JP2001301216A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抵抗体基板での蓄熱を抑えると共に、抵抗体
基板の熱膨張率と、放熱性基板の熱膨張率との違いによ
る湾曲を防止することにより良好な画質が得られるサー
マルプリントヘッドを提供する。 【解決手段】 耐熱性基板の一面に発熱抵抗素子が一直
線状に配置された抵抗体基板と、一面に抵抗体基板の他
面を装着する放熱性基板とを備えたサーマルプリントヘ
ッドにおいて、抵抗体基板の発熱抵抗素子の周辺を含む
領域を発熱領域とし、この発熱領域を外れた領域を非発
熱領域とし、発熱領域と放熱性基板とを、弾力性を有す
る接着剤で接着し、非発熱領域と放熱性基板とを両面粘
着テープで粘着したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタやファク
シミリなどに利用されるサーマルプリントヘッドに係
り、特に、発熱抵抗体が耐熱性基板の一方の縁に近接し
て一直線状に配置されたサーマルプリントヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリントヘッドは耐熱性基板と
してのセラミック基板上に多数の発熱抵抗体素子が一直
線上に形成される。この発熱抵抗体素子が形成された基
板を抵抗体基板と称することとする。発熱抵抗体素子は
ＩＣ（集積回路）によって選択的に駆動され、これに感
熱紙などを接触させることによって印画を行う。一方、
抵抗体基板は金属材料などの熱伝導性が良好な放熱性基
板上に両面粘着テープを介して装着されている。両面粘
着テープを使用する理由は、抵抗体基板を構成するセラ
ミック基板の熱膨張率と、放熱性基板の熱膨張率との違
いに基づく応力を吸収させてサーマルプリントヘッドの
湾曲を防止するためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
サーマルプリントヘッドにおいて、両面粘着テープの熱
伝導率は比較的小さいため、抵抗体基板で発生する熱が
蓄熱し、残留する熱によって印画濃度の制御が不可能に
なると言う課題が発生する。また、両面粘着テープの代
わりに熱伝導率の大きい接着剤を使用すると、セラミッ
ク基板の熱膨張率と、放熱性基板の熱膨張率との違いに
よってサーマルプリントヘッドの湾曲が避けられず、こ
れにより記録媒体のサーマルプリントヘッドに対する接
触圧が不均一となり、印画濃度の制御が不可能になる。

【０００４】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、抵抗体基板での蓄熱を抑えると共に、抵抗
体基板の熱膨張率と、放熱性基板の熱膨張率との違いに
よる湾曲を防止することにより良好な画質が得られるサ
ーマルプリントヘッドを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
耐熱性基板の一面に発熱抵抗素子が一直線状に配置され
た抵抗体基板と、一面に抵抗体基板の他面を装着する放
熱性基板とを備えたサーマルプリントヘッドにおいて、
抵抗体基板の発熱抵抗素子の周辺を含む領域を発熱領域
とし、この発熱領域を外れた領域を非発熱領域とし、発
熱領域と放熱性基板とを、弾力性を有する接着剤で接着
し、非発熱領域と放熱性基板とを両面粘着テープで粘着
した、ことを特徴とする。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
サーマルプリントヘッドにおいて、抵抗体基板は直線状
の縁に近接して発熱抵抗素子が一直線状に配置され、放
熱性基板は抵抗体基板の直線状の縁に略一致させて重な
る縁と、抵抗体基板に隣接した縁の隅部を角型に切り欠
いてなる切り欠き部とを有し、接着剤を抵抗体基板の発
熱領域と切り欠き部の側面とに接着するように肉盛りを
して装填したことを特徴とする。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１に記載の
サーマルプリントヘッドにおいて、抵抗体基板は直線状
の縁に近接して発熱抵抗素子が一直線状に配置され、放
熱性基板は抵抗体基板の直線状の縁から僅かに突出した
直線状の縁を有し、接着剤を抵抗体基板の縁の側面と放
熱性基板の一面とに接着するように肉盛りをして装填し
たことを特徴とする。

【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の
いずれか１項に記載のサーマルプリントヘッドにおい
て、接着剤はシリコン樹脂系の接着剤を用いたことを特
徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１（ａ），（ｂ）は本発明に係るサーマ
ルプリントヘッドの第１の実施形態の構成を示す平面図
及び縦断面図である。同図において、例えば、アルミニ
ウムを材料とする放熱性基板１の一面、すなわち、図面
の上面に抵抗体基板２及び回路基板３が並べて装着され
る。回路基板３に隣接する抵抗体基板２の端部に複数の
ＩＣ４が一直線状に搭載されている。また、抵抗体基板
２は、詳細を後述するように、回路基板３とは反対側に
直線状の縁を有し、この縁に近接して発熱抵抗素子が一
直線状に配置されて断面形状が山形に盛り上がった抵抗
発熱部１０を備えている。回路基板３はパターン化され
た配線と、この配線に接続された図示省略のコネクタを
備えている。

【００１１】一方、抵抗体基板２の抵抗発熱部１０側の
縁と、放熱性基板１の縁とが位置的に略重っており、そ
のうち、放熱性基板１の抵抗体基板２に対向する隅部に
は、角型に切り欠いてなる切り欠き部８が形成されてい
る。また、放熱性基板１の抵抗体基板２の装着面のう
ち、ＩＣ４と抵抗発熱部１０の中間部に、これらと平行
な溝５を備えている。この場合、抵抗体基板２のうち、
抵抗発熱部１０の影響を受けて温度上昇を伴う部位を発
熱領域とし、この発熱領域を外れた領域を非発熱領域と
して、溝５はこれら領域を区画する部位に形成されてい
る。そして、溝５を境として発熱領域、すなわち、抵抗
体基板２の抵抗発熱部１０側が弾力性を有する接着剤と
してシリコン樹脂系の接着剤９によって放熱性基板１に
接着され、非発熱領域、すなわち、ＩＣ４を搭載した側
が両面粘着テープ６によって放熱性基板１に粘着されて
いる。また、回路基板３は熱による変形が少ないので、
両面粘着テープ７によって放熱性基板１に粘着されてい
る。

【００１２】ここで、接着剤９に着目すると、この接着
剤９は切り欠き部８が形成された放熱性基板１の側面１
ｓと、抵抗体基板２の発熱領域の放熱性基板１に対向す
る面２ｄとを相互に接合するように肉盛りをして装填さ
れる。この場合、製造上、接着剤９の一部が放熱性基板
１と抵抗体基板２とが重なる間隙にも侵入するが、必ず
しも侵入させなくとも良い。

【００１３】次に、図１に示したサーマルプリントヘッ
ドの組立方法について説明する。一方の縁部に切り欠き
部８を形成した放熱性基板１を用意する。続いて、溝５
を境にして図面の右側に、厚みが約５μｍの両面粘着テ
ープ６及び７を置き、これに荷重を加えて抵抗体基板２
及び回路基板３を固定する。続いて、抵抗体基板２の発
熱領域の放熱性基板１に対向する面２ｄと、切り欠き部
８が形成された放熱性基板１の側面１ｓとにそれぞれシ
リコン樹脂系の接着剤を塗布し、これを１２０℃のオー
ブンに入れて２時間程度放置して接着剤を硬化させる。
その後、抵抗体基板２上にＩＣ４を搭載し、ワイヤボン
ディングによりＩＣ４のタブと抵抗体基板２上の配線及
び回路基板３上の配線とを接続する。

【００１４】次に、抵抗体基板２の直線状の縁に近接し
て形成される抵抗発熱部１０の詳細な構成を、図２を参
照して説明する。セラミックでなる耐熱性基板１１の表
面はＳｉＯ2を主成分とするグレーズ層で被われてい
る。耐熱性基板１１の一方の縁１２に近接して、その縁
１２に沿って発熱抵抗体Ｒ1， Ｒ1′，Ｒ2，Ｒ2′，Ｒ
3，Ｒ3′…が配列されている。発熱抵抗体Ｒ1， Ｒ
1′，Ｒ2，Ｒ2′，Ｒ3，Ｒ3′…は隣接する２個ずつ、
例えば、Ｒ1と Ｒ1′、Ｒ2とＲ2′がそれぞれ対をな
し、各対の発熱抵抗体は縁１２側で導体パターン１３に
より接続されている。共通電極１７は耐熱性基板１１の
縁１２に対向する他方の縁１４に沿って形成される。

【００１５】発熱抵抗体Ｒ1， Ｒ1′，Ｒ2，Ｒ2′，Ｒ
3，Ｒ3′…の共通電極１７側では、各対の一方の発熱抵
抗体につながって個別電極１５が形成されており、各対
の他方の発熱抵抗体につながって共通電極１６が形成さ
れている。共通電極１６は耐熱性基板１１の他の縁１４
に沿って形成されている共通電極１７に接続されてい
る。また、共通電極１６は隣接する発熱抵抗体、例え
ば、Ｒ1′とＲ2、Ｒ3′とＲ4というような隣接発熱抵抗
体の２個について１個ずつ設けられている。

【００１６】このような発熱抵抗体は各一対、例えば、
Ｒ1とＲ1′、Ｒ2とＲ2′、Ｒ3とＲ3′…で１ドットずつ
の画素を形成するようになっている。共通電極１７には
適当な間隔でボンディングを行うためのボンディング部
分１８が形成されている。

【００１７】これによって、直線状の縁に近接して発熱
抵抗素子が一直線状に配置された山形の断面を有する抵
抗発熱部１０が形成される。

【００１８】かくして、図１及び図２を用いて説明した
第１の実施形態によれば、切り欠き部８が形成された放
熱性基板１の側面１ｓと、抵抗体基板２の発熱領域の放
熱性基板１に対向する面２ｄとを相互に接合するように
接着剤９が肉盛りをして装填されているので、サーマル
プリントヘッドの温度上昇に起因する放熱性基板１と抵
抗体基板２との伸びの差に起因する応力を吸収すること
ができ、これによって抵抗体基板での蓄熱を抑えると共
に、抵抗体基板の熱膨張率と、放熱性基板の熱膨張率と
の違いによる湾曲を防止することにより良好な画質が得
られる。

【００１９】図３は本発明に係るサーマルプリントヘッ
ドの第２の実施形態の構成を示す縦断面図であり、図
中、図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明
を省略する。

【００２０】この実施形態は、放熱性基板１が抵抗体基
板２の直線状の縁から僅かに突出した直線状の縁１ｓを
有し、接着剤９は抵抗体基板２の縁の側面２ｓと放熱性
基板１の突出縁部の上面１ｕとを相互に接合するように
肉盛りをして装填されている。

【００２１】この第２の実施形態によっても、サーマル
プリントヘッドの温度上昇に起因する放熱性基板１と抵
抗体基板２との伸びの差に起因する応力を吸収すること
ができ、これによって湾曲を防止すると共に、良好な画
質が得られる。

【００２２】なお、図１に示した第１の実施形態では、
プラテンローラによって記録媒体を押圧するとき、抵抗
体基板２の端部が曲がりることが予測されるが、第２の
実施形態によれぱ、この曲がりを未然に防ぐことができ
るため、第１の実施形態と比較して画質をより一層向上
させることができる。

【００２３】なお、上記実施形態では、シリコン樹脂系
の接着剤を用いたが、弾力性を有する接着剤であれば、
他の有機系接着剤でも同様な効果が得られる。

【００２４】また、第１の実施形態では抵抗体基板２の
放熱性基板１に対向する面２ｄのみが放熱性基板１に対
する放熱面になっているが、第２の実施形態では放熱性
基板１に対向する面に加えて、側面２ｓも放熱性基板１
に対する放熱面となるので、第１の実施形態と比較して
より多くの熱を伝達できる効果もある。

【００２５】なおまた、上記実施形態では、抵抗体基板
の発熱領域の他面と放熱性基板の側面とを接着剤で肉盛
りをして接着したり、あるいは、抵抗体基板の発熱領域
の側面と放熱性基板の側面とを接着剤で肉盛りをして接
着したりしたが、要は、発熱領域と放熱性基板とを、弾
力性を有する接着剤で接着し、非発熱領域と放熱性基板
とを両面粘着テープで粘着することによって上述したと
同様な効果が得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、抵抗体基板での蓄熱を抑えると共に、抵
抗体基板の熱膨張率と、放熱性基板の熱膨張率との違い
による湾曲を防止することにより良好な画質が得られる
サーマルプリントヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の
実施形態の構成を示す平面図及び縦断面図。

【図２】図１に示した第１の実施形態を構成する抵抗体
基板の抵抗発熱部の詳細な構成を示す平面図。

【図３】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第２の
実施形態の構成を示す平面図。

【符号の説明】

１ 放熱性基板 ２ 抵抗体基板 ３ 回路基板 ４ ＩＣ ５ 溝 ６ 両面粘着テープ ７ 両面粘着テープ ８ 切り欠き部 ９ 接着剤 １０ 抵抗発熱部 １１ 耐熱性基板 １２，１４ 縁 １３ 導体パターン １５ 個別電極 １６，１７ 共通電極 １８ ボンディング部分 １ｓ 放熱性基板の側面 １ｕ 放熱性基板の突出縁部の上面 ２ｄ 抵抗体基板の発熱領域の放熱性基板に対向する面 ２ｓ 抵抗体基板の縁の側面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹 内 秀 巳 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2C065 GB01 HA10 HA11 HA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐熱性基板の一面に発熱抵抗素子が一直線
   状に配置された抵抗体基板と、一面に前記抵抗体基板の
   他面を装着する放熱性基板とを備えたサーマルプリント
   ヘッドにおいて、 前記抵抗体基板の前記発熱抵抗素子の周辺を含む領域を
   発熱領域とし、この発熱領域を外れた領域を非発熱領域
   とし、前記発熱領域と前記放熱性基板とを、弾力性を有
   する接着剤で接着し、前記非発熱領域と前記放熱性基板
   とを両面粘着テープで粘着した、 ことを特徴とするサーマルプリントヘッド。
2. 【請求項２】前記抵抗体基板は直線状の縁に近接して前
   記発熱抵抗素子が一直線状に配置され、前記放熱性基板
   は前記抵抗体基板の直線状の縁に略一致させて重なる縁
   と、前記抵抗体基板に隣接した前記縁の隅部を角型に切
   り欠いてなる切り欠き部とを有し、前記接着剤を前記抵
   抗体基板の発熱領域と前記切り欠き部の側面とに接着す
   るように肉盛りをして装填したことを特徴とする請求項
   １に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 【請求項３】前記抵抗体基板は直線状の縁に近接して前
   記発熱抵抗素子が一直線状に配置され、前記放熱性基板
   は前記抵抗体基板の直線状の縁から僅かに突出した直線
   状の縁を有し、前記接着剤を前記抵抗体基板の縁の側面
   と前記放熱性基板の一面とに接着するように肉盛りをし
   て装填したことを特徴とする請求項１に記載のサーマル
   プリントヘッド。
4. 【請求項４】前記接着剤はシリコン樹脂系の接着剤を用
   いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に
   記載のサーマルプリントヘッド。