JPH07323595A

JPH07323595A - サーマルプリントヘッド

Info

Publication number: JPH07323595A
Application number: JP11900494A
Authority: JP
Inventors: Hideo Taniguchi; 秀夫谷口; Toshihiko Takakura; 敏彦高倉; Hideaki Hoki; 英昭法貴; Masatoshi Nakanishi; 雅寿中西
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JP3126874B2

Abstract

(57)【要約】【目的】カラー画像形成に対しても、高い印字効率が
得られ配置の自由度が向上されたサーマルプリントヘッ
ドを得ること。【構成】サーマルプリントヘッドの発熱領域をその共
通中心線がグレーズ層の頂線よりヘッド基板の近接側面
側の位置であって駆動用ＩＣの上面よりも高い位置にて
延びるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサーマルヘッドに関し、
特に、感熱転写による印刷やカラーの印刷に適合したサ
ーマルヘッドの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリ等のＯＡ機器のプリ
ンタや券売機のプリンタ、並びにラベルプリンタ等に、
感熱性媒体に選択的に熱を付与することにより必要な画
像情報を形成するサーマルプリントヘッドが広く用いら
れている。サーマルプリントヘッドは、一般に、その発
熱抵抗体層、電極層等の形成方法により、基板若しくは
ガラスグレーズ層上にスパッタ等の工程を介して薄膜状
に形成した薄膜型サーマルプリントヘッドと、スクリー
ン印刷及び焼成等の工程を介して形成した厚膜型サーマ
ルプリントヘッドとに大きく分類される。

【０００３】従来のサーマルプリントヘッドは、厚膜型
を例に説明すると、図６に示すように、セラミック等か
らなる絶縁性基板２１と、絶縁性基板２１の表面上に形
成された蓄熱体としてのガラスグレーズ層２２と、ガラ
スグレーズ層２２上に櫛歯状に形成された共通電極２３
と、共通電極に対応して形成された複数の個別電極２４
と、共通及び個別電極の先端部上を横断するように形成
された発熱抵抗体層２５と、共通及び個別電極２３、２
４間の発熱抵抗体２５、即ち発熱領域、を選択的に発熱
させるために各個別電極２４に所要の電圧を選択的に印
可するための駆動用ＩＣ２６と、とから構成されてい
る。各個別電極２４は対応して搭載された駆動用ＩＣに
金等の導電性のワイヤ２７により電気的に接続されてい
る。

【０００４】このように構成された厚膜型サーマルプリ
ントヘッドは、その使用に際しては、共通電極２３を一
定の電位に保持した状態で、駆動用ＩＣを介して各個別
電極２４に選択的に所要の電圧を印加することにより、
各発熱領域が選択的に通電されてプラテンローラ２８に
より押圧移動される感熱性媒体２９上に加熱による画像
が形成される。

【０００５】他方、薄膜型サーマルプリントヘッドは、
絶縁性基板上に形成されたグレーズ層上に複数の発熱抵
抗体層が帯状に形成され、各発熱抵抗体層上に対向状に
共通及び個別電極が設けられる点を除いて、厚膜型のも
のと同様の構成が採られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】昨今、サーマルプリン
トヘッドの技術の向上と共にその普及が拡大し、カラー
印刷の領域での利用も種々研究されている。近年サーマ
ルプリントヘッドの分野においても、カラーによる画像
を形成するための研究が活発に行われている。カラーの
画像形成においては、いわゆるベタ状の印刷が比較的多
用されることから、通常の印刷に比較して高い印字効率
が求められるので、より大きな電流量を共通電極に供給
することが要求される。このため、カラー印刷用のサー
マルプリントヘッドでは、共通電極の共通接続部の幅を
十分に広い寸法にすることが要求される。

【０００７】しかるに、上述の従来のサーマルプリント
ヘッドの構造において、共通電極２３の共通接続部をカ
ラーの画像形成に対して十分な電流量を供給可能な幅寸
法に形成するためには、発熱抵抗体２５と絶縁性基板２
１の近接側の側面との間に十分な間隔を設け、この間隔
を利用して共通電極２３の共通接続部を形成しなければ
ならない。このため、絶縁性基板全体の幅方向のサイズ
も一定以上小型化することは困難である。

【０００８】また、従来のサーマルプリントヘッドで
は、上述したような薄膜型技術または薄膜型技術を用い
て絶縁性基板２１の表面上にほぼ全面的に発熱抵抗体層
２５、電極層２３、２４、及び保護層等を形成している
ので、絶縁性基板自体が小型化し得ないことは製造コス
ト低減の要請も十分に満足させることができない。更
に、カラー印刷の用途において、マゼンタ、シアン、イ
エロー等の印刷のために色別の複数のサーマルプリント
ヘッドを設ける場合、各サーマルプリントヘッドの印字
効率を高めるためには、感熱性媒体が絶縁性基板の上面
に対して一定の角度を成すように発熱領域を設け、感熱
性媒体との接触抵抗を高めると共に、単一のプラテンロ
ーラに対する各サーマルプリントヘッド配置の自由度を
向上させ装置全体を簡易且つ小型に構成することも考慮
しなければならない。

【０００９】他方、モノクロ印刷における転写フイルム
を利用したいわゆる感熱転写（昇華型、ワックス型、レ
ジン型等）では、良好な画質を得るためには転写フイル
ム上のワックスやレジン等を被印刷媒体上に転写した直
後に転写フイルムから引き剥さなければ成らず、そのた
めには印刷直後の被印刷媒体と転写フイルムとの成す角
度を大きく設けなければならない。

【００１０】従って、本発明の目的は、感熱転写やカラ
ーによる画像形成に使用した場合でも、十分な高い印字
効率を得ることができると共に配置の自由度を向上させ
たサーマルプリントヘッドを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
本発明によれば、表面にグレーズ層が形成されたヘッド
基板と、ヘッド基板上に形成され共通に接続された共通
接続部を有する共通電極と、共通電極に対応して形成さ
れた個別電極と、対応する共通及び個別電極間にそれぞ
れ発熱領域が設けられるように形成された発熱抵抗体
と、個別電極に電気的に接続された駆動用ＩＣと、から
成り、発熱領域はその共通中心線がヘッド基板表面を基
準に前記グレーズ層の表面上の頂線より前記ヘッド基板
の近接端面側の位置であって前記駆動用ＩＣの上面より
も高い位置に延びるように形成されたことを特徴とする
サーマルプリントヘッドが提供される。

【００１２】上記グレーズ層はヘッド基板の表面に対し
て概略平坦な平坦部と前記平坦部より高く盛上った凸部
から成り、発熱領域は凸部上に設けられるように構成し
ても良い。上記サーマルプリントヘッドは、更に、表面
に導電性材料により形成された電気配線パターンを有す
る電気的絶縁性の回路基板を含み、ヘッド基板は回路基
板上に装着されるように構成しても良い。

【００１３】上記ヘッド基板は少なくともその一側面に
共通電極に電気的に接続された側面導電層を有し、共通
電極は前記回路基板の電気配線パターンに側面導電層を
介して電気的に接続されるように構成しても良い。

【００１４】

【作用および効果】発熱領域はその共通中心線がヘッド
基板表面を基準にグレーズ層の表面上の頂線よりヘッド
基板の近接端面側の位置であって駆動用ＩＣの上面より
も高い位置に延びるように形成されるので、各発熱領域
上でこれらに接触移動される感熱性媒体の接触角を、例
えば、０ー３０゜に設定することが容易になるので発熱
領域上への感熱性媒体の圧力の集中を十分に向上でき、
高い印字効率を得ることができると同時に、駆動用ＩＣ
の上面、従ってそれらに接続されたワイヤ及びこれらを
被覆する保護膜等、を発熱領域に対して十分に低い位置
関係に設けることが可能となる。従って、カラー印刷へ
適用した場合、単一のプラテンローラ上に複数のサーマ
ルプリントヘッドを設ける際の配置の自由度を大幅に向
上させることができ、装置全体の構成の簡素化及び小型
化に大きく寄与可能になると共に、感熱転写による印刷
に適用した場合、転写直後の被印刷媒体と転写フイルム
との成す角度を大きく設けることができるので、加熱に
よりワックス、レジン等が印刷媒体上に転写された転写
フイルムを加熱後直ちに印刷媒体から引き離すことが可
能となり、良好な画質の画像を形成することができる。

【００１５】前記サーマルプリントヘッドを、更に、表
面に導電性材料により形成された電気配線パターンを有
する電気的絶縁性の回路基板を用いて、前記ヘッド基板
を前記駆動用ＩＣと共に前記回路基板上に搭載すること
により、共通及び個別電極や発熱抵抗体等の主要部をヘ
ッド基板にコンパクトに形成すればよいので、サーマル
プリントヘッド製造のコストを低減化できる。

【００１６】また、グレーズ層を前記ヘッド基板の上面
に対して概略平坦な平坦部と前記平坦部より高く盛上っ
た凸部から成るように形成することにより、発熱領域に
対して駆動用ＩＣやそれらに接続されたワイヤ及びこれ
らを被覆する保護膜等を更に低い相対位置に設けること
が可能になる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明によるサーマルプリントヘッド
について図１乃至図３を参照しながら実施例に従い詳細
に説明する。本実施例によるサーマルプリントヘッド
は、図１に示すように、上面に発熱抵抗体が形成された
ヘッド基板１と、ヘッド基板１を駆動用ＩＣ２と共に搭
載するために表面に導電体による回路パターンが形成さ
れた回路基板３と、から構成された薄膜型のサーマルプ
リントヘッドである。回路基板３の下面にはアルミニウ
ム等の熱的導伝性の良好な金属から成る放熱板４が装着
されている。

【００１８】ヘッド基板１は、図２に詳細を示すよう
に、セラミック等から成るヘッド基体５と、ヘッド基体
５の上面に形成された蓄熱体としてのガラスグレーズ層
６と、グレーズ層上に薄膜状に帯状に形成された複数の
抵抗体膜７と、抵抗体膜７上に導電体により対向状のパ
ターンに形成された共通電極８及び個別電極９と、から
成る。

【００１９】グレーズ層６はその表面がヘッド基体５の
表面に対して概略平行に拡がる平坦部６ａと、平坦部６
ａよりも高く盛上った凸状部６ｂとから成っている。ヘ
ッド基体５の近接側の側面１４側のグレーズ層６上に
は、図３（ａ）に示すように、抵抗体膜７を介して、共
通電極８が一定のピッチでグレーズ層６の凸状部６ｂの
頂部に向けて形成されている一方、これらと対向するよ
うに、複数の個別電極９が共通電極８と同様のピッチで
やはり凸状部６ｂの頂部に向けて形成されている。これ
らの対向する共通電極８及び個別電極９間の抵抗体膜７
によりいわゆる発熱領域１１が構成されるのであるが、
本実施例の発熱領域１１は各共通及び個別電極８、９間
に延びる共通中心線１２がグレーズ層凸部表面上の頂線
（ヘッド基板５の表面に対して最も高く盛上がった部分
を結ぶ線）１３よりヘッド基体５の近接側面１４側に近
接して延びるように設けられている。このように発熱領
域１１の共通中心線１２をグレーズ層凸部の頂線１３に
対してずらすように設けることにより、各発熱領域１１
上でこれらに接触移動される感熱性媒体の接触角を、例
えば、０ー３０゜の範囲に設定することが可能になる。
これらの共通及び個別電極８、９並びに抵抗体膜７上に
は、更に、これらを被覆保護するための保護膜１６が共
通電極８を反発熱抵抗体側端にて露出するように形成さ
れている。尚、グレーズ層６の凸状部６ｂを平坦部６ｂ
の表面に対して高く盛り上げずに、基体５の側面１４に
向けて断面視にて円弧状に厚さが減少するように形成し
てもよく、その場合、発熱領域１１は該円弧状に傾斜し
たグレーズ層上に設けられる一方、頂線１３は平坦部６
ａと円弧状の凸状部６ｂの表面における境界上に延在す
るものと定義される。

【００２０】図３（ｂ）は、本発明を厚膜型のサーマル
プリントヘッドに適用した場合の図３（ａ）と同様の図
であるが、同図から明かなように、発熱領域１１の共通
中心線１２はやはりグレーズ層６の凸状部６ａの頂線１
３に対してヘッド基体５の近接側面１４側に近接して設
けられている。再び図２を参照して、ヘッド基体５の各
側面及び底面には、Ａｌ等の導電性の金属から成る金属
層１７が共通電極８に電気的に接続されるように形成さ
れている。この金属層１７は、このように共通電極８に
電気的に接続された状態でヘッド基体５の側面及び底面
にわたり形成されているので、サーマルプリントヘッド
の使用時には、実質上共通電極８の共通接続部として作
用する。本実施例のヘッド基体５は、その側面及び底面
を覆う導電性の金属層１７により被覆されているので、
銀粒子等を含有した導電性接着剤等を用いて図１に示す
ような回路基板３の回路パターン上に容易に電気的に接
続できる。回路基板３上への装着は、導電性接着剤に代
えて、例えばＡｌの金属膜上にＮｉメッキを施せばハン
ダ付けによる接続も可能である。

【００２１】尚、本実施例では、ヘッド基体５上に共通
電極８の先端部（共通に接続された共通接続部を除く部
分）のみを形成し、共通接続部を側面及び底面に設けた
金属層１７で形成した場合を示したが、これに代えて図
４（ａ）及び（ｂ）に示すように、共通接続部の全体ま
たはその一部を先端部と共にヘッド基板５の表面に形成
することももちろん可能である。尚、同図中、図３
（ａ）及び図３（ｂ）と同一若しくは類似の部分または
要素は同一の番号で示している。

【００２２】また、金属層１７はヘッド基体５の側面及
び裏面を共に覆うように形成したが、これに代えて、こ
れをヘッド基体５の側面のみに形成し側面の金属膜１７
を回路基板３の回路パターンに接続するように構成して
もよい。上述のように構成されたヘッド基板１は、駆動
用ＩＣ２と共に回路基板３上に搭載されるのだが、この
ように搭載された駆動用ＩＣ２は、ヘッド基板１の対応
する個別電極９との間で金等の導電体ワイヤによりワイ
ヤボンデイング並びに必要な配線処理が施され、更に、
これらの駆動用ＩＣ２や回路パターン等を被覆保護する
保護膜１８が設けられている。

【００２３】本実施例によるサーマルプリントヘッド
は、このように、ヘッド基板１に設けられた発熱領域１
１の共通中心線１２がグレーズ層凸部の頂線１３よりヘ
ッド基体５の近接側面１４側に近接して設けられてお
り、更に、駆動用ＩＣ２が発熱領域１１が形成されたヘ
ッド基板１とは別体として回路基板３上に搭載されてい
るので、各発熱領域１１上でこれらに接触移動される感
熱性媒体の接触角（ヘッド基板５または回路基板３の表
面とプラテンローラの接触部接線との成す角度）を例え
ば０ー３０゜の範囲に設定することが容易になり、カラ
ーの画像形成に際しても高い印字効率が得られると同時
に、駆動用ＩＣ２の上面、従ってそれらに接続されたワ
イヤ及びこれらを被覆する保護膜１８等、を発熱領域１
１に対して十分に低い位置関係に設けることが可能とな
るので、図５に示すように、カラー印刷への適用に対し
て、単一のプラテンローラＢを用いて、例えば、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの３色による画像形成を行う場
合、本発明によるサーマルプリントヘッドＡ_Y、Ａ_M、及
びＡ_CをプラテンローラＢに対してそれぞれ０ー３０゜
の接触角で容易に設けることが可能になり、配置の自由
度を大幅に確保することができる。

【００２４】次に、本実施例によるサーマルプリントヘ
ッドの製造方法について説明する。先ず、上面にグレー
ズ層が形成され複数個のヘッド基体５を採ることかでき
るセラミックの基板材の上方から分割用の分割ラインに
沿ってダイサーによりグレーズ層から基板材の内方に至
る溝を形成した後、約８５０℃の温度に約２０分間加熱
することにより、基板材の表面に概略平行に拡がる平坦
部６ａと溝近傍で平坦部よりも高く盛上った凸状部６ｂ
とが形成されたグレーズ層を得ることができる。尚、グ
レーズ層は、上述したように、凸状部６ｂを平坦部６ｂ
の表面に対して高く盛り上げずに、溝の側壁に向けて断
面視にて円弧状に厚さが減少するように形成してもよ
い。このような凸状部６ｂを有するグレーズ層６上に反
応性スパッタにより窒化タンタルを主成分とする抵抗体
膜を約０．１μｍの層厚に形成し、更に、この上に共通
電極及び個別電極形成のためにＡｌ膜をスパッタにより
形成後、共通電極及び個別電極並びに発熱領域以外のＡ
ｌ膜及び抵抗体膜をエッチングにより除去し、次いで発
熱領域を形成すべき部分のＡｌ膜をエッチング除去する
ことにより共通電極８、個別電極９、及び抵抗体膜７か
ら成る発熱領域１１を形成する。この共通電極８の形成
に際しては、上述のように、共通接続部以外の先端部の
みを形成しておくのが望ましいが、共通接続部の全体ま
たは一部を先端部と共に形成するようにしてもよい。こ
のように必要な共通及び個別電極８、９並びに発熱領域
１１を形成したら、これらの電極及び発熱領域１１の露
出した抵抗体膜７を被覆保護するための保護膜１６をＳ
ｉＯ₂膜及びＴａ₂Ｏ₅膜を積層することにより形成し、
基板材を分割ラインに沿って個別のヘッド基体５に分割
して共通電極の露出端８ａを側方に露出させる。

【００２５】次いで、共通電極の露出端８ａに電気的に
接続されるようにＡｌ等の導電性金属から成る金属膜１
７をヘッド基体５のの各端面及び裏面にスパッタにより
形成する。金属膜１７のスパッタは、ヘッド基体５の裏
面側から行うことにより、金属粒子が基体の各端面側に
適度に廻り込んで、ヘッド基体５の端面及び裏面に適度
な層厚、例えば約２μ、の層厚に形成される。

【００２６】上述のようにヘッド基板１を形成したら、
表面に導電体から成る回路パターンが形成されたセラミ
ック等の回路基板３に銀粒子等を含有する導電性接着剤
を用いて電気的接続状態に装着すると共に、回路基板３
上に駆動用ＩＣ２を搭載し、必要な配線等を施した後、
これらの駆動用ＩＣ２や配線等を被覆保護する保護膜１
８を形成することにより本実施例によるサーマルプリン
トヘッドを得ることができる。

【００２７】上述の実施例では、金属層１７を保護膜形
成後に基体の端面及び裏面に設けたたが、本発明はこれ
に限られることなく、保護膜１８を形成する前に共通電
極８に電気的に接続されるようにヘッド基体５の端面及
び裏面に形成し、次いで、保護膜１８を基体の表面側及
び端面の必要な領域に形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるサーマルプリントヘッド
の側面図である。

【図２】図１のサーマルプリントヘッドのヘッド基板の
断面図である。

【図３】図２のヘッド基板の要部拡大平面図である。

【図４】図２のヘッド基板の変形例の要部拡大平面図で
ある。

【図５】本発明のサーマルプリントヘッドをカラーの画
像形成への適用を示す図である。

【図６】従来のサーマルプリントヘッドの側面図であ
る。

【符号の説明】

１ヘッド基板２駆動用ＩＣ３回路基板５ヘッド基体６グレーズ層７抵抗体膜８共通電極９個別電極１０ヘッド基板表面１１発熱領域１２共通中心線１３頂線１５感熱性媒体１７金属層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西雅寿京都市右京区西院溝崎町21番地ロ−ム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にグレーズ層が形成されたヘッド基板
と、前記ヘッド基板上に形成され共通に接続された共通
接続部を有する共通電極と、前記共通電極に対応して形
成された個別電極と、対応する前記共通及び個別電極間
にそれぞれ発熱領域が設けられるように形成された発熱
抵抗体と、前記個別電極に電気的に接続された駆動用Ｉ
Ｃと、から成り、前記発熱領域はその共通中心線が前記
ヘッド基板上面を基準に前記グレーズ層の表面上の頂線
より前記ヘッド基板の近接端面側の位置であって前記駆
動用ＩＣの上面よりも高い位置に延びるように形成され
たことを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項２】前記サーマルプリントヘッドは、更に、表
面に導電性材料により形成された電気配線パターンを有
する電気的絶縁性の回路基板を含み、前記ヘッド基板は
前記駆動用ＩＣと共に前記回路基板上に搭載された請求
項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】前記ヘッド基板は少なくともその一側面に
前記共通電極に電気的に接続された導電層を有し、前記
共通電極は前記回路基板の電気配線パターンに前記導電
層を介して電気的に接続された請求項２に記載のサーマ
ルプリントヘッド。
【請求項４】前記ヘッド基板の上面には前記発熱領域並
びに前記共通及び個別電極を被覆する保護膜が形成さ
れ、前記導電層は少なくとも前記ヘッド基板の一側面と
前記保護膜の一部を覆うように前記共通電極に電気的に
接続された請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】前記グレーズ層は前記ヘッド基板の表面に
対して概略平坦な平坦部と前記平坦部より高く盛上った
凸部から成り、前記発熱領域は前記凸部上に設けられた
請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。