JP2002240337A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラテンローラがグレーズ層の形状に追従し
ないサーマルヘッドを提供する。 【解決手段】 ヘッド基板３上に設けられた第１のグレ
ーズ層２０ａに平行に配置される第２のグレーズ層２０
ｂと、第１のグレーズ層上に設けられた発熱体２と、第
２のグレーズ層上に一部が重なるように設けられた共通
電極２１の一部を露出させるように覆い設けられた絶縁
性保護膜２３と、発熱体と共通電極の一部を露出させて
覆い設けられた導電性保護膜２４とを備えたサーマルヘ
ッドにおいて、絶縁性保護膜２３の、共通電極２１側で
の端辺２３ｄを、第１のグレーズ層と第２のグレーズ層
の間２５に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する 技術分野】本発明は、サーマルヘッド
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示すように、従来のサーマルヘッ
ドは、セラミックなどの支持板１の上に、発熱体２を印
刷形成したヘッド基板３と、プリント配線板４を粘着材
５等によって固定し、該プリント配線板４上には発熱体
２を駆動する集積回路からなる駆動素子６を搭載してい
る。そして、前記駆動素子６上にはその保護を目的とし
て樹脂７が塗布されている。また、前記プリント配線板
４には、外部との電気的な接続を目的として、コネクタ
ー８が配置されている。更に、前記発熱体２上には、ゴ
ム製のプラテンローラー９が配置され、感熱紙等の記録
媒体１０が押圧接触している。以下、図８乃至図１１に
基づいて具体的に説明する。

【０００３】図８のサーマルヘッドと感熱紙等の記録媒
体との接触付近の拡大断面図及び図９、図１０、図１１
の発熱体付近の拡大平面図に示すように、アルミナAl₂O
₃ 等の材料で構成されたヘッド基板３上に、ガラス等か
らなる略断面半円状の第１のグレーズ層１１ａと、該第
１のグレーズ層１１ａに略平行に配置される第２のグレ
ーズ層１１ｂ、第３のグレーズ層１１ｃがそれぞれ形成
されている。

【０００４】また、金、銀等の導電性材料からなる共通
電極１２が前記第２のグレーズ層１１ｂに沿って形成さ
れ、前記第１のグレーズ層１１ａと交わるように共通リ
ード電極１２ａ、及び金等からなる個別リード電極１３
が形成され、更に、前記第１のグレーズ層１１ａ上に、
該第１のグレーズ層１１ａに沿うように酸化ルテニウム
等からなる発熱体２が形成されている。また、前記発熱
体２の上にはガラス材料等からなる絶縁性保護膜１４を
前記共通リード電極１２ａの一部を残して略全面にわた
り形成され、該絶縁性保護膜１４上には、記録媒体１０
との摩擦帯電によるサーマルヘッドの静電気破壊の防止
や、記録媒体７との摩擦による劣化を防止するといった
耐磨耗性の向上、感熱紙等の記録媒体に含まれるNa⁺ イ
オン、K⁺イオン、Cl^- イオン等による化学破壊の防止等
を目的として、導電性保護膜１５が前記共通電極１２と
部分的に接し、前記発熱体２を略全面にわたって覆うよ
うに形成されている。

【０００５】ここで、図８の断面図に示すように、前記
発熱体２による発熱は、前記絶縁性保護膜１４、前記導
電性保護膜１５を通して、プラテンローラ９による押力
でサーマルヘッドに押し当てられた感熱紙等の記録媒体
１０に、熱伝導により加えられる。しかしながら、近年
のダウンサイジング化の動向により、サーマルヘッドの
小型化が求められており、その結果、特に前記発熱体２
に直交する方向（以下、短手方向という）の寸法が小さ
くなってきている。

【０００６】また、前記ヘッド基板３の製造は、通常、
複数個の前記ヘッド基板が割り付けられたシート形態
で、前記共通電極１２、共通リード電極１２ａ、個別リ
ード電極１３、発熱体２、絶縁性保護膜１４、導電性保
護膜１５等が形成された後に各小片に分割される。この
時、前記第３のグレーズ層１１ｃは前記ヘッド基板３の
端部にわたって平坦部を確保するためにシート形態にお
いては隣接の小片に跨がるように連続して前記第２のグ
レーズ層１１ｂが形成されている。

【０００７】ここで、前記ヘッド基板３の短手方向に対
する寸法の縮小化に伴い、前記第２のグレーズ層１１ｂ
は、前記第１のグレーズ層１１ａの近傍に略平行に形成
されることになる。その結果、プラテンローラ９による
感熱紙等の記録媒体１０への押力は前記発熱体付近だけ
でなく、前記発熱体２が形成された前記第１のグレーズ
層１１ａの近傍に形成された前記第２のグレーズ層１１
ｂ上にも押し当てられることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以下、図８、図１２、
図１３に示す従来のサーマルヘッドの部分拡大断面図及
び図９乃至図１１図に示す部分拡大平面図を参照しなが
ら本発明が解決しようとする課題を説明する。アルミナ
Al₂O₃ 等の電気絶縁性の前記ヘッド基板３上に、前記第
１のグレーズ層１１ａと、前記第１のグレーズ層１１ａ
に略平行に配置される前記第２のグレーズ層１１ｂ、前
記第３のグレーズ層（図示せず、図８の１１ｃ）、前記
共通電極１２、共通リード電極１２ａ、及び前記個別リ
ード電極１３、前記発熱体２を備え、さらにガラス材料
等からなる一層構造の絶縁性保護膜１４又は下層の絶縁
性保護膜１４ａ、上層の絶縁性保護膜１４ｂが２層構造
として略全面にわたり形成されている。

【０００９】前記したように記録媒体との摩擦帯電によ
るサーマルヘッドの静電気破壊の防止や、記録媒体との
摩擦による劣化を防止するといった耐磨耗性の向上、感
熱紙等の記録媒体に含まれるNa⁺ イオン、K⁺イオン、Cl
^- イオン等による化学破壊の防止等を目的として、導電
性保護膜１５が形成されている。

【００１０】また、前記導電性保護膜１５を前記共通電
極１２と接続するため、前記共通電極１２の一部を露出
するように前記絶縁性保護膜１４の一端が前記共通電極
１２の斜面上に位置するように形成されている。ここ
で、厚膜印刷技術により上記各層を形成する場合、各層
の端辺は、スクリーン印刷時にスクリーン開口部の外周
辺に沿って突起１６が生じる。さらに、前記絶縁性保護
膜を、ピンホール等の発生による絶縁性の低下の影響を
抑えるために２層構造とする場合、下層の絶縁性保護膜
１４ａと上層の絶縁性保護膜１４ｂの端辺が同領域に形
成されることとなり、各層の端辺に生じる突起が重なっ
てしまい、その突起の高さが下層の絶縁性保護膜のみの
突起に比べ、増加してしまう。

【００１１】また、図１３のように一層の絶縁性保護膜
１４とする場合は、前記ピンホール等の発生を抑えるた
めに層を厚く印刷形成することが必要となり、層が厚く
なるために、この場合も前記絶縁性保護膜の多層構造と
同様に絶縁性保護膜１４の共通電極１２側の端辺に突起
１６が生じる。このような前記突起１６が、図８のよう
にプラテンローラ９の押圧下に存在した場合、突起１６
が感熱紙等の記録媒体１０の走行に伴い記録媒体の表面
を引っかくことになり、印字面にキズが生じ印字品位を
損なってしまう。また、熱転写リボンなどを用いる熱転
写記録方式においては、前記突起１６の影響として、熱
転写リボンのキズ・破れ・シワの発生等により、正常な
印字が出来ない。

【００１２】この対策として前記突起を研磨することに
より該突起を削除し表面を平坦化することで、前述した
印字品位の確保不可、及び印字キズ発生等の、該突起に
よる影響を排除している。しかしながら、サーマルヘッ
ドの製造過程において、研磨作業を追加することによ
り、新たな工数の追加、及びコスト増加等のデメリット
が生じてしまう。また、前記突起のみを特定し研磨する
ことは非常に困難であり、近傍に配置された前記発熱体
上部の保護膜を同時に研磨してしまう。この場合、前記
保護膜が部分的に薄くなり、サーマルヘッドの印字濃度
が部分的に不均一になる。また、研磨による厚み方向の
調整も困難であり、過度の研磨の場合には、下層の前記
共通電極、共通リード電極等を破損してしまう恐れがあ
り、サーマルヘッドの不良品発生の原因になる。本発明
は、プラテンローラ押圧下での突起の発生を抑え、記録
媒体などへの印字キズを回避するだけでなく、印字品位
を高めることのできるサーマルヘッドを提案する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】絶縁基板と、前記絶縁基
板上に設けられた第１のグレーズ層、該第１のグレーズ
層に平行に配置された第２のグレーズ層と、前記第１の
グレーズ層上に設けられた発熱体と、前記第２のグレー
ズ層上に少なくとも一部が重なるように設けられた共通
電極と、前記共通電極の一部を露出させるように覆い設
けられた絶縁性保護膜と、少なくとも前記発熱体と前記
共通電極の一部を露出させて覆い設けられた導電性保護
膜とを備えサーマルヘッドにおいて、前記絶縁性保護膜
の、前記共通電極側での端辺を、前記第１のグレーズ層
と前記第２のグレーズ層間に配置する。絶縁性保護膜形
成時に発生する突起が抑制される。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、第１の実施の形態を示
し、その共通電極と絶縁性保護膜近傍の断面構造を示し
ている。図１に示すように、アルミナAl₂O₃ 等の電気絶
縁性のヘッド基板３上に、ガラス等からなる略断面半円
状の第１のグレーズ層２０ａと、該第１のグレーズ層２
０ａに略平行に配置される第２のグレーズ層２０ｂ、第
３のグレーズ層（図示せず）が形成されている。さら
に、金、銀等の導電性材料からなる共通電極２１、共通
リード電極２１ａ及び金等からなる個別リード電極２２
が形成され、さらに、酸化ルテニウムRuO₂等からなる発
熱体２が前記第１のグレーズ層２０ａ上に形成されてい
る。さらにこれらの上には、ガラス材料等からなる上層
の絶縁性保護膜２３ｂと下層の絶縁性保護膜２３ａが２
層構造として略全面にわたり形成されている。さらに前
記絶縁性保護膜上に記録媒体との摩擦帯電による静電気
の影響を防止するという目的や、該記録媒体との摩擦に
よる劣化を防止するといった耐磨耗性の向上、感熱紙等
の該記録媒体に含まれるNa⁺ イオン、K⁺イオン、Cl^- イ
オン等による化学破壊の防止等を目的として、導電性保
護膜２４が前記共通電極２１と部分的且つ電気的に接続
するように形成されている。

【００１５】ここで、前記発熱体２が形成された前記第
１のグレーズ層２０ａと、該第１のグレーズ層２０ａに
略平行に形成された前記第２のグレーズ層２０ｂを近接
して配置することにより、第１のグレーズ層２０ａと第
２のグレーズ層２０ｂの間隙部２５の部分は、プラテン
ローラがグレーズ層個々の形状に追従せず、プラテンロ
ーラの押圧の影響を受けないことが分かった。

【００１６】そこで本発明は、この前記間隙部２５に着
目し、前記二層の絶縁性保護膜２３ａ、２３ｂの共通電
極２１側の端辺２３ｃを該間隙部２５の内側に位置する
ように形成する。すると、前記突起が記録媒体と接触し
ない前記間隙部内に形成されることになり、感熱紙等の
記録媒体に対し印字キズの影響を排除して印字品位の向
上が望め、さらに熱転写方式においては、熱転写リボン
の傷・破れ・シワ等の発生を防ぐことができる。

【００１７】次に、第２の実施の形態を図２に基づいて
説明する。図２に示すように、絶縁性保護膜を一層構造
の絶縁性保護膜２３とした場合も、第１の実施の形態と
同様に、プラテンローラーの押圧によっても、感熱紙等
の記録媒体がサーマルヘッドに接触しない間隙部２５が
第１のグレーズ層２０ａと第２のグレーズ層２０ｂとの
間に存在する。この場合も、前記絶縁性保護膜２３の共
通電極側の端辺２３ｃを、前記間隙部２５内に形成する
ことにより、感熱紙等の記録媒体に対し印字キズの影響
を排除して印字品位の向上が望め、さらに熱転写リボン
等に対し破れや傷、シワ等の発生を防ぐことができる。

【００１８】次に、第３の実施の形態を図３に基づいて
説明する。図３に示すように、二層の絶縁性保護膜２７
ａ、２７ｂを形成する際に、上層の絶縁性保護膜２７ｂ
の端辺２７ｃと下層の絶縁性保護膜２７ａの端辺２７ｄ
を同一の位置ではなく、前記発熱体２と直交する方向に
ずらせるように形成する。好適には、前記上層の絶縁性
保護膜２７ｂの端辺２７ｃを前記第１のグレーズ層２０
ａと前記第２のグレーズ層２０ｂの前記間隙部２５内に
形成する。さらにその上に、導電性保護膜２４が形成さ
れている。

【００１９】このように前記導電性を有する保護膜と前
記共通電極との接触領域が確保されることにより、記録
媒体との摩擦帯電による静電気の影響を防止するという
目的や、記録媒体との摩擦による劣化を防止するといっ
た耐磨耗性の向上、感熱紙等の記録媒体に含まれるNa⁺
イオン、K⁺イオン、Cl^- イオン等による化学破壊の防止
等の目的は維持されることとなる。さらに、記録媒体等
に対し印字キズの影響を排除して印字品位の向上が望
め、さらに熱転写方式では、熱転写リボンに対し、傷・
破れ・シワ等の発生を防ぐことができる。

【００２０】次に、第４の実施の形態を図４に基づいて
説明する。図４に示すように、二層の絶縁性保護膜２７
ａ、２７ｂの下層の絶縁性保護膜２７ａの端辺２７ｅ
を、第１のグレーズ層２０ａと第２のグレーズ層２０ｂ
の間隙部２５内に形成し、その上に導電性保護膜２４が
形成されている。この場合も、第３の実施の形態と同様
の効果を奏するサーマルヘッドを提供することができ
る。

【００２１】次に、第５の実施の形態を図５に基づいて
説明する。図５に示すように、二層の絶縁性保護膜２７
ａ、２７ｂの下層の絶縁性保護膜２７ａを覆うように、
上層の絶縁性保護膜２７ｂの端辺２７ｅを共通電極２１
の斜面部に形成したものである。このようにして導電性
保護膜２４と共通電極２１との接触領域は確保しておく
ことにより、導電性保護膜２４の静電気・化学破壊等に
よるサーマルヘッドの破壊防止効果は、維持されること
となる。この場合、従来の突起の高さを約0.5 倍に削減
することができ、記録媒体等に対し印字キズの影響を排
除して印字品位の向上が望め、さらに熱転写方式では、
熱転写リボンに対し、傷・破れ・シワ等の発生を防ぐこ
とができる。

【００２２】次に、第６の実施の形態を図６に基づいて
説明する。図６に示すように、下層の絶縁性保護膜２７
ａを上層の絶縁性保護膜２７ｂの端辺２７ｆよりも短手
方向に長くなるように共通電極２１の斜面部に形成した
ものである。そして、導電性保護膜２４と共通電極２１
との接触領域は確保しておくことにより、導電性保護膜
２４の静電気・化学破壊等によるサーマルヘッドの破壊
防止効果は、維持されることとなる。この実施の形態
も、従来の突起の高さを約0.5 倍に削減することができ
る。このため、記録媒体等に対し印字キズの影響を排除
して印字品位の向上が望め、さらに熱転写方式では、熱
転写リボンに対し、傷・破れ・シワ等の発生を防ぐこと
ができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、前記突起が形成される領域を
短手方向の間隙部に前記突起が位置するように形成して
プラテンローラの押圧下に存在しないようにしたから、
記録媒体への印字キズを回避でき、印字品位の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるサーマルヘッドの第１の実施に形
態の部分拡大断面図。

【図２】本発明によるサーマルヘッドの第２の実施の形
態の部分拡大断面図。

【図３】本発明によるサーマルヘッドの第３の実施の形
態の部分拡大断面図。

【図４】本発明によるサーマルヘッドの第４の実施の形
態の部分拡大断面図。

【図５】本発明によるサーマルヘッドの第５の実施の形
態の部分拡大断面図。

【図６】本発明によるサーマルヘッドの第６の実施の形
態の部分拡大断面図。

【図７】一般的なサーマルヘッドの断面図。

【図８】図７の部分拡大図。

【図９】従来のサーマルヘッドの絶縁性保護膜が形成さ
れる前の状態の部分拡大平面図。

【図１０】図９に絶縁性保護膜が形成された状態の部分
拡大平面図。

【図１１】図１０に導電性保護膜が形成された状態の部
分拡大平面図。

【図１２】 従来のサーマルヘッドの絶縁性保護膜が２
層の部分拡大断面図。

【図１３】 従来のサーマルヘッドの絶縁性保護膜が１
層の部分拡大断面図。

【符号の説明】

１・・支持板 ２・・発熱体 ３・・ヘッド基板 ４・
・プリント配線板 ６・・駆動素子 ２０ａ・・第１のグレーズ層 ２０ｂ
・・第２のグレーズ層 ２１・・共通電極 ２１ａ・・共通リード電極 ２３・
・絶縁性保護膜 ２３ａ・・下層の絶縁性保護膜 ２３ｂ・・上層の絶縁
性保護膜 ２４・・導電性を有する保護膜 ２５・・第１のグレー
ズ層と第２のグレーズ層の間隙部 ２６・・突起

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板と、前記絶縁基板上に設けられ
   た第１のグレーズ層、該第１のグレーズ層に平行に配置
   された第２のグレーズ層と、前記第１のグレーズ層上に
   設けられた発熱体と、前記第２のグレーズ層上に少なく
   とも一部が重なるように設けられた共通電極と、前記共
   通電極の一部を露出させるように覆い設けられた絶縁性
   保護膜と、少なくとも前記発熱体と前記共通電極の一部
   を露出させて覆い設けられた導電性保護膜とを備えたサ
   ーマルヘッドにおいて、前記絶縁性保護膜の、前記共通
   電極側での端辺を、前記第１のグレーズ層と前記第２の
   グレーズ層間に配置したことを特徴とするサーマルヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 絶縁基板と、前記絶縁基板上に設けられ
   た第１のグレーズ層、該第１のグレーズ層に平行に配置
   された第２のグレーズ層と、前記第１のグレーズ層上に
   設けられた発熱体と、前記第２のグレーズ層上に少なく
   とも一部が重なるように設けられた共通電極と、前記共
   通電極の一部を露出させるように覆い設けられた絶縁性
   保護膜と、少なくとも前記発熱体と前記共通電極の一部
   を露出させて覆い設けられた導電性保護膜とを備えたサ
   ーマルヘッドにおいて、 前記絶縁性保護膜が第１の絶縁性保護膜と第２の絶縁性
   保護膜で積層されてなり、前記第１の絶縁性保護膜又は
   前記第２の絶縁性保護膜の前記共通電極側での端辺が、
   前記第２の絶縁性保護膜又は前記第２の絶縁性保護膜の
   前記共通電極側での端辺に対して、前記発熱体に直交す
   る方向にずらして配置したことを特徴とするサーマルヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 前記第１の絶縁性保護膜と前記第２の絶
   縁性保護膜のいずれか一方の共通電極側での端辺を、前
   記第１のグレーズ層と前記第２のグレーズ層との間に配
   置したことを特徴とする請求項２のサーマルヘッド。
4. 【請求項４】 前記第１の絶縁性保護膜と前記第２の絶
   縁性保護膜のいずれか一方の共通電極側での端辺を、前
   記第２のグレーズ層上に配置したことを特徴とする請求
   項２のサーマルヘッド。