JPS63242653A - 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、ファクシミリや各種プリンタに搭載される感
熱記録用のサーマルヘッドに関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、基板上に発熱抵抗体及び駆動回路部を形成し
てなるサーマルヘッドにおいて、上記発熱抵抗体が上記
基板の一側縁に沿って一主面上に形成されるとともに、
少なくとも上記発熱抵抗体上に熱良導体層及び保護用基
板が積層され、上記熱良導体層の前記一側縁側の端面で
感熱記録を行うことにより、 性能に優れ、印字幅が確保でき、印字品質の向上を図る
ことのできるサーマルヘッドを堤供しようとするもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、感熱記録方式に用いられるサーマルヘッドとして
は、例えば基板上に形成した発熱抵抗体形成面で感熱記
録を行う平板型サーマルヘッド、曲面を有するロッド状
に発熱抵抗体を形成したサーマルヘッドを記録紙に対し
て垂直に押しあて感熱記録を行う端面型サーマルヘッド
、発熱抵抗体を形成した基板の裏面を斜めに研削し、該
研削面を記録面としたサーマルヘッドを記録紙に対して
斜めに押しあて感熱記録を行う、所謂裏面型サーマルヘ
ッド、その他これらの応用型のサーマルヘッド等が各種
提案されている。

例えば、本願出願人は特願昭６２−０２１４８８号明細
書において、例えば第７図に示すように、発熱抵抗体（
７２）を基板（７１）の−側縁（７１ｂ）にそって−主
面（７１ａ）上に形成し、上記発熱抵抗体（７２）上に
接着剤（７４）を介して保護用基板（７５）を接着し、
接着した基板（７１）及び保護用基板（７５）の発熱抵
抗体形成側側端面（７１ｄ）を記録紙（７８）に対して
垂直に押しあて該発熱抵抗体形成側側端面（７１ｄ）で
感熱記録を行うサーマルヘッドを提案した。

上記発熱抵抗体形成側側端面（７１ｄ）で感熱記録を行
うサーマルヘッドは、基板（７１）上に発熱抵抗体（７
２）及び駆動回路部（７３）が形成され、そして上記発
熱抵抗体部（７２）及び駆動回路部（７３）形成側にお
いて、絶縁性接着剤（７４）によってヒートシンクを兼
ねた保護用基板（７５）が接合一体化された構造を有し
ている。

尚、上記発熱抵抗体（７２）は、基板（７１）の−主面
（７１ａ）上であって、基板（７１）先端側の一側縁（
７１ｂ）に沿って複数並列形成されるものである。

このように構成されるサーマルヘッドは、基板（７１）
及び保護用基板（７５）に挟まれた発熱抵抗体（７２）
の形成されている基板（７１）の一側縁側の端面（７Ｉ
ｃ）が滑らかに研削されており、該研削された基板（７
１）の側端面（ｌｃ）を記録面（７６）としてサーマル
ヘッドを端面型サーマルヘッドと同様にプラテン（７７
）に対して垂直となるように設置し、間に感熱記録紙（
７８）を介してプラテン（７７）に押しあて感熱記録を
行うのである。

上記発熱抵抗体形成側側端面（７１ｄ）で感熱記録を行
うサーマルヘッドは、基本的に平板型サーマルヘッドの
構成と同様であり、発熱抵抗体（７２）、電極（７９）
及び駆動回路部（７３）等は、平坦な基板（７１）上に
形成すればよく作製が容易であること、記録を行う際に
は、端面型サーマルヘッドと同様に感熱記録紙（７８）
に対して垂直に押しあてればよく当たり特性が良好であ
ること、サーマルヘッド自体を感熱記録紙（７８）に対
して垂直に押しあてることにより、発熱抵抗体（７２）
と駆動回路部（７３）間の逃げが不要となり小型化が達
成できること、等非常に優れた特性を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような構造のサーマルヘッドの印字ドツトの形状
は、発熱抵抗体（７２）の有する形状、即ち発熱抵抗体
（７２）の厚さａと主走査方向〔発熱抵抗体（７２）の
配列方向〕の幅とによって決定されるものである。

好ましい印字ドツトの形状は、上記発熱抵抗体（７２）
の厚さａと主走査方向の幅とが略等しい、すなわち略正
方形状であることが好ましい。

ところが、基板の一側縁側の端面（７１ｃ）で感熱記録
を行うサーマルヘッドの発熱抵抗体（７２）は、薄膜形
成技術により、又は厚膜形成技術により作製されるもの
であり、通常そのｙγさａは数ミクロン−数十ミクロン
程度、主走査方向の幅は数十ミクロン程度である。した
がって、通常の発熱量では印字ドツトの形状は副走査方
向〔紙送り方向〕の幅に欠ける略長方形状となり、副走
査方向の印字幅が確保できず良好な印字品質が得られな
い。

また、正方膨軟の印字ドツトを得ようとして発熱抵抗体
（７２）の発熱回数を増加させた場合には、印字速度が
非常に遅くなりサーマルへラドの性能として好ましくな
い。

そこで、本発明は上述の従来の実情に漏みて提案された
もので、性能に優れ、印字幅が確保でき、印字品質の向
上が図れる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〕

本発明は、上述の目的を達成するために、基板上に発熱
抵抗体及び駆動回路部を形成してなるサーマルヘッドに
おいて、上記発熱抵抗体が上記基板の一側縁に沿って一
生面上に形成されるとともに、少なくとも上記発熱抵抗
体上に熱良導体層及び保護用基板が積石され、上記熱良
導体層の前記一側縁側の端面で感熱記録を行うことを特
徴とするものである。

〔作用〕

本発明のサーマルヘッドの構成は基本的に平板型サーマ
ルヘッドと同様であり、発熱抵抗体、電極、導電回路及
び駆動回路部等は、平坦な基板上に形成するため非常に
容易に作製することが可能である。

また、基板上に形成された発熱抵抗体部の少なくとも上
部に熱良導体層を設けたため発熱抵抗体の見掛は上の厚
みが増すこととなり、副走査方向の発熱部の幅が確保さ
れるため、印字幅が確保される。

記録を行う際には端面型サーマルヘッドと同様にして使
用するためプラテンとの当たり特性が改善され記録印字
に非常に優れたものとなる。

また、基板と保護用基板が耐摩耗層として作用するため
ヘッドの長寿命化が図れる。

Ｃ実施例〕 以下、本発明を適用したサーマルヘッドの一実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。

本実施例のサーマルヘッドは、例えば第１図に示すよう
に、基板（１）上に発熱抵抗体（２）及び駆動回路部（
３）が形成され、そして上記発熱抵抗体（２）及び駆動
回路部（３）形成側において、少なくとも発熱抵抗体（
２）上に熱良導体層（４）が形成され、その上部には絶
縁性接着剤（５）を介してヒートシンクを兼ねた保護用
基板（６）が接合一体化された構造をしている。

上記サーマルヘッドを構成する基板（１）は、絶縁性及
び耐摩耗性に優れた材料であることが好ましく、例えば
アルマイト、ガラス、セラミック等が使用できる。また
、発熱抵抗体（２）及び駆動回路部（３）上に形成され
た熱良導体層（４）上に絶縁性接着剤（５）を介して接
合されるヒートシンクを兼ねた保護用基板（６）も同様
に絶縁性及び耐摩耗性に優れた材料であることが好まし
く、基板（１）と同様の材料が使用可能である。なお、
上記基板（１）　と保護用基板で６）の材料は、サーマ
ルへンドに要求される耐久性や性能等によって適宜選択
すればよく、両者の材料が必ずしも同一である必要性は
ないが、耐摩耗性があまり異なるものであると偏摩耗に
より当たりが取れなくなる虞があるため耐摩耗性につい
ては同程度のものがよい。

上記基板（１）の−主面（１ａ）上には、第２図に示す
ように、基板（１）先端側の一側縁（１ｂ）に沿って複
数の発熱抵抗体（２）が並列形成されている。また、該
発熱抵抗体（２）から所定の距離だけ隔てて駆動用ＩＣ
を実装してなる駆動回路部（３）が形成されている。そ
して、これら発熱抵抗体（２）及び駆動回路部（３）は
、電極（７）によって駆動用ＩＣの特性もしくはサーマ
ルヘッドの機能に応じて所定数の発熱抵抗体（２）との
間で電気的接続を図っている。また、駆動回路部（３）
からは、外部信号を電気的に伝達する為の電極（８）が
接続されている。上記駆動回路部（３）と電極（７）　
、　（８）とは、ワイヤーボンディング等の手法により
接続されている。

基板（１）の−主面（１ａ）上に形成される発熱抵抗体
（２）は、上述のように基板（１）の端面（１ｃ）の−
側縁（ｌｂ）に沿って並列に形成されている。これは、
従来発熱抵抗体（２）への信号を伝達する電極（７）が
サーマルヘッドの副走査方向（紙送り方向）の両側から
引き出されていたものを駆動回路部（３）側の一方向か
らのみ引き出すこととしたことにより可能となった。

すなわち、上記発熱抵抗体（２）と電極（７）との接続
部分は、先ず第３図Ａに示すように、分断形成された発
熱抵抗体（２）の両端部（２ａ）側面を覆うようにして
駆動回路部（３）側一方向からのみ接続するように形成
する。このように形成することにより基板（１）の−側
縁（１ｂ）に近い位置に発熱抵抗体（２）を形成するこ
とが可能になり、発熱抵抗体（２）形成面でなく、発熱
抵抗体を形成した基板（１）の端面（１ｃ）で記録印字
を行うことが可能になった。

発熱抵抗体（２）と電極（７）との接続部分は、また第
３図Ｂに示すように、分断形成された発熱抵抗体（２）
の両端部（２ａ）に接触するように形成してもよく、第
３図Ｃに示すように、分断形成せず連続して帯状に形成
した発熱抵抗体（２）に対して所定の間隔を要して電極
（９）を形成してもよいし、また厚膜形成技術により形
成しても構わない。

尚、上記発熱抵抗体（２）は、ＴａｚＮ、　　Ｓ　ｉ　
−Ｔａ、Ｔａ−３ｉｎ、等を使用して通常の薄膜形成技
術によって形成されている。

このように形成される発熱抵抗体（２）は、基板（１）
の−側縁（１ｂ）からＯ〜数数十μｍ程度子た位置に形
成することが好ましく、所定の印字品質が得られるよう
に適宜その距離は選択すればよい。

上記発熱抵抗体（２）部分は、第１図に示すように、電
極（７）の一部に重なり、少なくとも発熱抵抗体（２）
を覆うようにして熱良導体層が形成されており、発熱抵
抗体（２）で発生した熱を速やかに伝達しサーマルヘッ
ドの印字幅を確保している。

上記熱良導体層（４）は、発熱抵抗体（２）で発生した
熱をより効率良く伝達し、サーマルヘッドの印字品質の
向上に寄与するもので、使用可能な材料としては、シリ
カガラス、アルミナガラス等のセラミック、金属酸化物
、金属チン化物、半金属酸化物、金属チン化物、等が挙
げられる。尚、熱良導体層（４）として金属を用いる場
合には、電極（７）等との電気的短絡を防止するために
熱良導体層（４）の下層にＳ　ｉ　Ｏ！やポリイミド等
の絶縁膜を設けるようにする。このように、発熱抵抗体
（２）上に熱良導体層（４）を形成すると、発熱部の見
掛は上の厚さは、熱良導体Ｎ（４）の厚さｌとなる。

したがって、発熱抵抗体（２）のみの場合に形成される
印字ドツト長さａより長いドツトｌとなるため、副走査
方向の幅ａが主走査方向の幅に近づき印字ドツトの形状
が正方形状となり、良好な印字ドツトを形成することが
できるようになる。′上記熱良導体層（４）の厚さ！は
所定の印字ドツトが得られるように適宜設定すればよく
、通常の薄膜技術を用いて形成しているため厚さの制御
が容易に行え、自由度が大きい。

そして、上記発熱抵抗体部（２）及び駆動回路部（３）
形成側であって上記熱良導体層（４）上には、絶縁性接
着剤（５）によってヒートシンクを兼ねた上記保護用基
板（６）が接合一体化されてサーマルヘッドを構成して
いる。なお、上記絶縁性接着剤（４）は耐摩耗性に優れ
たものを使用する必要があり、例えば低融点ガラスや無
機系接着剤が使用できる。

このように構成されるサーマルヘッドは、ペース基板（
１）及び保護用基板（６）に挾まれた発熱抵抗体（２）
　の形成されている基板（１）の端面（ＩＣ）が滑らか
に研削されており、該研削された基板（１）の側端面（
１ｃ）を記録面（９）としてサーマルヘッドを端面型サ
ーマルヘッドと同様にプラテン（１０）に対して垂直と
なるように設置し、間に感熱記録紙（１１）を介してプ
ラテン（１０）に圧着して感熱記録を行う。

このようにして感熱記録紙（１１）に対して垂直に設置
しているので当たり特性が非常によ（印字品質が優れた
ものとなる。このように設置されたサーマルヘッドの発
熱抵抗体（２）を形成した基板（１）の端面（１ｃ）で
ある記録面（９）は、円弧状に加工してもよく、また所
定の角度を有した傾斜面として加工形成してもよい。上
述のような感熱記録部への加工は、感熱記録紙（１１）
への当たり特性をより向上させるものである。なお、上
記記録面（９）から発熱抵抗体（２）形成部分までの距
離りは、サーマルヘッドの耐摩耗性を決定する要因とな
る。

上述のように、印字ドツトの印字幅を確保するために、
発熱抵抗体（２）上に熱良導体Ｎ（４）を設けたサーマ
ルヘッドについて説明したが、印字幅を確保するサーマ
ルヘッドの構成としては、さらに第４図に示すような構
成としてもよい。即ち、基板（１）上に第１の発熱抵抗
体く２）及び図示しない駆動回路部が形成され、上記第
１の発熱抵抗体部（２）及び駆動回路部形成側において
、少なくとも第１の発熱抵抗体（２）上に熱良導体層（
４）が形成され、さらにその上部に第２の発熱抵抗体（
１２）が形成され、前記第２の発熱抵抗体（１２）上に
絶縁性接着剤（５）を介してヒートシンクを兼ねた保護
用基板（６）が接合一体化された構成のサーマルヘッド
である。

また、第５図に示すように、基板（１）上に第１の熱良
導体層（１３）を形成し、その上部に発熱抵抗体（２）
及び図示しない駆動回路部を形成し、上記発熱抵抗体部
（２）及び駆動回路部形成側において、少なくとも発熱
抵抗体（２）上に第２の熱良導体層（４）を形成し、そ
の上部に絶縁性接着剤（５）を介してヒートシンクを兼
ねた保護用基板（６）を接合一体化した構成であっても
よい。

このように、発熱抵抗体を二層にして形成した場合、ま
た発熱抵抗体を熱良導体層で挟み込むことによって熱の
伝達部分を拡大することにより、印字ドツトの幅は、第
４図中Ｌ％第５図中Ｊｔで示されるように、非常に幅の
広い印字ドツトとなり、印字幅が充分確保できる。

このように、発熱抵抗体（２）上に熱良導体層（４）を
形成すると、感熱記録面の幅がｌとなり、発熱抵抗体（
２）のみの場合に形成されるドツト長さａより長いドツ
トｌを形成することができる。

上述のように、サーマルヘッドの発熱抵抗体（２）上に
熱良導体層（４）を形成した場合には、発熱抵抗体（２
）で発生した熱を速やかに記録面（９）に伝達すること
によって印字ドツトの印字幅を確保する。このような方
法の他、上記構造のサーマルヘッドの熱良導体層（４）
の代わりに蓄熱層を設ける方法もある。上記蓄熱層を設
けた場合には、熱を該蓄熱層に蓄えることによって、そ
の部分での熱エネルギを高めそれを有効に利用すること
により、印字幅を確保しようとするものである。

さらにその他、第１図、第４図、第５図に示す構造のサ
ーマルへラドの熱良導体層（４）の上部に蓄熱層を積層
した構造として、熱良導体層（４）と蓄熱層とを併用し
た構造とすることによっても印字幅を確保することにつ
いて良好な効果が得られる。

上記サーマルヘッドは、駆動回路部（３）については、
駆動用ＩＣを実装したタイプのものに適用して説明した
が、駆動回路部（３）　も薄膜によって形成する全薄膜
サーマルヘッドや通常の薄膜サーマルヘッドもしくは厚
膜サーマルヘッドでも適用することが可能である。

以上説明したように通常のサーマルヘッドと同様な構成
からなるサーマルヘッドの基体（１）側端面（１ｃ）を
記録面（９）とすることにより、感熱記録紙（１１）に
対して垂直に設置することができる。したがって印字特
性に非常に優れた端面型のサーマルヘッドと同様な取り
つけ機構を取るために記録印字する際の当たり特性が確
保でき印字品質に優れたものとなる。

次に、この実施例を一層明確なものとするために、その
製造方法について説明する。

上記第１図によって示される実施例のサーマルヘッドを
作製するには、先ず第６図Ａに示すように、所定の厚さ
を有するガラスからなる基板主面（１ａ）上に発熱抵抗
体（２）部を基板（１）の−側縁（１ｂ）から０〜数十
μｍ程度隔てた位置に並列に形成する。また、上記発熱
抵抗体（２）の長さは約１００μｍ程である。そして、
上記発熱抵抗体（２）部から図示していない駆動回路部
にかけて感電金属からなる電極（７）を蒸着、スパッタ
リング等の手法により形成し電気的導通を図る。

次いで、第６図Ｂに示すように、発熱抵抗体（２）及び
電極（７）上に熱良導体層（４）を積層形成する。

次に、第６図Ｃに示すように、上記熱良導体層（４）を
積層した上部であって、発熱抵抗体（２）及び図示しな
い駆動回路部上全面に亘って絶縁性接着剤（５）を介し
て所定の厚さを有したガラスよりなる保護用基板（６）
を接着する。

そして、第６図りに示すように、発熱抵抗体（２）を形
成した基板（１）の端面（１ｃ）にあたる記録面（９）
を所定の円弧を有する曲面として切削加工を行う。

このようにして発熱抵抗体（２）の側面を利用して、感
熱記録紙に対して垂直に設置し当たり特性を改善したサ
ーマルヘッドを製造する。

〔発明の効果〕

本発明のサーマルヘッドの構成は基本的に平板型サーマ
ルヘッドと同様であり、発熱低抗体、電極、導電回路及
び駆動回路部等は、平坦な基板上に形成するため非常に
容易に作製することができる。

また、基板上に形成された発熱抵抗体部の少なくとも上
部に熱良導体層を設けたため発熱抵抗体の見掛は上の厚
みが増すこととなり、副走査方向の幅が確保されるため
、所望の印字幅が確保される。また、熱良導体層の厚み
は自由に設定することが可能であるため、所定の印字幅
に容易に設定することができる。

記録を行う際には端面型サーマルヘッドと同様にして使
用するためプラテンとの当たり特性が改善され記録印字
に非常に優れたものとなる。

また、基板と保護用基板が耐摩耗層として作用するため
ヘッドの長寿命化が図れる。

したがって、性能に優れ、印字幅が確保でき、印字品質
の向上を図ることのできるサーマルヘッドを提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したサーマルヘッドの一構成例を
示す概略断面図であり、第２図は発熱抵抗体及び駆動回
路部が形成された基板を示す概略斜視図である。 第３図Ａは発熱抵抗体と電極との接続形態の一例を示す
概略平面図であり、第３図Ｂは接続形態の他の例を示す
概略平面図であり、第３図Ｃは接続形態のさらに他の例
を示す概略平面図である。 第４図は本発明を適用したサーマルヘッドの他の構成例
を示す概略断面図である。 第５図は本発明を適用したサーマルへラドのさらに他の
構成例を示す概略断面図である。 第６図Ａ乃至第６図りは本発明のサーマルヘッドの製造
方法をその工程順に従って示す概略的な要部拡大断面図
であり、第６図Ａは発熱抵抗体及び電極の形成工程、第
６図Ｂは熱良導体層の形成工程、第６図Ｃは保護用基板
の接着工程、第６図りは記録面の加工工程をそれぞれ示
す。 第７図は従来のサーマルヘッドの一例を示す概略断面図
である。 １・・・基板 １ａ・・・−主面 １ｂ・・・−側縁 ＩＣ・・・端面 ２・・・発熱抵抗体 ３・・・駆動回路部 ４・・・熱良導体層 ６・・・保護用基板 ９・・・記録面 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人　　弁理士　　小泡　　晃 同　　　田村　ト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上に発熱抵抗体及び駆動回路部を形成してなるサー
   マルヘッドにおいて、 上記発熱抵抗体が上記基板の一側縁に沿って一主面上に
   形成されるとともに、少なくとも上記発熱抵抗体上に熱
   良導体層及び保護用基板が積層され、 上記熱良導体層の前記一側縁側の端面で感熱記録を行う
   ことを特徴とするサーマルヘッド。