(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に多数の発熱抵抗体を被着・配列させるとともに該多数の発熱抵抗体を無機質材料から成る単一の保護膜で共通に被覆してなるサーマルヘッドにおいて、
前記保護膜の表面で、かつ隣接する前記発熱抵抗体の間の領域に、フッ素樹脂から成るオーバーコート層を被着させ、前記発熱抵抗体上の前記保護膜の表面に前記オーバーコート層を存在させておらず、
前記オーバーコート層の表面の高さが、前記発熱抵抗体上の前記保護膜の表面よりも低い高さに位置設定されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記オーバーコート層の厚みが０．０５μｍ〜１０μｍに設定されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のサーマルヘッドと、
前記発熱抵抗体上の前記保護膜に対して記録媒体を押圧しつつ搬送するプラテンローラとを備え、
記録動作時、前記プラテンローラからの押圧力を前記オーバーコート層にも印加するようになしたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとして用いられるサーマルヘッド及びそれを用いたサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとしてサーマルヘッドが用いられている。
【０００３】
かかる従来のサーマルヘッドとしては、例えば図３に示す如く、アルミナセラミックス等から成る基板１１の上面に多数の発熱抵抗体１３を直線状に被着・配列させた上、これらを窒化珪素等の無機質材料から成る保護膜１５で被覆した構造のものが知られており、感熱紙等の記録媒体を外部のプラテンローラ１７で発熱抵抗体１３上の保護膜表面に摺接させながら、多数の発熱抵抗体１３を外部からの画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルヘッドとして機能する。
【０００４】
尚、前記保護膜１５は発熱抵抗体１３や電極パターンを感熱紙等の摺接による磨耗や大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護するためのものであり、かかる保護膜１５の形成は、上述の無機質材料を従来周知のスパッタリング等によって発熱抵抗体１３等の表面に所定厚みに堆積させることによって行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のサーマルヘッドは隣接する発熱抵抗体間に紙カスが溜まり易い構造となっている。このような紙カスが隣接する発熱抵抗体間の保護膜表面に多量に付着されると、その記録動作に伴い記録媒体をサーマルヘッドに押圧しつつ搬送したときに記録媒体が紙カスに引っ掛かってスティッキングを生じ易く、記録媒体が折れ曲がって紙詰まりを起こしたり、“掠れ”等の印画不良を発生する欠点を有していた。
【０００６】
本発明は上記欠点に鑑みて案出されたもので、その目的は、紙カスの付着を有効に防止して記録媒体の搬送状態を安定化せしめ、記録媒体に良好な印画を形成することが可能なサーマルヘッド及びサーマルプリンタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルヘッドは、基板の上面に多数の発熱抵抗体を被着・配列させるとともに該多数の発熱抵抗体を無機質材料から成る単一の保護膜で共通に被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記保護膜の表面で、かつ隣接する前記発熱抵抗体の間の領域に、フッ素樹脂から成るオーバーコート層を被着させ、前記発熱抵抗体上の前記保護膜の表面に前記オーバーコート層を存在させておらず、前記オーバーコート層の上面の高さが、前記発熱抵抗体上の前記保護膜の表面よりも低い高さに位置設定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明のサーマルヘッドは、前記オーバーコート層の厚みが０．０５μm〜１０μmに設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
そして本発明のサーマルプリンタは、上述の本発明のサーマルヘッドと、前記発熱抵抗体上の前記保護膜に対して記録媒体を押圧しつつ搬送するプラテンローラとを備え、記録動作時、前記プラテンローラからの押圧力を前記オーバーコート層にも印加するようになしたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、基板の上面に多数の発熱抵抗体を被着・配列させるとともに該多数の発熱抵抗体を無機質材料から成る単一の保護膜で共通に被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記保護膜の表面で、かつ隣接する前記発熱抵抗体の間の領域に、フッ素樹脂から成るオーバーコート層を被着させるようにしたことから、オーバーコート層を形成するフッ素樹脂の防汚作用により隣接する発熱抵抗体間に紙カスが溜まるのを有効に防止することができる。しかも、フッ素樹脂からなるオーバーコート層は表面の摩擦係数が小さいため、記録動作時、記録媒体をサーマルヘッドの保護膜表面に押圧しつつ搬送してもスティッキングを生じることは殆どなく、記録媒体の搬送状態を安定化させて良好な印画を形成することが可能となる。
【００１３】
また本発明によれば、前記オーバーコート層を形成するフッ素樹脂は、その絶縁抵抗を比較的低く設定することができることから、記録媒体の表面に帯電した静電気をオーバーコート層全体に拡散させて保護膜の静電破壊を有効に防止することができ、サーマルヘッドの信頼性向上にも供することができる。
【００１４】
更に本発明によれば、前記オーバーコート層を前記発熱抵抗体上の前記保護膜の表面に存在させないでおくことにより、記録動作時、オーバーコート層の内部にこもった熱が印画品質に悪影響を及ぼすことはなく、濃度むらの少ない鮮明な印画を得ることもできる。
【００１５】
また更に本発明によれば、前記オーバーコート層の表面の高さが、前記発熱抵抗体上の前記保護膜の表面よりも低い高さに位置設定されていることにより、プラテンローラの押圧・回転に伴う大きな摩擦力に起因してオーバーコート層に剥離を生じることはなく、オーバーコート層を保護膜表面の所定箇所に長期にわたって良好に被着させておくことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの斜視図、図２（ａ）（ｂ）は図１のサーマルヘッドを用いて印画を行なう場合のサーマルヘッドとプラテンローラとの位置関係を示す縦（副走査方向）断面図及び横（主走査方向）断面図であり、１は基板、３は発熱抵抗体、５は保護膜、６はオーバーコート層、７はプラテンローラである。
【００１７】
前記基板１は、アルミナセラミックス等によって矩形状をなすように形成されており、その上面には部分グレーズ層２や発熱抵抗体３，電極パターン４，保護膜５等が被着され、これらを支持する支持母材として機能する。
【００１８】
前記基板１は、例えばアルミナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に成すとともにこれを従来周知のドクターブレード法等を採用することによってセラミックグリーンシートを形成し、これを所定形状に打ち抜いた上、高温で焼成することにより製作される。
【００１９】
また前記基板１の上面には、ガラス製の部分グレーズ層２が基板１の長手方向に帯状に被着されている。
【００２０】
前記部分グレーズ層２は、例えば曲率半径１ｍm〜４ｍmの断面円弧状をなすように形成されており、その頂部の厚みは２０μm〜１４０μmに設定される。
【００２１】
この部分グレーズ層２は、低熱伝導性（熱伝導率：０．７Ｗ／ｍ・Ｋ〜１．０Ｗ／ｍ・Ｋ）のガラスにより形成されているため、その内部で発熱抵抗体３の発する熱の一部を蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持する作用、具体的には、発熱抵抗体３の温度を短時間で印画に必要な所定の温度まで上昇させる作用を為し、また外形が断面円弧状を成すように形成されているため、その頂部付近に配される発熱抵抗体３を上方（プラテンローラ７側）へ突出させて記録媒体に対する印圧を高く維持する作用も為す。
【００２２】
尚、前記部分グレーズ層２は、ガラス粉末に適当な有機溶剤を添加・混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板１の上面に帯状に印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによって形成される。
【００２３】
更に前記部分グレーズ層２の頂部付近には、その長手方向にわたり多数の発熱抵抗体３が被着・配列され、該各発熱抵抗体３には電極パターン４が電気的に接続されている。
【００２４】
前記発熱抵抗体３は、例えば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列されており、これらの発熱抵抗体３は各々がＴａＮやＴａＳｉＯ，ＴｉＳｉＯ等の電気抵抗材料により形成されているため、電極パターン４を介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印画を形成するのに必要な温度、例えば１３０℃〜３５０℃の温度となる。
【００２５】
尚、図１ではサーマルヘッドの構成を簡略化して示すために、発熱抵抗体３を６個だけ用いてサーマルヘッドを構成したものを図示している。
【００２６】
一方、前記発熱抵抗体３に接続されている電極パターン４は、発熱抵抗体３に電源電力を供給するための給電配線として機能するものであり、アルミニウムや銅等の金属材料から成り、部分グレーズ層２上から基板１の表面にかけて被着・導出されている。
【００２７】
このような発熱抵抗体３や電極パターン４は、従来周知の薄膜形成技術、例えばＴａＮ等の電気抵抗材料とアルミニウム等の金属材料とを部分グレーズ層２を被着させた基板１の上面に従来周知のスパッタリング等によって順次被着させ、これらのスパッタ膜を従来周知のフォトリソグラフィー技術やエッチング技術等を採用し所定パターンに加工することによって形成される。
【００２８】
尚、この工程では、部分グレーズ層２の表面を０．１μｍ〜２．０μｍだけオーバーエッチングするようにしており、これによって、隣接する発熱抵抗体間に位置する部分グレーズ層２の上面が発熱抵抗体３の上面よりも０．１μｍ〜２．０μｍほど下方に位置する形になしている。
【００２９】
また前記発熱抵抗体３や電極パターン４等を被着させた基板１や部分グレーズ層２の上面には保護膜５が被着され、このような単一の保護膜５によって多数の発熱抵抗体３や多数の電極パターン４を共通に被覆している。
【００３０】
前記保護膜５は、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）やサイアロン（Ｓｉ-Ａｌ-Ｏ-Ｎ）等の耐磨耗性に優れた無機質材料から成り、発熱抵抗体３や電極パターン４を感熱紙等の摺接による磨耗や大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護する作用を為す。
【００３１】
このような保護膜５は、従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリングを採用し、上述の無機質材料を発熱抵抗体３や電極パターン４等の上面に２μｍ〜２０μｍの厚みに被着させることにより下地に沿って形成される。
【００３２】
そして、このような保護膜５の上面には、隣接する発熱抵抗体の間の領域に、オーバーコート層６が被着されている。
【００３３】
前記オーバーコート層６は、フッ素樹脂によって、例えば０．１μm〜１０μmの厚みに形成されており、発熱抵抗体３上の保護膜表面に存在しないように櫛歯状にパターン形成（図１の斜線部参照）されている。
【００３４】
また前記オーバーコート層６は、その表面の高さが発熱抵抗体３上の保護膜表面と同等もしくはそれ以下の高さに位置設定されており、記録動作時、プラテンローラ７が発熱抵抗体３上の保護膜表面よりもオーバーコート層６の表面に対して強く押圧されることはない。
【００３５】
このように、保護膜５の表面で、かつ隣接する発熱抵抗体間の領域に、フッ素樹脂から成るオーバーコート層６を被着させたことから、記録動作時、オーバーコート層６を形成するフッ素樹脂の防汚作用により隣接する発熱抵抗体間に紙カスが溜まるのを有効に防止することができる。しかも、フッ素樹脂からなるオーバーコート層６は表面の摩擦係数が小さいため、記録媒体をサーマルヘッドの保護膜表面に押圧しつつ搬送してもスティッキングを生じることは殆どなく、記録媒体の搬送状態を安定化させて良好な印画を形成することが可能となる。
【００３６】
またこの場合、オーバーコート層６を形成するフッ素樹脂は、その絶縁抵抗を比較的低く設定することができることから、記録媒体の表面に帯電した静電気をオーバーコート層全体に拡散させて保護膜５の静電破壊を有効に防止することもできる利点もある。
【００３７】
更に前記オーバーコート層６は発熱抵抗体３上の保護膜表面に存在していないことから、記録動作時、オーバーコート層６の内部にこもった熱が印画品質に悪影響を及ぼすことはなく、濃度むらの少ない鮮明な印画を得ることもできる。
【００３８】
尚、このようなオーバーコート層６は、例えば液状に成したフッ素樹脂の前駆体をディスペンサー等を用いて保護膜表面に塗布し、これを１００℃〜２００℃の温度で硬化・重合させた後、従来周知のフォトエッチング技術等を採用し、硬化させたフッ素樹脂を微細加工することにより所定パターンに被着・形成される。
【００３９】
そして、上述の構成をもったサーマルヘッドが組み込まれるサーマルプリンタには、サーマルヘッドの発熱抵抗体３上に直径６ｍｍ〜３０ｍｍ程度のプラテンローラ７が回転可能に支持され、このプラテンローラ７によって記録媒体をサーマルヘッドの表面に押圧しつつ記録媒体を発熱抵抗体３の配列方向と直交する方向に搬送しながら、サーマルヘッドの発熱抵抗体３を外部からの画像データに基づいて選択的に発熱させ、これらの熱を記録媒体に伝導させて印画を形成することによって一連の記録動作が行なわれる。
【００４０】
このとき、前述したサーマルヘッドのオーバーコート層６は、上面の高さが発熱抵抗体３上の保護膜表面と同等もしくはそれ以下の高さに位置設定されていることから、プラテンローラ７の押圧・回転に伴う大きな摩擦力に起因してオーバーコート層６に剥離を生じることはなく、オーバーコート層６を保護膜表面の所定箇所に長期にわたって良好に被着させておくことができ、これによってもサーマルヘッドの信頼性向上に供することができる。
【００４１】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の上面に多数の発熱抵抗体を被着・配列させるとともに該多数の発熱抵抗体を無機質材料から成る単一の保護膜で共通に被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記保護膜の表面で、かつ隣接する発熱抵抗体の間の領域に、フッ素樹脂から成るオーバーコート層を被着させるようにしたことから、オーバーコート層を形成するフッ素樹脂の防汚作用により隣接する発熱抵抗体間に紙カスが溜まるのを有効に防止することができる。しかも、フッ素樹脂からなるオーバーコート層は表面の摩擦係数が小さいため、記録動作時、記録媒体をサーマルヘッドの保護膜表面に押圧しつつ搬送してもスティッキングを生じることは殆どなく、記録媒体の搬送状態を安定化させて良好な印画を形成することが可能となる。
【００４３】
また本発明によれば、前記オーバーコート層を形成するフッ素樹脂は、その絶縁抵抗を比較的低く設定することができることから、記録媒体の表面に帯電した静電気をオーバーコート層全体に拡散させて保護膜の静電破壊を有効に防止することができ、サーマルヘッドの信頼性向上にも供することができる。
【００４４】
更に本発明によれば、前記オーバーコート層を発熱抵抗体上の保護膜表面に存在させないでおくことにより、記録動作時、オーバーコート層の内部にこもった熱が印画品質に悪影響を及ぼすことはなく、濃度むらの少ない鮮明な印画を得ることもできる。
【００４５】
また更に本発明によれば、前記オーバーコート層の表面の高さを、発熱抵抗体上の保護膜表面と同等もしくはそれ以下の高さに位置設定しておくことにより、プラテンローラの押圧・回転に伴う大きな摩擦力に起因してオーバーコート層に剥離を生じることはなく、オーバーコート層を保護膜表面の所定箇所に長期にわたって良好に被着させておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの斜視図である。
【図２】図１のサーマルヘッドを用いて印画を行なう場合のサーマルヘッドとプラテンローラとの位置関係を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図３】従来のサーマルヘッドの横断面図である。
【符号の説明】
１・・・基板、２・・・部分グレーズ層、３・・・発熱抵抗体、４・・・電極パターン、５・・・保護膜、６・・・オーバーコート層、７・・・プラテンローラ
【図１】
0004721570.tif 000002
【図２】
0004721570.tif 000003
【図３】
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