JPH0248960A - サーマルヘッド - 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】 〔産業上の利用分野ン 本発明はサーンルプリンタに用いられるザーマルヘッド
に係り、特に薄膜型のサーマルヘッドに関する。

〔従来の技術〕

サーマルプリンタに搭載するサーマルヘッドは、例えば
複数個の発熱抵抗体層を同一基板上に直線的に配列し、
情報に従ってこの発熱抵抗体層を通電加熱させて、感熱
記録紙に発色記録させるか、あるいはインクリボンを介
して普通紙に転写記録するために用いられる。

第７図および第８図は、それぞれ従来のこの種のサーマ
ルヘッドの一般構造、および、プリンタのプラテンとの
圧接状態を示すものである。

第７図および第８図において、セラミック基板等の絶縁
性基板１上には、蓄熱層として機能するガラスからなる
グレーズ層２が形成されており、このグレーズ層２は、
第７図においては、絶縁性基板１のほぼ全面に平面状に
形成され、また第８図においてはその発熱抵抗体形成予
定領域に上面の断面が円弧状のものとして形成されてい
る。このグレーズ層２の上には王、２Ｎ等からなる発熱
抵抗体層３が、蒸着、スパッタリングなどで被着された
後、エツチングにより、複数個直線状に配置・形成され
ている。この発熱抵抗体層３の上には、さらにこの発熱
抵抗体層３に対して給電するための給電体１１４が形成
されている。この給電体［１４は、例えばアルミニウム
、銅、金等からなるもので、蒸着、スパッタリングによ
って所望形状のパターンに形成され、各発熱抵抗体１７
３の両側にそれぞれ一方が共通給電体層４Ａとして、ま
た他方が信号給電体１１４Ｂとしてそれぞれ導出されて
いる。そして、対をなす両共通給電体Ｗ４Ａおよび信号
給電体層４Ｂ問において、１ドツト相当分の発熱領域を
形づくられた各個独立した発熱抵抗体１１３は、対をな
す両給電体！２４Ａ、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。

前述した発熱抵抗体ａ１３および給電体層４上には、こ
れらの発熱抵抗体層３および給電体層４を保護する保護
Ｈ５が形成されている。この保護層５は、発熱抵抗体層
３を酸化による劣化から保護するＳ、Ｏ２などからなる
耐酸化層と、この酸化層上に積層され、インクリボンＲ
等との接触による摩耗から発熱抵抗体層３および給電体
層４を保護する’ａ２０５等からなる耐摩耗層とから形
成されており、この保１１１ｉ５は端子部以外のヘッド
面のすべてを覆うようになっている。この保護層５の耐
酸化層および耐摩耗層は、スパッタリング等の手段によ
って順次形成され、その後、最終工程において絶縁性基
板１を分割して所望のサーマルヘッドチップを得るよう
になっている。

なお、近年におけるサーマルヘッドプリンタの印字品質
の改良が進んだことにより、サーマルヘッドの構造は第
７図に示す従来からの平面上に発熱抵抗体層３および給
電体層４を配置したものに対して、第８図に示すように
、断面形状が円弧状をなすグレーズ層２を設けるととも
に、このグレーズ層２の頂面部にさらに断面等脚台形を
なす凸部２Ａを加工して設け、この凸部２Ａ上に発熱機
体ＷＪ３を配置しである。これにより、給電体Ｌｔｉ４
を前記発熱抵抗体層３に比較してより低く配置すること
となり、感熱記録媒体６に対する接触性を高めることが
できる。また、第８図に示すように印字の際、プリンタ
のプラテン７に対しヘッドを１°〜３°という微小角度
傾斜させて当接したり、熱転写タイプのプリンタにおい
てインクリボンＲのインクを溶融粘度の高い＠４ＶＢ系
としたり、さらに、インクリボンＲの剥離タイミングを
早くするリアルエツジ化などにより表面の凹凸の大きな
用紙Ｐであるラフベーパーに対してもかなり印字品質は
改善されてきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した第８図の構成においては、グレ
ーズ［１２上にｔｔ１述したように断面等脚台形状の凸
部２Ａを形成し、この凸部２Ａ上に発熱抵抗体層３を配
置する場合、凸部２Ａの高さが１０μｍを越えると、写
真製版技術による回路バターニングの歩留りが著しく低
下し、伍産が困難となる重大な問題があり、このため、
凸部２Ａの高さは１０μＴｒＬ以上に任意に高くするこ
とができない制約が生じている。

このため、断面等脚台形状の凸部２Ａの傾斜面とグレー
ズ１ｍ２の上面とが逆への字形をなし、インクリボンＲ
とサーマルヘッドの保護層５との間に空隙を生ずること
から溶融したインクが固化する過程におＧする用紙Ｐに
対するインクリボンＲの圧接力の保持が不十分になる欠
点をもっており、このため、インクリボンＲから用紙Ｐ
へのインクの転写が確実に行なわれず、特にラフペーパ
ーに対する印字性を悪化させている。この点を解消する
ために、従来から、サーマルヘッドの印加エネルギを増
大させたり、プリンタのプラテン７に対するサーマルヘ
ッドの圧接力を増大させるなどの方法がとられており、
この結果、サーマルヘッドの寿命が短かくなるとか、印
字におけるインクによる地汚れが発生するなどのｒｍｍ
点がある。

本発明は、前述した従来のものにおける問題点を克服し
、良好な印字を行なうことができ、しかも、製造歩留り
がよく、安価に製造でき、さらには長期にわたって高水
準の印字品質を維持することができ、特にラフペーパー
に対しても良好な印字を行なえるサーマルヘッド４ｉ：
ｉ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の請求項第１項のサーマル
ヘッドは、絶縁性基板上にグレーズ層を設け、このグレ
ーズ層上に前記絶縁性基板の一端部の近傍に位置する発
熱抵抗体層と、この発熱抵抗体層に給電する共通給電体
層および信号給電体層とを配置してなるサーマルヘッド
において、前記絶縁性基板の一端部のグレーズ層の上面
を前記絶縁性基板の一端ａｏｓが低位となるように傾斜
した傾斜面に形成するとともに、この傾斜面と連らなる
グレーズ層の上面を、前記絶縁性基板の上面とほぼ平行
な平行面に形成し、前記傾斜面から平行面にかけて発熱
抵抗体層を形成し、前記傾斜面および前記平行面上にそ
れぞれ給電体層を配設したことを特徴としている。

また、請求項第２項のサーマルヘッドは、請求項第２項
のものにおいて、前記平行面と前記傾斜面との間に、平
行面から傾斜面に向って上り勾配とされる他の傾斜面を
介して凸部を形成したことを特徴としている。

さらに、請求項第３項のサーマルヘッドは、上面絶縁性
基板上にグレーズ層を設け、このグレーズ層上に前記絶
縁性基板の一端部の近傍に位置する発熱抵抗体層と、こ
の発熱抵抗体層に給電する共通給電体層および信号給電
体層とを配置してなるサーマルヘッドにおいて、前記絶
縁性基板の一端部のグレーズ層の上面を前記絶縁性基板
の一端部側が低位となるように傾斜した傾斜面に形成す
るとともに、この傾斜面と連らなるグレーズ層の上面を
、前記絶縁性基板の上面とほぼ平行な平行面に形成し、
前記傾斜面から平行面にかけて発熱抵抗体層を形成し、
前記共通給電体層および信号給電体層を前記発熱抵抗体
層から同一方向に導出したことを特徴としている。

〔作　用〕

前述した構成の各請求項のサーマルヘッドによれば、傾
斜面とプラテンの面を平行にしてこれら両者間にインク
リボンおよび用紙を介在しつつ押圧力を加えて印字する
ことにより、発熱抵抗体層の発熱により加熱されて溶融
したインクが固化する過程においてインクリボンとの間
に空隙がなく、す°−マルヘッドの傾斜面によって用紙
をプラテンに圧接保持でき、用紙がラフペーパーであっ
ても用紙の表面にインクリボンがなじんで強固にインク
を付着させるようになり、良好な印字品質が得られる。

また、サーマルヘッドの印加エネルギやプラテンに対す
るサーマルヘッドの圧接力を必要以上に高くしなくても
良好な印字品質が得られるので、サーマルヘッドの寿命
を延ばすことができるし、インクによる用紙の地汚れも
防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

第１図は本発明に係るり゛−マルヘッドの第１実施例を
示すものであり、同図における符号１１は絶縁性基板を
示しており、この絶縁性基板１１はアルミナ等により形
成されている。絶縁性基板１１上には約５０μｍ厚のグ
レーズ［１１２が焼付けされている。発熱抵抗体１１１
１３の形成領域たる前記絶縁性基板１１の一端部のグレ
ーズ層１２の上面は、絶縁性基板１１の一端部側が低位
となるように傾斜した傾斜面１４とされている。この傾
斜面１４は、絶縁性基板１１の上面に対して１０°〜１
５°の傾斜角をなすように形成されている。なお、前記
傾斜面１４の傾斜角が１５°を越えて大きくなるに従っ
て発熱抵抗体層１３の用紙Ｐへの圧接力が弱くなり、ま
た、傾斜角が１０°以下に小さくなるに従って、前記圧
接力が分散され、用紙Ｐがラフペーパーの場合、印字性
が悪化してくる。

前記傾斜面１４は、グレーズｌ１１２の表面にエツチン
グレートの高い層を形成してエツチングする写真製版技
術により形成される。一方、前記傾斜面１４に連らなる
グレーズＷＪ１２の上面は、前記絶縁性基板１１の上面
に対してほぼ平行とされた平行面１５とされている。

前記グレーズＷＪ１２の上面の前記発熱抵抗体層１３の
形成予定領域たる傾斜面１４から平行面１５にかけては
、Ｔａ２Ｎ等からなる前記発熱抵抗体層１３が形成され
ている。また、グレーズ層１２の上面の前記傾斜面１４
上には発熱抵抗体層１３に給電する共通給電体層１６Ａ
が形成され、またグレーズ１１！１２の上面の前記平行
面１５上には、印字信号に対応して発熱抵抗体層１３に
給電する信号給電体３１１６Ｂが形成されている。これ
らの共通給電体層１６Ａおよび信号給電体層１６Ｂはそ
れぞれＡＪ等により形成されており、これらの共通給電
体層１６Ａおよび信号給電体層１６Ｂにより給電体１１
１６が構成されており、この給電体層１６はへ１等によ
り形成されている。また、前記発熱抵抗体［１１３およ
び前記給電体層１６はスパッタおよび写真製版技術によ
り形成されている。

前記発熱抵抗体１ｆ１３および前記給電体層１６の表面
には、耐酸化および耐摩耗性を有する保護１１１１７が
ほぼ全面を覆うように８！ｉ層されている。

また、プリンタのプラテン１９の表面に対し傾斜面１４
がほぼ平行となるようにサーマルヘッドはその向きを規
制されており、インクリボンＲおよび用紙Ｐを介して前
記傾斜面１４をアラ１ン１９押圧できるようになってい
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。

印字に際しては、グレーズ層１２の傾斜面１４の存在に
よりサーマルヘッドおよびプラテン１９間にインクリボ
ンＲおよび用紙Ｐを十分な圧接力をもって密着挟持する
ので、溶融したインクが固化する状態において確実に用
紙Ｐに接着され、インクのインクリボンＲから用紙Ｐへ
の転写を確実に行なうことができる。したがって、用紙
ＰがラフペーパーであってもインクリボンＲが用紙Ｐの
表面になじむので、インクリボンＲのインクを用紙Ｐに
確実に転写することができる。この結果、サーマルヘッ
ドの印加エネルギを増大させたり、プリンタのプラテン
に対するサーマルヘッドの圧接力を増大させたりする必
要がなくなり、サーマルヘッドの寿命が延びるし、イン
クによる用紙Ｐの地汚れがなくなる。

また、本実施例によれば、発熱抵抗体層１３から絶縁性
基板１１の端部までをほぼ平坦な傾斜面１４となるよう
にグレーズＷ４１２が大きくゆるやかにエツチングされ
ているため、すなわち傾斜面１４がエツチング加工上容
易に形成できる１０’〜１５°の傾斜角とされているた
め、エッヂング加工において支障を来たすことがなく、
また、この傾斜角においても、プラテン１９の弾力とＩ
Ｑみの作用により、発熱抵抗体層１３の熱伝導を損うこ
とがない。よって、このことによってもインクの冷却同
化時に十分な圧接力が保持され、ラフペーパーに対して
も良好な印字性を発揮することができる。

第２図は本発明に係るサーマルヘッドの第２実施例を示
すものであり、眞述した第１実施例のものと異なる点は
、傾斜面１４と平行面１５の間の前記グレーズ層１２の
上面に、平行面１５から傾斜面１４に向って上り勾配と
された他の傾斜面２０が形成されており、両頭斜面１４
および傾斜面２０間に、傾斜面２２を絶縁性基板１１の
上面と平行にされた凸部２１が形成されている点で、そ
の他の構成については前述した第１実施例のものと同様
である。この傾斜面２０の高低差は約２μｍとされてお
り、前記傾斜面１４の高低差よりも小さく形成されてい
る。なお、両端斜面１４゜２０の成形に際しては、両端
斜面１４および傾斜面２０の各高低差が異なるため、両
端斜面１４゜２０を同時にエツチングにより形成するこ
とができず、このため、この第２実施例の場合には、二
工程に分けて各傾斜面１４および傾斜面２０が別個にエ
ツチングにより形成される。

前述した構成の第２実施例によれば、第１実施例とほぼ
同様の作用効果を秦することができる。

なお、前述した第１実施例においては、発熱抵抗体層１
３の上方の保１１１１！１７が凹状に形成されていたた
め、第１図にＯ印で示すように、インクリボンＲおよび
用紙Ｐがこの凹部１７Ａ内に嵌入するようにして保護層
１７に接触することになり、発熱抵抗体層１３の圧接力
が多少弱くなるのに対し、第２実施例においては、発熱
抵抗体１１３の上方の保ＩＪｌｉ１７が凸状に形成され
ているため、第２図にＱ印で示すようにインクリボンＲ
および用紙Ｐが余分にサーマルヘッドと接触することが
回避されることになり、発熱抵抗体１１３の十分な圧接
力を得ることができ、さらに印字品質を向上することが
できる。

第３図および第４図はそれぞれ本発明の第３実施例およ
び第４実施例を示すものであり、第３図の実施例は第１
図により説明した第１実施例とほぼ同様のグレーズ！ｌ
１１２の形状とされており、また、第４図の実施例は第
２図により説明した第２実施例とほぼ同様のグレーズＨ
１２の形状とされている。そして、これらの第３実施例
および第４実施例が第１実施例および第２実施例と異な
る点は、第１実施例および第２実施例においては信号給
電体１１６Ｂが平行面１５上に形成されるとともに、共
通給電体１１１６Ａが傾斜面１４上に形成されていたの
に対し、第３実施例および第４実施例においては、共通
給電体１１Ｍ１６Ａ、信号給電体層１６Ｂとも平行面１
５上に形成されている点である。なお、これらの第３実
施例および第４実施例における各構成要素の形成、の方
法は第１実施例および第２実施例と同様である。

第５図および第６図は、前述した第３実施例および第４
実施例における発熱抵抗体１１１３および給電体層１６
の具体例をそれぞれ示すものであり、まず、このうち第
５図の実施例について説明すると、この第５図の実施例
においては、隣位の４個の発熱抵抗体１１１１３．１３
・・・が１組とされている。

すなわち、同形の長方形状の発熱抵抗体層１３が第３図
の実施例においては、それぞれグレーズ層１２の傾斜面
１４から平行面１５にかけて、また、第４図の実施例に
おいては、それぞれグレーズ層１２の凸部２１上から両
端斜面１４．２０にかけて整列状に形成されており、一
端から４個ずつの発熱抵抗体層１３ａ、１３ｂ、１３ｃ
、１３ｄがそれぞれ１組とされている。このうち１組の
発熱抵抗体１１１３における両端の発熱抵抗体層１３ａ
。

１３ｄには、それぞれ平行面１５１１１１に延在する信
号給電体層１６Ｂ、１６Ｂが接続されており、また、中
央の発熱抵抗体層１３ｂ、１３ｃには、端部の幅を広く
された１本の共通給電体１１１６Ａが接続されている。

さらに、隣位の１対の発熱抵抗体１１１１３ａと１３ｂ
および発熱抵抗体！！１３ｃと１３６は、自由端部同士
をそれぞれ折返し電極２３．２３により接続されている
。このような構成により一方の信号給電体層１６Ｂを導
通状態にすると、共通給電体層１６Ａからの電流が発熱
抵抗体層１３ｂ（１３ｃ）から折返し電極２３および発
熱抵抗体１１１３ａ　（１３ｄ＞を介して一方の信号給
電体層１６Ｂに流れ１、発熱抵抗体層１３ａ、１３ｂま
たは発熱抵抗体ｆｆ１３ｃ、１３ｄが加熱される。した
がって、両信号給電体）１１６Ｂを導通状態にすること
により４個のすべての発熱抵抗体１１１１３８〜１３ｄ
が加熱される。

ところで、第５図の実施例においては、１対の発熱抵抗
体Ｈ１３ａと１３ｂ、発熱抵抗体層１３Ｃと１３ｄをそ
れぞれ折返し電極２３により接続して共通給電体層１６
Ａと信号給電体層１６Ｂとを接続するように構成されて
いたが、第６図の実施例においては、口字状の大きな面
積の発熱抵抗体層１３により第５図の１対の発熱抵抗体
層１３゜１３と折返し電極２３とを兼ねるようにして共
通給電体層１６Ａおよび信号給電体１１１６Ｂを平行面
１５側に導出するようにされている。

前述した第３図の実施例によれば、前述した第１図と同
様の圧接力をサーマルヘッドからインクリボンＲおよび
用紙Ｐに作用させることができ、この結果、溶融したイ
ンクが固化する状態において確実に用紙Ｐに接着され、
インクのインクリボンＲの用紙Ｐへの転写を確実に行な
うことができ、したがって、用紙Ｐがラフペーパーであ
ってもインクリボンＲのインクを用紙Ｐに確実に転写す
ることができる。この結果、サーマルヘッドの印加エネ
ルギを増大させたり、プリンタのプラテン内に対するサ
ーマルヘッドの圧接力を増大させたりする必要がなく、
しかも、インクリボンＲおよび用紙Ｐを押圧する傾斜面
１４側に、Ａｊ等の比較的柔かい金属からなる給電体１
１１６が存在しないため、サーマルヘッドの圧接により
給電体１１０１６の破損も生じないので、サーマルヘッ
ドの寿命が延びるし、また、圧接力を増大さ魁ないため
インクによる用紙Ｐの地汚れもなくなる。

一方、前述した第４図の実施例によれば、グレーズ層１
２の傾斜面１４および平行面１５間に凸部２１が形成さ
れており、インクリボンＲの必要ない部位がサーマルヘ
ッドに当接することが回避され、インクリボンＲの必要
な部位に大きな圧接力が得られるし、また、前述した第
３図と同様、傾斜面１４側に給電体層１６が存在しない
ため、第３図のものよりさらに良好な品質の印字を行な
うことができるし、さらには、第３図の実施例と同様の
サーマルヘッドの長寿命化をはかることができる。

なお、本発明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。

（発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、良好な印字を行な
うことができ、しかも、製造歩留りがよく、安価に製造
でき、さらには長期にわたって高水準の印字品質を維持
することができ、特にラフペーパーに対しても良好な印
字を行なうことができるという優れた効果を奏する。ま
た、請求項第３項によれば、特に、給電体層が圧接力を
要する側にないので、圧接力により給電体層が破損され
ることがなく、この点によっても長寿命化をはかること
ができる。

１６Ｂ・・・信号給電体層、１９・・・プラテン、２１
・・・凸部、Ｐ・・・用紙、Ｒ・・・インクリボン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）絶縁性基板上にグレーズ層を設け、このグレーズ層
   上に前記絶縁性基板の一端部の近傍に位置する発熱抵抗
   体層と、この発熱抵抗体層に給電する共通給電体層およ
   び信号給電体層とを配置してなるサーマルヘッドにおい
   て、前記絶縁性基板の一端部のグレーズ層の上面を前記
   絶縁性基板の一端部側が低位となるように傾斜した傾斜
   面に形成するとともに、この傾斜面と連らなるグレーズ
   層の上面を、前記絶縁性基板の上面とほぼ平行な平行面
   に形成し、前記傾斜面から平行面にかけて発熱抵抗体層
   を形成し、前記傾斜面および前記平行面上にそれぞれ給
   電体層を配設したことを特徴とするサーマルヘッド。 ２）前記平行面と前記傾斜面との間に、平行面から傾斜
   面に向って上り勾配とされる他の傾斜面を介して凸部を
   形成したことを特徴とする請求項第１項記載のサーマル
   ヘッド。 ３）上面絶縁性基板１にグレーズ層を設け、このグレー
   ズ層上に前記絶縁性基板の一端部の近傍に位置する発熱
   抵抗体層と、この発熱抵抗体層に給電する共通給電体層
   および信号給電体層とを配置してなるサーマルヘッドに
   おいて、前記絶縁性基板の一端部のグレーズ層の上面を
   前記絶縁性基板の一端部側が低位となるように傾斜した
   傾斜面に形成するとともに、この傾斜面と連らなるグレ
   ーズ層の上面を、前記絶縁性基板の上面とほぼ平行な平
   行面に形成し、前記傾斜面から平行面にかけて発熱抵抗
   体層を形成し、前記共通給電体層および信号給電体層を
   前記発熱抵抗体層から同一方向に導出したことを特徴と
   するサーマルヘッド。