JPH0280261A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば感熱記録装置に適用されるサーマルヘ
ッドに関する。

（従来の技術） 従来、この種のサーマルヘッドとして例えば次のような
ものがある。第１１図はその構成を示すもので、このサ
ーマルヘッドは例えばセラミックスまたはアルミナから
なる絶縁基板１上に、方形状をなす複数の発熱抵抗体２
ａ、２ｂ・・・を一定の間隔で平行に配設し、かつこれ
らの発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・の両端部に発熱抵抗体
２ａ、２ｂ・・・と同幅で方形状の第１のリード電極３
ａ、３ｂ・・・および第２のリード電極４ａ、４ｂ・・
・をそれぞれ重ねて設けたものである。なお、５ａ、５
ｂ・・・および６ａ、６ｂ・・・は上記第１および第２
のリード電極３ａ、３ｂ・・・および４ａ、４ｂ・・・
に接続された第１および第２の外部端子である。このよ
うなサーマルヘッドを用いれば、上記第１および第２の
外部端子５ａ、５ｂ・・・および６ａ、６ｂ・・・を介
して発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・を通電駆動することに
より、発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・の形状および大きさ
に応じたドツト印字を行なうことができる。

一方、第１４図は従来の別のサーマルヘッドを示すもの
で、このサーマルヘッドは絶縁基板１上に、リード電極
接続用端部を除いた中間部の形状が平行四辺形をなす複
数の発熱抵抗体１０ａ。

１０ｂ・・・を一定間隔で平行配設したものである。

この種のサーマルヘッドでは、各発熱抵抗体１０ａ、１
０ｂ・・・の電流分布が例えば第１５図に示すように幅
方向の中心部分において密に、また両側部において粗と
なる。

以下、発熱抵抗体１０ａ、１０ｂ・・・の電流分布が上
述のようになることを説明する。すなわち、発熱抵抗体
１０ａ、１０ｂ・・・内のある点における電流ｉは電圧
をＶ、導電率をσとすると、電磁見学より、 で表わされる。これにより、電圧Ｖは なるラプラス方程式になる。このラプラス方程式は境界
要素法で解くことができ、その分布を図示すると第１５
図のようになる。この図において、黒点が測定点であり
、線の向きがその測定点における電流の流れる向き、そ
して線の長さがその測定点での電流の大きさを表してい
る。そしてこの図から、発熱抵抗体１０ａ、１０ｂ・・
・の中央部分に向うに従って電流が大きくなっているこ
とが分る。

ここで、発熱抵抗体１０ａ、１０ｂ・・・内のある点で
の発熱量Ｅは次式により求めることができる。

ただし、ここでＲは発熱抵抗体１０ａ、１０ｂ・・・の
抵抗値である。

−Ｒｉ２ この式より、発熱ＱＥは電流ｉの２乗に比例する。

従って、発熱抵抗体１０ａ、１０ｂ・・・の中心部分に
おいて発熱量が大きい。しかして、発熱抵抗体２ａ、２
ｂ・・・に供給する電流値を可変することにより実質的
な発熱面積、つまり記録用紙に形成されるドツトの大き
さを可変することができ、これにより階調記録を確実か
つ鮮明に行なえる。

ところで、これらのサーマルヘッドは薄膜技術を用いて
例えば次のように作成される。すなわち、第１２図にそ
の断面構造を示すように、絶縁基板１上に先ずガラス等
の保温層（熱抵抗層）７を形成し、その上に発熱抵抗体
用のマスクをセットして例えば窒化タンタル、ニクロム
または酸化すず等をスパッタ蒸着することにより発熱抵
抗体２ａ。

２ｂ・・・および１０ａ、１０ｂ・・・を形成する。そ
して、この発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・および１０ａ。

１０ｂ・・・の両端部に電極用マスクを位置合わせした
のち、フォトエツチング（Ｐ　Ｅ　Ｐ）によって第１お
よび第２のリード電極３ａ、３ｂ・・・および４ａ、４
ｂ・・・をそれぞれ形成し、これらの上に酸化防止用の
耐酸化層（抵抗体保護層）８および耐摩耗層９を順次塗
布して形成する。

ところが、前記従来の各サーマルヘッドは、先に述べた
ようにいずれも発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・または１０
ａ、１０ｂ・・・に対しその幅と同じ幅の第１および第
２のリード電極３ａ、３ｂ・・・および４ａ、４ｂ・・
・を設けている。このため、第１および第２のリード電
極３ａ、３ｂ・・・および４ａ。

４ｂ・・・を形成する際に、電極用マスクの位置が少し
でもずれると、例えば第１３図および第１６図に示すよ
うに発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・および１０ａ、１０ｂ
・・・に対する第１および第２のリード電極３ａ、３ｂ
・・・および４ａ、４ｂ・・・の接触位置がずれてしま
うことになる。このように発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・
および１０ａ、１０ｂ・・・に対する第１および第２の
リード電極３ａ、３ｂ・・・および４ａ、４ｂ・・・の
接触位置がずれると、第１１図のサーマルヘッドでは発
熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・における電流の流通領域が狭
められて、その結果印字ドツトの大きさが小さくなり、
また第１４図のサーマルヘッドでは第１６図に示した通
り発熱抵抗体１０ａ、１０ｂ・・・の電流分布が変化す
るため所期の階調が得られなくなり、極めて好ましくな
かった。

一方、このようなサーマルヘッドの製造上のバラツキを
低減するには電極用マスクの位置合わせ精度を高めれば
よいが、抵抗体用マスクと電極用マスクとの間には寸法
誤差があるため、発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・および１
０ａ、１０ｂ・・・に対する第１および第２のリード電
極３ａ、３ｂ・・・および４ａ、４ｂ・・・の位置ずれ
を皆無にすることは極めて難しかった。また、たとえマ
スクの寸法誤差をほぼ零にできたとしても、マスクの位
置合わせは手作業で行なっており、しかも発熱抵抗体２
ａ。

２ｂ・・・および１０ａ、１０ｂ・・・の配列密度は例
えば１６ドツト／ＪＩＩＩ＋というように高密度なため
、位置合わせ精度を高めることには限界があり、この結
果ヘッド間のバラツキを無くすことは事実上不可能だっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如〈従来のサーマルヘッドは、発熱抵抗体と第１
および第２のリード電極とが同じ幅となっているため、
製造時においてマスクの寸法精度や位置合わせ精度によ
っては、発熱抵抗体に対するリード電極の接触量が変化
してしまい、この結果記録ドツトの大きさが変化してし
まうという問題点を有するものである。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、製造時において発熱抵抗体と第
１および第２のリード電極とが所定の状態から若干ずれ
ても、記録用紙に形成されるドツトの大きさを一定に保
てるようにし、これにより、高精度のマスクやその位置
合わせを必要とすることなく、ヘッド間でバラツキがな
く、かつ安定で高品質な記録を行ない得るサーマルヘッ
ドを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、絶縁基板上に複数の発熱抵抗体を所定の間隔
で平行に配列形成すると共に、前記複数の発熱抵抗体の
両端にそれぞれ接続される一対のリード電極を所定の間
隔で平行に配列形成してなるサーマルヘッドにおいて、
前記リード電極の前記発熱抵抗体との接続部の幅を前記
発熱抵抗体の幅とは異なる幅に設定するようにした。

（作用） このような手段を講じたことにより、製造時においてマ
スクの位置合わせの誤差やマスクの寸法精度の誤差によ
って発熱抵抗体に対するリード電極の位置がずれたとし
ても、発熱抵抗体とリード電極との電気的な接触状態は
変化しない。従って、発熱抵抗体は常に所定の状態で発
熱することになる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係るサーマルヘッドの
平面図である。なお、第１１図と同一部分には同一符号
を付し、その詳細な説明は省略する。

ここで本実施例が特徴とするところは、ｔＢ１１図示の
如く発熱抵抗体の形状が方形であるサーマルヘッドにお
いて、発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・の−端に、この発熱
抵抗体２ａ、２ｂ・・・の幅よりも広い幅を有する第１
のリード電極１１ａ、ｌｌｂ・・・を設け、また発熱抵
抗体２ａ、２ｂ−の他端に発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・
の幅よりも広い幅を有する第２のリード電極１２ａ、１
２ｂ・・・を設けた点である。

これにより、製造時のマスクの位置合せの誤差やマスク
の寸法精度の誤差等によって、第１および第２のリード
電極１１ａ、ｌｌｂ・・・が若干ずれても、ずれの量が
例えば第２図に示す如く第１および第２のリード電極１
１ａ、ｌｌｂ・・・および１２ａ、１２ｂ・・・の側縁
が発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・に入り込まない程度であ
れば、発熱抵抗体２ａ。

２ｂ・・・内において電流は均等に流れ、従って記録用
紙には所定の大きさのドツトが形成される。

なお、本実施例は第３図に示すようなサーマルヘッドに
対しても適用が可能である。

第３図がこのサーマルヘッドの平面図である。

この第３図のサーマルヘッドでは、製造時のマスクの位
置合せの誤差やマスクの寸法精度の誤差等によって、第
１および第２のリード電極２１ａ。

２１ｂ・・・および２２ａ、２２ｂ・・・が若干ずれて
も、ずれの量が例えば第４図に示す如く第１および第２
のリード電極２１ａ、２１ｂ・・・および２２ａ。

２２ｂ・・・の側縁が発熱抵抗体に入り込まない程度で
あれば、第６図に示す如く第５図に示す発熱抵抗体１０
ａ、１０ｂ・・・に対して第１および第２のリード電極
３ａ、３ｂ・・・および４ａ、４ｂ・・・が所定の位置
に形成されているときの電流分布と同じ電流分布（最適
な電流分布）が得られ、これにより所望の階調制御を行
なうことができる。

第７図は本発明の第２の実施例に係るサーマルヘッドの
平面図である。なお、第１１図と同一部分には同一符号
を付し、その詳細な説明を省略する。

ここで、本実施例が特徴とするところは、第１１図の如
く発熱抵抗体の形状が方形であるサーマルヘッドにおい
て、発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・の両端に、この発熱抵
抗体２ａ、２ｂ・・・の幅よりも狭い幅を有する第１お
よび第２のリード電極７１ａ、７１ｂ−・−および７２
ａ、７２ｂ−・−を設けた点である。

これにより、製造時のマスクの位置合せの誤差やマスク
の寸法精度の誤差等によって、発熱抵抗体２ａ、２ｂ・
・・に対して第１および第２のリード電極７１ａ、７１
ｂ−・・および７２ａ、７２ｂ−が若干ずれても、ずれ
の量が例えば第８図に示す如く第１および第２のリード
電極１１ａ、ｌｌｂ・・・および１２ａ、１２ｂ・・・
が発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・からはみ出さない程度で
あれば、記録用紙に形成されるドツトの大きさは所定の
大きさとなる。

なぜならば、発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・のうちの第１
および第２のリード電極７１ａ、７１ｂ・・・および７
２ａ、７２ｂ・・・の幅よりはみ出している部分は中央
部に比べて抵抗値が高く、電流量は少ない。

従って、この部分の発熱量は小さく、記録用紙を発色さ
せたり、インクフィルムのインクを溶かすことが困難と
なる。すなわち、記録用紙にドツトを形成するのは実質
的に第１のリード電極７１ａ。

７１ｂ・・・と第２のリード電極７２ａ、７２ｂ・・・
とに挟まれた部分であり、その面積は、第１および第２
のリード電極が発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・の幅よりは
み出さない限り同じになるからである。

なお、本実施例は第１４図に示すようなサーマルヘッド
に対しても同様に適用が可能であり、この場合には、製
造時のマスクの位置合せの誤差やマスクの寸法精度の誤
差等によって、第１および第２のリード電極が若干ずれ
ても、ずれの二が第１および第２のリード電極が発熱抵
抗体からはみ出さない程度であれば、発熱抵抗体に対し
て第１および第２のリード電極が所定の位置に形成され
ているときの電流分布と同じ電流分布（最適な電流分布
）が得られ、これにより所望の階調制御を行なうことが
できる。

第９図は本発明の第３の実施例に係るサーマルヘッドの
平面図である。なお、第１１図と同一部分には同一符号
を付し、その詳細な説明を省略する。

ここで本実施例が特徴とするところは、第１１図示の如
く発熱抵抗体の形状が方形であるサーマルヘッドにおい
て、発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・の−端に、この発熱抵
抗体２ａ、２ｂ・・・の幅よりも広い幅を有する第１の
リード電極９１ａ、９１ｂ・・・を設け、更に、発熱抵
抗体２ａ、２ｂ・・・の他端に、この発熱抵抗体２ａ、
２ｂ・・・の幅よりも狭い幅を有する第２のリード電極
９２ａ、９２ｂ・・・を設けた点である。

これにより、製造時のマスクの位置合せの誤差やマスク
の寸法精度の誤差等によって、発熱抵抗体２ａ、２ｂ・
・・に対して第１および第２のリード電極ＣＪ１ａ、９
１ｂ−・・および９２ａ、９２ｂ・・・が例えば第８図
に示す如く若干ずれても、ずれの量が第１のリード電極
９１ａ、９１ｂ・・・の側縁が発熱抵抗体に入り込まな
い程度で、かつ第２のリード電極９２ａ、９２ｂ・・・
が発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・からはみ出さない程度で
あれば、記録用紙に形成されるドツトの大きさは所定の
大きさとなる。

従って、この実施例においても、前記各実施例と同様に
第１および第２のリード電極９１ａ。

９１ｂ・・・および９２ａ、９２ｂ・・・の形成位置が
多少ずれても発熱抵抗体２ａ、２ｂ・・・に対する電流
供給条件を一定に保つことができ、これにより所望の記
録を行ない得る。

なお、本実施例は第１４図に示すようなサーマルヘッド
に対しても同様に適用が可能であり、この場合には、製
造時のマスクの位置合せの誤差やマスクの寸法精度の誤
差等によって、第１および第２のリード電極が若干ずれ
ても、ずれの量が発熱抵抗体が第１のリード電極からは
み出さない程度で、かつ第２のリード電極が発熱抵抗体
からはみ出さない程度であれば、発熱抵抗体に対して第
１および第２のリード電極が所定の位置に形成されてい
るときの電流分布と同じ電流分布（最適な電流分布）が
得られ、これにより所望の階調制御を行なうことができ
る。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではない
。たとえば、発熱抵抗体およびリード電極は上述した形
状のものには限られない。また、第３の実施例において
、第１のリード電極の幅を発熱抵抗体の幅より広くし、
また第２のリード電極の幅を発熱抵抗体より狭くしたが
、逆に第１のリード電極の幅を発熱抵抗体の幅より狭く
し、また第２のリード電極の幅を発熱抵抗体より広くし
ても良い。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形実施が可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、絶縁基板上に複数の発熱抵抗体を所定
の間隔で平行に配列形成すると共に、前記複数の発熱抵
抗体の両端にそれぞれ接続される一対のリード電極を所
定の間隔で平行に配列形成してなるサーマルヘッドにお
いて、前記リード電極の前記発熱抵抗体との接続部の幅
を前記発熱抵抗体の幅とは異なる幅に設定するようにし
たので、製造時においてマスクの位置合わせの誤差やマ
スクの・Ｊ゛法精度の誤差によって発熱抵抗体に対する
リード電極の位置がずれたとしても、発熱抵抗体とリー
ド電極との電気的な接触状態は変化せず、従って、発熱
抵抗体は常に所定の状態で発熱することになる。これに
より、ヘッド間でバラツキがなく、かつ安定で高品質な
記録を行なうことができるサーマルヘッドとなる。また
、発熱抵抗体に対するリード電極あ形成位置が若干ずれ
ても上述の如く問題無いため、製造時のＰＥＰ工程にお
けるマスクの位置合わせの精度をあまり必要とせず、マ
スクの位置合わせが容易であり、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は本発明の詳細な説明する図であり
、第１図および第３図はそれぞれ第１の実施例に係るサ
ーマルヘッドの平面図、第２図および第４図は第１図示
および第！図示のサーマルヘッドにおける発熱抵抗体に
対するリード電極のずれの状態の一例を示す図、第５図
は第Ｖ図２１ｂ・−・、　　７１ａ、　　７１ｂ−、Ｑ
ｌａ、　　９１ｂ−・・・・第１のリード電極、１２ａ
、１２ｂ・、２２ａ。 ２２ｂ・　、　　７２ａ、　　７２ｂ・−、９２ａ、　
　９２ｂ・・・・・・第２のリード電極。 ドにおいて発熱抵抗体に対するリード電極の形成位置が
ずれた場合の発熱抵抗体中の電流分布を示す図、第７図
は第２の実施例に係るサーマルヘッドの平面図、第８図
は第７図示のサーマルヘッドにおける発熱抵抗体に対す
るリード電極のずれの状態の一例を示す図、第９図は第
３の実施例に係るサーマルヘッドの平面図、第１０図は
第９図示のサーマルヘッドにおける発熱抵抗体に対する
リード電極のずれの状態の一例を示す図、第１１図乃至
第１６図はそれぞれ従来の技術を説明する図である。 １・・・絶縁基板、２ａ、２ｂ・、１０ａ、１０ｂ・・
・　・・・発熱抵抗体、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・、２１ａ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁基板上に複数の発熱抵抗体を所定の間隔で平行に配
   列形成すると共に、前記複数の発熱抵抗体毎にその両端
   に接続される一対のリード電極を所定の間隔で平行に配
   列形成してなるサーマルヘッドにおいて、 前記リード電極の前記発熱抵抗体との接続部の幅と前記
   発熱抵抗体の幅とを相対的に異ならせるようにしたこと
   を特徴とするサーマルヘッド。