JPH06262788A - 薄膜サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜サーマルヘッドにおける中間調記録を実
行する副走査幅の短い副走査分割型印字方式において、
鮮明な印字ドットを得ることを目的としている。 【構成】 絶縁基板５１上に形成した個別対向電極５３
３，５３４間に、個別に形成した発熱抵抗体５２２を有
する薄膜サーマルヘッド５０は、第１のオーバーグレー
ズ（耐摩耗層）５４上に、副走査幅が個別対向電極５３
３，５３４間の間隙７０の幅より狭く、その高さｈ₁が
電極端部上の第１のオーバーグレーズの高さｈ₂より高
い第２のオーバーグレーズ５５を形成する。印字時にサ
−マルヘッド５０の表面から突出する、発熱抵抗体５２
２上で加熱された第２のオーバーグレーズ５５の部分が
印字ローラーと確実に接触するため、中間調記録に適す
る副走査分割型印字を実行する場合における副走査幅の
短い印字ドットが鮮明に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワードプロセッサ、パソ
コン等の出力装置としてのサーマルプリンタやファクシ
ミリ等に使用されるサーマルヘッドに関するもので、特
に中間調記録に適する薄膜サ−マルヘッドに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来よりサーマルヘッドは、印字時の騒
音が小さく、また現像、定着工程が不要であって、取扱
い、保守が容易である等の利点を有しており、広く使用
されている。このようなサーマルヘッドは絶縁基板上に
列設された複数の個別電極と、これらと対向して配置さ
れた共通電極側電極との間に、両電極を接続する発熱抵
抗体を形成して構成されている。そして、サーマルヘッ
ドは選択された個別電極および共通電極間に電力を供給
して、両電極間に挾まれた部分の発熱抵抗体を発熱さ
せ、熱記録を行うように構成されている。このように構
成されたサーマルヘッドを用いてカラーの中間調を記録
する方式としては昇華型記録、溶融型熱転写記録等があ
る。

【０００３】前者の記録方式は大きなエネルギーが必要
であるため印字時間がかかること、および、特殊紙を用
いるためコストがかかる等の問題があった。一方、溶融
型熱転写記録は、小さなエネルギーで印字できコストも
安いが、インクドナーフィルム自体は印加エネルギーを
かえても階調がとれないため多階調記録が困難で、ディ
ザ法などのマトリックス法や、副走査分割、熱集中など
発熱領域を小さくして階調をとる中間調記録方式が提案
されている。感熱中間調記録方式は特開昭６０−４２０
７４号公報、特開昭６０−５７７６３号公報、特開昭６
０−２４８０７４号公報等に開示されている。

【０００４】通常の厚膜サーマルヘッド１０を用いた感
熱記録を図１３により説明する。基板１１上に配設した
共通電極１３１および個別電極１３２と、両電極の間を
接続する発熱抵抗体１２上に積層するオ−バ−グレ−ズ
１４とを有する厚膜サ−マルヘッド１０は、共通電極１
３１と個別電極１３２とに通電することにより、１ドッ
ト分の抵抗体１２を発熱させ、印字ロ−ラ２０との間に
搬送される用紙に１ドット分の発色をさせるものであ
る。

【０００５】厚膜サ−マルヘッドによる副走査分割印字
は図１４、図１５に示すように、発熱抵抗体１５の副走
査方向の幅Ｌ₁を小さくしている。すなわち、この印字
方式は矢印Ｘで示す副走査方向の幅Ｌ₁を主走査方向の
１画素の幅Ｌ₂より短くした１ドット分Ｄの発熱抵抗体
を用い、用紙送り幅を発熱抵抗体の副走査方向の幅Ｌ₁
と同じ長さ、または副走査方向の幅Ｌ₁より小さくし
て、図１５に示すように、マトリックス記録する。ここ
で、ドットＤ₁は無印字ドットを表し、ドットＤ₂は印字
ドット部分を表して、（ａ）（ｂ）のような階調を実現
している。この場合、厚膜サ−マルヘッドにおいては、
印字ロ−ラ２０との間に搬送される用紙に対して、副走
査方向の幅が小さい抵抗体の発熱部分が確実に当接し、
紙当りに問題はなかった。

【０００６】それに対して、図１０に示すようにＭＯＤ
サーマルヘッド等の薄膜サーマルヘッドは、基板１１上
に発熱抵抗体１６を形成し、抵抗体１６上に電極１３
４、１３５を間隔を開けて配設し、オ−バ−グレ−ズ１
４を形成する構造になっている。この構成によると、図
１１に示すように印字時には電極端部の凸状１７のため
印字ロ−ラ２０と発熱部との間に間隙１８が生じ、紙当
りが多少悪くなる。従って、ＭＯＤサーマルヘッド等の
薄膜サーマルヘッドで副走査分割型印字方式に適した発
熱部の副走査方向の幅寸法Ｌ₃を小さくしたサーマルヘ
ッドを作成すると、図１２に示すような、印字ロ−ラ２
０の曲率と発熱部の曲率が合致せず、通常ヘッドの場合
以上に印字ロ−ラ２０と発熱部との間隙１９が大きくな
るため、紙当りが悪くなり、副走査方向の短い印字ドッ
トを鮮明にだすのは非常に難しく、また印字エネルギー
のロスも大きくなった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はＭＯ
Ｄサーマルヘッド等の薄膜サーマルヘッドにおいて、発
熱部への紙当たりを確実とし、副走査方向の短い印字ド
ットの鮮明な記録を向上させることにより、多階調を表
現できるサーマルヘッドを提案するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の絶縁基板上に形
成した電極対アレイの対向電極間に、個別に形成した発
熱抵抗体を有するＭＯＤサーマルヘッド等の薄膜サーマ
ルヘッドは、発熱抵抗体上の第１のオーバークレーズ上
であって、副走査幅が個別対向電極間幅より狭く、その
高さが第１のオーバーグレーズの高さより高い第２のオ
ーバーグレーズを発熱抵抗体の上に形成した構成を具備
する。

【０００９】

【作用】薄膜サーマルヘッドの表面より突出する、高さ
寸法を高くした発熱抵抗体上の第２のオ−バ−グレ−ズ
が熱せられて用紙に当接するので、副走査方向の幅寸法
を短くして実行する副走査分割印字においても紙当りが
良い。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。本実施例ではＭＯＤ抵抗体を用いたサ
−マルヘッドの場合を示している。

【００１１】実施例１ 図１から図４は本発明による第１実施例の製造工程説明
図（(ａ)は上面図、（b）は断面図)、図５はサ−マルヘ
ッドの上面図、図６はその断面図を示す。 製造工程１ 幅１．２mmの部分グレーズを有するグレーズドセラミッ
ク基板５１の表面に、スクリーン印刷および焼成によっ
て酸化イリジウムあるいは酸化ルテニウムを主成分とす
るＭＯＤ抵抗体５２を形成する。この後、ＭＯＤ金ペー
ストを用いてスクリーン印刷および焼成によって電極層
５３を形成する（図１参照）。 製造工程２ フォトリソエッチング法により一定幅を有する電極パタ
−ン５３Ｐを副走査方向に形成する（図２参照）。 製造工程３ つぎにこの電極パターン５３Ｐをマスクとして、エッチ
ングにより抵抗体５２を個別（抵抗体５２１，５２２，
５２３……）に分離する（図３参照）。 製造工程４ 副走査幅１６０μｍのライン状のマスクを用い、抵抗体
上の金をフォトリソエッチングすることによって抵抗体
５２上の電極パタ−ン５３Ｐの中央部分を除去する。そ
して、抵抗体５２の上に副走査方向に寸法１６０μｍの
間隙７０を設けた電極パターン５３１，５３２、電極パ
タ−ン５３３，５３４、電極パタ−ン５３５，５３６、
……を対向して形成する（図４参照）。

【００１２】製造工程５ この後、オーバーグレーズペースト（ＬＳ２０１田中貴
金属製 商標名）を用いてスクリーン印刷および焼成に
よってオーバーグレーズ層（耐摩耗層）５４を電極５３
１，５３２，５３３，５３４，５３５，５３６および発
熱抵抗体５２１，５２２，５２３上に形成する。このと
き、第１のオ−バ−グレ−ズ５４の対となった電極端
部、例えば電極５３３，５３４端部上の凸部５７の高さ
ｈ₂は、発熱抵抗体５２上の第１のオ−バ−グレ−ズ５
４の表面から１μｍとなる。つぎに６μｍのフォトレジ
ストを形成し、フォトマスクを介し露光、現像して、抵
抗体５２１，５２２，５２３の副走査方向の中心部に副
走査方向幅Ｌ＝４０μｍの幅寸法のライン状の開口部６
０を主走査方向に帯状に形成する。つぎに、主走査方向
に延びるこの開口部６０にオーバーグレーズ（ＬＳ２０
７田中貴金属製 商標名）を塗布し、７００℃で焼成す
る。この焼成時にフォトレジストはバーンオフされる。
このようにして、主走査方向に並設する複数の発熱抵抗
体５２１，５２２，５２３の副走査方向中心部分に、主
走査方向に延びる副走査方向の幅寸法Ｌ₄を４０μｍと
した帯状の第２のオ−バ−グレ−ズ５５を形成したサー
マルヘッド５０が作成される。このときの焼成後の第２
のオーバーグレーズ５５の高さｈ₁は約３μｍであっ
た。そして、電極５３１，５３２、電極５３３，５３
４、電極５３５，５３６の端部上の第１のオーバーグレ
ーズ５４の突起５７の高さｈ₂は約１μｍであるから、
第２のオ−バ−グレ−ズ５５はサ−マルヘッド５０表面
から突出した状態となる（図５、図６参照）。

【００１３】このサ−マルヘッド５０による印字状態を
図７に示す。まず、対となる電極５３３と電極５３４に
通電し発熱した抵抗体、例えば、発熱抵抗体５２２の上
に配設された、第２のオーバーグレーズ５５の１ドット
部分が加熱される。そして、サ−マルヘッド５０の表面
に、副走査方向の幅寸法＝４０μｍの幅で突出する加熱
した第２のオーバーグレーズ５５は、印字ローラ２０に
確実に接触し、用紙上に４０μｍの副走査幅の１ドット
分の記録を実行する。また、帯状の第２のオーバーグレ
ーズ５５は隣同志である個別の抵抗体５２のドットとド
ットをつなぐため、万線印字を得るのに適している。

【００１４】実施例２ 図８は第２の実施例の上面図、図９は図８の線Ａ−Ａの
断面図である。この実施例のサ−マルヘッド５００は、
実施例１と同様にして第１のオーバーグレーズ（耐摩耗
層）５４まで形成する。その後、６μｍ厚のフォトレジ
ストを形成し、フォトマスクを介し露光、現像して、抵
抗体５２の副走査方向の中心部に副走査方向の幅寸法Ｌ
₅を４０μｍとし、主走査方向に抵抗体５２１，５２
２，５２３の主走査幅に分離した開口部６１，６２，６
３を形成する。つぎに開口部近辺全面に、オーバーグレ
ーズ（ＬＳ２０７田中貴金属製 商標名）を塗布し、開
口部位外のペーストをラッピングによって除去した後、
７００℃で焼成する。この焼成時にフォトレジストはバ
ーンオフされる。このようにして、主走査方向に並設す
る複数の発熱抵抗体５２１，５２２，５２３の副走査方
向中心部分に、副走査方向の幅寸法Ｌ₅を４０μｍと
し、主走査方向の幅寸法を各発熱抵抗体の主走査方向の
幅と同一とした第２のオ−バ−グレ−ズ５６１，５６
２，５６３を各抵抗体５２１，５２２，５２３上に形成
したサーマルヘッド５００が作成される。

【００１５】焼成後形成した第２のオーバーグレーズ５
６１，５６２，５６３の高さｈ₃は約３μｍであった。
そして、この実施例における金電極端部の突起による第
１のオーバーグレーズ５４の突起５７の高さｈ₂は約１
μｍであるから、第２のオ−バ−グレ−ズ５６１，５６
２，５６３はサ−マルヘッド５００表面から突出した状
態となる。

【００１６】このサ−マルヘッド５００による印字は、
実施例１の場合と同様に、発熱した抵抗体５２により加
熱された第２のオ−バ−グレ−ズ５６１（またはオ−バ
−グレ−ズ５６２，５６３）が印字ローラ２０に確実に
接触し、用紙上に４０μｍの副走査幅の１ドット分の記
録を鮮明に実行する。このようにして作成するサーマル
ヘッド５００は、第２のオーバーグレーズ５６１，５６
２，５６３が抵抗体５２１，５２２，５２３と同様に隣
接した抵抗体に対して分離しているので、例えば、第２
のオ−バ−グレ−ズ５６２は他の第２のオ−バ−グレ−
ズ５６１，５６３とは分離しているので、隣接ドットへ
の熱流入が少なく、主走査方向にも鮮明な１ドット分の
記録が得られると共に、各抵抗体５２の蓄熱がより少な
くなる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、副走査方向の幅寸法を小さくして印字記録を実行す
る副走査分割型印字方式において、従来はＭＯＤサーマ
ルヘッド等の薄膜サーマルヘッドでは、印字ロ−ラと発
熱部分との間隙が大きくなって紙当たりが悪いため、用
紙への確実な記録が保証されなかったが、本発明のサ−
マルヘッドは発熱抵抗体上に形成されて加熱される第２
のオ−バ−グレ−ズが、サ−マルヘッド表面上に突出す
る構成としたので、副走査方向の幅が短くても、加熱オ
−バ−グレ−ズが印字ロ−ラに確実に当接し、副走査幅
の短い鮮明なドット分の記録が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 サ−マルヘッドの製造工程説明図。

【図２】 サ−マルヘッドの製造工程説明図。

【図３】 サ−マルヘッドの製造工程説明図。

【図４】 サ−マルヘッドの製造工程説明図。

【図５】 実施例１のサ−マルヘッドの平面図。

【図６】 図１線Ａ−Ａの断面図。

【図７】 印字状態の説明図。

【図８】 実施例２のサーマルヘッドの平面図。

【図９】 図８線Ａ−Ａの断面図。

【図１０】 従来の薄膜サ−マルヘッドの断面図。

【図１１】 従来の薄膜サ−マルヘッドの印字状態説明
図。

【図１２】 従来の分割型薄膜サ−マルヘッドの印字状
態説明図。

【図１３】 従来の厚膜サ−マルヘッドの印字状態説明
図。

【図１４】 従来の分割型厚膜サ−マルヘッドの印字状
態説明図。

【図１５】 副走査分割印字の階調の説明図。

【符号の説明】

５０、５００ サ−マルヘッド、 ５１ グレーズドセ
ラミック基板、 ５２発熱抵抗体、 ５２１，５２２，
５２３ 個別発熱抵抗体、 ５３１，５３２，５３３，
５３４，５３５，５３６ 電極、 ５４ 第１のオーバ
ーグレーズ（耐摩耗層）、 ５５、５６１、５６２、５
６３ 第２のオーバーグレーズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板と、絶縁基板上の副走査方向に
   間隙をあけて対向して配置した電極対を複数組み配列し
   た電極対アレイと、この各組みの電極対の間隙部分に形
   成した発熱抵抗体とを備えた薄膜サーマルヘッドであっ
   て、 電極対アレイを含んで発熱抵抗体上に形成される第１の
   オ−バ−グレ−ズと、副走査方向の幅寸法が電極対の間
   隙部分より狭く、発熱抵抗体表面からの高さ寸法が第１
   のオ−バ−グレ−ズの高さ寸法より高い第２のオ−バ−
   グレ−ズを発熱抵抗体上に形成してなる薄膜サーマルヘ
   ッド。