JPH03251465A - Thermal head - Google Patents
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- JPH03251465A JPH03251465A JP5024590A JP5024590A JPH03251465A JP H03251465 A JPH03251465 A JP H03251465A JP 5024590 A JP5024590 A JP 5024590A JP 5024590 A JP5024590 A JP 5024590A JP H03251465 A JPH03251465 A JP H03251465A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、サーマルプリンタに搭載され、印字情報に従
って通電加熱することにより所望の印字を行なうサーマ
ルヘッドに係り、特に、印字濃度を可変とした階調表現
をなしうるサーマルヘッドの改良に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a thermal head that is installed in a thermal printer and performs desired printing by heating and energizing according to printing information, and in particular, relates to a thermal head that prints desired characters by applying electricity and heating according to printing information, and particularly relates to a thermal head that prints desired characters by heating and energizing according to printing information. This invention relates to improvement of a thermal head capable of expressing gradations.
一般に、熱転写プリンタ等のサーマルプリンタに搭載さ
れるサーマルヘッドは、例えば、複数の発熱抵抗体を絶
縁性基板上に直線的に整列配置し、印字情報に従って前
記各発熱抵抗体を選択的に通電加熱させて、熱転写プリ
ンタにおいては、インクリボンのインクを溶融して酋通
紙に転写記録さ往るようにイ１っている。In general, a thermal head installed in a thermal printer such as a thermal transfer printer has, for example, a plurality of heat generating resistors arranged in a straight line on an insulating substrate, and each of the heat generating resistors is selectively energized and heated according to printed information. In a thermal transfer printer, the ink on the ink ribbon is melted and transferred onto a sheet of paper.
第５図は従来のこの種のリーマルヘッドの一例を示すし
のであり、アルミナ等の絶縁性基板１の上面には、蓄熱
層どして機能するガラスからなるグレーズ層２が上面が
平面となるように絶縁性基板１のほぼ全面に積層されて
おり、このグレーズ層２の上面には、Ｔａ２Ｎ等からな
る複数の発熱抵抗体３が、蒸着、スパッタリング等によ
り全体的に積層された後にフォ１〜リソグラフィ技術の
エツチングを行なうことにより直線状に整列して形成さ
れている。これらの各発熱抵抗体３の両側の上面には、
各発熱抵抗体３に対して通電するための共通電極４ａお
よび個別電極４ｂがそれぞれ形成されている。これらの
各市に１４ａ、４ｂは、例えば、△β、Ｃｕ、△Ｕ等の
軟質金属からなり、約２μｍの厚みに蒸る、スパッタリ
ング等により全体的に積層された後にフＡ１〜リソグラ
フィ技術のエツチングを行なうことにより所望の形状の
パターンに形成されている。そして、前記各発熱抵抗体
３は、前記共通電極４ａおにび個別電極４ｂ間に、最小
印字単位たる１ドツト相当分の光熱トラ１−３△を露出
づ−るようにして各個独立に形成され、この発熱抵抗体
３の発熱ドラ１〜３Ａは、前記各電極／Ｉａ、／ｌｂ間
に電圧を印加Ｊることにより発熱されるようにイｆって
いる。FIG. 5 shows an example of a conventional legal head of this type. On the upper surface of an insulating substrate 1 made of alumina or the like, a glaze layer 2 made of glass that functions as a heat storage layer is formed so that the upper surface is flat. On the upper surface of this glaze layer 2, a plurality of heating resistors 3 made of Ta2N etc. are laminated on the entire surface by vapor deposition, sputtering, etc. 1. They are formed in linear alignment by etching using lithography technology. On the upper surface of both sides of each of these heating resistors 3,
A common electrode 4a and individual electrodes 4b for supplying current to each heating resistor 3 are formed, respectively. 14a and 4b are made of soft metals such as Δβ, Cu, ΔU, etc., and are laminated to a thickness of about 2 μm by sputtering or the like, and then etched using lithography technology. By doing this, a pattern with a desired shape is formed. Each of the heating resistors 3 is formed independently between the common electrode 4a and the individual electrodes 4b so as to expose a photothermal track 1-3△ corresponding to one dot, which is the minimum printing unit. The heating drivers 1 to 3A of the heating resistor 3 are designed to generate heat by applying a voltage between the electrodes /Ia and /lb.
前記絶縁性基板１、グレーズ層２、各発熱抵抗体３おＪ
：び各電極４．ａ、４．ｂの上面には、各発熱抵抗体３
および電極４ａ、４ｂを保護づる約７〜１０μｍの膜ル
の保護層５が積層されており、この保護層５は、発熱抵
抗体３を酸化による劣化から保護するＳｉＯ２等からな
るほぼ２μｍの膜厚の耐酸化層と、この１ｌｉ４酸化層
」二に積層され感熱記録紙、インクリボン等の感熱記録
部祠との接触による摩耗から各発熱抵抗体３おＪζび電
極／１．ａ、／１ｂを保護Ｊる丁ａ ２０５等からなる
約５〜８μｍの膜厚の耐摩耗層とから構成されており、
この保護層５は、前記各電極４ａ、４ｂのり１．１子部
以外の表面のり一ベてを被覆りるにうにイｉつＣいる。The insulating substrate 1, glaze layer 2, each heating resistor 3 and J
: and each electrode 4. a, 4. On the top surface of b, each heating resistor 3
A protective layer 5 of about 7 to 10 μm thick is laminated to protect the electrodes 4a and 4b. A thick oxidation-resistant layer and this oxidation layer are laminated on each heating resistor 3 and electrode/1. It is composed of a wear-resistant layer with a thickness of about 5 to 8 μm made of 205 or the like that protects a and /1b,
This protective layer 5 covers the entire surface of each electrode 4a, 4b except for the adhesive portion 1.1.
この保護層５の耐酸化層および耐摩耗層は、スパッタリ
ング等の手段により順次形成されるようになっている。The oxidation-resistant layer and wear-resistant layer of the protective layer 5 are sequentially formed by means such as sputtering.
なＪ３、実際の１ノーマルヘツドの製造においては、ひ
とつの絶縁性基板１上に複数個のり一−マルヘッドを形
成するようになっているため、最終工程において前記絶
縁性基板１を分割して所定数のザマルヘッドヂップを得
るＪ：うになっている。J3, in actual manufacturing of one normal head, a plurality of linear heads are formed on one insulating substrate 1, so in the final process, the insulating substrate 1 is divided into predetermined parts. Get a number of Zamaru Head Dip J: It's becoming a sea urchin.
前述した従来のザーマルヘッドを使用する熱転写プリン
タにａ３いては、このザーマルヘッドをインクリボンを
介して用紙に圧接させ、所定の印字情報に基づいて所望
のドラ１〜に対応する個別電極４ｂに通電することによ
り、その発熱抵抗体層３を発熱さけ、前記インクリボン
のインクを前記用紙に溶融転写させることにより、前記
用紙上に所望の印字を行なうことができる。In the thermal transfer printer A3 using the conventional thermal head described above, the thermal head is brought into pressure contact with the paper via the ink ribbon, and the individual electrodes 4b corresponding to the desired drums 1 to 1 are energized based on predetermined printing information. Thus, desired printing can be performed on the paper by melting and transferring the ink of the ink ribbon onto the paper while avoiding heat generation in the heating resistor layer 3.
ところＣ１従来の一船釣ザーマルヘッドの発熱抵抗体３
の発熱ドラ１〜３△の形状は、最も単純な長方形が最も
多く、ついで、長方形の長手方向の中央部にスリブ１〜
を形成して長方形をさらに細長い形状に２分割するもの
が多い。However, C1 conventional one-boat fishing thermal head heating resistor 3
Most of the shapes of the heating drums 1 to 3 are rectangles, which are the simplest, and then the slots 1 to 3 are located in the center of the rectangle in the longitudinal direction.
In many cases, the rectangle is further divided into two elongated shapes.
前述した形状の発熱ドツト３Δからなる複数の発熱抵抗
体３を有するり一−マルヘッドを用いて熱転写プリンタ
により印字濃度を変化させる階調表現を行なおうとする
と、所定の発熱抵抗体３に通電を行なってその発熱ドツ
ト３Ａの濃度がインクリボンのインクを溶融できる濃度
に達した時、その発熱ドツト３Ａの発色面積はすでにそ
の全域となっており、しかもインクは同一面積において
はザーマルヘッドの発熱濃度にかかわらず常に同一・の
濃度の印字しか行なえないので、階調表現を行なうこと
ができない。このため、面積階調、すなわち印字される
画像情報の単位面積の濃度に対応してインクリボンのイ
ンクの転写面積を変化させ、疑似的に階調を表現する方
法を用いていたが、この面積階調によると、画素密度の
低下による画質の低下が生じるどいつ問題点があった。When trying to express gradation by changing the print density with a thermal transfer printer using a multi-head having a plurality of heat generating resistors 3 consisting of heat generating dots 3Δ having the shape described above, it is necessary to energize a predetermined heat generating resistor 3. When the density of the heat-generating dot 3A reaches a density that can melt the ink on the ink ribbon, the coloring area of the heat-generating dot 3A has already covered the entire area, and the ink has reached the heat-generating density of the thermal head in the same area. Regardless, printing can only be done at the same density, making it impossible to express gradation. For this reason, area gradation, that is, a method of expressing pseudo gradation by changing the ink transfer area of the ink ribbon in accordance with the density of the unit area of the image information to be printed, has been used. According to gradation, there is a problem when image quality deteriorates due to a decrease in pixel density.
また、面積階調により画質の高精細化をはかろうとする
と、リーマルヘッドの発熱抵抗体３の発熱ドラ１〜３△
の密度を１インチ当り３００ドツ１−以上とづる必要が
あり、１ノーマルヘツドのコス］〜が著しく高価なもの
と４ｒるという欠点があった。In addition, when trying to achieve high definition image quality by area gradation, the heating elements 1 to 3 of the heating resistor 3 of the legal head
It is necessary to set the density at 300 dots per inch or more, and the cost of one normal head is extremely expensive.
このため、従来から、発熱抵抗体３の発熱ドラ１〜３Ａ
の形状を工夫づ−ることにより、各発熱ドツ］−内に甲
数または複数の局部的な集中加熱部を設【プる提案か４
１されている。これは、発熱抵抗体３をフＡ１〜リソグ
シフィ技術によりエツチングして、例えば、第６図に示
り−ように、各発熱ドラ１へ３への両側にそれぞれ複数
の段部６を形成し、発熱ドラ１〜３△の長手方向中央部
はど幅を狭くなるように構成づるか、あるいは、第７図
に示すように、各発熱ドラ１〜３Δに円形間ロアおよび
円弧状の切欠ぎ８を整列状に形成１ノで、発熱ドツト３
Ａを格子状に形成することににす、目的を達成Ｊ−るも
のである。For this reason, conventionally, the heating drums 1 to 3A of the heating resistor 3
By devising the shape of the heating dots, it is proposed that one or more localized heating parts be installed inside each heating dot.
1 has been done. This is done by etching the heating resistor 3 using a lithography technique to form a plurality of stepped portions 6 on both sides of each heating drum 1 to 3, as shown in FIG. 6, for example. Either the width of the longitudinal central portion of the heat generating drums 1 to 3Δ is narrower, or, as shown in FIG. Form the heat-generating dots 3 in an array.
This is achieved by forming A in the form of a grid.
このＪ：うな第６図あるいは第７図の発熱抵抗体３の発
熱ドツト３Ａの形状によれば、通電時間を制御して記録
エネルギを変化さゼることにＪ：す、同−面積内で、多
段階、例えば解像度８本／＃のリーーンルヘッドと熱転
写用インクリボンとの組み合わせにより３２階調以上の
フルカラー画像を記録することができる。According to the shape of the heating dot 3A of the heating resistor 3 shown in FIG. 6 or 7, the recording energy can be changed by controlling the energization time within the same area. A full-color image with 32 or more gradations can be recorded by combining a reel head with a multi-stage resolution, for example, a resolution of 8 lines/#, and a thermal transfer ink ribbon.
ところで、前述した従来の濃度階調を１ｑることができ
るり一−マルヘッドは、発熱抵抗イホ３に、直接ノアＩ
ｉ〜リソグラノイ技術によりエツチングを行なって発熱
ドラ１〜３Δの特殊形状を形成するようにしていた。By the way, the above-mentioned conventional linear head capable of increasing the density gradation by 1q has a direct connection of the Noah I to the heating resistor Iho 3.
Etching was performed using the lithography technique to form the special shapes of the heating drums 1 to 3Δ.
一般に、サーマルヘッドの発熱抵抗体３の月利は、］ニ
エツチングの悪い材料から形成されており、フッ酸系の
エツチング液を用いてエツチングしている。このため、
エツチングパターンが？！２ＸＩ微細となる濃度階調可
能な発熱抵抗体３は、エツチングの製造歩留りが著しく
低下し、量産化が回動になるとともに、ローコス１への
→ノーマルヘットどすることができなかった。また、第
６図のものにおいては、発熱ドツト３Ａの最小幅と最大
幅の比が大きいため最小幅にお【プる電流密度が非常に
高いものとなり、発熱抵抗体のパルスノミ命ならびに耐
久性が短かいという問題点があった。In general, the heat generating resistor 3 of the thermal head is made of a material with poor etching properties, and is etched using a hydrofluoric acid-based etching solution. For this reason,
What is the etching pattern? ! For the heating resistor 3, which is 2XI fine and capable of density gradation, the manufacturing yield of etching was significantly lowered, mass production was delayed, and it was not possible to change from low cost 1 to normal head. In addition, in the case shown in Fig. 6, since the ratio of the minimum width to the maximum width of the heating dot 3A is large, the current density applied to the minimum width is extremely high, which reduces the pulse life and durability of the heating resistor. The problem was that it was short.
本発明は、前）ホした従来のものにおりる問題点を克服
し、発熱抵抗体のパルスＩＴ命性ならびに印字耐久性を
改善して、長期にわたって階調表現を行なうことができ
るサーマルヘッドを提供り−ることを目的とする。The present invention overcomes the problems of the conventional ones mentioned above, improves the pulse IT life of the heating resistor and the printing durability, and provides a thermal head that can express gradation over a long period of time. The purpose is to provide
前述した目的を達成するため請求項第１項のザマルヘッ
ドは、絶縁性基板上にグレーズ層を形成し、このグレー
ズ層上に、複数の発熱抵抗体ならびに各発熱抵抗体に選
択的に通電する複数の電極をそれぞれ整列状に積層して
各発熱抵抗体に発熱ドツトを形成し、これらの上方を保
護層により被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記
発熱抵抗体を構成する発熱抵抗体層を、この発熱抵抗体
層に隣接する共通電極により複数の発熱抵抗体に区画し
、各発熱抵抗体のほぼ中央部に少なくともひとつの個別
電極を、各発熱抵抗体の電流密度に勾配が形成されるに
うに接続したことを特徴ととしている。In order to achieve the above-mentioned object, the zamal head according to claim 1 includes a glaze layer formed on an insulating substrate, a plurality of heat generating resistors and a plurality of heat generating resistors selectively energized on the glaze layer. In a thermal head in which heating dots are formed on each heating resistor by stacking electrodes in an array, and the upper part of these is covered with a protective layer, the heating resistor layer constituting the heating resistor is The heating resistor layer is divided into a plurality of heating resistors by a common electrode adjacent to the heating resistor layer, and at least one individual electrode is provided approximately at the center of each heating resistor so that a gradient is formed in the current density of each heating resistor. It is characterized by being connected.
また、請求項第２項のサーマルヘッドは、請求項第１項
において前記発熱抵抗体おにび電極の少なくとも一部上
に絶縁体層を積層するとともに、この絶縁体層上に前記
各個別電極に対応する複数のリード線を形成し、絶縁体
層に形成した間口を介して各個別電極と各リード線を接
続したことを特徴としている。Further, in the thermal head according to claim 2, in claim 1, an insulating layer is laminated on at least a part of the heating resistor electrode, and each of the individual electrodes is laminated on the insulating layer. The present invention is characterized in that a plurality of lead wires corresponding to the above are formed, and each individual electrode and each lead wire are connected through openings formed in the insulating layer.
さらに、請求項第３項のサーマルヘッドは、請求項第２
項において、前記絶縁体層を各発熱抵抗体の各発熱ドラ
層上にまで位置せしめたことを特徴としている。Furthermore, the thermal head according to claim 3 is characterized by the thermal head according to claim 2.
In the above item, the insulating layer is located up to each heat generating driver layer of each heat generating resistor.
前述した構成からなる請求項第１項のり一−マルヘッド
は、発熱抵抗体をエツチングすることなく形成し、しか
も電極構成の工夫により、発熱抵抗体の発熱ドツトを流
れる電流密度に勾配を！ｊえるようにしたものであり、
難エツチング性の月利からなる発熱抵抗体に特殊形状の
発熱ドラ１〜を形成することができ、このＪ：うにして
、濃度階調を行なうことができる発熱抵抗体が形成され
る。一方、電極を、易導電竹、易エツチング性の金属に
Ｊ：す ０
形成すれば、フォ１〜リソグラフィ技術により高精度に
エツチングすることが可能であるし、しかも電極のエツ
チングパターンが単純なため、製造歩留りが著しく安定
化され、量産化が容易になるとともに、ローコストのサ
ーマルヘッドを提供することができる。The linear head of claim 1 having the above-mentioned structure is formed without etching the heat generating resistor, and moreover, by devising the electrode structure, the current density flowing through the heat generating dots of the heat generating resistor has a gradient. It is designed so that it can be
Specially shaped heating drums 1 to 1 can be formed on the heating resistor made of etching-resistant material, and in this manner, a heating resistor capable of performing density gradation is formed. On the other hand, if the electrodes are formed on easily conductive bamboo or an easily etched metal, it is possible to etch them with high precision using lithography technology, and the etching pattern of the electrodes is simple. The manufacturing yield is significantly stabilized, mass production is facilitated, and a low-cost thermal head can be provided.
また、各発熱抵抗体の発熱ドツトにおりる電流密度は、
個別電極側で高くなるが、発熱抵抗体のエツチングを行
なうことなく発熱ドツトに電流密度の勾配を形成するこ
とができるので、電流密度の勾配を滑らかにでき、パル
ス寿命性、印字耐久性を改善することができる。Also, the current density flowing into the heating dot of each heating resistor is
Although it is higher on the individual electrode side, it is possible to form a current density gradient in the heating dots without etching the heating resistor, so the current density gradient can be made smoother, improving pulse life and printing durability. can do.
さらに、請求項第２項によれば、発熱抵抗体および電極
の上方を有効利用して個別電極のリード線を配設するこ
とができる。Furthermore, according to claim 2, the lead wires of the individual electrodes can be disposed by effectively utilizing the space above the heating resistor and the electrodes.
さらにまた、請求項第３項によれば、各発熱抵抗体の発
熱ドラ１−の熱が直上のリード線に伝達されるので、高
速印字を行なうことができる。Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the heat of the heat generating driver 1- of each heat generating resistor is transmitted to the lead wire directly above it, so that high-speed printing can be performed.
以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。なお
、前述した従来のものと同一ないし相当する構成につい
ては、図面中に同一の符号をイリして説明する。The present invention will be explained below with reference to embodiments shown in the drawings. It should be noted that structures that are the same as or correspond to those of the conventional structure described above will be described using the same reference numerals in the drawings.
第１図および第２図は本発明の第１実施例を示すもので
あり、本実施例のサーマルヘッドは、絶縁性基板１の一
端部に後述する発熱抵抗体３の発熱ドツト３Ａが位置し
、インクリボンとの接触性の良好なリアルエツジタイプ
とされている。本実施例において、アルミナ等からなる
絶縁性基板１の一端部上には、ガラス等からなるグレー
ズ層２が焼付（プにより上面がほぼ円弧状となるように
部分的に積層されている。1 and 2 show a first embodiment of the present invention, and the thermal head of this embodiment has a heating dot 3A of a heating resistor 3, which will be described later, located at one end of an insulating substrate 1. It is considered to be a real edge type with good contact with the ink ribbon. In this embodiment, a glaze layer 2 made of glass or the like is partially laminated on one end of an insulating substrate 1 made of alumina or the like so that the upper surface thereof becomes approximately arcuate by baking.
前記グレーズ層２の上には、はぼ０．３μｍの膜厚でＷ
やＭＯからなる電極４を構成する電極層が積層され、こ
の電極層をフォ１ヘリソグラフィ技術によりエツチング
を行なって、共通型ｆｆ１４ａおよび複数の個別型ｖｉ
４ｂが形成される。このうら共通電極４ａは、前記絶縁
性基板１のほぼ全面に形成され、第２′図に示すように
、後）ホする各発熱抵抗体３の発熱ドラ１〜３Δの両側
に間隔を隔てて１
２
配設され、それぞれ長方形状で大型の基部１０゜１１と
、これらの基部１０．１１間を連通する複数本の細長い
直線状の細片１２とにより構成されている。そして、両
基部１０．１１と１対の細片１２．１２により囲繞され
た長方形の各空間１３内には、両細片１２．１２間の幅
方向の中央部内に２個の島状の前記個別電極４ｂが、各
細片１２と同方向に間隔を隔てかつ同方面に延在するよ
うに直線状に形成されている。したがって、共通電極４
ａは全体的に格子状パターンとされている。On the glaze layer 2, W is applied with a thickness of approximately 0.3 μm.
The electrode layers constituting the electrode 4 made of and MO are laminated, and this electrode layer is etched by photolithography technology to form a common type ff14a and a plurality of individual types vi.
4b is formed. The common electrode 4a is formed on almost the entire surface of the insulating substrate 1, and as shown in FIG. 1 2 are disposed, each consisting of large rectangular bases 10 and 11, and a plurality of elongated linear strips 12 communicating between these bases 10 and 11. In each rectangular space 13 surrounded by both the bases 10.11 and the pair of strips 12.12, two island-shaped spaces 12. The individual electrodes 4b are formed in a straight line so as to be spaced from each other in the same direction as each of the strips 12 and extend in the same direction. Therefore, the common electrode 4
a has a grid-like pattern as a whole.
前記グレーズ層２および各電極４上には、Ｔ ａ −Ｓ
＋ ０２等からなる発熱抵抗体３を構成する発熱抵抗
体層が積層され、前記共通電極４ａの各空間１３内には
、各発熱抵抗体３の発熱ドツト３Ａが形成されることに
なる。On the glaze layer 2 and each electrode 4, T a -S
The heating resistor layers constituting the heating resistor 3 made of +02, etc. are laminated, and the heating dots 3A of each heating resistor 3 are formed in each space 13 of the common electrode 4a.
また、この発熱抵抗体層の上に約０．３μ瓦の膜厚の５
ｉｎ２等からなる絶縁体層１４が積層される。そして、
このようにして形成された製造の中間段階のサーマルヘ
ッドを約７００℃の空気雰囲気炉内で加熱し、発熱抵抗
体３の焼入れならびに絶縁体層１４のピンホール欠陥部
におりる発熱抵抗体３の酸化による絶縁性の安定化処理
を行なう。Also, on this heat generating resistor layer, a 500 ml film with a film thickness of about 0.3 μm is applied.
An insulator layer 14 made of in2 or the like is laminated. and,
The thermal head formed in this manner at an intermediate stage of manufacturing is heated in an air atmosphere furnace at approximately 700° C., and the heating resistor 3 is quenched and the heating resistor 3 is inserted into the pinhole defect portion of the insulating layer 14. The insulation is stabilized by oxidation.
つぎに、熱処理の終った製造の中間段階のサマルヘッド
を炉から取出し、フ第１ヘリソグラフィ技術のエツチン
グにより前記個別電極４ｂの直上の絶縁体層１４をエツ
チングして、この絶縁体層１４に複数のスリット１４Δ
を形成し、各スリット１４Ａ内に発熱抵抗体３を露出さ
せる。また、このエツチング時に、共通電極４ａの外部
接続端子（図示せず）上の絶縁体層１４も同時に除去す
る。その後、前記絶縁体層１４上に約０．２μｍの膜厚
の高融点金属Ｗ、ＭＯｌｌ−ｉ、Ｏｒ等からなる電極層
、ならびにＡＪ） 、ＣＵ、ＡＵ等からなる電極層を順
次積層し、フ７Ｉｌ〜リソグラフィ技術によりこれらの
電極層をエツチングすることにより、第３図に示すよう
に、複数本の個別リード線１５が相互に間隔を隔てて形
成される。各個別リード線１５は、絶縁体層１４に形成
した対応する前記スリン１〜１４Δを介して発熱抵抗体
３に直接３
４
接続され、各発熱抵抗体３を介して間接的ながら各個別
電極４ｂと電気的に接続されている。また、各個別電極
１５は、対応する発熱抵抗体３の発熱ドツト３Ａのほぼ
全面に配置され、かつ、外部接続用の個別端子（図示せ
ず）に連なるように形成されている。なお、発熱ドツト
３Ａの近傍の個別リード線１５は、上部のΔＢ 、ＣＬ
Ｉ、 Ａｕ等からなる電極層を除去して下部の高融点金
属からなる電極層のみとしている。Next, the thermal head that has been heat-treated and is in an intermediate stage of manufacturing is taken out of the furnace, and the insulator layer 14 directly above the individual electrodes 4b is etched using the first helilithography technique. slit 14Δ
is formed, and the heating resistor 3 is exposed in each slit 14A. Furthermore, during this etching, the insulator layer 14 on the external connection terminal (not shown) of the common electrode 4a is also removed at the same time. Then, on the insulator layer 14, electrode layers made of refractory metals W, MOll-i, Or, etc., and electrode layers made of AJ), CU, AU, etc. with a film thickness of about 0.2 μm are sequentially laminated, By etching these electrode layers using a lithography technique, a plurality of individual lead wires 15 are formed at intervals, as shown in FIG. Each individual lead wire 15 is directly connected to the heating resistor 3 through the corresponding wires 1 to 14Δ formed on the insulator layer 14, and indirectly connected to each individual electrode 4b through each heating resistor 3. electrically connected to. Further, each individual electrode 15 is arranged almost over the entire surface of the heating dot 3A of the corresponding heating resistor 3, and is formed so as to be connected to an individual terminal (not shown) for external connection. Note that the individual lead wires 15 near the heating dots 3A are connected to the upper part ΔB, CL.
The electrode layer made of I, Au, etc. is removed, leaving only the lower electrode layer made of a high melting point metal.
前記絶縁体層１４、個別電極１５などの上には、５１３
Ｎ４等からなる約３〜５μｍの膜厚の保護層５が積層さ
れている。なお、保護層５の表面に生じる個別電極１５
等による凹凸は、ラッピングペーパー等により研磨され
て滑らかに仕上げられる。On the insulator layer 14, individual electrodes 15, etc., 513
A protective layer 5 made of N4 or the like and having a thickness of approximately 3 to 5 μm is laminated. Note that the individual electrodes 15 formed on the surface of the protective layer 5
Irregularities caused by such things can be polished to a smooth finish using wrapping paper or the like.
前述した構成からなる本実施例によれば、膜厚の薄い発
熱抵抗体３を介して個別リード線１５と電気的に接続さ
れている各個別電極４ｂは、共通電極４ａにより囲繞さ
れた空間１３内に点在しているので、これらの共通電極
４ａおよび個別電極４ｂ間の発熱抵抗体３に通電するこ
とにより発熱抵抗体３の発熱ドツト３Ａにおける電流密
度は、共通電極４ａに近い側はど低く、個別電極４ｂに
近い側はど高いというように勾配が形成されることにな
る。したがって、発熱抵抗体３への通電により、電流密
度の高い個別電極４ｂに近い側の発熱ドツト３Ａは、電
流密度の低い個別電極４ｂに近い側の発熱ドツト３Ａよ
り温度上昇率が大であり、早くインクリボンのインクを
溶融させつる温度に到達するので、発熱抵抗体３への通
電時間を制御して記録エネルギを変化することにより、
通電された発熱抵抗体３においてインクリボンのインク
の溶融転写面積が異なることになる。According to this embodiment having the above-described configuration, each individual electrode 4b electrically connected to the individual lead wire 15 via the thin heating resistor 3 is connected to the space 13 surrounded by the common electrode 4a. Therefore, by energizing the heating resistor 3 between the common electrode 4a and the individual electrodes 4b, the current density at the heating dots 3A of the heating resistor 3 will vary depending on which side is closer to the common electrode 4a. A slope is formed such that the side closer to the individual electrode 4b is lower and the side closer to the individual electrode 4b is higher. Therefore, when the heating resistor 3 is energized, the heating dots 3A on the side close to the individual electrodes 4b where the current density is high have a higher rate of temperature rise than the heating dots 3A on the side near the individual electrodes 4b where the current density is low. Since the ink on the ink ribbon melts quickly and reaches the creeping temperature, by controlling the energization time to the heating resistor 3 and changing the recording energy,
The melted transfer area of the ink of the ink ribbon differs in the heating resistor 3 that is energized.
すなわち、発熱抵抗体３への通電時間を短かくすると、
電流密度の高い個別電極４ｂの周辺の発熱ドツト３Ａの
みがインクリボンのインクを溶融させつる温度に加熱さ
れるので、用紙に転写されるインクリボンのインクの面
積は小さくなる。In other words, if the time for energizing the heating resistor 3 is shortened,
Since only the heating dots 3A around the individual electrodes 4b having a high current density are heated to a temperature that melts the ink on the ink ribbon, the area of the ink on the ink ribbon transferred to the paper becomes small.
方、発熱抵抗体３への通電時間を長くすると、電流密度
の低い共通電極４ａに隣接する部位までの５
６
発熱ドラ１−３Ａがインクリボンのインクを溶融さぜう
る温度に加熱されるので、用紙に転写されるインクリボ
ンインクの面積は大きくなる。On the other hand, when the heating resistor 3 is energized for a longer time, the 56 heating drum 1-3A up to the portion adjacent to the common electrode 4a where the current density is low is heated to a temperature that can melt the ink on the ink ribbon. , the area of the ink ribbon transferred to the paper becomes larger.
したがって、発熱抵抗体３への通電時間を制御すること
により、印字濃度を変化させる階調表現を行なうことが
できる。Therefore, by controlling the time during which electricity is applied to the heating resistor 3, it is possible to express gradation by changing the print density.
前述した本実施例のサーマルヘッドは、発熱抵抗体３を
流れる電流密度の勾配を電極４の構成によって達成して
おり、発熱抵抗体３のエツチングを行なわない点と、共
通電極４ａにより個別電極４ｂを完全に包囲し、絶縁体
層１４を介して個別電極４ｂから個別リード線１５を導
出するとどもに、個別リード線１５を発熱ドツト３Ａ上
にまで全面形成した点に特徴がある。The thermal head of this embodiment described above achieves the gradient of the current density flowing through the heating resistor 3 by the configuration of the electrode 4, and the heating resistor 3 is not etched, and the common electrode 4a allows the individual electrodes 4b to The structure is characterized in that the individual lead wires 15 are led out from the individual electrodes 4b through the insulating layer 14, and the individual lead wires 15 are formed entirely on the heating dots 3A.
このように構成したことにより、難エツチング性の材料
からなる発熱抵抗体３のエツチングが不要になる。しか
るに、発熱抵抗体３の発熱ドツト３Ａの形状により電流
密度の勾配を大きくしようとすると、発熱ドツト３Ａの
形状が複雑化し、微細な面積中において高精度に加工す
ることが大変難かしいという問題点があったが、本実施
例においては、共通電極４ａにより各発熱抵抗体３の発
熱ドツト３Ａが位置する空間１３を形成し、この空間１
３のほぼ中央部に小さく２つの個別電極４ｂ、４ｂを配
置したので、その電極構成が極めて簡単になるし、電極
４の材料は易エツチング性を有するため、電極層を高精
度にエツチングして各電極４を形成することができ、従
来のものにお【プる欠点を完全に解消することができる
。With this configuration, it is not necessary to etch the heating resistor 3 made of a material that is difficult to etch. However, when trying to increase the gradient of current density by changing the shape of the heating dots 3A of the heating resistor 3, the shape of the heating dots 3A becomes complicated, which poses the problem that it is very difficult to process with high precision in a minute area. However, in this embodiment, the common electrode 4a forms a space 13 in which the heating dots 3A of each heating resistor 3 are located, and this space 1
Since the two small individual electrodes 4b, 4b are arranged approximately in the center of the electrode 3, the electrode structure is extremely simple, and since the material of the electrode 4 is easily etched, the electrode layer can be etched with high precision. Each electrode 4 can be formed, and the drawbacks of the conventional ones can be completely eliminated.
また、本実施例によれば、発熱抵抗体３を流れる電流密
度の勾配を従来のものと比較して滑らかにすることがで
きるので、パルス府命ならびに印字耐久性を改善するこ
とができる。Further, according to this embodiment, the gradient of the current density flowing through the heating resistor 3 can be made smoother than that of the conventional one, so that the pulse design and printing durability can be improved.
さらに、個別リード線１５を発熱抵抗体３の発熱ドツト
３Ａの直上のほぼ全面に配置しているので、各個別リー
ド線１５により発熱ドツト３Ａの熱が良好に伝達される
ことになり、熱効率が向上し、印字エネルギ変調による
濃度変化の幅も大きくとることができる。Furthermore, since the individual lead wires 15 are arranged almost over the entire surface directly above the heat generating dots 3A of the heat generating resistor 3, the heat of the heat generating dots 3A is well transferred by each individual lead wire 15, and the thermal efficiency is improved. It is also possible to increase the range of density changes due to printing energy modulation.
第３図は本発明に係るサーマルヘッドの第２実７
８
流側を示すものであり、本実施例にｄ３りる共通型（セ
／Ｉａは、第１実施例と異なり、基部１０と、この基部
１０から櫛歯状に突没された複数本の細片１２どにより
一端が開放されたＪ：うに構成されてｄ）す、これらの
共通電極／Ｉａにより三方を囲繞された内側に発熱抵抗
体３の発熱ドラ１〜３△が形成される。FIG. 3 shows the second embodiment of the thermal head according to the present invention on the downstream side. One end is open by a plurality of strips 12 protruding from the base 10 in a comb-like shape, and heat is generated inside surrounded on three sides by these common electrodes/Ia. Heat generating drums 1 to 3 Δ of the resistor 3 are formed.
また、本実施例においては、前述した第１実施例と界な
り、１個の発熱抵抗体３に島状の１個の個別電４ｆｉ／
Ｉｂが形成されているが、第１実施例ど同様、１個の発
熱抵抗体３に２個ずつの個別電極４ｂを形成するように
してもよい。Further, in this embodiment, different from the first embodiment described above, one heating resistor 3 is provided with one island-shaped individual electric current 4fi/
Although the electrodes Ib are formed, two individual electrodes 4b may be formed on each heating resistor 3 as in the first embodiment.
第４図は本発明に係るザーンルヘッドの第３実施例を示
ずものであり、本実施例にお（ブる共通電極４ａは、複
数の円形の空間１３を右するように形成され、この円形
の空間１３内に発熱抵抗体３の発熱ドラ１〜３Ａが形成
されており、この円形の発熱ドラ１〜３Δの中心部に円
形の個別電極４ｂが同心円状に形成されている。FIG. 4 shows a third embodiment of the Zaanl head according to the present invention. The heating drums 1 to 3A of the heating resistor 3 are formed in the space 13, and circular individual electrodes 4b are formed concentrically at the center of the circular heating drums 1 to 3Δ.
前述した第３図、第４図の各実施例によっても、前述し
た第１実施例と同様の作用効果を秦Ｊ−ることかできる
。Each of the embodiments shown in FIGS. 3 and 4 described above can also provide the same effects as the first embodiment described above.
なお、本発明は、前述し）〔実施例に限定されるもので
゛【よなく、必要に応じて種々の変更が可能（゛ある。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made as necessary.
例えば、グレーズ層２上にまず発熱抵抗体３を形成し、
この発熱抵抗体３上に電極４を形成するようにしてもよ
い。また、第１実施例にａ３りるようなリアルエツジタ
イプでなく、連記°のタイプであってもにい。For example, first the heating resistor 3 is formed on the glaze layer 2,
The electrode 4 may be formed on the heating resistor 3. Also, it is not a real edge type like a3 in the first embodiment, but a continuous type.
以」−説明しＩこＪ：うに本発明にＪ、れば、発熱抵抗
体のパルスステ命性ならびに印字耐久性を改善して、長
期にわたって階調表現を行なうことができるという優れ
た効果を奏覆ることができる。According to the present invention, the pulse stability of the heating resistor and the printing durability can be improved, and gradation can be expressed over a long period of time, which is an excellent effect. Can be covered.
第１図は本発明に係るザーマルヘッドの実施例を示す縦
断面図、第２図は第１図の電極構成を示す説明図、第３
図および第４図はぞれぞれ本発明 ９
０
の他の実施例を示す第２図と同様の図、第５図は従来の
丈−マルヘッドを示す縦断面図、第６図および第７図は
それぞれ従来のザーマルヘッドにお番プる電極（ず４成
を示す説明図である。
１・・・絶縁性基板、２・・・グレーズ層、３・・・発
熱抵抗体、３Ａ・・・発熱ドラ１〜．４・・・電極、４
ａ・・・共通電極、４ｂ・・・個別電極、５・・・保護
層、１３・・・空間、１４・・・絶縁体層、１４．Ａ・
・・スリブ１へ、１５・・・個別リード線。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the thermal head according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the electrode configuration of FIG. 1, and FIG.
4 and 4 are respectively similar views to FIG. 2 showing other embodiments of the present invention, FIG. 5 is a vertical sectional view showing a conventional length-round head, and FIGS. The figures are explanatory diagrams showing the 4 configurations of electrodes used in conventional thermal heads. 1... Insulating substrate, 2... Glaze layer, 3... Heating resistor, 3A... Heat generating drum 1-.4...electrode, 4
a... Common electrode, 4b... Individual electrode, 5... Protective layer, 13... Space, 14... Insulator layer, 14. A.
...To sleeve 1, 15...Individual lead wire.
Claims (1)
層上に、複数の発熱抵抗体ならびに各発熱抵抗体に選択
的に通電する複数の電極をそれぞれ整列状に積層して各
発熱抵抗体に発熱ドットを形成し、これらの上方を保護
層により被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記発
熱抵抗体を構成する発熱抵抗体層を、この発熱抵抗体層
に隣接する共通電極により複数の発熱抵抗体に区画し、
各発熱抵抗体のほぼ中央部に少なくともひとつの個別電
極を、各発熱抵抗体の電流密度に勾配が形成されるよう
に接続したことを特徴とするサーマルヘッド。 ２）前記発熱抵抗体および電極の少なくとも一部上に絶
縁体層を積層するとともに、この絶縁体層上に前記各個
別電極に対応する複数のリード線を形成し、絶縁体層に
形成した開口を介して各個別電極と各リード線を接続し
たことを特徴とする請求項第１項記載のサーマルヘッド
。 ３）前記絶縁体層を各発熱抵抗体の各発熱ドット上にま
で位置せしめたことを特徴とする請求項第２項記載のサ
ーマルヘッド。[Claims] 1) A glaze layer is formed on an insulating substrate, and a plurality of heating resistors and a plurality of electrodes for selectively energizing each heating resistor are laminated on the glaze layer in an aligned manner. In a thermal head in which heating dots are formed on each heating resistor and the upper part of these is covered with a protective layer, the heating resistor layer constituting the heating resistor is formed on a common heating resistor layer adjacent to the heating resistor layer. Divided into multiple heating resistors by electrodes,
A thermal head characterized in that at least one individual electrode is connected to approximately the center of each heating resistor so that a gradient is formed in the current density of each heating resistor. 2) An insulating layer is laminated on at least a portion of the heating resistor and the electrode, and a plurality of lead wires corresponding to each of the individual electrodes are formed on the insulating layer, and an opening is formed in the insulating layer. 2. The thermal head according to claim 1, wherein each individual electrode and each lead wire are connected to each other via. 3) The thermal head according to claim 2, wherein the insulating layer is positioned above each heating dot of each heating resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5024590A JPH03251465A (en) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5024590A JPH03251465A (en) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Thermal head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03251465A true JPH03251465A (en) | 1991-11-08 |
Family
ID=12853607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5024590A Pending JPH03251465A (en) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Thermal head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03251465A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008081949A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Kyocera Corporation | Recording head and recording device provided with it |
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-
1990
- 1990-03-01 JP JP5024590A patent/JPH03251465A/en active Pending
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