JP2000015856A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】全体構造の大型化及び重量増加を招くことなく
高速印画に対応し得るサーマルヘッドを提供する。 【解決手段】上面もしくは端面に複数個の発熱抵抗体か
ら成る発熱抵抗体列２が設けられている長尺状のヘッド
基板１を、長尺状の放熱板３上に載置させて成るサーマ
ルヘッドにおいて、前記放熱板３の内部に、該放熱板３
の長さ方向の両端面に通じる複数個の貫通孔３ａを設け
る。また前記放熱板３の端面における貫通孔３ａの面積
開口率を３０〜７０％に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワードプロセッサ
やファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサ
ーマルヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図３に
示す如く、上面に複数個の発熱抵抗体から成る発熱抵抗
体列１２が設けられている長尺状のヘッド基板１１をア
ルミニウム等の金属から成る長尺状の放熱板１３上に載
置・固定した構造を有しており、かかるサーマルヘッド
は、感熱紙等の記録媒体をヘッド基板１１の発熱抵抗体
列１２上に搬送しながら各発熱抵抗体を印画信号に基づ
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。

【０００３】尚、前記放熱板１３は、その上面でヘッド
基板１１を支持するとともに、ヘッド基板１１中の熱の
一部を吸収してこれを大気中に放散させることによりヘ
ッド基板１１の温度が過度に高温となるのを防止するた
めのものであり、従来周知のダイキャスト成形法、即
ち、アルミニウム等のインゴット（塊）を加熱・溶融さ
せて所定の金型に流し込み、これを冷却後、金型より取
り出すことによって製作されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、高速
印画の要請が市場において高まっており、１０インチ／
秒以上の印画速度にも対応可能なサーマルヘッドが求め
られている。

【０００５】しかしながら、上述した従来のサーマルヘ
ッドにおいて印画速度を上げると、ヘッド基板１１では
一定時間内により多くの熱が発するようになることか
ら、ヘッド基板１１の温度上昇が著しくなる。これらの
熱を放熱板１３によって良好に吸収するには放熱板１３
の厚みをその分厚くする等して放熱板１３を大型化する
方向で対応せざるを得ず、その場合、サーマルヘッドの
全体構造の大型化及び重量増加を招く欠点を有してい
る。

【０００６】一方、上述した放熱板１３の下面に複数個
のフィン状部材を一体的に立設して放熱板１３の放熱性
を改善した従来のサーマルヘッドが知られている。

【０００７】ところがこのようなフィン付きの放熱板１
３は下面が平坦でないためにプリンタ本体への取り付け
等に大きな制約を受け、またヘッド基板１１から吸収し
た熱によって放熱板自身が高温になるとフィン状部材が
ヘッド基板１１と放熱板１３との熱膨張係数の相違に起
因して放射状に広がり、その結果、サーマルヘッドの平
坦性が大きく損なわれる欠点を有していた。

【０００８】また上述のようなフィン付きの放熱板１３
を用いる場合、放熱板１３の下面が平坦でないためにサ
ーマルヘッドをプリンタ本体に取り付ける際、放熱板１
３の両端部等でプリンタ本体に固定するしかなく、その
場合、プラテンローラ等による押圧力がサーマルヘッド
の両端部に集中する傾向があり、記録媒体をサーマルヘ
ッドの長さ方向にわたって均一に押圧させることができ
なくなる。そのため、主走査方向の中央域等で印圧が弱
くなり、印画の濃度むら等が発生していた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、上面も
しくは端面に複数個の発熱抵抗体から成る発熱抵抗体列
が設けられている長尺状のヘッド基板を、長尺状の放熱
板上に載置させて成るサーマルヘッドにおいて、前記放
熱板の内部に、該放熱板の長さ方向の両端面に通じる複
数個の貫通孔を設けたことを特徴とするサーマルヘッ
ド。

【００１０】また本発明のサーマルヘッドは、前記放熱
板の端面における貫通孔の面積開口率が３０〜７０％で
あることを特徴とするものである。

【００１１】

【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は本発明の一形態に係るサーマ
ルヘッドの斜視図、図２は図１のサーマルヘッドをプリ
ンタ本体に取り付けた状態を示す側面図であり、１はヘ
ッド基板、２は発熱抵抗体列、３は放熱板、３ａは貫通
孔である。

【００１２】前記ヘッド基板１は、長尺状を成すセラミ
ック基板の上面に発熱抵抗体列２を取着させた構造を有
している。

【００１３】前記発熱抵抗体列２は、例えば３００ｄｐ
ｉの線密度で直線状に配列された複数個の発熱抵抗体か
ら成り、該発熱抵抗体はその各々がTa-Si-O 系，Ti-Si-
O 系，Ti-C-Si-O 系等の電気抵抗材料により形成されて
いるため、図示しない給電配線等を介して外部からの電
力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印
画ドットを形成し得る所定の温度、例えば２００℃〜４
００℃となる。

【００１４】尚、このようなヘッド基板１は、まずアル
ミナセラミックス製のセラミック基板（厚み：０．５〜
２．０μｍ）を準備し、その上面に例えばTa-Si-O 系抵
抗材料を従来周知のスパッタリング法やフォトリソグラ
フィー技術、エッチング技術等によって所定パターンに
被着させ、複数個の発熱抵抗体から成る発熱抵抗体列２
を形成することによって製作される。

【００１５】そして、前記ヘッド基板１は長尺状の放熱
板３上に載置・固定されており、該放熱板３の内部には
更に放熱板３の長さ方向の両端面に通じる断面縦長状の
複数個の貫通孔３ａが設けられる。

【００１６】前記放熱板３は、その上面でヘッド基板１
を支持するとともに、ヘッド基板１中の熱の一部を吸収
してこれを大気中に放散することによってヘッド基板１
の温度が過度に高温となるのを防止するためのものであ
り、アルミニウムやＳＵＳ等の良熱伝導性の金属により
形成される。

【００１７】ここで前記放熱板３は、前述した如く、そ
の内部に長さ方向の両端面に通じる複数個の貫通孔３ａ
を有しているため、放熱板３の全体構造を大型化させた
り、重量を増加させたりすることなく、大気と接する放
熱板３の表面積を有効に増加させて放熱板３の放熱特性
を向上させている。

【００１８】このため、１０インチ／秒以上の印画速度
で高速印画を行う場合であっても、ヘッド基板１中の熱
を放熱板３でもって良好に吸収してヘッド基板１の温度
上昇を有効に防止することができるようになり、高速印
画への対応が可能となる。

【００１９】しかも前記放熱板３は下面が平坦であるた
め、この平坦部にネジ孔等を設けておくことによりプリ
ンタ本体の支持板Ｐへのネジによる取り付け等も比較的
簡単に行うことができ、また印画時においてヘッド基板
１や放熱板３が高温となっても変形が少なく、サーマル
ヘッドの平坦性を高く維持することができる。

【００２０】また前記放熱板３は前述した如く下面が平
坦であり、サーマルヘッドをプリンタ本体に取り付ける
際、放熱板３の平坦な下面をその全体にわたってプリン
タ本体の支持板Ｐに密着させた状態で固定することがで
きることから、記録媒体をプラテンローラ等を用いてサ
ーマルヘッドの長さ方向にわたり均一に押圧させること
ができるようになり、主走査方向全体にわたって均一濃
度の印画ドットを形成することが可能となる。

【００２１】更に前記放熱板３はその端面における貫通
孔３ａの面積開口率を３０〜７０％になしておくことに
より、放熱板３による放熱特性を極めて良好に維持する
ことができるとともに、放熱板３の機械的強度を高く保
つことができる。尚、ここで貫通孔３ａの面積開口率と
は、放熱板３の端面全体の面積に対して複数個の貫通孔
３ａの開口面積が占める割合である。従って放熱板端面
における貫通孔３ａの面積開口率は３０〜７０％になし
ておくことが好ましい。

【００２２】また更に前記貫通孔３ａはその各々が縦長
状に形成され、これらの縦長状の貫通孔３ａを放熱板３
の幅方向に一列に並べて配置したことから、各貫通孔３
ａの間の柱状の部分によって放熱板３の厚み方向にかか
る機械的強度を維持することができる。従って、サーマ
ルヘッドに対して上方もしくは下方より、プラテンロー
ラ等の押圧による外力が印加されても、サーマルヘッド
を所定形状に維持することができ、サーマルヘッドを長
期にわたり良好に機能させることが可能である。

【００２３】尚、前記放熱板３はアルミニウム等のイン
ゴット（塊）を従来周知の金属加工法を採用し、所定の
直方体状に成形するとともに、該成形体にドリル等を用
いて切削加工を施し所定の貫通孔３ａを形成することに
よって製作される。

【００２４】また前記ヘッド基板１の放熱板３への固定
は、接着剤を塗布した放熱板３の上面にヘッド基板１を
載置し、しかる後、前記接着剤を硬化させることにより
行われる。

【００２５】かくして、上述した本発明のサーマルヘッ
ドは、感熱紙等の記録媒体をヘッド基板１の発熱抵抗体
列２上に搬送しながら発熱抵抗体を印画信号に基づいて
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。

【００２６】尚、本発明のサーマルヘッドは上述の形態
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。

【００２７】例えば上述の形態において貫通孔３ａの一
方の側に冷却ファン等を配置させ、印画時にこの冷却フ
ァン等を作動させることにより貫通孔３ａ内の空気を流
動させるようになしておけば、放熱板３の冷却作用を更
に有効に高めることができ、より高速の印画にも対応す
ることが可能となる。従って貫通孔３ａの一方の側に冷
却ファン等を配置させて印画時に貫通孔３ａ内の空気を
流動させるようになすことが好ましい。

【００２８】また上述の形態においては放熱板３に設け
た貫通孔３ａの断面形状を縦長状に成したが、これ以外
の形状、例えば円形や四角形状などに成しても構わな
い。

【００２９】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、放熱
板の内部に長さ方向の両端面に通じる複数個の貫通孔を
設けたことから、放熱板の全体構造を大型化させたり、
重量を増加させたりすることなく、大気と接する放熱板
の表面積を有効に増加させて放熱板の放熱特性を向上さ
せることができるようになる。これにより１０インチ／
秒以上の印画速度で高速印画を行う場合であっても、ヘ
ッド基板中の熱を放熱板でもって良好に吸収してヘッド
基板の温度上昇を有効に防止することができ、高速印画
への対応が可能となる。

【００３０】また本発明のサーマルヘッドによれば、前
記放熱板は下面が平坦であるため、この平坦部にネジ止
めを行うためのネジ孔等を設けておくことによりプリン
タ本体への取り付け等も比較的簡単に行うことができ、
また印画時においてヘッド基板や放熱板が高温となって
も変形が少なく、サーマルヘッドの平坦性を高く維持す
ることができる。

【００３１】更に本発明のサーマルヘッドによれば、前
記放熱板はその下面が平坦であり、サーマルヘッドをプ
リンタ本体に取り付ける際、放熱板の平坦な下面をその
全体にわたってプリンタ本体の支持板等に密着させた状
態で固定することができることから、プラテンローラ等
をサーマルヘッドの長さ方向にわたり均一に押圧させる
ことができるようになり、主走査方向全体にわたって均
一濃度の印画ドットを形成することが可能となる。

【００３２】また更に本発明のサーマルヘッドによれ
ば、前記放熱板の端面における貫通孔の面積開口率を３
０〜７０％になしておくことにより、放熱板による放熱
特性を極めて良好に維持することができるとともに、放
熱板の機械的強度を高く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一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プリンタ本体に取り付
けた状態を示す側面図である。

【図３】従来のサーマルヘッドの側面図である。

【符号の説明】

１・・・ヘッド基板 ２・・・発熱抵抗体列 ３・・・放熱板 ３ａ・・貫通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面もしくは端面に複数個の発熱抵抗体か
   ら成る発熱抵抗体列が設けられている長尺状のヘッド基
   板を、長尺状の放熱板上に載置させて成るサーマルヘッ
   ドにおいて、 前記放熱板の内部に、該放熱板の長さ方向の両端面に通
   じる複数個の貫通孔を設けたことを特徴とするサーマル
   ヘッド。
2. 【請求項２】前記放熱板の端面における貫通孔の面積開
   口率が３０〜７０％であることを特徴とする請求項１に
   記載のサーマルヘッド。