JP2001038936A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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Abstract
ることが可能な高熱効率のサーマルヘッドを提供する。 【解決手段】絶縁基板1 の上面に多数の発熱素子3 から
成る発熱素子列を取着させるとともに、これら発熱素子
3 を無機質材料から成る保護層で被覆したサーマルヘッ
ドにおいて、前記保護層上に、該保護層よりも小さな熱
伝導率を有する枠体6 を、前記発熱素子列を囲繞するよ
うに被着させる。また前記枠体6 の熱伝導率を2×10
-3cal/sec・cm・℃〜1×10-6cal/se
c・cm・℃の範囲内に設定する。
Description
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。
構として組み込まれるサーマルヘッドは、図4に示す如
く、アルミナセラミックス等から成る絶縁基板11の上面
に、多数の発熱素子12を直線状に被着・配列させるとと
もに、これら発熱素子12を保護層13で被覆した構造を有
しており、感熱紙等の記録媒体を保護層13の表面に摺接
させながら、多数の発熱素子12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。
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
ら発熱素子12等を保護するためのものであり、該保護層
13は窒化珪素やサイアロン等の耐磨耗性ならびに封止性
に優れた無機質材料により最上層として形成される。
来のサーマルヘッドによれば、保護層13を形成する窒化
珪素等の熱伝導率が3×10-2cal/sec・cm・
℃〜5×10-2cal/sec・cm・℃と比較的大き
いことから、印画時、発熱素子12の発した熱の多くが保
護層13の面方向に逃げることとなり、これらの熱を印画
に効率良く寄与させることができなかった。
ば、印画を繰り返し行なった際、絶縁基板11の中央域で
は熱がこもり易い反面、両端域では熱が逃げ易く、絶縁
基板11の温度分布は中央域で高温、両端域で低温となる
傾向がある。それ故、かかる温度分布をもったサーマル
ヘッドの表面に記録媒体を摺接させて印画を行なうと、
記録媒体には上記温度分布に応じた濃淡むらが形成され
るという欠点も有していた。
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、絶縁基
板の上面に多数の発熱素子から成る発熱素子列を取着さ
せるとともに、これら発熱素子を無機質材料から成る保
護層で被覆したサーマルヘッドにおいて、前記保護層上
に、該保護層よりも小さな熱伝導率を有する枠体が、前
記発熱素子列を囲繞するように被着されていることを特
徴とするものである。
の内周辺と発熱素子との距離が、発熱素子列の両端域よ
りも中央域で長いことを特徴とするものである。
の熱伝導率が1×10-6cal/sec・cm・℃〜2
×10-3cal/sec・cm・℃であることを特徴と
するものである。
て詳細に説明する。図1は本発明の一形態に係るサーマ
ルヘッドの平面図、図2は図1のサーマルヘッドのX−
X線断面図であり、1 は絶縁基板、3 は発熱素子、5 は
保護層、6は枠体である。
ガラス等の電気絶縁性材料によって長方形状に形成さ
れ、その上面でグレーズ層2 や多数の発熱素子3 ,保護
層5 ,枠体6 等を支持するための支持母材として機能す
る。
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
ーンシートを得、しかる後、該グリーンシートを所定形
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。
のグレーズ層2 が絶縁基板1 の長手方向に沿って帯状に
被着されている。
脂等の低熱伝導性材料から成り、その上に配される発熱
素子3 の発する熱を適当な温度となるように蓄積及び放
散してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持すると
ともに、発熱素子3 を上方に突出させて記録媒体に対す
る印圧を向上させる作用を為す。
ら成る場合、所定のガラス粉末に適当な有機溶剤、溶媒
を添加・混合して得た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絶縁基板1 の上面に印刷・塗布
し、これを高温で焼き付けることによって5μm〜10
0μmの厚みに被着・形成される。
の発熱素子3 が被着され、該各発熱素子3 の両端には一
対の導電層4,4 が電気的に接続される。
iのドット密度で絶縁基板1 の長手方向に直線状に配列
されており、該各発熱素子3 はTaNやTaSiO,T
iSiO等の電気抵抗材料により形成されているため、
一対の導電層4,4 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℃〜250℃の温度となる。
いる一対の導電層4,4 はアルミニウムや銅等の金属から
成り、該導電層4,4 は発熱素子3 にジュール発熱を起こ
させるために必要な所定の電力を印加する作用を為す。
は、従来周知の薄膜手法、例えばスパッタリングやフォ
トリソグラフィー技術,エッチング技術等を採用するこ
とによって所定パターン、所定厚みに被着・形成され
る。
4,4 の上面には保護層5 が被着される。
の耐磨耗性ならびに封止性に優れた無機質材料により形
成されており、発熱素子3 や一対の導電層4,4 を記録媒
体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。
材料を従来周知のスパッタリングやプラズマCVD等に
よって2μm〜20μmの厚みに被着させることにより
形成され、この場合、窒化珪素等の無機質材料から成る
保護層5 の熱伝導率は3×10-2cal/sec・cm
・℃〜5×10-2cal/sec・cm・℃となる。
該保護層5 よりも小さな熱伝導率を有する略長方形状の
枠体6 が発熱素子列を囲繞するように被着されている。
・cm・℃〜2×10-3cal/sec・cm・℃の熱
伝導率をもったポリイミド樹脂等から成り、該枠体6 は
発熱素子列から例えば1.5mm〜3.0mmだけ離れ
た位置に多数の発熱素子3 を囲繞するように設けられて
いるため、印画の際、保護層5 の面方向に拡散しようと
する熱を枠体6 で吸収した上、該吸収した熱を枠体6 の
内部に蓄積させることによって枠体6 の内側領域を短時
間で効率良く昇温させることができる。従って、発熱素
子3 の発する熱の多くを印画に寄与させて、サーマルヘ
ッドの熱効率を向上させることが可能となる。
の列方向の両端より外側にも配されているため、発熱素
子2 の発する熱は発熱素子列の列方向にも逃げにくくな
っており、絶縁基板1 の両端域と中央域の温度差を極力
小さく抑えることができる。従って印画を繰り返し行な
っても、記録媒体に濃淡むらの少ない良好な印画を形成
することが可能である。
等の導電性微粒子を所定量添加して枠体6 の比抵抗を1
03 Ω・cm〜107 Ω・cmに設定した上、これを更
に接地電位に接続させておくようにしてすれば、印画
時、記録媒体は発熱素子3 上の保護層5 に摺接する前に
その搬送方向上流側で比抵抗の高い枠体6 に摺接される
ようになることから、記録媒体の表面に帯電した静電気
を枠体6 を介して接地電位に良好に逃がすことができ、
これによって保護層5 の静電破壊が有効に防止されるよ
うになる。従って、前記枠体6 の比抵抗を103 Ω・c
m〜107 Ω・cmに設定した上、これを接地電位に接
続させておくことが好ましい。
えば10°〜45°だけ外側に傾斜させておくようにす
れば、印画時、記録媒体の枠体6 に対する摺接抵抗を低
減させて、記録媒体の走行を安定化させることができ
る。従って枠体6 の発熱素子側の側面6aを例えば10°
〜45°だけ外側に傾斜させておくことが好ましい。
が1.5mmよりも小さくなると記録媒体が発熱素子3
上の保護層5 に密着しにくくなって、十分な印圧が得ら
れなくなる恐れがあり、また枠体6 と発熱素子列との間
の距離が3.0mmよりも大きくなると枠体6 で囲まれ
る領域が広くなりすぎて高速印画を行なう場合などに熱
が効率良く蓄積されにくくなり、サーマルヘッドの熱効
率を高く維持することが困難になる。従って枠体6 と発
熱素子列との間の距離は1.5mm〜3.0mmに設定
しておくことが好ましい。
ミド樹脂の前駆体をディスペンサー等を用いて保護層5
の上面に発熱素子列を囲繞するように塗布し、しかる
後、これを100℃〜200℃の温度で加熱・重合させ
ることによって例えば5μm〜100μmの厚みに被着
・形成される。またこのとき、枠体6 は500μm〜3
000μmの幅寸法でもって形成される。
・固定される。
金属から成り、絶縁基板1 の熱の一部を吸収することに
よって絶縁基板1 の温度が過度に高温となるのを有効に
防止するとともに、その上面で絶縁基板1 を支持する作
用を為す。
から成る場合、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形状に加工することに
よって製作され、かかる支持板7 の上面に前記絶縁基板
1 を接着剤8 を介して載置させることにより絶縁基板1
が支持板7 上に接着・固定されることとなる。
接着剤8aの熱伝導率を他の領域に介在される接着剤8bの
熱伝導率よりも小さく、具体的には接着剤8aの熱伝導率
を3.0×10-3cal/sec・cm・℃〜4.0×
10-4cal/sec・cm・℃に設定しておけば、絶
縁基板1 中の熱が枠体6 内の直下領域に効率良く蓄積さ
れるようになることから、先に述べた熱効率向上の効果
をより顕著に発揮させることができる。従って枠体6 の
直下領域に介在される接着剤8aの熱伝導率は他の領域に
介在される接着剤8bの熱伝導率よりも小さく設定してお
くことが好ましい。
は、感熱紙等の記録媒体を枠体6 の内側に位置する保護
層表面に摺接させながら、一対の導電層4,4 間に外部か
らの画像データに基づいて電源電力を印加し、多数の発
熱素子3 を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。
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。
素子3 との距離を略一定となすようにしたが、これに代
えて図3に示す如く枠体6'の内周辺と発熱素子3 との距
離を発熱素子列の両端域よりも中央域で長くなるように
なしておいても良い。この場合、枠体6'と発熱素子3 と
の距離は例えば発熱素子列の両端域で中央域の20%〜
95%となるように設定され、このように成しておくこ
とで、より多くの熱が発熱素子列の両端域に蓄積される
ようになるため、絶縁基板1 の両端域と中央域の温度差
がより小さく抑えられ、特に印画周期1msec以下の
高速印画にも適したものとなる。
内周辺と発熱素子3 との距離を徐々に変化させるように
なしても構わない。
時、保護層の面方向に拡散しようとする熱を枠体で吸収
・蓄積することによって枠体の内側領域を短時間で効率
良く昇温させることができる。従って、発熱素子の発す
る熱の多くを印画に寄与させて、サーマルヘッドの熱効
率を向上させることが可能となる。
記枠体は発熱素子列の列方向の両端より外側にも配され
ているため、発熱素子の発する熱は発熱素子列の列方向
にも逃げにくくなっており、絶縁基板の両端域と中央域
の温度差を極力小さく抑えることができる。従って、記
録媒体を保護層表面に繰り返し摺接させて印画を行なっ
ても、記録媒体に濃淡むらの少ない良好な印画を形成す
ることが可能となる。
体の内周辺と発熱素子との距離を発熱素子列の両端域よ
りも中央域で長くなしておくことにより、より多くの熱
が発熱素子列の両端域に蓄積されるようになるため、絶
縁基板の両端域と中央域の温度差をより小さく抑えて、
濃淡むらの発生を確実に防止することが可能となる。
である。
る。
図である。
層、6,6'・・・枠体
Claims (3)
- 【請求項1】絶縁基板の上面に多数の発熱素子から成る
発熱素子列を取着させるとともに、これら発熱素子を無
機質材料から成る保護層で被覆したサーマルヘッドにお
いて、 前記保護層上に、該保護層よりも小さな熱伝導率を有す
る枠体が、前記発熱素子列を囲繞するように被着されて
いることを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項2】前記枠体の内周辺と発熱素子との距離が、
発熱素子列の両端域よりも中央域で長いことを特徴とす
る請求項1に記載のサーマルヘッド。 - 【請求項3】前記枠体の熱伝導率が1×10-6cal/
sec・cm・℃〜2×10-3cal/sec・cm・
℃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。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP21806899A JP4283943B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP21806899A JP4283943B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | サーマルヘッド |
Publications (2)
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---|---|
JP2001038936A true JP2001038936A (ja) | 2001-02-13 |
JP4283943B2 JP4283943B2 (ja) | 2009-06-24 |
Family
ID=16714156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21806899A Expired - Fee Related JP4283943B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | サーマルヘッド |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4283943B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7502044B2 (en) | 2005-04-21 | 2009-03-10 | Kyocera Corporation | Thermal head and thermal printer |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21806899A patent/JP4283943B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7502044B2 (en) | 2005-04-21 | 2009-03-10 | Kyocera Corporation | Thermal head and thermal printer |
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