JPH04234678A - サ−マルプリントヘッド - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、サーマルプリントヘ
ッドに関し、簡単な構成により、副走査方向の解像密度
を、印字品質を低下させることなく、飛躍的に高めるが
できるようにしたサーマルプリントヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリやプリンター等に搭載され
るプリントヘッドとして、サーマルプリントヘッドが用
いられることが多い。このようなサーマルプリントヘッ
ドのうち、発熱ドットを厚膜印刷によって形成する厚膜
型サーマルプリントヘッドの発熱部の構造は、次のよう
に構成されている。

【０００３】すなわち、図６および図７に示すように、
セラミック基板１上にガラスグレーズ層２を印刷、焼成
し、その上に、互いに櫛歯状に対向する共通電極３およ
び個別電極４をエッチング等により形成し、さらにこれ
ら共通電極３および個別電極４に重ねるようにして酸化
ルテニウム等によって、発熱抵抗体５が帯状に形成され
る。なお、これら共通電極３、個別電極４、および発熱
抵抗体５の上には、保護ガラス層６が形成される。

【０００４】図６からわかるように、共通電極３…は、
複数本の電極が等間隔平行状に形成されている一方、個
別電極４…は、上記各共通電極の電極間領域に先端部が
突入するようにして、等間隔平行に形成されている。共
通電極３…は、電源に導通させられ、一方、各個別電極
４…は、ドライバＩＣの出力端子に導通させられている
。ドライバＩＣは、上記個別電極４…のうち、イメージ
情報に応じて選択されたもののオン・オフを行う。オン
状態とされた個別電極４と、その両側に延びる一対の共
通電極３…の間には電位差が与えられ、このオン状態に
ある個別電極４を挟む共通電極３，３の間にある発熱抵
抗体５が、部分的に発熱させられる。

【０００５】ところで、最近においては、この種のサー
マルプリントヘッドの解像密度の向上が要求されており
、主走査方向（発熱抵抗体５の延びる方向）の解像度は
、各共通電極３…の間隔を狭めることにより高められ、
一方、副走査方向（発熱抵抗体５の幅方向）の解像密度
は、発熱抵抗体５の幅を縮小することにより、高めるこ
とができる。

【０００６】しかしながら、主走査方向の解像密度は比
較的容易に高めることができても、副走査方向の解像密
度は、それほど容易に高めることはできない。すなわち
、発熱抵抗体５は、厚膜印刷によって形成されているた
め、不都合なく印刷できるその最小幅には、限界がある
からである。この限界は、現在のところ１００μｍ程度
であるといわれている。

【０００７】したがって、従来、発熱抵抗体５を厚膜印
刷により形成するかぎり、副走査方向の解像度を、いわ
ゆる、１ｍｍにおいて１０ドット以上に高めることはで
きないというのが常識的な認識であった。

【０００８】かかる限界に挑戦して、最近では、図８に
示すように、副走査方向の解像密度を、発熱抵抗体５の
幅によって規定するのではなく、各共通電極間領域への
個別電極の突入量、すなわち櫛歯状の共通電極と同じく
櫛歯状の個別電極の先端同士の重なり幅によって規定し
ようとすることが考えられている。この場合、図６およ
び図７に示す従来例のように、共通電極３と個別電極４
の重なり幅より発熱抵抗体５の幅の方が小となっている
のではなく、これとは逆に、発熱抵抗体５の幅の方が、
共通電極３と個別電極４の重なり幅より大となっている
。

【０００９】この場合、発熱抵抗体５は、共通電極３と
個別電極４の重なり部分に電流が集中するため、抵抗体
５の幅方向中央部分から発熱するのであるが、各電極３
，４と、抵抗体内部との熱伝達率の相違により、抵抗体
表面での発熱形状は、図８において格子斜線を付したよ
うなものとなる。すなわち、各電極３，４に重なる部分
の表面は、熱が電極を通して外部に逃げるため、発熱形
状において凹状となり、したがって、仮に発熱抵抗体の
長手方向に連続するいくつかの個別電極４をオン状態と
して主走査方向のラインを印字しようとしても、この印
字形態が、一定幅の直線形状となるのではなく、図８に
模式的に示すように蛇行したものとなるのである。

【００１０】このように主走査方向の最小単位幅のライ
ン印字が蛇行するということは、印字品質の悪化につな
がるうえ、副走査方向の最小印字幅を正確に規定するこ
とが困難であることを意味するので、このままでは、実
用的でない。

【００１１】この発明は、上記の事情のもとで考えださ
れたものであって、発熱抵抗体の幅より小さい幅の最小
印字幅を、より正確に規定しうる新たな構造を提供する
ことをその課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。すな
わち本願の請求項１に記載されたサーマルプリントヘッ
ドは、基板上に等間隔に配置された複数本の共通電極と
、これら共通電極の各電極間領域に先端部が所定長さ突
入するようにして上記基板上に配置された複数本の個別
電極と、上記共通電極の各先端を結ぶ線と、上記個別電
極の各先端を結ぶ線とで挟まれる発熱領域に重ねるよう
にして帯状に形成された発熱抵抗体と、上記各共通電極
の延長方向に各共通電極に対して分離して形成され、か
つ、一部が上記発熱抵抗体に接する複数の第一熱拡散層
と、上記各個別電極の延長方向に各個別電極に対して分
離して形成され、かつ、一部が上記発熱抵抗体に接する
複数の第二熱拡散層と、を備えることを特徴とする。

【００１３】そして本願の請求項２に記載された発明は
、請求項１のサーマルプリントヘッドにおいて、上記第
一熱拡散層および上記第二熱拡散層が、共通電極と個別
電極を形成する際に、同一の材質によってパターン形成
されたものであることを特徴とする。

【００１４】

【発明の作用および効果】本願発明のサーマルプリント
ヘッドにおいては、共通電極の各先端を結ぶ線と、個別
電極の各先端を結ぶ線とで挟まれる領域の幅、すなわち
櫛歯状の共通電極と同じく櫛歯状の個別電極との重なり
幅は、発熱抵抗体の幅より小となっている。したがって
、この重なり幅において電流が集中して発熱抵抗体が発
熱する。

【００１５】そして、本願発明では、各共通電極の延長
方向に各共通電極に対して分離して、かつ一部が発熱抵
抗体に接する複数の第一熱拡散層、および、各個別電極
の延長方向に各個別電極に対し分離して形成され、かつ
一部が上記発熱抵抗体に接する複数の第二熱拡散層を備
えている。

【００１６】したがって、サーマルプリントヘッドの発
熱抵抗体部分を平面的に見ると、各共通電極の反対側に
第一熱拡散層が延びており、各個別電極の反対側に第二
熱拡散層が延びているような形態となる。上記のごとく
各共通電極および各個別電極の重なり部分の領域におい
て発生させられる熱は、したがって、各共通電極と対応
する部位および各個別電極と対応する部位において、発
熱抵抗体の両側に平均的に拡散させられる。

【００１７】これにより、発熱抵抗体の表面における発
熱形状は、ほぼ、上記のごとく、共通電極と個別電極と
の重なり幅と対応した形態となり、したがって、主走査
方向に副走査方向最小幅の１ラインの印字を行った場合
に、この印字が蛇行するという問題は解消される。結局
のところ、本願発明によれば、発熱抵抗体を厚膜印刷に
よって行うにもかかわらず、副走査方向の印字幅を、厚
膜印刷形成可能な最小幅の発熱抵抗体幅よりも小さく規
定しつつ、しかもその印字品質を、蛇行のない、良好な
ものとすることができるのである。このことは、副走査
方向の解像密度を、従来の厚膜式のサーマルプリントヘ
ッドでは達成できない程度の高い解像度とすることがで
きることを意味する。

【００１８】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図１ないし図５を参照しつつ具体的に説明する。なお、
これらの図において図６ないし図８と同等の部材または
部分には、同一の符号を付してある。

【００１９】本願発明のサーマルプリントヘッドは、い
わゆる厚膜型のサーマルプリントヘッドであり、基本的
には図６ないし図８に示す従来例と同一のプロセスによ
って作製される。すなわち、図２に示されているように
、セラミック基板１の上に形成されたガラスグレーズ層
２上に、共通電極３および個別電極４がパターンエッチ
ング等により形成され、さらにこれら共通電極３および
個別電極４に導通する発熱抵抗体５が帯状に厚膜印刷形
成される。そして共通電極３、個別電極４および発熱抵
抗体５を含むプリントヘッドの発熱部は、保護ガラス層
６によって覆われる。

【００２０】図１に示すように、共通電極３…は、コモ
ンライン３ａから等間隔平行状に所定長さ延出形成され
ている。一方、個別電極４…は、先端部が上記共通電極
３の各電極間領域に所定長さ突入するようにして等間隔
平行状に形成されている。上記共通電極３…は、図示し
ない電源に導通させられ、一方、各個別電極４…は、図
示しないドライバＩＣの各出力端子に導通されていて、
個別的にオン・オフ制御されることは従来例と同様であ
る。

【００２１】本願発明においては、ガラスグレーズ層２
上に形成される上記共通電極３…および個別電極４…に
加え、以下に述べるような第一熱拡散層７…と、第二熱
拡散層８…とが上記各電極３，４の形成と同時にパター
ンエッチング等により形成されている。上記第一熱拡散
層７…は各共通電極３…の延長方向に、これら共通電極
３…に対して分離形成されている。また、上記第二熱拡
散層８…は、各個別電極４…の延長方向に、これら個別
電極４…に対して分離されつつ形成されている。

【００２２】一方、発熱抵抗体５は、各共通電極３…の
先端どうしを結ぶ線と、各個別電極４…の先端を結ぶ線
とで挟まれる帯状の領域、すなわち、櫛歯状の共通電極
３…と同じく櫛歯状の個別電極４…との先端部どうしの
重なり幅ｈより大きな幅Ｈをもって、帯状に形成されて
いる。なお、このとき、各第一熱拡散層７…と共通電極
３…との先端との間の隙間、および各第二熱拡散層８…
と各個別電極４…の先端との間の隙間を適当に定め、こ
れら第一熱拡散層７…、および第二熱拡散層８…の一部
が、上記のように設定された幅を有する発熱抵抗体５の
下にもぐり込んでいて、この発熱抵抗体５に対して接す
るようにすることが必要である。

【００２３】以上の構成において、個別電極４…をオン
とすると、電流は、あくまでも、各個別電極４と共通電
極３との間を流れ、第一および第二熱拡散層７，８には
流れない。したがって、発熱抵抗体５は、その全幅が一
様に発熱するのではなく、図１に符号ｈで示す中心幅部
分から発熱する。しかしながら、発熱抵抗体５それ自体
が厚膜印刷形成によって形成されているがゆえに、一定
の厚みをもっているため、その内部蓄熱量および電極か
らの放熱量のバランスにより、表面発熱形状は、従来例
の説明でも述べたとおり一定幅とはならず、とりわけ、
電極３，４のように熱拡散機能をもつ導体部分に重なる
部位においては、表面発熱形状は、細幅化する。

【００２４】図１の平面形状からわかるように、本願発
明のサーマルプリントヘッドにおいては、発熱抵抗体５
における各電極３，４の位置と対応する長手方向の各部
位は、その両側から、熱拡散機能をもつパターンが延出
している。すなわち、共通電極３…に重なる部位におい
ては、その共通電極３…の反対側から第一熱拡散層７が
延びており、個別電極４…に重なる部位においては、そ
の個別電極の反対側から第二熱拡散層８が延びている。 このことは、図８に示す従来構造のように、発熱抵抗体
５の長手方向の各部位において、共通電極３と個別電極
４が交互千鳥状に延びているのとは明確な対照をなす。 このような本願発明のサーマルプリントヘッドにおいて
は、次に述べるような著しい作用効果を奏することがで
きる。

【００２５】すなわち、図３の（Ａ）　のように、共通
電極３…と、個別電極４…との先端部の重なり幅ｈを６
０μｍとし、発熱抵抗体５の幅を２２０μｍとするとと
もに、本願発明のような第一熱拡散層７，および第二熱
拡散層８を設けないで構成したサーマルプリントヘッド
と、図３の（Ｂ）　のように、共通電極３…、個別電極
４…、および発熱抵抗体５の形態を上記図３の（Ａ）　
と全く同様にしたうえで、本願発明の第一熱拡散層７、
および第二熱拡散層８を形成したものとの同一印字エネ
ルギによる印字形状の比較を行った。なお、図３の（Ｂ
）　において、各共通電極３…、および個別電極４…に
対する熱拡散層７および第二熱拡散層８とのなす隙間は
１０μｍであり、各第一熱拡散層７、および第二熱拡散
層８の長さは、２００μｍである。

【００２６】図３の（Ａ）　のサーマルプリントヘッド
によって印字を行った結果を図４の（Ａ）　に、図３の
（Ｂ）　のサーマルプリントヘッドによって印字を行っ
た結果を図４の（Ｂ）　に、それぞれ示す。これらの図
から明らかなように、まず、本願発明のような第一およ
び第二熱拡散層７，８が存在しない場合には、各電極部
に対応する発熱抵抗体の幅方向両側において、互いに熱
拡散量が異なることにより、印字形状が蛇行した形状と
なるのに対し、本願発明の構成を有するサーマルプリン
トヘッドによって印字した結果は、図４の（Ａ）　のよ
うな蛇行は存在せず、印字の長手方向において若干の幅
の変化はあるものの、ほぼ一定の幅の線が形成されてい
る。

【００２７】次に、熱拡散層７，８が存在しない場合の
印字形状においては、印字された線の幅が８０μｍであ
り、各電極３，４の重なり幅（６０μｍ）に対して２０
μｍもの幅の拡大が認められるのに対し、本願発明の構
成を備えるサーマルプリントヘッドによる印字形状では
、線の幅は、７０μｍで一定しており、上記各電極３，
４の重なり幅（６０μｍ）に対する幅の増加は、１０μ
ｍにとどまっている。

【００２８】本願発明のように熱拡散層７，８を設けた
場合、印字形状および印字品質の改善が見られるのは、
発熱抵抗体の長手方向における、各電極３，４と対応す
る各部位において、その両側に熱拡散機能をもつパター
ンが延出していることから、発熱抵抗体５の熱拡散がそ
の幅の両側のおいて均等化されるからである。

【００２９】さらに、上記発熱抵抗体５の線幅を１２０
μｍに減少させ、共通電極と個別電極の重なり幅を、４
０μｍ、６０μｍ、１００μｍとしたときの本願発明構
成と、従来構成との比較を図５に示す。この図から判る
ように、本願発明によれば、発熱抵抗体５の幅より小さ
い幅の副走査方向の印字幅の規制を、より効果的に行う
ことができる。

【００３０】以上述べてきたように、本願発明のサーマ
ルプリントヘッドによれば、比較的安価に製造できる厚
膜型のサーマルプリントヘッドでありながら、厚膜印刷
による最小限界幅を超えてさらに小さな副走査方向の印
字幅を、印字品質の悪化を招くことなく達成できるので
あり、これにより、厚膜型のサーマルプリントヘッドに
おける、副走査方向の解像度を、飛躍的に高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例の要部拡大平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。

【図３】（Ａ）　　　従来の構成例を示す平面図である
。 （Ｂ）　　　本願発明の構成例を示す平面図である。

【図４】（Ａ）　　　図３の（Ａ）　の構成のサーマル
プリントヘッドによる印字形状を示す模式図である。 （Ｂ）　　　図３の（Ｂ）　の構成のサーマルプリント
ヘッドによる印字形状を示す模式図である。

【図５】共通電極と個別電極の重なり幅を種々変更した
場合の印字幅を図３（Ａ）　の構成と図３（Ｂ）　の構
成について比較したグラフである

【図６】従来の第一の例の要部拡大平面図である。

【図７】図６のＶＩＩ−　ＶＩＩ線拡大断面図である。

【図８】従来の第二の例の要部拡大平面図である。

【符号の説明】 １　　セラミック基板 ２　　ガラスグレーズ層 ３　　共通電極 ４　　個別電極 ５　　発熱抵抗体 ６　　保護ガラス層 ７　　第一熱拡散層 ８　　第二熱拡散層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上に等間隔に配置された複数本の
   共通電極と、これら共通電極の各電極間領域に先端部が
   所定長さ突入するようにして上記基板上に配置された複
   数本の個別電極と、上記共通電極の各先端を結ぶ線と、
   上記個別電極の各先端を結ぶ線とで挟まれる発熱領域に
   重ねるようにして帯状に形成された発熱抵抗体と、上記
   各共通電極の延長方向に各共通電極に対して分離して形
   成され、かつ、一部が上記発熱抵抗体に接する複数の第
   一熱拡散層と、上記各個別電極の延長方向に各個別電極
   に対して分離して形成され、かつ、一部が上記発熱抵抗
   体に接する複数の第二熱拡散層と、を備えることを特徴
   とする、サーマルプリントヘッド。
2. 【請求項２】　　上記第一熱拡散層および上記第二熱拡
   散層は、上記共通電極と個別電極を形成する際に、同一
   の材質によってパターン形成されたものである、請求項
   １のサーマルプリントヘッド。