JPS608083A - 感熱記録用サ−マルヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 感熱記録方式は保守が容易であることからファ２　ペー
ジ クシミリをはじめ多くの端末用プリンターとして利用さ
れている。更に、近年感熱転写方式の開発がなされ、多
色記録あるいはフルカラー記録も可能となり、新しい記
録機器としての展開も外されている。

本発明は多色あるいはフルカラー記録を可能とする感熱
転写記録方式において有用とされるサーマルヘッド、具
体的には多数の発熱体を一列に発熱体基板の端面に形成
した端面型サーマルヘッドの構造に関する。

従来例の構成とその問題点 第１図に従来の単色記録に多く用いられているサーマル
ヘッドと記録紙の関係を示す。

第１図において、１１Ｌは受像紙で１ｂは転写紙であり
、本構成においては受像紙１ａと転写紙１ｂは一体とな
り記録紙１を形成している。２は紙送り用ローラ、３は
サーマルヘッドで、発熱体基板３ａの２つの主平面の一
方の面上に発熱体列３ｂを形成して構成されている。こ
の形のヘッドを以下平面型サーマルヘッドトヨフ。

３　ページ 第１図において、紙送りローラ２で受像機１ａと転写紙
１ｂをサーマルヘッド３の発熱体列３ｂに圧接させて矢
印の方向に送りながら、発熱体列３ｂを画信号に従って
加熱すると、受像紙１ａ上に単色の記録を行うことがで
きる。

第１図は転写型記録を示しているが、受像紙１ａと転写
紙１ｂの代りに直接発色型の感熱記録紙を用いると、通
常の感熱記録方式の記録が行える。

これに対して、本発明では第２図に示すような記録部を
構成できる。

第２図において、サーマルヘッド３′は発熱体基板３ａ
の厚さ方向に平行な４つの面の１つの面（端面）に発熱
体列３ｂを形成して構成される。

以下では第２図に示す構成のヘッドを端面型サーマルヘ
ッドとよぶ。

第１図と第２図の比較から判るように、単色の感熱転写
記録方式においても、端面型サーマルヘッドを用いて記
録部を構成する方が記録状態を速く見ることができるし
、記録紙を有効に利用できる利点を有１−ている。また
、第１図と第２図に示した記録紙１は受像紙１１Ｌと転
写紙１ｂを一体として構成した場合であるが、一般的に
は受像紙ＩＬと転写紙１ｂは別々の送り機構から送られ
てきてサーマルヘッドで圧接するように構成する。この
ような場合には、端面型サーマルヘッドの方が装置設計
上非常に有利である。

さらに、感熱転写記録方式でカラー記録をする場合、端
面型サーマルヘッドでは第３図に示すように簡単な構成
で多色ドツトの色ずれの問題を解消できる。

第３図において、受像紙１１Ｌは紙送りローラ２に巻き
つけて固定されており、この状態で受像紙１ａはサーマ
ルヘッド３′の発熱体列（紙と接触する端面に設けであ
る。図示せず）に転写紙１ｂを介して圧接され、ローラ
２の回転とともに受像紙１ｂを矢印の方向に送る。転写
紙１ｂにはシアンＣ，マゼンタＭ、イエローＹとブラッ
クＢが受像紙と同一幅で、かつローラ２を１回転する長
さと略々同一の長さで図示するように順次塗布されてい
る。なお、転写紙に形成する上記の塗布層の５　ページ 順番は用いる染料や顔料等のインクの条件により変る。

紙送りローラの１回転毎にシアン、マゼンタ、イエロー
、ブラックの各色の転写（画信号に従って発熱体を加熱
し転写紙−にの染料又は顔料の加熱された部分のみを受
像紙に印刷する操作）を行うとカラー記録ができる。

受像紙をローラに巻きつけて用いることの特長は図示す
るように装置機構が簡単であす、シかも各色の重ね合わ
せ位置の調整は紙送りローラの回転位置により簡単にか
つ確実に行えることである。

第１図に示した平面型ヘッドを用いても第３図に示すよ
うな記録部を構成することは可能である。

但し、この場合には第」図のサーマルヘッドノ発熱体が
形成されている面において、発熱体が形成されている部
分以外は受像紙や転写紙あるいはローラに接触しないこ
とが必要となる。この制限は従来の平面型ヘッドでは大
きな問題点となる。

即ち、従来の平面型サーマルヘッドでは第１図に示すよ
うに、発熱体基板３１Ｌの発熱体列３ｂを形成した面に
カバー３０と３ｄが設けられている〇６　ページ このカバーは発熱体列３ｂの加熱を容易にするだめの各
発熱体に接続されている半導体素子あるいは発熱体の電
極部に接続されているリード線等を機械的に保護する目
的で設けられる。

一方、第３図に示す方法でカラー記録を行うには、受像
紙１ａを巻きつけるローラの外周の長さは少なくとも記
録画面の短辺よりは長いことが必要である。第１図に示
すような単色記録の場合には通常ローラ径は直径２０際
程度であるのに対して、第３図の方法で８６版の記録を
行うためにはローラ径として直径約５ＱＭとすることが
必要となる。このローラ径は記録紙が大きくなるととも
に犬きく々る。

この結果、第３図のような記録部を平面型ヘッドで構成
するには発熱体基板３＆を単色、記録用の場合に比べて
大きくしなければならなくなる。

発熱体基板を大きくすることはヘッドの価格を大きく増
加させることになるとともにカラー記録装置自体も太き
く、かつ価格も上昇する。

また、もう１つの問題点として次の点がある。

７　ページ カラー記録においてはヘッドの発熱体列は非常に均一な
圧接力で転写紙と受像紙に接することが要求されるのに
対して、これを満足するような平坦度を平面型ヘッド用
の発熱体基板で得ることは困難である。

一方、端面型ヘッドでは第３図に示すようにローラ径が
変わってもヘッド形状は影響されず、小型に作成できる
。しかも、発熱体列は端面に形成することから平坦度を
確保することも可能である。

このように端面型サーマルヘッドは特に感熱転写記録方
式に用いる場合に有用であるが、従来の平面型サーマル
ヘッドに比較してその作成は困難である。その主な理由
は次の点である。第１に平板の端面かも両生平面への連
続したパターンの形成技術、第２に発熱体基板の放熱性
、第３に共通電極リードの取出し方法および個別電極と
半導体素子の接続方法、等がある。

第４図にて従来の平面型サーマルヘッドの実装。

組立の一例を示す。な；ｌ’、−１第４図は半導体素子
としてシフトレジスタとラッチ機能を有する駆動回路を
もつＩ（３を用いて、このＩＣを発熱体の個別電極とフ
ィルムキャリヤにより接続したものである。第４図にお
いて、４３１Ｌはガラスをグレーズしたアルミナ基板、
４３ｂは発熱体、４３０は共通電極、４３ｆは個別電極
、４４は共通電極引出しリード、４６は半導体素子、４
６はフィルムキャリヤ、４７はプリント基板、４８は基
台、４９は共通電極４３ｅと共通電極引出しり−ド４４
との半田例は部である。なお、発熱体上には耐摩耗保護
膜を設けるが図示していない。

シフトレジスタ、ラッチを含む駆動回路を一体化したＩ
Ｃを用いることにより同時に駆動する発熱体数を任意に
かえることができ、従ってダイオードマトリックス方式
に比べて印字速度を飛曜的に高めることができる。さら
に、本方式のヘッドでは共通電極４３１３は全発熱体に
共通して接続し、外部回路との接続は基本的には１本の
みで良く、リード線数を減らすこともできる。これらの
点から、今後のサーマルヘッドはＩＣを用いるものが多
くなると考えられている。

９　ページ しかし々から、同時駆動する廃熱体数を多くする場合に
は共通電極部分の抵抗値（Ｒｃとする）を充分に小さく
することが非常に重要である。

表に同時に駆動する発熱体数をかえた時に、Ｒｃによる
発熱体に加わる電力の変動（Ｐｎ／Ｐ１）を示す。なお
、表中のｎは同時駆動する発熱体数で、Ｒｉは発熱体抵
抗値である。

表から判るように、同時駆動する発熱体数が２５６ドツ
トとすると、Ｒｃが発熱体抵抗値（Ｒ，Ｒ）の０．１％
でも２５６ドツト同時に発熱させる場合には１ドツトの
みを発熱させる場合の電力に対して１０ページ ｏ、６３倍に低下し、印字濃度が大きく変化する。

このように発熱体に加わる電力が変動することはカラー
記録の画質に非常に大きな悪影響を与える。

カラー記録では各発色ドツトの大きさとその濃度を制御
することが必要であり、Ｒｃは発熱体抵抗値（ＲＨ）の
０．０１％程度とすることが要求されるようである。

このような要求のために第４図に示す従来の平面型サー
マルヘッドでは、充分に抵抗の小さな共通電極引出しリ
ードを比較的小さな間隔毎に発熱体基板の共通電極４３
ｆ３に半田付け４９を行いＲＣを小さくし、印字濃度の
変化を防止している。

ところで、端面に発熱体を形成するヘッドは、例えば、
ガラス丸棒の円周面上に発熱体と電極を形成したヘッド
、半導体シリコン単結晶基板端面に拡散により抵抗体を
形成したヘッド等がある。

しかしながら、これらのヘッドは放熱性、熱効率。

高密度化等の点での問題点に加え−Ｃ上述の共通電極部
抵抗値を小さくできないことがら力）−記録用ヘッドと
しては適していない。

１１　ページ カ、ラー記録用端面型ヘッドとしては、本発明者らが考
え出した第６図に示すヘッドがある。第６図に示すベッ
ドは、′熱伝導率が良好で安価なアルミナ基板の端面と
１上平面にガラスグレーズした基板を使用し、薄膜形成
プロセスで発熱体と電極を形成した発熱体基板を用いた
ものである。本方式により先述の端面型ヘッドのパター
ン形成における問題点が解消される。

この発熱体基板では、発熱体を形成すを端面をはさむ２
つの主平面に電極が形成されており、このため第５図に
示すような組立、実装を行ったものである。

第６図において、１ｏは端面に発熱体を設は基台８側に
共通電極を設けた発熱体基板、４５は半導体素子、４６
はフィルムキャリヤ、４７はプリント基板、８は基台、
６ｏは共通電極引出しリードである。

第６図に第６図の人−Ａ′断面部を示す。第ε図と同一
番号は同一名称を示す。第６図において、１１は絶縁の
ためおよび発熱体基板と基台を接着する接着層、１２は
発熱体基板の共通電極と共通電極引出しリードを一定間
隔毎に半田付けする半田付は部、１３は絶縁層、６３６
は共通電極、６３ｆは個別電極、１４は発熱抵抗体膜、
１８は耐摩耗保護膜でこれらを含めて発熱体基板１’Ｏ
を構成する。

共通電極引出しリード５ｏは基台の一部に設けた溝を通
して発熱体基板の共通電極と一定間隔毎に半田付けで接
続される。このような端面型ヘッドでは、第１に作業性
が悪い、第２に基台と接触する発熱体基板面積が小さく
なり放熱性が悪い、等の問題があった。

発明の目的 本発明は、電極、半導体素子の接続等の作業性を改善で
きるとともに、良好な放熱性を実現することを目的とす
る。

発明の構成 端面型ヘッドでは電極膜を発熱体を形成する端面と２つ
の主平面に形成することは必須であるが、この場合電極
膜は、同時に発熱体を形成する端面１３　ページ と対向する端面にも形成される。この対向端面部にまで
共通電極を延長して引き出すことは全く問題はない。ま
た、半導体素子をフィルムキャリヤで実装する場合、半
導体素子自体の放熱を良くするために基台に突起部を設
けてやることが必要である。

本発明は、この対向端面部にまで延長して引き出した共
通電極を基台の突起部の側面にゴムなどの弾性材を介し
てフィルムリード又はリード線からなる共通電極引出し
リードを圧接して固定することにより構成する。

実施例の説明 第７図に本発明の一実施例を示す。第７図において、７
０は発熱体基板、４６は半導体素子、４６はフィルムキ
ャリヤ、４７はプリント基板、４８は基台９７４は共通
電極引出しリードで一部がおりまげられており曲げ部７
４！Ｌにより対向端面部の共通電極と圧接される。了６
は発熱体基板を基台７８の突起部に押しつけるようにし
て固定する押え板で、ネジ７７で基台に固定される。

１４ページ ７６は共通電極引き出しリードを弾性的に圧接するため
のゴムである。

第７図のＢ−Ｂ’線断面を第８図に示す。第８図におい
て、１４は端面に形成した抵抗体膜、１８は同じく端面
に形成し、抵抗体膜と電極を保護す６耐摩耗膜・６ｊｆ
は固別電極・８′は共通電極で、発熱体を形成した端面
に対向する端面部まで形成してあり、これらにより発熱
体基板７０が構成されている。発熱体基板Ｔｏは基台の
突起部に設けたゴム７６により共通電極引出しリード７
４を端面部のおり曲げ部７４２Ｌで圧接するように接着
剤１１と両端の固定用脚え板で固定する。

第７，８図の構造では、発熱体基板の共通電極と外部回
路とを接続する共通電極引出しリードを圧接するのみで
接続できるため、作業性は大きく向上する。又、発熱体
基板Ｔｏは全面が基台７８と密着させられることから放
熱性は良好となる。

さらに゛、発熱体基板Ｔｏは押え板７６で固定すること
から従来のような接着は不要であり、従ってより熱伝導
の良い樹脂の使用も可能であり、これ１６ページ によっても放熱性を良くすることができる。

共通電極引出しり−ド７４は発熱体基板の対向端面部の
共通電極と任意の位置で複数個所の圧接が自由に行える
。従って、共通電極部の抵抗値（Ｒｅ）を充分小さくす
ることもでき、カラー記録用ヘッドとしての問題点は生
じない。

さらに、発熱体基板７０を圧接して固定後は従来のヘッ
ドと全く同様にフィルムキャリヤでの実装が可能である
ことも大きな利点である。

なお、第９図に示すように基台７８の一部に溝を設けて
、この溝の中に共通電極引出しリードＴ４の一部７４ｂ
をおり曲げてうめこむことでより確実に共通電極抵抗を
小さくできる。基台７８に設ける溝はおり曲げた共通電
極引出しリードがうめこまれる広さで良いから、発熱体
基板の基台との接触面積はほとんど全面で接触している
のと同様で、従って放熱性を低下させるとともない。

発明の効果 共通電極を充分抵抗の小さな共通電極引出しリードで複
数個所の圧接により外部回路と接続ができ、サーマルヘ
ッドの組立における作業性が大きく向上する。又、共通
電極部の抵抗値は充分小さくできるからカラー記録用ヘ
ッドとしての問題は全く生じない。使用時には圧接部を
より押すようになることがら圧接部の接触抵抗の問題は
全く生じないことは大きな利点である。

さらに、発熱体基板は基台とほぼ全面にわたって密着可
能であり放熱性を良くできる。壕だ、発熱体基板は従来
のヘッドのように接着する必要がなく作業性の向上も図
れるとともに、熱伝導性の良い樹脂を用いることもでき
放熱性をさらに大幅に向上できる。また、発熱体の個別
電極と半導体素子の接続は従来のヘッドで行っているフ
ィルムキャリヤ方式がそのまま使用できるととから、新
しい設備投資が不要で信頼性ある実装ができる点におい
てもヘッドの低コスト化、高信頼化に対して大きな効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の平面型ヘッドにより発色型感熱￥′″ｃ
０記録又は単色感熱転写記録を行う場合の模１７ページ 式図、第２図は端面型ヘッドを用いて単色感熱転写記録
又は発色型感熱紙での記録を行う場合の模式図、第３図
は端面型ヘッドを用いてカラー感熱転写記録を行う場合
の模式図、第４図は従来の平面型サーマルヘッドのフィ
ルムキャリヤ方式で実装したヘッド構造を示す図１、−
第６図は平板状の端面に発熱体を一形盛したヘラｉ゛の
フィルムキャリヤ方式で実装した従来図テ参傘、第６図
は第舎図のヘッドの五−五′線断面形状を示す図、第７
図および第９図は本発明を一実施例のサーマルヘッドを
示す図、第８図は第７図の７３−’Ｂ’線断面形状を示
す図である。 ４６・・・・・・半導体素子、４６・・・・・・フィル
ムキャリア、４７・・・・・・プリント基板、７０・・
・・・・発熱体基板、７４・・・・・・共通電極引出し
リード、７４１Ｌ・・・・・・折り曲げ部、７６・・・
・・・押え板、７６・・・・・・ゴム、７８・・・・・
・基台。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＠　
１　図 ＠２図 第３図 第５図 第６図 第８図 ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気的絶縁性平板の端面に列状に形成した発熱体と前記
   端面をはさむ２つの主平面の１主平面に前記端面より延
   長して形成した個別電極およ゛び前記端面より他の１主
   平面を通して前記端面と対向する端面部にまで延長して
   形成した共通電極よりなる発熱体基板と、突起部を有し
   この突起部の１側面部で弾性部材を介してフィルムリー
   ドまたはリード線を前記対向端面部の共通電極と圧接固
   定する基台とを有し、かつ前記発熱体の各々を駆動する
   半導体素子を一体化接続したフィルムキャリヤにより前
   記発熱体の個別電極と前記基台上に絶縁性基材を介して
   設けた複数導体とを接続してなる感熱記録用サーマルヘ
   ッド。