JPS6183071A - サ−マルヘツド構造 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感熱転写印刷装置のサーマルヘッド構造に関
するものである。

〔先行技術とその問題点〕

感熱転写印刷の原理は、プラテンローラとサーマルヘッ
ドとの間に記録用紙と熱熔融性インクの塗布された転写
紙とを送り、サーマルヘッドの熱で転写紙の熱熔融性イ
ンクを熔融し、記録用紙に転写印刷するものである。

このような感熱転写印刷に用いられるサーマルヘッドと
して、例えば第６図及び第７図に示すようなサーマルヘ
ッドが提案されている。

つまり、第６図に示すような薄膜タイプのサーマルヘッ
ドは、金属ベース１の一面にセラミックベース２を設け
、このセラミックベース２上に印刷用発熱抵抗体３を設
け、かつ所定の電甑４を設けると共に、金属ベース１の
他面に別に作られた予熱用発熱抵抗体５を設けたもので
ある。

尚、同図中、６は温度センサーである、又、第７図に示
すような厚膜タイプのサーマルヘッドは、第６図に示す
薄膜タイプにおける印刷用発熱抵抗体を厚い印刷用発熱
抵抗体３′として構成したものである。

尚、同図中、第６図と同一番号のものは同一構成を示す
。

上記のように構成されたサーマルヘッドの組み込まれた
感熱転写印刷装置で感熱転写印刷を行なえば、印刷用発
熱抵抗体３，３′は予熱用発熱抵抗体５で所定の温度に
予熱されて温められているので、印刷具合が周囲の環境
等に左右されず、ムラのない印刷が行なえるといった特
長かある。

しかし、第６図及び第７図のサーマルヘッドは、印刷用
発熱抵抗体３，３′と予熱用発熱抵抗体５とが金属ベー
ス１の異なる面側に設けられたものである為、予熱用発
熱抵抗体５で印刷用発熱抵抗体３．３′を予熱するには
、その中間の金属ベース１及びセラミックベース２を熱
が伝わってゆかなければならず、従って熱伝達に時間を
要し、印刷用発熱抵抗体３，３′を所定温度に予熱する
のが迅速でなく、印刷に時間がかかり、又、金属ベース
１及びセラミックベース２を介する分熱損失も犬きく、
従って予熱の為の消費エネルギーも犬きく、経済的でな
いという欠点がある。

又、このようなサーマルヘッドは、印刷用発熱抵抗体３
，３′と予熱用発熱抵抗体５とが異なる面に設けられて
いるから、これらを一度に同一工程で構成することはで
きず、別工程で行なわなければならないので製造も面倒
であり、コスト高なといった欠点もある。

〔間視点を解決する為の手段〕

転写紙の熱熔融性インクを記録用紙に転写する為の印刷
用発熱抵抗体と、この印刷用発熱抵抗体を予め所定の温
度に温める予熱用発熱抵抗体とを同一ベース側に設ける
。

〔実施例１〕 第１図は、本発明に係るサーマルヘッド構造の１実施例
（薄膜タイプ）の説明図である。

同図中、１０は金属ベース、１１は金属ベース１０の一
面に設けられた絶縁性のセラミックベースである。

１２は印刷用発熱抵抗体、１３は印刷用発熱抵抗体１２
を予め所定の温度に温める為の予熱用発熱抵抗体で１、
これら印刷用発熱抵抗体１２と予熱用発熱抵抗体１３と
は、例えば蒸着等の成膜手段を用いて同一材料を同一工
程でセラミックベース１１上に所定のパターンに形成す
ることによって作られている。

１４ｉｌ−ｉ絶縁層であり、この絶縁層１４は予熱用発
熱抵抗体１３の表面に蒸着等の成膜手段で形成されてお
シ、１５は蒸着等の成膜手段で構成された電・甑、】６
は温度センサーである。

上記のようなサーマルヘッド構造は、印刷用発熱抵抗体
１２と予熱用発熱抵抗体１３とを同一べ一ス（セラミッ
クベース１１）上に設けるものであるから、印刷用発熱
抵抗体１２と予熱用発熱抵抗体１３とを近づけて並設で
き、従って予熱用発熱抵抗体１３から印刷用発熱抵抗体
１２への熱伝達具合が良く、つまり短時間で熱損失少な
く熱が予熱用発熱抵抗体１３から印刷用発熱抵抗体１２
に伝わシ、従って予熱に要する消費エネルギーも少なく
てすみ、経済的ｔＩ、又、予熱に要する時間も短かくて
すむので印刷がスピーディに出来る。

又、本実施例のサーマルヘッド構造の製造は、先行技術
に示したものよりも製造工程が簡単であり、低コス！・
なものとなる。

伺、このようなサーマルヘッド構造の動作は、第２図に
示す如く、印刷用発熱抵抗体１２（ＲＩ。

Ｒ２，Ｒ３・・・・・・Ｒｎ）の近傍にある温度センサ
ー（サーミスタ）　１６（Ｒｓ）によって常時測定され
ており、一度が所定の湿度より充分に低い場合には温度
センサーの抵抗値は大きく、トランジスタＱは飽和状態
となるので予熱用発熱抵抗体１３（Ｒａ）には電源電圧
にほぼ等しい電圧が印加され発熱が起きる。

この発熱により温度が上昇し、所定温度に達すると、温
度センサー１６の抵抗値は小さくなるのでトランジスタ
Ｑは作動状態となシ、予熱用発熱抵抗体への供給電力が
制御される。尚、この供給電力量とサーマルヘッドの放
熱量が等しい時サーマルヘッドの温度は一定となるが、
更に温度が上昇した場合には温度センサー１６の抵抗値
が小さくなるのでトランジスタＱはオフとなり、予熱用
発熱抵抗体への電力の供給を停止し、温度は降下するこ
とになる。

又、さらには、例えば第３図及び第４図に示すような回
路によれば、印刷用発熱抵抗体１２（Ｒ１゜Ｒ＝　、　
Ｆｔ　ｚ・・・Ｒｎ）と予熱用発熱抵抗体１３とに発熱
エネルギーを供給する電源が１個ですむようになる。

すなわち、サーマルヘッドの印刷用発熱抵抗体１２　（
ＲＩ　、　Ｒ２、Ｒ３、・・・Ｒｎ　）は、スイ７＋Ｓ
ｗ、の端子ａに接続された同一ライン上に一端を接続さ
れて所定間隔で配置されており、予熱用発熱抵抗体１３
（Ｒａ）ｌｌ−１：前記スイッチＳＷ１の端子す側に設
けられたスイッチＳＷ２の端子Ｃと接地間に配置構成さ
れている。

尚、第３図中、ＳＩ、　Ｓ−、Ｓ−・−８ｎは、前記印
刷用発熱抵抗体１２　（Ｒ，、Ｒ，、Ｒ，・・・ＦＬｎ
）を印刷可能な状態にするためのデータ信号、Ｅは前記
印刷用発熱抵抗体１２　（Ｒ＋　、　Ｒ２、Ｒｓ・・・
Ｒｎ）と前記予熱用発熱抵抗体１３とに発熱エネルギー
を供給するところの遡源である。

ところで、上記回路中に設けられたスイッチｓｗ、、ｓ
ｗ２は、第４図に示す如く、トランジスタ等を用いたス
イッチング回路によって構成されている。

すなわち、スイッチＳＷ１は２個のトランジスタＱ、、
Ｑ２とバッファ１８とインバータ１９を図に示す７口〈
接続して構成され、入力制御パルスＰ、（Ｐ、は前記の
データ信号８１　、　Ｓ２．８．・・・Ｓｎ　　とほぼ
同期したパルスである）がＨＩＧＨの時バッファ１８の
出力Ｐ１もＨＩＧＨとなり、トランジスタＱ１７がオン
となって端子ａに所定の電圧Ｅ１が印加されるようにな
っている。また、前記入力制御・４ルスＰ、がＬＯＮの
時インバータ１９の出力Ｐ２はＨＩＧＨとなり、トラン
ジスタＱ、がオンとなって端子すに所定の電圧Ｅ２が印
加されるようになっている。

また、スイッチ８Ｗ２はトランジスタＱ３によって構成
されており、前記スイッチＳＷｌにおける入力制御パル
スＰ０がＬＯＷでトランジスタＱ２がオンとなり、端子
すに所定の電圧Ｅ、が印加され、トランジスタＱ３のペ
ースに所定のバイアス電圧が印加された時に、トランジ
スタＱ３はオ／となって前記電圧Ｅ２が端子Ｃに加えら
れるようになっている。

ところで、前記トランジスタＱ３のペースバイアスには
７ユミツト回路２０の出力Ｐ１が印加されるようにな゛
つており、この出力Ｐ３は前述した温度セ／す（サーミ
スタＲｓ）１６によって制■されるようになっている。

尚、前記電圧Ｅ１及びＥ２は、電＃Ｅより取り出される
電圧である。

上記のように構成したサーマルヘッドを感熱転写印刷装
置に取り付け、所定の印刷を行なう場合について、説明
する。

まず、印刷装置のスイッチがオンになると、温度センサ
ー１６によりサーマルヘッドの温度が検出されるのであ
るが、スイッチオン直後のサーマルヘッドは低い温度状
況下にあるため前記温度センサー１６（Ｒｓ）の抵抗値
は犬きく、シたがって７ユミツト回路２０出力Ｐ３がト
ランジスタＱ３のペースに印加され、トランジスタＱ３
をオン状態に維持する。

そのため前記トランジスタＱ、の端子Ｃを介して予熱用
発熱抵抗体１３（Ｒａ）に所定の電圧が印加されて発熱
する。

一方、前記トランジスタＱ３がオン状態にあるというこ
とは、入力制御パルスＰ０がＬＯＷであるためトランジ
スタＱ２もオン状態に維持され、トランジスタＱｔのみ
がオフの状態にあることを意味する。

そして、前記予熱用発熱抵抗体１３は温度センサー１６
（Ｒｓ）の抵抗値が所定の値に達するまで電圧Ｅ２によ
って発熱せしめられて、サーマルヘッドを加熱すること
になる。

そのため、印刷用発熱抵抗体１２　（Ｒ，、Ｒ，、、Ｒ
３・・・Ｒｎ）ヲ含むサーマルヘッドの全体は、印刷開
始前において前記予熱用発熱抵抗体１３によって所定の
温度まで温められることになる。

尚、前記予熱用発熱抵抗体１３（Ｒａ）への通電は、温
度センサー１６（Ｒｓ）によって適宜オンオフ制御され
ることになるので、サーマルヘッドの温度は常に一定に
保温される。

そして、サーマルヘッドが予熱用発熱抵抗体１３によっ
て所定の温度に予熱されていて、所定の印刷データの信
号が入力されると、入力制御パルスＰ、がＨＩＧＨとな
るため、スイッチＳＷＩにおけるトランジスタＱ、がオ
ンとなって端子ａからサーマルヘッドに設けた所定の印
刷用発熱抵抗体１２（Ｅｌｌ。

Ｒ，、Ｒ，、・・・Ｒｎ　）に所定の電圧Ｅ１が印加さ
れる。

ところで、上記の状態下では入力制御パルスＰ０がＨＩ
ＧＨとなっているためインバータ１９の出力Ｐ２は送出
されず、したがってトランジスタＱ２及びスイッチＳＷ
２を構成するところのトランジスタＱ３はオフ状態に保
持される。

しかして、印刷用発熱抵抗体１２　（Ｒ，＋　、　Ｒ２
、Ｒ，３・・’Ｒｎ）へのオンオフを印刷データ信号Ｓ
Ｉ、　８２　、　Ｓ３・・・Ｓｎで行ない、印刷データ
に応じて所定の印刷用発熱抵抗体１２　（Ｒ１、Ｒ２、
Ｒ，３・・・Ｒｎ）を発熱させ、転写紙の熱熔融性イン
クを熔融して記録用紙上に付着せしめて所定の印刷を行
なう。

ところで、上記の説明では予熱用発熱抵抗体１３（Ｒａ
Σによるサーマルヘッドの予熱温度について説明しなか
ったが、例えば熱熔融性インクの熔融温度が６８℃の場
合においては予熱温度は約５０℃〜５５℃位が実験的に
最つとも良い事が判明している。

〔実施例２〕 第５図は、本発明に係るサーマルヘッド構造の池の実施
例（厚膜タイプ）の説明図である。

同図中、３０は金属ベース、３１はセラミックベース、
３２は印刷用発熱抵抗体、３３は予熱用発熱抵抗体、３
４は絶縁層、３５は電極、３６は温度センサーである。

本実施例のものは、厚膜タイプのものである為、その構
成は前記実施例のものと多少異なるが、その基本は同じ
であるので、詳細は省略する。

尚、印刷用発熱抵抗体３２及び予熱用発熱抵抗体３３は
、セラミックベース３１上にまず電極３５を、次いで所
定位置に絶縁層３４を、そして印刷用発熱抵抗体３２及
び予熱用発熱抵抗体３３をといつた順にすれば、同一工
程で形成できる。

〔効果〕

予熱効率がよく、つまシ短時間でかつ熱損失少なく予熱
できるものであり、印刷がスピーディに出来るようにな
り、又、印刷画質にムラのない優れたものが得られるよ
うになる。

又、製造が簡単であり、低コストなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明に係るサーマルヘッド構造の実
施例の説明図、第６図及び第７図は先行に係るサーマル
ヘッド構造の説明図である。 １０．３０・・・金属ベース、１１．３１・・・セラミ
ックベース、１２，３２・・・印刷用発熱抵抗体、１３
、’３３・・・予熱用発熱抵抗体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転写紙の熱熔融性インクを記録用紙に転写する為の印刷
   用発熱抵抗体と、この印刷用発熱抵抗体を予め所定の温
   度に温める予熱用発熱抵抗体とを同一ベース側に設けた
   ことを特徴とするサーマルヘッド構造。