JP2862649B2 - サーマルヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数の電気絶縁性基板を組合せて構成され
る長尺のサーマルヘッドに関する。

［従来の技術］ 第８図は典型的な従来例のサーマルヘッド１の平面図
である。サーマルヘッド１を用いてたとえば日本工業規
格Ａ列１番やＡ列０番の寸法の記録紙にラインプリンタ
としての感熱記録を行う場合、記録紙の紙幅に対応して
サーマルヘッド１の主走査方向の全長は下記第１表に示
すように600mmあるいは900mmが要求される。

このような長尺のサーマルヘッド１を単一のセラミッ
ク基板から形成し、この上に均質な特性を有する発熱抵
抗体列を形成するのは技術的に極めて困難である。した
がって、現在ではこのような長尺のサーマルヘッド１
は、たとえば主走査の方向の全長が300mmのヘッド基板
2,3を用い、主走査方向に沿って組合せてサーマルヘッ
ド１を構成している。

各ヘッド基板2,3上には主走査方向に沿う予め定める
位置に、帯状で、長手方向と直角断面が凸状の蓄熱層5,
6が形成され、その上に多数の発熱抵抗体４が直線状に
それぞれ配列ピッチP1で形成されている。各ヘッド基板
2,3の最端部の発熱抵抗体4a,4bは、その発熱特性におけ
る信頼性を確保するためにヘッド基板2,3の相互に対向
する端面2a,3aから距離L1を隔てて形成される。前記端
面2a,3a間の距離L2もサーマルヘッド１の使用に伴う発
熱や周囲温度の影響による熱収縮または熱膨張の影響を
勘案して、予め定める数値を有している。このため前記
最端部の発熱抵抗体4a,4bの間隔L3は発熱抵抗体４の前
記配列ピッチP1よりも格段に大きくなる。

このようなサーマルヘッド１で感熱印画を行った場
合、前記最端部の発熱抵抗体4a,4bの間で印画が行われ
ず、記録紙に白条（白抜け）が生じ感熱印画品質が低下
してしまうことになる。

ここで前記間隔L3を可及的に縮小するためにはヘッド
基板2,3の端部を切除する必要がある。発熱抵抗体４が
８ドット/mmの密度の場合、前記配列ピッチP1は125μｍ
であり、かつ発熱抵抗体４の間隔L5は約15μｍである。
したがって最端部の発熱抵抗体4a,4bから7.5μｍの個所
で切除することになる。また発熱抵抗体４の密度が16ド
ット/mmの場合には、前記切除位置は最端部の発熱抵抗
体4a,4bから約５〜６μｍの位置である。

前記間隔L3が約30μｍ以下であれば印画において前述
した白条（白抜け）が目立たないことは本件発明者の実
験によって確認されているが、この場合でも、ヘッド基
板2,3を前記最端部の発熱抵抗体4a,4bから15μｍ以下の
個所で切除する必要がある。このようにヘッド基板2,3
を発熱抵抗体4a,4bに非常に近い個所で切除するため、
発熱抵抗体4a,4bの耐電力性が劣化してしまう。また前
記切除処理における精度が比較的低ければ、前記間隔L3
が大きくなり、白条が生じてしまう。

このような従来例の問題を解消するための他の従来例
として、第９図に示されるサーマルヘッド1aが提案され
ている。この従来例は前記従来例に類似し、対応する部
分には同一の参照符を付す。この従来例では、ヘッド基
板2,3上の蓄熱層5,6を発熱抵抗体４の配列方向と直交す
る方向に沿う一方側寄り、および他方側寄りにヘッド基
板2,3毎に交互に形成している。したがって蓄熱層5,6上
に形成される発熱抵抗体４も、ヘッド基板2,3毎に前記
配列方向と交差する方向に沿う一方側寄りおよび他方側
寄りに交互に形成される。

また各ヘッド基板2,3の相互に対向する端面2a,3aを前
記配列方向と斜交する状態に形成する。このようなサー
マルヘッド1aでは、前記最端部の発熱抵抗体4a,4bの間
隔L3を前記従来例の場合よりも格段に短縮することがで
きる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記サーマルヘッド1aでは最端部の発熱抵抗体4a,4b
の間隔L3を予め定める程度に位置決めする場合、これら
の数値はμｍ単位であり、間隔L3を測定しながらの位置
合せは困難であり、製造上の誤差が生じやすいという課
題がある。またヘッド基板2,3上の発熱抵抗体４の前記
配列方向と交差する方向すなわち副走査方向の配列ピッ
チP2についても高精度の位置決め精度が必要である。

すなわちこの副走査方向に沿う発熱抵抗体４の密度を
DLとすると、印画時のヘッド基板2,3における発熱抵抗
体列HL1,HL2の発熱タイミングは、一方の発熱抵抗体HL
1,HL2の発熱周期をHTとすると、P₂×DL×HTの時間だけ
ずれる必要がある。ここで前数値P2×DLが小数点以下の
端数を含む場合、前記発熱周期HTに同期して行われてい
る記録紙の紙送り動作に複雑な処理が使用となり制御が
困難となる場合がある。

また第10図に示すようにヘッド基板2,3上の蓄熱層5,6
はプラテンローラ７との間でたとえば感熱記録紙を挟圧
して感熱印画を行う。従来のサーマルヘッド1aでは、前
記発熱抵抗体４はヘッド基板2,3から凸状に隆起した蓄
熱層5,6の頂点に形成されている。このような配置位置
の発熱抵抗体４にプラテンローラ７が接するためには、
発熱抵抗体４における法線上にそれぞれプラテンローラ
７が必要となり、このような構成は技術的に困難であ
る。

また単１個のプラテンローラ７でヘッド基板2,3の発
熱抵抗体４により印画を行おうとするとき、プラテンロ
ーラ７と蓄熱層5,6との接触点C1,C2は蓄熱層5,6の頂点
の発熱抵抗体４よりも相互に近接方向にずれることにな
る。このため、印画濃度が低下し印画品質が低下すると
いう課題を生じる。蓄熱層5,6の前記主走査方向に沿う
幅D1を1.275mm、高さH1を50μｍ、プラテンローラ７の
直径を35mmとすると、前記ずれ量δ１は約50μｍであ
る。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解消し、製造が
容易になるとともに、印画品質を向上できるサーマルヘ
ッドを提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、絶縁基板の端部に斜切部が形成されるとと
もに該絶縁基板上に長手方向に発熱抵抗体を有し、かつ
上記斜切部に位置決めマークが付された複数個の長尺状
発熱部材同士を、各々の斜切部が相互に衝合するように
配置して成るサーマルヘッド。である。

また本発明は、絶縁基板上に長手方向に蓄熱層を有
し、該蓄熱層上に発熱抵抗体列を有する複数個の長尺状
発熱部材同士を、各々の発熱抵抗体列が平行であるとと
もに発熱抵抗体と直交する方向に亘って所定の間隔で配
置されるように配位し、かつ各発熱抵抗体列が相互に蓄
熱層上内側寄りに配置して成るサーマルヘッドである。

［作用］ 本発明によるサーマルヘッドは、複数の電気絶縁基板
の長手方向に発熱抵抗体列を有し、絶縁基板の端部には
斜切部が形成されており、これらの前記各斜切部を相互
に衝合させて組合せて構成される。各電気絶縁性基板の
前記配列方向端部には隣接する基板の位置合せを行うに
際して、電気絶縁性基板の配列方向最端部の発熱抵抗体
の配列方向に沿う間隔、および配列方向と交差する方向
に沿う間隔の少なくともいずれか一方が予め定めた値と
なるように位置決めするための位置決めマークが付され
ている。この位置決めマークが付された複数の長尺状発
熱部材を用いることにより、前記間隔を高精度に所定の
数値とすることができ、印画に伴う白条（白抜け）の防
止および簡便な感熱動作制御を実現することができる。
またこのようなサーマルヘッドを前記位置決め表示に基
づいて容易に製造することができる。

また本発明では、発熱抵抗体列は各電気絶縁性基板上
に形成された蓄熱層上で、前記交差する方向に沿う内側
寄りにそれぞれ形成されている。これにより電気絶縁性
基板毎の発熱抵抗体列は、たとえばプラテンローラとそ
れぞれ接することができ、印画品質を向上することがで
きる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッド21の端部
付近の拡大平面図であり、第２図はサーマルヘッド21の
平面図であり、第３図はヘッド基板22aの拡大平面図で
あり、第４図は第３図の切断面線IV−IVから見た断面図
である。サーマルヘッド21は、例として酸化アルミニウ
ムAl₂O₃から矩形板状に形成される電気絶縁性基板20a,2
0bヘッド基板を備える。各絶縁性基板20a,20b上には、
ガラスなどから成り、副走査方向の幅D1（例として1.27
5mm）、高さH1（例として50μｍ）で、絶縁性基板20a,2
0bの主走査方向のほぼ全長に亘る長さに蓄熱層43a,43b
がそれぞれ形成される。蓄熱層43a,43b上には、例とし
て窒化タンタルTa₂N、ニクロムNi−Cr、酸化ルテニウム
RuO₂などから成り、蒸着、スパッタリングなどの薄膜技
術およびスクリーン印刷など厚膜技術またはエッチング
技術などにより、複数の発熱抵抗体23が配列間隔L5（例
として約15μｍ）かつ配列ピッチP1（例として125μ
ｍ）で、直線状に形成され、発熱抵抗体HL1,HL2を構成
する。この発熱抵抗体23は、感熱記録紙または感熱フィ
ルムと記録紙とに対し、感熱印画を行い電力付勢時には
たとえば400℃の温度に昇温する。前記発熱抵抗体23
は、絶縁性基板20a,20b毎に共通電極24に並列に接続さ
れ、また発熱抵抗体23の共通電極24と反対側には個別電
極25がそれぞれ接続される。共通電極24、発熱抵抗体23
および個別電極25を被覆し、例として窒化ケイ素Si₃N₄
などから成る耐摩耗層44が形成され発熱部材としてのヘ
ッド基板22a,22bが形成される。

ヘッド基板22a,22bの相互に対向する端部は、ヘッド
基板22a,22b上の発熱抵抗体23の最端部の発熱抵抗体23
a,23bから、発熱抵抗体23a,23bの耐電圧強度が損なわれ
ない程度の予め定める間隔をあけて、主走査方向と予め
定める角度θ１（０＜θ１＜90°）交差する方向に切断
される。ヘッド基板22a,22bの相互に対向する端部に
は、位置決め表示41a,41bが付される。位置決め表示41
a,41bは、例として個別電極25を形成する工程におい
て、個別電極25と同一材料で形成される。

各位置決め表示41a,41bは、各ヘッド基板22a,22bの各
主走査方向が相互に平行であって、かつ各発熱抵抗体列
HL1,HL2の副走査方向に関する間隔P2が、発熱抵抗体列H
L1,HL2の副走査方向の密度DLに対してP2×DLの値を小数
点以下の端数を含まない整数とするような値に設定され
たとき、副走査方向に沿って一直線上に位置する配置位
置に形成される。

このようなヘッド基板22a,22bは、軟性接着剤28によ
って、たとえばアルミニウムなどの金属材料から矩形板
状に形成された放熱板29に後述するような配置状態で取
付けられる。

第５図はサーマルヘッド21の全体の断面図である。個
別電極25は、予め定められる数毎に駆動回路素子26に接
続され、これらの駆動回路素子26には発熱抵抗体23で印
画を行うための画像データや各種制御信号を入力するた
めの複数の信号ライン27がそれぞれ接続される。前記共
通電極24、個別電極25および信号ライン27は、アルミニ
ウムAl、金Auなどの金属から成り、前記各種薄膜技術お
よび厚膜技術などにより形成される。サーマルヘッド21
は、前述した構成に加えヘッド基板22a,22b上に配置さ
れた複数の駆動回路素子26が保護層31で被覆される。ま
た前記信号ライン27の駆動回路素子26と反対側端部付近
は、可撓性フィルム32上に回路配線33が形成された可撓
性配線基板34に接続される。この可撓性配線基板34は、
スペーサ35を介して軟性接着剤28によって放熱板29a,29
b上に設置される。

また前記個別電極25から、可撓性配線基板34に至る範
囲を被覆するヘッドカバー36が設けられ、このヘッドカ
バー36、可撓性配線基板34、スペーサ35は、ねじ37によ
って放熱板29a,29bに固定される。このようなサーマル
ヘッド21は、プラテンローラ39に近接して配置され、発
熱抵抗体23はプラテンローラ39上の感熱記録紙40をプラ
テンローラ39に押圧すると共に、各発熱抵抗体23が選択
的に電力付勢／消勢されることにより、所望の印画が行
われる。

このような実施例において、各ヘッド基板22a,22b
を、各主走査方向が平行となるように保持し、位置決め
表示41a,41bが一直線上に位置するようにヘッド基板22
a,22bの相対位置を調整する。これにより第２図に示す
最端部の発熱抵抗体23a,23bの主走査方向に沿う間隔L3
を、発熱抵抗体23の配列ピッチP1に容易に一致させるこ
とができる。すなわちサーマルヘッド21において、従来
技術の項で説明した感熱印画の際の白条（白抜け）の発
生を防止でき、印画品質を向上できる。

また発熱抵抗体列HL1,HL2の配列ピッチP2を、前記数
値P2×DLを整数とするように容易に設定できる。これに
よりサーマルヘッド21の印画制御が容易になる。さら
に、このような顕著な効果を有するサーマルヘッド21の
製造が容易になる。

第６図は本発明の他の実施例の構成例を示す拡大平面
図である。本実施例は前述の実施例に類似し、対応する
部分には同一の参照符を付す。本実施例の注目すべき点
は、前述の実施例における位置決め表示41a,41bに加
え、ヘッド基板22a,22bの副走査方向（第６図上下方
向）に沿う高精度の位置決めを容易に可能とする位置決
め表示42a,42bを形成したことである。この位置決め表
示42a,42bはヘッド基板22a,22bにおいて主走査方向に沿
って伸びて形成される。

このような実施例においても前述の実施例で述べた効
果と同様な効果を達成するばかりでなく、ヘッド基板22
a,22bにおける副走査方向の位置決めをも高精度にかつ
容易に行うことができる。

第７図はサーマルヘッド21の断面図である。本実施例
のサーマルヘッド21は、ヘッド基板22a,22b上に主走査
方向に沿って帯状にかつ凸状に隆起して形成された蓄熱
層43a,43b上であって、蓄熱層43a,43bの頂点から副走査
方向に沿って相互に近接方向に距離δ１だけずれた位置
に、発熱抵抗体23がそれぞれ形成される。この距離δ１
は下記のようにして決定される。

すなわち前記蓄熱層43a,43bの副走査方向に沿う幅D1
を1.275mm、高さH1を50μｍ、プラテンローラ739の直径
を35mm、発熱抵抗体23の配列密度を８ドット/mm、発熱
抵抗体23の寸法を110μｍ×175μｍとしたとき、蓄熱層
43a,43b上の発熱抵抗体23の副走査方向の距離L6を下記
第２表のように変化して印画品質を実験した。

以上の実験から上記実施例においては距離L6は0.44〜
0.48mmが最適であることが確認された。ただしこの距離
L6は前記蓄熱層43a,43bの幅D1、高さH1、プラテンロー
ラ39の直径および発熱抵抗体23の間隔により変化するた
め、これらに対応して適宜選ばれる。

以上のように発熱抵抗体23の配置位置を選ぶことによ
り蓄熱層43a,43b上の蓄熱層23はプラテンローラ39に接
するので、従来技術で述べた濃度低下をもたらさず、印
画品質を格段に向上することができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明に従うサーマルヘッドは、各電気
絶縁性基板の前記配列方向端部に、隣接する電気絶縁性
基板の位置合せを行うに際して、電気絶縁性基板の配列
方向最端部の発熱抵抗体の配列方向に沿う間隔、および
配列方向と交差する方向に沿う間隔の少なくともいずれ
か一方が予め定めた値となるように位置決めするための
位置決めマークが付される。この位置決めマークを用い
ることにより前記間隔を所定の数値とすることができ、
印画に伴う白条（白抜け）の防止および簡便な感熱動作
制御を実現することができる。またこのようなサーマル
ヘッドを前記位置決めマークに基づいて容易に製造する
ことができる。さらに、本発明では発熱抵抗体列は基板
上に形成された蓄熱層上であって、前記配列方向と交差
する方向に沿う内側寄りにそれぞれ形成されている。こ
れにより発熱抵抗体列はたとえばプラテンローラと接す
ることができ、印画品質を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッド21の端部付
近の拡大平面図、第２図はサーマルヘッド21の平面図、
第３図はヘッド基板22aの拡大平面図、第４図はサーマ
ルヘッド21の断面図、第５図はサーマルヘッド21の全体
の断面図、第６図は本発明の他の実施例の構成を示す平
面図、第７図は本発明の作用を説明する断面図、第８図
は典型的な従来例のサーマルヘッド１の平面図、第９図
は他の従来例のサーマルヘッド1aの平面図、第10図は従
来例の問題点を説明する断面図である。 20a,20b…絶縁性基板、21…サーマルヘッド、22a,22b…
ヘッド基板、23…発熱抵抗体、41a,41b;42a,42b…位置
決め表示、43a,43b…蓄熱層、39…プラテンローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−146667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−14030（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−81061（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−151261（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/335 B41J 2/345

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板の端部に斜切部が形成されるとと
   もに該絶縁基板上に長手方向に発熱抵抗体を有し、かつ
   上記斜切部に位置決めマークが付された複数個の長尺状
   発熱部材同士を、各々の斜切部が相互に衝合するように
   配置して成るサーマルヘッド。
2. 【請求項２】絶縁基板上に長手方向に蓄熱層を有し、該
   蓄熱層上に発熱抵抗体列を有する複数個の長尺状発熱部
   材同士を、各々の発熱抵抗体列が平行であるとともに発
   熱抵抗体と直交する方向に亘って所定の間隔で配置され
   るように配位し、かつ各発熱抵抗体列が相互に蓄熱層上
   内側寄りに配置して成るサーマルヘッド。