JPH0858130A - サーマルヘッドおよびこれを用いたプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各発熱領域に接続される共通電極ラインの抵
抗値のバラツキの影響の少ないサーマルヘッドを提供す
る。 【構成】 平面視矩形状の基板の表面に複数の発熱領域
を前記基板の一辺と略平行に列状に設け、前記各発熱領
域に通電する複数の個別電極ラインと共通電極ラインと
を前記発熱領域の列と直交する基板の一方の辺部へ導出
するサ−マルヘッドにおいて、前記共通電極ラインは、
発熱領域の列と、この列と略平行な基板の一辺との間に
帯状に形成する本体部と、当該本体部から連なり前記基
板の周辺部分に沿って前記基板の引き出される一対の延
長部とからなり、前記一対の延長部のうち、その導出さ
れる基板の辺までの距離が短い方の延長部の幅を細くま
たは漸次幅狭く形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感熱紙を熱によって発
色させたり、インクリボンを介して被印字体にインクを
転写して印字するサーマルヘッドおよびこれを用いたプ
リンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサーマルヘッドの一例を図５に示
すシリアルヘッドを例にとって以下に説明する。この種
のサーマルヘッドは、平面視長方形状のセラミック基板
１０の表面に、その長辺１０Ａの長手方向と略平行に複
数の発熱領域１１Ａないし１１Ｊを列状に配置して発熱
領域列１１を形成し、当該各発熱領域１１Ａないし１１
Ｊにはその発熱領域１１Ａないし１１Ｊに通電するため
の個別電極ライン１２Ａないし１２Ｊと共通電極ライン
１３とがそれぞれ接続され、前記個別電極ライン１２Ａ
ないし１２Ｊの個別電極ライン群１２と、共通電極ライ
ン１３とは、前記基板１０の１つの短辺１０Ｂまで延長
して引き出される。前記共通電極ライン１３は全ての発
熱領域１１で共用する１つのラインで構成される一方、
前記個別電極ライン群１２はそれぞれ独立して図示しな
い駆動ＩＣに接続される。そして、前記共通電極ライン
１３と個別電極ライン群１２との間に例えば２４ボルト
の電圧が加えられ、外部からの印字を指令する信号に基
づいて駆動ＩＣが前記個別電極ライン１２Ａないし１２
Ｊを選択的にＯＮまたはＯＦＦすることにより、前記発
熱領域１１に通電して昇温するか通電を解除する。前記
個別電極ライン群１２および共通電極ライン１３は、金
粒子などを含有する導電ぺーストを印刷焼成したり、他
の方法としてスパッタリングにて形成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年こ
のサーマルヘッド分野において、ハンディタイプのパソ
コン／ワープロの普及により（１）低電力駆動（例えば
１２Ｖのバッテリ駆動）可能にする要求に伴う発熱領域
１１Ａないし１１Ｊの低抵抗値化、および印字後にすぐ
に印字状態を確認できるように発熱領域列１１を基板１
０の端辺の可及的に近づける（２）エッジタイプにする
ことが要求されている。しかしながら、上述した従来の
サーマルヘッドでは、このような要求に下記の理由によ
り対応することが困難なものであった。以下その理由を
詳述する。 （１）低電力駆動 従来のヘッドでは、前記発熱領域１１から基板１０の短
辺１０Ｂまで延長される個別電極ライン１２および共通
電極ライン１３の長さが個々の発熱領域１１ごとに異な
る（図５の符号Ｌ１、Ｌ２参照）ことから、個々の発熱
領域列１１の共通電極ライン１3の配線抵抗が異なり、
通電時における各発熱領域１１ごとの発熱量にばらつき
が生じるといった問題があった。この発熱量のばらつき
は、発熱領域１１Ａないし１１Ｊの抵抗値が低くなれば
なるほど顕著となる。

【０００４】このばらつきが生じる理由を、図５を回路
的に示した説明図（図６）に基づいてさらに詳述する。
図６において、図５で示した例えば符号と同一符号のも
のはそれぞれ図５のものを回路的に置き換えたものを示
す。ここでまず個別電極１２に着目すると、各個別電極
１２Ａないし１２Ｊはいずれも同じ工程をへて形成され
た略同一断面積、同一材料からなるものである。そし
て、図６から明かなように、発熱領域１１から基板１０
の短辺１０Ｂまで延長される個別電極ライン群１２の長
さは１２Ａ＜１２Ｂ＜１２Ｃ＜１２Ｄ＜１２Ｅ＜１２Ｆ
＜１２Ｇ＜１２Ｈ＜１２Ｉ＜１２Ｊの関係が成り立ち、
前述したように略同一断面積、同一材料であるから、前
記各個別電極ラインの抵抗値はＬ／Ｓ（Ｌ；長さ、Ｓ；
断面積）に比例の関係が成り立つから、前述したように
断面積が一定の場合その長さに比例して大となる。すな
わち、図６に示す個別電極ライン１２Ａないし１２Ｊの
各抵抗値は、１２Ａ＜１２Ｂ＜１２Ｃ＜１２Ｄ＜１２Ｅ
＜１２Ｆ＜１２Ｇ＜１２Ｈ＜１２Ｉ＜１２Ｊの関係とな
り、各発熱領域１１Ａないし１１Ｊに印加される電圧値
が一定であると、接続される個別電極ライン１２Ａない
し１２Ｊの抵抗値が大きいほど発熱領域１１Ａないし１
１Ｊの発熱量が小さくなるといった現象が生じる。

【０００５】一方、前記共通電極ライン１３において
も、図６に示すように、発熱領域１１Ａに比べて発熱領
域１１Ｂは、１３Ａの抵抗値の分だけ共通電極ラインの
抵抗値が大となり、順次１３Ｂないし１３Ｉの抵抗値が
加えられた分だけ発熱領域１１Ｃないし１１Ｊの共通電
極ライン１３の抵抗値が順次大となることから、前述し
た個別電極ライン群１２の抵抗値のバラツキと相まって
前記発熱量のバラツキが更に大きくなるといった問題が
あった。

【０００６】図７に示すのは、図５のサーマルヘッドで
感熱紙に印字したときの印字状態を示す模式図である。
発熱領域１１Ａないし１１Ｊで印字した印字ドットはＡ
ないしＪに順次対応するもので、発熱領域１１Ａないし
１１Ｊの発熱量に応じて順次印字ドットＡからＪに至る
につれて発色面積が小さくなる。さらに、サーマルヘッ
ドの高速印字の要求から２列等の複数同時印字の手法が
採用されつつある。

【０００７】このように印字ドット数が多くなると、図
７を参照すれば明かなように、印字ドットＡとＪとの発
色面積の違いが視覚的に非常に目立つものとなる。前述
したような個別電極ライン群１２の抵抗値のバラツキを
改善する１つの手段として、特開昭５７ー２０１６７６
号に前記個別電極ライン１２Ａないし１２Ｊの断面積を
長さに応じて大とし、各個別電極ライン群１２の発熱領
域１１から基板１０の短辺１０Ｂまでの抵抗値を一定に
揃えようとする手法が提案されている。しかしながら、
このような手法の場合、個々の個別電極ライン１２Ａな
いし１２Ｊを形成する場合、それぞれの厚みを多層印刷
で個別に制御して形成する大変面倒なものとなり、実用
に耐るものではない。また、このものでは個別電極ライ
ンによる発熱量のバラツキは改善可能であるものの、共
通電極ラインの抵抗値のバラツキは全く改善できるもの
でなかった。 （２）エッジタイプ また、前述したように近年、前記発熱領域列１１を基板
１０の長辺１０Ａにできるだけ近づける、いわゆるリア
ルエッジとも呼ばれる構造が取り沙汰されている。

【０００８】ところが、図５に示すように、発熱領域１
１Ａないし１１Ｊを１つの共通電極ライン１３に接続
し、この共通電極ライン１３の一方端のみを基板１０の
短辺１０Ｂに延長する構造のものの場合、共通電極ライ
ンの電流容量を発熱領域１１Ａないし１１Ｊを同時に通
電発熱したときの電流を許容する必要から、前記共通電
極ライン１３を広幅に形成する必要があり、前述したリ
アルエッジの要求に応え難かった。特に発熱領域１１Ａ
ないし１１Ｊの数が多くなる、前記複数列の同時印字用
のサーマルヘッドの場合には、共通電極ライン１３の幅
を更に広幅にする必要があった。

【０００９】本発明は以上のような従来の問題を解決
し、各発熱領域への配線抵抗の影響を低減するととも
に、リアルエッジタイプのサーマルヘッドに適用可能な
サーマルヘッドおよびこれを用いたプリンタを提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記技術的
課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、図７に示
すように、基板の端縁から発熱領域が離れるにつれて漸
次に発熱量が小さくなり、印字ドットの大きさのバラツ
キが視覚的に目立ってしまうことに着目し、共通電極ラ
インを２方向に引き出してその幅を狭く保ちつつ、発熱
領域の通電量に応じた容量を確保することを見いだし
た。

【００１１】すなわち、本発明では、平面視矩形状の基
板の表面に複数の発熱領域を前記基板の一辺と略平行に
列状に設け、前記各発熱領域に通電する複数の個別電極
ラインと共通電極ラインとを前記発熱領域の列と直交す
る基板の一方の辺部へ導出するサ−マルヘッドにおい
て、前記共通電極ラインは、発熱領域の列と、この列と
略平行な基板の一辺との間に帯状に形成する本体部と、
当該本体部から連なり前記基板の周辺部分に沿って前記
基板の引き出される一対の延長部とからなり、前記一対
の延長部のうち、その導出される基板の辺までの距離が
短い方の延長部の幅を細く形成したことを特徴とする。

【００１２】前記導出される基板の辺までの距離が短い
方の延長部の幅を、漸次幅細く形成することもできる。
そして前記発熱領域の抵抗値が２０オーム以下の低抵抗
のサーマルヘッドであって、このサーマルヘッドを前記
個別電極ラインと共通電極ラインとに３ボルトないし５
ボルトの電源電圧（例えば電池）を備えたプリンタに採
用すると良い。

【００１３】

【発明の作用】本発明では、共通電極ラインを、発熱領
域の列と略平行な基板の一辺との間に帯状に形成する本
体部と、当該本体部の両端部から電気的に連なり前記基
板の周辺部分に沿って、前記発熱領域の列と直交する基
板の一方の辺部へ延長した一対の延長部とに分離したこ
とによって、前記共通電極ラインの幅を細くすることが
できる。そして、前記一対の延長部のうち、その引き出
（導出）される基板の辺までの距離が短い方の延長部を
他の延長部より幅を細く叉は漸次幅細く形成して、共通
電極ラインと接続される各発熱領域との間での抵抗値を
均一に近づけるように働く。

【００１４】また、前記本体部は、導出される基板の辺
までの距離が短い方に向かって漸次幅を細く形成するこ
ともできる。さらに、前述したサーマルヘッドの発熱領
域の抵抗値が２０オーム以下の低抵抗とし、前記個別電
極ラインと共通電極ラインとに接続する電源電圧が３ボ
ルトないし５ボルトとすることにより、電池駆動可能と
なる。

【００１５】また、前記グループ内での個別電極ライン
の幅を、前記基板の端縁と発熱領域との距離が長いもの
ほど広幅に形成することにより、各個別電極ラインの抵
抗値の均一化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】本発明を薄膜タイプのサーマルヘッドに適用
した場合の一実施例を図１および図２に基づいて以下に
説明する。図において１はセラミックからなる基板であ
って、この基板１の中央部分の表面１Ａに、帯状の部分
グレーズ２を印刷焼成にて設け、この部分グレーズ２の
表面に発熱抵抗材料としてのチッ化タンタル等をスパッ
タリングにて膜状に形成し、前記チッ化タンタルからな
る膜を含み基板１全面にアルミニウムからなる導体膜を
スパッタリングで形成したの後、前記チッ化タンタルの
膜および導体膜の所定箇所をエッチングにて除去して、
発熱領域３および個別電極ライン５ないし共通電極ライ
ン６を適宜のレイアウトに形成する。そして、最終的に
残存した前記チッ化タンタルの膜（発熱領域３）および
導体膜（個別電極ライン５、共通電極ライン６）の表面
および露出した基板１の表面に、ＳｉＯ₂からなる耐酸
化防止層およびＳｉＮ系またはＴａ₂Ｏ₅等からなる耐摩
耗層を順次スパッタリングにて形成することにより完成
されるが、説明の便宜上これら耐酸化防止層、耐摩耗層
を図面から省略している。

【００１７】前述したようにして製造されてサーマルヘ
ッドは、平面視矩形状の基板１の表面１Ａに複数の発熱
領域３・・３を前記基板１の一辺１Ｂと略平行に列状に
設け、前記各発熱領域３に通電する複数の個別電極ライ
ン５と共通電極ライン６とを前記発熱領域３・・３の列
と直交する基板１の一方の辺１Ｃ側へ導出してなり、前
記共通電極ライン６は、発熱領域３・・３の列と、この
列と略平行な基板１の一辺１Ｂとの間に帯状に形成する
本体部６Ａと、当該本体部６Ａから連なり前記基板１の
周辺部分に沿って前記基板１の一方の辺１Ｃへ延長する
一対の延長部６Ｂ、６Ｃとからなり、前記一対の延長部
６Ｂ、６Ｃのうち、前記一方の辺１Ｃまでの距離が短い
方の延長部６Ｃの幅を長い方の延長部６Ｂに比べて細く
形成してある。

【００１８】前記共通電極ライン６の延長部６Ｂ、６Ｃ
の幅を引き出す辺１Ｃとの距離が短くなるほど細く形成
することにより、距離の短い延長部６Ｃの抵抗値を高
く、距離の長い延長部６Ｂの抵抗値を低くして、各発熱
領域３に影響する共通電極ライン６の抵抗値を均一に近
づけることが可能となる。 また、共通電極ライン６を
２方向に引き出し図示しない電源に接続するようにして
あるから、従来のように一方向のみに引き出す共通電極
ラインの幅に比べ、共通電極ライン６の本体部６Ａの幅
を細くしても従来以上の電流容量を確保できるととも
に、本体部６Ａの幅を細くして発熱領域３・・３の列を
基板の辺１Ｂにより近づけてリアルエッジタイプのサー
マルヘッドを提供できる。

【００１９】前記基板１の辺１Ｃまで延設した個別電極
ライン５と共通電極６の先端部分は、図示しない例えば
フレキシブルケーブルを介して前記発熱領域３を個別に
通電または通電を解除（オン／オフ）する駆動ＩＣ（図
示しない）に接続している。そしてこの駆動ＩＣは３Ｖ
ないし５Ｖの図示しない直流電源（電池）に接続されて
いる。

【００２０】図３に示すのは、前記実施例の変形例であ
る。この実施例では、前記共通電極ライン６の本体部６
Ａの幅を均一な幅とし、短い方の延長部６Ｃのみを幅細
としたが、これに換えて前記共通電極ライン６の本体部
６Ａと、これに連なる延長部６Ｃとを、前記基板１の辺
１Ｃに近づくにつれ漸次幅細く形成したものである。ま
た、もう一つの違いは、前記実施例では、個別電極ライ
ン５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅを全て同一幅とした
が、この幅をこの変形例では、基板１の辺１Ｃと発熱領
域３・・３とを繋ぐ個別電極ライン５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、
５Ｄ、５Ｅ、５Ｆの長いものほど幅を広く構成してある
（個別電極ラインの幅の関係：５Ａ＜５Ｂ＜５Ｃ＜５Ｄ
＜５Ｅ＜５Ｆ）。

【００２１】前述したように、共通電極ライン６の幅を
導出する基板１の辺１Ｃに近づくにつれて漸次幅細に形
成してあるから、共通電極ライン６に前記実施例のよう
な角部６Ｄ（図１参照）が形成されない構成でもって、
発熱領域３の発熱量を略均一に保つことが可能となる。
角部６Ｄが形成されないからその部分での電流集中が回
避できる。

【００２２】また、前記本体部６Ａ内における電圧降下
の差の均一化を図ることが可能となる。図４に示すのが
本変形例のサーマルヘッドを用いて感熱紙に印字した時
の印字状態を示す模式図である。図から明かなように、
この変形例では前述したように個別電極ライン５と共通
電極ライン６との抵抗値を略均一にするようにしている
から、印字ドットＡないしＦは全て略均一の大きさとな
る。

【００２３】前述した実施例では、個別電極ライン５の
抵抗値の調整を行っていないが、共通電極ライン６の抵
抗値を調整することによって、個々の発熱領域３に接続
される個別電極ライン５および共通電極ライン６とのト
ータル抵抗値の均一化を図り、図４に示すような印字ド
ットＡないしＦを得ることが可能となる。 なお、上記
実施例では薄膜タイプのサーマルヘッドを例にとって説
明したがこれに限らず、酸化ルテニュウムを主成分とす
る抵抗ペーストを印刷焼成して発熱領域を形成する厚膜
タイプのサーマルヘッドにも適宜採用することが可能で
ある。

【００２４】

【発明の効果】以上のような本発明の構成によれば以下
のような効果を奏する。すなわち、本発明では、共通電
極ラインを、発熱領域の列と略平行な基板の一辺との間
に帯状に形成する本体部と、当該本体部の両端部から電
気的に連なり前記基板の周辺部分に沿って、前記発熱領
域の列と直交する基板の一方の辺部へ延長した一対の延
長部とに分離したことによって、前記共通電極ラインの
幅を細くすることができる。このように共通電極ライン
を細くすることにより、発熱領域の列とこれと向かい合
う基板の辺との距離を短くしてリアルエッジのサーマル
ヘッドを提供できる。このようなサーマルヘッドをプリ
ンタに用いた場合、印字したものをすぐに確認できると
いった効果を有する。

【００２５】そして、前記一対の延長部のうち、その引
き出される基板の辺までの距離が短い方の延長部を他の
延長部より幅を細く叉は漸次幅細く形成して、共通電極
ラインと接続される各発熱領域との間での抵抗値を均一
に近づけことが可能となるから、サーマルヘッドの複数
の発熱領域の発熱量を均一に近づけて、印字ドットを略
均一なものとすることができる。

【００２６】また、前述したサーマルヘッドの発熱領域
の抵抗値が２０オーム以下の低抵抗とし、前記個別電極
ラインと共通電極ラインとに接続する電源電圧が３ボル
トないし５ボルトとすることにより、電池駆動可能とな
り、例えばハンデイタイプのプリンタを提供することが
可能となるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す平面図である。

【図２】図１のＡーＡ断面図である。

【図３】変形例を示す平面図である。

【図４】図３で示すサーマルヘッドで感熱紙に印字した
ときの印字ドットの発色状態を示す状態図である。

【図５】従来のサーマルヘッドを示す平面図である。

【図６】図５を回路的に模式した模式図である。

【図７】図５のサーマルヘッドで感熱紙に印字したとき
の印字ドットの発色状態を示す状態図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 部分グレーズ ３ 発熱領域 ５ 個別電極 ６ 共通電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面視矩形状の基板の表面に複数の発熱
   領域を前記基板の一辺と略平行に列状に設け、前記各発
   熱領域に通電する複数の個別電極ラインと共通電極ライ
   ンとを前記発熱領域の列と直交する基板の一方の辺側へ
   導出するサ−マルヘッドにおいて、 前記共通電極ラインは、発熱領域の列と、この列と略平
   行な基板の一辺との間に帯状に形成する本体部と、当該
   本体部の両端部から連なり前記基板の周辺部分に沿って
   引き出される一対の延長部とからなり、 前記一対の延長部のうち、導出する基板の辺までの距離
   が短い方の延長部の幅を他方の延長部の幅に比して細く
   形成したことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】 平面視矩形状の基板の表面に複数の発熱
   領域を前記基板の一辺と略平行に列状に設け、前記各発
   熱領域に通電する複数の個別電極ラインと共通電極ライ
   ンとを前記発熱領域の列と直交する基板の一方の辺側へ
   導出するサ−マルヘッドにおいて、 前記共通電極ラインは、発熱領域の列と、この列と略平
   行な基板の一辺との間に帯状に形成する本体部と、当該
   本体部から連なり前記基板の周辺部分に沿って引き出さ
   れる一対の延長部とからなり、 前記一対の延長部のうち、導出する基板の辺までの距離
   が短い方の延長部を漸次幅を細く形成したことを特徴と
   するサーマルヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１または２のサーマルヘッドにお
   いて、前記本体部は導出する基板の辺までの距離が短い
   方の延長部の側に漸次幅細く形成したことを特徴とする
   サーマルヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のサーマルヘッドにお
   いて、前記発熱領域の抵抗値が２０オーム以下の低抵抗
   であって、前記個別電極ラインと共通電極ラインとに接
   続する電源電圧が３ボルトないし５ボルトであることを
   特徴とするプリンタ。