JPH079640Y2 - サーマルヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、サーマルプリンタに用いられるサーマルヘッ
ドに係り、特に、薄膜型でかつ１行分の印字を同時に行
ないうるラインサーマルヘッドに適用するのに好適なサ
ーマルヘッドに関する。

〔従来の技術〕

前述したサーマルヘッドは、例えば複数個の発熱抵抗体
を基板上に直線的に整列配置し、印字情報に従ってこの
発熱抵抗体を通電加熱させて、感熱記録紙に発色記録さ
せるか、あるいは、インクリボンのインクを溶融して普
通紙に転写記録するために用いられる。

第３図は従来のこの種のサーマルヘッドの一般構造を示
すものである。

第３図において、セラミック基板等により形成された絶
縁性基板１上には、蓄熱層として機能するガラスからな
るグレース層２が形成されており、このグレース層２の
上には、Ta₂N等からなる複数の発熱抵抗体３が、蒸着、
スパッタリングなどにより被着された後、エッチングに
より直線状に配置することにより形成されている。この
発熱抵抗体３の上にはさらにこの発熱抵抗体３に対して
給電するための電極４が形成されている。この電極４は
例えばAl,Cu,Au等の導電性の良好な金属からなるもの
で、蒸着、スパッタリングおよびエッチングによって所
望のパターンに形成され、各発熱抵抗体３の両側から、
それぞれ一方が共通電極4Aとして、また他方が個別電極
4Bとして導出されている。そして、対をなす共通電極4A
および個別電極4B間において、印字の最小単位である１
ドット相当分の発熱領域を形づくっている各個独立した
発熱抵抗体３は、対をなす両電極4A,4B間に電圧を印加
することによって発熱されるようになっている。

また、共通電極4Aが電気的に接続されている図示しない
電源回路は配線の電気抵抗を低くする必要がある。この
ため、特に、１行の全範囲における印字などを同時に行
なうために発熱抵抗体３の数が多くされているいライン
サーマルヘッド等においては、前記共通電極4Aと電源回
路とを電気的に接続するための集合電極７が厚膜方式や
メッキ等によりグレース層２上に形成されたうえで、前
記共通電極4Aと接続されており、しかも、この集合電極
７の幅は広くされている。

前記発熱抵抗体３および各電極4,7上には、これらを保
護するほぼ７〜10μｍの膜厚の保護層５が形成されてい
る。この保護層５は、前記発熱抵抗体３および電極4,7
を酸化による劣化および感熱記録紙やインクリボン等と
の接触による摩耗から保護するものであり、後述する集
積回路素子６を接続する端子部以外の全域にスパッタリ
ング等により積層されている。また、前記個別電極4Bの
端子部には、サーマルヘッドを駆動するための集積回路
素子６がフリップチップボンディング等により接続され
ており、さらに、この集積回路素子６および配線基板
（図示せず）の上方には、保護カバー８が設けられ、所
望のサーマルヘッドが構成されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した従来のサーマルヘッドは、前記
集合電極７の幅が広くされているため、前記絶縁性基板
１の端部から発熱抵抗体３の形成部までの間隔Ｂが大き
くされている。この結果、絶縁性基板１すなわちサーマ
ルヘッドのサイズが大きくなり、材料費が増大するばか
りでなく、サーマルヘッドの製造時、真空機器による加
工効率が低下することとなり、加工費の増大を生じ、高
価なものになるおそれがある。

また、印字に際しては、前記間隔Ｂが大きいため、印字
完了後に用紙の送り量が多くなり、印字コストが高くな
るおそれがある。

さらに、このサーマルヘッドをプリンタのプラテン（図
示せず）に圧接する際、サーマルヘッドの発熱抵抗体３
の直上以外の部位もかなりプラテンに当接するため、圧
力損失が大きくなって印字濃度が低下することになる。
そこで、所定の印字濃度を保つためには供給電力を増大
して発熱量を多くしなければならないが、このように発
熱量を多くすると、サーマルヘッドの寿命が短くなるお
それがあるし、また、印字品質にむらが出やすいなどの
問題点がある。

本考案は、前述した従来のものにおける問題点を克服
し、サイズの小形化をはかり、材料費、加工ならびに印
字コストの低減をはかることができ、また、印字品質を
向上するとともに寿命を延ばすことができるサーマルヘ
ッドを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前述した目的を達成するため本考案のサーマルヘッド
は、複数の発熱抵抗体の一端部をそれぞれ個別電極を介
して集積回路素子と電気的に接続するとともに、前記発
熱抵抗体の他端部をそれぞれ共通電極を介して電源回路
と電気的に接続し、前記発熱抵抗体および電極を保護す
る保護層を発熱抵抗体および電極上に積層するととも
に、前記集積回路素子の保護カバーを集合回路素子の上
方に配設してなるサーマルヘッドにおいて、前記各発熱
抵抗体を前記絶縁性基板の端部に設け、前記共通電極と
電気的に接続される外部電極を前記保護層上に配設し、
前記外部電極と前記電源回路とを電気的に接続するため
の集合電極を前記保護カバーに装着したことを特徴とし
ている。

〔作用〕

前述した構成の本考案のサーマルヘッドによれば、発熱
抵抗体を絶縁性基板の端部に片寄せたいわゆるリアルエ
ッジタイプとして基板サイズを小形化することができる
ため、より安価に製造することができるばかりでなく、
プリンタの印字において紙送り量をより少なくすること
により印字コストの低減をはかることができる。さら
に、プラテンに対する発熱抵抗体の圧接力の集中をはか
ることができるので、少ない消費電力により低い発熱温
度で良好な品質の印字を行なうことができるので、サー
マルヘッドの寿命を延ばすことも可能となる。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例により説明する。

第１図は本考案によるサーマルヘッドの要部を示す断面
図、第２図は第１図のサーマルヘッドの要部を破断して
示す平面図であり、第１図および第２図において符号11
は、アルミナ等からなる絶縁性基板を示している。

前記絶縁性基板11上には、ガラスからなるほぼ50μｍの
膜厚のグレース層12が焼付等により積層されている。前
記絶縁性基板11の端部近傍の前記グレース層12上には、
Ta₂N等からなる発熱抵抗体13が、前述した従来のものと
同様の製法により形成されており、各発熱抵抗体13上に
は、Al等からなる電極14が蒸着、スパッタリングおよび
写真製版技術によって所望のパターンに形成されてい
る。

そして、本実施例において前記発熱抵抗体13は、それぞ
れ両端部が絶縁性基板11の端部と反対側に位置するほぼ
コ字形とされており、前記電極14を構成している共通電
極14Aおよび個別電極14Bが各絶縁性基板11の両端部から
同一方向に導出されている。なお、共通電極14Aは、隣
位の１対の発熱抵抗体13,13において共通のものとされ
ている。

前記発熱抵抗体13および両電極14A,14B上には、これら
を酸化ならびに摩耗から保護するためのSi₃N₄等からな
る保護層15が約５μｍの膜厚で被覆されている。また、
前記保護層15には、写真製版技術（ドライエッチング法
等）を用いて、直下に位置する前記各共通電極14Aに達
する複数の貫通孔15Aがそれぞれ穿設されている。これ
らの貫通孔15Aを介して露出された共通電極14A上には、
各貫通孔15Aの上方にまで複数個にめっきを施こすこと
により各めっき層を前記保護層15の上面において帯状に
連結してなる外部電極17が各電極14の長手方向に対し直
交する方向に形成されることになる。したがって、この
外部電極17は各共通電極14Aと電気的に接続されてい
る。なお、前記外部電極17は、別体の電極板を保護層15
上に配設し、この電極板を前記各貫通孔15A内に充填し
た導電材料を介して各共通電極14Aと電気的に接続する
ようにしてもよい。

前記個別電極14Bの端部には、集積回路素子16がフリッ
プチップボンディング等により接続されており、この集
積回路16を介してサーマルヘッドの駆動回路（図示せ
ず）と前記個別電極14Bとが電気的に接続されている。

前記外部電極17および前記集積回路素子16などは、これ
らの上方に間隔をもって配設された保護カバー19により
被覆されている。この保護カバー19の裏面には、集合電
極18が配設されており、集合電極18の前記外部電極17の
近傍の端部には、可撓性を有する弾性接片18Aが一体に
形成されている。この弾性接片18Aの先端部は自らの弾
性力により前記外部電極17に押圧され、この外部電極17
と電気的に接続されており、一方、外部電極17の他端部
は電源回路（図示せず）と電気的に接続されている。

つぎに、前述した構成からなる本実施例の作用について
説明する。

外部電極17が集合電極18を介して電源回路と電気的に接
続され、また、この外部電極17が各貫通孔15Aを介して
各共通電極14Aと電気的に接続されているため、駆動回
路から各集積回路素子16および個別電極14Bを介して各
発熱抵抗体13に印字信号をパルス電流として発信するこ
とにより、各発熱抵抗体13が発熱され、この発熱抵抗体
13からの発熱が直上の保護層15の表面に伝達され印字動
作がなされる。

このような本実施例によれば、各発熱抵抗体13の絶縁性
基板11の端部側の寸法を小さくすることができるため、
第１図に示すように絶縁性基板11の端部から集積回路素
子16までの寸法Ａを前述した従来の寸法Ｂより小さくす
ることができ、サーマルヘッド（絶縁性基板11）のサイ
ズの小型化をはかり、材料費の低減、加工効率の増大に
よる加工費の減少をはかることができ、より安価なもの
とすることができる。また、ラインサーマルヘッド等の
長尺サイズのものであっても、集合電極18および外部電
極17を十分に低抵抗化することが容易であり、したがっ
て、発熱抵抗体13の発熱量のばらつきを少なくすること
ができる。さらに、発熱抵抗体13を絶縁性基板11の端部
に設けたため用紙の紙面への接触圧の向上をはかること
ができ、したがって、印字品質を向上できるとともに、
発熱抵抗体13の発熱量をより低くして発熱抵抗体13の寿
命を延ばすことができる。

なお、本考案は、前述した実施例に限定されるものでは
なく、必要に応じて種々の変更が可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、材料費、加工費な
らびに印字コストの低減をはかることができるし、ま
た、印字品質を向上するとともに寿命を延ばすことがで
きるという実用的な種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案によるサーマルヘッドの実
施例を示すものであり、第１図はサーマルヘッドの要部
断面図、第２図はサーマルヘッドの要部を破断して示す
平面図、第３図は従来のサーマルヘッドを示す要部断面
図である。 11……絶縁性基板、12……グレーズ層、13……発熱抵抗
体、14……電極、14A……共通電極、14B……個別電極、
15……保護層、15A……貫通孔、16……集積回路素子、1
7……外部電極、18……集合電極、18A……弾性接片、19
……保護カバー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の発熱抵抗体の一端部をそれぞれ個別
   電極を介して集積回路素子と電気的に接続するととも
   に、前記発熱抵抗体の他端部をそれぞれ共通電極を介し
   て電源回路と電気的に接続し、前記発熱抵抗体および電
   極を保護する保護層を発熱抵抗体および電極上に積層す
   るとともに、前記集積回路素子の保護カバーを集合回路
   素子の上方に配設してなるサーマルヘッドにおいて、前
   記各発熱抵抗体を前記絶縁性基板の端部に設け、前記共
   通電極と電気的に接続される外部電極を前記保護層上に
   配設し、前記外部電極と前記電源回路とを電気的に接続
   するための集合電極を前記保護カバーに装着したことを
   特徴とするサーマルヘッド。