JP3477017B2 - サーマルヘッド - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワードプロセッサ
やファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサ
ーマルヘッドの改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、サーマルヘッドを用いてプラスチ
ックカードのような曲げることが困難な硬質の記録媒体
に感熱記録を行うため、記録媒体と接するサーマルヘッ
ドの表面を出来るだけ平坦になす試みがなされている。 【０００３】このような従来のサーマルヘッドとして
は、例えば図４に示すように、アルミナセラミックス等
から成る絶縁基板１１の上面に複数の発熱抵抗体１３と
穴部１１ａとを設け、この穴部１１ａに発熱抵抗体１３
の発熱を制御するためのドライバーＩＣ１５を埋設させ
た構造のものが知られており、かかるサーマルヘッドに
よればドライバーＩＣ１５が絶縁基板１１の穴部１１ａ
に埋設されており、サーマルヘッドの表面には上方に大
きく突出するものがないことから、プラスチックカード
のような曲げることが困難な硬質の記録媒体Ｐに印画を
行う場合であっても記録媒体Ｐを略フラットな形状のま
ま発熱抵抗体１３上に搬送して感熱記録を行うことがで
きる。 【０００４】尚、前述のようなサーマルヘッドにおいて
は、ドライバーＩＣ１５の端子電極１５ａやスイッチン
グトランジスタ等の回路パターンがドライバーＩＣ１５
の上面側に設けられており、絶縁基板１１上に取着され
る薄膜導体１４の一端をドライバーＩＣ１５の端子電極
１５ａ上まで延在させておくことによりドライバーＩＣ
１５の電気回路を薄膜導体１４を介して発熱抵抗体１３
や外部電気回路に電気的に接続させている。 【０００５】また前記薄膜導体１４は、絶縁基板１１上
に取着される発熱抵抗体１３やドライバーＩＣ１５に外
部からの電力や印画信号等を供給するためのものであ
り、従来周知の薄膜手法、例えばスパッタリング法及び
フォトリソグラフィー技術等を採用することにより絶縁
基板１１の上面に所定のパターンをもって被着・形成さ
れる。 【０００６】かかるサーマルヘッドは、例えばインクリ
ボンを用いて印画を行う場合、インクリボンと記録媒体
Ｐとを前記発熱抵抗体１３上に順次、搬送しながらドラ
イバーＩＣ１５の駆動に伴って発熱抵抗体１３を個々に
選択的にジュール発熱させ、該発熱した熱によってイン
クリボンのインクを加熱・溶融させるとともに、これを
記録媒体Ｐ側に押圧・転写して記録媒体Ｐに所定の印画
を形成することによってサーマルヘッドとして機能す
る。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサーマルヘッドによれば、ドライバーＩＣ１
５の端子電極１５ａやスイッチングトランジスタ等の回
路パターンが、薄膜導体１４と端子電極１５ａとの接続
の簡便性等から、ドライバーＩＣ１５の上面に設けられ
ている。このため、印画に際してプラスチックカード等
の硬質の記録媒体Ｐをサーマルヘッドの表面に沿って搬
送させると、該搬送中に静電気等によって記録媒体Ｐに
付着した大きな塵がドライバーＩＣ１５の上面と記録媒
体Ｐとの間に噛み込まれることがあり、この場合、ドラ
イバーＩＣ１５の端子電極１５ａや回路パターンが塵の
押圧によって破損する等してサーマルヘッドの信頼性を
極端に低下させる欠点を有していた。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記欠点に鑑
み案出されたものであり、絶縁基板上に、断面山状を成
す部分グレーズ層と、該部分グレーズ層の頂部に配列さ
れる複数の発熱抵抗体と、上面に複数の端子電極を有す
るドライバーＩＣと、該ドライバーＩＣが埋設される穴
部と、前記ドライバーＩＣの上面よりも高く、ドライバ
ーＩＣを囲うように形成された断面山状の枠体と、前記
ドライバーＩＣと枠体との間に充填される樹脂材と、一
端がドライバーＩＣの端子電極に接続されるように絶縁
基板上面から前記枠体及び前記樹脂材の上面を介してド
ライバーＩＣの端子電極上まで延在している薄膜導体と
を有するサーマルヘッドであって、前記絶縁基板の穴部
近傍を前記樹脂材により被覆するとともに、前記ドライ
バーＩＣの上面を部分グレーズ層の頂部よりも５μｍ〜
２０μｍ低く設定したことを特徴とするものである。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明のサーマルヘッドの一
形態を示す平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図であ
り、１は絶縁基板、３は発熱抵抗体、４ａ〜４ｃは薄膜
導体、５はドライバーＩＣ、６は枠体、７は樹脂材であ
る。 【００１０】前記絶縁基板１は厚み０．５〜１．５ｍｍ
程度のアルミナセラミックスやガラス等から成り、例え
ばアルミナセラミックスにより形成する場合、アルミ
ナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適
当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に成すととも
にこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロ
ール法等を採用することによってセラミックグリーンシ
ートを形成し、しかる後、前記セラミックグリーンシー
トを所定形状に打ち抜き加工するとともに高温で焼成す
ることによって製作される。 【００１１】また前記絶縁基板１の上面には、断面山状
（幅：０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、厚み：４０μｍ〜７０
μｍ）の部分グレーズ層２が帯状に被着形成されてい
る。 【００１２】前記部分グレーズ層２はガラス等の低熱伝
導性材料から成り、その頂部付近に被着される複数の発
熱抵抗体３を上方に突出させて記録媒体Ｐ等に対する押
圧力（印圧）を有効に高めるとともに、これら発熱抵抗
体３の発する熱を適当な温度となるように蓄積してサー
マルヘッドの熱応答特性を良好に維持する作用を為す。 【００１３】尚、前記部分グレーズ層２は、所定のガラ
ス粉末に適当な有機溶剤、有機溶媒を添加・混合して得
たガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によっ
て帯状に印刷・塗布し、これを約１０００℃〜１２００
℃の温度で焼き付けることによって絶縁基板１の上面に
帯状に被着・形成される。 【００１４】また前記部分グレーズ層２の頂部付近には
複数の発熱抵抗体３が所定のピッチ、例えば６２．５μ
ｍのピッチで高密度に被着・配列されている。 【００１５】前記発熱抵抗体３は窒化タンタル等から成
っており、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているた
め、後述する薄膜導体４ａ，４ｂを介して外部からの電
力が印加されるとジュール発熱を起こし、インクリボン
のインクを溶融させるのに必要な所定の温度、例えば１
５０〜２５０℃の温度に発熱する作用を為す。 【００１６】また前記絶縁基板１の上面には複数の穴部
１ａが、前記部分グレーズ層２と略平行に形成されてい
る。 【００１７】前記穴部１ａは、後述するドライバーＩＣ
５を所定箇所に位置決めするとともに、その内部にドラ
イバーＩＣ５の一部を埋設させることでドライバーＩＣ
５の上面が発熱抵抗体３よりも上に突出しないようにな
すためのものであり、本形態においては、穴部１ａに埋
設されるドライバーＩＣ５の上面が部分グレーズ層２の
頂部よりも５μｍ〜２０μｍだけ低く位置するように穴
部１ａの深さを設定している。例えば、部分グレーズ層
２の厚みが５０μｍで、ドライバーＩＣ５の厚みが５５
０μｍの場合、穴部１ａの深さは５０５〜５２０μｍに
設定される。尚、このような穴部１ａは、アルミナセラ
ミックス等からなる絶縁基板１の上面に所定強度のレー
ザーを照射し、その一部を溶融・飛散させることによっ
て形成されることから、その周囲には飛散したアルミナ
セラミックス等の粒が付着する等して比較的大きな凹凸
が形成され易い。 【００１８】また前記穴部１ａに埋設されるドライバー
ＩＣ５は、後述する薄膜導体４ａ，４ｂを介して発熱抵
抗体３に印加される電力のオン・オフを制御するための
ものであり、その上面には薄膜導体４ｂ，４ｃに電気的
に接続される複数の端子電極５ａとスイッチングトラン
ジスタ等の回路パターンとが夫々形成されている。ここ
で前記ドライバーＩＣ５は、その上面が部分グレーズ層
２の頂部よりも低くなるように位置設定されているた
め、印画に際して記録媒体Ｐ等の搬送の妨げとなること
はない。 【００１９】そして、このようなドライバーＩＣ５等が
取着される絶縁基板１の上面には、ドライバーＩＣ５の
上面よりも高く、該各ドライバーＩＣ５を個々に囲うよ
うに形成された断面山状の枠体６が取着されており、更
にこれらの各枠体６とドライバーＩＣ５との間には樹脂
材７が充填されている。 【００２０】前記枠体６は、例えば、部分グレーズ層２
と同質（同一組成）のガラスによってドライバーＩＣ５
の上面よりも５μｍだけ高くなるように、また部分グレ
ーズ層２の高さに対してはこれと同等もしくはそれ以下
の高さでもって形成される。このように、ドライバーＩ
Ｃ５の周囲に、ドライバーＩＣの上面よりも高い断面山
状の枠体６を取着させたことから、印画に際してプラス
チックカード等の硬質の記録媒体Ｐをサーマルヘッドの
表面に沿って搬送するとき、記録媒体Ｐに付着する大き
な塵はドライバーＩＣ５の上面と接する前に枠体６と記
録媒体Ｐとで挟み込まれて押し潰され、小さな破片に砕
かれる。そして、このような破片の一部がドライバーＩ
Ｃ５と記録媒体Ｐとの間に入り込んだとしても、前記枠
体ＰはドライバーＩＣ５の上面よりも高く形成されお
り、ドライバーＩＣ５と記録媒体Ｐとの間には塵の破片
を収容するのに十分な隙間があるため、これらの破片が
記録媒体Ｐ等によってドライバーＩＣ５の上面に押圧さ
れることはなく、ドライバーＩＣ５の端子電極５ａや回
路パターンを良好な状態に維持してサーマルヘッドの信
頼性を向上させることができる。 【００２１】しかもこの場合、前記枠体６の高さは、発
熱抵抗体３と同等もしくはそれ以下の高さに設定されて
いるため、枠体６が記録媒体Ｐの搬送の妨げとなること
はなく、プラスチックカード等の曲げることが困難な硬
質の記録媒体Ｐに印画を行う場合であっても、記録媒体
Ｐをフラットな形状のままサーマルヘッドの表面に沿っ
て安定的に搬送することができる。 【００２２】尚、前記枠体６は、部分グレーズ層２と同
質のガラスによって形成する場合、従来周知のスクリー
ン印刷等によって部分グレーズ層２を形成する際に同時
に形成することができる。この場合、枠体６の形成のた
めに別途、製造工程が増えるなることはなく、サーマル
ヘッドの製造工程が煩雑化することもない。 【００２３】また一方、前記枠体６とドライバーＩＣ５
との間に充填される樹脂材７は、アルミナ，シリカ等の
無機質フィラを所定の割合で含有させたポリイミド樹脂
等によって形成されており、その上面をドライバーＩＣ
５の上面と略等しい高さに位置させておくことによりそ
の上に被着される薄膜導体４ｂ，４ｃを良好な連続膜と
して形成し易くなすことができる。このような樹脂材７
は、液状に成したポリイミド樹脂の前駆体にアルミナ等
の無機質フィラを所定の割合で添加・混合し、これをデ
ィスペンサ等を用いて枠体６の斜面とドライバーＩＣ５
の側面との間に充填した後、これを高温で熱硬化させる
ことによって形成される。 【００２４】そして、このようなドライバーＩＣ５や枠
体６，樹脂材７等が取着された絶縁基板１の上面には、
発熱抵抗体３やドライバーＩＣ５の端子電極５ａ等に電
気的に接続される所定パターンの薄膜導体４ａ〜４ｃが
被着・形成されている。 【００２５】前記薄膜導体は、発熱抵抗体３の一端に共
通接続される共通電極としての薄膜導体４ａと、発熱抵
抗体３の他端とドライバーＩＣ５の端子電極５ａとを接
続する個別電極としての薄膜導体４ｂと、ドライバーＩ
Ｃ５に印画信号等を供給する制御信号線としての薄膜導
体４ｃとから成り、前記薄膜導体４ａ，４ｂは前述の発
熱抵抗体３に外部からの電力を印加する作用を、また薄
膜導体４ｃは外部からの印画信号や電力をドライバーＩ
Ｃ５に供給する作用を為す。ここで薄膜導体４ｂ，４ｃ
は、その一端を枠体６及び樹脂材７の上面を介してドラ
イバーＩＣ５の端子電極５ａ上まで延在させておくこと
によりドライバーＩＣ５の端子電極５ａに電気的に接続
される。 【００２６】これらの薄膜導体４ａ〜４ｃはアルミニウ
ム等の金属材料から成り、従来周知の薄膜手法、例えば
スパッタリング法及びフォトリソグラフィー技術を採用
することによって前述の発熱抵抗体３と同時に形成され
る。具体的には、まず部分グレーズ層２、ドライバーＩ
Ｃ５、枠体６及び樹脂材７を取着させた絶縁基板１の上
面全体にわたって発熱抵抗体３となる窒化タンタルと薄
膜導体４となるアルミニウムとを従来周知のスパッタリ
ング法によって順次、被着させ、次にこれらスパッタ膜
上に露光・現像の工程を経て所定パターンのフォトレジ
スト膜を被着・形成し、しかる後、前記スパッタ膜をエ
ッチングにてフォトレジスト膜のパターンに応じて微細
加工するとともに部分グレーズ層２上のアルミニウム膜
を一部窓開けすることにより発熱抵抗体３及び薄膜導体
４ａ〜４ｃが同時に形成される。このとき、枠体６の断
面は山状をなしており、薄膜導体４ｂ，４ｃの被着面が
なだらかであることから、これらのパターンを簡単かつ
良好に形成することができる。またこの場合、ドライバ
ーＩＣ５の上面の高さは部分グレーズ層２の頂部よりも
５μｍ〜２０μｍだけ低く設定されており、高度のパタ
ーン加工精度が要求される２つの箇所、即ち、発熱抵抗
体３が形成される部分グレーズ層２の頂部と端子電極５
ａが設けられるドライバーＩＣ５の上面とで露光条件が
近くなっているため、薄膜導体４ａ〜４ｃをフォトリソ
グラフィー技術によって正確に微細加工し易い。更にこ
の場合、ドライバーＩＣ５の周囲には枠体６が取着され
ており、この枠体６とドライバーＩＣ７の間には樹脂材
７が充填されているため、穴部１ａをレーザー等の照射
によって形成する際に穴部１ａの近傍に比較的大きな凹
凸が形成されても、これらの凹凸を前述した枠体６と樹
脂材７とで被覆し、薄膜導体４ｂ，４ｃの微細パターン
を穴部１ａの近傍でも良好に形成することができる。 【００２７】そして、このような絶縁基板１は、アルミ
ニウム等の良熱伝導性材料から成る放熱板８上に両面テ
ープ等の接着部材を介して載置され、該放熱板８の上面
で前記絶縁基板１を支持するとともに該基板１中の熱を
順次、吸収して大気中に放散させるようにしている。 【００２８】かくして上述したサーマルヘッドは、例え
ばインクリボンを用いてプラスチックカード等の硬質の
記録媒体Ｐに印画を行う場合、インクリボンと記録媒体
Ｐとをサーマルヘッドの表面に沿って搬送しながら前記
発熱抵抗体３をドライバーＩＣ５の駆動に伴って個々に
選択的にジュール発熱させ、該発熱した熱によってイン
クリボンのインクを加熱・溶融させるとともに、これを
記録媒体Ｐ側に押圧・転写して記録媒体Ｐに所定の印画
を形成することによってサーマルヘッドとして機能す
る。 【００２９】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更、改良等が可能であり、例えば、上述の形
態においては、複数のドライバーＩＣを複数の枠体によ
って個別に囲うようにしたが、これに代えて、複数のド
ライバーＩＣを１つの枠体によって共通に囲うようにし
ても良い。 【００３０】また上述の形態において、絶縁基板１の下
面で、ＩＣ埋設用の穴部１ａが存在していない領域に、
図３に示すような伝熱調整用の穴部１ｂを形成しておけ
ば、絶縁基板１内の熱の拡散がより均一になるため、絶
縁基板１の温度が部分グレーズ層２の被着領域にわたっ
て略等しくなり、印画の濃度むらが有効に防止されるよ
うになる。従って絶縁基板１の下面で、ＩＣ埋設用の穴
部１ａが存在していない領域に伝熱調整用の穴部１ｂを
形成しておくことが好ましい。更に上述の形態におい
て、発熱抵抗体３や薄膜導体４ａ〜４ｃの一部を窒化珪
素等で形成される耐磨耗層によって被覆したり、ドライ
バーＩＣ５の上面をエポキシ樹脂等で形成される保護膜
にによって被覆したりしても良く、このような保護膜を
形成しておくことにより記録媒体Ｐ等の摺接により発熱
抵抗体３等が磨耗したり、発熱抵抗体３やドライバーＩ
Ｃ５の電気回路が腐食されたりするのを有効に防止する
ことができる。 【００３１】 【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、絶縁
基板上に取着されるドライバーＩＣの周囲に、ドライバ
ーＩＣの上面よりも高い断面山状の枠体を取着させたこ
とから、プラスチックカード等の硬質の記録媒体をサー
マルヘッドの表面に沿って搬送しながら印画を行う際、
記録媒体に付着する大きな塵はドライバーＩＣの上面と
接する前に枠体と記録媒体とで押し潰され、小さな破片
に砕かれる。このような破片の一部がドライバーＩＣと
記録媒体との間に入り込んだとしても、前記枠体はドラ
イバーＩＣの上面よりも高く形成されており、ドライバ
ーＩＣと記録媒体との間には塵の破片を収容するのに十
分な隙間があるため、これらの破片が記録媒体によって
ドライバーＩＣの上面に押圧されることはなく、ドライ
バーＩＣの端子電極や回路パターンを良好な状態に維持
してサーマルヘッドの信頼性を向上させることができ
る。また本発明のサーマルヘッドによれば、絶縁基板上
に形成される穴部近傍を枠体−ドライバーＩＣ間に充填
される樹脂材で被覆するようにしたことから、穴部の形
成時において穴部近傍に比較的大きな凹凸や鋭利な角部
が形成されたとしても、それらが露出することなく樹脂
材でもって良好に被覆されることとなり、穴部近傍でも
薄膜導体の断線等を有効に防止し、薄膜導体の微細パタ
ーンを良好に形成することができる。更に本発明のサー
マルヘッドによれば、ドライバーＩＣの上面を前記部分
グレーズ層の頂部よりも５μｍ〜２０μｍ低く位置した
ことから、ドライバーＩＣと記録媒体との間に、枠体と
記録媒体とで砕かれた塵の破片を十分に収容するスペー
スを設け、このスペースによってドライバーＩＣの上面
に設けられる端子電極や回路パターンを塵の破片から良
好に保護することができることに加え、薄膜導体形成時
に高度のパターン加工精度が求められる部分グレーズ層
の頂部とドライバーＩＣの上面とで露光条件を近くなし
て、部分グレーズ層の頂部及びドライバーＩＣの上面の
双方で薄膜導体をフォトリソグラフィー技術によって正
確に微細加工することができる。
やファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサ
ーマルヘッドの改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、サーマルヘッドを用いてプラスチ
ックカードのような曲げることが困難な硬質の記録媒体
に感熱記録を行うため、記録媒体と接するサーマルヘッ
ドの表面を出来るだけ平坦になす試みがなされている。 【０００３】このような従来のサーマルヘッドとして
は、例えば図４に示すように、アルミナセラミックス等
から成る絶縁基板１１の上面に複数の発熱抵抗体１３と
穴部１１ａとを設け、この穴部１１ａに発熱抵抗体１３
の発熱を制御するためのドライバーＩＣ１５を埋設させ
た構造のものが知られており、かかるサーマルヘッドに
よればドライバーＩＣ１５が絶縁基板１１の穴部１１ａ
に埋設されており、サーマルヘッドの表面には上方に大
きく突出するものがないことから、プラスチックカード
のような曲げることが困難な硬質の記録媒体Ｐに印画を
行う場合であっても記録媒体Ｐを略フラットな形状のま
ま発熱抵抗体１３上に搬送して感熱記録を行うことがで
きる。 【０００４】尚、前述のようなサーマルヘッドにおいて
は、ドライバーＩＣ１５の端子電極１５ａやスイッチン
グトランジスタ等の回路パターンがドライバーＩＣ１５
の上面側に設けられており、絶縁基板１１上に取着され
る薄膜導体１４の一端をドライバーＩＣ１５の端子電極
１５ａ上まで延在させておくことによりドライバーＩＣ
１５の電気回路を薄膜導体１４を介して発熱抵抗体１３
や外部電気回路に電気的に接続させている。 【０００５】また前記薄膜導体１４は、絶縁基板１１上
に取着される発熱抵抗体１３やドライバーＩＣ１５に外
部からの電力や印画信号等を供給するためのものであ
り、従来周知の薄膜手法、例えばスパッタリング法及び
フォトリソグラフィー技術等を採用することにより絶縁
基板１１の上面に所定のパターンをもって被着・形成さ
れる。 【０００６】かかるサーマルヘッドは、例えばインクリ
ボンを用いて印画を行う場合、インクリボンと記録媒体
Ｐとを前記発熱抵抗体１３上に順次、搬送しながらドラ
イバーＩＣ１５の駆動に伴って発熱抵抗体１３を個々に
選択的にジュール発熱させ、該発熱した熱によってイン
クリボンのインクを加熱・溶融させるとともに、これを
記録媒体Ｐ側に押圧・転写して記録媒体Ｐに所定の印画
を形成することによってサーマルヘッドとして機能す
る。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサーマルヘッドによれば、ドライバーＩＣ１
５の端子電極１５ａやスイッチングトランジスタ等の回
路パターンが、薄膜導体１４と端子電極１５ａとの接続
の簡便性等から、ドライバーＩＣ１５の上面に設けられ
ている。このため、印画に際してプラスチックカード等
の硬質の記録媒体Ｐをサーマルヘッドの表面に沿って搬
送させると、該搬送中に静電気等によって記録媒体Ｐに
付着した大きな塵がドライバーＩＣ１５の上面と記録媒
体Ｐとの間に噛み込まれることがあり、この場合、ドラ
イバーＩＣ１５の端子電極１５ａや回路パターンが塵の
押圧によって破損する等してサーマルヘッドの信頼性を
極端に低下させる欠点を有していた。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記欠点に鑑
み案出されたものであり、絶縁基板上に、断面山状を成
す部分グレーズ層と、該部分グレーズ層の頂部に配列さ
れる複数の発熱抵抗体と、上面に複数の端子電極を有す
るドライバーＩＣと、該ドライバーＩＣが埋設される穴
部と、前記ドライバーＩＣの上面よりも高く、ドライバ
ーＩＣを囲うように形成された断面山状の枠体と、前記
ドライバーＩＣと枠体との間に充填される樹脂材と、一
端がドライバーＩＣの端子電極に接続されるように絶縁
基板上面から前記枠体及び前記樹脂材の上面を介してド
ライバーＩＣの端子電極上まで延在している薄膜導体と
を有するサーマルヘッドであって、前記絶縁基板の穴部
近傍を前記樹脂材により被覆するとともに、前記ドライ
バーＩＣの上面を部分グレーズ層の頂部よりも５μｍ〜
２０μｍ低く設定したことを特徴とするものである。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明のサーマルヘッドの一
形態を示す平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図であ
り、１は絶縁基板、３は発熱抵抗体、４ａ〜４ｃは薄膜
導体、５はドライバーＩＣ、６は枠体、７は樹脂材であ
る。 【００１０】前記絶縁基板１は厚み０．５〜１．５ｍｍ
程度のアルミナセラミックスやガラス等から成り、例え
ばアルミナセラミックスにより形成する場合、アルミ
ナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適
当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に成すととも
にこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロ
ール法等を採用することによってセラミックグリーンシ
ートを形成し、しかる後、前記セラミックグリーンシー
トを所定形状に打ち抜き加工するとともに高温で焼成す
ることによって製作される。 【００１１】また前記絶縁基板１の上面には、断面山状
（幅：０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、厚み：４０μｍ〜７０
μｍ）の部分グレーズ層２が帯状に被着形成されてい
る。 【００１２】前記部分グレーズ層２はガラス等の低熱伝
導性材料から成り、その頂部付近に被着される複数の発
熱抵抗体３を上方に突出させて記録媒体Ｐ等に対する押
圧力（印圧）を有効に高めるとともに、これら発熱抵抗
体３の発する熱を適当な温度となるように蓄積してサー
マルヘッドの熱応答特性を良好に維持する作用を為す。 【００１３】尚、前記部分グレーズ層２は、所定のガラ
ス粉末に適当な有機溶剤、有機溶媒を添加・混合して得
たガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によっ
て帯状に印刷・塗布し、これを約１０００℃〜１２００
℃の温度で焼き付けることによって絶縁基板１の上面に
帯状に被着・形成される。 【００１４】また前記部分グレーズ層２の頂部付近には
複数の発熱抵抗体３が所定のピッチ、例えば６２．５μ
ｍのピッチで高密度に被着・配列されている。 【００１５】前記発熱抵抗体３は窒化タンタル等から成
っており、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているた
め、後述する薄膜導体４ａ，４ｂを介して外部からの電
力が印加されるとジュール発熱を起こし、インクリボン
のインクを溶融させるのに必要な所定の温度、例えば１
５０〜２５０℃の温度に発熱する作用を為す。 【００１６】また前記絶縁基板１の上面には複数の穴部
１ａが、前記部分グレーズ層２と略平行に形成されてい
る。 【００１７】前記穴部１ａは、後述するドライバーＩＣ
５を所定箇所に位置決めするとともに、その内部にドラ
イバーＩＣ５の一部を埋設させることでドライバーＩＣ
５の上面が発熱抵抗体３よりも上に突出しないようにな
すためのものであり、本形態においては、穴部１ａに埋
設されるドライバーＩＣ５の上面が部分グレーズ層２の
頂部よりも５μｍ〜２０μｍだけ低く位置するように穴
部１ａの深さを設定している。例えば、部分グレーズ層
２の厚みが５０μｍで、ドライバーＩＣ５の厚みが５５
０μｍの場合、穴部１ａの深さは５０５〜５２０μｍに
設定される。尚、このような穴部１ａは、アルミナセラ
ミックス等からなる絶縁基板１の上面に所定強度のレー
ザーを照射し、その一部を溶融・飛散させることによっ
て形成されることから、その周囲には飛散したアルミナ
セラミックス等の粒が付着する等して比較的大きな凹凸
が形成され易い。 【００１８】また前記穴部１ａに埋設されるドライバー
ＩＣ５は、後述する薄膜導体４ａ，４ｂを介して発熱抵
抗体３に印加される電力のオン・オフを制御するための
ものであり、その上面には薄膜導体４ｂ，４ｃに電気的
に接続される複数の端子電極５ａとスイッチングトラン
ジスタ等の回路パターンとが夫々形成されている。ここ
で前記ドライバーＩＣ５は、その上面が部分グレーズ層
２の頂部よりも低くなるように位置設定されているた
め、印画に際して記録媒体Ｐ等の搬送の妨げとなること
はない。 【００１９】そして、このようなドライバーＩＣ５等が
取着される絶縁基板１の上面には、ドライバーＩＣ５の
上面よりも高く、該各ドライバーＩＣ５を個々に囲うよ
うに形成された断面山状の枠体６が取着されており、更
にこれらの各枠体６とドライバーＩＣ５との間には樹脂
材７が充填されている。 【００２０】前記枠体６は、例えば、部分グレーズ層２
と同質（同一組成）のガラスによってドライバーＩＣ５
の上面よりも５μｍだけ高くなるように、また部分グレ
ーズ層２の高さに対してはこれと同等もしくはそれ以下
の高さでもって形成される。このように、ドライバーＩ
Ｃ５の周囲に、ドライバーＩＣの上面よりも高い断面山
状の枠体６を取着させたことから、印画に際してプラス
チックカード等の硬質の記録媒体Ｐをサーマルヘッドの
表面に沿って搬送するとき、記録媒体Ｐに付着する大き
な塵はドライバーＩＣ５の上面と接する前に枠体６と記
録媒体Ｐとで挟み込まれて押し潰され、小さな破片に砕
かれる。そして、このような破片の一部がドライバーＩ
Ｃ５と記録媒体Ｐとの間に入り込んだとしても、前記枠
体ＰはドライバーＩＣ５の上面よりも高く形成されお
り、ドライバーＩＣ５と記録媒体Ｐとの間には塵の破片
を収容するのに十分な隙間があるため、これらの破片が
記録媒体Ｐ等によってドライバーＩＣ５の上面に押圧さ
れることはなく、ドライバーＩＣ５の端子電極５ａや回
路パターンを良好な状態に維持してサーマルヘッドの信
頼性を向上させることができる。 【００２１】しかもこの場合、前記枠体６の高さは、発
熱抵抗体３と同等もしくはそれ以下の高さに設定されて
いるため、枠体６が記録媒体Ｐの搬送の妨げとなること
はなく、プラスチックカード等の曲げることが困難な硬
質の記録媒体Ｐに印画を行う場合であっても、記録媒体
Ｐをフラットな形状のままサーマルヘッドの表面に沿っ
て安定的に搬送することができる。 【００２２】尚、前記枠体６は、部分グレーズ層２と同
質のガラスによって形成する場合、従来周知のスクリー
ン印刷等によって部分グレーズ層２を形成する際に同時
に形成することができる。この場合、枠体６の形成のた
めに別途、製造工程が増えるなることはなく、サーマル
ヘッドの製造工程が煩雑化することもない。 【００２３】また一方、前記枠体６とドライバーＩＣ５
との間に充填される樹脂材７は、アルミナ，シリカ等の
無機質フィラを所定の割合で含有させたポリイミド樹脂
等によって形成されており、その上面をドライバーＩＣ
５の上面と略等しい高さに位置させておくことによりそ
の上に被着される薄膜導体４ｂ，４ｃを良好な連続膜と
して形成し易くなすことができる。このような樹脂材７
は、液状に成したポリイミド樹脂の前駆体にアルミナ等
の無機質フィラを所定の割合で添加・混合し、これをデ
ィスペンサ等を用いて枠体６の斜面とドライバーＩＣ５
の側面との間に充填した後、これを高温で熱硬化させる
ことによって形成される。 【００２４】そして、このようなドライバーＩＣ５や枠
体６，樹脂材７等が取着された絶縁基板１の上面には、
発熱抵抗体３やドライバーＩＣ５の端子電極５ａ等に電
気的に接続される所定パターンの薄膜導体４ａ〜４ｃが
被着・形成されている。 【００２５】前記薄膜導体は、発熱抵抗体３の一端に共
通接続される共通電極としての薄膜導体４ａと、発熱抵
抗体３の他端とドライバーＩＣ５の端子電極５ａとを接
続する個別電極としての薄膜導体４ｂと、ドライバーＩ
Ｃ５に印画信号等を供給する制御信号線としての薄膜導
体４ｃとから成り、前記薄膜導体４ａ，４ｂは前述の発
熱抵抗体３に外部からの電力を印加する作用を、また薄
膜導体４ｃは外部からの印画信号や電力をドライバーＩ
Ｃ５に供給する作用を為す。ここで薄膜導体４ｂ，４ｃ
は、その一端を枠体６及び樹脂材７の上面を介してドラ
イバーＩＣ５の端子電極５ａ上まで延在させておくこと
によりドライバーＩＣ５の端子電極５ａに電気的に接続
される。 【００２６】これらの薄膜導体４ａ〜４ｃはアルミニウ
ム等の金属材料から成り、従来周知の薄膜手法、例えば
スパッタリング法及びフォトリソグラフィー技術を採用
することによって前述の発熱抵抗体３と同時に形成され
る。具体的には、まず部分グレーズ層２、ドライバーＩ
Ｃ５、枠体６及び樹脂材７を取着させた絶縁基板１の上
面全体にわたって発熱抵抗体３となる窒化タンタルと薄
膜導体４となるアルミニウムとを従来周知のスパッタリ
ング法によって順次、被着させ、次にこれらスパッタ膜
上に露光・現像の工程を経て所定パターンのフォトレジ
スト膜を被着・形成し、しかる後、前記スパッタ膜をエ
ッチングにてフォトレジスト膜のパターンに応じて微細
加工するとともに部分グレーズ層２上のアルミニウム膜
を一部窓開けすることにより発熱抵抗体３及び薄膜導体
４ａ〜４ｃが同時に形成される。このとき、枠体６の断
面は山状をなしており、薄膜導体４ｂ，４ｃの被着面が
なだらかであることから、これらのパターンを簡単かつ
良好に形成することができる。またこの場合、ドライバ
ーＩＣ５の上面の高さは部分グレーズ層２の頂部よりも
５μｍ〜２０μｍだけ低く設定されており、高度のパタ
ーン加工精度が要求される２つの箇所、即ち、発熱抵抗
体３が形成される部分グレーズ層２の頂部と端子電極５
ａが設けられるドライバーＩＣ５の上面とで露光条件が
近くなっているため、薄膜導体４ａ〜４ｃをフォトリソ
グラフィー技術によって正確に微細加工し易い。更にこ
の場合、ドライバーＩＣ５の周囲には枠体６が取着され
ており、この枠体６とドライバーＩＣ７の間には樹脂材
７が充填されているため、穴部１ａをレーザー等の照射
によって形成する際に穴部１ａの近傍に比較的大きな凹
凸が形成されても、これらの凹凸を前述した枠体６と樹
脂材７とで被覆し、薄膜導体４ｂ，４ｃの微細パターン
を穴部１ａの近傍でも良好に形成することができる。 【００２７】そして、このような絶縁基板１は、アルミ
ニウム等の良熱伝導性材料から成る放熱板８上に両面テ
ープ等の接着部材を介して載置され、該放熱板８の上面
で前記絶縁基板１を支持するとともに該基板１中の熱を
順次、吸収して大気中に放散させるようにしている。 【００２８】かくして上述したサーマルヘッドは、例え
ばインクリボンを用いてプラスチックカード等の硬質の
記録媒体Ｐに印画を行う場合、インクリボンと記録媒体
Ｐとをサーマルヘッドの表面に沿って搬送しながら前記
発熱抵抗体３をドライバーＩＣ５の駆動に伴って個々に
選択的にジュール発熱させ、該発熱した熱によってイン
クリボンのインクを加熱・溶融させるとともに、これを
記録媒体Ｐ側に押圧・転写して記録媒体Ｐに所定の印画
を形成することによってサーマルヘッドとして機能す
る。 【００２９】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更、改良等が可能であり、例えば、上述の形
態においては、複数のドライバーＩＣを複数の枠体によ
って個別に囲うようにしたが、これに代えて、複数のド
ライバーＩＣを１つの枠体によって共通に囲うようにし
ても良い。 【００３０】また上述の形態において、絶縁基板１の下
面で、ＩＣ埋設用の穴部１ａが存在していない領域に、
図３に示すような伝熱調整用の穴部１ｂを形成しておけ
ば、絶縁基板１内の熱の拡散がより均一になるため、絶
縁基板１の温度が部分グレーズ層２の被着領域にわたっ
て略等しくなり、印画の濃度むらが有効に防止されるよ
うになる。従って絶縁基板１の下面で、ＩＣ埋設用の穴
部１ａが存在していない領域に伝熱調整用の穴部１ｂを
形成しておくことが好ましい。更に上述の形態におい
て、発熱抵抗体３や薄膜導体４ａ〜４ｃの一部を窒化珪
素等で形成される耐磨耗層によって被覆したり、ドライ
バーＩＣ５の上面をエポキシ樹脂等で形成される保護膜
にによって被覆したりしても良く、このような保護膜を
形成しておくことにより記録媒体Ｐ等の摺接により発熱
抵抗体３等が磨耗したり、発熱抵抗体３やドライバーＩ
Ｃ５の電気回路が腐食されたりするのを有効に防止する
ことができる。 【００３１】 【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、絶縁
基板上に取着されるドライバーＩＣの周囲に、ドライバ
ーＩＣの上面よりも高い断面山状の枠体を取着させたこ
とから、プラスチックカード等の硬質の記録媒体をサー
マルヘッドの表面に沿って搬送しながら印画を行う際、
記録媒体に付着する大きな塵はドライバーＩＣの上面と
接する前に枠体と記録媒体とで押し潰され、小さな破片
に砕かれる。このような破片の一部がドライバーＩＣと
記録媒体との間に入り込んだとしても、前記枠体はドラ
イバーＩＣの上面よりも高く形成されており、ドライバ
ーＩＣと記録媒体との間には塵の破片を収容するのに十
分な隙間があるため、これらの破片が記録媒体によって
ドライバーＩＣの上面に押圧されることはなく、ドライ
バーＩＣの端子電極や回路パターンを良好な状態に維持
してサーマルヘッドの信頼性を向上させることができ
る。また本発明のサーマルヘッドによれば、絶縁基板上
に形成される穴部近傍を枠体−ドライバーＩＣ間に充填
される樹脂材で被覆するようにしたことから、穴部の形
成時において穴部近傍に比較的大きな凹凸や鋭利な角部
が形成されたとしても、それらが露出することなく樹脂
材でもって良好に被覆されることとなり、穴部近傍でも
薄膜導体の断線等を有効に防止し、薄膜導体の微細パタ
ーンを良好に形成することができる。更に本発明のサー
マルヘッドによれば、ドライバーＩＣの上面を前記部分
グレーズ層の頂部よりも５μｍ〜２０μｍ低く位置した
ことから、ドライバーＩＣと記録媒体との間に、枠体と
記録媒体とで砕かれた塵の破片を十分に収容するスペー
スを設け、このスペースによってドライバーＩＣの上面
に設けられる端子電極や回路パターンを塵の破片から良
好に保護することができることに加え、薄膜導体形成時
に高度のパターン加工精度が求められる部分グレーズ層
の頂部とドライバーＩＣの上面とで露光条件を近くなし
て、部分グレーズ層の頂部及びドライバーＩＣの上面の
双方で薄膜導体をフォトリソグラフィー技術によって正
確に微細加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーマルヘッドの一形態を示す平面図
である。 【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。 【図３】図１のサーマルヘッドの絶縁基板を下面側より
見た平面図である。 【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・・・・・絶縁基板 １ａ・・・・・・・・穴部 ３・・・・・・・・・発熱抵抗体 ４ｂ，４ｃ・・・・・薄膜導体 ５・・・・・・・・・ドライバーＩＣ ６・・・・・・・・・枠体 ７・・・・・・・・・樹脂材
である。 【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。 【図３】図１のサーマルヘッドの絶縁基板を下面側より
見た平面図である。 【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・・・・・絶縁基板 １ａ・・・・・・・・穴部 ３・・・・・・・・・発熱抵抗体 ４ｂ，４ｃ・・・・・薄膜導体 ５・・・・・・・・・ドライバーＩＣ ６・・・・・・・・・枠体 ７・・・・・・・・・樹脂材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/345
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】絶縁基板上に、断面山状を成す部分グレー
ズ層と、該部分グレーズ層の頂部に配列される複数の発
熱抵抗体と、上面に複数の端子電極を有するドライバー
ＩＣと、該ドライバーＩＣが埋設される穴部と、前記ド
ライバーＩＣの上面よりも高く、ドライバーＩＣを囲う
ように形成された断面山状の枠体と、前記ドライバーＩ
Ｃと枠体との間に充填される樹脂材と、一端がドライバ
ーＩＣの端子電極に接続されるように絶縁基板上面から
前記枠体及び前記樹脂材の上面を介してドライバーＩＣ
の端子電極上まで延在している薄膜導体とを有するサー
マルヘッドであって、 前記絶縁基板の穴部近傍を前記樹脂材により被覆すると
ともに、前記ドライバーＩＣの上面を部分グレーズ層の
頂部よりも５μｍ〜２０μｍ低く設定したことを特徴と
する サーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4557597A JP3477017B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4557597A JP3477017B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | サーマルヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10235917A JPH10235917A (ja) | 1998-09-08 |
| JP3477017B2 true JP3477017B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=12723158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4557597A Expired - Fee Related JP3477017B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3477017B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6401078B2 (ja) * | 2015-02-26 | 2018-10-03 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP4557597A patent/JP3477017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10235917A (ja) | 1998-09-08 |
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