JPH0647294B2 - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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JPH0647294B2
JPH0647294B2 JP60078708A JP7870885A JPH0647294B2 JP H0647294 B2 JPH0647294 B2 JP H0647294B2 JP 60078708 A JP60078708 A JP 60078708A JP 7870885 A JP7870885 A JP 7870885A JP H0647294 B2 JPH0647294 B2 JP H0647294B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/345Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads characterised by the arrangement of resistors or conductors

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  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、サーマルヘッドに関する。
ロ、発明の背景 サーマルヘッド(以下、単にヘッドと称す。)は感熱紙
又は被記録紙等の被記録体に対して直接又はインクリボ
ンを介して当接した状態で記録用の電気信号によって発
熱部がドット状に選択加熱され、これによって被記録体
に画像等を記録できるよう構成されている。
これらのヘッドでは、一般に、絶縁基体上に発熱体層を
設け、この上に多数の対向電極を形成させて発熱部を構
成し、その上を絶縁被膜で覆って対向電極や発熱体層を
保護するようにし、その対向電極を構成する信号電極に
対して例えば後述するライン方式にあっては集積回路
(以下、ICと称す。)部から目的とする画像パターン
に対応する信号を与えるようにしている。
例えば後述するシリアル方式のヘッドでは、第11図及び
第11図のXII−XII線矢視断面図である第12図に示すよう
に、絶縁基体203上に設けられたグレーズ層216には発熱
体層208が被着され、発熱体層208の上には間隙211を以
て相対向する共通電極209と個別の信号電極210とからな
る対向電極が被着され、間隙211に発熱部202が形成され
る。電極間隙211下の発熱体層208と電極209、210は保護
層217によって被覆、保護されている。なお、第11図で
は保護層217は図示省略してある。
このようなヘッドにあっては、図示しない被記録紙又は
感熱紙等の被記録体に対して直接又はインクリボンを介
して当接された状態で、記録用の電気信号によって発熱
部202がドット状に選択加熱され、これによって被記録
体に画像等を記録できるように構成されている。
上記電気信号は電気電極210を経由して送られるので、
選択加熱される発熱部が多数になるときは、共通電極20
9に流れる電流密度が大きくなり、その結果、エレクト
ロマイグレーションによる共通電極の断線が起こるよう
になる。これを回避するために、共通電極209の平坦部
の幅は信号電極210の幅50〜200μmに対して0.5〜2.0mm
程度に大きくとらねばならない。
ところで、欧米では、被記録紙用として、表面粗さの粗
い、平滑度5〜10秒のラフペーパーが好まれるが、この
ようなラフペーパーでは、通常の記録方法では記録(印
字)が極めて不鮮明になるので、被記録紙を強い押圧力
で発熱部202上に圧接せねばならない。強い押圧力を付
与する手段として、第12図中に仮想線で示すように、被
記録紙30をヘッドに対して斜めに当接させるのが好適で
あるが、従来のヘッドでは、幅広の共通電極209がヘッ
ド側縁に配されているため、これが邪魔になって被記録
紙30をヘッドに対して斜めに当接させることができな
い。また、幅広の共通電極209がヘッド側縁に配されて
いることは、ヘッドの小型化を図る上で障害となる。
特にヘッドにあっては、最近、印字記録の画質向上のた
めにドット数を増加し、また、低価格化のために基体サ
イズを小さくする趨勢にある。ドット数を増加すると、
エレクトロマイグレーションを回避するために共通電極
の幅を大きくせねばならず、基体サイズも大きくなって
しまう。また、印字後、直ちに記録結果を観察したいと
の要請に応えるためには、発熱部をヘッド端面になるべ
く接近させて位置する必要があり、基体側縁に幅広の共
通電極が配されていることは、甚だ不都合である。
ハ、発明の目的 本発明は、上記のような従来のサーマルヘッドが有する
問題点を解消し、装置の小型化を容易にし、被記録体を
強い押圧力を以て圧接して、ラフペーパーに対しても良
好な記録を可能にし、放熱が少なく熱効率が向上し、更
に発熱部の温度分布が均一なサーマルヘッドを提供する
ことを目的としている。
ニ、発明の構成 即ち、本発明は、絶縁基体上の端部付近にグレーズ層を
形成し、該グレーズ層上に絶縁層および発熱体層を順に
介して、信号電極および共通電極が相対向して配置され
たエッジタイプのサーマルヘッドにおいて、該共通電極
が延設部を有し、該延設部が該グレーズ層と該絶縁層と
の間に存在し、且つ該延設部が該絶縁基体に接触しない
ように構成したことを特徴とするエッジタイプのサーマ
ルヘッドに係る。
ホ、実施例 本明細書で「回路素子」とは、電気回路部を構成する少
なくとも一単位の要素を指す。
始めに、ヘッドの発熱部及びその周辺について本発明の
態様を説明する。
ヘッドは、ヘッドを記録紙の送り方向に直角の方向に移
動させながら記録するシリアル方式と、ヘッドを固定し
た状態で記録するライン方式との2方式に大別される。
先ず、シリアル方式について説明する。
シリアル方式にはヘッドが一列に配置される縦一列印字
方式と、ヘッドがマトリックス状に配置される桁逐次印
字方式の2方式があるが、発熱部の構造は両者に共通し
ているので、ここでは縦一列印字方式について説明す
る。
ヘッドの配置は、第1図に示すように、ヘッド20には、
発熱部2が記録紙(図示せず。)の送り方向Xに平行の
方向であって、ヘッドの端部付近に一列に通常24個配置
され、ヘッド20は記録紙の送り方向Xに直角の方向Y方
向に移動しながら印字するようになっている。
第2図に示すように、絶縁基体(例えばアルミナ等のセ
ラミックス基板)3上に直線状に設けられた例えば酸化
珪素のグレーズ層16を横切って配列されている、通常24
個の発熱体(例えば窒化タンタル)層8の片側は例えば
アルミニウム又は金の信号電極9に接続し、他の側は例
えばアルミニウム又は金の信号電極10に接続し、発熱部
2へ送る信号を信号電極10から送るようにしている。
共通電極9及び信号電極10は、絶縁基体3の端部に設け
られた放熱部3aの近くで銅箔のリード15に熱圧着され
ている。リード15はプラスチックの担持フィルム14に担
持され、リード15とこのフィルム14とによってフレキシ
ブルプリントサーキット7が構成される。リード15は少
なくとも端部が半田めっきされ、共通電極9及び信号電
極10はアルミニウム製の場合には少なくとも端部がニッ
ケルめっきされていて、リード15と共通電極9及び信号
電極10との間の接続が確実となるようにしてある。
フレキシブルプリントサーキット7は、図示省略した駆
動回路部のコネクターに接続し、発熱部2に直流バイア
スが印加されるようになっていて、フレキシブルプリン
トサーキット7による接続によってヘッドの移動を容易
ならしめている。
かくしてヘッド20は、信号電極10から選択的にパルス信
号によって発熱部2が選択的に発熱し、第1図に示すY
方向に移動しながら印字するようになっている。
次に、ライン方式について説明する。
第6図に例示するように、ヘッド120は共通の基板101上
に、発熱部102を設けた絶縁基体103と、多数(例えば64
個)のICチップ104を固定したプリント基板105とが一
定の間隙106を置いて対向して固定されている。ICチ
ップ104と発熱部102との電気的接続は、上記間隙106上
にてプリント基板105と絶縁基体103との間に架け渡され
たフィルムキャリアテープ107によって行われている。
この接続方式を第7図及び第7図のVIII−VIII線に沿う
拡大断面図である第8図で詳述する。
絶縁基体103上に下地となる酸化珪素膜(グレーズ層)1
16が設けられ、この上に発熱体層108が形成され、更に
この上に、共通の電極109と、同発熱体層108上において
電極109の長さ方向に多数本配列せしめられている信号
電極110とが設けられている。これら両電極109と110と
の各対向部分111によって発熱部102が形成されている。
一方、ICチップ104は一定個数毎に、130で示した分離
ラインで互いに接合された別々のプリント基板105上に
マウントされ、プリント基板105上に所定パターンに設
けられたボンディングパッド112に対し、Au又はAl等の
ワイヤ113によってワイヤボンディングされている。な
お、上記の各配線パターンは簡略図示されている。
フィルムキャリアテープ107は、例えばポリイミド基板1
14上に、上記信号電極110及び配線112に対応した本数
(例えば64本但し、図では6本に省略して示してあ
る。)の例えば銅箔製のリード115が接着されたものか
らなっている。また、絶縁基体103上には更に、耐摩耗
性保護層(絶縁被膜)117が被着される。
なお、ヘッドを構成する各構成部分の材料は、前記シリ
アル方式に於けるそれと変わるところはない。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例1 この例は、シリアル方式のヘッドに本発明を適用した例
である。
第2図のIII−III線に沿う矢視部分拡大断面図である第
3A図に示すように、共通電極9の延設部9aは、厚さ
2μmのMo、W又はTaからなり、グレーズ層16と絶縁層
18との間、即ち、グレーズ層16の上面上にその裾近く迄
延設されている。上記延設部9aを絶縁基体3の上面に
迄達しないようにすることにより、発熱部2の熱が絶縁
基体3に放熱することが防止される。
上記延設部9a上には、厚さ2〜3μmのSiO2又はSi3N
4の絶縁層18が被着し、絶縁層18上に厚さ700ÅのTa2Nの
発熱体層8が被着し、発熱体層8上に厚さ1μmのAu又
はAlの共通電極9と信号電極10とが対向、被着してい
る。共通電極9は、その延設部9aの縁部に接続し、両
者は一体となっている。共通電極9の延設部9aの幅は
1.2〜0.3mmとし、グレーズ層の幅1.5〜0.5mmよりも若干
小さめに設定する。従って、共通電極9の延設部9aと
信号電極10とは、絶縁層18及び発熱体層8を挟んでそれ
らの端縁部は互いに重なり合うようになる。このように
ヘッドを構成することにより、上記延設部9aの幅を充
分に大きくすることができ、エレクトロマイグレーショ
ンが防止される。
このヘッドの発熱部2及びその周辺は、次のようにして
形成される。
アルミナ製絶縁基体3上に、SiO2のガラス粉末をスクリ
ーン印刷し、次いで700〜800℃で焼成してグレーズ層16
を形成する(その高さは30〜100μmである。)。
次に、グレーズ層16上の所定の範囲に、共通電極9の延
設部9aを通例のスパッタ又は蒸着、及びフォトエッチ
ングによって形成する。
次に、共通電極9の延設部9a上の所定範囲及び絶縁基
体3上に、上記延設部9aの形成と同様にして絶縁層18
を形成する。
次に、絶縁層18上及び上記延設部9a上の露出した縁部
を少し残してスパッタ又は電子ビーム蒸着とフォトエッ
チングによって発熱体層8を形成する。
次に、共通電極9と信号電極10とを、通例の蒸着及びフ
ォトエッチングによって形成する。共通電極9は、上記
延設部9aの露出している縁部に届くようにして、両者
を一体にする。
最後に、厚さ5μmのTa2O5又はAl2O3の保護層17をスパ
ッタによって被着する。
グレーズ層16の裾からヘッド端部迄の距離は200μm
(従来のヘッドでは1〜2mm)である。
このようにすることにより、同図に仮想線で示すインク
リボン30を発熱部2上から斜めに下向きに向けることが
でき、インクリボン30の押圧力を高めてラフペーパーへ
の記録をも確実にすることができる。更に、ヘッドの大
きさは、従来ヘッドに較べて10〜20%小さくすることが
できた。
また、共通電極の延設部9aは、表面の平滑なグレーズ
層16上に形成してあるので、その厚さが均一である。従
って、その上に位置する絶縁層18にはピンホール等の欠
陥が生ずることがなく、上記延設部9aと発熱体層8と
が短絡する虞れがない上に、シート抵抗も従来のヘッド
に較べて40%程度低下し、更に、共通電極9が、その延
設部9aをも含めてグレーズ層16上に配されているの
で、発熱部2の熱が共通電極9を経由して絶縁基体3に
放熱することがなく、熱効率が向上する。
また、従来のヘッドでは、多数列に配された発熱部の温
度は、ヘッド両端側で低く、中央で高くなる傾向がある
が、本発明に基づくヘッドでは、上記のようにグレーズ
層16上に熱伝導性の良好な上記延設部9aが配されてい
るので、発熱部2の温度が均一になって、良質な記録結
果が得られる。なお、第3A図の構造を第3B図のよう
に少し変更してもよい。
実施例2 この例は、第4A図に示すように、絶縁層18の端部近く
に共通電極9の延設部9aに達するコンタクトホール18
aを設け、発熱体層8の形成時にはコンタクトホール18
aの中央部をマスクして上記延設部9aをここに露出さ
せ、共通電極9をコンタクトホール18aの中央部で接続
させた例である。
上記のように構成することにより、発熱部2の周辺を機
械的に強固にすることができる。
其他は前記実施例1に於けると同様である。なお、第4
A図の構造を第4B図のように少し変更してもよい。
応用例 この例は、第5図に示すように、ヘッド20の両端側縁に
突起20aを設け、突起20aに挟まれる空間20bに仮想線
で示すインクリボン30が嵌入するようにし、突起20aを
インクリボン30のガイドとした例である。共通電極9の
構造は、前記実施例1、2のいずれの構造であっても良
い。
シリアル方式による高速記録の場合、インクリボンがヘ
ッドから外れて記録不能になることが屡あるが、上記の
ようにガイドを設けることにより、インクリボンがヘッ
ドから外れる虞れがなくなる。
実施例3 この例及び後述する実施例4は、ライン方式のヘッドに
本発明を適用した例である。
第8図の部分拡大図である第9図に示すように、共通電
極109の延設部109aはグレーズ層116上に被着し、上記
延設部109aの端部を残してその上及びグレーズ層116上
には絶縁層118が被着し、上記延設部109aの端部近く及
び絶縁層118上には発熱体層108が被着している。発熱体
層108上には間隙111を以て共通電極109と信号電極110と
が対向し、発熱部102が形成される。共通電極109は、発
熱体層108の端面に沿って下方に向い、その延設部109a
に接触してこれと一体となっている。電極間間隙111下
の発熱体層108の部分を含めて共通電極109及び信号電極
110上は耐摩耗性保護層117で被覆、保護されている。
其他は前記実施例1に於けると同様である。
実施例4 この例は、第10図に拡大部分断面図で示すように、前記
実施例2に於けると同様に、絶縁層118が共通電極109の
延設部109a全体を覆うようにし、絶縁層118の端部近く
にコンタクトホール118aを設け、共通電極109形成時に
共通電極109をコンタクトホール118aを経由して上記延
設部109aに達するようにし、共通電極109と上記延設部
109aとを一体化した例である。
其他は前記実施例2及び前記実施例3に於けると同様で
ある。
ヘ、発明の効果 以上説明したように、本発明に基づくサーマルヘッド
は、共通電極がグレーズ層上に延設された延設部を有
し、該延設部が該グレーズ層と該絶縁層との間に存在し
ているので、共通電極がサーマルヘッドの平面上に広い
スペースを占有することがない。その結果、サーマルヘ
ッドの小型化が可能になる。また、上記の効果に併せ
て、発熱部を装置の端部に極めて接近させて位置させる
ことができ、被記録体を発熱部に斜めに当接することに
よって強い押圧力を以て当接させ、表面粗さの粗いラフ
ペーパーにも良好な画質の記録結果が得られる。その
上、共通電極の延設部が表面の平滑なグレーズ層上に配
されているので、シート抵抗が低く、前記共通電極の延
設部が本発明の絶縁基体上に接触しないように構成され
ていることにより、放熱も少なく、熱効率が向上し、更
に、発熱部の温度分布が均一になって良質な記録結果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第10図は本発明の実施例を示すものであって、 第1図はシリアル方式のサーマルヘッドの部分概略平面
図、 第2図は第1図のサーマルヘッドの内部平面図、 第3A図及び第3B図は第2図のIII−III線矢視断面
図、 第4A図及び第4B図は他のシリアル方式のサーマルヘ
ッドの拡大部分断面図、 第5図は更に他のシリアル方式のサーマルヘッドの拡大
平面図、 第6図はライン方式のサーマルヘッドの部分斜視図、 第7図は第6図のサーマルヘッドの部分平面図、 第8図は第7図のVIII−VIII線矢視拡大断面図、 第9図は第8図の部分拡大図、 第10図は他のライン方式のサーマルヘッドの部分拡大断
面図 である。 第11図及び第12図は従来例を示すものであって、 第11図はシリアル方式のサーマルヘッドの内部平面図、 第12図は第11図のVII−VII線矢視拡大断面図 である。 なお、図面に示された符号に於いて、 2、102、202……発熱部 3、103、203……絶縁基体 8、108、208……発熱体層 9、109、209……共通電極 9a、109a……共通電極の延設部 10、110、210……信号電極 16、116、216……グレーズ層 17、117、217……保護層 18、118……絶縁層 18a、118a……コンタクトホール 20、120、220……サーマルヘッド 30……インクリボン である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体上の端部付近にグレーズ層を形成
    し、該グレーズ層上に絶縁層および発熱体層を順に介し
    て、信号電極および共通電極が相対向して配置されたエ
    ッジタイプのサーマルヘッドにおいて、該共通電極が延
    設部を有し、該延設部が該グレーズ層と該絶縁層との間
    に存在し、且つ該延設部が該絶縁基体に接触しないよう
    に構成したことを特徴とするエッジタイプのサーマルヘ
    ッド。
JP60078708A 1985-04-13 1985-04-13 サーマルヘッド Expired - Lifetime JPH0647294B2 (ja)

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EP86302569A EP0198646B1 (en) 1985-04-13 1986-04-07 Integrated circuit device
DE8686302569T DE3685983T2 (de) 1985-04-13 1986-04-07 Integrierte halbleiteranordnung.
US07/186,697 US4795887A (en) 1985-04-13 1988-04-21 Thermal printhead with common electrode formed directly over glazing layer

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JPS61237660A JPS61237660A (ja) 1986-10-22
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JPS606480A (ja) * 1983-06-23 1985-01-14 Mitsubishi Electric Corp エツジタイプのサ−マルヘツド
JPS6018920Y2 (ja) * 1984-03-29 1985-06-07 富士通株式会社 サ−マルヘツド

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