JPS61158474A - サ−マルヘツド - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１３熱記録紙等に感熱記録を行うために用い
られるサーマルヘッドに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、感熱記録紙上に文字あるいは記号の如き所望パタ
ーンを感熱記録するために用いられているサーマルヘッ
ドとしては、例えば第１θ図に示すようなものが知られ
ている。この第１０図に示すサーマルヘッドは、絶縁基
板（１０１）上に複数の略矩形状に形成された発熱抵抗
体（１０２）を所定間隔を空けてそれぞれ独立して並列
に設け、これら発熱抵抗体（１０２）のそれぞれの一端
に個別電極（１０３）を接続し、地端に上記各発熱抵抗
体（１０２）に共通となる共通電極（１０４）を接続し
て構成されている。このように構成されたサーマルヘッ
ドは、駆動回路部から上記個別電極（１０３）を介して
上記発熱抵抗体（１０２）に駆動電流を選択的に供給し
、この駆動電流が供給された発熱抵抗体（１０２）を選
択的に発熱させるとともに、感熱記録紙を上記発熱抵抗
体（１０２）の配列方向と直交する方向（第１０図中Ｙ
方向）に移送することにより上記感熱記録紙上に画点を
順次記録することによって該感熱記録紙上に文字あるい
は記号の如き所望パターンを記録するように作用する。

ところで、上述したような従来用いられているサーマル
ヘッドでは、各発熱抵抗体（１０２）を発熱させて感熱
記録紙上に画点を記録した場合、これら発熱抵抗体（１
０２）間の領域（第１０図中、Ｗで示す領域）に、これ
ら発熱抵抗体（１０２）で生じた熱が伝導し、蓄熱して
しまうため、ドツト間の熱分離が悪くなってしまう。し
たがつて、上記発熱抵抗体（１０２）間の領域でも、こ
の熱によって感熱紙が発色するようになり、プリントさ
れた文字等に、尾びき、にじみ、ぼけ等が現れ、印字品
質の劣化が生じ易くなるという問題がある。

例えば、従来のサーマルヘッドにおいて、発熱抵抗体（
１０２）を発熱させたときの主走査方向（第１Ｏ図中Ｙ
方向）及び副走査方向（第１０図中Ｘ方向）の温度分布
は、第１１図（ａ）及び第１１図（ｂ）に示すようなも
のとなる。ここで、主走査方向では、発熱した熱が熱伝
導性に優れた電極（１０３）　、　（１０４）へ逃げ、
蓄熱温度Ｔｓは小さく、発熱抵抗体（１０２）を外れる
と急激に温度が低下する。

これに対して、副走査方向では、主走査方向に較べて熱
の逃げが少ないので、同時に各発熱抵抗体（１０２）を
発熱させた場合に、上記発熱抵抗体（１０２）間の領域
での蓄熱温度Ｔｓが大きくなり易い。

特に、連続印字や高速印字を行うと、上述の副走査方向
の蓄熱温度Ｔｓが増大してしまうので、印加パルス幅等
による補正が必要となる。したがって、連続印字を行う
サーマルヘッドでは、第１１図（ｂ）に一点鎖線で示す
ように、Ｍ熱温度ＴＳが小さく、上昇カーブの傾きの大
きなものが望まれている。

一般に、蓄熱温度を制御する方法としては、絶縁基板（
１０１）と発熱抵抗体（１０２）との間に形成したガラ
スグレーズ層の厚さを変えることによって、上記発熱抵
抗体（１０２）の厚さ方向の放熱を制御する方法がある
。しかし、この方法では、発熱抵抗体（１０２）の直下
方向の放熱しか考慮されておらず、副走査方向の発熱抵
抗体（１０２）間のみの蓄熱温度を低温度にすることは
不可能であった。（上記ガラスグレーズの厚さを変える
と、発熱抵抗体（１０２）内１発熱抵抗体（１０２）間
とも同時に変わり、個別に制御することができない。）
一方、発熱抵抗体（１０２）間の間隔（第１０図中Ｗ）
を大きくして蓄熱温度Ｔｓを低くするようにした場合に
は、第１２図に示す副走査方向の断面図から明らかなよ
うに、感熱紙との接触面である耐摩耗層（１０５）の表
面に大きな段差を生じるため、記録紙との当たりが不均
一となって、印字品質が劣化し易く、また偏摩耗を生じ
易く、そのために寿命が短くなる等の問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上述べたように、従来のサーマルヘッドでは、発熱抵
抗体間の蓄熱温度が高くなり易く、ドツト間の熱分離が
悪くなって、印字画像に尾びき、にじみ、ぼけ等が生じ
、印字品質が劣化するという問題がある。

そこで本発明は、このような問題点を解決するために提
案されたものであって、解像度が良く、高品質の印字が
得られ、かつ連続印字や高速印字が可能で寿命の長いサ
ーマルヘッドを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、このような目的を達成するために鋭意検
討の結果、主走査方向の熱が一部電極から逃げることに
着目し、これと同等の効果を副走査方向にも応用するこ
とにより本発明を完成するに至ったものであって、絶縁
基板上に複数の発熱抵抗体を配列形成してなるサーマル
ヘッドにおいて、上記発熱抵抗体間に吸熱体を設けたこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

したがって、本発明のサーマルヘッドによれば、発熱抵
抗体間に吸熱体を設けであるので、この発熱抵抗体を発
熱させて印字を行うときに、各発熱抵抗体間の領域に蓄
積される熱を上記吸熱体を介して積極的に放熱させるこ
とができ、したがって、ドツト間の熱分離が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第１図は、本発明を通用した一実施例を示す要部平面図
であり、第２図はその主走査方向での断面図である。

この第１図に示すサーマルヘッドにおいては、絶縁基板
（１）上に複数の略矩形状に形成された発熱抵抗体（２
）が所定間隔を空けて並列に配列形成され、さらに、こ
れら各発熱抵抗体（２）の一端側には駆動回路と接続さ
れる個別電極（３）がそれぞれ接続され、他端側には上
記各発熱抵抗体（２）に共通となる共通電極（４）が接
続されている。

そして、これら各発熱抵抗体（２）に上記個別電極（３
）によって選択的に通電し、この通電に対応して上記発
熱抵抗体（２）を発熱するように構成されている。

さらに、本発明によるサーマルヘッドにおいては、上記
各発熱抵抗体（２）間に、この部分の放熱を促進するた
めに、この発熱抵抗体（２）と同一の層が吸熱体（５）
として細い帯状に残存されている。

この吸熱体（５）は、電気的絶縁のために、吸熱部（５
ａ）と吸熱部（５ｂ）に分割して設けられ、一方の吸熱
部（５ａ）は上記共通電極（４）と接続され、他方の吸
熱部（５ｂ）は個別電極（３）に所定の長さ２をもって
連結される放熱電極部（６）に接続されている。

したがって、上記発熱抵抗体（２）を発熱させ印字を行
う際に、この発熱抵抗体（２）間に生じた熱は、上記吸
熱体（５）の吸熱部（５ａ）を通して共通電極（４）へ
、あるいは吸熱部（５ｂ）を通して個別電極（３）へ逃
げるように構成されている。

このように、発熱抵抗体（２）や吸熱体（５）が形成さ
れた絶縁基板（１）上には、Ｓ　ｉ　０２等の耐酸化層
（１０）やＴａ２０５等の耐摩耗層（１１）が積層形成
され、さらに、第１図中Ａ−Ａ線やＢ−Ｂ線で示す領域
には、放熱板（１２）が形成されている。

ところで、上記吸熱体（５）の材料は、発熱抵抗体（２
）と同一であり、絶縁基板（１）上に形成されたガラス
グレーズ層より熱伝導性の良好な金属酸化物や高融点金
属合金等であって、例えば金属−３ｉＯｚ（いわゆるサ
ーメット）、ＮｉＣｒ、ＴａＮ、Ｔａ　　Ｓ　ｉ、Ｒｈ
０５等が用いられる。

また、上記個別電極（３）や共通電極（４）には、例え
ば銅やアルミニウム等の電気伝導性及び熱伝導性の優れ
た材料が用いられる。

したがって、上記各個別電極（３）によって選択的に通
電して各発熱抵抗体（２）を発熱させたときに、この各
発熱抵抗体（２）間に生じる熱は、上記吸熱部（５ａ）
　、　（５ｂ）を介してそれぞれ共通電極（４）及び個
別電極（３）に逃げるようになる。この結果、発熱抵抗
体（２）を発熱させたときの副走査方向（第１図中Ｘ方
向）の温度分布は、第３図に実線で示すようなものとな
り、発熱抵抗体（２）間の蓄熱温度Ｔｓが従来のもの（
第３図中破線で示す）に較べて著しく低くなるため、ド
ツト間の熱分離が向上し、印字画像の尾びき、にじみ、
ぼけ等が解消され、良好な印字が得られる。

なお、上記吸熱体（５）の放熱量の制御は、第１図中！
で示される放熱電極部（６）と個別電極（３）との接続
幅を変えることにより行うことができる。

また、第４図に示す副走査方向の断面図より明らかなよ
うに、各発熱抵抗体（２）間に吸熱体（５）が形成され
ているので、耐摩耗１ｉ（１１）の表面が極めて平坦な
ものとなり、感熱記録紙との当たりが均一となり、印字
品質が向上するとともに、偏摩耗が減少して寿命が伸び
る。

一方、このような構成のサーマルヘッドは、従来の製造
工程と同様の工程で作成される。

すなわち、絶縁基板（１）上に被着形成された抵抗体層
及び導電体層をフォトリソ技術でエツチングを施す工程
で、発熱抵抗体（２）間に細長い吸熱体（５）及び放熱
電極部（６）を残すようにエツチングすればよい。なお
、他の工程は従来と同一工程でよい。

ところで、本発明は、上述の実施例に限定されるもので
なく、例えば第５図に示すように、吸熱体（５）の主走
査方向での分割位置を変え、この吸熱体（５）を個別電
極（３）に接続される放熱電極部（６）のみに接続し、
この個別電極（３）側のみから熱を逃がすようにしても
よいし、反対に、吸熱体（５）を共通電極（４）にのみ
接続して、この共通電極（４）側からのみ熱を逃がすよ
うにしてもよい。

また、第６図に示すように、各吸熱体（５）の両側端部
に接続導体（１４）を介して面積の大きな略矩形状の放
熱部（１５）を設け、第７図に示すように、上述の放熱
部（１５）上の耐酸化層（ｌＯ）及び耐摩耗層（１１）
を除去して、放熱板（１２）を熱抵抗Ｊｉｉ（１６）を
介して接着させて、吸熱体（５）の放熱効果を高めるよ
うにしてもよい、ここで、上述の熱抵抗層（１６）は、
例えばシリコーン、ポリイミド、／Ｊ゛ラス等の熱伝導
率の低い材料でなり、この熱抵抗層（１６）の厚さを変
えることにより吸熱量を制御することができる。また、
吸熱量の制御は、放熱部（１５）の面積や、放熱板（１
２）と放熱部（１５）の接着面積を変えることにより行
ってもよい。

さらに、複数の発熱抵抗体（２）が直列に接続されこれ
ら発熱抵抗体（２）が副走査方向に並列に形成されてド
ントマトリクスを構成している場合には、第８図に示す
ように、各ドツトマトリクス間に吸熱体（５）を残存形
成し、こら吸熱体（５）の両側にそれぞれ放熱導体部（
１７）　、　（１８）を接続するようにしてもよい。

あるいは、第９図に示すような、絶縁基板（１）上に帯
状に連なった発熱抵抗体（２）が設けられ、この発熱抵
抗体（２）の両側に個別電極（３）及び共通電極（４）
が接続されるサーマルヘッドでは、これら各電極（３）
　、　（４）間にそれぞれ電気的に絶縁された放熱導体
部（１９）　、　（２０）を設けるようにしてもよい。

なお、上記第５図ないし第９図に示す各実施例において
、先の第１図に示す号−マルヘッドと同一の部材には同
一の符号を付しである。

また、以上述べたサーマルヘッドの発熱抵抗体（２）は
、略矩形状のものであったが、その形は限定されるもの
ではなく、例えばミアンダ形等、どのよう形状であって
もよく、これに伴って吸熱体（５）の形状も長方形状に
限定されず、例えば菱形や正方形等、どのような形状で
あってもよい。

さらに、本発明が通用されるサーマルヘッドは、シリア
ル型やライン型あるいは厚膜型や薄膜型等、如何なるも
のであってもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明のサーマルヘ
ッドは、並列に配した発熱抵抗体間に吸熱体を設けであ
るので、この発熱抵抗体間の蓄熱は上記吸熱体を介して
放熱され、副走査方向のドツト間の熱分離が向上し、し
たがって解像度が向上して尾びき、にじみ、ぼけ等のな
い高品質の印字が得られるとともに、高速印字や連続印
字が可能となる。

また、感熱紙等との接触部分が平坦化されるので、上記
感熱紙等との密着性が向上し、良質の印字画像が得られ
、かつ偏摩耗が少なくなり寿命が長くなる。

さらに、上記効果を有する本発明のサーマルヘッドは、
従来の製法と同様の工程で作成することができるという
利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を通用したサーマルヘッドの一実施例を
示す要部平面図、第２図はその主走査方向（第１図Ｃ−
Ｃ線）における断面図、第３図は副走査方向における温
度分布を示す特性図、第４図は副走査方向（第１図Ｃ−
Ｃ線）における断面図である。 第５図は本発明の他の実施例を示す要部平面図である。 第６図は本発明のさらに他の実施例を示す要部平面図で
あり、第７図は第６図Ｅ−Ｅ線における断面図である。 第８図は本発明のさらに他の実施例を示す要部平面図で
あり、第９図は本発明のさらに他の実施例を示すらぶ平
面図である。 第１０図は従来のサーマルヘッドの一例を示す要部平面
図であり、第１１図（ａ）はその主走査方向における温
度分布を示す特性図、第１１図（ｂ）はその副走査方向
における温度分布を示す特性図、第１２図は第１図Ｃ−
Ｃ線における断面図である。 １・・・絶縁基板 ２・・・発熱抵抗体 ５・・・吸熱体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基板上に複数の発熱抵抗体を配列形成してなるサー
   マルヘッドにおいて、上記発熱抵抗体間に吸熱体を設け
   たことを特徴とするサーマルヘッド。