(57)【要約】【課題】サーマルプリントヘッドの構成部品と記録媒体との接触を防止し、高信頼性で高品位性のサーマルプリントヘッドを提供すること。【解決手段】放熱基板１０の主面１０ａ上に配置した抵抗体基板部１１Ａおよび駆動回路基板部１１Ｂを具備し、抵抗体基板部１１Ａは、断面が凸形状のグレーズ層１５と、グレーズ層１５上に形成した発熱抵抗体１６と、発熱抵抗体１６上に間隙Ｇを設けて形成した電極１７、１８と、間隙Ｇ部分に露出する発熱部１６ａを被覆する被覆層１９とを有し、駆動回路基板部１１Ｂは、保護層２１で被覆され発熱部１６ａに流す電流を制御する駆動ＩＣ２０を有するサーマルプリントヘッドにおいて、放熱基板１０の主面１０ａを基準にしてグレーズ層１５の頂点Ｐを保護層２１の頂点Ｒよりも低く形成するとともに、グレーズ層１５の頂点Ｐを挟んで発熱部１６ａを駆動ＩＣ２０の反対側に設け、かつ、発熱部１６ａ中心から上方に延長した延長線ｎが交差する被覆層１９表面における接線Ｓが保護層２１の上方を通過する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱基板の一方の主面上に設けた抵抗体基板部および駆動回路基板部を具備し、前記抵抗体基板部は、前記放熱基板の上方に位置する断面が凸形状のグレーズ層と、このグレーズ層上に形成した発熱抵抗体と、この発熱抵抗体上に間隙を設けて形成した電極と、この電極の間隙部分に露出する前記発熱抵抗体の発熱部を少なくとも被覆する被覆層とを有し、前記駆動回路基板部は、前記放熱基板の上方に位置して保護層で被覆され、前記発熱部に流す電流を制御する駆動ＩＣを有するサーマルプリントヘッドにおいて、前記放熱基板の主面を基準にして前記グレーズ層の頂点を前記保護層の頂点よりも低く形成するとともに、前記グレーズ層の頂点を挟んで前記発熱部を前記駆動ＩＣの反対側に設け、かつ、前記発熱部中心からその上方に延長した延長線が交差する前記被覆層表面における接線が、前記保護層の上方を通ることを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項２】
被覆層表面における接線と放熱基板の主面とがなす角度をθ、前記放熱基板の主面を基準にして前記接線が被覆層に接する接点の高さをＨｒ、保護層の頂点の高さをＨｉｃとし、前記接点から前記保護層の頂点までの水平距離をＬとした場合に、（Ｈｉｃ−Ｈｒ）＜（Ｌ×ｔａｎθ）である請求項１記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
放熱基板の一方の主面上に設けた抵抗体基板部および駆動回路基板部を具備し、前記抵抗体基板部は、前記放熱基板の上方に位置する断面が凸形状のグレーズ層と、このグレーズ層上に形成した発熱抵抗体と、この発熱抵抗体上に間隙を設けて形成した電極と、この電極の間隙部分に露出する前記発熱抵抗体の発熱部を少なくとも被覆する被覆層とを有し、前記駆動回路基板部は、前記放熱基板の上方に位置して保護層で被覆され、前記発熱部に流す電流を制御する駆動ＩＣを有するサーマルプリントヘッドにおいて、前記放熱基板の主面を基準にして前記グレーズ層の頂点を前記保護層の頂点よりも低く形成するとともに、前記グレーズ層の頂点を挟んで前記発熱部を前記駆動ＩＣの反対側に設け、かつ、前記発熱部中心からその上方に延長した延長線が交差する前記被覆層表面における接線が、前記放熱基板上に位置する構成部品の上方を通ることを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
構成部品は、抵抗体基板部を構成する部品および駆動回路基板部を構成する部品の少なくとも１つである請求項３記載のサーマルプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像記録デバイスとして用いるサーマルプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリントヘッドは低騒音でランニングコストが低いなどの利点があり、バーコードプリンターや計量機、デジタル製版機、ビデオプリンター、イメージャー、シールプリンターなどの各機器に、出力用デバイスとして広く利用されている。そして、サーマルプリントヘッドは、発熱部を設けた抵抗体基板部および駆動ＩＣを搭載した駆動回路基板部などを、放熱基板の一方の主面上に配置した構造になっている。
【０００３】
抵抗体基板部は、アルミナ等のセラミック製支持基板などから構成され、支持基板上に保温層として機能するグレーズ層が設けられている。グレーズ層上に、スパッタ法などの薄膜形成法によって、発熱抵抗体層および導電層が順に形成される。導電層にはアルミニウムなどの材料が使用される。
【０００４】
グレーズ層上に設けた発熱抵抗体層および導電層は、フォトエングレービングプロセスにより、たとえば発熱部を有する複数の発熱抵抗体およびそれぞれの発熱部と個々に接続する個別電極、この個別電極との間に間隙をもって設けられる共通電極などに形成される。その後、スパッタ法などの薄膜形成法により、発熱部、および個別電極や共通電極の必要部位に被覆層が形成される。
【０００５】
一方、駆動回路基板部は駆動回路基板上に駆動ＩＣなどを搭載し、その後、上記の方法で形成した抵抗体基板部とともに放熱基板上に配置される。
【０００６】
その後、駆動回路基板に搭載した駆動ＩＣと抵抗体基板上に形成した個別電極との間などをワイヤー等で電気的に接続する。さらに駆動ＩＣやワイヤー等を被覆し保護する保護層などを形成して、サーマルプリントヘッドが完成する。
【０００７】
上記した構成のサーマルプリントヘッドは、駆動ＩＣの制御により、印字内容に対応した発熱部に対して選択的に電流を流し、発熱部を加熱させる。これと同時に、感熱紙や製版フィルム、印画紙、メディアなどの記録媒体を発熱部上に走行させ、発熱部の発熱を利用して印字が行われる。
【０００８】
ところで、従来のサーマルプリントヘッドは、駆動回路基板面上に突出する駆動ＩＣ用の保護層が走行中の記録媒体と接触しないように、たとえばニアエッジ構造を採用している。ニアエッジ構造は、たとえば断面を凸形状に形成したグレーズ層の頂点を挟んで、駆動ＩＣの反対側に発熱部を配置し、発熱部を抵抗体基板の端部近くに設ける方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のサーマルプリントヘッドは、印字走行中の記録媒体が駆動ＩＣ用の保護層と接触しないように、たとえばニアエッジ構造を採用している。
【００１０】
ニアエッジ構造を採用しても、駆動ＩＣ用の保護層が高い場合、あるいは、駆動ＩＣと発熱部との距離が短い場合、発熱部中心における接線と放熱基板とのなす角度が小さい場合、記録媒体が通る媒体パスと保護層との間に十分な間隔がない場合などは、記録媒体が保護層に接触することがある。記録媒体と保護層が接触すると、保護層が削られて駆動ＩＣが露出し、駆動ＩＣが破損するなどして信頼性や品位性が低下する。また、ストレートな媒体パスを確保できないなどの問題がある。
【００１１】
このような問題は、駆動ＩＣ用の保護層に限らず、その他の構成部品でも同様の問題が発生する。たとえば駆動ＩＣ用の保護層を保護する金属カバーなどを、保護層上方に配置した場合は、記録媒体と金属カバーが接触することがある。
【００１２】
本発明は、上記した欠点を解決し、サーマルプリントヘッドの構成部品と記録媒体との接触を防止し、高信頼性で高品位性のサーマルプリントヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、放熱基板の一方の主面上に設けた抵抗体基板部および駆動回路基板部を具備し、前記抵抗体基板部は、前記放熱基板の上方に位置する断面が凸形状のグレーズ層と、このグレーズ層上に形成した発熱抵抗体と、この発熱抵抗体上に間隙を設けて形成した電極と、この電極の間隙部分に露出する前記発熱抵抗体の発熱部を少なくとも被覆する被覆層とを有し、前記駆動回路基板部は、前記放熱基板の上方に位置して保護層で被覆され、前記発熱部に流す電流を制御する駆動ＩＣを有するサーマルプリントヘッドにおいて、前記放熱基板の主面を基準にして前記グレーズ層の頂点を前記保護層の頂点よりも低く形成するとともに、前記グレーズ層の頂点を挟んで前記発熱部を前記駆動ＩＣの反対側に設け、かつ、前記発熱部中心からその上方に延長した延長線が交差する前記被覆層表面における接線が、前記保護層の上方を通ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、保護層などサーマルプリントヘッドの構成部品と記録媒体との接触が回避され、信頼性および品位性の高いサーマルプリントヘッドが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態について図１の概略断面図を参照して説明する。
【００１６】
放熱基板１０の一方の面、たとえば図示上方の主面１０ａ上に抵抗体基板部１１Ａおよび駆動回路基板部１１Ｂが隣接して設けられている。
【００１７】
抵抗体基板部１１Ａは、アルミナ等のセラミック製支持基板１４などから構成され、支持基板１４上にグレーズ層１５が形成されている。グレーズ層１５は保温層として機能し、印字動作時に、記録媒体が移動する方向たとえば副走査方向における断面が山型の凸形状に形成されている。
【００１８】
グレーズ層１５上に、発熱抵抗体１６が形成され、発熱抵抗体１６上に電流を流すための電極、たとえば両者間に間隙Ｇを設けた個別電極１７および共通電極１８が形成されている。個別電極１７はたとえば間隙Ｇを挟んで図示左側に位置し、共通電極１８は図示右側に位置している。発熱抵抗体１６および個別電極１７、共通電極１８の組は複数形成され、たとえば図面の表側から裏側方向に向って平行に配置されている。
【００１９】
発熱抵抗体１６および個別電極１７、共通電極１８は、たとえばスパッタ法などの薄膜形成法によって、グレーズ層１５上に発熱抵抗体層および導電層が順に形成され、その後、フォトエングレービングプロセスによって形成される。
【００２０】
間隙Ｇに露出する発熱抵抗体１６部分は発熱部１６ａとして機能する。発熱部１６ａは、グレーズ層１５の一番高い頂点Ｐを基準にして駆動回路基板１３と反対側、たとえば頂点Ｐとこの頂点Ｐに近い側の支持基板１４端部１４ａとの間の傾斜面に位置し、いわゆるニアエッジ構造になっている。
【００２１】
発熱抵抗体１６上に形成する複数の個別電極１７は、たとえば複数の発熱部１６ａと個々に接続し、共通電極１８は複数の発熱部１６ａと共通に接続する。
【００２２】
また、スパッタ法などの薄膜形成法により、複数の発熱部１６ａ上、および個別電極１７上や共通電極１８上の必要部位に、これらを保護する被覆層１９が形成される。被覆層１９の表面は、グレーズ層１５の断面形状に対応して凸形状になっている。
【００２３】
上記の抵抗体基板部１１Ａは、たとえば面積の大きい１つのセラミック支持基板１４上に複数個分が形成され、その後、ダイシングやブレーキングなどで１個分ずつに切断される。このとき、発熱部１６ａに近い側の支持基板１４の端面１４ａ部分は、記録媒体が走行する媒体パスと干渉しないようにするために寸法精度が必要とされ、たとえばダイシングで切断される。
【００２４】
一方、駆動回路基板部１１Ｂは、駆動回路基板１３などから構成され、その図示上面に電気信号を伝送する回路パターン（図示せず）などが形成され、また駆動ＩＣ２０などが搭載される。
【００２５】
その後、駆動回路基板部１１Ｂは、上記した抵抗体基板部１１Ａに隣接して放熱基板１０上に接合配置される。
【００２６】
その後、抵抗体基板部１１Ａの個別電極１７と駆動回路基板部１１Ｂの駆動ＩＣ２０との間、および、駆動ＩＣ２０と駆動回路基板１３上の回路パターンとの間などをワイヤーＷで電気的に接続する。
【００２７】
その後、駆動ＩＣ２０やワイヤーＷを被覆し保護する保護層２１を形成して、サーマルヘッドが完成する。このとき、保護層２１の一部は、抵抗体基板部１１Ａの被覆層１９上などにも形成される。
【００２８】
上記した構成の場合、グレーズ層１５の頂点の高さが高くなると、グレーズ層１５が急傾斜の凸面になり、発熱抵抗体１６や個別電極１７、共通電極１８のパターン精度が低下する。そのため、放熱基板１０の主面１０ａを基準にして、グレーズ層１５の高さを保護層２１の頂点あるいはワイヤーＷの最高点あるいは駆動ＩＣ２０の上端面よりも低くしている。また、この場合、グレーズ層１５上に設けられる発熱部１６ａおよび発熱部１６ａ上の被覆層１９表面も、保護層２１の頂点あるいはワイヤーＷの最高点あるいは駆動ＩＣ２０の上端面よりも低くなっている。
【００２９】
次に、上記したサーマルプリントヘッドを構成する各構成部品の配置例について説明する。
【００３０】
発熱部１６ａの中心、たとえば副走査方向における間隙Ｇの中心から、発熱部１６ａ中心に接する面に対して垂直方向に延ばした延長線ｎと被覆層１９表面とが交差する交差点をＱとし、その交差点Ｑに接する副走査方向の接線をＳとした場合に、接線Ｓと放熱基板１０の主面１０ａとのなす角をθ、放熱基板１０の主面１０ａを基準にして交差点Ｑの高さをＨｒ、保護層２１の一番高い頂点Ｒの高さをＨｉｃとし、また、交差点Ｑから保護層２１の頂点Ｒまでの水平距離をＬとすると、次の（１）式を満たす関係になっている。
【００３１】
（Ｈｉｃ−Ｈｒ）＜（Ｌ×ｔａｎθ）…（１）
たとえば、支持基板１４面を基準にしたグレーズ層１５の頂点Ｐの高さを５０〜１２０μｍの範囲に形成し、発熱部１６ａを、グレーズ層１５の頂点Ｐから支持基板１４の端部１４ａ側に１５０〜３５０μｍの範囲にオフセットしている。また、交差点Ｑに接する接線Ｓと放熱基板１０の主面１１ａとのなす角（θ）を５〜１５°の範囲にしている。
【００３２】
上記した構成のサーマルプリントヘッドにおいて、駆動ＩＣ２０の制御で、印字内容で対応する発熱部１６ａに対して選択的に電流を流し、発熱部１６ａを加熱する。これと同時に、感熱紙や製版フィルムなどの記録媒体を発熱部１６ａ上方の被覆層１９表面に接するように走行させ、発熱部１６ａの発熱を利用して印字が行われる。
【００３３】
このとき、（１）式の関係から、発熱部１６ａ中心からその上方に延びる延長線ｎが被覆層１９表面と交差する点、つまり交差点Ｑにおける接線Ｓが保護層２１頂点Ｒのその上方を通る構成になっている。そのため、接線Ｓに沿うストレートな媒体パスが実現される。また、記録媒体と駆動ＩＣ２０の保護層２１との接触が回避され、駆動ＩＣ２０の損傷発生を防止でき、高信頼性で高品位性のサーマルプリントヘッドが実現する。
【００３４】
また、グレーズ層１５の頂点Ｐの高さを保護層２１の頂点Ｒの高さ（Ｈｉｃ）よりも低くし、あるいはワイヤーＷの最高点や駆動ＩＣ２０の上端面よりも低くしている。そのため、発熱抵抗体１６や個別電極１７、共通電極１８のパターンを高精度に形成できる。
【００３５】
上記の実施形態は、駆動ＩＣ用の保護層と記録媒体との接触を防止する場合で説明している。しかし、その他の構成部品、たとえば駆動ＩＣ用の保護層を保護する金属カバーなどを保護層の上方に設けた場合は、発熱部中心上に位置する被覆層表面に接する接線が金属カバーなどの上方を通るように設定し、記録媒体と金属カバーとの接触を防止する。
【００３６】
また、上記の実施形態は、抵抗体基板部の支持基板と駆動回路基板部の駆動回路基板を独立して形成している。しかし、抵抗体基板部を構成するグレーズ層や発熱抵抗体、電極などと、駆動回路基板部を構成する駆動ＩＣなどを、共通の基板上に形成し、あるいは配置した構成にすることもできる。
【００３７】
また、上記の実施形態は、発熱抵抗体層および導電層を薄膜形成している。しかし、本発明は、発熱抵抗体層や導電層を厚膜印刷した場合にも適用できる。また、電極層などの材料もアルミニウムなどに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…放熱基板
１１Ａ…抵抗体基板部
１１Ｂ…駆動回路基板部
１３…駆動回路基板
１４…支持基板
１５…グレーズ層
１６…発熱抵抗体
１６ａ…発熱抵抗体の発熱部
１７…個別電極
１８…共通電極
１９…被覆層
２０…駆動ＩＣ
２１…保護層
Ｇ…電極の間隙
Ｐ…グレーズ層の頂点
Ｒ…保護層の頂点
Ｓ…接線
ｎ…延長線
【図１】
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