JPS61167574A

JPS61167574A - サ−マルヘツド及びその製造方法

Info

Publication number: JPS61167574A
Application number: JP60007459A
Authority: JP
Inventors: Takashi Saito; 隆斉藤; Toshio Shimizu; 俊夫清水; Shozo Takeno; 武野　尚三
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Toshiba Corp; NTT Inc
Priority date: 1985-01-21
Filing date: 1985-01-21
Publication date: 1986-07-29
Also published as: US4750260A; US4680593A

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】〔発明の技術分野〕この発明は、例えばカラープリンタの記録装置に使用し
て好適なサーマルヘッド及びその製造方法に関する。

〔背景技術とその問題点〕

一般に、記録方式には、電子写真記録、静電記録、放電
記録、インクジェット記録、感熱及び熱転写記録等があ
り、夫々記録品質が良く、コストはランニングコストも
含め、安い記録方式の実現に向けて開発努力が行われて
いる。

感熱及び熱転写記録は、その中でも有望視されている記
録方式で、小形でかつ機構が簡単であり、メインテナン
スフリーで騒音や悪臭がほとんどない利点も併せ持って
いることから、急激に普及しつつある。特に熱転写記録
は、カラー記録が原理的には可能であり、種々の試みが
なされているが、一長一短があり、実用的な定着した技
術には未だ成っていない。

ところで、上記熱転写記録の原理は、固形インク（熱溶
融性あるいは熱昇華性）を高分子材料からなるベースフ
ィルムに塗布したインクフィルムと普通紙からなる記録
用紙とを重ね合せて、サーマルヘッドに押し当て、相対
的に移動させながら、サーマルヘッドの発熱抵抗体をオ
ン、オフさせてインクを記録紙に転写して画像や文字を
画かせるものである。そして、カラー記録においては、
理想的には各種カラーインクフィルムを用いれば良く、
次のような方法がある。

（１）　　サーマルヘッドとインクフィルムロールを各
色毎に４系統独立して保有させる方法。

（２）　　サーマルヘッドは１個で、インクフィルムは
４色をだんだらに連なげ、記録紙を４回往復させて記録
する方法。

（３）　　サーマルヘッドは１個で、インクフィルムは
４色をだんだらに連なげ、記録紙は一方向移動のみで記
録する方法。

ところが、上記（１）の欠点は、装置全体が大規模、大
形になることにあフ、かつ高価となる。

又、（２）は小形となるが、記録紙’に４回往復させる
ので、色ずれが起り易く、機構も複雑となり、高度な機
械技術が必要となる。更Ｋ（３）はサーマルヘッドの小
形化がポイントで、それが実現されれば、極めて有力な
方法とな多得る・従来のサーマルヘッドは、４台並べて
使用するにしては、（、）サイズが大き過ぎた、（ｂ）
発熱抵抗体面よりも駆動回路部など出っ張る部分があっ
た、等の欠点があシ、この方法は採用されていない。

これを解決する方法として、次のような垂直形のサーマ
ルヘッドを構成する試みがある。その例を第８図（、）
、（ｂ）、（、）に示すが、（、）は実開昭５７−１９
３５４５号公報、（ｂ）は特開昭５８−９２５７６号公
報、（Ｃ）は特開昭５７−９３１７１号公報に夫々記載
されたものである。これらは、先端断面が円形や半円形
からなる基材１の頂面に複数の発熱抵抗体２を並べて形
成し、この発熱抵抗体２からリード線３を側面に導き、
駆動用集積回路を搭載した駆動回路基板（いずれも図示
せず）”ｉｔ側面に固定して、発熱抵抗体と電気的に接
続したものである。尚、基材の断面形状が矩形、あるい
は台形のものもある。

しかしながら、上記のような従来例においては、次のよ
うな欠陥がある。即ち、発熱抵抗体２及びリード線３の
形成においては、ホトエツチングを用いるが、基材１の
円形部、矩形における肩部１台形における斜線部のホト
エツチングが困難であることが欠点となる。通常のホト
エツチング技術においては、ホトレジスト膜に対して、
マスク金倉して露光する工程がちる。

これにはコンタクト露光、グロキシミティ露光が一般的
であり、マスクとホトレジスト膜間の距離が一定となら
ない上記基材部分の解像が高密度化において満足出来る
ものが得られないのが現状である。これは第８図（ａ）
　、（ｂ）　ａ　（ｃ）　Ｃ）共通した欠陥となる。更
に第８図（ａ）については、実装の困難性、（ｂ）につ
いては傾斜面であるためにワイヤメンディングが困難な
ことが欠点となる。

次ぎに、通常の平板形サーマルヘッドを用いた場合の欠
点は、複数の発熱抵抗体が形成されている位置よりも、
駆動用集積回路の実装部分が高くなっていることにある
。通常、その部分は保護カバーで保護しているので、数
謹高くなることが避けられない。このような形状のサー
マルヘッドでは、たとえヘッド間隔を小さくしたとして
も、記録紙及びインクフィルムを直線的に走らせること
が出来ず、へ、ド間隔においてサブローラを介して、余
分なループを画かせて、走行させることになる。従って
、装置は大形かつ複雑な機構になり高価になることを避
けられない。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、上記従来の問題点を解消し、小形、
高性能、かつ安価なカラープリンタの実現を可能ならし
めるサーマルヘッドを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、複数の発熱抵抗体が突出部に所定間隔で一
列に形成され、駆動用集積回路が上記突出部より低い場
所に設けられ、この駆動用集積回路と上記発熱抵抗体と
をリード線にて接続してなるサーマルヘッドにおいて、
上記発熱抵抗体はフレキシブル絶縁フィルム上に付着形
成され、かつこのフレキシブル絶縁フィルム上に上記リ
ード線が付着形成され折り曲げて上記駆動用集積回路に
導ひかれてなるサーマルヘッドである。

又、この発明は、金属薄板に貼９合せたフレキシブル絶
縁フィルムを基板とし、未だ平板な状態のうちに着膜及
び微細加工を行なってリード線を形成し、しかるのち折
曲げ部に当たる裏打ち金属薄板を除去し、折曲げフレキ
シブル絶縁フィルムとその上に形成されたリード線によ
り、低い位置にある駆動用集積回路までのリード線を形
成しているサーマルヘッドの製造方法である。

又、この発明は、フレキシブル絶縁フィルムを基板とす
る発熱抵抗体基板と駆動用集積回路が搭載されているド
ライバー基板と熱放散性の良い材質からなるサブベース
グレートとからなり、それらが固定されたものｔ−１セ
、トとし、複数のセットを発熱抵抗体が平行になるよう
に固定するベースグレートにより固定されて一体とした
マルチサーマルヘッドである。

又、この発明は、駆動用集積回路を発熱抵抗体より低い
位置に設ける際に、発熱抵抗体形成面を水平面としたと
き、垂直面に取付け、へ。

ド間隔金更に小さくしたコンノ４クトなマルチサーマル
ヘッドである。

〔発明の詳細な説明の順序として、先ずサーマルヘッドについて説明し
、次ぎにサーマルヘッドの製造方法について説明する。

その後、上記サーマルへ。

ドを用いたマルチサーマルヘッドについて説明し、続い
てこのマルチサーマルヘッドの製造方法について説明す
ることにする＠先ず、この発明のサーマルヘッドは第１図に示すように
構成され、サブベースプレート４の一面には、断面台形
の突出部５とこの突出部５より一段と低いドライバー基
板取付は部６が形成されている。そして、上記突出部５
上には、発熱抵抗体構体ｌが取付けられ、上記ドライバ
ー基板取付は部６には、駆動用集積回路８を有するドラ
イバー基板９が取付けられている。

上記発熱抵抗体構体ヱは、工、チングスリ。

トによル折曲げ自在になっている金属薄板１０と、この
金属薄板１０上に被着された折曲げ自在のフレキシブル
絶縁フィルム１１と、このフレキシブル絶縁フィルム１
１上に一列に所定間隔を置いて形成された複数の発熱抵
抗体１２と、この複数の発熱抵抗体１２に接続され上記
フレキシブル絶縁フィルム１１上に一端面に至るまで形
成された複数のリード線１３からなっている。この場合
、図から明らかなように、複数の発熱抵抗体１２は突出
部５の頂面に位置するように構成されている。

一方、上記ドライバー基板９上には駆動用集積回路８が
設けられ、この駆動用集積回路８は？ンデイングワイヤ
１４を介して上記リード線１３に接続されている。つま
り、発熱抵抗体１２と駆動用集積回路８とは、電気的に
接続されている訳である。尚、ドライバー基板９上には
別に複数のリード線１５が形成され、このリード線１５
はデンディングワイヤ１６を介して上記駆動用集積回路
８に接続されている。

このようなサーマルヘッドは、使用時には、サブベース
プレート４が図示しないペースプレートに固定され、発
熱抵抗体１２とこの発熱抵抗体１２上に押圧されたグロ
テンローラとの間に、記録紙とインクフィルムとを重ね
て挿入しカラー記録を行なう。

さて次に、上記のようなサーマルヘッドの製造方法につ
いて説明するが、先ず発熱抵抗体構体ヱについて説明す
ることにする。

即ち、第２図（ａ）に示すように、先ず金属薄板１０上
に耐熱性高分子材料からなるフレキシブル絶縁フィルム
１１ｆ：被着する。この場合、金属薄板ＩＱとしては、
材質の選択には熱膨張率、熱伝導率、硬さ、エツチング
液の適合性を考慮する。Ａｔ、Ｃｕを避けて、Ｆｓ、Ｎ
ｉ　、及びそＯ合金等が選ばれる。この実施例では、０
．１１ＩＩＫ厚さのＦｅ板を用いている。このようなＦ
ｅ製金属薄板１０上にフェス状のポリイミド樹脂を塗布
し、４００℃、１時間、Ｎ２カス中で保ち、熱硬化して
、３０μｍの厚さの絶縁フィルムを得る。この状態では
、ポリイミドフィルムはフレキシブルであるが、Ｆｅ製
金属薄板１０に支えられ平板状をなしている。この表面
に、抵抗膜材料Ｔａ−８１０２をスＩ？ツタリングによ
り付着し抵抗膜を得る。

次にリード材料例えばＡｔを真空蒸着により積層付着し
、続いてホトエツチングにより所望の密度による発熱抵
抗体１２とリード線１３とを形成している。更に必要に
応じて、耐摩耗性保護膜、端子部メタライゼーション処
理を施す。

次に、第２図（ｂ）に示すように、折曲げる場所に当た
る金属薄板１０ｔ−ホトエツチングにより帯状に除去す
る。０．１■の厚さの金属薄板ＩＱを用いた場合、エツ
チング帯幅は通常１＋ｗ＋〜０、３　ｗｍ位で良い。こ
の状態で金属薄板エツチング部は、３０μｍ（７）／リ
イミドフィルムとその上に付着形成されているリード線
群とにより橋渡す如く運なかっている。

次に、第２図（ｃ）に示すように折曲げる。この形状は
接着固定されるサブペースプレート４の突出部５の表面
形状に沿っている。折曲げられる箇所は金属薄板１０が
無く、フレキシブル絶縁フィルム１ノが支持材となって
いるのみであるので、容易に曲げられるし、発熱抵抗体
１２の箇所は金属薄板１０に支持されて平坦性を保持す
ることが出来る。このようにして、発熱抵抗体構体ｌが
完成する。

次に、第３図に示すように、予め加工されたサブペース
プレート４の突出部５に上記発熱抵抗体構体ｌを接着固
定する。続いて、予め駆動用集積回路８が取付けられ、
引出し端子に至るリード線１５が形成されたドライバー
基板９ｔ−サブペースプレート４のドライバー基板取付
は面６に接着材等により固定丁・る０次に第１図に示すように、リード線１３と駆動用集積回
路８、駆動用集積回路８とリード線１５とを夫々ワイヤ
Ｉンディング等により接続する。

尚、必要に応じて、高分子材料からなるＩ。

ティング材にて駆動用集積回路８、リード線１３．１５
及びデンディングワイヤ１４．１５を被覆して、１セ、
トのサーマルヘッドを完成する。

次に、この発明のマルチサーマルヘッドの一実施例につ
いて述べると、この発明のマルチサーマルヘッドは第４
図に示すように構成されている。即ち、上記のようなサ
ーマルヘッド３〜４セツトを夫々の発熱抵抗体１２列を
平行にして、かつ夫々の間の位置を整合して配置し固定
する。例えば、イエロー、マゼンタ、シアンの３色記録
を行なう場合には３セツト、ブラックも加えたい場合に
は４セ、ト用いる。そして、予め夫々の固定位置が定ま
るように加工されたペースプレート１７上に並べて′固
定する。尚、必要に応じて駆動用集積回路８等の部分は
、保護カバー１８により保護して４連マルチサーマルヘ
ッドが完成する。

使用時には、発熱抵抗体１２列に応じてプラテンローラ
１９が配置され、両者の間に記録紙２０とインクフィル
ム２１とが重なるように挿入され、出口から出た後で記
録紙２０とインクフィルム２１とが分かれる。インクフ
ィルム２１はサーマルヘッドの間隔をｔｌ、繰返し使用
可能回数をｎとすれば、ｔ、　　　＝　３］「ツ；の関係を有するｔ、の長さずつイエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの順にダンダラ状に連なげたものを用い
る。移動速度は記録紙２０をＶ５ａｓｃとすれば、イン
クフィルム２１のそれをＶ／ｎ■／ｓｅｃ　とする。

〔発明の変形例〕

第５図はサーマルヘッドの変形例を示したもので、上記
実施例よりも小形になっている。即ち、この変形例では
ドライバー基板取付面６がサブペースプレート４に垂直
に形成されておシ、このドライバー基板取付は面６に駆
動用集積回路８を有するドライバー基板９が取付けられ
ている。従って、発熱抵抗体構体ヱの駆動用集積回路８
側も垂直方向に折曲げられている・尚、上記実施例（第
１図）と同一箇所は同一符号を付して詳細な説明を省略
する。

製造に当たっては、第２図（Ｃ）において発熱抵抗体構
体ヱの駆動用集積回路８側部分の折曲げ方向を下向き垂
直にする。そして第６図に示すような形状のサラペース
プレート４ｔ−用意し、突出部５に上記発熱抵抗体構体
ヱｔＷｃ着固定し、ドライバー基板９を発熱抵抗体１２
面に対し垂直な面に接着等により固定する。そして駆動
用集積回路８とリード線１３をワイヤ？ンデイング等に
より接続する・この変形例のサーマルヘッドは、マルチサーマルヘッド
にした場合、各サーマルヘッドの間隔を第４図の場合よ
り小さくすることが可能なので、第７図に示すような小
形の４連マルチサーマルヘツドが得られる。

次に発熱抵抗体構体の変形例について述べると、ポリイ
ミドフィルムは従来から耐熱性高分子フィルムとして、
フィルム状で市販されている。最近、更に耐熱性が改良
され、熱分解開始温度が６４０℃のものが実用された。

このフィルムの材質で、厚さ２０μｍのものを用い、厚
さ０、１　ｖｍの金属薄板に接着したものを使用し、他
は上記実施例又は変形例と同様にサーマルヘッドを形成
したところ、発熱抵抗体１２の寿命は著しく向上した。

更に、駆動用集積回路８の取付けをサブペースプレート
４のドライバー基板取付は面６に直接性ない、ドライバ
ー基板としてガラスエホキシ積層板を用い、この積層板
の表面にリード線を形成する。そして、発熱抵抗体構体
ヱのリード線１３と駆動用集積回路８、駆動用集積回路
８とガラスエポキシ積層板上に形成したリード線を夫々
ワイヤ？ンディングにより接続して構成したところ、安
価なサーマルヘッドが得られ、駆動用集積回路８の熱放
散が改良され、寿命が向上した。

〔発明の効果〕

この発明によれば、次のような優れた効果が得られる。

（１）　　この発明のサーマルヘッドを採用すると、機
構が単純で小形のカラープリンタが実現出来た。

（２）　　高速カラー記録が出来た。

（３）　　コンノダクトナマルチサーマルヘッドカ実現
出来た。

（４）　　インクフィルムは１０−ルタイプで良い。

従って、小形で機構も簡単となる。

（５）　　直線的移動式なので、色位置の精度が向上し
た。

（６）通常のホトエツチング技術で実現可能である。従
りて、新規の高級設備は不要である。

（７）駆動用集積回路８が発熱抵抗体１２より引込んで
いるので、記録紙２０とインクフィルム２１の直線的移
動が可能である。この結果、機構簡単にして小形であシ
、色ずれかない。

（８）　　ダイレクト、ドライブ形にすることにより、
取出し線が少なくて済む。文、ドライバ基板９上にて、
配線処理の簡略化を図った。

（９）安価なサーマルヘッドが実現した。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るサーマルヘッドを示
す斜視図、第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）はこ
の発明で用いる発熱抵抗体の製造方法乍示す斜視図、第
３図はこの発明の一実施例に係るサーマルヘッドの製造
方法を示す斜視図、第４図はこの発明の一実施例に係る
マルチサーマルヘッドを示す正面図、第５図はこの発明
の変形例に係るサーマルヘッドを示す斜視図、第６図は
第５図の変形例に係るサーマルヘッドの製造方法を示す
斜視図、第７図はこの発明の変形例に係るマルチサーマ
ルヘッドを示す正面図、第８図は従来のサーマルヘッド
の３例を示す斜視図である。４・・・サブベースプレート、５・・・突出部、６・・
・ドライバー基板取付は面、２・・・発熱抵抗体構体、
８・・・駆動用集積回路、９・・・ドライバー基板、Ｉ
Ｑ・・・金属薄膜、１１・・・フレキシブル絶縁フィル
ム、１２・・・発熱抵抗体、１３・・・リード線、１７
・・・ペースグレート。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図（ａ）（ｂ）（Ｃ）第４図第７１第８図手続補正書９□、６０．猜−色特許庁長官　　　宇　賀　道　部　　殿１、事件の表示特願昭６０−７４５９号２、発明の名称サーマルヘッド及びその製造方法３、補正をする者事件との関係　特許出願人４、代理人５、自発補正７、補正の内容（１）願書添付明細書中、第１頁の「２特許請求の範囲
」の項全文を別紙の如く訂正する。（２）　　同じく第１９頁第４行目の［・・・が実現し
た。」の後に、改行して下記を加入する。記尚、この発明のサーマルヘッドは、垂直形とした時カラ
ー記録用として特に刻果的であるが、垂直形としない場
合でも、通常のセラミック基板型ナーマルヘッドと同様
の構成、用途に適用可能であることは言うまでもない。２、特許請求の範囲（１）　　複数の発熱抵抗体王立定間隔で一列に形成さ
れ、駆動用集積回路が上記発熱抵抗体の近傍に設けられ
、この駆動用集積回路と上記発熱抵抗体とをリード線に
て接続してなるサーマルヘッドにおいて、上記発熱抵抗体はフレキシブル絶縁フィルム上に付着形
成され、かつこのフレキシブル絶縁フィルム上に上記リ
ード線が付着形成され、上記駆動用集積回路に導びかれ
てなることを特徴とするサーマルヘッド。（２）　上記発熱抵抗体が形成された面を水平面とした
とき、上記駆動用集積回路は垂直面に取付けられている
特許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッド。（３）　　金属薄板の一面にフレキシブル絶縁フィルム
を貼り合せ、このフレキシブル絶縁フィルム上に複数の
発熱抵抗体及びリード線を形成し、その後、折曲げ部に
当たる上記金属薄板の一部を除去したものを、サブベー
スプレートの突出部に取付け、更にこの突出部より低い
位置に、駆動用集積回路を有するドライバー基板を取付
けることを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。（４）　　複数の発熱抵抗体とリード線が付着形成され
たフレキシブル絶縁フィルムをサブペースプレートの突
出部に取付け、更にこの突出部より低い位置に駆動用集
積回路を取付け、この駆動用集積回路と上記発熱抵抗体
を上記リード線により接続してなるサーマルヘッドを、
複数セッベースプレート上に各セットの発熱抵抗体列が
平行になるように固定して一体としたことを特徴とする
マルｆｆ−マルへッ　　ド　。（５）　　上記発熱抵抗体が形成された面を水平面とし
たとき、上記駆動用集積回路は垂直面に取付けられてい
る特許請求の範囲第４項記載のマルチサーマルヘッド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の発熱抵抗体が突出部に所定間隔で一列に形
成され、駆動用集積回路が上記突出部より低い場所に設
けられ、この駆動用集積回路と上記発熱抵抗体とをリー
ド線にて接続してなるサーマルヘッドにおいて、上記発熱抵抗体はフレキシブル絶縁フィルム上に付着形
成され、かつこのフレキシブル絶縁フィルム上に上記リ
ード線が付着形成され、折り曲げて上記駆動用集積回路
に導びかれてなることを特徴とするサーマルヘッド。
（２）上記発熱抵抗体が形成された面を水平面としたと
き、上記駆動用集積回路は垂直面に取付けられている特
許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッド。
（３）金属薄板の一面にフレキシブル絶縁フィルムを貼
り合せ、このフレキシブル絶縁フィルム上に複数の発熱
抵抗体及びリード線を形成し、その後、折曲げ部に当た
る上記金属薄板の一部を除去したものを、サブベースプ
レートの突出部に取付け、更にこの突出部より低い位置
に、駆動用集積回路を有するドライバー基板を取付ける
ことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
（４）複数の発熱抵抗体とリード線が付着形成されたフ
レキシブル絶縁フィルムをサブベースプレートの突出部
に取付け、更にこの突出部より低い位置に駆動用集積回
路を取付け、この駆動用集積回路と上記発熱抵抗体を上
記リード線により接続してなるサーマルヘッドを、複数
セット、ベースプレート上に各セットの発熱抵抗体列が
平行になるように固定して一体としたことを特徴とする
マルチサーマルヘッド。
（５）上記発熱抵抗体が形成された面を水平面としたと
き、上記駆動用集積回路は垂直面に取付けられている特
許請求の範囲第４項記載のマルチサーマルヘッド。