JPH09290527A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミック基板の上面に存在するボイドによっ
て印字ドットに欠けが生じたり、或いは、印画の濃度む
らが発生していた。 【解決手段】セラミック基板１の下面側に複数個の発熱
抵抗体２と一対の電極３とを取着して成り、感熱記録媒
体Ｐを前記セラミック基板１の上面に摺接させながら印
字を行うサーマルヘッドであって、前記セラミック基板
１の上面で、且つ、各発熱抵抗体２の直上領域Ｈに複数
個の金属ドット６を配列させるとともに該ドット６の表
面を前記セラミック基板１の上面と同一平面もしくは４
０μｍ以下の厚みに突出するよう設定し、前記発熱抵抗
体２からの熱を前記金属ドット６上を走行する感熱記録
媒体Ｐに伝導させて印字を行うように成す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワードプロセッ
サ、ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれる
サーマルヘッドの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、図４に示す如く、複数個の発熱抵
抗体１２をセラミック基板１１の下面に取着させて成る
サーマルヘッドが提案されており、かかるサーマルヘッ
ドは前記発熱抵抗体１２を外部からの印字信号に対応さ
せて選択的にジュール発熱させながらセラミック基板１
１の上面にインクリボン等の感熱記録媒体Ｐを摺接させ
ることによって印字が行われる。

【０００３】このようなサーマルヘッドは、セラミック
基板１１の上面に感熱記録媒体Ｐの走行の妨げとなるよ
うなものが存在せず、感熱記録媒体Ｐをフラットな状態
のまま走行させることが可能なため、曲げることが困難
なプラスチックカード等にも印字ができるうえに、感熱
記録媒体Ｐの摺接部と発熱抵抗体１２との間にはセラミ
ック基板１１が介在されているため、感熱記録媒体Ｐ中
に含まれるナトリウムイオン等が発熱抵抗体１２を被覆
する保護膜（不図示）中のピンホール等を介して発熱抵
抗体１２に接触してこれらを腐食したり、或いは、感熱
記録媒体Ｐを摺接させたときに発生する静電気によって
発熱抵抗体１２や前記保護膜等が破損したりすることが
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサーマルヘッドにおいては、セラミック基板
１１の内部および表面に直径１〜１０μｍのボイドｖ
（セラミックグリーンシートの焼成時に有機バインダー
の焼失によってできた空孔）が多数存在していることか
ら、このようなボイドｖが感熱記録媒体Ｐが摺接される
セラミック基板１１の表面に位置していると、印字に際
して感熱記録媒体Ｐをセラミック基板１１の上面に対し
て良好に密着させることができない。この場合、発熱抵
抗体１２からの伝熱がセラミック基板１１の上面に存在
するボイドｖによって遮断されることとなり、印字ドッ
トに欠けが生じたり、或いは、印画の濃度むらが発生す
る等の欠点が誘発される。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑
み案出されたもので、セラミック基板の下面側に複数個
の発熱抵抗体と一対の電極とを取着して成り、感熱記録
媒体を前記セラミック基板の上面に摺接させながら印字
を行うサーマルヘッドであって、前記セラミック基板の
上面で、且つ、各発熱抵抗体の直上領域に複数個の金属
ドットを配列させるとともに該ドットの表面を前記セラ
ミック基板の上面と同一平面もしくは４０μｍ以下の厚
みに突出するよう設定し、前記発熱抵抗体からの熱を前
記金属ドット上を走行する感熱記録媒体に伝導させるよ
うにして成ることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。

【０００７】図１は本発明のサーマルヘッドの一実施形
態を示す平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図であり、
１はセラミック基板、２は発熱抵抗体、３は一対の電
極、５は金属ドットである。

【０００８】前記セラミック基板１はアルミナ等のセラ
ミックス材料により形成されており、例えば、アルミ
ナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス材料粉末に適
当な有機溶剤、有機バインダー等を添加混合して泥漿状
と成すとともにこれを従来周知のドクターブレード法を
採用することによってセラミックグリーンシートを形成
し、しかる後、前記グリーンシートを所定形状に打ち抜
き加工して高温（約１６００℃）で焼成することによっ
て製作される。尚、このようにして製作されたセラミッ
ク基板１の内部や表面には、焼成に際してグリーンシー
ト中の有機バインダーが焼失することによって直径１〜
１０μｍのボイドｖが多数形成されることとなる。

【０００９】また前記セラミック基板１の下面Ｂには、
直線状に配列された複数個の発熱抵抗体２と、該各発熱
抵抗体２の両端に接続される一対の電極３と、該電極３
の一方に接続されるドライバーＩＣ４と、前記発熱抵抗
体２及び一対の電極３を被覆する保護膜５とがそれぞれ
取着されている。

【００１０】前記発熱抵抗体２は、例えば窒化タンタル
等から成り、それ自体が所定の電気抵抗率を有している
ため、一対の電極３を介して外部電源からの電力が印加
されると、ジュール発熱を起こし、例えば２５０〜３０
０℃の温度となる。

【００１１】また前記一対の電極３は、例えばアルミニ
ウム、銅等の金属材料から成っており、外部からの印字
信号に基づいて複数個の発熱抵抗体２をジュール発熱さ
せるために必要な所定の電力を印加する作用を為す。

【００１２】これら発熱抵抗体２及び一対の電極３は従
来周知のスパッタリング法及びフォトリソグラフィー技
術を採用することによってセラミック基板１の下面Ｂに
所定厚み、所定パターンに被着形成される。

【００１３】また前記ドライバーＩＣ４は、発熱抵抗体
２を印字信号に基づいて選択的にジュール発熱させる作
用、具体的には、一対の電極３を介して各発熱抵抗体２
に印加される電力のオン・オフを制御する作用を為し、
従来周知のフェースダウンボンディング法等によってセ
ラミック基板下面の所定位置に搭載される。

【００１４】また前記保護膜５はガラス等から成ってお
り、発熱抵抗体２等を大気中の酸素や水分等の接触によ
る酸化、腐食から保護するためのものである。尚、前記
保護膜５は従来周知のスパッタリング法もしくは厚膜手
法等によって発熱抵抗体２等を覆うように０．２〜５．
０μｍの厚みをもって被着形成される。

【００１５】一方、前記セラミック基板１の上面Ａで、
且つ、各発熱抵抗体２の直上領域（発熱領域）Ｈには複
数個の金属ドット６が配列されている。

【００１６】前記金属ドット６は、セラミック基板１へ
の接合性が良好で、且つ、良熱伝導性を有したニッケ
ル、アルミニウム、銅、クロム等から成っており、その
各々がセラミック基板１の上面より２０〜４０μｍだけ
突出し、該基板１内のボイドｖよりも大きな径（３０〜
１００μｍ）をもって形成されている。

【００１７】これら金属ドット６は、対応する発熱抵抗
体２がジュール発熱を起こすと、該熱がセラミック基板
１を介し伝導されることによって感熱記録媒体Ｐに印字
ドットを形成するのに必要な所定の温度（例えば７０〜
１５０℃）となるようになっており、印字に際して、こ
のような金属ドット６を感熱記録媒体Ｐに摺接させるこ
とによって発熱抵抗体２からの熱を感熱記録媒体Ｐ側に
確実に伝導させることができる。これにより、感熱記録
媒体Ｐに鮮明で、且つ、ほぼ等しい大きさの印字ドット
を形成することが可能となり、サーマルヘッドの印字品
質が大幅に向上されることとなる。尚、これら金属ドッ
ト６は、その突出量が４０μｍを超えると、印字時、感
熱記録媒体Ｐの摺接抵抗が大となって金属ドット６が基
板１の上面より外れ易くなるため、金属ドット６の厚み
は４０μｍ以下に成しておく必要がある。

【００１８】前記金属ドット６は、従来周知の無電解メ
ッキ法、スクリーン印刷法、ディスペンサ法等を採用す
ることによってセラミック基板１の上面所定位置に被着
され、しかる後、研摩加工を施すことによって全ての金
属ドット６の高さをほぼ等しく整えることにより所期の
金属ドット６が得られる。

【００１９】またこのようなセラミック基板１の下面側
には金属製の支持板（不図示）が配置され、該支持板に
よってセラミック基板１を支持固定することによりサー
マルヘッドが完成する。

【００２０】かくして上述のサーマルヘッドは、ドライ
バーＩＣ４の駆動に伴って一対の電極４間に所定の電力
を印加し、発熱抵抗体２を印字信号に基づいて選択的に
ジュール発熱させるとともに該発熱した熱をセラミック
基板上面の金属ドット６を介して感熱記録媒体Ｐに伝導
させ、感熱記録媒体Ｐに所定の印字画像を形成すること
によってサーマルヘッドとして機能する。

【００２１】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更、改良等が可能であり、例えば図３に示す
如く、金属ドット６’の外形を立方体状や円柱状に成し
たり、或いは、セラミック基板下面の発熱抵抗体２が被
着される位置に所定の凹溝１ａを設ける等してセラミッ
ク基板１の発熱領域Ｈが所望する厚みとなるように調整
しても良い。

【００２２】また上述した実施形態においては金属ドッ
ト６を平坦なセラミック基板１の上面にそのまま取着さ
せてセラミック基板１の上面より突出させるようにした
が、これに代えて、セラミック基板の上面に各発熱抵抗
体に対応した複数個の穴を形成して該穴の中に金属ドッ
トの一部を埋設させたり、更には金属ドットを前記穴の
中に完全に埋設してセラミック基板の上面と同一平面に
成しても良く、このような場合、金属ドットの一部が発
熱抵抗体に近づくことによってサーマルヘッドの熱効率
が向上されるとともに金属ドットをセラミック基板に対
し極めて強固に取着させることができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、印字時、セラミック基
板の上面に取着させた金属ドットを感熱記録媒体に接触
させることによって発熱抵抗体の発する熱を前記金属ド
ットを介して感熱記録媒体側に確実に伝導させることが
でき、これによって感熱記録媒体に鮮明で、且つ、ほぼ
等しい大きさの印字ドットを形成することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平
面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】本発明の変形例を示す断面図である。

【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・セラミック基板 ２・・・発熱抵抗体 ３・・・一対の電極 ６・・・金属ドット ｖ・・・ボイド Ｐ・・・感熱記録媒体 Ｈ・・・発熱抵抗体の直上領域（発熱領域）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック基板の下面側に複数個の発熱抵
   抗体と一対の電極とを取着して成り、感熱記録媒体を前
   記セラミック基板の上面に摺接させながら印字を行うサ
   ーマルヘッドであって、 前記セラミック基板の上面で、且つ、各発熱抵抗体の直
   上領域に複数個の金属ドットを配列させるとともに該ド
   ットの表面を前記セラミック基板の上面と同一平面もし
   くは４０μｍ以下の厚みに突出するよう設定し、前記発
   熱抵抗体からの熱を前記金属ドット上を走行する感熱記
   録媒体に伝導させるようにして成ることを特徴とするサ
   ーマルヘッド。