JPH04368859A - サーマルヘッド及びサーマルプリンタ - Google Patents

サーマルヘッド及びサーマルプリンタ

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JPH04368859A
JPH04368859A JP14591691A JP14591691A JPH04368859A JP H04368859 A JPH04368859 A JP H04368859A JP 14591691 A JP14591691 A JP 14591691A JP 14591691 A JP14591691 A JP 14591691A JP H04368859 A JPH04368859 A JP H04368859A
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thermal
head
wiring material
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Minoru Ogawa
実 小川
Tsumoru Inagaki
稲垣 積
Tokuhito Mochizuki
望月 徳人
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリペイドカードなど
にも印刷を行なう端面型のサーマルヘッド及びサーマル
プリンタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在では各種形態のプリンタが実用化さ
れており、例えば、プリペイドカードに印刷を行なうサ
ーマルプリンタなども実施されている。そこで、このよ
うなサーマルプリンタの第一の従来例として、特開平1
−113262号公報に開示された装置を図6及び図7
に基づいて説明する。まず、このサーマルプリンタ1で
は、図6に例示するように、ヘッド基板であるセラミク
ス基板2の表面に層膜形成されたガラスグレーズ層3上
に、個別電極4と共通電極5とが両端部に一体的に形成
された発熱抵抗体6がフォトリソグラフィーなどで連設
されており、前記セラミクス基板2が直方体状の放熱板
7の端面に取付けられている。ここで、この放熱板7の
前面には駆動回路であるドライバIC(Integra
ted  Circuit)8が実装されており、この
ドライバIC8が配線材であるボンディングリード9で
前記セラミクス基板2上の個別電極4にTAB(Tap
e  Autometed  Bonding)などで
接続されている。そして、これらドライバIC8やボン
ディングリード9及び個別電極4等を被う保護カバー1
0が前記放熱板7に取付けられることでサーマルヘッド
11が形成されている。
【0003】そして、このサーマルプリンタ1では、図
7に例示するように、前記サーマルヘッド11の前記保
護カバー10の端面から露出した前記発熱抵抗体6と対
向する位置にプラテンローラ12が軸支されており、こ
のプラテンローラ12と前記セラミクス基板2との間に
インクリボン13や記録媒体14の搬送路が形成されて
いる。
【0004】このような構成において、このサーマルプ
リンタ1では、入力される印刷データに対応してドライ
バIC8が選択的にスイッチされることで発熱抵抗体6
に駆動電力が印加され、この発熱抵抗体6の発熱走査に
同期してプラテンローラ12の回転で記録媒体14が搬
送されることで、この記録媒体14上にインクリボン1
3のインクの溶着で画像印刷が行なわれる。
【0005】ここで、上述したサーマルプリンタ1では
、保護カバー10で個別電極4とボンディングリード9
との接続部を被うことで、ここにインクリボン13や記
録媒体14が接触することを防止している。しかし、こ
のような保護カバー10は発熱抵抗体6よりも突出する
ため、図7に例示したように、この発熱抵抗体6にプラ
テンローラ12で押圧される記録媒体14が保護カバー
10との段差で曲折されることになる。つまり、このサ
ーマルプリンタ1では、記録媒体14として湾曲不能な
プリペイドカードなどを利用することが困難である。
【0006】そして、このような課題を解決したサーマ
ルプリンタとしては、特開昭60−21263号公報に
開示された装置がある。そこで、このサーマルプリンタ
を第二の従来例として図8に基づいて説明する。このサ
ーマルプリンタ(図示せず)のサーマルヘッド15では
、セラミクス基板16の端面上に円筒状に突出したガラ
スグレーズ層17を形成し、この頂点に位置する1.0
〜2.5(mm)の幅の平面部上に発熱抵抗体6が形成
されている。なお、この他の構造は前述のサーマルプリ
ンタ1と同様になっている。
【0007】このような構成により、このサーマルヘッ
ド15では、個別電極4を被うように保護カバー10を
取付けてプラテンローラ12を発熱抵抗体6上に対向配
置しても、この発熱抵抗体6を保護カバー10の表面よ
りも突出させることができる。従って、このサーマルヘ
ッド15では、プラテンローラ12で発熱抵抗体6上に
押圧される記録媒体14の曲折を防止することができる
ので、記録媒体14として湾曲不能なプリペイドカード
などを利用することが可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】第二の実施例として例
示したサーマルヘッド15では、円筒状に湾曲したガラ
スグレーズ層17の頂点上に形成した発熱抵抗体6を保
護カバー10の表面よりも突出させることで、湾曲不能
なプリペイドカードなどの記録媒体14に画像印刷を行
なうことができる。
【0009】しかし、このサーマルヘッド15は、上述
のように円筒状に突出したガラスグレーズ層17の湾曲
面にフォトリソグラフィーや蒸着等で発熱抵抗体6や電
極4,5を形成する必要があるので、その生産性が低く
歩留りの向上が困難である。
【0010】また、一般的に薄膜形成で基板上に製作す
る部材は、同一パターンの薄膜層を連続的に形成した大
型の基板を切断して分割することで生産性を向上させて
いるが、上述のように円筒状に湾曲して突出したガラス
グレーズ層17を大型の基板上に連続的に形成すること
は困難であり、サーマルヘッド15の生産性が低下して
いる。
【0011】また、上述のようなサーマルヘッド11,
15の駆動回路の具体的な配置としては、例えば、第一
の実施例として例示したサーマルヘッド1に開示されて
いるが、これは駆動回路の実装部品であるドライバIC
8がヘッド基板2下に位置する放熱板7の側方に配置し
て保護カバー10で被う構造となっているため、これら
の部材8,10のためにサーマルヘッド11の小型化や
薄型化が阻害されている。
【0012】本発明は、発熱抵抗体が突出した構造を連
続する複数の平面部で実現し、生産性が良好なサーマル
ヘッドを提供するものである。
【0013】また、本発明は、駆動回路の実装部品が放
熱板の側方に突出することを防止し、小型化や薄型化が
実現されたサーマルヘッドを提供するものである。
【0014】さらに、本発明は、副走査方向の両側部よ
り発熱抵抗体が突出したサーマルヘッドを形成し、直線
状に搬送される記録媒体がサーマルヘッドに衝突するこ
とが良好に防止されて生産性も良好なサーマルヘッドを
提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
放熱板の端面に主走査方向に細長いヘッド基板を取付け
、このヘッド基板上に各々電極が副走査方向に形成され
た多数の発熱抵抗体を主走査方向に連設し、電極に駆動
回路を配線材で結線したサーマルヘッドにおいて、ヘッ
ド基板の表面に互いに平行で発熱抵抗体下の位置が電極
と配線材との接続部下の位置より突出した平面部を形成
した。
【0016】請求項2記載の発明は、配線材が接続され
たヘッド基板の縁部を放熱板の側面より突出させ、この
放熱板の側面と対向する配線材の裏面に駆動回路の実装
部品を取付けた。
【0017】請求項3記載の発明は、放熱板の端面に主
走査方向に細長いヘッド基板を取付け、このヘッド基板
上に各々電極が副走査方向に形成された多数の発熱抵抗
体を主走査方向に連設し、電極に駆動回路を配線材で結
線し、ヘッド基板の発熱抵抗体上に記録媒体の搬送路を
介してプラテンを対向配置したサーマルプリンタにおい
て、ヘッド基板の発熱抵抗体下に副走査方向の両側部よ
り突出した平面部を形成した。
【0018】
【作用】請求項1記載の発明は、ヘッド基板の表面に互
いに平行で発熱抵抗体下の位置が電極と配線材との接続
部下の位置より突出した平面部を形成したことで、発熱
抵抗体が突出する構造が連続する平面で実現されるので
、サーマルヘッドの生産性の向上に寄与することができ
る。
【0019】請求項2記載の発明は、配線材が接続され
たヘッド基板の縁部を放熱板の側面より突出させ、この
放熱板の側面と対向する配線材の裏面に駆動回路の実装
部品を取付けたことで、サーマルヘッドの小型化や薄型
化に寄与することができる。
【0020】請求項3記載の発明は、ヘッド基板の発熱
抵抗体下に副走査方向の両側部より突出した平面部を形
成したことで、発熱抵抗体が突出する構造が連続する平
面で実現されるので、サーマルプリンタの生産性の向上
に寄与することができる。
【0021】
【実施例】本発明の実施例を図1ないし図5に基づいて
説明する。まず、このサーマルプリンタ18のサーマル
ヘッド19の構造を以下に詳述する。このサーマルヘッ
ド19は、図1に例示するように、主走査方向に細長い
ヘッド基板20の副走査方向の略中央に突設された平面
部21の副走査方向の両側に傾斜した平面部22,23
が形成されており、これらの平面部22,23の一方に
前記平面部21と平行な平面部24が形成されている。 ここで、これらの平面部21〜24は各々ヘッド基板2
0の主走査方向に延設されており、図2に例示するよう
に、他より突出した前記平面部21上に発熱抵抗体25
が形成されて前記平面部22,23に共通電極26と個
別電極27とが形成されると共に前記平面部24上には
前記電極26,27の端子部28,29が形成された構
造となっている。
【0022】ここで、このサーマルヘッド19の構造と
製作方法との具体例を以下に説明する。まず、予めグリ
ーンシートを焼成したアルミナやセラミクス等からなる
既製の大型基板の研磨加工や切削加工等したり、或は、
焼成前のグリーンシートを研磨加工や金型プレス加工や
粉体プレス加工又は射出成形加工等で形状成形してから
焼成することで、ヘッド基板20の多数個取り基板を量
産する。そこで、このようにして形成されたヘッド基板
20の平面部21の中央部に細長いガラスグレーズ層3
0を既存の薄膜技術で形成してから洗浄し、この後にヘ
ッド基板20の全面に発熱抵抗体25となるTa−Si
O2層と電極26,27となるAl層とを順次スパッタ
リング等で成膜する。そして、この上にフォトレジスト
をスピンコートしてからフォトリソグラフィー工程で各
薄膜層をパターニングすることで、発熱抵抗体25と各
電極26,27とを形成し、この上に既存の薄膜技術で
各電極26,27の端子部28,29を被わないように
保護膜31を形成する。
【0023】ここで、このサーマルヘッド19では、上
述のような薄膜部材25〜27の製作工程が段差を有す
る平面部21〜24上で実行されるので、フォトリソグ
ラフィー工程で塗布するレジストの不均一や露光時の焦
点不一致による解像度低下から、平面部21〜24の境
界部で薄膜部材25〜27に破断が生じることが懸念さ
れる。さらに、このサーマルヘッド19では、平面部2
1の副走査方向幅lは、これが不十分であるとスクリー
ン印刷するガラスグレーズ層30が盛上がって薄膜部材
25〜27の破断が誘発され、これが大きいとヘッド基
板20の量産性が低下したりインクリボン(図示せず)
の融着が誘発されるため、この平面部21の副走査方向
幅lの適正値を検出する必要がある。
【0024】まず、本出願人は、薄膜部材25〜27の
破断を抑制するため、各平面部21〜24の境界部にア
ールを形成することを提案した。さらに、図2に例示す
るように、本出願人は平面部22,23の傾斜角θ1,
θ2と平面部21の副走査方向幅l及び各薄膜部材25
〜27が形成される位置の段差x1,x2を各種値に設
定し、ガラスグレーズ層30が膜厚60(μm)で発熱
抵抗体25が膜厚1000(Å)で電極26,27が膜
厚1.2(μm)の画素密度200(dpi)のヘッド
基板20を実際に試作してフォトリソグラフィー工程の
結果を評価した。なお、上述のようなフォトリソグラフ
ィー法におけるフォトレジストの塗布方法としては、ス
ピンナー法やディッピング法及びスプレー法等が存する
が、ここでは製造設備が簡易で再現性が高く量産に好適
であることからスピンナー法を採用して粘度が20〜1
00(cp)のフォトレジストを500〜5000(r
pm)のスピンナー回転数で塗布するようにし、露光器
としてはコンタクト露光器を使用した。また、この試作
品は、大型の基板(図示せず)上に連続的に形成したサ
ーマルヘッド19を切削加工で分断することで製作した
【0025】すると、各薄膜部材25〜27の破断の有
無に関しては、図3(a)に例示するように、平面部2
2,23の傾斜角θ1,θ2を60度以下としたり平面
部21の副走査方向幅lを1.0(mm)以下とするこ
とで良好な結果が得られ、特にθ1,θ2を15度以下
とした場合は平面部21の副走査方向幅lが1.5(m
m)でも良好な結果が得られることが判明した。さらに
、平面部21の副走査方向幅lの適正値に関しては、図
3(b)に例示するように、1.0(mm)以上が望ま
しいことが判明した。
【0026】そして、このサーマルプリンタ18は、図
1に例示するように、上述のような構造のサーマルヘッ
ド19を放熱板32の端面上に取付け、この放熱板32
の側方に駆動回路を配置した構造となっている。ここで
、前記放熱板32はサーマルヘッド19のヘッド基板2
0よりも副走査方向幅が小さく形成されており、ヘッド
基板20は端子部28,29側の縁部が前記放熱板32
の側面より突出している。さらに、このサーマルプリン
タ18では、前記放熱板32より突出したヘッド基板2
0の端子部28,29に異方導電性フィルム(図示せず
)の熱圧着等でフレキシブルな配線材であるFPC(F
lexible  Printed  Circuit
e  Board)33が接続されており、このFPC
33は略直角に曲折されて下端部が回路基板34とスペ
ーサ35とを介して前記放熱板32の側面に固定されて
いる。そして、このようにして形成された前記放熱板3
2とFPC33との間隙に、このFPC33の裏面にダ
イボンディングされてボンディングワイヤ36等で接続
された駆動回路の実装部品であるドライバIC(Int
egrated  Circuit)37が位置してい
る。
【0027】このようにすることで、このサーマルヘッ
ド19では、ヘッド基板20の縁部に接続されたFPC
33上に突出する回路部材36,37が放熱板32に接
触して短絡が発生することが防止され、さらに、FPC
33の表面には回路部材36,37が突出しないので、
サーマルヘッド19の小型化や薄型化に寄与することが
できる。なお、ここで云う放熱板32の側面とは、ヘッ
ド基板20が装着された端面と直交する四面の一つを意
味しており、その前後左右の方向や記録媒体14の搬送
方向に関連するものではない。
【0028】ここで、上述のようにしてFPC33を放
熱板32から遊離させた場合、側方からの応力などによ
ってFPC33が湾曲してプリント配線に断線が生じる
などする懸念がある。そこで、このサーマルプリンタ1
8では、FPC33に実装したドライバIC37を樹脂
等の封止材38でポッティングすると共に同一の封止材
38を放熱板32の側面に塗布しておき、図1に例示し
たように、遊離したFPC33と放熱板32とを封止材
38で接合して強度を確保するようになっている。
【0029】さらに、前記回路基板34は、前記FPC
33の裏面に直接的に接続された表面にコンデンサ等の
チップ部品39が実装されており、その下縁部に設けら
れた接続コネクタ40にプリンタコントローラ(図示せ
ず)が接続されるようになっている。
【0030】このような構成において、このサーマルプ
リンタ18では、前述したサーマルプリンタ1と同様に
、発熱抵抗体6がドライバIC37により発熱走査され
、これに同期してプラテンローラ12の回転で搬送され
る記録媒体14に画像印刷が行なわれる。
【0031】ここで、このサーマルプリンタ18では、
記録媒体14に実際に印刷を行なう発熱抵抗体25が位
置する平面部21が前後に位置する平面部22〜24よ
りも突出しているので、プラスチックカード等の記録媒
体14を曲折することなく直線状に搬送することが可能
である。そして、このようにサーマルヘッド19の発熱
抵抗体6が突出する構造をヘッド基板20上に連続的に
形成した平面部21〜24で実現しており、このような
平面部21〜23上に発熱抵抗体6や電極4,5を形成
することは容易なので、このサーマルプリンタ18は第
二の従来例として例示したサーマルプリンタなどに比し
てサーマルヘッド19の歩留りや生産性が極めて良好で
ある。
【0032】ここで、このサーマルプリンタ18では、
例えば、厚さ25(μm)のベース上に層厚23(μm
)の接着層と層厚18(μm)の配線層とを順次形成し
た構造であるFPC33の厚さは約66(μm)であり
、異方導電性フィルムは厚さ20(μm)程度であるの
で、サーマルヘッド19の端子部28,29上に積層さ
れる部材の厚さは100(μm)以下となる。一方、こ
のサーマルヘッド19は、保護膜31の膜厚は10(μ
m)程度でガラスグレーズ層30の層厚は約60(μm
)であるので、そのヘッド基板20の平面部21,24
間に約0.1(mm)の段差を確保することで、直線状
に搬送される記録媒体14がFPC33に衝突すること
を防止できる。なお、このようなサーマルヘッド19の
端子部28,29上に位置するFPC33上に、樹脂材
の塗布等(図示せず)で保護カバーを形成することも考
えられる。また、FPC33と端子部28,29との接
続方法としては、異方導電性フィルムの熱圧着の他にも
、金−金や金−半田及び銅−半田等による熱ボンディン
グや、TABと同様な熱ボンディングや、超音波と組合
わせた熱ボンディングなどが実施可能である。
【0033】また、本実施例のサーマルヘッド19では
、端子部28,29と逆側の位置に傾斜して発熱抵抗体
25下の平面部21より低い平面部22を形成すること
で、直線状に搬送される記録媒体14がサーマルヘッド
19の縁部に衝突することを防止している。なお、本発
明は上記構造に限定されるものではなく、図4に例示す
るように、発熱抵抗体25下の平面部41より低い平面
部42,43を端子部28,29側にのみヘッド基板4
4に形成したサーマルヘッド45や、発熱抵抗体25下
の平面部46と平行で低い平面部47,48を両側に傾
斜した平面部49,50を介してヘッド基板51に形成
したサーマルヘッド52なども実施可能である。
【0034】さらに、本実施例では放熱板32から遊離
したFPC33の強度を確保するためにドライバIC3
7の封止材38を利用したサーマルヘッド19を例示し
たが、本発明は上記構造に限定されるものではなく、図
5に例示するように、ガラスエポキシ基板からなる平板
状の補強板53やステンレスプレートからなる屈曲した
補強板54をFPC33の表面に取付けたサーマルヘッ
ド55,56なども実施可能である。この場合、同図(
a)に例示したサーマルヘッド55では、補強板53を
FPC33に取付けてからドライバIC37をボンディ
ングすることで、この作業性を向上させて不良の発生率
を低減することができ、同図(b)に例示したサーマル
ヘッド56では、屈曲された補強板54の上部で記録媒
体14がFPC33を擦過することを防止できる。
【0035】なお、本実施例のサーマルプリンタ18で
は、ヘッド基板20の段差を有する平面部21〜24を
押出成形や金型によるプレス成形切削などで形成するこ
とを想定したが、例えば、基板の平坦な表面上に厚膜な
どで突出した平面を形成したヘッド基板(図示せず)な
ども実施可能である。また、本実施例のサーマルプリン
タ18では、放熱板32から遊離させたFPC33の下
端部を回路基板34とスペーサ35とで固定することを
例示したが、このようなスペーサ35を放熱板32と一
体的に形成することも可能である。さらに、本実施例の
サーマルプリンタ18では、回路基板34に接続するこ
とで高価な部品であるFPC33を短縮することを例示
したが、このような基板33,34を一個のFPCで実
施することも可能である。
【0036】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、放熱板の端面に
主走査方向に細長いヘッド基板を取付け、このヘッド基
板上に各々電極が副走査方向に形成された多数の発熱抵
抗体を主走査方向に連設し、電極に駆動回路を配線材で
結線したサーマルヘッドにおいて、ヘッド基板の表面に
互いに平行で発熱抵抗体下の位置が電極と配線材との接
続部下の位置より突出した平面部を形成したことにより
、この平面部上に位置する発熱抵抗体が他の部分より突
出して直線状に搬送される記録媒体が電極と配線材との
接続部に接触することが防止されるので、記録媒体とし
て湾曲不能なプリペイドカードなどを使用することがで
き、また、このように発熱抵抗体が突出する構造をヘッ
ド基板上に連続的に形成した平面で実現しており、この
ような平面上にフォトリソグラフィーや蒸着等で発熱抵
抗体や電極を形成することは容易なので、サーマルヘッ
ドの生産性の向上に寄与することができる等の効果を有
するものである。
【0037】請求項2記載の発明は、配線材が接続され
たヘッド基板の縁部を放熱板の側面より突出させ、この
放熱板の側面と対向する配線材の裏面に駆動回路の実装
部品を取付けたことにより、放熱板の側方に駆動回路の
実装部品が突出することが防止されるので、サーマルヘ
ッドの小型化や薄型化に寄与することができる等の効果
を有するものである。
【0038】請求項3記載の発明は、放熱板の端面に主
走査方向に細長いヘッド基板を取付け、このヘッド基板
上に各々電極が副走査方向に形成された多数の発熱抵抗
体を主走査方向に連設し、電極に駆動回路を配線材で結
線し、ヘッド基板の発熱抵抗体上に記録媒体の搬送路を
介してプラテンを対向配置したサーマルプリンタにおい
て、ヘッド基板の発熱抵抗体下に副走査方向の両側部よ
り突出した平面部を形成したことにより、この平面部上
を直線状に搬送される記録媒体が電極と配線材との接続
部に接触したりヘッド基板の前縁部に衝突することが防
止されるので、記録媒体として湾曲不能なプリペイドカ
ードなどを使用することができ、また、このように発熱
抵抗体が突出する構造をヘッド基板上に連続的に形成し
た平面で実現しており、このような平面上にフォトリソ
グラフィーや蒸着等で発熱抵抗体や電極を形成すること
は容易なので、サーマルプリンタの生産性の向上に寄与
す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】
【図1】本発明のサーマルプリンタの実施例を示す縦断
側面図である。
【図2】サーマルヘッドを示す構造図である。
【図3】試作品の実験結果を示す特性図である。
【図4】サーマルヘッドの変形例を示す縦断側面図であ
る。
【図5】サーマルヘッドの変形例を示す側面図である。
【図6】第一の従来例を示す斜視図である。
【図7】縦断側面図である。
【図8】第二の従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
12                       
           プラテン14        
                         
 記録媒体18                  
                サーマルプリンタ 19,45,52,55,56          サ
ーマルヘッド

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  放熱板の端面に主走査方向に細長いヘ
    ッド基板を取付け、このヘッド基板上に各々電極が副走
    査方向に形成された多数の発熱抵抗体を主走査方向に連
    設し、前記電極に駆動回路を配線材で結線したサーマル
    ヘッドにおいて、前記ヘッド基板の表面に互いに平行で
    前記発熱抵抗体下の位置が前記電極と前記配線材との接
    続部下の位置より突出した平面部を形成したことを特徴
    とするサーマルヘッド。
  2. 【請求項2】  配線材が接続された前記ヘッド基板の
    縁部を放熱板の側面より突出させ、この放熱板の側面と
    対向する前記配線材の裏面に駆動回路の実装部品を取付
    けたことを特徴とする請求項1記載のサーマルヘッド。
  3. 【請求項3】  放熱板の端面に主走査方向に細長いヘ
    ッド基板を取付け、このヘッド基板上に各々電極が副走
    査方向に形成された多数の発熱抵抗体を主走査方向に連
    設し、前記電極に駆動回路を配線材で結線し、前記ヘッ
    ド基板の発熱抵抗体上に記録媒体の搬送路を介してプラ
    テンを対向配置したサーマルプリンタにおいて、前記ヘ
    ッド基板の前記発熱抵抗体下に副走査方向の両側部より
    突出した平面部を形成したことを特徴とするサーマルプ
    リンタ。
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