JPH0569570A

JPH0569570A - 厚膜型サーマルヘツド

Info

Publication number: JPH0569570A
Application number: JP8943091A
Authority: JP
Inventors: Koichi Haga; 浩一羽賀; Sachiko Nishino; 幸子西野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】発熱抵抗体副走査幅を電極間隔より極端に大
きくして抵抗体副走査方向エッジによる記録媒体上の圧
痕発生を解消すると共に、発熱抵抗体の内部歪みを低減
させて、画像品質を向上させる。【構成】共通電極２と、共通電極に対して互いに独立
して対向し主走査方向に配置される複数の個別電極３
と、上記共通電極と個別電極のそれぞれの上に、副走査
方向に橋絡する発熱抵抗体４と、上記共通電極，個別電
極および発熱抵抗体を覆う保護層６とを有し、前記共通
電極と個別電極のそれぞれの上に、前記発熱抵抗体の副
走査方向端部に隣接してダミー抵抗体５ａ，５ｂを設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、個別対向型の厚膜型サ
ーマルヘッドに係り、特に昇華式プリンタ等の記録装置
の印字品質を向上させるための新規な構造を備えた厚膜
型サーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】感熱方式プリンタやファクシミリ等の記
録装置の記録手段に用いられる記録ヘッドとしては、製
造の容易さから所謂厚膜型サーマルヘッドと呼ばれる記
録ヘッドが広く採用れている。感熱方式記録装置の一形
式として、インクドナーフィルムのインクを加熱昇華さ
せて記録媒体に画像や文字を形成する昇華式記録装置が
知られている。

【０００３】図５は厚膜型サーマルヘッドを印字ヘッド
とした昇華式記録装置の要部説明図であって、１はセラ
ミックス等の絶縁材料からなる基板、２は共通電極、３
は個別電極、４は発熱抵抗体、６は発熱抵抗体と共通電
極および個別電極を覆って形成された保護層であるオー
バーグレーズ層で、これらの構成層により厚膜型サーマ
ルヘッド１０が構成される。また、７はプラテン、８は
記録媒体、８０はインクドナーフィルムである。同図に
おいて、記録時には記録媒体８とインクドナーフィルム
８０とが厚膜型サーマルヘッド１０とプラテン７との間
に矢印Ｐで示した押圧力で挟持押圧され、サーマルヘッ
ドの発熱によりインクドナーフィルム８０が加熱される
ことによって昇華した染料が記録媒体（昇華型記録紙）
８に移転さて記録が行なわれる。サーマルヘッドはその
電極の配置構造から分類して、共通電極と個別電極とが
副走査方向に対向配置された個別対向型サーマルヘッド
と、共通電極と個別電極とが主走査方向に櫛歯状に配列
された交互リード型サーマルヘッドとに大別される。

【０００４】図６は従来技術による個別対向型の厚膜型
サーマルヘッドの構造を説明する要部平面図であって、
０１０は厚膜型サーマルヘッド、０１はセラミック基
板、０２は共通電極、０３は個別電極、０４は発熱抵抗
体、０６は保護層であるオーバーグレーズ層である。こ
の種の厚膜型サーマルヘッドは、電極層形成材料や発熱
体となる抵抗層形成材料をペースト状として印刷し、塗
布・焼成して所望の構成層を得るリフトオフ法により製
作される。

【０００５】図７は図６に示した厚膜型サーマルヘッド
の断面図で、（ａ）は図６のＡ−Ａ線に沿った副走査方
向断面を、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ線に沿った主走査方向
断面を示す。同図（ａ）（ｂ）に示されたように、発熱
抵抗体０４は共通電極０２と個別電極０３を形成した上
にこれら両電極の上部に橋絡して形成される。したがっ
て、この種のリフトオフ法により製作した個別対向型の
厚膜型サーマルヘッドは、発熱抵抗体０４の副走査方向
の断面形状が記録媒体方向に凸であるために、オーバー
グレーズ層０６も凸形状をなしている。なお、上記従来
の厚膜型サーマルヘッドを開示したものとしては、特開
平１−１２３７５６号公報，特開昭６４−４４７６２号
公報を挙げることができる。上記各公報に開示の厚膜型
サーマルヘッドは、発熱抵抗体の形状を主および副走査
の各方向の断面形状を矩形とすることによって発熱抵抗
体の発熱分布を均一とし、発熱抵抗体の平面形状の再現
性すなわちドット再現性を向上させたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の厚膜型
サーマルヘッドにおいては、共通電極０２と個別電極０
３の間隔Ｄと発熱抵抗体０４の副走査方向幅ｄとの寸法
に大きな差が無いため、共通電極０２と個別電極０３を
介して発熱抵抗体０４に通電すると、発熱抵抗体０４は
そのエッジまでの全長に亘って加熱される。そのため、
オーバーグレーズ層０６もそのエッジまでの凸部全体が
加熱されることになる。このサーマルヘッドの昇華式記
録装置に搭載して昇華式記録媒体に印字等の記録を行な
うと、発熱抵抗体上のオーバーグレーズ層の凸形状部分
全体が、発熱抵抗体の発熱と共に記録媒体８の表面を加
熱し、インクドナーフィルムの染料を昇華させる温度に
達する中央部分にインクの染料が移転されて記録がなさ
れることになる。

【０００７】図８は個別対向型の厚膜型サーマルヘッド
を用いた昇華型記録媒体の記録状態を説明する模式図で
あって、従来は、例えば１０ｄｏｔ／ｍｍのサーマルヘ
ッドにおいて、発熱抵抗体の主走査幅を７０μｍ、また
電極間幅１４０μｍに対し、発熱抵抗体の副走査幅を従
来は１７０μｍ程度としている。この場合、発熱抵抗体
突起（オーバーグレーズ層の突起）の圧痕そのものは該
突起のエッジの形状を転写した凹１１となり、その結果
圧痕の周りは凸になる。また、１０ｄｏｔ／ｍｍで上記
の発熱抵抗体サイズの場合、紙送り０．１ｍｍ／ｌｉｎ
ｅであるから、７０μｍの凹１１の重なり代が生じ、そ
の重なり代で記録媒体表面の凹凸が激しくなる。上記発
熱抵抗体（オーバーグレーズ層）のエッジの凸形状で記
録媒体に圧痕がつくのは、発熱抵抗体副走査方向端部の
エッジまで、したがってオーバーグレーズ層のエッジま
で熱が伝わり、昇華式記録媒体表面の上記エッジが当た
る領域はすべて変形しやすくなるためである。

【０００８】すなわち、昇華式記録用の記録媒体８の表
面は熱により変形しやすい状態となるものであるため、
上記のサーマルヘッドで印字すると、同図（ａ）に示す
ように、記録媒体８の表面には厚膜型サーマルヘッドの
発熱抵抗体４のエッジ，したがってこの発熱抵抗体４の
エッジとほぼ同一サイズのオーバーグレーズ層６のエッ
ジによる凸形状がそのまま凹部１１として転写される。
そして、上記凹部１１の中央部に昇華温度に達して昇華
したインクの染料９が移転する。染料９が移転した記録
媒体部分は、図示のごとく膨潤して僅かに凸状となる。
そして、次の記録動作で（ｂ）に示したように先の記録
で形成された凹部１１にさらに凹部１１が重畳し、これ
が（ｃ）に示した如く次々に凹部１１と膨潤部が形成さ
れる。このため、記録媒体８の表面に凹凸が激しく発生
してドット再現性が損なわれ、その結果画質の劣化を招
くという問題がある。なお、昇華式記録に関しては、例
えば、「テレビジョン学会技術報告」（ｖｏｌ．１４，
ｎｏ．６，ｐｐ．１〜６，”昇華型熱転写印刷における
高画質化”１９９０を挙げることができる。

【０００９】前記のような問題を解消するものとして、
リフトオフ法による個別対向型の厚膜型サーマルヘッド
において発熱抵抗体副走査方向の幅を電極間隔の幅の２
倍以上として上記抵抗体の副走査方向端部のエッジ（す
なわち、オーバーグレーズ層の副走査方向エッジ）の影
響を受けないようにし、ドット再現性の良さを損なうこ
となく、昇華式記録装置で記録した記録媒体表面の凹凸
をなくし、画質を向上させることが提案されている。個
別対向リフトオフ法で上記の発熱抵抗体を作成する際
に、フォトレジストの露光，現像により形成するフォト
レジストパターンに、形成すべき発熱抵抗体形状の開口
部を設けることが行なわれるが、近接して形成すべき発
熱抵抗体を分離する部分のフォトレジスト（以下、フォ
トレジスト柱という）は副走査方向幅が長くなるほど倒
れたり折れたりし易くなる。これを無くすために、フォ
トレジストレジスト柱の主走査方向幅を大きくすると、
発熱抵抗体の主走査方向幅が小さくなって、記録ドット
の主走査方向の繋がりが悪化するという問題が生じる。

【００１０】図９は発熱抵抗体形成工程における発熱抵
抗体形成用フォトレジストパターンの説明図であって、
（ａ）は従来のサーマルヘッド製作用のフォトレジスト
パターン、（ｂ）は本発明によるサーマルヘッド製作用
のフォトレジストパターンの一実施例を示す。同図
（ａ）において、Ｆは露光により硬化したフォトレジス
ト、Ｆ_R1,Ｆ_R2,Ｆ_R3,・・・・は発熱抵抗体形成用開
口部、Ｃ_1,Ｃ_2,Ｃ_3,・・・・は隣接する発熱抵抗体形成
用開口部Ｆ_R1,Ｆ_R2,Ｆ_R3,・・・・間を分離するフォ
トレジスト柱である。このフォトレジスト柱Ｃ_1,Ｃ_2,Ｃ
_3,・・・・は、その副走査方向が長い，すなわち上記従
来技術における抵抗体副走査方向の幅を電極間隔の幅の
２倍以上としたサーマルヘッドの抵抗体を形成するため
に抵抗体ペーストを当該開口部Ｆ_R1,Ｆ_R2,Ｆ_R3,・・
・・に充填する工程において、隣接する開口部Ｆ_R1,Ｆ
_R2,Ｆ_R3,・・・・側に倒れ込みが生じたり、折れが生
じて、発熱抵抗体の形状を歪めたり、隣接する抵抗体間
の分離がなされなかったりする。そのために、製造歩留
りは低下し、図６に示した従来の通常サイズの抵抗体を
備えたサーマルヘッドに比べて歩留りが４０パーセント
近く低下する。

【００１１】また、抵抗体ペーストの主走査方向のサイ
ズに比べて副走査方向が長いと、該抵抗体ペーストの焼
成時にその副走査方向の収縮が大きくなって、焼成後の
発熱抵抗体に大きな内部歪みが発生し、ステップスト
レステスト強度（ＳｔｅｐｐＳｔｒｅｓｓＴｅｓ
ｔ：以下ＳＳＴ強度という）が低下するという問題があ
る。ちなみに、下記に説明する図４の（ａ）に示した抵
抗体の副走査方向幅を電極間隔幅の２倍とした巨大抵抗
体（主走査方向×副走査方向：７０μｍ×３５０μｍ）
においては、ＳＳＴ強度は同図（ｂ）に示した通常のサ
イズの抵抗体（同７０μｍ×１７０μｍ）よりも２５パ
ーセント以上の低下がみられる。

【００１２】図４は、（ａ）が従来サイズ、（ｂ）が上
記巨大サイズ、（ｃ）が本発明の一実施例におけるＳＳ
Ｔ強度測定結果を示す説明図で、テスト時間（ＳＳＴｔ
ｉｍｅ）を２０ｓｅｃ，印加パルス幅（ｐｕｌｓｅｗ
ｉｄｔｈ）を６ｍｓｅｃ，パルス周期を２０ｍｓｅｃ，
ドロップ電圧（ｄｒｏｐｖｏｌｔａｇｅ）を０．５Ｖ
として、横軸に印加電力（Ｗワット）を、縦軸に抵抗
偏差（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｖａｒｉａｎｃｅパー
セント）をとって示している。本発明の目的は、個別対
向型リフトオフサーマルヘッドを構成する発熱抵抗体副
走査幅を電極間隔の例えば２倍以上として該抵抗体副走
査方向エッジによる記録媒体上の圧痕発生を解消しよう
とするサーマルヘッドを精度よく製造可能とすると共
に、発熱抵抗体の内部歪みを低減させて、画像品質を向
上させたサーマルヘッドを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、発熱抵抗体の副走査幅が電極間隔の２倍
以上としたサーマルヘッドの上記発熱抵抗体の共通電極
側および個別電極側のそれぞれの上部に主走査方向のス
リットを設け、このスリットによって副走査方向に分離
された副走査方向端部側の発熱抵抗体をダミー抵抗体と
したことを特徴とする。すなわち、本発明は、共通電極
と、共通電極に対して互いに独立して対向し主走査方向
に配置される複数の個別電極と、上記共通電極と個別電
極のそれぞれに副走査方向に橋絡する発熱抵抗体と、上
記共通電極，個別電極および発熱抵抗体を覆う保護層と
を有する厚膜型サーマルヘッドにおいて、前記共通電極
と個別電極のそれぞれの上に前記発熱抵抗体の副走査方
向端部に隣接してダミー抵抗体を設けたことを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】共通電極と個別電極のそれぞれの上に前記発熱
抵抗体の副走査方向端部に隣接してダミー抵抗体を設け
たことにより、発熱抵抗体の副走査方向幅を電極間隔の
２倍以上とした昇華型記録装置用のサーマルヘッドのよ
うに、抵抗体の副走査方向幅が主走査方向幅より相当大
きいサイズとしたサーマルヘッドと同等の効果を有する
サーマルヘッドをフォトリソグラフ技法で作成する際の
フォトレジスト柱の倒れや折れを無くし、かつ発熱抵抗
体の内部歪みを低減させて精度のよい発熱抵抗体を形成
し、記録品質を向上させると共に、歩留りの大きいサー
マルヘッドを得ることができる。また、発熱体として機
能する発熱抵抗体のＳＳＴ強度を、該抵抗体の副走査方
向幅と電極間隔幅の寸法関係が２倍未満である従来形式
のサーマルヘッドと同等のものとすることが可能とな
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による厚膜型サーマル
ヘッドの一実施例を説明する要部平面図であって、１は
セラミック基板、２は共通電極、３は個別電極、４は発
熱抵抗体、５ａ，５ｂはダミー抵抗体、６はオーバーグ
レーズ層である。また、図２は図１に示した厚膜型サー
マルヘッドの断面図で、（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿っ
た副走査方向断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った
断面図である。図１，図２において、このサーマルヘッ
ドは、セラミック基板１の上面に共通電極２と複数の個
別電極３とを形成し、それぞれ間隔Ｄ（電極間隔幅）で
対向する共通電極２と個別電極３との上に橋絡して配置
した発熱抵抗体４を有し、さらに共通電極２と個別電極
３のそれぞれの上に、上記発熱抵抗体４の副走査方向端
部とスリットを介して配置されたダミー抵抗体５ａ，５
ｂを備えている。そして、ダミー抵抗体５ａ，５ｂを含
む副走査方向の幅ｄ’は電極間隔Ｄの２倍以上である。
発熱抵抗体４の電極対向端からそれぞれ所定距離だけ副
走査方向に離れた位置に、主走査方向に沿ったスリット
を有して、このスリットで分離された発熱抵抗体部分
を、それぞれダミー抵抗体５ａ，５ｂとしている。この
ダミー抵抗体５ａ，５ｂは発熱抵抗体４から熱的に分離
されて、副走査方向幅ｄの発熱抵抗体４が発熱部を形成
し、インクドナーフィルムの昇華に寄与する。

【００１６】図３は図１，図２に示した本実施例のサー
マルヘッドで記録した記録媒体の（ａ）表面図と（ｂ）
断面図である。具体的な寸法例として、上記電極間幅Ｄ
が１４０μｍのサーマルヘッドにおいて発熱抵抗体４の
副走査方向の幅ｄを１７０μｍ、発熱抵抗体４の副走査
方向に幅３０μｍのスリットを介して副走査方向幅が２
５μｍのダミー抵抗体５ａ，５ｂを設けて、発熱抵抗体
４とダミー抵抗体５ａ，５ｂの副走査方向の合計幅ｄ’
を電極間幅Ｄの２倍（２８０μｍ）としたもので記録し
た。同図に示すように、副走査方向の発熱抵抗体４のエ
ッジ（オーバーグレーズ層６のエッジ）による圧痕
（凹）が見られず、昇華染料移転部９が若干膨潤した状
態となる。そのため、記録媒体の表面状態は従来技術の
サーマルヘッドによるものに比較して極めて平滑とな
り、良好な画質を提供できる。また、オーバーグレーズ
層６を、発熱抵抗体４およびダミー抵抗体の上面におい
て平坦化することで、画質向上効果をさらに上げること
ができる。このオーバーグレーズ層６の平坦化は、オー
バーグレーズ層を形成する材料の粘度，ぬれ性などの選
択、オーバーグレーズ層材料を多層印刷して発熱抵抗体
およびダミー抵抗体の厚さ以上に形成した後、ラッピン
グ処理で研磨して平坦化する方法を採ることができる。
なお、上記数値はあくまで一例であり、本発明は発熱に
寄与する抵抗体の副走査方向端に、該発熱に寄与する抵
抗体と一定の距離において分離したダミー抵抗体を設け
ることで、従来技術における記録媒体の圧痕の発生を無
くし、画像品質を向上できる。

【００１７】図４はＳＳＴ強度測定結果を示す説明図で
あって、前記で説明したように、（ａ）が従来サイズ、
（ｂ）が上記巨大サイズ、（ｃ）が本発明の一実施例に
おけるＳＳＴ強度測定結果を示す説明図で、テスト時間
（ＳＳＴｔｉｍｅ）を２０ｓｅｃ，印加パルス幅（ｐｕ
ｌｓｅｗｉｄｔｈ）を６ｍｓｅｃ，パルス周期を２０
ｍｓｅｃ，ドロップ電圧（ｄｒｏｐｖｏｌｔａｇｅ）
を０．５Ｖとして、横軸に印加電力（Ｗワット）を、
縦軸に抵抗偏差（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｖａｒｉａｎ
ｃｅパーセント）をとって示している。（ａ）（ｂ）
については、前記で説明済みである。（ｃ）は本発明の
一実施例のサーマルヘッドにおける発熱抵抗体のＳＳＴ
結果であり、この結果から顕かなように、（ａ）の従来
技術によるサーマルヘッドと同等のＳＳＴ強度が得られ
ることが分かる。すなわち、ダミー抵抗体を設けること
により、発熱抵抗体ペーストの焼成時に焼成の加熱によ
る抵抗体の収縮が３箇所に分散するため、内部歪みの絶
対値が小さくなってＳＳＴ強度が良好となる。なお、上
記実施例は、個別対向型の厚膜型サーマルヘッドに本発
明を適用したものであるが、本発明はこれに限定される
ものではなく、交互リード型の厚膜型サーマルヘッドに
適用することも可能である。また、インクリボンと普通
紙を使用するインク溶着転写型感熱式記録装置に用いら
れる厚膜型サーマルヘッド、あるいは感熱記録媒体を用
いる記録装置に本発明を適用することもできる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
副走査方向における発熱抵抗体副走査幅の端部にダミー
抵抗体を設けることによって、副走査方向の発熱抵抗体
エッジ部すなわちオーバーグレーズ層のエッジ部が記録
媒体の変形をもたらすことがなく、昇華方式の厚膜型サ
ーマルヘッドとして用いたときの記録媒体の表面状態を
略平滑に保ち、良好な画質の記録を行なうことができ
る。また、発熱抵抗体の製作工程におけるフォトレジス
ト柱の主走査方向幅を厚くせずに発熱抵抗体を形成でき
るので、該発熱抵抗体の主走査方向幅を狭くすることな
く製造歩留りを向上でき、さらに、ＳＳＴ強度も良好に
維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による厚膜型サーマルヘッドの一実施
例を説明する要部平面図である。

【図２】本発明による厚膜型サーマルヘッドの一実施
例を説明する図１の断面図である。

【図３】本発明の一実施例のサーマルヘッドで記録し
た記録媒体の（ａ）表面図と（ｂ）断面図である。

【図４】発熱抵抗体のＳＳＴ強度の説明図である。

【図５】厚膜型サーマルヘッドを印字ヘッドとした昇
華式記録装置の要部説明図である。

【図６】従来技術による個別対向型の厚膜型サーマル
ヘッドの構造を説明する要部平面図である。

【図７】従来技術による個別対向型の厚膜型サーマル
ヘッドの構造を説明する図６の（ａ）Ａ−Ａ線に沿った
副走査方向断面と（ｂ）Ｂ−Ｂ線に沿った主走査方向断
面である。

【図８】従来技術による個別対向型の厚膜型サーマル
ヘッドを用いた記録状態を微視的に示した模式図であ
る。

【図９】発熱抵抗体形成工程における発熱抵抗体形成
用フォトレジストパターンの説明図であって、（ａ）は
従来のサーマルヘッド製作用のフォトレジストパター
ン、（ｂ）は本発明によるサーマルヘッド製作用のフォ
トレジストパターンの一実施例を示す。

【符号の説明】

１・・・・セラミック基板、２・・・・共通電極、３・
・・・個別電極、４・・・・発熱抵抗体、５ａ・・・・
ダミー抵抗体、５ｂ・・・・ダミー抵抗体、６・・・・
オーバーグレーズ（保護層）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共通電極と、共通電極に対して互いに独
立して対向し主走査方向に配置される複数の個別電極
と、上記共通電極と個別電極のそれぞれの上に、副走査
方向に橋絡する発熱抵抗体と、上記共通電極，個別電極
および発熱抵抗体を覆う保護層とを有する厚膜型サーマ
ルヘッドにおいて、前記共通電極と個別電極のそれぞれの上に、前記発熱抵
抗体の副走査方向端部に隣接してダミー抵抗体を設けた
ことを特徴とする厚膜型サーマルヘッド。