JPH02297456A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はラインサーマルヘッドに関し、特に連続的に形
成された厚膜発熱抵抗体を有する厚膜型サーマルヘッド
の発熱要素を熱的に分離する為の構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の厚膜型ラインサーマルヘッドは、複数のクシ歯状
電極枝群を有する共通電極と、一対のりシ歯状電極枝の
中間に順次配列される複数の信号電極群と、クシ歯状電
極枝群を横断する様に形成された長尺状の発熱抵抗体厚
膜と、該発熱抵抗体を覆う保護膜とから構成されている
。信号電極を選択的に付勢する事により、付勢された信
号電極とその両隣りの電極波との間に発熱抵抗体を介し
て電流が流れ、発熱抵抗体は相隣る一対のクシ歯電極枝
の間の通電領域において発熱し、発熱要素を形成する。

発生した熱は保護膜を介してインクリボン又は感熱記録
紙に伝えられ印刷画素のプリントか行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしなから上述した従来の厚膜型ラインサーマルヘッ
ドにおいては、各発熱要素は互いに物理的に連続してお
り、単に局所的選択通電により局部的に発熱するに過ぎ
ない。従って選択的付勢の繰り返しや通電量のバラツキ
等により個々の発熱要素に生じた熱は一定でなく大量に
発生した場合には袢電領域を越えて隣接する発熱要素に
流入したりあるいは保護膜を介して個々の発熱要素の矩
形輪郭外に流出する。従って理想的には印刷画素の外形
形状は各発熱要素の形状に対応して矩形を有するはずで
あるか、実際には発生した熱か発熱要素の輪郭外に流出
する為、印刷画素の形状は広がりを有し、見かけ上印刷
画像の解１象度を低下させ印刷品質の劣化をもたらすと
いう問題点があった。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は前述した従来の厚膜型ラインサーマルヘッドの
問題点に鑑み、個々の発熱要素の熱的分離を行ない、直
線的な形状を有する印刷画素を再生する事を目的とする
。

この目的を達成する為に、本発明にがかる厚膜型ライン
サーマルヘッドは、基板上に配設され所定の間隔で形成
された電極枝群を有する共通電極と、離間する電極枝群
の間に順次整列され選択的にイ１勢される（Ｍ対電極群
と、該電極枝群及び信号電極群の整列に沿って連続的に
延設され相隣る電極波と信号電極の間に流れる電流を導
く通電領域を有し該通電領域に渡って自ら局部的に発熱
する事により個々の整列された発熱要素を形成する発熱
抵抗体とから構成され、加えて該発熱抵抗体を覆う様に
保護膜が形成され、該保護膜の表面内において個々の発
熱要素の輪郭に沿って複数の溝が形成されている。

〔作　　用〕

ラインサーマルヘッドは表面保護膜を介して感熱記録紙
又は熱転写リボンと当接した状態において、信号電極を
選択的に付勢し対応する発熱要素を駆動して印刷を行な
う。個々の発熱要素に発生した熱は表面の保護膜を介し
てこれと押圧的に接している感熱記録紙等の記録媒体に
伝達される。

本発明においては該保護膜の表面内には個々の発熱要素
の外形形状に対応して発熱要素を少くとも部分的に囲む
溝が形成されている。この溝部においては記録媒体は保
護膜と接触しておらず、従って溝部に対応する記録媒体
の部分には熱は伝達されない。換言すると、個々の発熱
要素の外形範囲を超えて熱が広がる事が無いので、印刷
された画素の形状はほぼ発熱要素のそれに一致しており
、常に一定品質の印刷画像か得られる。

〔実　施　例〕

以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明
する。第１図Ａは本発明にかかる厚膜型ラインサーマル
ヘッドの部分破断断面図であり、第１図Ｂは同じく部分
破断断面図である。なお第１図Ａは第１図Ｂに示ずＡ−
Ａ線に沿った断面図である。ただし尺度は相違している
。セラミック基板１の全面にガラス皮膜等からなる蓄熱
層２が形成されている。蓄熱層２はサーマルヘッドに生
じた熱が基板１に逃げるのを防止する機能を有する。

蓄熱層２の上面には複数のクシ歯状電極枝群３を有する
共通電極４が形成されている。各電極波３は所定の間隔
をおいて配置されている。同じ蓄熱層２の上面には複数
の信号電極群５が配設されている。各信号電極５は図示
しない駆動回路に接続されており選択的に付勢される。

各信号電極５は相隣る一対の電極波の中間に配置されて
いる。

交互に整列された電極枝群３及び信号電極群５を−６〜 横断して連続的に延設された長尺形状の発熱抵抗体６が
これら電極群に渡って形成されている。

発熱抵抗体６を覆う様に保護膜７が形成されている。保
護膜７の表面内には共通電極４の各電極波３に沿って長
尺状の発熱抵抗体６を横断する様に複数の溝８が形成さ
れている。溝の深さは２〜３郁で充分であり、下層の発
熱抵抗体６には到らない。

次に第１図Ａ及びＢに示すラインサーマルヘッドの動作
について説明する。信号電極群５を選択的に付勢すると
、付勢された信号電極５とその両隣りの一対の電極波３
間に発熱抵抗体６を介して電流が流れる。該一対の電極
波３の間の通電領域に渡って発熱抵抗体６は自ら発熱し
、個々の発熱要素９を形成する。本実施例の場合個々の
発熱要素は一対の相隣る電極波３及び発熱抵抗体６の長
手方向両端によって囲まれた矩形輪郭を有する。

複数の溝８は個々の発熱要素９の少くとも輪郭の一部に
沿って形成されており個々の発熱要素９を熱的に分離す
る機能を有する。すなわち記録媒体を保護膜７の表面に
密着させた状態で信号電極５を選択的に付勢すると、対
応する発熱要素９が発熱し、その熱は保護膜７を膜厚方
向に移動し、記録媒体に到達する。この結果感熱的に画
素の印刷が行なわれるが、記録媒体は溝部８において保
護膜７と密着しておらすこの部分において熱は記録媒体
に到達しない。換言すると溝８は各発熱要素９の外形範
囲を超えて熱か平面的に広がり記録媒体に伝わるのを防
止している。従って印刷された画素の外形は実質的に発
熱要素９の矩形形状に一致し、常に一定寸法の印刷画素
を得る事が可能である。

第１図Ａ及びＢに示ず厚膜型ラインサーマルヘッドの製
造方法を説明する。本発明にかかるサーマルヘッドは実
際的には発熱要素密度が６個／＋ｎ＋ｎであり、総発熱
要素個数が５１２個であり、発熱要素の整列ピッチか０
．１００ｍｍに設定されている。

まずセラミック基板上全面に渡ってスクリーン印刷によ
りガラスペーストを塗布した後焼成して蓄熱層を形成す
る。次にスクリーン印刷によりＡｕ導体ペーストを塗布
し焼成して導体皮膜を形成する。この皮膜をホトリソグ
ラフィー及びエツチング技術により所定の形状にパタニ
ングして第１図Ｂに示す様なりシ歯状の電極枝群を有す
る共通電極及び複数の信号電極群を形成する。

続いてスクリーン印刷により例えば酸化ルテニウム系の
抵抗ペーストを共通電極のクシ歯状電極枝群を横切る様
に延在させて長尺状に塗布した後焼成して発熱抵抗体を
形成する。発熱抵抗体を覆う様にスクリーン印刷法によ
りガラスペーストを塗布し焼成して表面保護膜を形成す
る。保護膜の厚みは例えば８μｍに設定される。

最後に保護膜表面内に共通電極の各電極波に沿って幅２
０庫及び長さ２５０ＩＵの溝を形成する。

溝の幅は相隣る発熱要素を熱的に分離するに充分な寸法
が選ばれ溝の長さは長尺状発熱抵抗体の幅を完全に横切
るのに充分な寸法に設定される。

かかる溝を形成するにはまず、液状のネガ型フォトレジ
スト（例えば東京応化工業株式会社製０ＭＲ８７４５０
ＣＰ）を３μｍの厚みで塗布し乾燥した後、所定のスリ
ットパタンを有するマスクを用いて露光現像を行なう。

この結果溝を形成すべき部分の保護膜表面のみが選択的
に露出される。ついでＨＦ（４９％溶液）とＮＨ４Ｆ　
（４０％溶液）を１対６の割合で混合したエツチング浴
を調整し、この浴にサーマルヘッド基板を浸漬し１８分
間ガラス保護膜のエツチングを行なう。その結果深さ約
４ｍの熱的分離用溝が形成される。満の深さは単に密着
する記録媒体との接触か避けられれば充分であり２負１
から３庶以上が好ましい。たたし表面保護膜の膜厚８μ
ｍを超えてエツチングを行なうのは下層の発熱抵抗体に
到達する結果となるので好ましくない。

第２図は本発明にかかるラインサーマルヘッドの他の実
施例を示す平面図であり、第１図Ｂに示す実施例と同一
の部分には同一の符号を付している。この実施例におい
ては、表面保護膜内において、相隣る発熱要素９を熱的
に分離する為に各電極波３に沿って形成された溝８ａの
他に、長尺状発熱抵抗体６の長手方向両端部に沿って溝
８ｂが形成されている。これら一対の溝８ａ及び一対の
溝８ｂによって個々の発熱要素９は完全に矩形形状に囲
まれる。従って得られる印刷画素の形状もより矩形に近
いものとなる。

第３図はさらに他の実施例を示す平面図であり第１図Ｂ
に示す実施例と同一の部分には同一の符号が付されてい
る。この実施例においては、保護膜の表面内において個
々の発熱要素９を矩形形状に囲む溝８ａ及び８ｂの他に
各発熱要素９を三方する様に各信号電極５に沿って追加
の溝８ｃが形成されている。この溝８ｃにより発熱要素
９は二分割され見かけ上の解像度が向上する。

〔発明の効果〕

本発明にかかるラインサーマルヘッド表面に設けられた
溝部の熱的分離効果を調べる為に、実際に感熱プリンタ
に装着して印刷を行ない印刷画素の形状を観察した。併
せて比較の為溝部を有さない従来のラインサーマルヘッ
ドについても同様の試験を行なった。結果を第４図Ａな
いし第４図りに示す。各図ともに実際に印刷された単一
画素の拡大形状を示す平面図である。

第４図Ａは保護膜表面内に熱的分離用の溝が形成されて
いない従来のラインサーマルヘッドによって得られた印
刷画素形状を示す。図から明らかな様に、画素形状は前
後左右にふくらんでいる。

これは発熱要素により発生した熱が保護膜の両方向に広
がった結果である。かかる画素形状で印刷画像を再生し
た場合各画素間の境界が明瞭で無い為、見掛は上の解像
度が劣る。

第４図Ｂは第１図Ａ及びＢに示すラインサーマルヘッド
により印刷された画素の形状を示す。各発熱要素が一対
の溝により長手方向に熱的に分離されているので、画素
の左右外形線はシャープな直線となっている。しかしな
がら上下の外形線は発熱の広がりにより曲線形状である
。第４図Ａに示す従来例にかかる画素形状に比し、発熱
要素の輪郭により忠実である。

第４図Ｃは第２図に示すラインサーマルヘッドにより印
刷された画素の形状を示す。この場合には各発熱要素が
合計４本の溝により矩形に囲まれており周囲からほぼ完
全に熱的に分離されている為、得られた印刷画素の外形
も実質的に矩形であり極めてシャープな画素が得られる
。

第４図りは第３図に示すラインサーマルヘッドにより得
られた画素の外形を示す。この場合には、サーマルヘッ
ドの各発熱要素は４本の溝によって矩形に囲まれている
事に加えて、さらに中央部に形成された追加の溝によっ
て左右に三方されている。従って得られた画素は概略矩
形でありさらに見掛は上二分割された構成となっており
解像度も見掛は上さらに向上する。

以上説明した様に本発明によれば、ラインサーマルヘッ
ドの連続発熱抵抗体上に形成された各発熱要素は、保護
膜表面内に形成された溝によって互いに熱的に分離して
いる為、かかるサーマルヘッドによって得られた印刷画
素は従来に比し直線的な外形を有するので、このような
画素の集合により画像を再生した場合見掛は上解像度が
向上するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明にかかるサーマルヘッドの部分破断断
面図、第１図Ｂは同じく部分破断平面図、第２図は本発
明にかがるサーマルヘッドの他の実施例を示す部分破断
平面図、第３図は本発明にががるサーマルヘッドのさら
に他の実施例を示す部分破断平面図、第４図Ａは従来の
サーマルヘッドにより印刷された画素の形状を示す拡大
平面図、第４図Ｂは第１図Ａ及びＢに示すサーマルヘッ
ドにより印刷された画素の形状を示す拡大平面図、第４
図Ｃは第２図に示すサーマルヘッドにより印刷された画
素の形状を示す拡大平面図、及び第４図りは第３図に示
すサーマルヘッドにより印刷された画素の形状を示す拡
大平面図である。 １″・°基　　板、　　　　２・・・蓄熱層、３・・・
電極枝、　　　　４・・・共通電極、５・・・信号電極
、　　　　６・・・発熱抵抗体、７・・・保護膜、　　
　　８．８ａ、８ｂ、８ｃ　・＝溝、９・・・発熱要素
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板と、該基板上に配設され所定の間隔で形成され
   た電極枝群を有する共通電極と、離間する電極枝群の間
   に順次整列され選択的に付勢される信号電極群と、該電
   極枝群及び信号電極群の整列に沿って連続的に延設され
   相隣る電極枝と信号電極の間に流れる電流を導びく通電
   領域を有し該通電領域に渡って自ら局部的に発熱する事
   により個々の整列された発熱要素を形成する発熱抵抗体
   と、該発熱抵抗体を覆う様に配設された保護膜と、該保
   護膜表面内において個々の発熱要素の輪郭に沿って形成
   された複数の溝より構成される熱的分離手段とからなる
   サーマルヘッド。 ２、該共通電極はクシ歯状に形成された電極枝群を有し
   、該信号電極群は相隣るクシ歯状電極枝の中間に各々配
   置され、該発熱抵抗体はクシ歯状電極枝群を横断する様
   に延設された長尺形状を有し相隣る一対のクシ歯状電極
   枝の間に渡って個々の発熱要素を形成するとともに、該
   熱的分離手段は各クシ歯電極枝に沿って設けられた複数
   の溝を含む請求項１に記載のサーマルヘッド。 ３、該熱的分離手段は各信号電極に沿って形成された複
   数の溝を含む請求項２に記載のサーマルヘッド。 ４、該熱的分離手段は発熱抵抗体の長手方向両端部に沿
   って形成された複数の溝を含む請求項２又は３に記載の
   サーマルヘッド。