JP2000313133A - 小型サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に高密度を実現でき、かつ、熱効率の良
いサーマルプリントヘツドの構造を提供する。 【解決手段】 板厚が０．０５ｍｍ以下の平面形状の基
板２０１の、印字媒体に接する面の反対側の面に、薄膜
技術により複数の発熱素子と各発熱素子に接続された複
数の配線電極を高密度に配設するとともに、この発熱素
子及び配線電極上に、この配線電極に接続する導通孔を
有する電気絶縁層を形成し、かつ、この電気絶縁層の一
方の面に前記導通孔を通じて接続された複数の外部電極
を設けたことにより、平面状基板に積層回路を構成し
て、発熱素子近傍の高密度のエリアを最小にする。 さ
らに、前記平面形状の基板の複数の発熱素子の表面に熱
伝導率の低い、厚さ０．０５ｍｍ程度の絶縁板を貼り、
かつ、この絶縁板を介して支柱２１０に取り付ける構造
とするとともに、この支柱の上部に凹部２０９を形成す
ることにより、発熱素子の近傍に断熱用の空隙２１１を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサーマルプリントヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリントヘッドを使用したプリ
ンターは機構が簡単で騒音が無く、また、記録素子であ
る発熱素子を多数有するものが簡単に製造できることか
ら、一度の記録範囲を大きくすることが可能なため、高
速印字を可能とし、業務用に広く用いられている。さら
にプリンターを小型・軽量にすることが可能なため携帯
用にもその用途が広がっている。

【０００３】近年デジタルプリンターの導入が進むにつ
れ、印字品質の向上が要求されてきている。それに伴い
サーマルプリントヘッドの発熱素子のピッチが２００〜
３００素子／インチと狭くなってきており、この結果、
文字のギザキザが消え、画像印字が精細になってきてい
る。

【０００４】図１は従来のサーマルプリントヘッドの一
例を示す断面図である。このサーマルプリントヘッドは
セラミック基板１０１の上部全面に蓄熱層のガラス１０
２をグレーズしたものを基板とし、このガラス１０２の
上に発熱素子１０３を設け、その一端は共通電極１０４
に接続されており、もう一方の端は個別電極１０５に接
続され、その先に発熱素子を駆動するドライバーＩＣ
（半導体集積回路）１０７の出力端が金線１０６にて接
続されている。ドライバーＩＣの入力端は金線１０８に
てフレキシブル基板１０９に接続される。

【０００５】サーマルプリントヘッドへ外部から印字デ
ータがフレキシブル基板１０９を通し、ドライバーＩＣ
１０７に供給され、この印字データに基づきドライバー
ＩＣ１０７は共通電極１０４から発熱素子１０３に電流
を流し発熱させるよう制御する。この発生した熱は保護
膜１１１を通して、印字媒体に伝導され印字される。ま
た、ガラス１０２に残った熱はセラミック基板１０１に
放熱され、残った熱が次の印字に影響されることが軽減
される。セラミック基板１０１にたまった熱はさらにア
ルミニューム１１０に放熱される。このようにしてサー
マルプリントヘッドによって印字媒体は熱印字される。

【０００６】円筒形のプラテン１１２は印字媒体を供給
するものであり、サーマルプリントヘッドの構造はこの
プラテンに接触しないないように部品が配置される。こ
のためドライバーＩＣ１０７を発熱素子１０３から離れ
た位置に配置する必要があり、これがガラス１０２をグ
レーズしたセラミック基板１０１の形状を大きくし、コ
ストアップの要因となっている。

【０００７】図７は従来のサーマルプリントヘッドの他
の例を示す断面図である。図７において、サーマルプリ
ントヘッドは厚さ１ｍｍのセラミック基板４０１の上部
全面に厚さ０．０５ｍｍの蓄熱層のガラス４０２をグレ
ーズしたものを基板とし、このガラス４０２の上面に配
線電極４０３及び発熱体４０４を設け、さらに、発熱体
を覆うガラスの保護膜４０５が設けられている。

【０００８】図８は図７のサーマルプリントヘッドの配
線電極と発熱体の配置を示す部分拡大平面図である。図
８において、配線電極４０３は櫛状の共通電極４０３ａ
と、共通電極の各櫛歯の間に１本ずつ配置された複数の
個別電極４０３ｂから成り、発熱体はこれらの電極上に
跨るように重ねて配置されている。発熱体４０４は、共
通電極４０３ａの各櫛歯に挟まれた部分が１ドットの単
位発熱素子に相当し、複数の単位発熱素子が直線状に連
続して配置され一体の発熱体４０４を構成している。共
通電極４０３ａには直流電圧を印加し、複数の個別電極
４０３ｂのうち、いずれかをグランドに接続すると、共
通電極４０３ａから接地された個別電極４０３ｂへのみ
電流が流れ、その部分の発熱体が発熱する。この熱を保
護膜４０５を通して印字媒体に伝導させることにより、
印字媒体は熱印字される。

【０００９】発熱体の各単位発熱素子の抵抗値のばらつ
きが印字濃度のばらつきとなり、印字品質の低下の原因
となっている。この対策として抵抗体のトリミングをお
こない各発熱体の抵抗値を揃えることにより印字濃度の
一定化を実現している。厚膜サーマルプリントヘッドに
おいては一般的に、発熱素子に高電圧パルスを印加する
と抵抗値が下がることを利用してトリミングをおこなっ
ている。

【００１０】図９は図７のサーマルプリントヘッドの構
造を示す断面図である。従来、厚膜技術により製造され
たサーマルプリントヘッドは、電極用厚膜ペーストをス
クリーン印刷した後、焼成をおこない配線電極４０３を
形成する。そして、配線電極の上に熱的に安定した抵抗
体の厚膜ペーストを印刷し、約８００℃で焼成して発熱
体４０４を形成する。通常、配線電極４０３の厚さは１
μｍ弱に対し、発熱体４０４の厚さは１０μｍ程度と厚
く、焼成時に発熱体４０４の表面に数μｍ程度の凹凸状
のばらつきが生じる。この影響によって、発熱体の上に
厚膜技術で形成した保護膜４０５の表面にも凹凸状のば
らつきが生じることとなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】サーマルプリントヘッ
ド以外のプリンターは、さらに高密度化が進んできてお
り、インクジェツトプリンターでは６００素子／インチ
を実現し、さらにレーザプリンターでは２４００素子／
インチを実現している。しかしながらサーマルプリント
ヘッドではドラィバーＩＣの出力端子ピッチが、一般的
には７５μのものが最小で、これ以下のものでは容易に
端子を接続することができない。よってこれが限界とな
り、一般的には３００素子／インチの密度のサーマルプ
リントヘッドが量産できる限界となっている。一部特殊
な用途のために、ドライバーＩＣを発熱素子の両側に配
置した６００素子／インチのサーマルプリントヘッドが
開発されている。しかしながら、このようなサーマルプ
リントヘッドは、上述したようにガラスグレーズしたセ
ラミック基板が通常の２倍以上の寸法となるため大幅に
コストが高くなるという問題があった。さらに、近年は
省エネルギー化が叫ばれ、また携帯プリンターでのバッ
テリーの長寿命化が要求されている。図１の従来のサー
マルプリントヘッドでは、発熱素子近傍のガラス１０２
に残った熱はセラミック基板１０１に熱放散されるた
め、この熱が無効エネルギーとなっている。これを改善
するため、ガラス１０２を厚くし、セラミック基板１０
１に熱が逃げるのを減らしている。さらには、基板その
ものをガラスにしたサーマルプリントヘッドが開発され
ているが、発熱素子近傍に溜まった熱が次の印字サイク
ルに影響して高品質の印字を確保できないという問題が
あった。本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、小熱容量型サーマルプリントヘッドであ
って、高密度でしかも熱効率の良いサーマルプリントヘ
ッドを安価に提供することを第一の技術的課題とする。

【００１２】また、サーマルプリント技術は、サーマル
プリントヘッドの発熱素子に発生する熱を熱伝導により
感熱性の印字媒体に伝えることにより印字させるもので
あるから、サーマルプリントヘッドと印字媒体との接触
が良好で一様なことが要求される。発熱体４０４で発生
した熱は保護膜４０５を通して印字媒体に伝えられる
が、発熱体の表面の平坦度が悪く凸凹があると凹の部分
の印字が薄く、凸の部分の印字濃度が濃くなり、特にカ
ードのような硬い印字媒体でその傾向が顕著に現れる。
このように、発熱体表面の平坦性のばらつきが印字濃度
のばらつきとなって現れるという問題があった。本発明
は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、
小型サーマルプリントヘッドであって、厚膜技術で製造
されたものにかかわらず良好な平坦度を有する発熱体を
実現し、しかも印字品質の良いサーマルプリントヘッド
を安価に提供することを第二の技術的課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記第一の技術的課題を
解決するために、本発明のサーマルプリントヘッドは、
板厚が０．０５ｍｍ以下の平面形状の基板の一方の面
に、薄膜技術により複数の発熱素子と各発熱素子に接続
された複数の配線電極を高密度に配設するとともに、こ
の発熱素子及び配線電極上に、この配線電極に接続する
導通孔を有する電気絶縁層を形成し、かつ、この電気絶
縁層の一方の面に前記導通孔を通じて接続された複数の
外部電極を設けたことにより、平面状基板に積層回路を
構成して、発熱素子近傍の高密度のエリアを最小にする
手段を講じたものである。さらに、前記平面形状の基板
の複数の発熱素子の表面に熱伝導率の低い、厚さ０．０
５ｍｍ程度の絶縁板を貼り、かつ、この絶縁板を介して
支柱に取り付ける構造とするとともに、この支柱の上部
に凹部を形成することにより、発熱素子の近傍に断熱用
の空隙を設ける手段を講じたものである。

【００１４】上記第二の技術的課題を解決するために、
本発明のサーマルプリントヘッドは、板厚が０．００５
ｍｍ以下の熱伝導の良い平面基材と板厚が０．０５ｍｍ
以下の電気絶縁性の平面基材を接合させた２層構造の平
面状基板の、電気絶縁性の平面基材の側に発熱体を配置
するとともに熱伝導の良い平面基材の側に印字媒体を配
置することにより、前記２層構造の平面基板が表面固さ
の大きい保護膜として機能し、かつ、発熱体が直接印字
媒体に接しない手段を講じたものである。さらに、エッ
ジタイプのサーマルプリントヘッドにおいては、前記２
層構造の平面状基板の電気絶縁性基材の端部に発熱体を
配置するとともに、発熱体の近傍に厚膜技術による積層
回路を構成する手段を講じたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態１】本発明の請求項１〜３に係るサ
ーマルプリントヘッドは、厚さ０．０５ｍｍ以下の薄い
電気絶縁性の平面状基板の、印字媒体に接する面の反対
側の面に発熱素子及び配線電極及び発熱素子用端子を設
けたことにより、平面状基板そのものを印字媒体から発
熱素子を保護する保護膜として作用させている。また、
平面状基板の発熱素子及び配線電極上に、導通孔を有し
かつ外部表面に外部電極を設けた電気絶縁層を形成し
て、配線電極と外部電極端子を導通孔により電気的に導
通させたことにより、平面状基板と電気絶縁層により２
層の積層回路を構成したので、発熱素子を高密度に形成
して発熱素子のエリアを小さくすると同時に外部電極端
子の端子ピッチを広くして外部回路のドライバーＩＣ
（半導体集積回路）への接続を容易にしている。また、
積層回路を構成した平面状基板を取り付けるために、熱
伝導率の低い薄板を介して支柱に取り付けるとともに、
その支柱の上部の、発熱素子に近接する部位に凹部を形
成して発熱素子の近傍に断熱用の空隙を設けたことによ
り、発熱素子の発する熱エネルギーが支柱へ逃げること
を最小限に押さえ、有効に印字媒体へ集中させている。

【００１６】

【実施例１】本発明の代表的な実施例である、発熱素子
密度が１２００素子／インチ、印字長が４インチのカラ
ービデオプリンター用サーマルプリントヘッドについ
て、図面を参照して説明する。図２はサーマルプリント
ヘッドの断面構造を示す図である。図２において、多層
ガラス基板２０１の一方の面はプラテン２１２に近接し
て配置され、他方の面は発熱素子３０２及び配線電極３
０３及び電気絶縁層３０４からなる積層回路が形成され
ておりかつ蓄熱用ガラス板２０３を介して支柱２１０に
取り付けられている。さらに、支柱にはフレキシブル基
板２０２，２０４が取り付けられており、フレキシブル
基板には印字信号を制御するドライバーＩＣ２０７，２
０８等が搭載されている。また、蓄熱用のガラス板２０
３に接する支柱２１０の上部に凹部２０９を形成して、
発熱素子の近傍に空隙２１１を設けている。

【００１７】図３は多層ガラス基板２０１の構造を示す
拡大断面図である。図３において、ガラス基板３０１は
厚みが０．０５ｍｍ以下であり、その一方の面（図では
下面）に薄膜技術により発熱素子３０２を２１．１７μ
のピッチで５１２０素子形成してある。発熱素子３０２
の各素子の両端は薄膜技術にて形成した電極３０３に接
続してあり、これら発熱素子３０２及び電極３０３の表
面（図では下面）上に絶縁層３０４を形成している。さ
らに、この絶縁層の外部表面（図では下面）に共通電極
３０６を設けるとともに、この絶縁層に導通孔３０５を
設けて電極３０３と共通電極３０６を電気的に接続して
いる。このように、多層ガラス基板２０１は２層構造と
なっており、共通電極ＶＨＤ０〜ＶＨＤ７と個別電極Ｔ
０〜Ｔ６３９を絶縁層の別々の面に配置することにより
配線面積を大きく減らした構造としている。

【００１８】図４はガラス基板２０１に設けられた２層
構造の薄膜パターンの一部分を示す図であり、図３のガ
ラス板３０１側から透過して見た薄膜パターンである。
図４において、中央部に横一列に発熱素子Ｒ０〜Ｒ６３
が配列されており、発熱素子の１６素子毎に同じパター
ンの繰り返しとなっている。各発熱素子の上部及び下部
方向には補助共通電極ＶＨＤ０’〜ＶＨＤ７’が配置さ
れ、各補助共通電極はそれぞれ導通孔３０５を通じて絶
縁層３０４の他面の各共通電極ＶＨＤ０〜ＶＨＤ７（図
中、点線で示す）に回路接続されている。さらに、ガラ
ス基板３０１の上端部と下端部には個別電極Ｔ０〜Ｔ７
が広い端子形状で配置されている。これらの各補助共通
電極ＶＨＤ０’〜ＶＨＤ７’及び各個別電極Ｔ０〜Ｔ７
が電極３０３を構成している。以下、図４及び図５中、
実線で示した発熱素子及び個別電極及び補助共通電極の
薄膜パターンを第１層目とし、絶縁層の他面に形成した
共通電極（図中、点線で示した）の薄膜パターンを第２
層目として説明すると、図４において、第１層目では、
発熱素子Ｒ０〜Ｒ７の一方の端はまとめて１つの個別電
極Ｔ０に接続され、同様に８素子毎にまとめて各個別電
極Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７に接続されてお
り、個別電極Ｔ０，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６はガラス基板３０
１の下端部に、個別電極Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ７は上端
部に広い端子を形成している。

【００１９】図５は図４の部分拡大図であり、発熱素子
Ｒ０〜Ｒ１５の下部方向の電極接続パターンを示してい
る。図５において、第１層目の発熱素子群Ｒ０〜Ｒ７の
下部方向の端はまとめて１つの個別電極Ｔ０に接続され
ており、上部方向の端は、図示していないが、順に８つ
の補助共通電極ＶＨＤ０’〜ＶＨＤ７’に接続されてお
り（図４参照）、各補助共通電極はそれぞれ微細な導通
孔３０５を通じて第２層目の８つの共通電極に電気接続
され２層配線を構成している。次の発熱素子群Ｒ８〜Ｒ
１５の下部方向の端は順に補助共通電極ＶＨＤ０’〜Ｖ
ＨＤ７’に各々接続されており、各補助共通電極はそれ
ぞれ微細な導通孔３０５を通じて第２層目の共通電極Ｖ
ＨＤ０〜ＶＨＤ７（図中、点線で示した）に接続されて
いる。発熱素子群Ｒ８〜Ｒ１５の上部方向の端は、図示
していないが、まとめて１つの個別電極Ｔ１に接続され
ている（図４参照）。

【００２０】このようにして、第１層目には、発熱素子
の１６素子毎の配列が３２０回繰り返して配置され、合
計５１２０素子の発熱素子Ｒ０〜Ｒ５１１９が形成され
ている。また、個別電極の端子は、発熱素子の１６素子
毎に８個単位で独立して配列され、Ｔ０〜Ｔ６３９の合
計６４０個が設けられている。また、第２層目の共通電
極ＶＨＤ０〜ＶＨＤ７は、発熱素子の上部方向と下部方
向にそれぞれ設けられ、発熱素子群の配列の３２０回の
繰り返しに対して各共通電極毎に並列に接続されてい
る。以上に説明したように、ガラス基板３０１の発熱素
子近傍に２層構造の回路を構成したので、ガラス基板か
ら外部回路に接続するための端子のピッチを広くするこ
とができた。本実施例の場合、発熱素子Ｒ０〜Ｒ５１１
９のピッチが約２１μと狭いにもかかわらず、個別電極
Ｔ０〜Ｔ６３９のピッチは約０．３８ｍｍと広くでき、
外部回路との接続を容易にしている。また、ガラス基板
２０１も広さが約５ｍｍ×１２０ｍｍと小さくすること
ができた。

【００２１】個別電極Ｔ０〜Ｔ６３９の６４０個の各端
子、および２対の共通電極ＶＨＤ０〜ＶＨＤ７の１４個
の各端子はフレキシブル基板２０４に半田付けにて接続
されている。フレキシブル基板２０４には発熱素子駆動
用のドライバーＩＣ２０７，２０８が搭載されており、
金線２０５，２０６にて接続されている。図６は発熱素
子Ｒ０〜Ｒ３１と共通電極ＶＨＤ０〜ＶＨＤ７およびド
ライバーＩＣ２０７，２０８との接続を示す回路図であ
る。ドライバーＩＣは外部から同期信号とともに送られ
てきた印字信号の内容に基づき各発熱素子を通電し、発
熱させることにより印字させる。図６において、ドライ
バーＩＣの１つの出力Ｄ０１に８つの発熱素子Ｒ０〜Ｒ
７が接続され、各発熱素子の共通電極側がＶＨＤ０〜Ｖ
ＨＤ７の８つに分かれているため、時分割により各発熱
素子に順次通電され印字を行う。まず、８つのグループ
の一番目の発熱素子のデータを６４０個転送し、ＶＨＤ
０にのみ通電する。これにより８つのグループの一番目
の発熱素子が通電され印字される。次に、８つのグルー
プの２番目の発熱素子に印字データを転送し、ＶＨＤ１
のみに通電する。これにより２番目の発熱素子のみ通電
して印字される。順次、８つのグループの８番目の発熱
素子まで印字データを転送し、最後にＶＨＤ７を通電さ
せて印字する。このようにして、６４０×８＝５１２０
素子の印字をおこなう。

【００２２】図２に示したように、ガラス基板２０１は
熱絶縁用のガラス板２０３に保持され、さらに、ガラス
２０３板は支柱２１０に固着されている。ここで、発熱
素子群の近傍には支柱２１０上部の凹部２０９による空
隙２１１が設けられている。また、支柱２１０はアルミ
ニューム等の量産加工しやすい金属を使用している。こ
のように、空隙２１１によって熱絶縁をおこなうことに
よりサーマルプリントヘッドの熱容量を小さくすること
ができたので、本実施例のサーマルプリントヘッドで
は、従来の図１のような構造のものと比較して約１／３
のエネルギーで同等の印字濃度を達成している。

【００２３】また、発熱素子等を高密度に配列したガラ
ス基板を小面積にて実現したことにより、狭小な電極お
よび電極間ギャップを持つパターンを短くし、その製造
過程における歩留まりを確保するとともに、取り個数が
大きくなることも相高まって製造コストを大きく下げる
ことができた。

【００２４】以上の実施例では、ガラス基板に多層回路
を構成する例を示したが、ガラス基板とフレキシブル基
板を積層して多層回路を構成することも可能である。ま
た、０．０５ｍｍ以下の薄いガラス基板はしなり易いた
め、印字媒体方向に凸状の形状にすることも可能であ
り、これにより印字媒体への当りを良くすることができ
る。

【００２５】また、本実施例ではガラス基板の中央部に
発熱素子を配置したものについて説明したが、発熱素子
および電極の配置パターンを変えることにより、ガラス
基板の端部に配置した、いわゆるリアルエッジタイプの
サーマルプリントヘッドとすることも可能である。ま
た、本実施例では第２層目の各共通電極のパターンを薄
膜技術により形成したものを示したが、本発明によれば
第２層目の電極パターンのピッチを広くとることが可能
であるので、薄膜技術以外のメッキ等の厚膜技術でも形
成することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態２】本発明の請求項４、５に係るサ
ーマルプリントヘッドは、厚さ０．００５ｍｍ以下の熱
伝導率が高くかつ硬い平面基材と厚さ０．０５ｍｍ以下
の電気絶縁性の平面基材を接合させて２層の平面状基板
とし、この平面状基板の下層の電気絶縁性の平面基材に
配線電極及び発熱体を設けるとともに、この２層の平面
状基板の上層の平面基材の側に印字媒体を位置させるこ
とにより、印字媒体は平面状基板によって発熱体と隔て
られ、２層の平面状基板そのものを印字媒体から発熱体
を保護する耐久性の高い保護膜として作用する。２層の
平面状基板は熱伝導性が高いので、発熱体の熱を有効に
印字媒体へ伝えるよう作用する。

【００２７】

【実施例２】本発明の代表的な実施例である、発熱素子
密度が３００素子／インチのカラービデオプリンター用
の厚膜サーマルプリンターヘッドについて、図面を参照
して説明する。図１０はサーマルプリトヘッドの基板と
して使用する、セラミック基板５０１とガラス基板５０
２から成る２層の平面状基板５００の断面図である。上
部の層は熱伝導性の良くかつ固い平面状基材であって、
厚さが０．００３ｍｍのセラミック基板である。下部の
層は電気絶縁性の平面状基材であって、厚さ０．０２ｍ
ｍのガラス基板である。本実施例の場合、厚さ０．２５
ｍｍのセラミック基板５０１にガラスペーストをスクリ
ーン印刷によって厚さ０．０２ｍｍに塗布し、温度８０
０℃にて焼結してガラス基板５０２を形成した。この
後、セラミック基板５０１を厚さ０．００３ｍｍまで研
磨して２層の平面状基板５００としたものである。

【００２８】図１１は、図１０の２層の平面状基板を使
用した厚膜サーマルプリントヘッドの断面図である。図
１１において、厚さ０．００３ｍｍのセラミック基板５
０１と厚さ０．０２ｍｍのガラス基板５０２が接合され
た２層の平面状基板５００の、ガラス基板５０２の下側
表面に厚膜技術によって配線電極４０３を形成し、更に
その表面に発熱体４０４を設けた。配線電極４０３の端
子ピッチは０．０８５ｍｍであり、発熱素子の密度３０
０素子／インチに対応している。

【００２９】この発熱体４０４は、厚膜技術を用いてス
クリーン印刷され膜厚はおよそ０．０１ｍｍとなってい
るが、表面の平坦度が悪く数μｍの凸凹が生ずる。しか
しながら本発明では、印刷媒体と接するのは表面平坦度
の悪い発熱体４０４の側ではなく、２層の平面状基板の
上部のセラミック基板５０１の側であるため、印字媒体
とプリントヘッドとの接触がよく、常に良好な印字品質
を得ることができる。このように、２層の平面状基板５
００は発熱体４０４の熱を有効に印字媒体へ伝導するだ
けでなく、印字媒体から発熱体４０４を保護する保護膜
として極めて有効に機能させている。さらに、発熱体４
０４の周囲は、樹脂６０１にてオーバーコートして湿気
等の影響を排除している。

【００３０】この実施例では、配線電極及び発熱体を厚
膜にて形成する例を示したが、同様に薄膜技術にて配線
電極及び発熱体を形成することも可能であり、さらに高
密度のサーマルプリントヘッドの実現が可能である。

【００３１】上記実施例では平面状基板に配線電極及び
発熱体の一層回路を形成する例を示したが、多層回路を
形成することによりエッジタイプのサーマルプリントヘ
ッドを実現することが可能である。従来、エッジタイプ
のサーマルプリントヘッドでは、配線電極及び発熱体を
平面状基板の端部に配置することになり、共通電極の面
積を充分確保できないため導体抵抗による電圧低下が生
じ、印字濃度が落ちるとともに、印字する発熱素子の数
により電圧低下が変化することによって印字濃度にばら
つきが生じる原因となっていた。

【００３２】図１２は本発明のエッジタイプのサーマル
プリントヘッドの断面図である。図１２において、厚さ
０．００３ｍｍのセラミック基板５０１と厚さ０．０２
ｍｍのガラス基板５０２を接合した２層の平面状基板に
厚膜技術によって配線電極４０３を形成し、平面状基板
の右端部に発熱体４０４を形成した。そして、発熱体近
傍に電気絶縁材料として厚さ０．０５ｍｍのガラス基板
６０２を厚膜技術によって設け、さらに、ガラス基板６
０２の下側表面にも配線電極４０３を設けて多層回路を
形成したことにより、配線電極４０３の総面積を充分確
保する事ができ、導体抵抗を減らすことができた。その
結果、印字品質を損なわないエッジタイプのサーマルプ
リントヘッドを実現することができた。

【００３３】多層回路を採用することにより発熱体の位
置を平面状基板のエッジより０．２ｍｍの位置に配置す
ることができ、溶融型の感熱転写においてその転写紙と
して平滑度の悪い普通紙でも十分インクを転写すること
ができるようになった。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３５】実施例１のサーマルプリントヘッドは、発
熱素子近傍にて積層回路を組むことにより、高密度のパ
ターンエリアを最小面積にすることができるので、定尺
の基板からの取り個数を増やすことができ、パターン作
成の歩留まり低下を防ぐことができるため、発熱素子が
高密度多素子であるにもかかわらず、製造コストを大き
く下げることができる。

【００３６】また、発熱素子のすぐ近くに空隙を設けて
断熱効果を上げたことにより、小電力で、熱容量の小さ
な、温度上昇および下降の速い、高速印字に適したサー
マルプリンタヘッドを実現できる。

【００３７】実施例２のサーマルプリントヘッドは、セ
ラミック基板とガラス基板を接合してなる平面状基板が
保護膜として機能するので、耐磨耗性の極めて高い。

【００３８】また、印刷媒体と接するのは表面平坦度の
悪い発熱体の側ではなく、２層の平面状基板の上部のセ
ラミック基板の側であるため、印字媒体とプリントヘッ
ドとの接触がよく、常に良好な印字品質を得ることがで
きる。

【００３９】また、配線電極および発熱体を積層回路で
実現したことにより、発熱体を平面状基板のエッジ部に
配置することが可能となったため、エッジタイプのサー
マルプリントヘッドであっても印字品質を損なわない。

【００４０】さらに、平面状基材の印字媒体に接する面
と反対側の面に配線電極及び発熱体等を形成するため、
印字媒体を考慮することなく自由に配置することがで
き、また積層回路を組むことができるため小型化が可能
である。

【００４１】以上述べたように、高密度のサーマルプリ
ントヘッドを低価格にて製造することができ、このサー
マルプリントヘッドを使用して高印字品位かつ安価なプ
リンターを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の一般的なサーマルプリントヘッドの構造
を示す図である。

【図２】本発明の実施例１のサーマルプリントヘッドの
断面構造を示す図である。

【図３】本発明の実施例１のサーマルプリントヘッドの
多層ガラス基板の断面構造を示す拡大図である。

【図４】本発明の実施例１のサーマルプリントヘッドの
ガラス基板の２層構造の薄膜パターンを示す図である。

【図５】図４の部分拡大図である。

【図６】本発明の実施例１のサーマルプリントヘッドの
電気接続を示す回路図である。

【図７】従来の一般的なサーマルプリントヘッドの構造
を示す図である。

【図８】図７の配線電極と発熱体の配置を示す部分拡大
平面図である。

【図９】図７のサーマルプリントヘッドの構造を示す断
面図である。

【図１０】本発明の実施例２の２層の平面状基板の構造
を示す断面図である。

【図１１】本発明の実施例２のサーマルプリントヘッド
の構造を示す断面図である。

【図１２】エッジタイプの厚膜サーマルプリントヘッド
の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

２０１…多層ガラス基板 ２０２，２０４…フレキシブル基板 ２０３…ガラス板 ２０５，２０６…金線 ２０７，２０８…ドライバーＩＣ ２０９…凹部 ２１０…支柱 ２１１…空隙 ２１２…プラテン ３０１…ガラス基板 ３０２…発熱素子Ｒ０〜Ｒ５１１９ ３０３…個別電極Ｔ０〜Ｔ７及び補助共通電極ＶＨＤ
０’〜ＶＨＤ７’からなる配線電極 ３０４…絶縁層 ３０５…導通孔 ３０６…共通電極ＶＨＤ０〜ＶＨＤ７ ４０１…セラミック基板 ４０２…ガラス基板 ４０３…配線電極 ４０３ａ…共通電極 ４０３ｂ…個別電極 ４０４…発熱体 ４０５…保護膜 ５００…２層構造の平面状基板 ５０１…熱伝導率の高い平面基材（セラミック基板） ５０２…電気絶縁性の平面基材（ガラス基板） ６０１…樹脂 ６０２…ガラス基板

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年４月４日（２０００．４．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図７】

【図４】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図５】

【図１１】

【図１２】

【図６】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板厚が０．０５ｍｍ以下の電気絶縁性の
   平面状基板（３０１）の印字媒体に接する面の反対側の
   面に複数の発熱素子（３０２）と該発熱素子に接続され
   る複数の配線電極（３０３）を設けるとともに、前記発
   熱素子及び配線電極上に該配線電極に接続する導通孔
   （３０５）を有する電気絶縁層（３０４）を形成し、か
   つ該電気絶縁層の外部表面に前記導通孔を通じて接続さ
   れた複数の外部電極（３０６）を設けたことにより、前
   記平面状基板上に積層回路を構成したことを特徴とする
   サーマルプリントヘッド。
2. 【請求項２】 平面状基板（３０１）は印字媒体に対し
   て発熱素子（３０２）を保護する保護膜として機能する
   ことを特徴とする、請求項１記載のサーマルプリントヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 平面状基板（３０１）を、熱伝導率の低
   い薄板（２０３）を介して支柱（２１０）に取り付ける
   とともに、該支柱上部の、発熱素子（３０２）に近接す
   る部位に凹部（２０９）を形成することにより、該発熱
   素子の近傍に断熱用の空隙（２１１）を設けたことを特
   徴とする請求項１又は２記載のサーマルプリントヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 薄板の平面状基板（５００）の印字媒体
   に接する面の反対側の面に発熱体（４０４）と配線電極
   （４０３）を設けてなるサーマルプリントヘッドにおい
   て、平面状基板（５００）を、板厚が０．００５ｍｍ以
   下の熱伝導率の高い平面基材（５０１）と板厚が０．０
   ５ｍｍ以下の電気絶縁性の平面基材（５０２）とを接合
   させた２層構造にするとともに、平面基材（５０２）の
   表面に発熱体（４０４）と配線電極（４０３）を形成し
   たことを特徴とするサーマルプリントヘッド。
5. 【請求項５】 前記２層構造の平面状基板（５００）の
   電気絶縁性の平面基材（５０２）の端部に発熱体（４０
   ４）を配置するとともに、発熱体（４０４）の近傍に厚
   膜技術による積層回路を形成したことを特徴とする請求
   項４記載のサーマルプリントヘッド。