JP2534047Y2 - 厚膜型サーマルヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ファクシミリ，プリンター等、各種情報処
理システムの印刷出力手段として用いられる感熱記録装
置に使用されるサーマルヘッドに係り、特に昇華型感熱
記録装置の記録品質を向上させた厚膜型サーマルヘッド
に関する。

［従来の技術］ この種のサーマルヘッドは、絶縁基板上に共通電極と
複数の個別引出し電極を設け、これら共通電極と複数の
個別引出し電極を橋絡する如く発熱抵抗体を配列して構
成される。

記録時には、記録情報に応じて、個別引出し電極を選
択して通電することにより、対応する発熱抵抗体を加熱
して感熱記録紙を発色させ、あるいはインクドナーフィ
ルム介して昇華型記録紙などの記録媒体にインクを昇華
させることにより、文字あるいは図形等の記録が行なわ
れる。

第８図は従来技術による厚膜型サーマルヘッドの構造
の説明図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の
0A-0A断面図（副走査方向断面図）、（ｃ）は同じく
（ａ）の0B-0B断面図（主走査方向断面図）である。

同図において、01はセラミック材料等の絶縁基板、02
は共通電極、03は個別引出し電極、04は発熱抵抗体、ま
た020は共通電極側個別電極、05は発熱抵抗体の形成時
に使用される感光性レジストである。

発熱抵抗体04は、絶縁基板01に形成された共通電極02
の共通電極側個別電極020と個別引出し電極03上に橋絡
して記録媒体側に突出する，所謂個別対向リフトオフ型
に形成される。

この発熱抵抗体は、同図（ｂ）（ｃ）に示したよう
に、主走査方向および副走査方向の断面が矩形状となる
ように構成されているため、記録ドットの再現性が良
く、形状ばらつきが少ない記録品質のサーマルヘッドを
提供できる。

特に、インクドナーフィルムを加熱して、インクを昇
華させ、これを昇華型記録紙に移転することにより記録
を行なう昇華型感熱記録においては、ある濃度（約1.
0、すなわち黒べたの最低濃度）以上では、記録ドット
が記録媒体表面上に凸形状に形成されるが、記録ドット
単位で発熱抵抗体を備えた個別対向リフトオフ型サーマ
ルヘッドによる昇華型記録では、発熱抵抗体の形状再現
性がよいために、該発熱抵抗体の矩形断面形状をそのま
ま記録媒体上に再現し、ドットが凸形状となる。

しかも、個別対向リフトオフ型サーマルヘッドは熱分
離が良好であるために、上記記録ドットの凸形状の端縁
が切り立ったものとなる。

なお、この種のリフトオフ型サーマルヘッドに関する
従来技術を開示したものとしては、例えば特公昭59-226
75号公報がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記従来技術による個別対向リフトオフ型の厚膜型サ
ーマルヘッドにおいては、記録したドットの凸形状端縁
が切り立つために、記録された文字あるいは図形におい
て、外光反射によるドットの繋がり現象が生じる。

すなわち、第９図は上記従来技術のサーマルヘッドを
用いた記録ドットとその外光反射の説明図であって、40
0は記録ドット、Ｌは外光、Ｒは外光Ｌの反射光であ
る。

同図において、印字ドット400が矩形の凸形状で、そ
の端縁が切り立っているため、この矩形の端面に直交す
る主走査方向からの外光Ｌは、そのまま該外光Ｌの方向
に反射してしまう。

そのため、主走査方向に配列されているドットの相互
間の明度が高くなり、実効的に主走査方向のドット幅が
狭くなって、副走査方向の濃度分布が大きくなる。これ
が副走査方向にドットが繋がったように見え、これが副
走査方向にすじの発生をもたらす。

すなわち、記録ドットの再現性がよいという利点が、
結果として記録品質を低下させてしまうという欠点があ
る。

本考案の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、個別
対向リフトオフ型の記録ドットの再現性を生かしつつ、
特に昇華型記録における記録品質を向上させることので
きる厚膜型サーマルヘッドを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案は、 ドット単位で個別に発熱抵抗体（第１図の４）が形成
された個別対向リフトオフ型の厚膜型サーマルヘッドで
あって、 前記発熱抵抗体の主走査方向（発熱抵抗体の配列方
向）および副走査方向の断面形状が矩形をなすと共に、 前記発熱抵抗体の主走査方向で隣接する発熱抵抗体と
対向する側が曲線形状の略々樽形であることを特徴とす
る。

［作用］ 上面形状が、中央部で主走査方向にふくらみを有する
略々樽形（すなわち、発熱抵抗体の主走査方向で隣接す
る発熱抵抗体と対向する側が曲線形状の略々樽形）の発
熱抵抗体としたことにより、記録媒体に形成された記録
ドットの凸形状も、この発熱抵抗体の形状を再現して、
同様の中央部で主走査方向にふくらみを有する略々樽形
となる。

このため、主走査方向から入射する外光は、上記凸形
状の記録ドットの端面で乱反射し、前記従来技術で説明
したような記録ドットの主走査方向の実効面積の低下を
もたらすことがない。

［実施例］ 以下、本考案の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は本考案による厚膜型サーマルヘッドの一実施
例の構造を説明する上面図であって、１はアルミナ等の
セラミック材料からなる絶縁基板、２は共通電極、３は
個別引出し電極、４は発熱抵抗体、20は共通電極側個別
電極である。

また、第２図は第１図のＡ−Ａ線で断面した発熱抵抗
体の副走査方向断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線で断
面した発熱抵抗体の主走査方向断面図である。

第１図〜第３図において、副走査方向に若干突出した
共通電極側個別電極20を持つ共通電極２と、上記共通電
極側個別電極20と距離ｄだけ間隔をもって対向した個別
引出し電極３は、絶縁基板１上に被着されている。

上記共通電極２と個別引出し電極３は、例えば、厚さ
0.3〜3.0μｍのAu（金）からなる。

そして、共通電極２の共通電極側個別電極20の先端部
と個別引出し電極３の先端部に両端が積層され、上記共
通電極２と個別引出し電極３とを橋絡する如く、例えば
酸化ルテニウム（RuO₂）系抵抗材料からなる発熱抵抗体
４が個別に形成されている。

すなわち、発熱抵抗体４は共通電極２と個別引出し電
極３の面より記録媒体側にリフトオフされ、記録媒体と
対向するように形成されている。

そして、発熱抵抗体４は、第２図，第３図に示したよ
うに、その主および副走査方向の何れの断面も均一な膜
厚の矩形となるように形成されている。

また、発熱抵抗体４の上面形状は、副走査方向におい
て、中央部が主走査方向にふくらみを持つ樽形、すなわ
ち発熱抵抗体の主走査方向で隣接する発熱抵抗体と対向
する側が曲線形状の略々樽形になっている。

該発熱抵抗体の大きさは、例えば、主走査方向密度が
10ドット/mmのサーマルヘッドでは、副走査方向の中央
幅ａが75μｍ、両端部の主走査方向幅ｂが45μｍ、副走
査方向の幅ｃが17μｍ、共通電極２と個別引出し電極３
の間隔ｄは140μｍである。

そして、共通電極２と個別引出し電極３の間隔ｄを14
0μｍとするため、発熱抵抗体４と個別引出し電極３お
よび、共通電極２の共通電極側個別電極20の発熱抵抗体
４とのオーバラップ寸法を15μｍとしている。

なお、図示していないが、この発熱抵抗体４と共通電
極２と個別引出し電極３の大部分を覆って、発熱抵抗体
４の酸化防止と記録媒体との摺動を円滑にするための耐
磨耗層が形成されている。

第４図は第１図に示したサーマルヘッドの単位発熱抵
抗体の発熱分布の説明図であって、横軸は主および副走
査方向を、縦軸は発熱温度を示す。

同図に示されたように、本実施例による発熱抵抗体の
発熱温度は、主／副いずれの方向においても均一な分布
を示し、発熱抵抗体４の形状が記録媒体において再現さ
れることが分かる。

第５図は第１図のサーマルヘッドを用いた記録ドット
の形成状態の説明図であって、記録ドット40は、互いに
その樽型の膨らみ部分をもって隣接して形成される。

第６図は本考案によるサーマルヘッドを用いた記録ド
ットとその外光反射の説明図であって、40は記録ドッ
ト、Ｌは外光、Ｒは外光Ｌの反射光である。

同図において、上記第５図に示したように、記録ドッ
ト40が略々樽型、すなわち発熱抵抗体の主走査方向で隣
接する発熱抵抗体と対向する側が曲線形状の略々樽形に
なっている凸形状で、その端縁が切り立っているもの
の、この矩形の端面に直交する主走査方向からの外光Ｌ
は、樽型の端縁によって乱反射されて、隣接する記録ド
ット方向に反射する光は僅かである。

このため、前記従来技術において説明したような副走
査方向のすじの発生はない。

第７図は本考案によるサーマルヘッドの製造方法の説
明図であって、その主要な工程を（ａ）〜（ｇ）で順に
示したものである。

先ず、（ａ）に示したように、絶縁基板１の上に、例
えば、0.3〜3.0μｍの厚さの金の導電膜を被着し、これ
をフォトリソエッチング処理により加工して、共通電極
側個別電極20と個別引出し電極３を形成する。

共通電極側個別電極20は共通電極３と一体の、同電位
電極であることは言うまでもない。

発熱抵抗体４は対向する共通電極側個別電極20と個別
引出し電極３の間に設けられ、記録ドットの１ドット
（単位ドット）はこの発熱抵抗体４の形状の再現である
ので、記録ドットの解像度と共通電極側個別電極20と個
別引出し電極３の配線密度とは同一である。

次に、（ｂ）の如く、膜厚が、例えば５〜30μｍ程度
の感光性レジスト（フォトレジスト）５を、周知のロー
ルコータ法、またはスピンコータ法、あるいはディップ
法で一様に塗布し、フォトマスクを介して露光，現像，
水洗し、発熱抵抗体４が設けられる箇所に複数個のレジ
スト開口部50を形成する。

感光性レジスト５は、通常の混成ICの製造に用いられ
るもので、例えば、東京応化工業株式会社製のネガ型フ
ォトレジストPMER N-HC600（商品名）を用いる。

その後、（ｃ）のように、感光性レジスト５の開口部
50に対し、その開口部50の開口面積より広く、感光レジ
スト５の膜厚より厚く、例えば、RuO₂とガラスフリット
からなる厚膜抵抗体ペースト40をスクリーン印刷により
印刷塗布し、130℃で乾燥させる。

（ｄ）に上記（ｃ）で厚膜抵抗体40を形成した状態の
（ｃ）のＣ−Ｃ線断面を示す。

乾燥した圧膜抵抗体40の上記レジスト開口部50以外の
部分を削除すると共に、該開口部50に埋め入れた厚膜抵
抗体を、感光性レジスト５の膜厚と等しくなるまで削除
する（ｅ）。

厚膜抵抗体40は、乾燥しただけであるので、非常に柔
らかい。したがって、2000〜5000番のラッピングシート
を用いて上記の不要部分の削除が可能で、感光性レジス
ト５を損傷させることなく所要の加工が可能である。

上記の加工後、レジスト開口部50の埋設された厚膜抵
抗体４を、例えば800〜900℃程度で焼成して焼結させ、
同時に感光性レジスト５を焼失させる。

かくして、（ｆ）に示したように、対向する共通電極
２と個別引出し電極３の間に、厚膜抵抗体で構成された
発熱抵抗体４が形成される。

その後、（ｇ）に示したように、発熱抵抗体４の酸化
防止層、および耐磨耗層として、ガラス形材料のペース
トをスクリーン印刷し、これを例えば800〜900℃で焼成
してオーバグレーズ層６を被着形成する。

以上に工程により形成された発熱抵抗体４は、その断
面形状が主／副走査方向のいずれにおいても矩形状をな
す。

そして、その形状のばらつきも、主／副走査方向とも
±3.0μｍ以内に収まる。

したがって、上記本考案による厚膜型サーマルヘッド
を用いることにより、品質の良好な記録を得ることがで
きる。

なお、上記実施例では、共通電極と個別引き出し電極
とが記録装置の副走査方向に対向して配置された形式の
サーマルヘッドについて説明したが、本発明はこのよう
な形式のサーマルヘッドに限定されるものではなく、共
通電極を櫛型に形成し、その各櫛型の共通電極間に個別
電極が主走査方向に交互に配置された形式のサーマルヘ
ッド（所謂、交互型電極配置のサーマルヘッド）にも適
用できるものであることは、言うまでもない。

この交互型電極配置のサーマルヘッドの場合には、そ
の共通電極と個別引出し電極の形成のためのフォトマス
クを電極形状に対応させてものを用いることを除いて、
上記実施例で説明した製造方法と同様の工程を採用でき
る。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案のサーマルヘッドによれ
ば、個別対向リフトオフ型サーマルヘッドの利点である
ドット形状，熱容量，各個別発熱体の電力消費のばらつ
きが小さいことに加え、ドット形状の再現性の良さを生
かしつつも、昇華型感熱記録における記録ドットの凸形
状に起因する副走査方向の縦すじ発生を解消して、高品
質の感熱記録装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による厚膜型サーマルヘッドの一実施例
の構造を説明する上面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線で
断面した発熱抵抗体の副走査方向断面図、第３図は第１
図のＢ−Ｂ線で断面した発熱抵抗体の主走査方向断面
図、第４図は第１図に示したサーマルヘッドの単位発熱
抵抗体の発熱分布の説明図、第５図は第１図のサーマル
ヘッドを用いた記録ドットの形成状態の説明図、第６図
は本考案によるサーマルヘッドを用いた記録ドットとそ
の外光反射の説明図、第７図は本考案によるサーマルヘ
ッドの製造方法の説明図、第８図は従来技術による厚膜
型サーマルヘッドの構造の説明図、第９図は上記従来技
術のサーマルヘッドを用いた記録ドットとその外光反射
の説明図である。 １……絶縁基板、２……共通電極、３……個別引出し電
極、４……発熱抵抗体、20……共通電極側個別電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−645650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−203070（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−145164（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−161179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−11360（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−273249（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】共通電極と複数の個別引出し電極とを橋絡
   して記録ドット単位で個別に発熱抵抗体が形成された個
   別対向リフトオフ型の厚膜型サーマルヘッドであって、 前記発熱抵抗体の主走査方向および副走査方向の断面形
   状が矩形をなすと共に、前記発熱抵抗体の主走査方向で
   隣接する発熱抵抗体と対向する側が曲線形状の略々樽形
   であることを特徴とする厚膜型サーマルヘッド。