JPH1199682A - Thermal head - Google Patents
Thermal headInfo
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- JPH1199682A JPH1199682A JP26638797A JP26638797A JPH1199682A JP H1199682 A JPH1199682 A JP H1199682A JP 26638797 A JP26638797 A JP 26638797A JP 26638797 A JP26638797 A JP 26638797A JP H1199682 A JPH1199682 A JP H1199682A
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- glaze layer
- thermal head
- heating resistor
- heating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発熱抵抗体列の両端域では熱がグレーズ層内に
蓄積されにくく、全ての発熱抵抗体を同時に発熱させる
と、発熱抵抗体列の両端域では中央域に比べてサーマル
ヘッドの表面温度が低くなって印画の濃度むらが形成さ
れていた。
【解決手段】絶縁基板1上にグレーズ層2を帯状に被着
させるとともに、該グレーズ層2上に、複数の発熱抵抗
体3を一定の間隔で直線状に配列してなる発熱抵抗体列
を被着させたサーマルヘッドにおいて、前記グレーズ層
2の長さ方向の両端部に断面円弧状の突出部2aを形成
し、該突出部2aの頂部に前記発熱抵抗体列の両端に位
置する発熱抵抗体3を配置させる。
(57) [Summary] [Problem] Heat is hardly accumulated in a glaze layer in both end regions of a heating resistor array, and when all heating resistors are heated simultaneously, both end regions of the heating resistor array are compared with a central region. As a result, the surface temperature of the thermal head was lowered, and the density unevenness of the print was formed. A glaze layer (2) is applied in a strip shape on an insulating substrate (1), and a plurality of heat generating resistor rows (3) are formed on the glaze layer (2). In the attached thermal head, protruding portions 2a having an arc-shaped cross section are formed at both ends in the longitudinal direction of the glaze layer 2, and heating resistors located at both ends of the heating resistor array at the top of the protruding portions 2a. The body 3 is placed.
Description
【0001】[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
マルヘッドの改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a thermal head incorporated as a printer mechanism of a word processor, a facsimile or the like.
【0002】[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、アル
ミナセラミックス製の絶縁基板上にガラス等から成るグ
レーズ層を帯状に被着させ、このグレーズ層上に複数個
の発熱抵抗体を直線状に配列させてなる発熱抵抗体列を
前記グレーズ層に沿って被着させた構造を有しており、
かかるサーマルヘッドは前記発熱抵抗体に外部からの電
力を印加し、発熱抵抗体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、該発熱した熱を感
熱紙等の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。2. Description of the Related Art Conventionally, a thermal head incorporated as a printer mechanism of a word processor or the like, for example, has a glaze layer made of glass or the like applied in a band shape on an insulating substrate made of alumina ceramics, and a plurality of glaze layers are formed on the glaze layer. It has a structure in which a heating resistor array formed by arranging heating resistors linearly is applied along the glaze layer,
Such a thermal head applies an external power to the heating resistor to cause the heating resistor to individually and selectively generate Joule heat based on a print signal, and to conduct the generated heat to a recording medium such as thermal paper. The recording head functions as a thermal head by forming a predetermined print on the recording medium.
【0003】尚、前記グレーズ層はその上面に被着され
る発熱抵抗体の発する熱を適当な温度となるように蓄積
及び放散し、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、このグレーズ層を例えばガラス
により形成する場合は、所定のガラスペーストを従来周
知のスクリーン印刷等によって絶縁基板の上面に帯状に
印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによって所
定の厚み(15〜70μm)に形成される。このとき、
前記グレーズ層は発熱抵抗体列の被着領域にわたってそ
の厚みが略一定(±1μm以内)となるように形成され
る。The glaze layer accumulates and dissipates the heat generated by the heat-generating resistor attached to the upper surface of the glaze layer to an appropriate temperature to maintain good thermal response characteristics of the thermal head. When the glaze layer is formed of, for example, glass, a predetermined glass paste is printed and applied on the upper surface of the insulating substrate by a conventionally known screen printing or the like, and is baked at a high temperature to obtain a predetermined thickness (15 mm). 7070 μm). At this time,
The glaze layer is formed such that its thickness is substantially constant (within ± 1 μm) over the area where the heating resistor array is provided.
【0004】[0004]
【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よれば、隣接する発熱抵抗体の発
熱による影響度の相違などから、印画時、発熱抵抗体列
の中央域では発熱抵抗体の発した熱がグレーズ層内に蓄
積され易いのに対し、発熱抵抗体列の両端域では熱がグ
レーズ層内に蓄積されにくいという傾向がある。このた
め、全ての発熱抵抗体を同時に発熱させると、発熱抵抗
体列の両端域では中央域に比べてサーマルヘッドの表面
温度が低くなってしまい、その結果、記録媒体に印画の
濃度むらが形成される欠点を有していた。特に、このサ
ーマルヘッドをシリアル型のサーマルプリンタ(記録紙
に対してサーマルヘッドを左右に移動させて1行毎に印
画を行う記録方式のサーマルプリンタ)に適用する場合
は、上述の欠点に起因して各行間の境界部分で白すじが
目立ち、印画品質が極端に劣化していた。However, according to the conventional thermal head, due to the difference in the degree of influence due to the heat generated by the adjacent heating resistors, the center of the heating resistor array during printing is not suitable for printing. The generated heat tends to be easily stored in the glaze layer, whereas heat tends to hardly be stored in the glaze layer in both end regions of the heating resistor row. For this reason, if all the heating resistors are heated simultaneously, the surface temperature of the thermal head is lower in both end regions of the heating resistor array than in the central region, and as a result, density unevenness of printing is formed on the recording medium. Had drawbacks. In particular, when this thermal head is applied to a serial type thermal printer (a recording type thermal printer in which the thermal head is moved to the left and right with respect to the recording paper to perform printing on a line-by-line basis), the above-described disadvantages are caused. As a result, white streaks were conspicuous at the boundaries between the lines, and the printing quality was extremely deteriorated.
【0005】[0005]
【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、本発明のサーマルヘッドは、絶縁基
板上にグレーズ層を帯状に被着させるとともに、該グレ
ーズ層上に、複数の発熱抵抗体を一定の間隔で直線状に
配列してなる発熱抵抗体列を被着させたサーマルヘッド
において、前記グレーズ層は長さ方向の両端部に断面円
弧状の突出部を形成し、該突出部の頂部に前記発熱抵抗
体列の両端に位置する発熱抵抗体を配置せしめたことを
特徴とするものである。Means for Solving the Problems The present invention has been devised in view of the above-mentioned drawbacks, and a thermal head of the present invention has a glaze layer applied in a strip shape on an insulating substrate, and a glaze layer is formed on the glaze layer. In a thermal head in which a plurality of heating resistors are linearly arranged at regular intervals and a heating resistor array is attached, the glaze layer has a protruding portion having an arc-shaped cross section at both ends in a length direction. Heating resistors located at both ends of the heating resistor row are arranged at the tops of the protruding portions.
【0006】[0006]
【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のX−X線断面図、図3
は図1のサーマルヘッドをシリアル型のサーマルプリン
タに適用した場合の使用例を示す断面図であり、1は絶
縁基板、2はグレーズ層、3は発熱抵抗体である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of the thermal head of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 2 is a sectional view showing a usage example when the thermal head of FIG. 1 is applied to a serial type thermal printer, wherein 1 is an insulating substrate, 2 is a glaze layer, and 3 is a heating resistor.
【0007】前記絶縁基板1はアルミナセラミックス等
の電気絶縁性材料によって四角形状を成すように形成さ
れており、その上面で後述するグレーズ層2や発熱抵抗
体3、電極4,5等を支持するための支持母材としての
作用を為す。The insulating substrate 1 is formed in a quadrangular shape by an electrically insulating material such as alumina ceramics, and supports a glaze layer 2, a heating resistor 3, electrodes 4, 5 and the like described later on the upper surface thereof. Acts as a supporting base material for
【0008】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。When the insulating substrate 1 is made of, for example, alumina ceramics, a ceramic material powder such as alumina, silica, magnesia or the like is mixed with an appropriate organic solvent and a solvent to form a slurry. The ceramic green sheet is formed by adopting the method or the calendar roll method, and then
The ceramic green sheet is manufactured by stamping into a predetermined shape and firing at a high temperature.
【0009】またこのような絶縁基板1の上面には、長
さ方向の両端部に円弧状の突出部2aを有したグレーズ
層2が帯状に被着・形成されている。前記グレーズ層2
は高融点ガラスやポリイミド樹脂などの低熱伝導性材料
により形成されているため、その上面に被着される発熱
抵抗体3の発する熱を適当な温度となるように蓄積及び
放散し、サーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持する
作用を為す。On the upper surface of such an insulating substrate 1, a glaze layer 2 having arc-shaped protruding portions 2a at both ends in the longitudinal direction is attached and formed in a strip shape. The glaze layer 2
Is formed of a low thermal conductive material such as high melting point glass or polyimide resin, and accumulates and dissipates heat generated by the heat generating resistor 3 attached to the upper surface thereof to an appropriate temperature, thereby reducing the temperature of the thermal head. It works to maintain good thermal response characteristics.
【0010】このようなグレーズ層2は、例えば、高融
点ガラスから成る場合、高融点ガラスの粉末に適当な有
機溶剤、有機溶媒を添加混合して得た所定のガラスペー
ストを従来周知のスクリーン印刷等によって絶縁基板上
面の一辺に沿って15μm〜70μmの厚みに印刷塗布
し、しかる後、前記ガラスペーストを高温(1000℃
〜1200℃)で焼成することによって絶縁基板1の一
辺に沿って被着・形成される。このとき、部分グレーズ
層2の両端部にはガラスペーストの表面張力によって盛
り上がりが形成され、これによってグレーズ層2の両端
部に2つの突出部2aが形成される。尚、前記グレーズ
層2は、突出部2aの高さHが2μm〜4μmとなるよ
うに、また中央域の厚みが略一定(±1μm以内)とな
るように形成される。When the glaze layer 2 is made of, for example, high melting point glass, a predetermined glass paste obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent and an organic solvent to the powder of the high melting point glass is conventionally screen-printed. Print and apply to the thickness of 15 μm to 70 μm along one side of the upper surface of the insulating substrate by a method such as above.
By baking at about 1200 ° C., it is attached and formed along one side of the insulating substrate 1. At this time, bulges are formed at both ends of the partial glaze layer 2 due to the surface tension of the glass paste, whereby two protrusions 2 a are formed at both ends of the glaze layer 2. The glaze layer 2 is formed such that the height H of the protruding portion 2a is 2 μm to 4 μm, and the thickness of the central region is substantially constant (within ± 1 μm).
【0011】また前記グレーズ層2の上面には、複数の
発熱抵抗体3を一定の間隔(40μm〜170μm)で
直線状に配列してなる発熱抵抗体列がグレーズ層2に沿
って被着される。On the upper surface of the glaze layer 2, a heating resistor array in which a plurality of heating resistors 3 are linearly arranged at regular intervals (40 μm to 170 μm) is attached along the glaze layer 2. You.
【0012】前記発熱抵抗体3は窒化タンタル等から成
っており、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているた
め、後述する共通電極4及び個別電極5を介して外部か
らの電力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒
体Mに印画を形成するのに必要な所定の温度(例えば2
00℃〜350℃)に発熱する。Since the heating resistor 3 is made of tantalum nitride or the like and has a predetermined electric resistivity, power from outside is applied through a common electrode 4 and an individual electrode 5 which will be described later. Then, Joule heat is generated, and a predetermined temperature (for example, 2 ° C.) required to form a print on the recording medium M is generated.
(00 ° C to 350 ° C).
【0013】そして、このような発熱抵抗体列は、その
両端に位置する発熱抵抗体3が前述した突出部2aの頂
部付近に配置されるようにしてグレーズ層2上に被着さ
れる。このため、突出部2aの高さHを発熱抵抗体3へ
の印加電力などに応じて適宜設定しておくことにより、
全ての発熱抵抗体3を同時に発熱させて印画を行う場合
であっても、グレーズ層2内の蓄熱状態を発熱抵抗体列
の被着領域にわたって略等しくなすことができ、これに
よって濃度むらの無い良好な印画を形成することが可能
となる。従って、このようなサーマルヘッドをシリアル
型のサーマルプリンタに用いる場合は、各行間の境界部
分における白すじの発生を皆無となすことができ、印画
品質が改善される。[0013] Such a heating resistor array is attached on the glaze layer 2 such that the heating resistors 3 located at both ends thereof are arranged near the top of the above-mentioned protruding portion 2a. Therefore, by appropriately setting the height H of the protruding portion 2a according to the power applied to the heating resistor 3, etc.,
Even when printing is performed by causing all the heating resistors 3 to generate heat at the same time, the state of heat storage in the glaze layer 2 can be made substantially equal over the area where the heating resistor rows are to be applied, thereby preventing density unevenness. Good prints can be formed. Therefore, when such a thermal head is used in a serial type thermal printer, the occurrence of white streaks at boundaries between rows can be eliminated, and the printing quality can be improved.
【0014】尚、前記発熱抵抗体列は、例えば、窒化タ
ンタル等の電気抵抗材料を従来周知のスパッタリング法
等によって所定の厚み(0.01μm〜0.5 μm)に被着さ
せ、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用
し所定パターンに加工すること、具体的には、複数個の
発熱抵抗体3がグレーズ層2の両端に設けた2つの突出
部2a間の領域にわたって直線状に配列されるようにパ
ターン形成される。The heating resistor row is formed by applying an electric resistance material such as tantalum nitride to a predetermined thickness (0.01 μm to 0.5 μm) by a conventionally well-known sputtering method or the like, and applying this to a conventionally well-known photo. Processing into a predetermined pattern by employing lithography technology, specifically, so that a plurality of heating resistors 3 are linearly arranged over a region between two protruding portions 2 a provided at both ends of the glaze layer 2. The pattern is formed.
【0015】またこのような発熱抵抗体列の各発熱抵抗
体3には、アルミニウム等の金属材料から成る共通電極
4及び個別電極5がそれぞれ接続され、更に窒化珪素等
から成る保護膜6によって全体を被覆される。前記共通
電極4,個別電極5は前述の発熱抵抗体3にジュール発
熱を起こさせるために必要な所定の電力を印加するため
のものであり、アルミニウム等の金属を、先に述べた発
熱抵抗体3と同様に従来周知のスパッタリング法等によ
って所定の厚みに被着させ、これをフォトリソグラフィ
ー技術等を採用し所定パターンに加工することによって
形成される。A common electrode 4 and an individual electrode 5 made of a metal material such as aluminum are connected to each of the heating resistors 3 in such a heating resistor row, and furthermore, a whole is covered by a protective film 6 made of silicon nitride or the like. Is coated. The common electrode 4 and the individual electrodes 5 are for applying a predetermined electric power necessary for causing the heating resistor 3 to generate Joule heat, and a metal such as aluminum is used for the heating resistor 3 described above. As in the case of No. 3, it is formed by applying a predetermined thickness by a conventionally known sputtering method or the like, and processing this into a predetermined pattern by employing photolithography technology or the like.
【0016】また前記保護膜6は、前述した発熱抵抗体
3や共通電極4,個別電極5等を大気中に含まれる水分
等の接触による酸化腐食や記録媒体Mの摺接による摩耗
等から保護するためのものであり、窒化珪素等を従来周
知のスパッタリング法等によって発熱抵抗体3等の上面
に 2〜15μmの厚みに被着させることにより形成され
る。The protective film 6 protects the heating resistor 3, the common electrode 4, the individual electrodes 5 and the like from oxidative corrosion due to contact with moisture or the like contained in the air and abrasion due to sliding contact of the recording medium M. It is formed by applying silicon nitride or the like to a thickness of 2 to 15 μm on the upper surface of the heating resistor 3 or the like by a conventionally known sputtering method or the like.
【0017】かくして上述したサーマルヘッドは、共通
電極4及び個別電極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Mに伝導させ、記
録媒体Mに所定の印字画像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。Thus, in the above-described thermal head, predetermined power is applied between the common electrode 4 and the individual electrodes 5 to selectively cause the heating resistor 3 to generate Joule heat based on the printing signal, and record the generated heat. By transmitting the light to the medium M and forming a predetermined print image on the recording medium M, it functions as a thermal head.
【0018】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、改良等が可能である。例えば、上述の形態にお
いてはグレーズ層2をその長さ方向にわたって一定の幅
で形成したが、発熱抵抗体列の両端域におけるグレーズ
層2の蓄熱作用をより高くなすために突出部2aが形成
されるグレーズ層2の両端部の幅を中央部よりも幅広に
なしても良い。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the glaze layer 2 is formed with a constant width in the length direction, but the protrusion 2a is formed in order to increase the heat storage effect of the glaze layer 2 at both end regions of the heating resistor row. The width of both ends of the glaze layer 2 may be wider than the center.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、発熱
抵抗体列の両端に位置する発熱抵抗体をグレーズ層の両
端に設けた突出部の頂部に配置させたことから、突出部
の高さをグレーズ層の蓄熱特性に応じて適宜設定してお
くことにより、全ての発熱抵抗体を同時に発熱させて印
画を行う場合であっても、グレーズ層内の蓄熱状態を発
熱抵抗体列の被着領域にわたって略等しくすることがで
き、これによって濃度むらの無い良好な印画を形成する
ことが可能となる。According to the thermal head of the present invention, since the heating resistors located at both ends of the heating resistor array are arranged on the tops of the projections provided at both ends of the glaze layer, the height of the projections is increased. Is appropriately set in accordance with the heat storage characteristics of the glaze layer, so that even when all the heating resistors are simultaneously heated and printing is performed, the heat storage state in the glaze layer is applied to the heating resistor array. It can be made substantially equal over the area, thereby making it possible to form a good print without density unevenness.
【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。FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of a thermal head according to the present invention.
【図2】図1のX−X線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.
【図3】図1のサーマルヘッドをシリアル型のサーマル
プリンタに適用した場合の使用例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a usage example when the thermal head of FIG. 1 is applied to a serial type thermal printer.
1・・・絶縁基板 2・・・グレーズ層 2a・・突出部 3・・・発熱抵抗体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating substrate 2 ... Glaze layer 2a ... Projection part 3 ... Heating resistor
Claims (1)
るとともに、該グレーズ層上に、複数の発熱抵抗体を一
定の間隔で直線状に配列してなる発熱抵抗体列を被着さ
せたサーマルヘッドにおいて、 前記グレーズ層の長さ方向の両端部に断面円弧状の突出
部を形成し、該突出部の頂部に前記発熱抵抗体列の両端
に位置する発熱抵抗体を配置せしめたことを特徴とする
サーマルヘッド。A glazing layer is applied in a strip shape on an insulating substrate, and a heating resistor array in which a plurality of heating resistors are linearly arranged at regular intervals is attached on the glaze layer. In the thermal head, projecting portions having an arc-shaped cross section are formed at both ends in the length direction of the glaze layer, and heating resistors located at both ends of the heating resistor row are arranged at the tops of the projecting portions. A thermal head characterized by the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26638797A JPH1199682A (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26638797A JPH1199682A (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Thermal head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1199682A true JPH1199682A (en) | 1999-04-13 |
Family
ID=17430237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26638797A Pending JPH1199682A (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Thermal head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1199682A (en) |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26638797A patent/JPH1199682A/en active Pending
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