JP2508922B2

JP2508922B2 - サ―マルヘッド

Info

Publication number: JP2508922B2
Application number: JP41644890A
Authority: JP
Inventors: 忍小畠; 浩昭林
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JPH04232763A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プリンタ、ファクシ
ミリ等の感熱記録装置に用いられるサーマルヘッドに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の厚膜型サーマルヘッドを
示す要部断面図である。この厚膜型サーマルヘッドは、
絶縁基板１上に蓄熱層２を形成し、この蓄熱層２上に個
別電極３と共通電極４を対向状に形成している。図７で
示すように、共通電極４は、櫛の歯状の引出し部４ａを
突設し、各個別電極３はこの引出し部４ａと食い違い状
に対向配備してある。そして、この個別電極３の先端部
と引出し部４ａ上に、一定幅で断面が半円形状の発熱抵
抗体５が形成してある。また、絶縁基板１上には保護層
６が形成され、上記発熱抵抗体５、個別電極３及び共通
電極４が被覆されている。

【０００３】この構造のサーマルプリンタでは、共通電
極に電圧を印加し、個別電極を選択的にオン・オフする
ことにより発熱抵抗体が発熱し、プラテンローラＢによ
り押圧された状態で移送される感熱記録紙Ａに情報を印
字する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記、従来のサーマル
ヘッドは、図７で示すように、隣り合う引き出し部（共
通電極）４ａ間に挟まれる発熱抵抗体５の部分が、感熱
記録紙Ａ上に発色する印字ドットの一つに対応してい
る。この厚膜型サーマルヘッドでは、両電極（共通電極
及び個別電極）３、４に電圧を印加すると、共通電極と
個別電極の櫛の重なり部分（引き出し部４ａと個別電極
３の先端部の対向する部分）に電流が集中し、発熱抵抗
体５の中央部分が発熱する。そして、この発生した熱は
抵抗体５内部を熱伝導により拡散すると同時に、リード
電極から抵抗体５外部へ逃げる。このため、表面の発熱
形状（発熱領域Ｃ）が、図７で示すような波打ち蛇行状
となる。従って、感熱紙に対し主走査方向（発熱抵抗体
の長手方向）の１ラインを印字した場合に、蛇行した印
字となり、印字品質が悪い。また、副走査方向（発熱抵
抗体の幅方向）に発熱温度分布が拡がるため、印字ドッ
トサイズの縮小化を実現し得ない等の欠点があった。

【０００５】この発明は、発熱領域がほぼ直線状の帯状
で、且つ印字ドットサイズの縮小化を可能とするサーマ
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及び作用】この目的を達成
させるために、この発明の特許請求の範囲の請求項１記
載のサーマルヘッドでは、次のような構成としている。
サーマルヘッドは、絶縁基板と、この絶縁基板上に形成
された櫛の歯状の共通電極と、この共通電極の櫛の歯状
の引出し部に対し食い違い状に対向配備された個別電極
と、上記共通電極の引出し部の延長線上および個別電極
の先端側延長線上に、それぞれ独立状に形成された熱拡
散部と、前記共通電極及び個別電極並びに各熱拡散部の
一部に対し接面状に形成した一定幅の帯状発熱抵抗体と
共通電極、個別電極及び発熱抵抗体を覆って形成される
保護層とから成ることを特徴としている。

【０００７】このような構成を有するサーマルヘッドで
は、共通電極と個別電極のそれぞれ延長線上に、独立状
の熱拡散部（熱拡散層）を設けている。従って、共通電
極と個別電極との間に、電圧を印加した場合において、
熱の拡散が共通電極側と個別電極側でほぼ均一となる。
従って、発熱領域はほぼ両辺が直線である帯状となり、
蛇行のない（波うたない）良好な印字が得られる。更
に、例えば共通電極と個別電極との櫛の重なり幅（引き
出し部と個別電極の先端部との対向する部分）を小さく
すると、この場合においても熱拡散部を利用すること
で、余分に広がった熱（副走査方向に発熱温度分布が拡
がる熱）を速やかに抵抗体外部へ拡散できる。従って、
容易に印字ドットサイズを縮小化し得る。

【０００８】また、特許請求の範囲の請求項２記載の発
明のサーマルヘッドでは、次のような構成としている。
サーマルヘッドは、絶縁基板と、この絶縁基板上に形成
された櫛の歯状の共通電極と、この共通電極の櫛の歯状
の引出し部に対し食い違い状に対向配備された個別電極
と、上記共通電極の引出し部の延長線上および個別電極
の先端側延長線上に、それぞれ独立状に形成された熱拡
散部と、上記共通電極の引出し部の先端部及び個別電極
側の熱拡散部の一部を除いて、共通電極上に形成された
一定幅厚みの第１の絶縁層と、上記個別電極の先端部お
よび共通電極側の熱拡散部の一部を除いて、個別電極上
に形成された一定幅厚みの第２の絶縁層と、この第１の
絶縁層と第２の絶縁層に跨がり、両絶縁層間の臨出電極
部上に形成された発熱抵抗体と、共通電極、個別電極及
び発熱抵抗体を覆って形成される保護層とから成ること
を特徴としている。

【０００９】このような構成を有するサーマルヘッドで
は、特許請求の範囲の請求項１記載のサーマルヘッドと
同様に、共通電極と個別電極に、それぞれ独立状の熱拡
散部を形成している。従って、発熱領域の形状（発熱形
状）が蛇行する帯状とならず、且つ印字ドットサイズの
縮小化も実現できる。更に、このサーマルヘッドでは、
対向状に配備された共通電極と個別電極とに、それぞれ
一定幅厚みを有するライン状の絶縁層を一定間隔を開い
て配備し、この両絶縁層間に跨がって、両絶縁層間隔内
に露出する両電極上に、発熱抵抗体を形成している。従
って、発熱抵抗体は両端が絶縁層に乗り上げ、中央部が
凹み状となる。この凹み部分が、電極に接して機能する
部分であり、比較的平坦な部分となっている。この結
果、絶縁基板上に形成され、電極、絶縁層、発熱抵抗体
を被覆する保護層の発熱抵抗体対応部分も、中央部が凹
み状となる。従って、感熱記録紙がプラテンローラによ
り押圧され移動する時、この凹み部により感熱記録紙に
上向きの力が生じる。つまり、発熱抵抗体の両端部の盛
り上がり部に比し、凹み部に対応する感熱記録紙部分に
作用する圧が小さくなる。このため、仮に発熱抵抗体の
中央部に熱集中があっても、感熱記録紙は保護層より離
れやすく、スティッキングが防止される。

【００１０】

【実施例】図１は、特許請求の範囲の請求項１記載のサ
ーマルヘッドの具体的な一実施例を示す要部平面図であ
る。サーマルヘッドは、公知のように、絶縁基板１と、
この絶縁基板上に形成された蓄熱層２と、この蓄熱層２
上に形成された櫛の歯状の共通電極４と、この共通電極
４の櫛の歯状の引出し部４ａに対し食い違い状に対向配
備された個別電極３と、共通電極の引出し部４ａ及び個
別電極３の上面に形成された一定幅の帯状の発熱抵抗体
５とから成る（図６参照）。

【００１１】実施例では、絶縁基板１は、アルミナセラ
ミック等の資材で形成された平板で、この基板上に非晶
質ガラスペーストが印刷・焼成され、蓄熱層（アンダー
グレーズ層）２が形成してある。上記個別電極３及び共
通電極４は、この蓄熱層２上に形成される。個別電極３
及び共通電極４は、例えば蓄熱層２表面に、金（Ａｕ）
ペーストを印刷し、これを焼成して導体層とした後、こ
の導体層をエッチングしてパターン付けしたものであ
る。図１で示すように、櫛の歯状の共通電極４の引出し
部４ａと個別電極３は、それぞれ食い違い状に対向配備
してある。また、実施例では共通電極（引出し部４ａ）
４と個別電極３の櫛の重なり幅（引き出し部４ａと個別
電極３の先端部との対向部分）は、発熱抵抗体５の線幅
より小さい状態にパターン形成している。

【００１２】この発明の特徴は、上記共通電極４の引出
し部４ａと個別電極３とに、それぞれ熱拡散部４ｂ、３
ａを設けた点にある。つまり、図１で示すように、共通
電極４の引出し部４ａの先端延長線上には共通電極４と
独立した熱拡散用の導体パターン部（熱拡散層）４ｂが
形成され、個別電極３の先端延長線上にも、個別電極３
と独立した熱拡散用の導体パターン部（熱拡散層）３ａ
が形成してある。

【００１３】このような構成を有するサーマルヘッドで
は、共通電極４と個別電極３のそれぞれ延長線上に、独
立状の熱拡散部（熱拡散層）４ｂ、３ａを設けている。
従って、共通電極４と個別電極３との間に、電圧を印加
した場合において、熱の拡散が共通電極側と個別電極側
でほぼ均一となる。従って、発熱領域Ｄはほぼ両辺が直
線である帯状となり、蛇行のない（波うたない）良好な
印字が得られる。また、蛇行のない分（発熱領域Ｄの両
辺の凹凸がない分）、帯状発熱領域Ｄの幅も小さくな
る。更に、共通電極４と個別電極３との櫛の重なり幅
（引き出し部４ａと個別電極３の先端部との対向部分の
長さ）を小さくしてある。従って、この場合においても
熱拡散部４ｂ、３ａを利用することで、余分に広がった
熱（副走査方向に発熱温度分布が拡がる熱）を速やかに
抵抗体５外部へ拡散でき、容易に印字ドットサイズを縮
小化できる。図２は、熱拡散部のない電極パターン
（Ｐパターン）と、実施例の熱拡散部４ｂ、３ａを設け
た電極パターン（Ｑパターン）の副走査方向の印字ドッ
トサイズを示す説明図である。この説明図において、副
走査方向の印字ドットサイズを縦軸にとり、共通電極４
と個別電極３の櫛の重なり幅を横軸にとっている。ここ
では、発熱抵抗体５の線幅を120 μｍとし、共通電極４
と個別電極３の櫛の重なり幅を４０、６０、１００μｍ
とした場合を示している。熱拡散部４ｂ、３ａを備える
実施例の電極パターン（Ｑパターン）は、熱拡散部のな
い電極パターン（Ｐパターン）に比べて、櫛の重なり幅
の大小に拘らず副走査方向の印字ドットサイズが小さく
なっている。

【００１４】図３は、特許請求の範囲の請求項２に記載
のサーマルヘッドの具体的な一実施例を示す要部断面図
である。このサーマルヘッドは、先の実施例（特許請求
の範囲の請求項１記載のサーマルヘッドの図１に示す実
施例）と、ほぼ同様構成のものである。つまり、絶縁基
板１と、蓄熱層２と、蓄熱層２上に形成された櫛の歯状
の共通電極４と、この共通電極４の櫛の歯状の引出し部
４ａに対し食い違い状に対向配備された個別電極３と、
共通電極４の引出し部４ａの先端延長線上及び個別電極
３の先端延長線上に、それぞれ独立状に形成された熱拡
散パターン部４ｂ、３ａとから成る。

【００１５】この発明の特徴は、上記共通電極４の引出
し部４ａの先端部及び個別電極３側の熱拡散部３ａの一
部を除いて、共通電極４上に一定幅厚みの第１の絶縁層
７を形成すると共に、上記個別電極３の先端部および共
通電極側の熱拡散部４ｂの一部を除いて、個別電極３上
に一定幅厚みの第２の絶縁層８を形成し、この第１の絶
縁層７と第２の絶縁層８に跨がり、両絶縁層７、８間の
臨出電極部上に、発熱抵抗体５を形成した点にある。

【００１６】第１の絶縁層７及び第２の絶縁層８は、例
えばガラスペースト或いはＳｉＯ₂等の絶縁物質を使用
して形成される。第１の絶縁層７及び第２の絶縁層８
は、一定幅、厚みを有するライン状に形成される。つま
り、第４図で示すように、個別電極３と共通電極（の引
出し部４ａ）４に対し、直交状にそれぞれ一定間隔を開
いて並列配置される。この第１の絶縁層７と第２の絶縁
層８との対向間隔（電極露出部）には、第４図で示すよ
うに共通電極４の引出し部４ａの先端部及び個別電極３
側の熱拡散部３ａの一部と、個別電極３の先端部及び共
通電極４側の熱拡散部４ｂの一部とが露出している。

【００１７】前記発熱抵抗体５は、例えば酸化ルテニウ
ムを含むペーストをスクリーン印刷し、これを焼成して
形成される。この発熱抵抗体５は、上記第１の絶縁層７
と第２の絶縁層８とに跨がる幅で、第１及び第２絶縁層
７、８間隔の両電極３、４上に形成される。この結果、
発熱抵抗体５の表面には、凹み部５ａが生じる（図３参
照）。

【００１８】更に、上記絶縁基板１上には、保護層６が
形成され、前記電極３、４及び絶縁層７、８と発熱抵抗
体５が被覆される。この保護層６は、例えば非晶質ガラ
スペーストを印刷し、焼成して形成される。この結果、
保護層６の表面には発熱抵抗体５の凹み部５ａに対応す
る部分に凹み部６ａが生じている（図３参照）。このよ
うな構成を有するサーマルヘッドでは、発熱抵抗体５は
両端がそれぞれ絶縁層７、８に乗り上げ、中央部が凹み
状５ａとなる。この凹み部５ａ部分が、電極に接して機
能する部分であり、比較的平坦な部分となっている。こ
の結果、保護層６の発熱抵抗体５に対応する部分も凹み
部６ａとなる。従って、感熱記録紙Ａがプラテンローラ
Ｂにより押圧され移動する時、この凹み部６ａにより感
熱記録紙Ａに上向きの力が生じる。つまり、発熱抵抗体
５の両端部の盛り上がり部に比し、凹み部５ａに対応す
る感熱記録紙Ａ部分に作用する圧が小さくなる。この結
果、仮に発熱抵抗体５の中央部に熱集中があっても、感
熱記録紙Ａは保護層６より離れやすく、スティッキング
が防止される。

【００１９】なお、図３に示す実施例サーマルヘッドの
保護層６の凹み部６ａと、保護層６の凸出部６ｂの高さ
の差ｘ、つまり凹状の凹み量は、あまり大きいと、中央
部と感熱紙の接触圧力が弱くなり、伝熱状態が不十分と
なり、印字濃度が低下する。そのためどうしても印字エ
ネルギーが余分に必要となるので、凹み量はできるなら
ｘ≦１．５μｍであることが望ましい。ｘ≦１．５μｍ
以下であると印字エネルギーロスとならない（図５参
照）。この条件を可能とする条件としては、絶縁層７、
８の間隔を１５０μｍ以下、絶縁層７、８の厚さを１０
μｍ以下とし、かつ上部抵抗体５の幅を４００μｍ以上
と十分大きくすることを満足するサーマルヘッドであ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、特許請求の範囲の請求項
１記載のサーマルヘッドでは、共通電極及び個別電極
に、それぞれ独立状の熱拡散部を配備することとしたか
ら、熱の拡散が共通電極側と個別電極側でほぼ均一とな
る結果、発熱領域が蛇行せず良好な印字が得られる許か
りでなく、印字ドットサイズの縮小化が実現できる。

【００２１】また、特許請求の範囲の請求項２記載のサ
ーマルヘッドでは、共通電極側と個別電極側とに、一定
間隔を開いた２本の絶縁層を配列し、この２本の絶縁層
に跨がって、２本の絶縁層間に露出する両電極上に発熱
抵抗体を形成することとしたから、印字ドットサイズの
縮小化と良好な印字品質が得られることは勿論、発熱抵
抗体の両端がそれぞれ絶縁層上に乗り上げ、中央部が凹
み状となる結果、保護層の発熱抵抗体に対応する部分も
凹み状となる。従って、感熱記録紙がプラテンローラに
より押圧され移動する時、この凹み部により感熱記録紙
に上向きの力が生じる結果、発熱抵抗体の中央部に熱集
中があっても、この熱集中に対応する感熱記録紙の部分
の押圧力が小さいため、保護層より離れやすく、スティ
ッキングが防止される等、発明目的を達成した優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】特許請求の範囲の請求項１記載のサーマルヘッ
ドの実施例を示す要部平面図である。

【図２】実施例サーマルヘッドの印字ドットサイズを示
す説明図である。

【図３】特許請求の範囲の請求項２記載のサーマルヘッ
ドの実施例を示す要部断面図である。

【図４】特許請求の範囲の請求項２記載のサーマルヘッ
ドの実施例を示す要部平面図である。

【図５】図３に示すサーマルヘッドの保護層の深さとエ
ネルギーロスの関係を示す図である。

【図６】従来のサーマルヘッドを示す要部断面図であ
る。

【図７】従来のサーマルヘッドの発熱領域を示す平面図
である。

【符号の説明】

１絶縁基板３個別電極４共通電極５発熱抵抗体７第１の絶縁層８第２の絶縁層３ａ・４ｂ熱拡散部４ａ引き出し部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板と、この絶縁基板上に形成された
櫛の歯状の共通電極と、この共通電極の櫛の歯状の引出
し部に対し食い違い状に対向配備された個別電極と、上
記共通電極の引出し部の延長線上および個別電極の先端
側延長線上に、それぞれ独立状に形成された熱拡散部
と、前記共通電極及び個別電極並びに各熱拡散部の一部
に対し接面状に形成した一定幅の帯状発熱抵抗体と、前
記共通電極、個別電極及び帯状発熱抵抗体を覆って形成
される保護層とから成るサーマルヘッド。
【請求項２】絶縁基板と、この絶縁基板上に形成された
櫛の歯状の共通電極と、この共通電極の櫛の歯状の引出
し部に対し食い違い状に対向配備された個別電極と、上
記共通電極の引出し部の延長線上および個別電極の先端
側延長線上に、それぞれ独立状に形成された熱拡散部
と、上記共通電極の引出し部の先端部及び個別電極側の
熱拡散部の一部を除いて、共通電極上に形成された一定
幅厚みの第１の絶縁層と、上記個別電極の先端部および
共通電極側の熱拡散部の一部を除いて、個別電極上に形
成された一定幅厚みの第２の絶縁層と、この第１の絶縁
層と第２の絶縁層に跨がり、両絶縁層間の臨出電極部上
に形成された発熱抵抗体と前記共通電極、個別電極及び
発熱抵抗体を覆って形成される保護層とから成るサーマ
ルヘッド。
【請求項３】保護層の発熱部の凹部の深さを１．５μｍ
以下に設定したことを特徴とする請求項２記載のサーマ
ルヘッド。