JP2003165240A - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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JP2003165240A
JP2003165240A JP2001368735A JP2001368735A JP2003165240A JP 2003165240 A JP2003165240 A JP 2003165240A JP 2001368735 A JP2001368735 A JP 2001368735A JP 2001368735 A JP2001368735 A JP 2001368735A JP 2003165240 A JP2003165240 A JP 2003165240A
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浩 小林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、印刷時に保温層を形成した部分に
ゴミ等の異物が溜まらないようにして、高品質の印刷を
行うことができるサーマルヘッドを提供すること。 【解決手段】 本発明のサーマルヘッドの保温層2は、
表面を部分的に突出させて頂部を有する凸部2aを形成
し、この凸部2aの表面に発熱素子3aを設け、凸部2
aは、発熱素子3aの配列方向と直交する方向の断面形
状が、面側2bに傾斜面2cを形成し、一面側2bを他
面側2dより低く形成した。そして、凸部2aは、一面
側2bからの高さが5〜50μmに形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルプリンタ
に用いるサーマルヘッドに係わり、特に、ゴミ等の付着
による印刷品質の低下を防止することができるサーマル
ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、サーマルプリンタ等に搭載され
る記録ヘッドとしてのサーマルヘッドは、発熱抵抗体か
らなる複数個の発熱素子を、基板上に一列に整列配置
し、印刷情報に従って、それぞれの発熱素子を選択的通
電発熱させることにより、インクリボンのインクを溶融
させて普通紙やOHP用紙等に熱転写したり、感熱記録
紙に発色記録させたりして、各種の記録媒体に印刷を行
うようになっている。
【0003】このような従来のサーマルヘッドは、一般
に、図4に示すように、放熱性基板11の上面に保温層
12が形成され、この保温層12の上面で、基板11の
右側端部である一端部11a近傍には、所定の高さで突
出する凸部12bが形成されている。また、凸部12b
を含む保温層12の上面には、発熱抵抗体13が積層形
成され、この発熱抵抗体13の左右には、発熱抵抗体1
3に電力エネルギーを供給するための共通電極14及び
個別電極15が形成されている。前記発熱抵抗体13の
共通電極14と個別電極15とに挟まれた部分には、ド
ット状に整列されて、複数個の発熱素子13aが形成さ
れている。
【0004】また、発熱素子13aや、共通電極14と
個別電極15の上面には発熱素子13aや各電極14、
15の酸化や摩耗を防止するため保護層(図示せず)が
積層形成されている。また、図5に示すように、凸部1
2bの図示左側で基板11の他端部11b寄りには、共
通電極14及び個別電極15に接続するドライバーIC
が配設されている。また、基板11の他端部11bから
は、FPC(フレキシブル基板)等からなる端子部17
が引き出されている。
【0005】このような従来のサーマルヘッドは、基板
11がヘッド取付台(図示せず)に取り付けられて、サ
ーマルプリンタに装着されての印字の際は、ヘッド取付
台を回動させて、サーマルヘッドをプラテン(図示せ
ず)に圧接することで、発熱素子13aが、例えばイン
クリボン18に圧接可能になっている。
【0006】前述のような従来のサーマルヘッドを搭載
したプリンタが、熱転写プリンタの場合は、サーマルヘ
ッド11をダウンさせて、発熱素子13aをインクリボ
ン18に圧接すると共に、サーマルヘッド11を矢印A
方向に移動させる。そして、印刷情報に基づいて、発熱
素子13aを選択的に発熱させて、インクリボン18を
加熱することにより、インクリボン18のインクが記録
用紙19に転写されて、記録用紙19に文字や画像等を
印刷可能になっている。また、ライン方式の熱転写プリ
ンタでは、サーマルヘッドを移動させないで、インクリ
ボン18と記録用紙19を矢印B方向に移動させながら
記録用紙19に印刷することも可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のサーマ
ルヘッドは、保温層12の表面に所定高さの凸部12b
の図示左右の裾野部分には、凹み12c、12dが発生
していた。そのために、ヘッドダウンさせたサーマルヘ
ッド11を矢印A方向に移動させながら、プラテン(図
示せず)上に位置させた記録用紙19にインクリボン1
8のインクを転写して印刷時に、発熱素子13aの図示
左側で、矢印Aの移動方向における凸部12bより上流
側の凹み12cに、インクリボン18に付着した微細な
ゴミ等の異物が溜まるおそれがあった。
【0008】このような、発熱素子13aの図示左側の
凹み12cに、ゴミ等の異物が溜まると、このゴミが影
響して、記録用紙19に印刷した画像にスジ状のホワイ
トライン等が発生して、印刷品質が低下するおそれがあ
った。また、サーマルヘッド11を移動させないで、イ
ンクリボン18及び記録用紙19を矢印B方向に移動さ
せて印刷する場合も、発熱素子13aの図示左側の凹み
12cにゴミ等の異物が溜まるおそれがあった。
【0009】本発明は前述したような問題点に鑑みてな
されたもので、印刷時に保温層を形成した部分にゴミ等
の異物が溜まらないようにして、高品質の印刷を行うこ
とができるサーマルヘッドを提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の解決手段として本発明のサーマルヘッドは、基
板の表面に形成された保温層と、この保温層上面に形成
された複数の発熱素子と、これらの発熱素子に給電する
ための個別電極および共通電極と、少なくとも前記発熱
素子、前記個別電極および共通電極の上面を被覆する保
護層とを備え、前記保温層は、表面を部分的に突出させ
て凸部を形成し、この凸部の表面に前記発熱素子を設
け、前記凸部は、前記発熱素子の配列方向と直交する方
向の断面形状が、一面側に傾斜面を形成し、前記一面側
を他面側より低く形成した構成とした。
【0011】また、前記課題を解決するための第2の解
決手段として、前記凸部は、前記一面側からの高さが5
〜50μmである構成とした。
【0012】また、前記課題を解決するための第3の解
決手段として、前記他面側は、前記凸部とほぼ同じ高さ
で平坦に形成した構成とした。
【0013】また、前記課題を解決するための第4の解
決手段として、前記一面側に前記共通電極を形成し、前
記他面側に前記個別電極を形成した構成とした。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のサーマルヘッド
を図面に基づいて説明する。図1は本発明に関するサー
マルヘッドの要部断面図であり、図2は本発明のサーマ
ルヘッドによる印刷動作を説明する概略図であり、図3
は本発明のその他の実施の形態を説明する要部断面図で
ある。まず、本発明のサーマルヘッドは、図1に示すよ
うに、放熱性の良い基板1が配設され、この基板1の上
面には保温性の良いグレーズ等からなる保温層2が形成
されている。
【0015】この保温層2は、フォトリソ技術等によ
り、表面を部分的に突出させて凸部2aを形成してい
る。この凸部2aは、後述する発熱素子3aの配列方向
と直交する方向の断面形状が、図示右側の一面側2bに
傾斜面2cを形成し、一面側2bを凸部2aの左側の他
面側2dより低く形成している。そして、凸部2aは、
傾斜面2cによって、他面側2dから一面側2bにかけ
て、ゆるやかに傾斜して形成されている。そのために、
保温層2は、傾斜面2cにより断面形状が段差状になっ
ている。また、凸部2aの他面側2dは、凸部2aとほ
ぼ同じ高さに形成されて平坦になっている。前記凸部2
aは、基板1の図示右端部である一端部1a近傍に形成
されている。また、凸部2aは、一面側2bからの高さ
Hが5〜50μmの範囲に形成されている。
【0016】また、保温層2の上面には、Ta−NやT
a−SiO2等からなる発熱抵抗体3がスパッタリング
等により積層形成されている。また、発熱抵抗体3の上
面には、発熱抵抗体3に電力エネルギーを供給するため
の共通電極4が傾斜面2c上に、また個別電極5が他面
側2dに、それぞれAl、Cu、Au等のスパッタリン
グ及びフォトリソ技術により積層されパターン形成され
ている。そして、発熱抵抗体3のそれぞれの電極4、5
に挟まれた部分は、ドット状に整列されて複数個の発熱
素子3aとなっている。
【0017】前記発熱抵抗体3や共通電極4、個別電極
5の上面には、発熱抵抗体3、及び共通電極4、個別電
極5の酸化や摩耗を防止するための、耐酸化性及び耐摩
耗性に優れたSi−O−Nや、SiAlON等の硬質セ
ラミックからなる保護層6が所定の厚さでスパッタリン
グ等により被覆形成されている。また、図2に示すよう
に、発熱素子3aの左側で、基板1の他端部1b寄りの
保温層2上には、共通電極4および個別電極5に接続さ
れるドライバーIC7が配置されている。前記ドライバ
ーIC7は、例えば複数の発熱素子3aに供給する通電
パルスの電圧を制御して、発熱素子3aの発熱量を制御
するようになっている。また、基板1の他端部1b側の
保温層2上からは、ドライバーIC7の端子部に接続さ
れるFPC(フレキシブル基板)等からなる外部端子部
8が引き出されている。
【0018】このような本発明のサーマルヘッドは、放
熱性の良いヘッド取付台(図示せず)等に取り付けられ
て、印刷中に保温層2に蓄熱される熱を基板1を介して
放熱するようになっている。また ヘッド取付台は、プ
リンタ側のキャリッジ(図示せず)等に支持されて回動
可能になっている。そして、本発明のサーマルヘッドを
用いたプリンタが、熱転写プリンタの場合は、ヘッド取
付台を回動させることにより、サーマルヘッドがヘッド
ダウンして発熱素子3aがインクリボン9に圧接可能に
なっている。
【0019】そして、サーマルヘッド1をヘッドダウン
させた状態で、キャリッジ(図示せず)を移動させてサ
ーマルヘッドを矢印C方向に移動させると共に、印刷情
報に基づいて、発熱素子3aに選択的に通電することに
より、発熱素子3aがジュール熱を発生して選択的に発
熱する。この発熱素子3aの発熱により、インクリボン
9が選択的に加熱されて、インクリボン9のインク(図
示せず)が転写され、プラテン(図示せず)上に位置す
る記録用紙10に文字、あるいは画像等が印刷可能にな
っている。このような印刷時におけるサーマルヘッド1
の記録用紙9に対する圧接角度αは、1〜30度の範囲
になるように設定されている。
【0020】そして、保温層2の凸部2aの頂部と、他
面側2dとが、ほぼ同じ高さに形成されているので、従
来のサーマルヘッド11で説明したような凹み12cを
なくすることができる。そのために、ヘッドダウンさせ
たサーマルヘッドを、矢印C方向に移動させる時に、イ
ンクリボン9の表面にゴミ等の異物があっても、この異
物を発熱素子3aが乗り越えることができるので、異物
がサーマルヘッド1の特定の箇所に停滞して溜まること
がない。
【0021】また、サーマルヘッドの記録用紙10に対
する圧接角度αを1〜30度の範囲にすることにより、
ゆるやかに傾斜する傾斜面2cにかけて形成した発熱部
3aを、インクリボン9、あるいは感熱紙(図示せず)
に効率よく圧接することができ、サーマルヘッド1の圧
接荷重を発熱部3aに集中させて加えることができる。
そのために、高印字品質の印刷を行うことができる。
【0022】また、サーマルヘッドがラインヘッドの場
合は、例えばサーマルヘッドを移動させないで、インク
リボン9と記録用紙10とを矢印D方向に移動させるこ
とにより、記録用紙10に文字等の画像を印刷できるよ
うになている。あるいは、ダイレクトサーマルプリンタ
の場合は、発熱素子3aを直接感熱紙(図示せず)に圧
接することにより、感熱紙を発色させて印刷可能になっ
ている。尚、保温層2は、その凸部2aの一面側2b
が、基板1の表面から直接立ち上がるように形成しても
良い。また、本発明のその他の実施の形態として、図3
に示すように、一面側2bからの凸部2aの高さは、前
述したように寸法Hで形成し、他面側2dからの凸部2
aの高さを、一面側2bからの高さ寸法Hより低い寸法
Jで形成したものでも良い。前記他面側2dからの凸部
2aの高さ寸法Jは、一面側2bからの高さ寸法Hより
小さくて、かつ5μm以内が良い。
【0023】
【発明の効果】本発明のサーマルヘッドは、凸部は、発
熱素子の配列方向と直交する方向の断面形状が、一面側
に傾斜面を形成し、一面側を他面側より低く形成したの
で、印刷時に微細なゴミ等の異物があっても、この異物
が他面側に溜まることがない。そのために、異物の影響
によるホワイトライン等が発生しない、高印字品質の画
像を印刷することができる。
【0024】また、凸部の頂部と、一面側からの高さ寸
法Hが5〜50μmであるので、他面側の裾野部にゴミ
等の異物が溜まることを防止できる。
【0025】また、他面側は、凸部とほぼ同じ高さで平
坦に形成したので、更に確実に、他面側にゴミ等の異物
が溜まることを防止できる。
【0026】また、一面側に共通電極を形成し、平坦な
他面側に個別電極が形成したので、パターン形状の精度
を向上させることができ、精細なパターニングが可能と
なる。そのために、高解像度のサーマルヘッドを加工す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関するサーマルヘッドの要部断面図で
ある。
【図2】本発明のサーマルヘッドによる印刷動作を説明
する概略図である。
【図3】本発明のその他の実施の形態を説明する要部断
面図である。
【図4】従来のサーマルヘッドの要部断面図である。
【図5】従来のサーマルヘッドによる印刷動作を説明す
る概略図である。
【符号の説明】
1 サーマルヘッド 1a 一端部 1b 他端部 2 保温層 2a 凸部 2b 一面側の裾野部 2c 他面側の裾野部 2d 傾斜面 3 発熱抵抗体 3a 発熱素子 4 共通電極 5 個別電極 6 保護層 7 ドライバーIC 8 端子部 9 インクリボン 10 記録用紙

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の表面に形成された保温層と、この
    保温層上面に形成された複数の発熱素子と、これらの発
    熱素子に給電するための個別電極および共通電極と、少
    なくとも前記発熱素子、前記個別電極および共通電極の
    上面を被覆する保護層とを備え、前記保温層は、表面を
    部分的に突出させて凸部を形成し、この凸部の表面に前
    記発熱素子を設け、前記凸部は、前記発熱素子の配列方
    向と直交する方向の断面形状が、一面側に傾斜面を形成
    し、前記一面側を他面側より低く形成したことを特徴と
    するサーマルヘッド。
  2. 【請求項2】 前記凸部は、前記一面側からの高さが5
    〜50μmであることを特徴とする請求項1記載のサー
    マルヘッド。
  3. 【請求項3】 前記他面側は、前記凸部とほぼ同じ高さ
    で平坦に形成したことを特徴とする請求項1記載のサー
    マルヘッド。
  4. 【請求項4】 前記一面側に前記共通電極を形成し、前
    記他面側に前記個別電極を形成したことを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれか1項記載のサーマルヘッド。
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