JPH0655757A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インクリボン剥離距離を長くすることで、印字
のキレのよいヘッドを得る。更にヘッドの圧接角を大き
くとることで、設置面積が小さく、低コストのサーマル
ヘッドを得る。 【構成】ガラスグレーズ２が基板１の一端面付近に形成
されると共に、前記複数の発熱体３がガラスグレーズ２
の中心より該端面方向にずらして形成されており、且つ
該端面１２が１段以上の階段状１２ａに加工されている
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明のサーマルヘッドは、コン
ピュータ、ワードプロセッサ、ファクシミリ等に使用さ
れる熱転写方式のプリンタのヘッドに関する。特に近年
要求が高まっている、普通紙に対する印字品質の高いサ
ーマルヘッドを安価に提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】

（従来例１）図４には、一般的なサーマルヘッドの構造
を示す。

【０００３】一般的なサーマルヘッドは、基板１上に形
成されたガラスグレーズ２、このガラスグレーズ２の中
心付近に形成された複数の発熱体３と、それぞれの発熱
体に個別に接続され、画像信号に応じて独立に発熱体３
を駆動するためのセグメント電極４、発熱体に共通に接
続されたコモン電極５、発熱体３、セグメント電極４、
コモン電極５を保護するための保護膜６からなる。

【０００４】コモン電極５の幅Ｌは、複数の発熱体３を
同時に駆動するような場合のコモン電極５の抵抗値を考
慮して決定され、通常は０．５ｍｍ程度が必要とされ
る。

【０００５】コモン電極５の抵抗値の影響について更に
説明する。

【０００６】例えば複数の発熱体３の抵抗値をＲｈ、発
熱体３の本数ｎ、駆動電圧Ｖ、コモン電極５の抵抗値を
Ｒｃとすると、合成抵抗Ｒは式１で表すことができる。

【０００７】Ｒ＝Ｒｈ／ｎ＋Ｒｃ ＝Ｒｈ＋ｎ×Ｒｃ ・・・・・・式１ 従ってコモン電極５を流れる電流値ｉｃは式２で表すこ
とができる。

【０００８】 ｉｃ＝Ｖ／（Ｒｈ＋ｎ×Ｒｃ） ・・・・・式２ これから、コモン電極５の電圧降下Ｖｃは式３のように
なる。

【０００９】Ｖｃ＝ｉｃ×Ｒｃ ＝Ｖ×Ｒｃ／（Ｒｈ＋ｎ×Ｒｃ） ・・・式３ この場合、発熱体３にかかる電圧Ｖｒは式４である。

【００１０】Ｖｒ＝Ｖ−Ｖｃ ＝Ｖ×Ｒｈ／（Ｒｈ＋ｎ×Ｒｃ） ・・・式４ この時、１本の発熱体３に流れる電流値ｉｒは式５のよ
うになる。

【００１１】ｉｒ＝Ｖｒ／Ｒｈ ＝Ｖ／（Ｒｈ＋ｎ×Ｒｃ） ・・・・・・式５ 従って、発熱体３で消費される電力Ｗｒは式６で表すこ
とができる。

【００１２】Ｗｒ＝ｉｒ² ×Ｒｈ ＝Ｖ² ×Ｒｈ／（Ｒｈ＋ｎ×Ｒｃ）² ・式６ ここで、例えばＶ＝２４［Ｖｏｌｔ］、Ｒｈ＝５００
［Ω］、Ｒｃ＝５［Ω］であったとすると、同時に駆動
する発熱体３の本数が１であった場合ｎ＝１であるか
ら、Ｗｒ＝１．１３［Ｗａｔｔ］となる。

【００１３】しかし、同時に駆動する発熱体３の本数ｎ
が増え、同時に４８本の発熱体を駆動するような場合に
は、ｎ＝４８とすると、Ｗｒ＝０．５３［Ｗａｔｔ］に
なってしまう。

【００１４】このことは、同一の電圧で駆動した場合で
も発熱体３の駆動数によって一つの発熱体３で得られる
エネルギーに差が生じることを示している。

【００１５】このような問題を解決する最も適切な手段
としてＲｃを下げることがあげられる。従って、一般に
薄膜で形成されるコモン電極５はある程度以上の幅Ｌを
必要とする。

【００１６】（従来例２）また、従来例えば、特開昭６
３−９５９６３号公報記載のようなサーマルヘッドが知
られていた。

【００１７】図５はこの場合の、基板の端部を斜めに研
磨加工して得られたサーマルヘッドの断面図を示す。図
５のサーマルヘッドは、基板１の端部を１４度、４５
度、６０度の角度に研磨加工して斜面部７を形成し、斜
面部７と基板表面との境界部付近にガラスグレーズ２を
形成したものである。

【００１８】（従来例３）更に例えば、特開昭６１−２
３７６６２号公報記載のようなサーマルヘッドが知られ
ていた。

【００１９】図６に示すように基板１上にコモン電極５
を配し、コモン電極５上にガラスグレーズ２を形成した
ものである。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例１のよ
うなサーマルヘッドの場合、図７に示すように、プラテ
ン８に被印画紙９、インクリボン１０を介してサーマル
ヘッド１１を圧接する場合、サーマルヘッドの端部１２
のために、圧接角１３を余り大きくとることができない
といった課題がある。圧接角１３を大きく取れないこと
は、図８に示すように、サーマルヘッド１１に接続する
フレキシブルケーブル１４を実装する場合、実装部１５
をガラスグレーズ２を形成した端面と直角方向の端面に
設けることが必要になる。従って、実装部１５の幅によ
ってサーマルヘッド１１の面積が大きくなり、コストア
ップにつながることになる。

【００２１】また、従来例２の場合、図９に示すよう
に、基板１の端面を研磨加工することで圧接角１３を大
きくとることが可能になる。これによってサーマルヘッ
ド１１に接続するフレキシブルケーブル１４をガラスグ
レーズ２を形成した端面と対向方向の端面に接続するこ
とが可能になる。従ってサーマルヘッド１１の面積を小
さくでき、設置スペースを小さくできるといった利点が
あった。

【００２２】しかしながら、従来例２の場合、基板１の
端面を研磨加工することが必要であるため、図１０に示
すように、多くとも一枚の基板で２つのサーマルヘッド
１１しか作成できないことになる。通常サーマルヘッド
の製造は一枚の基板上に複数サーマルヘッドを作成し、
分割する事によってコストダウンをはかる工夫がされる
が、図１０で明らかなように従来例２の場合、コスト的
にかなり高いものになってしまうことになる。

【００２３】更に従来例３の場合、図１１に示すよう
に、基板１の端面付近にガラスグレーズ２を形成してあ
るため、圧接角１３を大きくとることが可能になり、ま
た端面を研磨加工する必要がないため、一枚の基板で作
成できるサーマルヘッドも多くでき、コスト高になると
いったような課題もないものであった。

【００２４】しかしながら、従来例３の場合、図１２に
示すようにプラテン８にインクリボン１０、被印画紙１
１を介して圧接されたサーマルヘッド１１の圧接部１６
からインクリボン１０上のインク１７が溶融し、被印画
紙９に転写され、インクリボン１０がインク１７から引
き剥すされるまでの距離Ｌ２が極端に短くなる。これ
は、溶融したインク１７からインクリボン１０を剥すま
での時間（インクリボン剥離時間）が短くなることにな
る。剥離時間が短い場合、インクの粘度が低い状態で剥
離することになり、溶融したインクが水飴状にだれて転
写されるようになる。（水飴状にだれて転写される状態
を印字のキレが悪いと称する）従って、印字品質の低下
をまねいてしまうといった課題を有している。

【００２５】本発明の目的は、印字のキレのよいヘッド
を低コストで得ることにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】基板と、基板上に形成さ
れたガラスグレーズと、ガラスグレーズ上に形成された
複数の発熱体と、発熱体に接続され、発熱体に電力を供
給する電極部とを有するサーマルヘッドに於いて、前記
ガラスグレーズが基板の一端面付近に形成されると共
に、前記複数の発熱体がガラスグレーズの中心より該端
面方向にずらして形成されており、且つ該端面が１段以
上の階段状に加工されていることを特徴とする。また、
前記階段状に加工された階段状面と、前記基板表面との
段差部が、前記階段状面から２０〜７０度の角度で形成
されていることを特徴とする。

【００２７】

【実施例】本発明のサーマルヘッドの実施例を図面に基
づいて説明する。

【００２８】図１は、本発明のサーマルヘッドの印字時
の断面図であって、１は基板、２はガラスグレーズ、８
はプラテン、９は被印画紙、１０はインクリボン、１１
はサーマルヘッド、１２ａは階段状部、１３は圧接角１
４はフレキシブルケーブル、１５は実装部である。本発
明のサーマルヘッドの場合、基板１の一端面を階段状部
１２ａのごとく加工してあるため、サーマルヘッドの圧
接部１６からインクリボンが引き剥されるまでの距離Ｌ
２が充分に大きく取れることになる。このため、従来例
３で説明したようなインクが水飴状に引き延ばされて転
写することもなく、キレのよい高品質の印字が得られる
ようになる。

【００２９】また、圧接角１３を大きくとることが可能
になるため、フレキシブルケーブル１４をガラスグレー
ズ２の形成されている基板端に対向する基板端に実装部
１５を設け、実装することができることになる。従っ
て、設置面積のより小さなサーマルヘッド１１を得るこ
とが可能になり、より低コスト化ができることになる。
図２は、本発明のサーマルヘッドの階段状部の形成方法
を示す斜視図であって、１８はブレードである。

【００３０】基板１に対して、例えばダイシングソーの
ような工作機械を使用し、階段状部１２ａを形成する。
ブレード１８は高速で回転するダイヤモンド歯のような
ものが望ましく、図２中の矢印方向に徐々に移動しなが
ら階段状部１２ａを形成する。

【００３１】この時、基板１の表面と、階段状部１２ａ
との段差部１２ｂの角度について説明する。

【００３２】図３は本発明のサーマルヘッドの段差部１
２ｂの角度の影響について説明する断面図であって、１
９は段差部１２ｂの角度、２０は階段状部１２ａの切り
込み量、２１は段差部１９の基板平面方向の長さであ
る。

【００３３】本発明のサーマルヘッドは、階段状部１２
ａを形成した後、ガラスグレーズ２を印刷、焼成を行
う。ガラスグレーズ２は通常ガラス粉末を溶媒に分散し
たガラスフリットを、一般的なスクリーン印刷法によっ
て基板１上に印刷後、高温の焼成炉で焼成を行うことで
溶媒成分を蒸発させ、ガラスを溶融することで形成され
る。

【００３４】その後、発熱体３を形成するための発熱体
層、セグメント電極４及びコモン電極５を形成するため
の電極層を一般的なスパッタリング等の方法によって成
膜する。

【００３５】発熱体層を複数の発熱体３、電極層をセグ
メント電極４及びコモン電極５としてパターニングを行
う方法は、ＩＣの製造工程等で一般化しているフォトリ
法による。

【００３６】この時、段差部１２ｂの角度１９が大きい
場合、階段状部１２ａと段差部１２ｂの接線付近にフォ
トレジストが溜まり、パターンのショートや断線が多発
するといった問題点がある。従って段差部１２ｂの角度
１９は７０度程度が限界になる。

【００３７】次に段差部１２ｂの角度１９が小さい場合
の問題点について説明する。

【００３８】前述のように、階段状部１２ａを形成する
場合、ダイシングソーのような工作機械を使用し、加工
を行うが、基板１の厚さは通常±５０μ程度のばらつき
がある。従って、階段状部１２ａの切り込み量２０を例
えば１００μに設定しようとした場合切り込み量は５０
μ〜１５０μの範囲でばらつくことになる。

【００３９】この時、段差部１２ａの角度１９をθ、切
り込み量２０をｚ、段差部ａの平面方向の距離２１をＬ
３としたとき、Ｌ３の計算値は式７で表されることにな
る。 Ｌ３＝ｚ／ｔａｎ（θ） ・・・・・・・・式７ ここで、ｚの値として５０〜１５０の場合について、θ
＝２０、４５について計算を行ってみると、θ＝４５の
場合Ｌ３の範囲は５０〜１５０となり、Ｌ３のばらつき
は±５０となる。またθ＝２０の場合のＬ３の範囲は１
３７．４〜４１２．１となり、Ｌ３のばらつきは±１３
７．４になってしまうことがわかる。

【００４０】このようなばらつきは、後にガラスグレー
ズ２を形成する場合に、ガラスグレーズ２の位置精度が
出ず、基板の歩留り低下をまねいてしまうといった問題
点がある。

【００４１】従って、段差部１２ａの角度１９は２０度
程度以上が望ましいことになる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、サーマルヘッドの
基板端面を階段状に加工することによって、インクリボ
ン剥離距離を長くすることができ、印字のキレのよいヘ
ッドを得ることができる。更にヘッドの圧接角を大きく
とれるため、設置面積が小さく、低コストのサーマルヘ
ッドを得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの印字時の断面図であ
る。

【図２】本発明のサーマルヘッドの階段状部の形成方法
を示す斜視図である。

【図３】本発明のサーマルヘッドの段差部１２ｂの角度
の影響について説明する断面図である。

【図４】一般的なサーマルヘッドの構造を示す図であ
る。

【図５】従来の、基板の端部を斜めに研磨加工して得ら
れたサーマルヘッドの断面図である。

【図６】従来の、基板上にコモン電極を配し、コモン電
極上にガラスグレーズを形成したサーマルヘッドの断面
図である。

【図７】従来例１のサーマルヘッドの印画時の断面図で
ある。

【図８】従来例１のサーマルヘッドの平面図である。

【図９】従来例２のサーマルヘッドの印画時の断面図で
ある。

【図１０】従来例２のサーマルヘッドの製造過程の平面
図である。

【図１１】従来例３のサーマルヘッドの印画時の断面図
である。

【図１２】従来例３のサーマルヘッドの印画時の課題を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ ガラスグレーズ ３ 発熱体 ４ セグメント電極 ５ コモン電極 ６ 保護膜 ７ 斜面部 ８ プラテン ９ 被印画紙 １０ インクリボン １１ サーマルヘッド １２ 端面部 １２ａ 階段状部 １２ｂ 段差部 １３ 圧接角 １４ フレキシブルケーブル １５ 実装部 １６ 圧接部 １７ インク １８ ブレード １９ 段差部の角度 ２０ 階段状部の切り込み量 ２１ 段差部の基板平面方向の長さ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも基板と、基板上に形成されたガ
   ラスグレーズと、ガラスグレーズ上に形成された複数の
   発熱体と、発熱体に接続され、発熱体に電力を供給する
   電極部とを有するサーマルヘッドに於いて、 前記ガラスグレーズが基板の一端面付近に形成されると
   共に、前記複数の発熱体がガラスグレーズの中心より該
   端面方向にずらして形成されており、且つ該端面が１段
   以上の階段状に加工されていることを特徴とするサーマ
   ルヘッド。
2. 【請求項２】前記階段状に加工された階段状面と、前記
   基板表面との段差部が、前記階段状面から２０〜７０度
   の角度で形成されていることを特徴とする請求項１記載
   のサーマルヘッド。