JP2001113738A - 厚膜式サーマルヘッド - Google Patents
厚膜式サーマルヘッドInfo
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- heating resistor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極への通電に伴う発熱抵抗体の発熱部分を
表面側とし、マスターの穿孔加熱までの熱拡散を抑制
し、穿孔径を小さくすると共に熱応答性を向上して穿孔
特性を改善した、低コスト化が可能な厚膜式サーマルヘ
ッドを得る。 【解決手段】 表面に線状溝部11が形成され、該溝部と
接触する部分に熱導伝性を有する基板10と、線状溝部11
に埋設された発熱抵抗体14と、基板10の表面に発熱抵抗
体14と接触して発熱抵抗体14の延在方向に設けられた複
数の電極と15,16を備えてなる。
表面側とし、マスターの穿孔加熱までの熱拡散を抑制
し、穿孔径を小さくすると共に熱応答性を向上して穿孔
特性を改善した、低コスト化が可能な厚膜式サーマルヘ
ッドを得る。 【解決手段】 表面に線状溝部11が形成され、該溝部と
接触する部分に熱導伝性を有する基板10と、線状溝部11
に埋設された発熱抵抗体14と、基板10の表面に発熱抵抗
体14と接触して発熱抵抗体14の延在方向に設けられた複
数の電極と15,16を備えてなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、孔版印刷機等にお
けるマスター(原紙)の穿孔製版に使用する厚膜式サー
マルヘッドに関するものである。
けるマスター(原紙)の穿孔製版に使用する厚膜式サー
マルヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種記録装置の画像形成に使用されてい
るサーマルヘッドには、薄膜形成技術による薄膜式サー
マルヘッドと、これによらない厚膜式サーマルヘッドと
がある。このようなサーマルヘッドを利用して孔版印刷
用の感熱マスターの穿孔製版を行うについては、穿孔と
穿孔間に離間部が形成されることが印刷品質を高める上
で要求されている。
るサーマルヘッドには、薄膜形成技術による薄膜式サー
マルヘッドと、これによらない厚膜式サーマルヘッドと
がある。このようなサーマルヘッドを利用して孔版印刷
用の感熱マスターの穿孔製版を行うについては、穿孔と
穿孔間に離間部が形成されることが印刷品質を高める上
で要求されている。
【0003】従来より、感熱紙印字あるいはリボン転写
印字方式に厚膜サーマルヘッドが用いられている。この
サーマルヘッドは、セラミック等の絶縁体の基板上に形
成された通電電極の上面に発熱抵抗体が積層形成されて
いる。そして、発熱抵抗体の底面にある前記電極に通電
され、この通電エネルギーに応じて抵抗体が底部から発
熱し、記録媒体と接触する表面部分に向かって熱が伝播
する。このサーマルヘッドによれば、個々の発熱部分
(発熱素子)よりも広い範囲で連続した画像が形成され
る。
印字方式に厚膜サーマルヘッドが用いられている。この
サーマルヘッドは、セラミック等の絶縁体の基板上に形
成された通電電極の上面に発熱抵抗体が積層形成されて
いる。そして、発熱抵抗体の底面にある前記電極に通電
され、この通電エネルギーに応じて抵抗体が底部から発
熱し、記録媒体と接触する表面部分に向かって熱が伝播
する。このサーマルヘッドによれば、個々の発熱部分
(発熱素子)よりも広い範囲で連続した画像が形成され
る。
【0004】上記厚膜サーマルヘッドを孔版印刷の製版
に用いた場合、前述のように発熱抵抗体の底より発熱が
起こり、上部の表面まで熱が伝わる間に熱が発散し、広
範囲に熱が伝播するため、表面での発熱領域が大きくな
って、穿孔径の肥大化を引き起こすと共に、熱が伝播す
る時間的な遅延により表面温度は所定の時間が経たない
と穿孔に必要な温度に達せず、応答性の低下を招く問題
がある。
に用いた場合、前述のように発熱抵抗体の底より発熱が
起こり、上部の表面まで熱が伝わる間に熱が発散し、広
範囲に熱が伝播するため、表面での発熱領域が大きくな
って、穿孔径の肥大化を引き起こすと共に、熱が伝播す
る時間的な遅延により表面温度は所定の時間が経たない
と穿孔に必要な温度に達せず、応答性の低下を招く問題
がある。
【0005】また、孔版印刷機においては、マスターの
穿孔からインクが通過して用紙に転写した際に、インク
が滲み、マスターの穿孔径より印刷ドット径が大きくな
る特性を有することから、インクが滲んでしまう分、穿
孔の大きさを小さく形成する必要がある。この点から
も、マスターの穿孔を独立して行う必要があり、前述の
ような発熱抵抗体を底部から発熱させる方式のサーマル
ヘッドは、マスターの穿孔製版用としては不向きであっ
た。
穿孔からインクが通過して用紙に転写した際に、インク
が滲み、マスターの穿孔径より印刷ドット径が大きくな
る特性を有することから、インクが滲んでしまう分、穿
孔の大きさを小さく形成する必要がある。この点から
も、マスターの穿孔を独立して行う必要があり、前述の
ような発熱抵抗体を底部から発熱させる方式のサーマル
ヘッドは、マスターの穿孔製版用としては不向きであっ
た。
【0006】特に、ライン状のサーマルヘッドで、その
主走査方向(マスターの幅方向)においては電極の配設
間隔の調整で穿孔径を小さくすることが可能であるが、
副走査方向(マスターの走行方向)においては発熱抵抗
体の幅を狭く形成することの困難性と熱拡散との影響に
よって、穿孔径を小さくすることが難しい問題を有して
いる。
主走査方向(マスターの幅方向)においては電極の配設
間隔の調整で穿孔径を小さくすることが可能であるが、
副走査方向(マスターの走行方向)においては発熱抵抗
体の幅を狭く形成することの困難性と熱拡散との影響に
よって、穿孔径を小さくすることが難しい問題を有して
いる。
【0007】つまり、図14に示すように、基板a上に
配設された電極b上に発熱抵抗体dをシルクスクリーン
印刷法により塗設する際、鎖線で示すように塗布直後の
抵抗体ペーストcは細幅に盛り上がるように形成されて
も、塗布直後から副走査方向に流れて広がると共に高さ
が低くなり、時間が経過して実際に形成される発熱抵抗
体dは底面積が大きくなり、発熱幅が広くなる。この現
象は、塗布された抵抗体ペーストcが流動状態であるた
めと、広がりを規制する部材がないために生起し、前記
発熱抵抗体dの幅を狭くすることが難しい原因の一つで
ある。
配設された電極b上に発熱抵抗体dをシルクスクリーン
印刷法により塗設する際、鎖線で示すように塗布直後の
抵抗体ペーストcは細幅に盛り上がるように形成されて
も、塗布直後から副走査方向に流れて広がると共に高さ
が低くなり、時間が経過して実際に形成される発熱抵抗
体dは底面積が大きくなり、発熱幅が広くなる。この現
象は、塗布された抵抗体ペーストcが流動状態であるた
めと、広がりを規制する部材がないために生起し、前記
発熱抵抗体dの幅を狭くすることが難しい原因の一つで
ある。
【0008】例えば、特開昭63−165153号公報
には、サーマルヘッドの発熱領域を個々の抵抗体より広
く拡散させ、連続した画像を形成する目的で、セラミッ
クなどの絶縁性基板の上に、蓄熱を行うための層を設
け、この蓄熱層に設けられた溝に発熱抵抗体を埋設し、
その上に電極を配設する構造が提案されている。しかし
感熱孔版の製版に用いた場合、発熱した熱が、蓄熱層に
こもってしまい、その熱が徐々に広がり、全体的に熱が
溜まってしまい、小さい領域で熱を発生させることがで
きず、穿孔径の連結、肥大化等の不具合が生起する恐れ
がある。また、蓄熱層を有することで放熱速度(熱応答
速度)が遅くなり、マスターを穿孔させようとすると、
穿孔と穿孔との間の離間部ができず、連続穿孔が行わ
れ、孔版印刷用の製版には適していないものである。
には、サーマルヘッドの発熱領域を個々の抵抗体より広
く拡散させ、連続した画像を形成する目的で、セラミッ
クなどの絶縁性基板の上に、蓄熱を行うための層を設
け、この蓄熱層に設けられた溝に発熱抵抗体を埋設し、
その上に電極を配設する構造が提案されている。しかし
感熱孔版の製版に用いた場合、発熱した熱が、蓄熱層に
こもってしまい、その熱が徐々に広がり、全体的に熱が
溜まってしまい、小さい領域で熱を発生させることがで
きず、穿孔径の連結、肥大化等の不具合が生起する恐れ
がある。また、蓄熱層を有することで放熱速度(熱応答
速度)が遅くなり、マスターを穿孔させようとすると、
穿孔と穿孔との間の離間部ができず、連続穿孔が行わ
れ、孔版印刷用の製版には適していないものである。
【0009】また、厚膜式サーマルヘッドとして、基板
上の電極の上に突起状に発熱抵抗体が形成されたものが
知られている。しかし、この突起状の発熱抵抗体を有す
る構造では、孔版印刷用のマスターを移動させつつ穿孔
製版を行うと、マスターに使われている樹脂が穿孔を行
うごとに、「紙かす」や「樹脂かす」となって発熱抵抗
体の突起部に溜まり、製版を阻害する問題があった。ま
た、紙粉が突起部の前面に溜まり、この紙粉がマスター
の密着を阻害して穿孔不良を起こすことがあった。この
点から突起部を有さないサーマルヘッド構造が望まれ
る。
上の電極の上に突起状に発熱抵抗体が形成されたものが
知られている。しかし、この突起状の発熱抵抗体を有す
る構造では、孔版印刷用のマスターを移動させつつ穿孔
製版を行うと、マスターに使われている樹脂が穿孔を行
うごとに、「紙かす」や「樹脂かす」となって発熱抵抗
体の突起部に溜まり、製版を阻害する問題があった。ま
た、紙粉が突起部の前面に溜まり、この紙粉がマスター
の密着を阻害して穿孔不良を起こすことがあった。この
点から突起部を有さないサーマルヘッド構造が望まれ
る。
【0010】上記点から従来より、孔版印刷機の感熱マ
スターを穿孔製版させるについては、薄膜式サーマルヘ
ッドが用いられている。つまり、薄膜式サーマルヘッド
では発熱抵抗体が薄膜であることで発熱エリアが小さく
穿孔が小径にできる特性を有している。しかしながら、
薄膜式サーマルヘッドは、製造コストが高くなる。これ
は薄膜式サーマルヘッドの製造が半導体製造技術を用
い、スパッタリング装置、真空蒸着装置などの高価な半
導体製造装置を必要とし、高度な作業が要求されるため
である。また、サーマルヘッドを構成する素材自体も高
価となり、さらに、半導体製造装置はICなどの集積回
路用であって、大判(A2版以上)用の長いサーマルヘ
ッドを一度に製造することができず、小さく製造された
複数のサーマルヘッドを組み合わせる必要があり、これ
では継ぎ目部分の発熱不良により印刷に白スジが発生す
る恐れがある。
スターを穿孔製版させるについては、薄膜式サーマルヘ
ッドが用いられている。つまり、薄膜式サーマルヘッド
では発熱抵抗体が薄膜であることで発熱エリアが小さく
穿孔が小径にできる特性を有している。しかしながら、
薄膜式サーマルヘッドは、製造コストが高くなる。これ
は薄膜式サーマルヘッドの製造が半導体製造技術を用
い、スパッタリング装置、真空蒸着装置などの高価な半
導体製造装置を必要とし、高度な作業が要求されるため
である。また、サーマルヘッドを構成する素材自体も高
価となり、さらに、半導体製造装置はICなどの集積回
路用であって、大判(A2版以上)用の長いサーマルヘ
ッドを一度に製造することができず、小さく製造された
複数のサーマルヘッドを組み合わせる必要があり、これ
では継ぎ目部分の発熱不良により印刷に白スジが発生す
る恐れがある。
【0011】一方、前記厚膜式サーマルヘッドの製造は
スクリーン印刷技術等が利用でき、大判用のものも容易
に製造可能であり、低コスト化が図れる。
スクリーン印刷技術等が利用でき、大判用のものも容易
に製造可能であり、低コスト化が図れる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のサ
ーマルヘッドでは、薄膜式サーマルヘッドは穿孔特性に
優れるがコスト面及び大判のものが得られにくい問題を
有し、一方、厚膜式サーマルヘッドはコスト面及び大判
のものが得られる点で有利であるが穿孔特性で劣る問題
を有するものである。
ーマルヘッドでは、薄膜式サーマルヘッドは穿孔特性に
優れるがコスト面及び大判のものが得られにくい問題を
有し、一方、厚膜式サーマルヘッドはコスト面及び大判
のものが得られる点で有利であるが穿孔特性で劣る問題
を有するものである。
【0013】すなわち、前記の厚膜式サーマルヘッドの
構造では、前述のように発熱抵抗体の底部から発熱して
その熱が発熱抵抗体の上部に伝播する途中で熱が発散し
てしまい、発熱領域を小さくすることができず、孔版印
刷機が要求するような特性でマスターの独立穿孔を行う
ことが難しかった。
構造では、前述のように発熱抵抗体の底部から発熱して
その熱が発熱抵抗体の上部に伝播する途中で熱が発散し
てしまい、発熱領域を小さくすることができず、孔版印
刷機が要求するような特性でマスターの独立穿孔を行う
ことが難しかった。
【0014】そこで本発明は上記点に鑑みてなされたも
のであり、穿孔特性を改善し得た厚膜式サーマルヘッド
を提供せんとするものである。
のであり、穿孔特性を改善し得た厚膜式サーマルヘッド
を提供せんとするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明による厚膜式サーマルヘッドは、表面に線状溝部が形
成され、該線状溝部と接触する部分に熱導伝性を有する
基板と、前記線状溝部に埋設された発熱抵抗体と、前記
基板の表面に、前記発熱抵抗体と接触して該発熱抵抗体
の延在方向に設けられた複数の電極と、を有することを
特徴とするものである。
明による厚膜式サーマルヘッドは、表面に線状溝部が形
成され、該線状溝部と接触する部分に熱導伝性を有する
基板と、前記線状溝部に埋設された発熱抵抗体と、前記
基板の表面に、前記発熱抵抗体と接触して該発熱抵抗体
の延在方向に設けられた複数の電極と、を有することを
特徴とするものである。
【0016】また、前記前記電極が、交互に設けられた
第1の電極と第2の電極からなり、各第1の電極と第2
の電極との間に通電させることにより前記発熱抵抗体を
発熱させるものが好適である。
第1の電極と第2の電極からなり、各第1の電極と第2
の電極との間に通電させることにより前記発熱抵抗体を
発熱させるものが好適である。
【0017】さらに、前記基板が、酸化アルミニウム焼
成体によるセラミック基板であるものが好ましい。
成体によるセラミック基板であるものが好ましい。
【0018】また、前記基板が複数層からなり、前記発
熱抵抗体と接触する少なくとも一つの層が熱導伝性を有
するもので構成してもよい。その際、前記基板が、セラ
ミック層上にガラス層を積層してなるもので構成し得
る。
熱抵抗体と接触する少なくとも一つの層が熱導伝性を有
するもので構成してもよい。その際、前記基板が、セラ
ミック層上にガラス層を積層してなるもので構成し得
る。
【0019】前記基板上に設ける線状溝部の断面形状
は、矩形状もしくはU字状もしくはV字状もしくは台形
状になし得る。その際、前記基板上に設ける線状溝部の
形成手段として、回転砥石もしくは工業用レーザーなど
の加工機を用いて溝を形成することが可能である。
は、矩形状もしくはU字状もしくはV字状もしくは台形
状になし得る。その際、前記基板上に設ける線状溝部の
形成手段として、回転砥石もしくは工業用レーザーなど
の加工機を用いて溝を形成することが可能である。
【0020】
【発明の効果】上記のような本発明によれば、孔版印刷
機のサーマルヘッドにてマスターに穿孔製版を行うとき
に、発熱抵抗体を接触する部分に熱導伝性を有する基板
上の線状溝部に埋め込み、この発熱抵抗体に対してマス
ターに密着する表面側に電極を設け、発熱抵抗体の発熱
部分をマスター側としたことにより、熱伝播距離を短く
して発熱領域が拡散せずこの発熱領域の拡大化を抑える
ことができ、厚膜式であってもマスターの穿孔を副走査
方向に対しても小さくすることが可能となり、穿孔製版
の特性を高めて印刷用紙に印刷したときのドット印字径
が小さくなり印刷品質の向上が図れると共に、半導体製
造装置によらずに製造可能でその製造コストが低減で
き、大判サイズ用のサーマルヘッドの製造も白スジの発
生を伴うことなく容易に行える。
機のサーマルヘッドにてマスターに穿孔製版を行うとき
に、発熱抵抗体を接触する部分に熱導伝性を有する基板
上の線状溝部に埋め込み、この発熱抵抗体に対してマス
ターに密着する表面側に電極を設け、発熱抵抗体の発熱
部分をマスター側としたことにより、熱伝播距離を短く
して発熱領域が拡散せずこの発熱領域の拡大化を抑える
ことができ、厚膜式であってもマスターの穿孔を副走査
方向に対しても小さくすることが可能となり、穿孔製版
の特性を高めて印刷用紙に印刷したときのドット印字径
が小さくなり印刷品質の向上が図れると共に、半導体製
造装置によらずに製造可能でその製造コストが低減で
き、大判サイズ用のサーマルヘッドの製造も白スジの発
生を伴うことなく容易に行える。
【0021】また、発熱抵抗体の側面、底面などが線状
溝部内面に接してマスターの加熱に寄与しない熱を積極
的に基板の熱導伝性を有する部分に放熱させ、マスター
への発熱領域が小さくなるだけでなく熱応答特性を向上
させて、高速動作をも可能にしている。
溝部内面に接してマスターの加熱に寄与しない熱を積極
的に基板の熱導伝性を有する部分に放熱させ、マスター
への発熱領域が小さくなるだけでなく熱応答特性を向上
させて、高速動作をも可能にしている。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいて本発明を詳細に説明する。図1は一つの実施の形
態のサーマルヘッドを示す要部平面図、図2及び図3は
図1のA−A断面図及びB−B断面図である。
づいて本発明を詳細に説明する。図1は一つの実施の形
態のサーマルヘッドを示す要部平面図、図2及び図3は
図1のA−A断面図及びB−B断面図である。
【0023】厚膜式サーマルヘッド1は、酸化アルミニ
ウム焼成体等の電気的絶縁性と熱導伝性を有するセラミ
ック基板による基板10の表面に、断面矩形状の線状溝
部11が設けられ、この線状溝部11の中に電導性の発
熱抵抗体14が埋設されている。この発熱抵抗体14上
に、板状の第1の電極15と第2の電極16とが交互に
発熱抵抗体14の延びる方向と直交する方向に延びて設
けられている。第1の電極15と第2の電極16は、そ
れぞれ先端部が前記発熱抵抗体14に接触され、基部は
互いに異なる方向に延びるように前記基板10の表面に
積層形成される。上記発熱抵抗体14の上方と第1の電
極15及び第2の電極16の中央側部分の上部を覆っ
て、ガラス等による表面が平坦な耐摩耗膜17(保護
層)が被覆されている。この耐摩耗膜17がマスターと
の接触面となる。
ウム焼成体等の電気的絶縁性と熱導伝性を有するセラミ
ック基板による基板10の表面に、断面矩形状の線状溝
部11が設けられ、この線状溝部11の中に電導性の発
熱抵抗体14が埋設されている。この発熱抵抗体14上
に、板状の第1の電極15と第2の電極16とが交互に
発熱抵抗体14の延びる方向と直交する方向に延びて設
けられている。第1の電極15と第2の電極16は、そ
れぞれ先端部が前記発熱抵抗体14に接触され、基部は
互いに異なる方向に延びるように前記基板10の表面に
積層形成される。上記発熱抵抗体14の上方と第1の電
極15及び第2の電極16の中央側部分の上部を覆っ
て、ガラス等による表面が平坦な耐摩耗膜17(保護
層)が被覆されている。この耐摩耗膜17がマスターと
の接触面となる。
【0024】前記基板10上に設ける線状溝部11の形
成手段としては、回転砥石等の研削機もしくは工業用レ
ーザーなどの加工機が用いられる。
成手段としては、回転砥石等の研削機もしくは工業用レ
ーザーなどの加工機が用いられる。
【0025】なお、上記第1の電極15及び第2の電極
16には、制御回路(ドライバーIC)とワイヤーボン
ディングがなされ通電が行われる。
16には、制御回路(ドライバーIC)とワイヤーボン
ディングがなされ通電が行われる。
【0026】上記通電に伴い、図3に示すように、各電
極15,16間の発熱抵抗体14の上部が発熱し、この
発熱Tが上部の耐摩耗膜17を表面側に伝播し(密点部
分が発熱温度が高い)、その表面から図示しないマスタ
ーに作用して穿孔製版を行う。前記第1及び第2の電極
15,16で隔てられた各発熱部分が穿孔単位(発熱素
子)となる。また、図2及び図3に示すように、前記発
熱抵抗体14の発熱は、該発熱抵抗体14の側面及び下
面から線状溝部11の内面を経て基板10側に矢印で示
すように伝播して放熱される。
極15,16間の発熱抵抗体14の上部が発熱し、この
発熱Tが上部の耐摩耗膜17を表面側に伝播し(密点部
分が発熱温度が高い)、その表面から図示しないマスタ
ーに作用して穿孔製版を行う。前記第1及び第2の電極
15,16で隔てられた各発熱部分が穿孔単位(発熱素
子)となる。また、図2及び図3に示すように、前記発
熱抵抗体14の発熱は、該発熱抵抗体14の側面及び下
面から線状溝部11の内面を経て基板10側に矢印で示
すように伝播して放熱される。
【0027】図1に示すように、前記発熱抵抗体14の
延びる方向が主走査方向Xでマスターの幅方向に相当
し、これと直交する方向が副走査方向Yでマスターの走
行方向に相当する。
延びる方向が主走査方向Xでマスターの幅方向に相当
し、これと直交する方向が副走査方向Yでマスターの走
行方向に相当する。
【0028】図4及び図5は基板10に形成される線状
溝部の断面形状が異なる他の実施の形態のサーマルヘッ
ド2,3を示し、図4が断面形状がU字状の線状溝部1
2であり、図5が断面形状がV字状の線状溝部13の場
合である。この溝形状としてはその他に台形状などに形
成してもよい。これらの場合に、その線状溝部12,1
3内には前記と同様に発熱抵抗体14が埋め込まれ、基
板10の表面部分において発熱抵抗体14に接触する第
1の電極15と第2の電極16が、前記と同様に交互に
異なる方向に延びて形成され、表面部に耐摩耗膜17が
被覆されている。通電時の発熱態様は同様であるが、溝
形状すなわち発熱抵抗体14の断面形状の相違に対応し
て矢印で示す基板10への放熱特性が若干異なる。
溝部の断面形状が異なる他の実施の形態のサーマルヘッ
ド2,3を示し、図4が断面形状がU字状の線状溝部1
2であり、図5が断面形状がV字状の線状溝部13の場
合である。この溝形状としてはその他に台形状などに形
成してもよい。これらの場合に、その線状溝部12,1
3内には前記と同様に発熱抵抗体14が埋め込まれ、基
板10の表面部分において発熱抵抗体14に接触する第
1の電極15と第2の電極16が、前記と同様に交互に
異なる方向に延びて形成され、表面部に耐摩耗膜17が
被覆されている。通電時の発熱態様は同様であるが、溝
形状すなわち発熱抵抗体14の断面形状の相違に対応し
て矢印で示す基板10への放熱特性が若干異なる。
【0029】さらに、図6は熱導伝性を有する基板の構
成が異なる他の実施の形態のサーマルヘッド4を示す。
前記図2の基板10はセラミック基板による単層構造で
あったが、本実施の形態の基板20は、これを酸化アル
ミニウム焼成体等の熱導伝性を有するセラミック層21
とガラス層22との複数層構造としている。上面側のガ
ラス層22に線状溝部11が形成され、この線状溝部1
1に同様に発熱抵抗体14が埋め込まれ、第1及び第2
の電極15,16が設置され、耐摩耗膜17が被覆され
てなる。発熱抵抗体14の発熱は、線状溝部11の内面
を経て熱導伝性を有するガラス層22からセラミック層
21に矢印で示すように伝播して放熱される。
成が異なる他の実施の形態のサーマルヘッド4を示す。
前記図2の基板10はセラミック基板による単層構造で
あったが、本実施の形態の基板20は、これを酸化アル
ミニウム焼成体等の熱導伝性を有するセラミック層21
とガラス層22との複数層構造としている。上面側のガ
ラス層22に線状溝部11が形成され、この線状溝部1
1に同様に発熱抵抗体14が埋め込まれ、第1及び第2
の電極15,16が設置され、耐摩耗膜17が被覆され
てなる。発熱抵抗体14の発熱は、線状溝部11の内面
を経て熱導伝性を有するガラス層22からセラミック層
21に矢印で示すように伝播して放熱される。
【0030】図7は基板の構成が異なる他の実施の形態
のサーマルヘッド5を示す。本実施の形態の基板23
は、電気絶縁性を有するセラミック焼成体などのセラミ
ック板等によるベース層24と、酸化アルミニウム焼成
体等の熱導伝性を有するセラミック層等による薄層25
との複数層構造としている。上面側の熱導伝性の薄層2
5に底面がベース層24となる深さに線状溝部11が形
成され、この線状溝部11に同様に発熱抵抗体14が埋
め込まれ、第1及び第2の電極15,16が設置され、
耐摩耗膜17が被覆されてなる。発熱抵抗体14の発熱
は、主に線状溝部11の側面を経て熱導伝性を有する薄
層25に矢印で示すように伝播して放熱される。
のサーマルヘッド5を示す。本実施の形態の基板23
は、電気絶縁性を有するセラミック焼成体などのセラミ
ック板等によるベース層24と、酸化アルミニウム焼成
体等の熱導伝性を有するセラミック層等による薄層25
との複数層構造としている。上面側の熱導伝性の薄層2
5に底面がベース層24となる深さに線状溝部11が形
成され、この線状溝部11に同様に発熱抵抗体14が埋
め込まれ、第1及び第2の電極15,16が設置され、
耐摩耗膜17が被覆されてなる。発熱抵抗体14の発熱
は、主に線状溝部11の側面を経て熱導伝性を有する薄
層25に矢印で示すように伝播して放熱される。
【0031】図8は基板の構成が異なるさらに他の実施
の形態のサーマルヘッド6を示す。本実施の形態の基板
26は、酸化アルミニウム焼成体等の熱導伝性を有する
セラミック板等によるベース層27と、電気絶縁性を有
するセラミック焼成体などのセラミック層等による薄層
28との複数層構造としている。上面側の薄層28に底
面がベース層27となる深さに線状溝部11が形成さ
れ、この線状溝部11に同様に発熱抵抗体14が埋め込
まれ、第1及び第2の電極15,16が設置され、耐摩
耗膜17が被覆されてなる。発熱抵抗体14の発熱は、
主に線状溝部11の底面を経て熱導伝性を有するベース
層27に矢印で示すように伝播して放熱される。
の形態のサーマルヘッド6を示す。本実施の形態の基板
26は、酸化アルミニウム焼成体等の熱導伝性を有する
セラミック板等によるベース層27と、電気絶縁性を有
するセラミック焼成体などのセラミック層等による薄層
28との複数層構造としている。上面側の薄層28に底
面がベース層27となる深さに線状溝部11が形成さ
れ、この線状溝部11に同様に発熱抵抗体14が埋め込
まれ、第1及び第2の電極15,16が設置され、耐摩
耗膜17が被覆されてなる。発熱抵抗体14の発熱は、
主に線状溝部11の底面を経て熱導伝性を有するベース
層27に矢印で示すように伝播して放熱される。
【0032】ここで、前記図1〜図3に示したサーマル
ヘッド1の製造過程を、図9〜図13に基づいて順に説
明する。基本的工程は、基板10に細い線状溝部11を
作り、該線状溝部11に発熱抵抗体14を埋め込んだ後
に、基板10表面に金属膜を形成し、これをフォトエッ
チングにより電極15,16の形状に設け、最後に耐摩
耗膜17を被覆するものである。
ヘッド1の製造過程を、図9〜図13に基づいて順に説
明する。基本的工程は、基板10に細い線状溝部11を
作り、該線状溝部11に発熱抵抗体14を埋め込んだ後
に、基板10表面に金属膜を形成し、これをフォトエッ
チングにより電極15,16の形状に設け、最後に耐摩
耗膜17を被覆するものである。
【0033】まず、図9において、所定の厚みを有する
酸化アルミニウム(アルミナ)焼成体による基板10を
用意し、その表面に線状溝部11を形成する。線状溝部
11の形成方法としては、例えば、回転砥石30を有す
る研削機を用い、その回転砥石30の研削部分の形状を
溝断面形状に合わせて設け、前記基板10上を所定の幅
及び深さで研削してなる。形成する線状溝部11の幅
は、20〜50μmとすることで、400dpiの解像
度のサーマルヘッド1を構成することができる。線状溝
部11の深さは、20〜80μm程度とするとよい。他
の断面形状の線状溝部12,13においてもほぼ同様で
ある。
酸化アルミニウム(アルミナ)焼成体による基板10を
用意し、その表面に線状溝部11を形成する。線状溝部
11の形成方法としては、例えば、回転砥石30を有す
る研削機を用い、その回転砥石30の研削部分の形状を
溝断面形状に合わせて設け、前記基板10上を所定の幅
及び深さで研削してなる。形成する線状溝部11の幅
は、20〜50μmとすることで、400dpiの解像
度のサーマルヘッド1を構成することができる。線状溝
部11の深さは、20〜80μm程度とするとよい。他
の断面形状の線状溝部12,13においてもほぼ同様で
ある。
【0034】また、他の研削機としては、半導体ウエハ
ーなどを切断する極薄ダイアモンド回転カッター(例え
ば、ディスコ社製NBCシリーズの回転ブレード)を用
いてもよく、機械的な加工だけではなく、ヤグ(YA
G)レーザーなどの工業用レーザーを用いて、細い線状
溝部11を作ってもよいし、化学的処理としてエッチン
グ処理で形成してもよい。また、基板10を酸化アルミ
ニウムの粉末焼成で成形する場合には、型で線状溝部1
1を付けた後に焼き固めてもよい。
ーなどを切断する極薄ダイアモンド回転カッター(例え
ば、ディスコ社製NBCシリーズの回転ブレード)を用
いてもよく、機械的な加工だけではなく、ヤグ(YA
G)レーザーなどの工業用レーザーを用いて、細い線状
溝部11を作ってもよいし、化学的処理としてエッチン
グ処理で形成してもよい。また、基板10を酸化アルミ
ニウムの粉末焼成で成形する場合には、型で線状溝部1
1を付けた後に焼き固めてもよい。
【0035】次に、図10に示すように、前記線状溝部
11に発熱抵抗体14となるペースト状素材31をスキ
ージ32を用いて充填させるスキージングにより埋め込
む。次にペースト状素材31を固形化するために加熱し
て焼き固め、発熱抵抗体14を形成する。ここで発熱抵
抗体14の材料としては、ペースト状の酸化ルテニウム
を用いるのが好適であるが、その他、炭素系導電性ペー
スト材を使用してもよい。このとき上記酸化ルテニウム
等と前記基板10の酸化アルミニウムとは、結合力(相
性)及び膨張係数が適合するものを使用して、熱による
亀裂(クラック)が発生しないものを選別する。
11に発熱抵抗体14となるペースト状素材31をスキ
ージ32を用いて充填させるスキージングにより埋め込
む。次にペースト状素材31を固形化するために加熱し
て焼き固め、発熱抵抗体14を形成する。ここで発熱抵
抗体14の材料としては、ペースト状の酸化ルテニウム
を用いるのが好適であるが、その他、炭素系導電性ペー
スト材を使用してもよい。このとき上記酸化ルテニウム
等と前記基板10の酸化アルミニウムとは、結合力(相
性)及び膨張係数が適合するものを使用して、熱による
亀裂(クラック)が発生しないものを選別する。
【0036】次に図11に示すように、基板10上の発
熱抵抗体14の上面を含む全面に、電極の素材となるペ
ースト状の金もしくはその他の金属による金属膜33を
シルク印刷法によって塗設する。続いて上記ペースト状
の金属膜33を加熱して固定させる。
熱抵抗体14の上面を含む全面に、電極の素材となるペ
ースト状の金もしくはその他の金属による金属膜33を
シルク印刷法によって塗設する。続いて上記ペースト状
の金属膜33を加熱して固定させる。
【0037】次に上記電極用の金属膜33上にフォトレ
ジストを塗布した後、電極15,16の形成パターンの
露光を行い現像する。つまり、電極15,16となる部
分のフォトレジストを残して、その他の部分のフォトレ
ジストは現像除去し、前記金属膜33を露出させる。そ
の後、エッチング処理を行い、フォトレジストで覆われ
ていない部分の金属膜33を除去し、図12に示すよう
に、所定のパターンで第1の電極15及び第2の電極1
6を形成する。
ジストを塗布した後、電極15,16の形成パターンの
露光を行い現像する。つまり、電極15,16となる部
分のフォトレジストを残して、その他の部分のフォトレ
ジストは現像除去し、前記金属膜33を露出させる。そ
の後、エッチング処理を行い、フォトレジストで覆われ
ていない部分の金属膜33を除去し、図12に示すよう
に、所定のパターンで第1の電極15及び第2の電極1
6を形成する。
【0038】次に図13に示すように、第1の電極15
及び第2の電極16の端部を除いて、発熱抵抗体14及
び電極15,16の上にガラス組成の塗布液を塗設し、
その後加熱して耐摩耗膜17(保護膜)を形成して、サ
ーマルヘッド1を得る。
及び第2の電極16の端部を除いて、発熱抵抗体14及
び電極15,16の上にガラス組成の塗布液を塗設し、
その後加熱して耐摩耗膜17(保護膜)を形成して、サ
ーマルヘッド1を得る。
【0039】上記の工程の後に、ドライバーICの実装
取り付けやワイヤーボンディングの工程を経て、各電極
15,16に配線され、孔版印刷機の製版部に組み込め
るサーマルヘッド1が製造される。
取り付けやワイヤーボンディングの工程を経て、各電極
15,16に配線され、孔版印刷機の製版部に組み込め
るサーマルヘッド1が製造される。
【0040】なお、前記図6に示す基板20としてセラ
ミック層21とガラス層22との2層構成としたもので
は、ガラス層22に細い線状溝部11を形成して発熱抵
抗体14を埋め込むことで、比較的硬度が低いガラス層
22に対する線状溝部11の加工性が容易となる。
ミック層21とガラス層22との2層構成としたもので
は、ガラス層22に細い線状溝部11を形成して発熱抵
抗体14を埋め込むことで、比較的硬度が低いガラス層
22に対する線状溝部11の加工性が容易となる。
【0041】上記のような各実施の形態によれば、発熱
抵抗体14を基板10,20,23,26の熱導伝性を
有する部分に接触する線状溝部11〜13に埋め込み、
その表面側に第1の電極15及び第2の電極16を配設
し、その表面側に耐摩耗膜17を形成したことで、電極
15,16による通電に対応した発熱抵抗体14の発熱
は、耐摩耗膜17側の表面部分で発生し、マスターへの
伝達経路が短く熱応答性に優れると共に拡散程度が小さ
く、マスターに小さな穿孔を行うことができ、解像度を
高めることができる。しかも、サーマルヘッド1の製造
は半導体製造技術によらない厚膜製造技術によって行
え、大判用のサーマルヘッドについても容易に低コスト
に製造することができる。
抵抗体14を基板10,20,23,26の熱導伝性を
有する部分に接触する線状溝部11〜13に埋め込み、
その表面側に第1の電極15及び第2の電極16を配設
し、その表面側に耐摩耗膜17を形成したことで、電極
15,16による通電に対応した発熱抵抗体14の発熱
は、耐摩耗膜17側の表面部分で発生し、マスターへの
伝達経路が短く熱応答性に優れると共に拡散程度が小さ
く、マスターに小さな穿孔を行うことができ、解像度を
高めることができる。しかも、サーマルヘッド1の製造
は半導体製造技術によらない厚膜製造技術によって行
え、大判用のサーマルヘッドについても容易に低コスト
に製造することができる。
【0042】特に、発熱抵抗体14は側面、底面などが
熱導伝性の良好な基板10、ガラス層22、薄層25又
はベース層27に接していることで、この発熱抵抗体1
4の側面、底面などから熱を随時放熱しているために、
熱が蓄積して発熱領域が広くなる現象を防止している。
熱導伝性の良好な基板10、ガラス層22、薄層25又
はベース層27に接していることで、この発熱抵抗体1
4の側面、底面などから熱を随時放熱しているために、
熱が蓄積して発熱領域が広くなる現象を防止している。
【0043】また、基板10,20,23,26に細い
線状溝部11〜13を形成し、これに発熱抵抗体14を
埋め込んだことで発熱抵抗体14の幅を細くすることが
でき、副走査方向の穿孔径に影響する発熱領域が細く狭
くなり、副走査方向についても穿孔を小さくすることが
できた。また、上記厚膜式サーマルヘッド1〜4は発熱
部分の表面が平坦で突起部が少ないために、マスターの
穿孔製版に伴う「樹脂カス」によってマスターと発熱部
分とが密着できずに製版が阻害される現象を防止でき
る。
線状溝部11〜13を形成し、これに発熱抵抗体14を
埋め込んだことで発熱抵抗体14の幅を細くすることが
でき、副走査方向の穿孔径に影響する発熱領域が細く狭
くなり、副走査方向についても穿孔を小さくすることが
できた。また、上記厚膜式サーマルヘッド1〜4は発熱
部分の表面が平坦で突起部が少ないために、マスターの
穿孔製版に伴う「樹脂カス」によってマスターと発熱部
分とが密着できずに製版が阻害される現象を防止でき
る。
【図1】本発明の一つの実施の形態によるサーマルヘッ
ドを示す要部平面図
ドを示す要部平面図
【図2】図1のA−A断面図
【図3】図1のB−B断面図
【図4】線状溝部の断面形状の他の実施の形態を示すサ
ーマルヘッドの断面図
ーマルヘッドの断面図
【図5】線状溝部の断面形状のさらに他の実施の形態を
示すサーマルヘッドの断面図
示すサーマルヘッドの断面図
【図6】基板の他の実施の形態を示すサーマルヘッドの
断面図
断面図
【図7】基板のさらに他の実施の形態を示すサーマルヘ
ッドの断面図
ッドの断面図
【図8】基板のさらに他の実施の形態を示すサーマルヘ
ッドの断面図
ッドの断面図
【図9】サーマルヘッドの第1の製造工程を示す斜視図
【図10】サーマルヘッドの第2の製造工程を示す斜視
図
図
【図11】サーマルヘッドの第3の製造工程を示す斜視
図
図
【図12】サーマルヘッドの第4の製造工程を示す斜視
図
図
【図13】サーマルヘッドの第5の製造工程を示す斜視
図
図
【図14】従来のサーマルヘッドにおける発熱抵抗体の
形成を示す断面図
形成を示す断面図
1〜6 厚膜式サーマルヘッド 10,20,23,26 基板 11〜13 線状溝部 14 発熱抵抗体 15 第1の電極 16 第2の電極 17 耐摩耗膜 21 セラミック層 22 ガラス層 24,27 ベース層 25,28 薄層 T 発熱 X 主走査方向 Y 副走査方向 30 回転砥石
Claims (5)
- 【請求項1】 表面に線状溝部が形成され、該線状溝部
と接触する部分に熱導伝性を有する基板と、 前記線状溝部に埋設された発熱抵抗体と、 前記基板の表面に、前記発熱抵抗体と接触して該発熱抵
抗体の延在方向に設けられた複数の電極と、 を有することを特徴とする厚膜式サーマルヘッド。 - 【請求項2】 前記電極が、交互に設けられた第1の電
極と第2の電極からなり、各第1の電極と第2の電極と
の間に通電させることにより前記発熱抵抗体を発熱させ
ることを特徴とする請求項1に記載の厚膜式サーマルヘ
ッド。 - 【請求項3】 前記基板が、酸化アルミニウム焼成体に
よるセラミック基板であることを特徴とする請求項1に
記載の厚膜式サーマルヘッド。 - 【請求項4】 前記基板が、複数層からなり、前記発熱
抵抗体と接触する少なくとも一つの層が熱導伝性を有す
ることを特徴とする請求項1に記載の厚膜式サーマルヘ
ッド。 - 【請求項5】 前記基板が、セラミック層上にガラス層
を積層してなることを特徴とする請求項4に記載の厚膜
式サーマルヘッド。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000214657A JP2001113738A (ja) | 1999-08-11 | 2000-07-14 | 厚膜式サーマルヘッド |
US09/635,658 US6525755B1 (en) | 1999-08-11 | 2000-08-10 | Thick film thermal head |
EP00117151A EP1075957A3 (en) | 1999-08-11 | 2000-08-10 | Thick film thermal head |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11-227328 | 1999-08-11 | ||
JP22732899 | 1999-08-11 | ||
JP2000214657A JP2001113738A (ja) | 1999-08-11 | 2000-07-14 | 厚膜式サーマルヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=26527613
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---|---|---|---|
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---|---|
US (1) | US6525755B1 (ja) |
EP (1) | EP1075957A3 (ja) |
JP (1) | JP2001113738A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009117458A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Hajime Fukui | 積層セラミック電子部品およびその製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4137544B2 (ja) * | 2002-07-17 | 2008-08-20 | セイコーインスツル株式会社 | サーマルヘッドおよび感熱性粘着ラベルの熱活性化装置並びにプリンタ装置 |
US6998587B2 (en) * | 2003-12-18 | 2006-02-14 | Intel Corporation | Apparatus and method for heating micro-components mounted on a substrate |
US7843476B2 (en) * | 2006-03-17 | 2010-11-30 | Sony Corporation | Thermal head and printer |
JP5408695B2 (ja) * | 2008-10-27 | 2014-02-05 | セイコーインスツル株式会社 | サーマルヘッドの製造方法 |
US8111273B2 (en) * | 2009-09-30 | 2012-02-07 | Seiko Instruments Inc. | Thermal head, printer, and manufacturing method for thermal head |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4030408A (en) | 1975-01-21 | 1977-06-21 | Juichiro Ozawa | Thermal printer head |
JPS60198263A (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-07 | Oki Electric Ind Co Ltd | サ−マルヘツド |
JPS62105643A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-16 | Alps Electric Co Ltd | サ−マルヘツド |
JPS63165153A (ja) | 1986-12-27 | 1988-07-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 厚膜型サ−マルヘツド |
DE69019592T2 (de) * | 1989-05-02 | 1996-01-11 | Rohm Co Ltd | Thermo-Druckkopf vom Dickschichttyp. |
-
2000
- 2000-07-14 JP JP2000214657A patent/JP2001113738A/ja active Pending
- 2000-08-10 US US09/635,658 patent/US6525755B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-08-10 EP EP00117151A patent/EP1075957A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009117458A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Hajime Fukui | 積層セラミック電子部品およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6525755B1 (en) | 2003-02-25 |
EP1075957A3 (en) | 2001-05-09 |
EP1075957A2 (en) | 2001-02-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031209 |