JP3481809B2 - サーマルヘッド - Google Patents

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ものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図２に
示す如く、アルミナセラミックス等から成る基板１１の
上面に、蓄熱層としての部分グレーズ層１２を被着させ
るとともに、該グレーズ層１２上に発熱抵抗体１３及び
一対の電極１４を順次、被着させた構造を有しており、
インクリボンｉ及び記録紙ｐを外部のプラテンローラＲ
等を用いて発熱抵抗体１３上に順次搬送させながら前記
発熱抵抗体１３を印画信号に基づいて選択的にジュール
発熱させるとともに、該発熱した熱をインクリボンｉに
伝導させてインクリボンｉのインクを加熱・溶融させ、
これを記録紙ｐに押圧・転写させることによって印画を
形成するようになっている。 【０００３】またこのような従来のサーマルヘッドは、
部分グレーズ層１２の断面形状が山型であることから、
インクリボンｉ及び記録紙ｐは部分グレーズ層１２の頂
部付近でサーマルヘッド側に最も強く押圧される。この
ため、発熱抵抗体１３上に搬送されるインクリボンｉ及
び記録紙ｐは部分グレーズ層１２の頂部を起点として互
いに引き剥がされるようになっていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、インクリボ
ンｉのインクは発熱抵抗体１３の加熱によって約１２０
℃の温度まで上昇した後、少し冷却してから（例えば６
０〜８０℃の温度まで下がってから）記録紙ｐより引き
剥がすのが良いとされている。その理由は、インクの温
度が高いときにインクリボンｉを記録紙ｐより引き剥が
すと、記録紙ｐに一旦転写されたインクが再度インクリ
ボンｉ側に戻ってしまうことがあり、またインクの温度
が低いときにインクリボンｉを記録紙ｐより引き剥がす
と、インクの切れが悪くなって印画ドットを所定形状に
なすことが困難になるからである。しかしながら、上述
した従来のサーマルヘッドにおいては、インクリボンｉ
及び記録紙ｐが部分グレーズ層１２の頂部付近でサーマ
ルヘッド側に最も強く押圧され、発熱抵抗体１３上に搬
送されたインクリボンｉ及び記録紙ｐは前記押圧部を起
点に引き剥がされるようになっている。このため、イン
クリボンｉが加熱・溶融されてから記録紙ｐより引き剥
がされるまでの間、インクリボンｉが走行する距離は極
めて短く、高速印画を行うにあたってインクリボンｉ等
の搬送速度を上げると、インクリボンｉのインクが十分
冷却されないうちに記録紙ｐより引き剥がされるここと
なり、この場合、記録紙ｐに一旦転写されたインクが再
度インクリボンｉ側に戻ってしまい、所期の印画を形成
することができなくなるという欠点を有していた。 【０００５】 【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、本発明のサーマルヘッドは、基板の
上面に断面山型の部分グレーズ層を被着させるとともに
該グレーズ層上に発熱部を取着させてなり、インクリボ
ン及び記録紙を発熱部上に順次搬送しながらインクリボ
ン及び記録紙を基板側に押圧し、この状態で発熱部の発
する熱によってインクリボンのインクを溶融させ、該溶
融したインクを記録紙に転写させることにより印画を形
成するサーマルヘッドであって、前記部分グレーズ層
は、発熱部近傍で、且つ発熱部に対してインクリボン及
び記録紙の搬送方向下流側に先端部が発熱部よりも背高
の突部を有していることを特徴とする。 【０００６】 【０００７】 【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
形態を示す断面図であり、１は基板、２は部分グレーズ
層、２ａは部分グレーズ層２の突部、３は発熱部として
の発熱抵抗体、ｉはインクリボン、ｐは記録紙である。 【０００８】前記基板１はアルミナ等の電気絶縁性材料
により形成されており、その上面で部分グレーズ層２及
び発熱抵抗体３等を支持する作用を為す。 【０００９】前記基板１は、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と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。 【００１０】また前記基板１の上面には断面山型の部分
グレーズ層２が被着されている。前記部分グレーズ層２
は、ガラスやポリイミド樹脂等の低熱伝導性材料により
形成されており、その頂部付近に被着される発熱抵抗体
３の発する熱を適当な温度となるように蓄積し、サーマ
ルヘッドの熱応答特性を良好に維持する蓄熱層としての
作用を為す。 【００１１】また前記部分グレーズ層２の頂部付近には
発熱抵抗体３が被着されており、その両端には一対の電
極４が接続されている。 【００１２】前記発熱抵抗体３は、窒化タンタル等の電
気抵抗材料から成っているため、一対の電極４を介して
外部電源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ｉのインクを加熱・溶融させるのに必
要な温度となる。 【００１３】また一方、前記発熱抵抗体３の両端に接続
される一対の電極４は、前記発熱抵抗体３にジュール発
熱を起こさせるのに必要な所定の電力を印加するための
ものであり、例えばアルミニウムや銅等の金属により形
成される。 【００１４】尚、これら発熱抵抗体３及び一対の電極４
は、従来周知の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、それぞれ所定の厚み
をもって被着・形成される。 【００１５】そして、このような発熱抵抗体３等が取着
されている部分グレーズ層２の表面には、発熱抵抗体３
に対してインクリボンｉ及び記録紙ｐの搬送方向下流側
に先端部が発熱抵抗体３よりも背高の突部２ａを有して
いる。 【００１６】前記突起２ａは、発熱抵抗体３の近傍に、
前記部分グレーズ層２の一部を隆起させて形成したもの
で、その幅は５０〜２００μｍ、高さ（部分グレーズ層
２の頂部と突部２ａの先端部との高さの差）は２〜１０
μｍに設定され、印画に際してインクリボンｉ及び記録
紙ｐが押圧される被押圧部としての作用を為す。 【００１７】このように、印画に際してインクリボンｉ
等が押圧される部分グレーズ層２の突部２ａを適当な
幅、高さになしておくことで、発熱抵抗体３によって加
熱・溶融されたインクの温度がインクリボンｉを記録紙
ｐより引き剥がすのに適した温度（例えば６０〜８０
℃）となるまでの間、インクリボンｉ及び記録紙ｐを部
分グレーズ層２に対して押圧させ続けることができる。
従って、高速印画を行うにあたりインクリボンｉ等の搬
送速度を上げる場合であっても、インクリボンｉのイン
クが十分に冷却されてからインクリボンｉを記録紙ｐよ
り引き剥がすことができ、記録紙ｐに良好で鮮明な印画
を形成することが可能になる。 【００１８】また前記突部２ａの高さを２〜１０μｍの
範囲に設定しておけば、印画に際してインクリボンｉを
突部２ａに対して十分な強さで押圧させながら発熱抵抗
体３の発する熱をインクリボンｉ側に良好に伝導させる
ことができ、これによって、より鮮明な印画の形成が可
能になる。従って突部２ａの高さは２〜１０μｍの範囲
に設定しておくことが好ましい。 【００１９】更に前記突部２ａの上面及び側面間に曲率
半径５〜２０μｍのＲ面を形成しておけば、印画の際、
インクリボンｉや記録紙ｐの突部２ａに対する摺接がよ
り滑らかになり、インクリボンｉ及び記録紙ｐを良好か
つ安定的に搬送させることができる。従って突部２ａの
上面及び側面間に曲率半径５〜２０μｍのＲ面を形成し
ておくことが好ましい。 【００２０】尚、前述のような突部２ａを有した部分グ
レーズ層２は、例えばガラスから成る場合、まず所定の
ガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷法等によっ
て基板１の上面に３０〜２００μｍの厚みに印刷・塗布
し、これを高温（1000〜1200℃）で焼き付けた後、その
表面に突部２ａが形成される箇所を除くようにしてエッ
チング処理し、最後にガラス全体を８００〜１０００℃
の温度で溶融させ外形を滑らかになすことにより形成さ
れる。 【００２１】かくして上述した本発明のサーマルヘッド
は、インクリボンｉ及び記録紙ｐを外部のプラテンロー
ラＲ等を用いて発熱抵抗体３上に順次搬送させながら、
インクリボンｉ及び記録紙ｐを基板１側に押圧し、この
状態で前記発熱抵抗体３を印画信号に基づいて選択的に
ジュール発熱させるとともに、該発熱した熱によってイ
ンクリボンｉのインクを加熱・溶融させ、これを記録紙
ｐに押圧・転写させることによって記録紙に所定の印画
が形成される。 【００２２】尚、本発明は上記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、上記形態のサーマ
ルヘッドにおいて、サーマルヘッドの耐磨耗性及び耐腐
食性を向上させるために部分グレーズ層２上に取着させ
た発熱抵抗体３等の表面に窒化珪素等から成る保護膜を
被着させておいても良い。この場合、保護膜がインクリ
ボンｉに直に摺接されることとなり、発熱抵抗体３の発
する熱は発熱抵抗体３上の保護膜を介してインクリボン
ｉに伝導される。 【００２３】また上記形態のサーマルヘッドにおいて
は、突部２ａを部分グレーズ層２と同一材料で形成した
が、これに代えて、突部２ａを部分グレーズ層中に銅や
ニッケル等の金属材料を埋め込んで形成しても良い。こ
の場合、突部２ａの中に埋め込まれる金属材料はガラス
に比し熱伝導率が大きいので、インクリボンｉが突部２
ａに摺接するとき、インクリボンｉが速やかに冷却され
るようになる。 【００２４】 【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、発熱
部近傍で、かつ発熱部に対してインクリボン及び記録紙
の搬送方向下流側に先端部が発熱部よりも背高の突部を
設けたことから、印画の際、発熱部によって加熱・溶融
されたインクの温度がインクリボンを記録紙より引き剥
がすのに適した温度となるまでの間、インクリボン及び
記録紙を部分グレーズ層に対し押圧させ続けることがで
きる。従って、高速印画を行うにあたりインクリボン等
の搬送速度を上げる場合であっても、インクリボンのイ
ンクが十分に冷却されてからインクリボンを記録紙より
引き剥がすことができ、記録紙に良好で鮮明な印画を形
成することが可能になる。

【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断面図
である。 【図２】従来のサーマルヘッドの断面図である。 【符号の説明】 １ 基板 ２ 部分グレーズ層 ２ａ 突部 ３ 発熱抵抗体（発熱部） ｉ インクリボン ｐ 記録紙

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】基板の上面に断面山型の部分グレーズ層を
   被着させるとともに該グレーズ層上に発熱部を取着させ
   てなり、インクリボン及び記録紙を発熱部上に順次搬送
   しながらインクリボン及び記録紙を基板側に押圧し、こ
   の状態で発熱部の発する熱によってインクリボンのイン
   クを溶融させ、該溶融したインクを記録紙に転写させる
   ことにより印画を形成するサーマルヘッドであって、 前記部分グレーズ層は、発熱部近傍で、且つ発熱部に対
   してインクリボン及び記録紙の搬送方向下流側に先端部
   が発熱部よりも背高の突部を有していることを特徴とす
   るサーマルヘッド。