JPH03153365A - 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 本発明は発熱素子アレイを複数列にした形式のサーマル
ヘッドに関するものである。

従来の技術 近年、サーマルプリンタに印刷の高速化が要望されて発
熱素子アレイを二列にしたサーマルヘッドが開発された
。このようなサーマルヘッドとしては、特公昭５１−３
６０７４号公報に開示されている装置が存する。

そこで、この装置をサーマルヘッドの第一の従来例とし
て第５図及び第６図に基づいて説明する。

このサーマルヘッドｌは、−本の共通電極２の両側に発
熱素子３を連設して第一第二の発熱素子アレイ４，５を
形成したもので、各発熱素子３に接続された個別電極６
は基板７の両側に配置されている。なお、第一第二の発
熱素子アレイ４，５間の間隔は、これら発熱素子アレイ
４，５の幅と同一になっている。

このような構成において、このサーマルヘッド１を使用
したサーマルプリンタ（図示せず）は、第一第二の発熱
素子アレイ４．５を交互に発熱駆動して相対的に副走査
移動する感熱紙８に画像を印刷する。そこで、このサー
マルヘッドｌによる印刷を第６図を参考に説明する。な
お、同図では第一第二の発熱素子アレイ４，５により印
刷が行なわれた部分をＡ、Ｂとして示す。

まず、第一の発熱素子アレイ４が感熱紙８に主走査ライ
ンＣ１を印刷している時、ここから二主走査ライン後方
の位置Ｃ０に第二の発熱素子アレイ５は位置している。

そこで、次の印刷タイミングでは第二の発熱素子アレイ
５が前記主走査ラインＣ，−Ｃ，間の主走査ラインＣ１
を印刷し、第一の発熱素子アレイ４は前記主走査ライン
Ｃ１前方の位置Ｃ１上で休止する。さらに、次の印刷タ
イミングでは、第二の発熱素子アレイ５は前記主走査ラ
インＣ１上に位置して休止し、この主走査ラインＣ６か
ら二主走査ライン前方の位置Ｃ９を第一の発熱素子アレ
イ４が印刷する。以下同様にして、第一第二の発熱素子
アレイ４，５が交互に発熱駆動されて高速印刷が行なわ
れる。

つまり、このサーマルヘッドｌは、二列の発熱素子アレ
イ４，５で印刷部分を分担して交互に休止することで、
発熱素子３を良好に冷却することができ、サーマルプリ
ンタの印刷の高速化に寄与することができる。

だが、このサーマルヘッド１は、駆動回路（図示せず）
に接続される個別電極６が発熱素子アレイ４，５の両側
に位置しているので、例えば、駆動ＩＣを実装する場合
、これは装置の両側に配置することになって機器が大型
化することになる。

そこで、このような緻題を解決している装置としては、
特開昭６０−７９９７４号公報に開示されている装置が
存する。そこで、この装置をサーマルヘッドの第二の従
来例として第７図に基づいて説明する。このサーマルヘ
ッド９は、第一第二の共通電極１０．１１と第一第二の
発熱素子アレイ１２゜１３とが順次平行に配置され、各
個別電極１４は前記第二の発熱素子アレイ１３の外側に
形成されている。ここで、これら発熱素子アレイ１２．
１３の各発熱素子１５．１６は二個を一組として千鳥状
に分割されており、第一の発熱素子アレイ１２の個別電
極１４は第二の発熱素子アレイ１３の発熱素子１５．１
６を介して配線されている。また、前記各共通電極ｔｏ
、ｉｔから各発熱素子アレイ１２．１３に至る結線中に
は逆流防止用のダイオード１７が挿入されている。

このような構成において、このサーマルヘッド９を使用
するサーマルプリンタ（図示せず）は、相対的に副走査
移動する感熱紙（図示せず）に対して発熱素子１５．１
６が千鳥配列された第一第二の発熱素子アレイ１２．１
３を所定のタイミングで発熱駆動することで、感熱紙の
副走査移動が高速でも画素を高密度に配列して美麗な画
像を形成できるようになっている。

発明が解決しようとする課題 上述したサーマルヘッド９は、各個別電極１４が装置片
側に形成されているので駆動回路を接続してもサーマル
プリンタの大型化が防止できるが、これは二列の発熱素
子アレイ１２．１３に千鳥配列された発熱素子１５．１
６で一本の主走査ラインを形成するものであるため、印
刷の高速化に寄与することはできない。

また、例えば１発熱素子間に配線を形成するなどして二
列の発熱素子アレイの片側に個別電極を形成したサーマ
ルヘッド（図示せず）なども想定できるが、この場合は
各々別個に駆動される第一第二の個別電極が交互に位置
することなどになり、駆動ＩＣ等を実装することが困難
である。

さらに、本出願人により特願平１−１９９９２５号とし
て提案されたサーマルヘッド（図示せず）では、各発熱
素子を平行四辺形状に形成して傾斜した辺の間に個別電
極を形成することで、個別電極が全発熱素子アレイに対
して副走査方向の片側に位置したサーマルヘッドを実現
しているが、この場合も上述のサーマルヘッドと同様な
課題を有することになる。

従って、複数の発熱素子アレイを備えると共に個別電極
が装置片側に配置されたサーマルヘッドに対する実用的
な駆動ＩＣの実装方法の開発が要望されている。

課題を解決するための手段 請求項１記載の発明は、発熱素子アレイを副走査方向に
複数列に形成したサーマルヘッドにおいて、各発熱素子
に接続された個別電極を全発熱素子アレイに対して副走
査方向の片側に位置させると共に接続された発熱素子ア
レイ毎に絶縁層を介した多層構造で形成し、各階層に形
成された個別電極に各々駆動回路を特徴する 請求項２記載の発明は、素子中心から主走査方向に位置
する二辺が互いに平行で副走査方向に対して傾斜した発
熱素子を形成し、この発熱素子の素子中心から副走査方
向に位置する辺に接続された電極を発熱素子の傾斜した
辺の間に位置させる。

作用 請求項１記載の発明は、各発熱素子に接続された個別電
極を全発熱素子アレイに対して副走査方向の片側に位置
させると共に接続された′発熱素子アレイ毎に絶縁層を
介した多層構造で形成し、各階層に形成された個別電極
に各々駆動回路を接続したことにより、各発熱素子アレ
イ毎に個別電極と駆動回路との接続部を順次並列に位置
させることができるので、個別電極に対する駆動回路の
実装が簡易に実現できる。

請求項２記載の発明は、素子中心から主走査方向に位置
する二辺が互いに平行で副走査方向に対して傾斜した発
熱素子を形成し、この発熱素子の素子中心から副走査方
向に位置する辺に接続された電極を発熱素子の傾斜した
辺の間に位置させることにより、個別電極が全発熱素子
アレイに対して副走査方向の片側に位置したサーマルヘ
ッドを簡易に実施することができる。

実施例 本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明す
る。まず１本実施例のサーマルヘッド１８は、セラミク
ス基板１９上に第一第二の発熱素子アレイ２０，２１が
二列に形成され、その発熱素子２２は素子中心から主走
査方向に位置する二辺２３が互いに平行で副走査方向に
対して傾斜した平行四辺形として形成されている。そし
て、前記第一第二の発熱素子アレイ２０，２１の共通電
極２４に接続されたリード電極２５と前記第一第二の発
熱素子アレイ２０．２１毎に接続された個別電極２６．
２７とは、前記発熱素子２２の素子中心から副走査方向
に位置する辺に接続されて前記傾斜した辺２３の間に形
成され、各々発熱素子アレイ２０．２１に対して副走査
方向の片側に位置している。

そこで、このサーマルヘッド１８では、前記個別電極２
６．２７は前記セラミクス基板１９の縁部近傍で絶縁層
２８を介した多層構造として形成されており、前記セラ
ミクス基板１９の縁部と前記絶縁層２８の上とに駆動Ｉ
Ｃ２９，３０が並列に取付けられている。そして、前記
第一の発熱素子アレイ２０に接続されて前記絶縁層２８
下に形成された前記個別電極２６は前記絶縁層２８下か
ら露出した部分で前記駆動ＩＣ２９に接続され、前記第
二の発熱素子アレイ２１に接続されて前記絶縁層２８上
に形成された前記個別電極２６は前記駆動ＩＣ３０に接
続されている。さらに、この駆動ＩＣ３０に隣接した前
記セラミクス基板１９の縁部には補助配線３１が形成さ
れており、この補助配線３１を介するなどして前記各駆
動ＩＣ２９，３０はボンディングワイヤなどで駆動回路
基板３２のデータ出力回路（図示せず）に接続されてい
る。

ここで、上述のようなサーマルヘッド１８の実際的な構
造及び製造方法を第３図及び第４図を参考にして以下に
説明する。まず、前記セラミクス基板１９の表面にはガ
ラスグレーズ層３３が形成されており、この表面を洗浄
してＢａＲ’ｕ○、をターゲットにＲＦスパッタリング
することで、厚さ１０００人の発熱抵抗体層３４が形成
されている。そして、この発熱抵抗体層３４の上にＡ２
蒸着等で形成された厚さ１．０（μｍ）の下部電極層３
５をフォトエツチングでパターニングすることで、前記
各電極２４〜２６．３１と第一第二の発熱素子アレイ２
０．２１とが順次製作される。そして、これら第一第二
の発熱素子アレイ２０．２１と下部電極層３５との上に
ＡＱ、Ｏ，をＲＦスパッタリングで厚さ３．０（μｍ）
で薄膜形成することで、前記絶縁層２８と前記第一第二
の発熱素子アレイ２０゜２１の保護膜３６とが同時に製
作される。この時、前記個別ｔｉｌｔ極２６上２６上の
発熱素子アレイ２１と対向する部分に配置したメタルマ
スク（図示せず）を部材表面から離反させておくことで
、図示したように、前記絶縁層２８は前記第二の発熱素
子アレイ２１と対向する部分がテーバ状に成形される。

そこで、この絶縁層２８と前記下部電極層３５との上に
ＡＱ蒸着等で形成した厚さ１．０（μｍ）の上部電極層
３７をフォトエツチングでパターニングすることで、前
記第二の発熱素子アレイ２１から絶縁層２８に至る個別
電極２７が製作される。

なお、第１図に例示するように、これらの個別電極２６
．２７は、そのピッチが前記駆動ＩＣ２９゜３０の端子
に対応しており、互いに交互に配置されることで絶縁層
２８にピンホールが存するなどしても短絡が防止される
ようになっている。

なお、このサーマルヘッド１８は、第２図に例示するよ
うに、前記第一第二の発熱素子アレイ２０．２１の各発
熱素子２２は副走査方向に平行移動すると重なるように
なっており、さらに、各発熱素子２２の突出した角部ａ
は、隣接する発熱素子２２の突出した角部すと重なるよ
うになっている。

このような構成において、このサーマルヘッド１８は、
第一第二の発熱素子アレイ２０．２１が各々駆動ＩＣ２
９，３０により発熱駆動されることで、前述のサーマル
ヘッド１と同様に高速印刷が行なえる。

そして、このサーマルヘッド１８は、第一第二の発熱素
子アレイ２０，２１に接続された個別電極２６．２７を
絶縁層２８により長居構造としたので、これらの個別電
極２６．２７が第一第二の発熱素子アレイ２０．２１の
片側に配置されていても駆動ＩＣ２９，３０の実装が簡
易であり、さらに、これらの駆動ＩＣ２９，３０を並列
に配置したので、サーマルヘッド１８の主走査方向幅が
増大することも防止されている。しかも、このサーマル
ヘッド１８は、個別１１ｗＡ２６，２７を分割する絶縁
層２８の縁部がテーバ状に成形されているので、この上
に位置する個別電極２７は製作が容易で断線の発生も防
止されている。さらに、このサーマルヘッド１８は、個
別電極２６．２７を分割する絶縁層２８が発熱素子２２
の保護膜３６と同一素材で同時に製作されるので、その
製作が容易で製造工程が増加することもない。

なお、本実施例のサーマルヘッド１８は、二側の発熱素
子アレイ２０．２１を別個に駆動することができるので
、文字や図形を緻密に印刷することの他、バーコードの
縦印刷や横印刷を高速に行なうこともできる。また、こ
のサーマルヘッド１８は、感熱紙（図示せず）に印刷を
行なうことの他、インクリボン（図示せず）を使用する
普通紙への印刷も行なう二とができる。さらに、本発明
の構造は、二側以上の発熱素子アレイを有するサーマル
ヘッド（図示せず）に対しても適用可能であることは云
うまでもない。

発明の効果 請求項１記載の発明は、発熱素子アレイを副走査方向に
複数列に形成したサーマルヘッドにおいて、各発熱素子
に接続された個別電極を全発熱素子アレイに対して副走
査方向の片側に位置させると共に接続された発熱素子ア
レイ毎に絶縁層を介した多層構造で形成し、各階層に形
成された個別電極に各々駆動回路を接続したことにより
、各発熱素子アレイ毎に個別電極と駆動回路との接続部
を順次並列に位置させることができるので、個別電極に
対する駆動回路の実装が簡易に実現でき、さらに、請求
項２記載の発明は、素子中心から主走査方向に位置する
二辺が互いに平行で副走査方向に対して傾斜した発熱素
子を形成し、この発熱素子の素子中心から副走査方向に
位置する辺に接続された電極を発熱素子の傾斜した辺の
間に位置させることにより、個別電極が全発熱素子アレ
イに対して副走査方向の片側に位置したサーマルヘッド
を簡易に実施することができ、複数の発熱素子アレイを
備えて高速印刷が可能なサーマルヘッドの生産性を向上
させることができる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２図は要部を
拡大した平面図、第３図及び第４図は縦断側面図、第５
図は第一の従来例を示す平面図、第６図は感熱紙への印
刷の説明図、第７図は第二の従来例を示す平面図である
。 １８・・・サーマルヘッド、２０．２１・・・発熱素子
アレイ、２２・・・発熱素子、２３・・・辺、２５〜２
７・・・電極、２６．２７・・・個別電極、２８・・・
絶縁層、２９．３０・・・駆動回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発熱素子アレイを副走査方向に複数列に形成したサ
   ーマルヘッドにおいて、各発熱素子に接続された個別電
   極を全発熱素子アレイに対して副走査方向の片側に位置
   させると共に接続された前記発熱素子アレイ毎に絶縁層
   を介した多層構造で形成し、各階層に形成された前記個
   別電極に各々駆動回路を接続したことを特徴とするサー
   マルヘッド。 ２、素子中心から主走査方向に位置する二辺が互いに平
   行で副走査方向に対して傾斜した発熱素子を形成し、こ
   の発熱素子の素子中心から副走査方向に位置する辺に接
   続された電極を前記発熱素子の傾斜した辺の間に位置さ
   せたことを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。