JPH04314553A - サーマルヘッドの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ，プリン
タ，各種記録計器等に使用されるサーマルプリンタのサ
ーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の薄膜型サーマルヘッドにおいては
、図１に示すように、グレーズ層を有するセラミックス
基板５１の表面に導電パターン，発熱体薄膜及び耐摩耗
性薄膜が積層され、更にセラミックス基板５１にＩＣ５
２を搭載し、その上に供給された感熱紙５３の所定部分
をプラテン５４でセラミックス基板５１に押し付けなが
ら、発熱体で加熱印字している。このとき、プラテン５
４からの力を受け、且つセラミックス基板５１に発生し
た熱を放散させる発熱体５５を、セラミックス基板５１
の裏面に取り付けている。また、複数のＩＣ５２に対す
る共通信号をまとめ、ソケット５８への配線を形成する
集合基板５７が、セラミックス基板５１に隣接配置され
ている。なお、ＩＣ５２は、カバー５６で覆われている
。

【０００３】この種のサーマルヘッドの高速印字性能を
維持するため、セラミックス基板の表面に形成された電
極膜の間に位置させる細幅の発熱部を基板の端面に可能
な限り近付けた先端型サーマルプリンタヘッドが使用さ
れている。しかし、セラミックス基板の平面部を発熱部
とし、この発熱部にプラテンで感熱紙を押し付ける方式
では、プラテン押圧のためのスペースが必要となり、全
体的に大型の製品となる。

【０００４】セラミックス基板５１は、導電パターン及
び発熱体の形成時に高温に加熱されること、サーマルヘ
ッドの作動時に作用面が高温雰囲気に晒されること等か
ら、耐熱性に優れた材料として有効なものである。しか
し、セラミックス基板を使用した場合、基板の熱容量が
大きくなり、熱応答性が低い欠点がある。その結果、作
用部を所定の温度に昇温させるために、電力消費量が大
きくなる。

【０００５】また、作動時の熱で基板に生じる反りによ
る影響をなくし、ムラのない印字を行うため、たとえば
４ｋｇを超える大きな力でプラテン５４をセラミックス
基板５１に押し付けることが必要になる。そのため、反
力受として働く放熱体５５が一層大きなものとなる。そ
して、大きな力で押し付けられているプラテン５４とセ
ラミックス基板５１との間に感熱紙５３を送るため、給
紙フィーダの駆動モータとしてパワーの大きなものが必
要になる。

【０００６】更に、複数のＩＣ５２に対する信号をまと
めるため、セラミックス基板５１とは別個に集合基板を
必要とする。その分だけ、部品点数が増加し、組立て作
業が複雑になると共に、製品コストを上昇させる原因に
もなる。

【０００７】これらの欠点を解消するものとして、図２
に示すように、樹脂基板の両面に導電パターンを形成し
、端面に発熱体を設けたものが特願平２−５４６０号と
して提案されている。

【０００８】新しく提案されたサーマルヘッドは、樹脂
基板６１の上方部分の両面それぞれに導電体としての銅
パターン６２及び共通電極用の銅薄膜６３を形成してい
る。そして、銅パターン６２及び銅薄膜６３に接続され
る状態で、発熱体６４が樹脂基板６１の端面に形成され
ている。他方、樹脂基板６１の下方部分の両面には、集
合配線としての機能を受け持つ回路部６５が印刷され、
この回路部６５と発熱体６４とを接続するＩＣ６６が樹
脂基板６１の片面に搭載されている。

【０００９】ＩＣ６６搭載側とは反対側の樹脂基板６１
の表面には、アルミ等の熱伝導性に優れた金属製の放熱
体６７が取り付けられている。放熱体６７載置側の樹脂
基板６１の表面に形成された銅薄膜６３は、発熱体６４
と放熱体６７を接続することにより、放熱路としての機
能を持たせている。

【００１０】なお、サーマルヘッドを所定の電源及びコ
ントローラに接続するため、樹脂基板６１の下部にソケ
ット６８が設けられている。また、感熱紙，インクフィ
ルム等の感熱体の通過によって発熱体６４が摩耗するこ
とを防止するため、耐摩耗性保護膜６９を発熱体６４の
上に積層している。

【００１１】この形式のサーマルヘッドは、図３に示す
ように、感熱紙７０の走行方向に対して直角、すなわち
樹脂基板６１の端面が感熱紙７０の表面に対向するよう
に配置される。そして、給紙ロール７１から送り出され
た感熱紙７０に対して、樹脂基板６１の端面にある発熱
体６４で印字焼付けが行われる。このとき、発熱体６４
と感熱紙７０との接触状態は、静電防止を兼ねたブラシ
７２で感熱紙７０を発熱体６４に押し付ける程度の僅か
な力で維持される。印字された感熱紙７０は、送りロー
ル７３によって系外に送り出される。

【００１２】このように基板６１の端面に形成した発熱
体６４が感熱紙７０に接触するため、基板６１の熱容量
を極めて小さくすることができると共に、印字焼き付け
に必要な電力消費量も僅かで済む。また、熱変形が小さ
な端面を作用面としているので、たとえ樹脂等の耐熱温
度が低い材料で作った基板にあっても、基板６１のたわ
みが抑制され、発熱体６４と感熱紙７０との接触状態が
良好に維持されるため、鮮明な印字面を得ることができ
る。しかも、従来のサーマルプリンタで必要とされてい
たプラテンによる大きな力で感熱紙を押し付けることが
不要になり、装置の小型化も図られる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】発熱体６４は、感熱紙
７０に所定の印字を行うため、多数のドットからなって
いる。そして、印字しようとする部分に対応した発熱体
６４のドットに通電して昇温させ、感熱紙７０を所定の
パターンに従って着色させる。この着色，或いはインク
リボンを使用して普通紙を印字する際の熱転写は、ドッ
トの形状及び配列によって影響され、印字面の鮮明度を
左右する。

【００１４】この点、基板６１の端面に、複数のドット
からなる発熱体６４を形成することは工夫を要する。た
とえば、従来の基板表面に発熱体を形成する場合、適宜
のマスキングを施した後で抵抗材料をスパッタリングす
ることにより、所定のパターンでドットが形成される。 スパッタリングによって、隣接するドットの間隔を１５
μｍ程度にすることは可能である。しかし、隣接する導
電パターンの間隔は３５μｍ程度が限度である。そのた
め、導電銅パターンからドットへの熱伝達が不均一にな
り、個々のドットの両側で熱量が低下した分布になり易
い。また、ドットの間隔が不揃になり易く、鮮明度が劣
る印字面となる。

【００１５】そこで、本発明は、このような問題を解消
すべく案出されたものであり、発熱体薄膜形成工程及び
ドット形成工程に工夫を加えることにより、複数のドッ
トからなる発熱体を絶縁基板の端面に正確な形状及び配
列で設けることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、そ
の目的を達成するため、絶縁基板の両面にそれぞれ導電
銅パターン及び共通電極銅薄膜を形成した後、前記絶縁
基板の端部に所定ピッチで複数の溝を刻設し、次いで絶
縁基板の端面に発熱体薄膜を設けることを特徴とする。

【００１７】ここで、隣接するドットを仕切る溝は、絶
縁基板の端部をレーザーによる切断加工等で形成するこ
とができる。そして、溝が刻設された後、基板端面にＴ
ａ混合物等の抵抗材料をスパッタリングすることによっ
て、複数のドットからなる発熱体が形成される。或いは
、発熱体薄膜を構成する抵抗材料をスパッタリングした
後、スリット加工することもできる。

【００１８】

【作用】本発明にあっては、溝が刻設された後の基板端
面に発熱体薄膜が形成される。この溝付きの端面に対し
てスパッタリング等により抵抗材料を盛り上げるとき、
形成された発熱体薄膜は、隣接するものドット相互が溝
で仕切られた状態になる。すなわち、予め溝を刻設した
端面に発熱体薄膜が形成されるため、溝で複数に仕切ら
れた端面の区分に対応して形状特性及び配列形態の良好
な複数のドットが得られる。しかも、形成された発熱体
薄膜は、個々の端面区分の中央部及び縁部で実質的に厚
み変動がない均一な膜厚をもったものとなる。また、発
熱体薄膜形成後に基板端面にスリットを入れる必要がな
いので、発熱体薄膜が基板端面から剥離することもない
。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照しながら、実施例によって
本発明を具体的に説明する。本実施例においては、絶縁
性の良好なポリイミド樹脂製で板厚７５μｍの板材を基
板材料として使用した。そして、樹脂基板１０の両面を
所定のパターンに沿ってメタライズした後、図４（ａ）
に示すように、樹脂基板１０の一面に導電銅パターンと
なる銅薄膜２０を電気めっきによって形成した。銅薄膜
２０は、ほぼ２５μｍの膜厚をもっており、樹脂基板１
０の端面１１近傍で互いに接続された連続部２１から、
基板１０中央部に向けて複数の導通路に別れた分岐部２
２となっている。また、樹脂基板１０の反対面には、共
通電極用銅薄膜となる銅薄膜３０を同じく電気めっきに
より形成した。

【００２０】次いで、銅薄膜２０，３０が形成された樹
脂基板１０の端部をレーザー切断して、スリット幅１５
μｍ，深さ１．５ｍｍの溝１２をピッチ０．１２５ｍｍ
で刻設した。溝１２によって銅薄膜２０の連続部２１は
分離され、図４（ｂ）に示すようにそれぞれの分岐部２
２ごとに互いに独立した通電部２３となる。また、通電
部２３の幅は、溝１２で分離された個々のドット区分１
３と同じ幅をもつ。

【００２１】絶縁基板１０の端面１１は、溝１２によっ
て仕切られた複数のドット区分１３に分割された。これ
らドット区分１３の表面にタンタル混合物をスパッタリ
ングし、厚み０．２μｍの発熱体薄膜４０を形成した。 発熱体薄膜４０は、個々のドット区分１３ごとに隣接す
るもの同志が溝１２によって仕切られており、通電部２
３と同じ幅をもっていた。また、発熱体薄膜４０の厚み
は、ドット区分１３の中央部及び縁部で実質的に変りな
く、目標膜厚０．２μｍの±１０％以内に収まっていた
。そのため、通電部２３から発熱体薄膜４０に供給され
る電流が均一化し、個々のドット区分１３上に形成され
た発熱体薄膜４０は、ドット区分１３ごとの幅方向に関
し均一な温度分布で昇温した。

【００２２】また、他の実施例として、スパッタリング
によって絶縁基板１０の端面１１全域に同様な発熱体薄
膜４０を形成した後、溝１２を形成することによって、
発熱体薄膜４０と共に銅薄膜をドット区分１３ごとに切
り離し、通電部２３を形成した。この場合にも、同じ形
状及び膜厚で規則正しく区分された発熱体薄膜４０が得
られた。

【００２３】このようにして複数のドットからなる発熱
体薄膜４０が端面に形成された後、図２と同様に樹脂基
板１０に回路部６５，ＩＣ６６，ソケット６８，放熱体
６８，放熱体等を設け、サーマルヘッドとした。なお、
感熱紙，インクリボン等の感熱体の通過によって発熱体
薄膜４０が摩耗することを防止するため、Ｔａ２　Ｏ５
を主成分とする耐摩耗性保護薄膜を発熱体薄膜４０の表
面に積層した。

【００２４】作製されたサーマルヘッドを、図３で説明
した場合と同様に、感熱紙７０の走行方向に対して直角
、すなわち樹脂基板１０の端面が感熱紙７０の表面に対
向するように配置した。そして、給紙ローラから送り出
された感熱紙７０に対し印字焼付けを行った。得られた
印字面は、長時間にわたって非常に鮮明なものであった
。

【００２５】以上の実施例においては、ポリイミド樹脂
を絶縁基板材料として使用した。しかし、本発明はこれ
に拘束されることなく、テフロン等の他の耐熱性樹脂や
セラミックスシート，絶縁処理した金属薄板等を使用す
ることもできる。また、導電薄膜２０，３０としては、
電気めっきによらずＣＶＤ，ＰＶＤ等の適宜の方法によ
って形成することができ、銅の外に錫，金やを薄膜形成
材料として使用することができる。また、発熱体薄膜４
０としても、スパッタリング，ＣＶＤ，蒸着，めっき等
の適宜の方法によって、Ｃｒ−Ｎｉ系合金等の金属性抵
抗材料，無機質抵抗材料等から形成することが可能であ
る。

【００２６】導電薄膜２０，３０を形成した後で基板１
０の端部に溝を刻設する手段としても、前述のレーザー
切断に限らず、研削砥石，ナイフ等を使用した機械的方
法を採用することもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、銅薄膜を形成した後の絶縁基板の端部に溝を刻設す
ることにより端面を複数の区分に分割し、次いで発熱体
薄膜を端面に積層している。したがって、形成された発
熱体薄膜は、正確な形状及び配列形態をもち、膜厚も均
一化している。また、発熱体薄膜形成後に複数のドット
区分に分割することがないため、製造が容易になること
は勿論、基板端面に対する発熱体薄膜の密着性も向上す
る。このようにして作製されたサーマルヘッドを使用し
て印字焼付けを行うとき、感熱体等に与える熱量がドッ
ト表面で平均化され、鮮明度の高い印字面が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　従来のサーマルヘッドを組み込んだサーマ
ルプリンタを示す。

【図２】　　本発明者等が先に提案した基板端面に発熱
体を設けらサーマルヘッドを示す。

【図３】　　先願のサーマルヘッドを使用して感熱紙に
印字焼付けを行っている状態を示す。

【図４】　　本発明に従ったサーマルヘッドの製造工程
を説明するための図。

【符号の説明】

１０　　樹脂基板　　　　　　　　　　１１　　基板端
部　　　　　　　　１２　　溝 １３　　ドット区分　　　　　　　　２０　　銅薄膜（
導電銅パターン用） ２１　　連続部　　　　　　　　　　　　２２　　分岐
部　　　　　　　　　　２３　　通電部 ３０　　銅薄膜（共通電極用）　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　４０　　発熱体薄膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁基板の両面にそれぞれ導電銅パタ
   ーン及び共通電極銅薄膜を形成した後、前記絶縁基板の
   端部に所定ピッチで複数の溝を刻設し、次いで前記絶縁
   基板の端面に発熱体薄膜を設けることを特徴とするサー
   マルヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】　　絶縁基板の両面にそれぞれ導電銅パタ
   ーン及び共通電極銅薄膜を形成した後、前記絶縁基板の
   端部に発熱体薄膜を設け、次いで所定ピッチで前記絶縁
   基板の端部に複数の溝を刻設することを特徴とするサー
   マルヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２記載の溝は、絶縁基板
   の端部をレーザーによる切断加工で形成されることを特
   徴とするサーマルヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】　　請求項１又は２記載の発熱体薄膜は、
   スパッタリングにより絶縁基板の端面に形成されること
   を特徴とするサーマルヘッドの製造方法。