JPH10272795A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】共通電極における電圧降下によって印画の濃度
むらが発生していた。 【解決手段】絶縁基板１の上面に、断面山状の帯状グレ
ーズ層２と、該グレーズ層２の頂部付近に列状に配され
る複数の発熱抵抗体３と、前記グレーズ層２と略平行に
配され、各発熱抵抗体３に共通接続される帯状の共通電
極５とを取着して成り、記録媒体を前記発熱抵抗体列上
に搬送しながら前記発熱抵抗体３を選択的に発熱させて
記録媒体に印画を行うサーマルヘッドにおいて、前記発
熱抵抗体列の中央域に位置するグレーズ層２の厚みが、
発熱抵抗体列の両端域に位置するグレーズ層２の厚みよ
り厚くなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサや
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図４に
示す如く、絶縁基板１１の上面に、ガラス等から成る帯
状の部分グレーズ層１２と、該部分グレーズ層１２の頂
部付近に直線状に配列される複数の発熱抵抗体１３と、
該各発熱抵抗体１３の両端に接続される個別電極１４及
び共通電極１５とを取着させた構造を有しており、記録
媒体を前記発熱抵抗体列上に搬送しながら個別電極１４
及び共通電極１５間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体
１３を印画信号に基づいて個々に選択的にジュール発熱
させるとともに該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記
録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルヘ
ッドとして機能する。

【０００３】尚、前記部分グレーズ層１２は、その上面
に被着される発熱抵抗体１３の発する熱を蓄積してサー
マルヘッドの熱応答特性を良好に維持するためのもので
あり、所定のガラスペーストをスクリーン印刷等の厚膜
手法によって絶縁基板上面の記録媒体搬送領域にわたり
一定の幅で印刷塗布し、これを高温で焼き付けることに
よって被着形成される。

【０００４】また前記共通電極１５は部分グレーズ層１
２と略平行に帯状をなして配されており、その中央域で
発熱抵抗体列の中央域の発熱抵抗体１３に接続され、そ
の両端域で発熱抵抗体列の両端域の発熱抵抗体１３に接
続されている。そして前記共通電極１５は、印画時、長
さ方向の両端部を介して各発熱抵抗体１３に印加電力を
供給するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体１３への印
加電力を共通電極１５の長さ方向の両端部を介して供給
するようにしていることから、全ての発熱抵抗体１３に
電力を供給してこれらを同時にジュール発熱させると、
共通電極１５内で大きな電圧降下が発生し、共通電極１
５の両端域に接続されている発熱抵抗体１３、即ち、発
熱抵抗体列の両端域の発熱抵抗体１３による印画ドット
に比べ中央域の発熱抵抗体１３による印画ドットの印画
濃度が薄くなる傾向がある。この結果、記録媒体に印画
の濃度むらが生じ、印画品質が低下するという欠点を有
していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、絶縁基板の上面に、断面山状の帯状
グレーズ層と、該グレーズ層の頂部付近に列状に配され
る複数の発熱抵抗体と、前記グレーズ層と略平行に配さ
れ、各発熱抵抗体に共通接続される帯状の共通電極とを
取着して成り、記録媒体を前記発熱抵抗体列上に搬送し
ながら前記発熱抵抗体を選択的に発熱させて記録媒体に
印画を行うサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体列
の中央域に位置するグレーズ層の厚みが、発熱抵抗体列
の両端域に位置するグレーズ層の厚みより厚いことを特
徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明のサーマルヘッドの一
形態を示す平面図、図２は図１をＸ方向から見た側面図
であり、１は絶縁基板、２は部分グレーズ層、３は発熱
抵抗体、５は共通電極である。

【０００８】前記絶縁基板１は、アルミナセラミックス
やガラス等の電気絶縁性材料によって矩形状に形成され
ており、その上面で部分グレーズ層２や発熱抵抗体３，
個別電極４，共通電極５等を支持するようになってい
る。

【０００９】前記絶縁基板１は、例えばアルミナセラミ
ックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等
のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加
混合して泥漿状と成すとともにこれを従来周知のドクタ
ーブレード法やカレンダーロール法等を採用することに
よってセラミックグリーンシートを形成し、しかる後、
前記セラミックグリーンシートを所定の矩形状に打ち抜
き加工するとともに高温で焼成することによって製作さ
れる。

【００１０】また前記絶縁基板１の上面には、該基板１
の一辺と略平行に帯状に形成された部分グレーズ層２が
被着されている。前記部分グレーズ層２は、ガラス等の
低熱伝導性材料から成っており、その断面形状が円弧状
を成しているため、その頂部付近に被着される発熱抵抗
体３の発する熱を蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性
を良好に維持するとともに、発熱抵抗体３を上方に突出
させて記録媒体に対する押圧力（印圧）を有効に高める
作用を為す。

【００１１】そしてこのような部分グレーズ層２は、長
さ方向の両端部が記録媒体の搬送領域外まで延在されて
おり、かつ後述する共通電極５の中央域に接続されてい
る発熱抵抗体３の直下の厚み、即ち、発熱抵抗体列の中
央域に位置する部分の厚みＡを３０〜１００μｍに、ま
た共通電極５の両端域に接続されている発熱抵抗体３の
直下の厚み、即ち、発熱抵抗体列の両端域に位置する部
分の厚みＢを、前記厚みＡの８０〜９０％の厚み（２４
〜９０μｍ）になしてある。

【００１２】このような部分グレーズ層２の厚みは共通
電極５における電圧降下の大きさに応じて設定されるも
ので、前述の如く、発熱抵抗体列の中央域に位置する部
分グレーズ層２の厚みを発熱抵抗体列の両端域に位置す
る部分グレーズ層２の厚みより厚くなしたことから、全
ての発熱抵抗体３に共通電極５の両端部を介して電力を
供給することによって全ての発熱抵抗体３を同時にジュ
ール発熱させる際、共通電極５内で大きな電圧降下が発
生しても、電圧降下の大きい発熱抵抗体列の中央域では
その分だけ記録媒体に対する印圧と部分グレーズ層２に
おける蓄熱量が大きくなり、また電圧降下の小さい発熱
抵抗体列の両端域ではその分だけ記録媒体に対する印圧
と部分グレーズ層２における蓄熱量が小さくなる。この
ため、電圧降下による濃度ばらつきを記録媒体に対する
印圧と部分グレーズ層２における蓄熱量の相違によって
相殺することができ、これによって発熱抵抗体列の全体
にわたって略等しい濃度（ＯＤ値で±０．１以内）の印
画ドットを得ることが可能になる。よって濃度むらのな
い高品質の印画が得られるようになる。

【００１３】このような部分グレーズ層２の各領域の厚
みは、例えば、以下のようにして決定される。まず一定
厚みの部分グレーズ層を備えたサーマルヘッドを準備
し、このサーマルヘッドを用いて記録媒体に全黒の印画
を行う。次に図３に示す如く、記録媒体に形成された印
画濃度を測定し、両端域の発熱抵抗体による印画濃度を
基準として、全ての印画濃度を等しくなすのに必要な濃
度を幅数ｍｍ程度の小さな領域毎に算出する。尚、図３
の斜線部分に相当する濃度が印画濃度を等しくなすのに
必要な濃度である。次に、部分グレーズ層の厚みや印圧
を変化させることで印画濃度がどのように変化するかを
調べ、この厚み変化情報及び、印圧変化情報に基づき、
先に算出した濃度不足を補うようにして各領域毎の部分
グレーズ層の厚みを選択する。そして、このようなデー
タに基づいて新たにサーマルヘッドサンプルを作製し、
再度、記録媒体に全黒の印画を行ってその印画濃度を測
定した上、上述の方法と同様の手順で補正すべき部分グ
レーズ層の厚みを算出する。このような作業を何度か繰
り返し、その都度、部分グレーズ層の各領域の厚みに微
修正を加えていくことで濃度バラツキのないサーマルヘ
ッドが得られる。尚、上述のようにして部分グレーズ層
の各領域の厚みを決定する際、得られたサーマルヘッド
による印画ドットの濃度は必ずしも完全に同一濃度であ
る必要はない。即ち、印画濃度がＯＤ値で±０．１以内
であれば肉眼では濃度むらとして認識されないことが実
験により確認されており、そのため、ＯＤ値で±０．１
以内の範囲を越える領域のみ部分グレーズ層２の厚みを
補正してやればそれで足りる。

【００１４】また前記部分グレーズ層２は、長さ方向の
両端部が記録媒体の搬送領域外まで延在されているた
め、部分グレーズ層２をスクリーン印刷等の厚膜手法に
よって形成する際、ガラスペーストの表面張力によって
部分グレーズ層２の両端部が厚く盛り上がっても、この
盛り上がり部は記録媒体の搬送領域外に位置しており、
発熱抵抗体列の両端域に配される発熱抵抗体３からの印
圧が前述の盛り上がり部によって不所望に高められるこ
とはない。従って、部分グレーズ層２の両端部の盛り上
がりが印画に悪影響を及ぼすことはなく、これによって
も高品質の印画を実現することができる。

【００１５】尚、前記部分グレーズ層２はスクリーン印
刷等、従来周知の厚膜手法を採用することによって形成
される。具体的には、両端部を幅細になした帯状パター
ンを有した印刷用のスクリーンを準備し、このスクリー
ンを所定の間隔を開けて絶縁基板１上に配置させるとと
もに、該スクリーンを介して所定のガラスペーストを絶
縁基板１の上面に印刷塗布し、しかる後、該塗布したペ
ーストを１０００〜１２００℃の温度で焼き付けること
によって被着形成される。

【００１６】また前記部分グレーズ層２の頂部付近に
は、直線状に配列された複数の発熱抵抗体３が被着さ
れ、該各発熱抵抗体３の両端には個別電極４及び共通電
極５が接続されている。前記発熱抵抗体３は窒化タンタ
ル等の電気抵抗材料から成っているため、個別電極４及
び共通電極５を介して外部電源からの電力が印加される
と、記録媒体に印画を形成するのに必要な温度にジュー
ル発熱するようになっている。

【００１７】また前記発熱抵抗体３に接続される個別電
極４及び共通電極５はアルミニウムや銅等の金属により
形成されており、個別電極４は発熱抵抗体３の各一端を
図示しないスイッチング素子を介して基準電位に個別に
接続し、また共通電極５は発熱抵抗体３の各他端を外部
電源（例えば24Ｖ）に共通接続する。尚、前記共通電極
５は前述した部分グレーズ層２と絶縁基板１の一方の長
辺との間にこれらと略平行に配置されており、その両端
部には共通電極５と外部電気回路を電気的に接続する引
き出し電極６が接続される。前記引き出し電極６は共通
電極５と同じ材料を用いて同時に形成しても良く、その
場合、絶縁基板１の上面には共通電極５及び引き出し電
極６から成る導体層がコの字型にパターン形成されるこ
ととなる。

【００１８】このような個別電極４や共通電極５，引き
出し電極６は、発熱抵抗体３に印画信号に基づいた所定
の電力を印加するためのもので、従来周知のスパッタリ
ング法及びフォトリソグラフィー技術等、薄膜手法を採
用することによって部分グレーズ層２が形成された絶縁
基板１の上面に所定厚み、所定パターンをもって被着さ
れる。

【００１９】かくして上述したサーマルヘッドは、記録
媒体を前記発熱抵抗体列上に搬送しながら個別電極４及
び共通電極５間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体３を
印画信号に基づいて個々に選択的にジュール発熱させる
とともに該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記録媒体
に所定の印画を形成することによってサーマルヘッドと
して機能する。

【００２０】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良が可能であり、例えば、上記形態のサーマ
ルヘッドにおいて、絶縁基板１上の発熱抵抗体３、個別
電極４、共通電極５等を窒化珪素等から成る保護膜によ
って被覆するようにしても良く、この場合、発熱抵抗体
３等を大気中に含まれている水分等の接触による腐食や
記録媒体の摺接による摩耗等を保護膜によって有効に防
止することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、発熱
抵抗体列の中央域に位置する部分グレーズ層の厚みを発
熱抵抗体列の両端域に位置する部分グレーズ層の厚みよ
り厚くなしたことから、全ての発熱抵抗体に共通電極の
両端部を介して電力を供給することによって全ての発熱
抵抗体を同時にジュール発熱させる際、共通電極内で大
きな電圧降下が発生しても、電圧降下の大きい発熱抵抗
体列の中央域ではその分だけ記録媒体に対する印圧と部
分グレーズ層における蓄熱量が大きくなり、また電圧降
下の小さい発熱抵抗体列の両端域ではその分だけ記録媒
体に対する印圧と部分グレーズ層における蓄熱量が小さ
くなる。このため、電圧降下による濃度ばらつきを記録
媒体に対する印圧と部分グレーズ層における蓄熱量の相
違によって相殺することができ、これによって発熱抵抗
体列の全体にわたって略等しい濃度の印画ドットを得る
ことが可能になる。よって濃度むらのない高品質の印画
が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの一形態を示す平面図
である。

【図２】図１のサーマルヘッドをＸ方向から見た側面図
である。

【図３】共通電極の電圧降下によって生じる印画濃度の
ばらつきを示す図である。

【図４】従来のサーマルヘッドの平面図である。

【符号の説明】

１・・・絶縁基板 ２・・・部分グレーズ層 ３・・・発熱抵抗体 ５・・・共通電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板の上面に、断面山状の帯状グレー
   ズ層と、該グレーズ層の頂部付近に列状に配される複数
   の発熱抵抗体と、前記グレーズ層と略平行に配され、各
   発熱抵抗体に共通接続される帯状の共通電極とを取着し
   て成り、記録媒体を前記発熱抵抗体列上に搬送しながら
   前記発熱抵抗体を選択的に発熱させて記録媒体に印画を
   行うサーマルヘッドにおいて、 前記発熱抵抗体列の中央域に位置するグレーズ層の厚み
   が、発熱抵抗体列の両端域に位置するグレーズ層の厚み
   より厚いことを特徴とするサーマルヘッド。