を示すサーマルヘッドの平面図およびC−C断
面図である。 la、lb・・・対向電極、3・・・セラミック基板、
5・・・発熱抵抗体、6a、6b・・・リード電極。 代理人 弁理士 高橋明夫 (12) S ノ ノ:す ((1) とb) 静2EJ (0) (b) fJytegβ− (b) カ/l J (a) (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、絶縁基板上に複数の対向電極を配置し、この対向電
    極間にこの対向電極と電気的に接続される発熱抵抗体を
    設けたサーマルヘッドにおいて、前記対向電極の対向す
    る先端縁と側端縁の延長線で区画されて領域内に、記録
    すべき最小印画ドツト面積にほぼ等しい面積をもつ大き
    さに形成した発熱抵抗体と、この発熱抵抗体を前記対向
    電極に接続するリード電極とを設け、この発熱抵抗体へ
    の通電を制御して該発熱抵抗体の面積以上の印画ドツト
    を印画するように構成したことを特徴とするサーマルヘ
    ッド。 2、特許請求の範囲第1項において、前記リード電極を
    前記対向電極よりも幅狭としたことを特徴とするサーマ
    ルヘッド。
JP6577184A 1984-04-04 1984-04-04 サ−マルヘツド Pending JPS60210471A (ja)

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JP (1) JPS60210471A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4878068A (en) * 1986-09-08 1989-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Beam recorder having a varying beam intensity for maintaining a true reproduced image
US4905023A (en) * 1986-11-14 1990-02-27 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus including digital image signal input means
JPH0444863A (ja) * 1990-03-26 1992-02-14 Fuji Photo Film Co Ltd 熱記録ヘッド

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US4878068A (en) * 1986-09-08 1989-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Beam recorder having a varying beam intensity for maintaining a true reproduced image
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