JP2001038938A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JP2001038938A JP2001038938A JP21806699A JP21806699A JP2001038938A JP 2001038938 A JP2001038938 A JP 2001038938A JP 21806699 A JP21806699 A JP 21806699A JP 21806699 A JP21806699 A JP 21806699A JP 2001038938 A JP2001038938 A JP 2001038938A
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- driver ics
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高速印画を行なう場合であっても濃度むらの無
い良好な印画を形成することが可能なサーマルヘッドを
提供する。 【解決手段】放熱板4 上に、上面に多数の発熱素子と複
数のドライバーＩＣ3 とを略平行に配列したセラミック
基板1 を、接着剤5a,5b を介して接着させて成るサーマ
ルヘッドにおいて、隣接するドライバーＩＣ間3-3 の領
域に位置する接着剤5aの熱伝導率をドライバーＩＣ直下
の領域に位置する接着剤5bの熱伝導率よりも小さく設定
する。また、隣接するドライバーＩＣ間3-3 の領域に位
置する接着剤5aの熱容量をドライバーＩＣ１個分の熱容
量と略等しくなす。
い良好な印画を形成することが可能なサーマルヘッドを
提供する。 【解決手段】放熱板4 上に、上面に多数の発熱素子と複
数のドライバーＩＣ3 とを略平行に配列したセラミック
基板1 を、接着剤5a,5b を介して接着させて成るサーマ
ルヘッドにおいて、隣接するドライバーＩＣ間3-3 の領
域に位置する接着剤5aの熱伝導率をドライバーＩＣ直下
の領域に位置する接着剤5bの熱伝導率よりも小さく設定
する。また、隣接するドライバーＩＣ間3-3 の領域に位
置する接着剤5aの熱容量をドライバーＩＣ１個分の熱容
量と略等しくなす。
Description
【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。
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、矩形
状を成すセラミック基板の上面に、該基板の長手方向に
沿って多数の発熱素子と複数のドライバーＩＣとを略平
行に配列させた上、これを接着剤等を用いて放熱板上に
固定した構造を有しており、記録媒体として感熱記録紙
を用いる場合、感熱記録紙を発熱素子上に搬送しながら
発熱素子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、該発熱した熱を感熱
記録紙に伝導させ、感熱記録紙に所定の印画を形成する
ことによりサーマルヘッドとして機能する。
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば、矩形
状を成すセラミック基板の上面に、該基板の長手方向に
沿って多数の発熱素子と複数のドライバーＩＣとを略平
行に配列させた上、これを接着剤等を用いて放熱板上に
固定した構造を有しており、記録媒体として感熱記録紙
を用いる場合、感熱記録紙を発熱素子上に搬送しながら
発熱素子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、該発熱した熱を感熱
記録紙に伝導させ、感熱記録紙に所定の印画を形成する
ことによりサーマルヘッドとして機能する。
【０００３】尚、前記放熱板は、その上面よりセラミッ
ク基板の熱の一部を吸収することによってセラミック基
板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（Ａｌ）等の良熱伝導性の金属によ
り形成されている。
ク基板の熱の一部を吸収することによってセラミック基
板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（Ａｌ）等の良熱伝導性の金属によ
り形成されている。
【０００４】
【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においては、ドライバーＩＣを
形成するシリコン（Ｓｉ）が比較的大きな熱容量を有し
ており、ドライバーＩＣに多くの熱が蓄積されること、
並びに、ドライバーＩＣの駆動に伴いドライバーＩＣ自
体が発熱を起こすこと等から、高速印画を行なうために
発熱素子を短時間のうちに繰り返し発熱させると、セラ
ミック基板の温度がドライバーＩＣの実装領域付近で比
較的高温となる傾向があり、かかる温度分布をもったサ
ーマルヘッドにより印画を行なうと、感熱記録紙には上
記温度分布に対応した印画の濃度むらが形成される欠点
を有していた。
た従来のサーマルヘッドにおいては、ドライバーＩＣを
形成するシリコン（Ｓｉ）が比較的大きな熱容量を有し
ており、ドライバーＩＣに多くの熱が蓄積されること、
並びに、ドライバーＩＣの駆動に伴いドライバーＩＣ自
体が発熱を起こすこと等から、高速印画を行なうために
発熱素子を短時間のうちに繰り返し発熱させると、セラ
ミック基板の温度がドライバーＩＣの実装領域付近で比
較的高温となる傾向があり、かかる温度分布をもったサ
ーマルヘッドにより印画を行なうと、感熱記録紙には上
記温度分布に対応した印画の濃度むらが形成される欠点
を有していた。
【０００５】
【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、放熱板
上に、上面に多数の発熱素子と複数のドライバーＩＣと
を略平行に配列したセラミック基板を、接着剤を介して
接着させて成るサーマルヘッドにおいて、隣接するドラ
イバーＩＣ間の領域に位置する接着剤の熱伝導率をドラ
イバーＩＣ直下の領域に位置する接着剤の熱伝導率より
も小さくしたことを特徴とするものである。
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、放熱板
上に、上面に多数の発熱素子と複数のドライバーＩＣと
を略平行に配列したセラミック基板を、接着剤を介して
接着させて成るサーマルヘッドにおいて、隣接するドラ
イバーＩＣ間の領域に位置する接着剤の熱伝導率をドラ
イバーＩＣ直下の領域に位置する接着剤の熱伝導率より
も小さくしたことを特徴とするものである。
【０００６】また本発明のサーマルヘッドは、隣接する
ドライバーＩＣ間の領域に位置する接着剤の熱容量がド
ライバーＩＣ１個分の熱容量と略等しいことを特徴とす
るものである。
ドライバーＩＣ間の領域に位置する接着剤の熱容量がド
ライバーＩＣ１個分の熱容量と略等しいことを特徴とす
るものである。
【０００７】
【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Ｘ−Ｘ線断面（横断
面）図、図３は図１のＹ−Ｙ線断面（縦断面）図であ
り、1 はセラミック基板、2 は発熱素子、3 はドライバ
ーＩＣ、4 は放熱板、5a,5b は接着剤でである。
て詳細に説明する。図１は本発明の一形態に係るサーマ
ルヘッドの斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面（横断
面）図、図３は図１のＹ−Ｙ線断面（縦断面）図であ
り、1 はセラミック基板、2 は発熱素子、3 はドライバ
ーＩＣ、4 は放熱板、5a,5b は接着剤でである。
【０００８】前記セラミック基板1 は矩形状を成してお
り、上面の長手方向に沿って多数の発熱素子3 と複数の
ドライバーＩＣ3 とが略平行に取着・配列されている。
り、上面の長手方向に沿って多数の発熱素子3 と複数の
ドライバーＩＣ3 とが略平行に取着・配列されている。
【０００９】前記セラミック基板1 は発熱素子2 や図示
しない導電層，ドライバーＩＣ3 等を支持するための支
持母材として機能する。
しない導電層，ドライバーＩＣ3 等を支持するための支
持母材として機能する。
【００１０】尚、前記セラミック基板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やカレンダーロール法等を採
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、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形
状に打ち抜いた上、これを高温で焼成することによって
製作される。
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やカレンダーロール法等を採
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、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形
状に打ち抜いた上、これを高温で焼成することによって
製作される。
【００１１】また、多数の発熱素子2 は、セラミック基
板1 の長手方向に沿って例えば３００ｄｐｉのドット密
度で直線状に配列されている。
板1 の長手方向に沿って例えば３００ｄｐｉのドット密
度で直線状に配列されている。
【００１２】前記発熱素子2 はその各々がＴａ−Ｓｉ−
ＯやＴｉ−Ｓｉ−Ｏ，Ｔｉ−Ｃ−Ｓｉ−Ｏ等の電気抵抗
材料により形成されているため、図示しない導電層等を
介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、
記録媒体に印画ドットを形成するのに必要な所定の温
度、例えば２００℃〜４００℃となる。
ＯやＴｉ−Ｓｉ−Ｏ，Ｔｉ−Ｃ−Ｓｉ−Ｏ等の電気抵抗
材料により形成されているため、図示しない導電層等を
介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、
記録媒体に印画ドットを形成するのに必要な所定の温
度、例えば２００℃〜４００℃となる。
【００１３】尚、前記発熱素子2 は従来周知の薄膜形成
技術、具体的には、セラミック基板1 の上面にＴａ−Ｓ
ｉ−Ｏ等を従来周知のスパッタリング法等によって所定
厚みに被着させた後、これを従来周知のフォトリソグラ
フィー技術及びエッチング技術によって微細加工するこ
とによって所定パターンに被着・形成される。
技術、具体的には、セラミック基板1 の上面にＴａ−Ｓ
ｉ−Ｏ等を従来周知のスパッタリング法等によって所定
厚みに被着させた後、これを従来周知のフォトリソグラ
フィー技術及びエッチング技術によって微細加工するこ
とによって所定パターンに被着・形成される。
【００１４】また一方、複数個のドライバーＩＣ3 は、
隣接するドライバーＩＣ3 との間に一定の間隔、例えば
０．５ｍｍ〜１０．０ｍｍの間隔を空けて一列状に配置
されている。
隣接するドライバーＩＣ3 との間に一定の間隔、例えば
０．５ｍｍ〜１０．０ｍｍの間隔を空けて一列状に配置
されている。
【００１５】前記ドライバーＩＣ3 は、発熱素子2 の発
熱を外部からの画像データに基づいて個々に制御するた
めのものであり、その一主面に設けられる複数個の出力
端子には図示しない導電層を介して対応する発熱素子2
が電気的に接続される。
熱を外部からの画像データに基づいて個々に制御するた
めのものであり、その一主面に設けられる複数個の出力
端子には図示しない導電層を介して対応する発熱素子2
が電気的に接続される。
【００１６】前記ドライバーＩＣ3 は、単結晶シリコン
（Ｓｉ）から成り、その回路形成面にはシフトレジスタ
やラッチ、スイッチングトランジスタ等の回路パターン
が集積されている。このようなドライバーＩＣ１個分の
熱容量は、その容積が７．３１ｍｍ3 の場合、３．０×
１０-3ｃａｌ／℃となる。
（Ｓｉ）から成り、その回路形成面にはシフトレジスタ
やラッチ、スイッチングトランジスタ等の回路パターン
が集積されている。このようなドライバーＩＣ１個分の
熱容量は、その容積が７．３１ｍｍ3 の場合、３．０×
１０-3ｃａｌ／℃となる。
【００１７】尚、前記ドライバーＩＣ3 は従来周知のフ
ェースダウンボンディング法等を採用することによって
セラミック基板上面の所定位置に実装される。
ェースダウンボンディング法等を採用することによって
セラミック基板上面の所定位置に実装される。
【００１８】そして前記セラミック基板1 は、矩形状を
成す放熱板4 の上面に接着剤5a,5bを介して載置・接着
されている。
成す放熱板4 の上面に接着剤5a,5bを介して載置・接着
されている。
【００１９】前記放熱板4 はアルミニウム（Ａｌ）やＳ
ＵＳ等の良熱伝導性の金属から成り、該放熱板4 は、セ
ラミック基板1 を上面で支持する役割の他に、セラミッ
ク基板1 の熱の一部を吸収してこれを大気中に放散する
ことによりセラミック基板1の温度が過度に高温となる
のを有効に防止する作用を為す。
ＵＳ等の良熱伝導性の金属から成り、該放熱板4 は、セ
ラミック基板1 を上面で支持する役割の他に、セラミッ
ク基板1 の熱の一部を吸収してこれを大気中に放散する
ことによりセラミック基板1の温度が過度に高温となる
のを有効に防止する作用を為す。
【００２０】また前記放熱板4 とセラミック基板1 との
間に介在される接着剤5a,5b は、セラミック基板1 を放
熱板4 に対して接着・固定するためのものであり、隣接
するドライバーＩＣ間3-3 の領域の直下に位置する部分
5aは低熱伝導性を有する材質で、また各ドライバーＩＣ
3 の直下に位置する部分5bは高熱伝導性を有する材質で
形成されている。
間に介在される接着剤5a,5b は、セラミック基板1 を放
熱板4 に対して接着・固定するためのものであり、隣接
するドライバーＩＣ間3-3 の領域の直下に位置する部分
5aは低熱伝導性を有する材質で、また各ドライバーＩＣ
3 の直下に位置する部分5bは高熱伝導性を有する材質で
形成されている。
【００２１】例えば、隣接するドライバーＩＣ間3-3 の
領域の直下に位置する接着剤5aとしては４．６×１０-4
ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃の熱伝導率をもったアクリル
系樹脂が、またドライバーＩＣ3 の直下に位置する接着
剤5bとしては２．１×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃
の熱伝導率をもったシリコーン系樹脂が使用される。
領域の直下に位置する接着剤5aとしては４．６×１０-4
ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃の熱伝導率をもったアクリル
系樹脂が、またドライバーＩＣ3 の直下に位置する接着
剤5bとしては２．１×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃
の熱伝導率をもったシリコーン系樹脂が使用される。
【００２２】このように、隣接するドライバーＩＣ間3-
3 の領域の直下の接着剤5aをドライバーＩＣ直下の領域
の接着剤5bよりも小さな熱伝導率のものとしたことで、
セラミック基板1 から放熱板4 側への熱伝導が隣接する
ドライバーＩＣ間3-3 の領域で抑制されることとなる。
3 の領域の直下の接着剤5aをドライバーＩＣ直下の領域
の接着剤5bよりも小さな熱伝導率のものとしたことで、
セラミック基板1 から放熱板4 側への熱伝導が隣接する
ドライバーＩＣ間3-3 の領域で抑制されることとなる。
【００２３】このため、発熱素子2 を短時間で繰り返し
発熱させて高速印画を行なう場合にドライバーＩＣ3 中
に多くの熱が蓄積されたり、ドライバーＩＣ3 より多く
の熱が発生したりしても、セラミック基板1 から放熱板
4 への熱伝導が前述の如く隣接するドライバーＩＣ間3-
3 の領域でのみ抑制されることにより、ドライバーＩＣ
3 の直下領域と隣接するドライバーＩＣ間3-3 の領域の
温度差を小さくすることができ、セラミック基板1 の温
度分布が長手方向にわたって均一化されるようになる。
従って、感熱記録紙等の記録媒体に濃度むらの無い良好
な印画を形成することが可能となる。
発熱させて高速印画を行なう場合にドライバーＩＣ3 中
に多くの熱が蓄積されたり、ドライバーＩＣ3 より多く
の熱が発生したりしても、セラミック基板1 から放熱板
4 への熱伝導が前述の如く隣接するドライバーＩＣ間3-
3 の領域でのみ抑制されることにより、ドライバーＩＣ
3 の直下領域と隣接するドライバーＩＣ間3-3 の領域の
温度差を小さくすることができ、セラミック基板1 の温
度分布が長手方向にわたって均一化されるようになる。
従って、感熱記録紙等の記録媒体に濃度むらの無い良好
な印画を形成することが可能となる。
【００２４】尚、前記放熱板4 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
形状に加工することによって製作され、またセラミック
基板1 の固定は、まず放熱板4 の上面所定領域に接着剤
5aと接着剤5bとをそれぞれ塗布し、その上にセラミック
基板1 を位置合わせして載置させた後、セラミック基板
1 −放熱板4 間の接着剤5a,5b を硬化させることによっ
て行なわれる。
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、またセラミック
基板1 の固定は、まず放熱板4 の上面所定領域に接着剤
5aと接着剤5bとをそれぞれ塗布し、その上にセラミック
基板1 を位置合わせして載置させた後、セラミック基板
1 −放熱板4 間の接着剤5a,5b を硬化させることによっ
て行なわれる。
【００２５】かくして上述した本発明のサーマルヘッド
は、感熱記録紙等の記録媒体をセラミック基板1 の発熱
素子2 上に搬送しながら発熱素子2 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、該発熱した熱を感熱記録紙等に伝導させ、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。
は、感熱記録紙等の記録媒体をセラミック基板1 の発熱
素子2 上に搬送しながら発熱素子2 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、該発熱した熱を感熱記録紙等に伝導させ、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。
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は上面が平坦な
放熱板3 を用いてサーマルヘッドを構成したが、これに
代えて図４に示す如く、隣接するドライバーＩＣ間3-3
の領域に位置する放熱板4 の上面に凹部6 を形成すると
ともに該凹部6 内に熱伝導率の小さな接着剤5aの一部を
充填するようにしても良い。この場合、凹部6 の深さ
は、その内部に充填される接着剤5aの熱容量がドライバ
ーＩＣ１個分の熱容量と略等しく（±１０％以内）なる
ように設定しておくことが好ましい。
放熱板3 を用いてサーマルヘッドを構成したが、これに
代えて図４に示す如く、隣接するドライバーＩＣ間3-3
の領域に位置する放熱板4 の上面に凹部6 を形成すると
ともに該凹部6 内に熱伝導率の小さな接着剤5aの一部を
充填するようにしても良い。この場合、凹部6 の深さ
は、その内部に充填される接着剤5aの熱容量がドライバ
ーＩＣ１個分の熱容量と略等しく（±１０％以内）なる
ように設定しておくことが好ましい。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、放熱板上に、上面に多
数の発熱素子と複数のドライバーＩＣとを略平行に配列
したセラミック基板を、接着剤を介して載置させて成る
サーマルヘッドにおいて、隣接するドライバーＩＣ間の
領域の直下に位置する接着剤の熱伝導率をドライバーＩ
Ｃの直下に位置する接着剤の熱伝導率よりも小さくした
ことから、セラミック基板から放熱板への熱伝導が隣接
するドライバーＩＣ間の領域で抑制され、ドライバーＩ
Ｃの直下領域と隣接するドライバーＩＣ間の領域の温度
差を小さくすることができる。よって、セラミック基板
の温度分布が発熱素子の配列方向にわたって均一化さ
れ、感熱記録紙等に濃度むらの無い良好な印画を形成す
ることが可能となる。
数の発熱素子と複数のドライバーＩＣとを略平行に配列
したセラミック基板を、接着剤を介して載置させて成る
サーマルヘッドにおいて、隣接するドライバーＩＣ間の
領域の直下に位置する接着剤の熱伝導率をドライバーＩ
Ｃの直下に位置する接着剤の熱伝導率よりも小さくした
ことから、セラミック基板から放熱板への熱伝導が隣接
するドライバーＩＣ間の領域で抑制され、ドライバーＩ
Ｃの直下領域と隣接するドライバーＩＣ間の領域の温度
差を小さくすることができる。よって、セラミック基板
の温度分布が発熱素子の配列方向にわたって均一化さ
れ、感熱記録紙等に濃度むらの無い良好な印画を形成す
ることが可能となる。
【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。
である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面（横断面）図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線断面（縦断面）図である。
【図４】本発明の他の形態に係るサーマルヘッドの横断
面図である。
面図である。
【符号の説明】 1 ・・・セラミック基板、2 ・・・発熱素子、3 ・・・
ドライバーＩＣ、4 ・・・放熱板、5a,5b ・・・接着剤
ドライバーＩＣ、4 ・・・放熱板、5a,5b ・・・接着剤
Claims (2)
- 【請求項１】放熱板上に、上面に多数の発熱素子と複数
のドライバーＩＣとを略平行に配列したセラミック基板
を、接着剤を介して接着させて成るサーマルヘッドにお
いて、 隣接するドライバーＩＣ間の領域に位置する接着剤の熱
伝導率をドライバーＩＣ直下の領域に位置する接着剤の
熱伝導率よりも小さくしたことを特徴とするサーマルヘ
ッド。 - 【請求項２】隣接するドライバーＩＣ間の領域に位置す
る接着剤の熱容量がドライバーＩＣ１個分の熱容量と略
等しい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)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21806699A JP2001038938A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21806699A JP2001038938A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | サーマルヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001038938A true JP2001038938A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16714124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21806699A Pending JP2001038938A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001038938A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016155361A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21806699A patent/JP2001038938A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016155361A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ |
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