JP2001162849A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の抵抗分による濃度斑が発生しないサー
マルヘッドを提供する。 【解決手段】 リード電極と発熱体のうちの少なくとも
一方の抵抗値を、共通電極配線の外部接続端子に近いと
ころ程大きな値になるように変化させるとともに、ドラ
イバＩＣの複数のグランド接続端子のうち、前記共通電
極配線の外部接続端子に近いところに対応する部分の接
続を行なわないことによって、発熱体での発熱量を均一
にし，印字時の濃度斑をなくすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばファクシミ
リやプリンタなど印字装置で使用するサーマルヘッドに
関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルヘッドの回路は、発熱体抵抗と
それを個別にオン・オフ制御するドライバＩＣとによっ
て構成されており、これら複数の発熱体抵抗とドライバ
ＩＣとは個別リード電極で接続され、さらに各発熱体に
は、共通電極配線が接続される。なお、実際には各発熱
体の個別リード電極および共通電極配線には抵抗分があ
り、同様にドライバＩＣ内部に配線されているグランド
電極配線にも抵抗分がある。

【０００３】サーマルヘッドは、電圧供給端子から共通
電極配線に電源からの電圧を供給し、ドライバＩＣを選
択的に駆動してオンにすると、発熱体が選択的に駆動さ
れて発熱することになる。このように発熱体を選択的に
発熱させて、この熱によりインクリボンを用紙に転写さ
せるか、或いは感熱用紙を直接発色させて印字を行な
う。

【０００４】印字濃度は発熱体の温度によって変るた
め、濃度斑をなくすためには、各発熱体の温度が均一に
なるように制御されなければならない。そのため発熱体
と個別リード電極は、その抵抗値ができるだけ均一にな
るように作られており、また、共通電極配線の抵抗はで
きる限り小さくなるように設計され、ドライバＩＣのグ
ランド電極は、外部接続端子をできるだけ多く配するよ
うにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、サーマルヘ
ッドの最近の傾向としては、小型化および低価格化に拍
車がかかり、非常にサイズが小さくなってきている。従
って、共通電極配線の領域が広くとれず、結果としてか
なり大きな配線抵抗分が存在してしまう。そのため、こ
の部分での電圧降下が起こり、結果として濃度斑が発生
する。これを防ぐ方法としては、共通電極配線部分に厚
膜導体等を敷設することにより、配線抵抗を下げること
が行われるが、コスト上昇の原因となる。また、サーマ
ルヘッドは近年携帯機器にも搭載され、電池でも駆動さ
れるようになっている。このようなサーマルヘッドは、
低い電圧で駆動されるため、十分な電力を得るために発
熱抵抗が小さくなければならず、既述した電極の抵抗分
による濃度斑が発生しやすくなる。本発明は、このよう
な点を鑑み考案されたものであり、複雑な構成や構造を
とることなく、濃度斑のないサーマルヘッドを提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ため，本発明においては，個別リード電極と発熱体のう
ちの少なくとも一方の抵抗値を、共通電極配線の電圧供
給端子に近いところ程大きな値になるように変化させる
とともに、ドライバＩＣの複数のグランド接続端子のう
ち、前記共通電極配線と接続する電圧供給端子に近いと
ころに対応する部分の接続を行なわないことによって、
発熱体での発熱量を均一にし，印字時の濃度斑をなくす
ようにした。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳述する。図１は、本発明のサーマルヘッドの平面図
である。図１に示すように、サーマルヘッドは、発熱体
２や個別リード電極３および共通電極配線４の層が形成
されたヘッドチップと、配線基板５を有する。ヘッドチ
ップは、セラミック基板１上に、各種層が形成されて構
成される。まず、セラミック基板１上には、断熱層の機
能を有するガラス系材質からなるグレーズ層が形成され
ている。グレーズ層の上には、その長手方向に亘って所
定間隔で連続的に発熱体２が形成されている。また、各
発熱体２の図中左右両側の端部に接触するように、アル
ミニウムなどの金属からなる個別リード電極３または共
通電極配線４が形成されている。さらに、発熱体２の上
部には、保護膜が形成される。

【０００８】このようなサーマルヘッドにおける各発熱
体２と個別リード電極３または共通電極配線４との接続
構造は、２種類に分類される。一方は、セラミック基板
の各発熱体が配列される端部側に共通電極配線を有する
共通電極タイプである。このタイプでは、各印字ドット
に対応する各発熱体からの個別リード電極はセラミック
基板の他端部まで延びており、また、共通電極の両端部
からの引き出し配線もセラミック基板の他端部まで延設
されている。他方は、いわゆる、Ｕターン電極タイプで
ある。すなわち、各印字ドットに対応する一対の２つの
発熱体を有し、これら発熱体の一端部同士がＵ字状の配
線で接続されると共に、一方の発熱体がセラミック基板
の端部まで延びる個別リード電極に接続され、且つ他方
の発熱体がセラミック基板の端部に設けられた共通電極
配線に接続されている。そして、何れの場合も、共通電
極配線に電圧供給端子を介し接続し、各個別リード電極
にＩＣチップを介して選択的に電圧を印加する。

【０００９】ここでは、Ｕターン電極タイプを例に説明
する。各発熱体２は、図１に示すように一対の２つの発
熱体からなり、各発熱体２のそれぞれの両端部には、ア
ルミニウムの薄膜層等からなる電極が接続されている。
ひとつの発熱体は個別リード電極３が右端部に接続され
ている。また、もうひとつの発熱体は右端部が共通電極
配線４に接続され、セラミック基板１の発熱体２とは反
対側の端部に設けられた電圧供給端子に接続されてい
る。さらに、一対の発熱体２のそれぞれの左端部は、電
極によりＵ字状の配線で連結されている。

【００１０】一方、配線基板５はガラエポ基板などの回
路基板であり、この基板上に、ドライバＩＣ６とグラン
ド接続端子７と電圧供給端子８が設けられている。ドラ
イバＩＣ６は、上述した各発熱体２を選択的に発熱させ
るための駆動信号を出力するドライバであり、駆動でき
る発熱体の数による所定の物理ブロック毎に設けられて
いる。ドライバＩＣ６には、個別リード電極３と接続す
る部分やグランド接続端子７と、実際にはその他に制御
信号供給の端子が存在する。また、電圧供給端子８は、
発熱体２に電圧を印加するためのものである。これらド
ライバＩＣ６のそれぞれの端子は、上述した個別リード
電極３やグランド接続端子７とそれぞれボンディングワ
イヤにより接続される。また、共通電極配線４は、ドラ
イバＩＣ６を介さず直接電圧供給端子８に接続される。
なお、ドライバＩＣ６及びボンディングワイヤは、封止
樹脂によりモールドされる。

【００１１】上述のような構成であると、ドライバが同
時にオンされた場合、共通電極配線４に流れる電流が大
になり，この部分の抵抗による電圧降下が大きくなる。
このとき共通電極配線４と電圧供給端子８の接続部分か
ら遠いところほど電圧降下が大きくなり、結果として電
力ロスとなり、発熱体２での消費電力の差が生じること
になり、濃度斑が発生する。図２に、６４の発熱体を駆
動できるドライバＩＣ６における、１物理ブロックの中
の電力ロスの差を示す。

【００１２】発熱体２の抵抗値と個別リード電極３の抵
抗値が全く均一であるにもかかわらず、両端に比べて中
央の電力ロスが大きいのは、共通電極配線４の電圧降下
によるものであるが、ドライバＩＣ６の内部で配線され
ているグランド電極配線の電圧降下による分も加算され
ている。これを改善するために、本発明では、共通電極
配線４と電圧供給端子８の接続部分から遠いところほ
ど、発熱体２の抵抗値又は個別リード電極３の抵抗値の
少なくとも一方の抵抗値を小さな値にし、逆に近いとこ
ろでは大きくなるように変化させた。変化させる量は、
計算で正確に求めることが望ましいが、必ずしも計算上
全く均一である必要はなく、相対的に発熱体の消費電力
のばらつきが改善されれば実用上は問題ない。

【００１３】ところで、発熱体２の抵抗値又は個別リー
ド電極３の抵抗値を変化させる場合、発熱体２の形状を
変えるか、個別リード電極３の長さまたは幅を変化させ
る必要があるが、発熱体２の抵抗値が小さくなるほど、
変化量を多くしなければならない。このとき変化量が非
常に大きい場合には、実質的に変化させることが困難な
場合がある。そこで、本発明では、加えてドライバＩＣ
６の複数のグランド接続端子７のうち、前記共通電極配
線４の電圧供給端子８に近いところに対応する部分の接
続を行なわないようにした。図１のように、ドライバＩ
Ｃ６のグランド接続端子７は、ドライバＩＣ６内での電
圧降下が発生しないように、複数の接続端子があり、そ
れは数が多いことが望ましく、しかも全て外部接続端子
と接続するのが普通である。しかし、本発明において
は、前述のように、加えて共通電極配線４の電圧供給端
子８に近いところに対応する部分の接続を行なわないよ
うにする操作を行ない、実質的に共通電極配線４の電圧
供給端子８に近いところの抵抗が大きくなるようにし
て、各発熱体の発熱量が均一になるようにした。

【００１４】図３に、発熱体２の抵抗が１００Ωの場合
で、ドライバＩＣ６ごとの１物理ブロックあたりが６４
ドットで、グランド接続端子７を８個有するドライバＩ
Ｃ６の場合の、この操作によって電力ロスを改善した例
を示す。まず本例では、個別リード電極３の抵抗値を、
共通電極配線４の電圧供給端子８に近いところ程大きな
値になるように変化させている。さらに、８本存在する
グランド接続端子７をすべて接続したときと、両端２本
を接続せず、内側６本のみ接続したものを比較して示し
てある。８本全て接続した場合の物理ブロック内の最大
値と最小値の差は約５．１％存在するが、両端２本を接
続しない場合は、最大値と最小値の差は約３．４％に改
善する。

【００１５】図３の例では、発熱体２の抵抗値又は個別
リード電極３の抵抗値を変化させるにあたっては、単純
に共通電極配線４の電圧供給端子８に近いところ程大き
な値になるように変化させているが、電力ロスの大きい
ところはさらに抵抗値を小さくし、電力ロスの小さいと
ころはさらに抵抗値を大きくすれば、改善効果が増大す
ることは言うまでもない。

【００１６】上述した実施形態では、いわゆるＵターン
電極タイプの接続について述べたが、各発熱体が配列さ
れる端部側に共通電極配線を有するタイプの接続にも応
用できる。すなわち、発熱体側に設けられた共通電極配
線の外部端子への接続を共通電極配線の両端部以外にも
複数設けることにより、本発明が適用できる。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように，本発明によれば、複
数の発熱体が同時に駆動されたときに共通電極配線の電
圧供給端子の近傍と、そこから離れた箇所における発熱
体の発熱差をなくすことができるので、印字をした時の
濃度斑をなくすことができる。特に、サーマルヘッド
で、例えば画像を出力するような、発熱体抵抗を多数同
時にオンした場合や、電池駆動する携帯機器で使用され
る発熱体の抵抗値が小さいものに対しても、濃度斑のな
い印字品質の良好なものを提供することができる。しか
も、共通電極配線の接続本数を減らすことは、工数の減
少にも貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるサーマルヘッドの平面図である。

【図２】従来のサーマルヘッドの電力ロスの例である。

【図３】本発明によるサーマルヘッドの電力ロスの改善
例である。

【符号の説明】

１ セラミック基板 ２ 発熱体 ３ 個別リード電極 ４ 共通電極配線 ５ 配線基板 ６ ドライバＩＣ ７ グランド接続端子 ８ 電圧供給端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発熱体と各発熱体に通電駆動する
   ドライバＩＣと、これらを接続する個別リード電極と、
   各発熱体に共通に接続する共通電極配線と、該共通電極
   配線に電源からの電圧を供給するために設けられた電圧
   供給端子から成るサーマルヘッドにおいて、発熱体の抵
   抗値又は個別リード電極の抵抗値の少なくとも一方を、
   該共通電極配線と接続する該電圧供給端子に近いところ
   程大きな値になるように変化させることを特徴とするサ
   ーマルヘッド。
2. 【請求項２】 前記ドライバＩＣの複数のグランド接続
   端子のうち、前記共通電極配線と接続する電圧供給端子
   に近いところに対応する１または２以上の端子と接続を
   行なわないことを特徴とする請求項１のサーマルヘッ
   ド。