JPH05318793A - サーマルヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーマルヘッドの印字ドットの形状および大
きさを均一化し、高い発色効率を得ること。 【構成】 発熱体の１つの発熱素子を構成する２つの発
熱抵抗体の一方の巾を大、他方の巾を小として巾の小な
る発熱抵抗体を電気パルスで破壊して絶縁化し、発熱素
子が単一の発熱抵抗体で構成される様にしてすべての発
熱素子の発熱抵抗体の抵抗値を均一にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は感熱紙印字用のサーマ
ルヘッドの改良およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３０は、例えば特開平１−150556公報
に示された従来の厚膜サーマルヘッドの発熱体の構成を
示す平面図であり、１は共通電極リード、２は個別電極
リード、３は共通電極リードを共通に接続した共通電極
パターン、４は例えばＡｇペースト、Ａｕペーストを印
刷、乾燥および焼成して成り、共通電極３の抵抗値の低
減のために設けられた共通電極強化パターン、５は例え
ば酸化ルテニウム、ジルコニア、ガラス成分から成る厚
膜抵抗ペーストを塗布、乾燥および焼成して成り、共通
電極リード１および個別電極リードをすべて接続する様
に帯状に形成された発熱抵抗体、６は発熱抵抗体５の１
区画であって、１つの個別電極２への電圧印加によって
同時に発熱する１単位の発熱素子、６１、６２は１つの
個別電極２の両側にあり、１つの発熱素子６を構成する
２つの発熱抵抗体である。なお発熱抵抗体５は薄膜形成
プロセスによるサーメット抵抗体または多結晶金属抵抗
体として形成されることもある。

【０００３】図３１は図３０に示したサーマルヘッドの
発熱体の製造プロセスを示す製造工程図である。各工程
は以下の通りである。 （１）絶縁基板（図３０に示していない）上に前記各電
極１、２および３を形成するための導体膜を形成し、
（２）パターニング（選択エッチング）によって共通電
極リード１、個別電極リード２、共通電極３を形成し、
（３）Ａｇペーストの印刷、乾燥および焼成により共通
電極強化パターン４を形成し、（４）抵抗ペーストの塗
布、乾燥および焼成により発熱抵抗体５を形成し、
（５）ガラスペーストの印刷、乾燥および焼成により発
熱抵抗体５を保護する保護膜（図３０に示していない）
を形成し、（６）後述するパルストリミングによって各
発熱素子６の抵抗値を均一化して、発熱体基板が完成す
る。

【０００４】次に作用について説明する。一つの個別電
極２への電圧印加によって発熱抵抗体６１、６２から成
る１単位の発熱素子６が発熱する。発熱素子６には感熱
紙である記録紙（図示せず）が圧接されており、発熱素
子６の発熱によって発色する。発熱素子６の温度分布は
図３２（イ）に示す様に、発熱抵抗体６１、６２の夫々
の中央部Ｈ_L 、Ｈ_R の温度が最も高く、２つの楕円形の
高温部をもった温度分布を示す。図３２（ロ）は平面図
（イ）のＡ−Ｂ位置の断面図であり、発熱抵抗体５の断
面がかまぼこ形であることを示している。この形状は発
熱抵抗体５が抵抗ペーストの塗布によって形成されるこ
とによる。

【０００５】発熱素子６の抵抗値は発熱抵抗体６１、６
２の並列抵抗値であるが、この値は個々の発熱素子によ
ってある程度の不均一性をもっている。この抵抗値が低
いほど同一印加電圧に対する電流値が大きくなるため発
熱量が大きく、その結果発色面積が大きくなる。良好な
印字を行うためには各発熱素子の発色面積が均一である
ことが必要であり、そのためには各発熱素子の抵抗値を
均一に作らなければならない。

【０００６】各発熱素子の抵抗値の均一化の方法として
は、ＵＳＰ4,782,202 に示されるパルストリミング法が
あり、各発熱素子の平均抵抗値を±３％以内、個々の発
熱素子の抵抗値の不均一性を±15％以内（標準偏差２％
以内）の規格で製造可能になっている。以下にパルスト
リミング法の概略を説明する。図３３は発熱素子に通常
使用時より高い電圧のパルスを印加した時の抵抗値の変
化を示したものである。図に於てＶ_O より大きい電圧の
パルスを印加すると抵抗値が低下する。抵抗値を所望の
値Ｒ_X にするためには電圧Ｖ_X のパルスを印加すれば良
い。ただしこのパルス印加は必ずしも単一のパルスとし
て与える必要はなく、より小さい電圧のパルスを複数回
続けて与えても良い。連続パルスを印加した場合、個々
のパルスの効果は熱エネルギーとして蓄積されるからで
あると考えられる。図３４は複数のパルスに分割して与
えた場合のパルス数と抵抗値の関係を示している。比較
的小さいパルスを与えた場合を実線で、大きいパルスを
与えた場合を点線で示してある。パルス電圧が小さいと
抵抗値の調整に要する時間は長くなるが、抵抗値を細か
く調整することができる。

【０００７】以上に説明したパルストリミング法によっ
て発熱素子６の抵抗値の均一性は改善されたが、この方
法では改善されないもう一つの問題点が残されていた。
それは、パルストリミングによって均一化されるのは発
熱素子６の抵抗値、すなわち発熱抵抗体６１と６２の並
列抵抗値であって、２つの抵抗体６１と６２の抵抗値の
差については均一化できないことである。そのため発熱
抵抗体６１と６２の発熱量の差による発色ドットの形状
の偏りという問題が残り、パルストリミング法による発
色の均一性の改善には限界があった。また各発熱素子に
割当てられた発色領域の中で発色した部分の面積率を発
色効率と呼んでいるが、上記の不都合のために発色効率
を 100％とすることが困難であり、また 100％に達して
いないのに発色ドットが不要領域にはみ出す等の問題が
残されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のサーマルヘッド
は以上の様に構成されているので、発熱抵抗体６１、６
２の抵抗値を同一にすることができず、そのため発色ド
ットの形状および大きさが不均一になったり、十分な発
色効率が得られない等の問題点があった。

【０００９】この発明は従来のサーマルヘッドの上記の
問題点を解決し、発色ドット形状および大きさが均一
で、発色効率が高く、良質の印字記録が可能なサーマル
ヘッドを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項第１項記載のサー
マルヘッドは、１つの発熱素子につき２個ある発熱抵抗
体の一方の巾を大とし、他方の巾を小とし、巾の小なる
発熱抵抗体を電気パルスで破壊して絶縁化または高抵抗
化することにより、発熱抵抗体を１個にした。

【００１１】請求項第２項記載のサーマルヘッドは、巾
の大なる発熱抵抗体の位置で互に向い合う共通電極リー
ドと個別電極リードの少くともいずれかに凸部を設け、
上記発熱抵抗体の中に電極間隔の小なる部分を設けた。

【００１２】請求項第３項記載のサーマルヘッドは、巾
の大なる発熱抵抗体の位置で互に向い合う共通電極リー
ドと個別電極リードの少くともいずれかに凹部を設け、
上記発熱抵抗体の巾を大きくした。

【００１３】請求項第４項記載のサーマルヘッドは、巾
の大なる発熱抵抗体の位置で互に向い合う共通電極リー
ドと個別電極リードのどちらか一方に凸部を、他方に凹
部を設けた。

【００１４】請求項第５項記載のサーマルヘッドは、共
通電極リードの一部または全部を発熱抵抗体配置部を超
えて延長し、共通電極と同電位の導体に接続した。

【００１５】請求項第６項記載のサーマルヘッドは請求
項第５項記載のサーマルヘッドに於て前記延長する共通
電極リードの巾を個別電極リードの巾より大きくした。

【００１６】請求項第７項記載のサーマルヘッドは、巾
の小なる発熱抵抗体の位置で互いに向い合う共通電極リ
ードと個別電極リードの少くともいずれかに凸部を設
け、上記発熱抵抗体の中に電極間隔の小なる部分を設け
た。

【００１７】請求項第８項記載のサーマルヘッドは、発
熱抵抗体、共通電極リードおよび個別電極リードを載置
する絶縁基板の発熱抵抗体配置部に隆起部を設けた。

【００１８】請求項第９項記載のサーマルヘッドは、少
なくとも酸化ルテニウム、ジルコニアおよびガラス成分
から成る厚膜発熱抵抗体の焼成後のジルコニアの重量成
分比を10％以下とした。

【００１９】請求項第１０項記載のサーマルヘッドは、
厚膜発熱抵抗体の焼成後の厚さを１及至４μｍとした。

【００２０】請求項第１１項記載のサーマルヘッドは、
発熱抵抗体を薄膜形成プロセスによるサーメット抵抗体
もしくは多結晶金属抵抗体により形成した。

【００２１】請求項第１２項記載のサーマルヘッドの製
造方法は下記の第１項及至第５項の工程を含む。 （１）帯状の共通電極を形成する工程 （２）前記共通電極の一辺からくし歯状に延長された複
数の共通電極リードを形成する工程 （３）相隣れる前記共通電極リードの間に、両側の共通
電極リードに対して一方に大、他方に小なる間隔をもっ
て周期的に配置された個別電極リードを形成する工程 （４）前記共通電極リードと前記個別電極リードを接続
して帯状に形成される発熱抵抗体を形成する工程 （５）前記小なる間隔に対する前記発熱抵抗体の部分を
電気パルスによって絶縁化または高抵抗化する工程

【００２２】

【作用】請求項第１項及至第１１項記載のサーマルヘッ
ドは発熱抵抗体が発熱素子につき１個となっているので
従来の２個の発熱抵抗体の発熱量の差に起因する問題点
が解消され、均一な発色ドットの形状と大きさおよび高
い発色効率が得られる。

【００２３】請求項第２項記載のサーマルヘッドは、発
熱抵抗体の中の電極間隔のせばめられた部分が優先的に
発熱するので最高温部の発生位置が安定し、発色ドット
の位置の均一性と形状の均一性が共に改善される。

【００２４】請求項第３項記載のサーマルヘッドは、発
熱抵抗体の巾が大きくなっているので発色ドットの形状
が大きくなり、高い発色効率が得られる。

【００２５】請求項第４項記載のサーマルヘッドは、発
色ドットの位置と形状の均一性が改善され、高い発色効
率が得られる。

【００２６】請求項第５項記載のサーマルヘッドは、共
通電極の電気抵抗による印加パルスの電圧降下を軽減で
きるので発熱体の中央部と両端部の発色効率の差を小さ
くすることができる。

【００２７】請求項第６項記載のサーマルヘッドは、共
通電極の電気抵抗による印加パルスの電圧降下を請求項
第５項記載のサーマルヘッドより更に軽減できる。

【００２８】請求項第７項記載のサーマルヘッドは、巾
の小なる発熱抵抗体を電気パルスで破壊する時に、発熱
抵抗体の電極間隔の小なる部分が優先的に発熱するた
め、これがクラックの発生の開始点となり、小さな印加
エネルギーで安定にクラックをつくることができる。そ
のためクラックが大きくなりすぎるトラブルが避けら
れ、安定で均一な製造が可能となる。

【００２９】請求項第８項記載のサーマルヘッドは、発
熱抵抗体が絶縁基板上の隆起部に載置されているため、
サーマルヘッドの押圧力が発熱抵抗体に集中してかかる
ので小さな押圧力でも高い発色効率が得られる。

【００３０】請求項第９項記載のサーマルヘッドは、厚
膜発熱抵抗体のジルコニア成分を少なくしたので巾の小
なる発熱体の電気パルスによる破壊が容易に行え、パル
ストリミングによる巾の大なる発熱抵抗体の抵抗値の調
整も容易に行える。

【００３１】請求項第１０項記載のサーマルヘッドは、
厚膜発熱抵抗体の厚さを１及至４μｍとしたので安定に
製造できる。

【００３２】請求項第１１項記載のサーマルヘッドは、
発熱抵抗体を薄膜形成プロセスによって形成し、均一な
発色ドットの形状と大きさおよび高い発色効率が得られ
る。また従来の薄膜サーマルヘッドに比べて発熱抵抗体
のパターン形成工程を省くことができ、製造工程が簡略
化できる。

【００３３】請求項第１２項記載のサーマルヘッドの製
造方法によれば、発色ドットの形状と大きさが均一で発
色効果の高いサーマルヘッドが製造できる。

【００３４】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明によるサーマルヘッドの一実
施例の発熱体の構成を示す平面図である。図３０に示し
た従来のサーマルヘッドの発熱体に相当する部分には同
一の符号を付し説明を省略する。図３０に示した従来例
との違いは、個別電極リードを両側の共通電極に対して
一方に大、他方に小なる間隔をもって周期的に配置して
巾の大なる発熱抵抗体６１と巾の小なる発熱抵抗体６２
を作り、巾の小なる発熱抵抗体６２を電気パルスによっ
て破壊し絶縁化または高抵抗化したことである。破壊さ
れた発熱体６２は絶縁体８となり、発熱素子６は発熱抵
抗体６１のみとなる。１４は発熱抵抗体６２の破壊によ
って生じたクラックである。

【００３５】図３３に於てパルス電圧がＶ_O からＶ_L ま
での間ではパルス電圧が大きいほど抵抗値が低下する
が、Ｖ_L 以上の場合は逆にパルス電圧が大きいほど抵抗
値が大となり、Ｖ_D では絶縁状態となる。これは過度の
発熱によって発熱抵抗体が破壊されるためである。図３
４の様に小さい電圧のパルスを多数回印加しても、印加
回数を増加して行けば同様の状態となる。図２は破壊に
到るパルス電圧と発熱抵抗体の巾との関係を示したもの
であり、抵抗体の巾がせまいほど小さい電圧で破壊す
る。

【００３６】発熱抵抗体６１と６２は並列回路となって
いるので、１つの個別電極２によって同時に電圧が加え
られるものであるが、抵抗体６１と６２の巾の違いを大
きくしておけば巾のせまい抵抗体６２のみを破壊し、巾
の広い抵抗体６１のみを残すことができる。以下この操
作をオープントリミングと呼ぶ。図３は発熱抵抗体６１
と６２の破壊電圧の関係を実施例について説明したもの
である。本実施例では発熱抵抗体６１の巾は 100μｍ、
６２の巾は５μｍであり、夫々の初期抵抗値は3000Ωお
よび 150Ωである。本実施例では巾のせまい抵抗体６２
の破壊電圧は40Ｖ、巾の広い抵抗体６１の破壊電圧は 1
10Ｖであった。印加電圧40Ｖでは抵抗体６２のみが破壊
され、抵抗体６１は保存されており抵抗値変化も認めら
れなかった。

【００３７】図４は実施例１の発熱体の製造プロセスを
示す製造工程図であり、図３１の従来のサーマルヘッド
の発熱体の製造工程に前記オープントリミングの工程を
加えたものになっている。但しオープントリミングの工
程順序はガラスペーストの焼成温度が低く、オープント
リミング後の絶縁体８に影響を与えない場合は、ガラス
ペースト焼成の前に行ってもよい。

【００３８】次に実施例１の作用について説明する。図
５は本実施例の発熱素子６の温度分布を示している。図
３２に示した従来の発熱素子は２つの発熱抵抗体６１、
６２に対応した２つの高温部Ｈ_L 、Ｈ_R を有するが、本
実施例に於ては発熱抵抗体６２が破壊されて絶縁体８と
なっているので発熱部は発熱抵抗体６１のみである。本
実施例では発熱部を１つに限定することによって従来の
発熱素子の問題点であった２つの発熱抵抗体６１、６２
の発熱量の差に起因する発色ドット形状と大きさの不均
一をなくすことができた。

【００３９】次に本実施例と従来のサーマルヘッドの印
字性能を比較してみる。図６、８、１０は従来のサーマ
ルヘッドの発色ドットサイズと発色効率を示し、図７、
９、１１は本実施例の発色ドットサイズと発色効率を示
したものである。ここで発色効率とは、各発熱素子に割
当てられた発色領域の中で発色した部分の面積率であ
る。発色領域は主走査方向（発熱素子の配列方向）に 1
25μｍ、副走査方向（記録紙の搬送方向）に約 130μｍ
である。比較の条件は主走査ピッチ 125μｍ、副走査ピ
ッチ 130μｍ、印字速度10ms／line、ヘッド押圧力 3.5
kg、使用記録紙は（株）三菱製紙製感熱紙Ｆ２４０ＡＣ
である。パルス印加条件はエネルギー（ミリジュール）
で規格化してある。共通電極リードおよび個別電極リー
ドの巾は実施例、従来例ともに10μｍである。共通電極
リードと個別電極リードの間隔は従来例に於て52.5μｍ
実施例に於ては大なる間隔が 100μｍ、小なる間隔が５
μｍである。

【００４０】図６、７は従来例と実施例の夫々について
主走査方向の 100点の印字ドットサイズの分布を比較し
たものである。パルス印加エネルギーの増加とともに印
字ドットサイズが増加しているが、ドットサイズの均一
性は図７の実施例が図６の従来例に比べて格段に良いこ
とがわかる。図８、９は副走査方向について同様の比較
をしたものであるが、上記と同様に図９の実施例が図８
の実施例に比べてドットサイズの均一性がすぐれてい
る。図１０、１１は従来例と実施例の夫々について 100
点の発色効率の分布を示したものである。図１０の従来
例では印加エネルギー 0.225mJのとき発色効率が40〜10
0 ％に分布しているのに対して図１１の実施例では90〜
100 ％に集中しており、0.3mJ では従来例の70〜100 ％
に対して実施例ではすべて 100％に達している。これか
ら実施例では従来例に比べて発色効率が高いと同時に分
布の均一性も良いことがわかる。

【００４１】なお本実施例ではオープントリミング処理
により発熱抵抗体６２を完全に絶縁体としたが、必ずし
も完全な絶縁体とする必要はなく、発熱量が十分に小さ
くなる程度の高抵抗体としても良い。

【００４２】実施例２．図１２、１３、１４は本発明の
第２の実施例を示す図である。本実施例は、巾の大なる
発熱抵抗体６１の位置で互に向い合う共通電極リード１
と個別電極リード２に凸部を設けたものである。この様
にすると凸部により電極間隔のせばめられた部分の発熱
抵抗体が優先的に発熱するため、最高温部の発生位置が
安定し、発色ドットの位置と形状が、図１に示す第１実
施例よりも更に均一になる。凸部の形状は特に限定しな
くとも良く、また共通電極リードか個別電極リードかの
どちらか一方のみに凸部を設けてもよい。

【００４３】実施例３．図１５は本発明の第３の実施例
を示す図である。本実施例は、巾の大なる発熱抵抗体６
１の位置で互に向い合う共通電極リード１と個別電極リ
ード２の少なくともいずれかに凹部を設けたものであ
る。この様にすると発熱抵抗体６１の形状を大きくする
ことができるので発色効率を改善することができる。共
通電極リードおよび個別電極リード全体の巾を小さくし
ても発色効果を改善することはできるが、この様にする
と電極パターンの形成を安定に行うことが難かしくな
り、電極リードの抵抗値の増大も好ましくない。従って
発熱抵抗体の部分のみ電極リードの巾をせまくすること
が望ましい。また前記実施例２と組合わせ、図１６に示
す様に共通電極リードと個別電極リードのどちらか一方
に凸部を、他方に凹部を設けても良い。

【００４４】実施例４．図１７は本発明の第４の実施例
を示す図である。本実施例は、共通電極リード１の一部
または全てを発熱抵抗体配置部を超えて延長し、共通電
極と同電位の導体に接続したものである。この様にする
と、共通電極３の電気抵抗による電圧降下のために発熱
体の中央部の発熱素子６への供給電圧が低下することを
防ぐことができ、発熱体の中央部と両端部の発色効率の
差を小さくすることができる。そのため共通電極の抵抗
値を低下させる目的で設けられていた共通電極強化パタ
ーン４を省略でき、製造プロセスも短縮できる。図１８
は本実施例の発熱体基板の製造プロセスを示す製造工程
図である。共通電極強化パターンを省略できることの他
のメリットは、発色後の記録が印字後すぐに見られるこ
とである。

【００４５】実施例５．図１９は図１７に示す実施例４
に於て前記延長する共通電極リード１の巾を広くし、共
通電極リードの電気抵抗による電圧降下を少なくしたも
のである。

【００４６】実施例６．図２０または図２１に示す実施
例６は、巾の小なる発熱抵抗体６２の位置で互に向い合
う共通電極リード１と個別電極リード２の少くともいず
れかに凸部を設けたものである。この様にすると、オー
プントリミングにより発熱抵抗体６２を絶縁化する際
に、前記凸部により電極間隔のせばめられた部分が優先
的に発熱するため、これがクラックの発生の開始点とな
り、小さな印加エネルギーで安定にクラックをつくるこ
とができる。これによってクラックが大きくなりすぎた
り、発熱抵抗体が焼損して飛散する等のトラブルが避け
られ、安定で均一な製造が可能となる。凸部の形状は特
に限定されるものではないが、図２０の例に比べて図２
１の例の方が上記の効果が大であった。

【００４７】実施例７．図２２に示した実施例７は、発
熱体を支持する絶縁基板９に帯状の隆起部１０を設け、
その上に前記共通電極リード１、個別電極リード２およ
び発熱抵抗体５を載置したものである。図２３は図２２
のＡ−Ｂ位置の断面図である。絶縁基板９は例えばアル
ミナから成り、隆起部１０は例えばガラスペーストの印
刷、乾燥および焼成により断面半円状に形成する。１１
は例えばガラスペーストの印刷、乾燥、焼成によって形
成され、発熱抵抗体５を保護する保護膜、１２は感熱紙
である記録紙、１３は弾性体から成り、回転して記録紙
１２を搬送するプラテンローラである。Ｆ（矢印）はサ
ーマルヘッドをプラテンローラに押し付ける押圧力を示
している。この様に絶縁基板に隆起部を設けるとサーマ
ルヘッドの押圧力が発熱抵抗体５に集中してかかるた
め、小さな押圧力でも高い発色効率が得られる。図２４
はサーマルヘッドの押圧力と発色効率の関係を図１の実
施例１と比較して示したものである。印加パルスのエネ
ルギーは 0.3mJである。押圧力 100ｇ／cmの条件では、
実施例１（図１）の発色効率が約50％であるのに対して
本実施例では約90％であり、同一の押圧力でも本実施例
の方が高い発色効率が得られている。また本実施例では
同一の発色効率を得るのに必要な押圧力が約30％少なく
てすむ。

【００４８】実施例８．図２５に示す実施例８は、本発
明にかかるサーマルヘッドの発熱抵抗体を薄膜形成プロ
セスで作れる様にしたものである。図２５（イ）は製造
プロセスを示す製造工程図、（ロ）は発熱体の平面図
（ハ）は平面図（ロ）のＡ−Ｂ位置の断面図である。図
２６は比較のために示した従来の薄膜サーマルヘッドの
製造工程図（イ）および発熱体の平面図（ロ）である。
発熱抵抗体を薄膜形成プロセスで作る場合は抵抗体の膜
厚が例えば 0.1及至 0.3μｍであり、電極用の導体膜の
厚さ、例えば１及至 1.5μｍに比べて薄い。そのため抵
抗体を電極の上に作ると電極の端部で抵抗体の膜が形成
されないという不都合が生じる。そのため本実施例の製
造プロセスでは、図２５（イ）に示す様に抵抗体を電極
用導体膜より先に、従って下層に形成している。図２７
は薄膜形成プロセスで作られた発熱抵抗体の電気パルス
印加による抵抗値変化を示したものである。薄膜形成プ
ロセスによる抵抗体皮膜の材料には例えばＴ_a とＳ_i Ｏ
₂ から成るサーメット材料または多結晶Ｓ_i 等が用いら
れる。図２７に於てＲ_d はサーメット抵抗体、Ｒ_u は多
結晶Ｓ_i抵抗体の特性を示している。パルス印加エネル
ギーＥ₁ 、Ｅ₂ に於てＲ_U 、Ｒ_dともに破壊して断線に
至っているので、厚膜抵抗体の場合と同様にオープント
リミングを行うことができる。ただし抵抗値を均一に調
整するパルストリミングは困難である。それは厚膜抵抗
体の場合の図３３の特性に比べて抵抗値が調節可能に変
化する領域が狭いためである。なお図２５（イ）の本実
施例の製造プロセスでは図２６（イ）の従来の薄膜サー
マルヘッドの製造プロセスに比べて発熱抵抗体のパター
ン形成の工程を省くことができ工程が簡略化できるメリ
ットがある。

【００４９】実施例９．本実施例は厚膜抵抗ペーストの
成分組成比をオープントリミングおよびパルストリミン
グに適した値としたものである。図２８はジルコニア、
酸化ルテニウムおよびガラス成分から成る厚膜抵抗ペー
ストに於て、ジルコニアの成分比（但し焼成後の重量
比）を変えた時のパルス印加電圧と抵抗値変化の関係を
示したものである。オープントリミングおよびパルスト
リミングを共にやりやすくする条件は、図２８に於て印
加電圧がＶ_O からＶ_L までの間は抵抗値がゆるやかに低
下し、Ｖ_L 以上では急激に抵抗値が増化して絶縁化に要
する印加電圧Ｖ_D が低いことである。図２８ではジルコ
ニア成分比５％、10％等に対応する前記Ｖ_D をＶ_D5、Ｖ
_D10 の様に記してある。実験によればＶ_L は60Ｖ、Ｖ_D5
は65Ｖ、Ｖ_D10 は70Ｖ、Ｖ_D15 は 120Ｖ、Ｖ_D20 は 150
Ｖであった。Ｖ_D はジルコニア成分比が10％を超えると
急激に大きくなるので、この点からはジルコニア成分比
を10％以下とすることが望ましい。一方ジルコニアを混
入する目的は発熱抵抗体の長期安定性を改善することで
あるが、本発明によりサーマルヘッドでは通常使用時の
パルス印加エネルギーを低減できるため長期安定性が良
いので、ジルコニアの成分比を10％以下としても良いこ
とがわかった。以上の２点を考慮して本発明のサーマル
ヘッドに於けるジルコニア成分比の好ましい範囲を10％
以下とした。

【００５０】実施例１０．本実施例は厚膜発熱抵抗体の
厚さを本発明によるサーマルヘッドの製造プロセスに適
した値としたものである。図２９は上記抵抗体の焼成後
の厚さとオープントリミングに於て抵抗体を絶縁化する
のに必要なパルス印加電圧との関係を示したものであ
る。抵抗体の厚さが１及至４μｍの範囲では必要印加電
圧が抵抗体の厚さに対してほぼ直線的に変化し、ばらつ
きも小さいが、４μｍを超えると必要印加電圧が急に増
加してオープントリミングが困難になり、逆に１μｍ以
下では必要印加電圧のばらつきが増え、安定な製造が困
難となる。製造公差の点からも安定に製造できる最小の
厚さは１μｍ程度である。以上を考慮して製造プロセス
上の厚膜発熱抵抗体の好ましい厚さの範囲を焼成後に於
て１及至４μｍとした。

【００５１】

【発明の効果】請求項第１項及至第１１項記載のサーマ
ルヘッドは発熱抵抗体が発熱素子につき１個となってい
るので従来の２個の発熱抵抗体の発熱量の差に起因する
問題点が解消され、均一な発色ドットの形状と大きさお
よび高い発色効率が得られる。

【００５２】請求項第２項記載のサーマルヘッドは、発
熱抵抗体の中の電極間隔のせばめられた部分が優先的に
発熱するので最高温部の発生位置が安定し、発色ドット
の位置の均一性と形状の均一性が共に改善される。

【００５３】請求項第３項記載のサーマルヘッドは、発
熱抵抗体の巾が大きくなっているので発色ドットの形状
が大きくなり、高い発色効率が得られる。

【００５４】請求項第４項記載のサーマルヘッドは、発
色ドットの位置と形状の均一性が改善され、高い発色効
率が得られる。

【００５５】請求項第５項記載のサーマルヘッドは、共
通電極の電気抵抗による印加パルスの電圧降下を軽減で
きるので発熱体の中央部と両端部の発色効率の差を小さ
くすることができる。

【００５６】請求項第６項記載のサーマルヘッドは、共
通電極の電気抵抗による印加パルスの電圧降下を請求項
第５項記載のサーマルヘッドより更に軽減できる。

【００５７】請求項第７項記載のサーマルヘッドは、巾
の小なる発熱抵抗体を電気パルスで破壊する時に、発熱
抵抗体の電極間隔の小なる部分が優先的に発熱するた
め、これがクラックの発生の開始点となり、小さな印加
エネルギーで安定にクラックをつくることができる。そ
のためクラックが大きくなりすぎるトラブルが避けら
れ、安定で均一な製造が可能となる。

【００５８】請求項第８項記載のサーマルヘッドは、発
熱抵抗体が絶縁基板上の隆起部に載置されているため、
サーマルヘッドの押圧力が発熱抵抗体に集中してかかる
ので小さな押圧力でも高い発色効率が得られる。

【００５９】請求項第９項記載のサーマルヘッドは、厚
膜発熱抵抗体のジルコニア成分を少なくしたので巾の小
なる発熱体の電気パルスによる破壊が容易に行え、パル
ストリミングによる巾の大なる発熱抵抗体の抵抗値の調
整も容易に行える。

【００６０】請求項第１０項記載のサーマルヘッドは、
厚膜発熱抵抗体の厚さを１及至４μｍとしたので安定に
製造できる。

【００６１】請求項第１１項記載のサーマルヘッドは、
発熱抵抗体を薄膜形成プロセスによって形成し、均一な
発色ドットの形状と大きさおよび高い発色効率が得られ
る。また従来の薄膜サーマルヘッドに比べて発熱抵抗体
のパターン形成工程を省くことができ、製造工程が簡略
化できる。

【００６２】請求項第１２項記載のサーマルヘッドの製
造方法によれば、発色ドットの形状と大きさが均一で発
色効率の高いサーマルヘッドが製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の発熱体を示す平面図であ
る。

【図２】発熱抵抗体の巾と破壊に必要な印加パルス電圧
の関係を示す図である。

【図３】この発明に係る発熱素子の２つの発熱抵抗体の
抵抗値と印加パルス電圧の関係を示す図である。

【図４】この発明の実施例１の製造プロセスを示す製造
工程図である。

【図５】この発明の実施例１の発熱素子の発熱時の温度
分布を示す説明図である。

【図６】従来の厚膜サーマルヘッドの印字ドットサイズ
と印加パルスエネルギーの関係を示す図である。

【図７】この発明の実施例１の印字ドットサイズと印加
パルスエネルギーの関係を示す図である。

【図８】従来の厚膜サーマルヘッドの印字ドットサイズ
と印加パルスエネルギーの関係を示す図である。

【図９】この発明の実施例１の印字ドットサイズと印加
パルスエネルギーの関係を示す図である。

【図１０】従来の厚膜サーマルヘッドの発色効率と印加
パルスエネルギーの関係を示す図である。

【図１１】この発明の実施例１の発色効率と印加パルス
エネルギーの関係を示す図である。

【図１２】この発明の実施例２の発熱体を示す平面図で
ある。

【図１３】この発明の実施例２の発熱体を示す平面図で
ある。

【図１４】この発明の実施例２の発熱体を示す平面図で
ある。

【図１５】この発明の実施例３の発熱体を示す平面図で
ある。

【図１６】この発明の実施例３の発熱体を示す平面図で
ある。

【図１７】この発明の実施例４の発熱体を示す平面図で
ある。

【図１８】この発明の実施例４の製造プロセスを示す製
造工程図である。

【図１９】この発明の実施例５の発熱体を示す平面図で
ある。

【図２０】この発明の実施例６の発熱体を示す平面図で
ある。

【図２１】この発明の実施例６の発熱体を示す平面図で
ある。

【図２２】この発明の実施例７の発熱体を示す斜視図で
ある。

【図２３】この発明の実施例７の発熱体を示す断面図で
ある。

【図２４】この発明の実施例７の発色効率とサーマルヘ
ッドの押圧力の関係を実施例１と比較して示した図であ
る。

【図２５】この発明の実施例８の製造プロセスを示す製
造工程図である。

【図２６】従来の薄膜サーマルヘッドの製造プロセスを
示す製造工程図である。

【図２７】薄膜発熱抵抗体の抵抗値と印加パルスエネル
ギーの関係を示す図である。

【図２８】厚膜発熱抵抗体の成分組成比を変えた時の抵
抗値と印加パルス電圧の関係を示す図である。

【図２９】厚膜発熱抵抗体の厚さと破壊に至る印加パル
ス電圧の関係を示す図である。

【図３０】従来の厚膜サーマルヘッドの発熱体を示す平
面図である。

【図３１】従来の厚膜サーマルヘッドの発熱体の製造プ
ロセスを示す製造工程図である。

【図３２】従来の厚膜発熱抵抗体の発熱時の温度分布を
示す説明図である。

【図３３】厚膜発熱抵抗体の印加パルス電圧と抵抗値変
化の関係を示す図である。

【図３４】厚膜発熱抵抗体に複数の電圧パルスを印加し
た時の抵抗値変化を示す図である。

【符号の説明】

１ 共通電極リード ２ 個別電極リード ３ 共通電極 ４ 共通電極強化パターン ５ 発熱抵抗体 ６ 発熱素子 ６１、６２ １つの発熱素子を構成する２つの発熱抵抗
体 ８ 絶縁体 ９ 絶縁基板 １０ 絶縁基板の隆起部 １１ 発熱抵抗体の保護膜 １２ 記録紙 １３ プラテンローラ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の第（１）項及至第（４）項を備え
   たことを特徴とするサーマルヘッド。 （１）帯状の共通電極 （２）前記共通電極の一辺からくし歯状に延長された共
   通電極リード （３）相隣れる前記共通電極リードの間に、両側の共通
   電極リードに対して一方に大、他方に小なる間隔をもっ
   て周期的に配置された複数の個別電極リード （４）前記共通電極リードと個別電極リードとを接続し
   て帯状に形成され、前記小なる間隔に対する部分が絶縁
   化または高抵抗化されている発熱抵抗体
2. 【請求項２】 前記大なる間隔で向い合い、前記発熱抵
   抗体と接続する部分の共通電極リードと個別電極リード
   の少くともいずれかに凸部を設け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. 【請求項３】 前記大なる間隔で向い合い、前記発熱抵
   抗体と接続する部分の共通電極リードと個別電極リード
   の少くともいずれかに凹部を設けた事を特徴とする請求
   項第１項記載のサーマルヘッド。
4. 【請求項４】 前記大なる間隔で向い合い、前記発熱抵
   抗体に接続する部分の共通電極リードと個別電極のいず
   れか一方に凸部を、他方に凹部を設けたことを特徴とす
   る請求項第１項記載のサーマルヘッド。
5. 【請求項５】 前記共通電極リードの一部または全部を
   前記発熱抵抗体配置部を超えて延長し、前記共通電極と
   同電位を有する導体に接続したことを特徴とする請求項
   第１項及至第４項のいずれかに記載のサーマルヘッド。
6. 【請求項６】 前記延長する共通電極リードのパターン
   巾を個別電極リードに比べて大きくしたことを特徴とす
   る請求項第５項記載のサーマルヘッド。
7. 【請求項７】 前記小なる間隔で向い合い、前記発熱抵
   抗体に接続する部分の共通電極リードと個別電極リード
   の少くともいずれかに凸部を設けたことを特徴とする請
   求項第１項及至第６項のいずれかに記載のサーマルヘッ
   ド。
8. 【請求項８】 前記発熱抵抗体、前記共通電極リードお
   よび前個別電極リードを載置する絶縁基板の発熱抵抗体
   配置部に隆起部を設けたことを特徴とする請求項第１項
   及至第７項のいずれかに記載のサーマルヘッド。
9. 【請求項９】 前記発熱抵抗体が少くとも酸化ルテニウ
   ム、ジルコニアおよびガラス成分を含む厚膜抵抗ペース
   トの焼成体から成り、焼成後のジルコニアの重量成分比
   が10％以下であることを特徴とする請求項第１項及至第
   ８項のいずれかに記載のサーマルヘッド。
10. 【請求項１０】 前記発熱抵抗体の焼成後の厚さが１及
    至４μｍであることを特徴とする請求項第１項及至第９
    項のいずれかに記載のサーマルヘッド。
11. 【請求項１１】 前記発熱抵抗体が薄膜形成プロセスに
    よるサーメット抵抗体もしくは多結晶金属抵抗体である
    ことを特徴とする請求項第１項及至第８項のいずれかに
    記載のサーマルヘッド。
12. 【請求項１２】 下記の第（１）項及至第（５）項の工
    程を含むことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。 （１）帯状の共通電極を形成する工程 （２）前記共通電極の一辺からくし歯状に延長された複
    数の共通電極リードを形成する工程 （３）相隣れる前記共通電極リードの間に、両側の共通
    電極リードに対して一方に大、他方に小なる間隔をもっ
    て周期的に配置された複数の個別電極リードを形成する
    工程 （４）前記共通電極リードと前記個別電極リードを接続
    して帯状に形成される発熱抵抗体を形成する工程 （５）前記小なる間隔に対する前記発熱抵抗体の部分を
    電気パルスによって絶縁化または高抵抗化する工程