JPH10202931A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーマルヘッドの高ドット密度化と、印字媒
体との当接圧力の確保を図る。 【解決手段】 ヒートシンク４の１つの面上に、発熱抵
抗体を副走査線方向に２列に配置する。前記２つの発熱
抵抗体列は、２つのピークを有する断面山形の絶縁基板
５の各ピークに付着され、該発熱抵抗体列の発熱部分が
主走査方向に等間隔Ｌで配置され、２つの発熱抵抗体列
同士では、発熱部分が主走査方向に互いにＬ／２ずつシ
フトされている。また、前記２つの発熱抵抗体列は、複
数の独立した発熱抵抗体を主走査方向に等間隔で配置す
ることによって構成することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感熱記録あるいは
熱転写記録用のサーマルヘッドに関し、特に、カード用
プリンタ、バーコード用プリンタ、ビデオ用プリンタ、
券売機等に適用する場合に高密度記録を図るのに好適な
サーマルヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られているサーマルヘッドの
一例を図６〜図８に示す。図６は、従来のサーマルヘッ
ドの要部平面図、図7 は、図６におけるＸ−Ｘ´位置で
の断面図、図８は同Ｙ−Ｙ´断面図である。これらの図
において、平板型の絶縁基板１００上に個別電極１０５
と共通電極１０６とが形成されている。前記共通電極１
０６には等間隔で多数の突起部１０７が形成されてい
て、共通電極１０６全体としては櫛状をなしている。

【０００３】個別電極１０５の先端部分は前記共通電極
１０６の隣接する２つの突起部１０７の中間部に位置す
るように形成され、個別電極１０５と共通電極１０６の
突起部１０７とが等間隔で交互に並んでいる。互いに平
行に配列された２本の帯状発熱抵抗体１０１ａ，１０１
ｂが、前記突起部１０７および個別電極１０５に電気的
に接続されるように該突起部１０７および個別電極１０
５上に重ねて形成されている。前記個別電極１０５は共
通電極１０６が配置されている側とは反対側に搭載され
ている駆動用ＩＣ（図示せず）にワイヤポンディング等
で電気的に接続されている。このように構成された高密
度配置のサーマルヘッドの一例は、特開平４−２９０７
５６号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のサーマルヘ
ッドでは、次のような問題点がある。従来の高密度型サ
ーマルヘッドにおいては、図６に示すように、共通電極
１０６および個別電極１０５が帯状発熱抵抗体１０１
ａ，１０１ｂに対し直角方向に横断して配置され、個別
電極１０５と両側の共通電極１０６の突起部１０７とで
挟まれた部分が発熱領域となる。したがって、例えば、
発熱領域１０８ａを付勢するために通電した際、隣接す
る発熱領域１０８ｂ，１０８ｃに対しても熱影響を与え
る一方、発熱領域１０８ａは、隣接した発熱領域１０８
ｂ，１０８ｃを付勢するための通電による熱影響を受け
やすい。このように、隣接部分から影響を受けた発熱領
域は、最終的に他方の帯状発熱抵抗体の発熱領域と重ね
合わされて所望の印字を得た場合に、所望の発熱領域の
みを確実に発熱させにくくなって各発熱領域の輪郭が不
明瞭となり、結果的に、鮮明なプリントが得られないと
いう問題点があった。

【０００５】また、２つの前記帯状発熱抵抗体１０１
ａ，１０１ｂは、平板型の絶縁基板１００上に配置され
ているだけでなく、図７，８に示すように帯状発熱抵抗
体１０１ａ，１０１ｂの上には耐摩耗層１０４が形成さ
れているため、帯状発熱抵抗体１０１ａ，１０１ｂの直
上は比較的平坦になっている。このために、印字媒体は
耐摩耗層１０４のほぼ全面に接触するようになり、該印
字媒体を帯状発熱抵抗体１０１ａ，１０１ｂに押圧する
力が分散してしまう。したがって、印字媒体を、同時、
且つ、均一に帯状発熱体１０１ａ，１０１ｂに押圧させ
ようとすると、押圧力を大きくしなければならず、結果
的に、印字媒体がサーマルヘッドを通過するときの抵抗
が大きくなるという問題点があった。

【０００６】さらに、硬質印字媒体の搬送においては、
前記個別電極１０５および該個別電極１０５に接続され
る図示しない駆動用ＩＣの突出部分が障害となり、印字
媒体と帯状発熱抵抗体との押圧が不完全となって印字が
不鮮明になるという問題点もあった。

【０００７】本発明は、上述の問題点を解消し、各種プ
リンタにおいて、高密度化により印字および印画の高品
位化を可能にするとともに、プラスチックカード等の硬
質な印字媒体への適応性の向上や、印字媒体の走行方法
に関する自由度の拡大を図ることができるサーマルヘッ
ドを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、ヒートシンクの１つの面
上に、発熱抵抗体を副走査線方向に２列に配置したサー
マルヘッドおいて、前記２つの発熱抵抗体列は、２つの
ピークを有する断面山形の絶縁基板上の各ピークにそれ
ぞれ形成され、該発熱抵抗体列の発熱部分が主走査方向
に等間隔Ｌで配置され、２つの発熱抵抗体列同士では、
前記発熱部分が主走査方向に互いにＬ／２ずつシフトさ
れている点に第１の特徴がある。また、前記２列の発熱
抵抗体列の中間に前記共通電極を配置し、前記２列の発
熱抵抗体列の、前記共通電極を配置した側と反対の側に
個別電極を配置した点に第２の特徴がある。

【０００９】また、本発明は、前記２つの発熱抵抗体列
が、複数の独立した発熱抵抗体を主走査方向に等間隔で
配置された点に第３の特徴がある。さらに、本発明は、
前記２つの発熱抵抗体列の副走査線方向の間隔が、前記
発熱部分の間隔Ｌの１／２の整数倍に設定された点に第
４の特徴がある。

【００１０】上記第１ないし第４の特徴によれば、発熱
抵抗体列が絶縁基板の山形形状のピークに形成されてい
るので、該発熱抵抗体列に押圧される印字媒体の押圧力
が均一化、かつ安定化する。また発熱抵抗体列がピーク
つまり最も頂部にあるので、印字媒体が該発熱抵抗体列
と相対移動する際の障害となる突出部分がない。

【００１１】特に、第３の特徴によれば、隣接する発熱
部分が近接していないため、該隣接する発熱抵抗体への
通電状態における熱影響も低減できる。また第４の特徴
によれば、ドット分布の縦横比率を１：１にする場合
に、一方の発熱抵抗体列と他方の発熱抵抗体列への通電
タイミングを単純化できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図１は本発明のサーマルヘッドの平面
図、図２は図１のＣ−Ｃ´断面図である。また、図３〜
図５は発熱部本体を詳細に示した図であり、特に図３は
サーマルヘッド１の要部平面図、図４は図３のＡ−Ａ´
断面図、図５は同Ｂ−Ｂ´断面図である。

【００１３】図１，図２において、サーマルヘッド１
は、発熱部本体２および該発熱部本体２に給電をするた
めの配線基板３、ならびに前記発熱部本体２および配線
基板３を支持するヒートシンク４からなる。ヒートシン
ク４は直方体形状をなすアルミニウム等、熱伝導性のよ
い金属からなる。

【００１４】ヒートシンク４の１つの面に設けられた発
熱部本体２は、ヒートシンク４の該面の中央部付近にあ
って該ヒートシンク４の長手方向すなわち印字の際の主
走査方向に沿って設けられた絶縁基板５と、その両側に
配置された複数（この例では片側に８個ずつ）の駆動用
ＩＣ６とからなる。絶縁基板５は例えばアルミナからな
る。配線基板３は配線本体とそれを支持ないし保護する
ガラスエポキシ等の基部とからなる。該配線基板３は前
記駆動用ＩＣ６を搭載している部分３ａと、延長部分３
ｂとに分割されていて、それぞれはヒートシンク４に密
着され、該ヒートシンク４に接着剤等で接合されてい
る。このように、配線基板３をガラスエポキシを使用し
た硬質のものとしながら、２つの部分３ａと３ｂとに分
割して折り曲げ可能としたことで、サーマルヘッド１の
副走査方向の幅を小型化できる。

【００１５】前記絶縁基板５は、図２の断面形状から理
解されるように、２つのピークを有する山形を形成して
おり、図３〜図５に示すように、該２つのピークのそれ
ぞれに予定間隔で飛ぴ石状に発熱抵抗体１０が形成され
る。該発熱抵抗体１０に個別に接続される個別電極１２
は駆動用ＩＣ６にワイヤボンディングによって接続され
る。さらに、駆動用ＩＣ６はワイヤボンディングによっ
て配線基板３の前記部分３ａに含まれる電源供給端子
（図示せず）に接続される。

【００１６】一方、前記発熱抵抗体１０には共通電極１
１が接続され、該共通電極１１は給電用端子７（図１参
照）に接続される。給電用端子７と給電前記駆動用ＩＣ
６は全体に保護樹脂９で覆われるとともに、さらに必要
に応じて駆動用ＩＣ６は保護カバ−８で覆うことができ
る。なお、図１では保護カバ−８は図示していない。次
に、前記発熱部本体２を詳述する。図３〜図５におい
て、絶縁基板５の上には、例えばＣＶＤ法によって複数
の発熱抵抗体１０が形成されている。複数の発熱抵抗体
１０は絶縁基板５の２つの山のそれぞれのピークに位置
し、主走査方向に一直線に配列されて２本の発熱抵抗体
列１０ａ，１０ｂをなしている。２本の発熱抵抗体列１
０ａ，１０ｂが互いに平行となるように前記ピークは主
走査方向に一直線に形成されている。各発熱抵抗体列１
０ａ，１０ｂにおいて、個々の発熱抵抗体１０は主走査
方向に等間隔Ｌで配置されているが、２つの発熱抵抗体
列１０ａおよび１０ｂは互いに主走査方向にＬ／２ずつ
シフトされている。つまり、発熱抵抗体列１０ａおよび
１０ｂは千鳥に配置されている。このように、２つの発
熱抵抗体列１０ａ，１０ｂをＬ／２ずつシフトさせたこ
とによって、発熱抵抗体列１０ａ，１０ｂの間隔Ｌは、
製品の仕様として要求されるドット間隔の２倍でよいこ
とになる。つまり、製品の仕様として６００ＤＰＩのド
ット密度を要求された場合、間隔Ｌは６００ＤＰＩの１
／２である３００ＤＰＩのドット密度に対応する間隔で
よい。

【００１７】また、発熱抵抗体列１０ａ，１０ｂの互い
の間隔、つまり主走査方向と直交する副走査方向での間
隔Ｄは後述する理由により前記発熱抵抗体１０の間隔Ｌ
の１／２の整数倍に設定するのがよい。つまり［Ｄ＝
（Ｌ／２）×ｎ，ｎは整数］に設定する。例えば、印字
に求められるドット密度が６００ＤＰＩである場合、通
電制御におけるデジタル処理や、共通電極の電流容量を
考慮した場合、ｎは６４が適当である。

【００１８】さらに、前記発熱抵抗体１０に給電するた
めの共通電極１１と該共通電極１１の両側に配置された
複数の個別電極１２が設けられる。これらの電極１１，
１２はフォトリソグラフィ等の薄膜技術によって形成で
きる。共通電極１１は前記給電用端子７に接続され、個
別電極１２は前記駆勤用ＩＣ６にワイヤボンディングに
よって電気的に接続される。前記発熱抵抗体１０、共通
電極１１、およぴ個別電極１２は、印字媒体との接触に
耐えるように耐摩耗性の層１３で覆われる。

【００１９】続いて、前記発熱抵抗体列１０ａ，１０ｂ
の副走査方向の間隔Ｄを上述のように設定する理由を説
明する。感熱記録あるいは熱転写記録においては、前記
複数の発熱抵抗体１０のうち所望のものに通電すること
により発熱させ、感熱紙あるいはインクリボンの当該発
熱抵抗体１０との対向部分が、該発熱抵抗体１０のサイ
ズに対応したドットの大きさで発色し、あるいは印字媒
体に転写され、このドットの集合体で文字や画像等が得
られる。

【００２０】印字媒体の送り（副走査線方向への送り）
は、ドットの配列がスクエアになるように、換言すれ
ば、主走査方向および副走査方向のドット間隔の比率
（縦横比率）が１：１になるように行なわれるのが通常
である。つまり、主走査線方向のドット間隔は発熱抵抗
体の配列間隔Ｌの１／２で決定され、副走査方向のドッ
ト間隔は印字媒体の送り量がＬ／２になるように決定さ
れる。したがって、発熱抵抗体１０ａで主走査方向の奇
数ドット、発熱抵抗体１０ｂで偶数ドットを印字すると
した場合、奇数ドットと偶数ドットと一直線上に並ぶよ
うにして前記縦横比率がスクエアになるようにするため
には、前記間隔Ｄをドット間隔つまりＬ／２の整数倍と
するのがよい。

【００２１】また、発熱抵抗体列１０ａ，１０ｂへの通
電のタイミングを単純化させて通電の制御を簡素化する
ためにも、間隔Ｄを上述のように設定するのが好まし
い。すなわち、先行する発熱抵抗体（例えば１０ａ）に
通電した後、印字媒体をｎ回送ったタイミングで後続の
発熱抵抗体（例えば１０ｂ）への通電を行なえばよい。
このように、単純な通電制御で、印字ドット間にずれの
ない印字が行われる。一例として、ドット間隔つまりＬ
／２は４２．５〜４３μｍ、間隔Ｄは２〜２．５ｍｍの
範囲で設定できる。

【００２２】なお、前記駆動用ＩＣ６は前記発熱抵抗体
列１０ａ，１０ｂのそれぞれに振り分けたので実装密度
を低減でき、ワイヤボンディングによる接続が過密にな
らず、製造上も好都合である。

【００２３】このように、本実施形態によれば、発熱抵
抗体１０を千鳥配置にしたので、発熱抵抗体１０の配置
間隔を要求ドット密度に対応する間隔のおおよそ２倍に
できる。その結果、駆動用ＩＣ６の実装間隔を１列配置
のものと比較して２倍にできるようになり、サーマルヘ
ッド１の高密度化の要求（仕様）に応えることができ
る。

【００２４】また、発熱抵抗体１０を絶縁基板５の２つ
の山のピークに配置したので、印字媒体との当接面が小
さくなって押圧力が高まるので押圧力が安定する。さら
に、共通電極１１は絶縁基板５の山に沿って形成される
ので、平坦な絶縁基板を用いた場合と比較して、各発熱
抵抗体列１０ａ，１０ｂ間におけるの共通電極１１の沿
面長さを長くとることができる。これにより、その電気
抵抗を小さくできるので、通電時の損失を減らし、電気
容量の増大が可能になるという利点もある。

【００２５】なお、本実施形態では、複数の発熱抵抗体
１０を配列したが、例えば、図６に示したサーマルヘッ
ドにおいて、絶縁基板１００を絶縁基板５のように２つ
のピークを有するものに変形し、そのピークに前記帯状
発熱抵抗体１０１ａ，１０１ｂを配置すれば、印字媒体
との当接面が小さくなり、押圧力が安定するという点で
は一定の効果を期待できる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜請求項４の発明によれば、発熱抵抗体列が絶縁基板
の山形形状のピークに形成されているので、該発熱抵抗
体列に押圧される印字媒体の押圧力が均一化、かつ安定
化する。その結果、印字媒体と発熱部とを互いに押圧す
るためのプラテンローラの形状や配置等の設計上の制約
を少なくするとこができる。

【００２７】また、発熱部分が最も突出した部分となる
ので、印字媒体の走行面には他の障害となる凹凸がなく
なり、変形しにくい硬質の印字媒体にでも容易に印画が
できる。さらに、双方向への印字媒体の走行も容易にな
るため、汎用性の高い高密度型サーマルヘッドを提供で
きる。

【００２８】特に、請求項３の発明によれば、複数の独
立した発熱抵抗体でサーマルヘッドを形成するため、隣
接する発熱抵抗体からの通電状況による熱影響も低減で
きる。

【００２９】さらに、請求項４の発明によれば、高密度
化された発熱抵抗体に対して、２つの発熱抵抗体列への
通電タイミングを単純化できるので、印字における位置
あわせが容易であり、各種プリンタの印字あるいは印画
において、高品位化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの
平面図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの
断面図である。

【図３】 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの
要部平面図である。

【図４】 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの
要部断面図である。

【図５】 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの
要部断面図である。

【図６】 従来のサーマルヘッドの要部平面図である。

【図７】 従来のサーマルヘッドの要部断面図である。

【図８】 従来のサーマルヘッドの要部断面図である。

【符号の説明】

１…サーマルヘッド、 ３…配線基板、 ４…ヒートシ
ンク、 ５…絶縁基板、６…駆動用ＩＣ、 ８…ＩＣ保
護用カバー、 １０…発熱抵抗体、 １０ａ，１０ｂ…
発熱抵抗体列、 １１…共通電極、 １２…個別電極、
１３…耐摩耗層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートシンクと、 前記ヒートシンク上に搭載され、副走査方向の断面形状
   が２つのピークを有する山形をなす絶縁基板と、 前記絶縁基板のそれぞれのピークに形成され、該ピーク
   に沿って主走査方向に伸びた２つの発熱抵抗体列と、 前記発熱抵抗体列のそれぞれに給電するための共通電極
   および個別電極とを具備し、 前記発熱抵抗体列の、前記共通電極および個別電極で挟
   まれた発熱部分が主走査方向に等間隔Ｌで配置され、２
   つの発熱抵抗体列同士では、前記発熱部分が主走査方向
   に互いにＬ／２ずつシフト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２列の発熱抵抗体列の中間に前記共
   通電極を配置し、前記２列の発熱抵抗体列の、前記共通
   電極を配置した側と反対の側に個別電極を配置したこと
   を特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
3. 【請求項３】 前記２つの発熱抵抗体列は、それぞれが
   複数の独立した発熱抵抗体を等間隔で配置することによ
   って形成されていることを特徴とする請求項１または２
   記載のサーマルヘッド。
4. 【請求項４】 前記２つの発熱抵抗体列の副走査線方向
   の間隔が、前記発熱部分の間隔Ｌの１／２の整数倍に設
   定されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載のサーマルヘッド。