JP2002166583A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放熱板の温度を正確に検出することが可能で、
しかも構成が簡素な、生産性に優れたサーマルヘッドを
提供する。 【解決手段】放熱板９上に、複数個の発熱素子２及び複
数個の導電層３を有するヘッド基板１と、樹脂製の補強
板４とを間に所定の間隔を空けて併設し、該補強板４上
に前記導電層３に電気的に接続される複数個の配線導体
６を有したフレキシブル配線板５を載置させて成るサー
マルヘッドにおいて、前記ヘッド基板２と前記補強板４
との間に位置する放熱板９の上面をフレキシブル配線板
５側に突出させるとともに該突出部９ａをフレキシブル
配線板５の下面に当接させ、この当接部に配されるフレ
キシブル配線板５上にサーミスタ７を取着させる。

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】従来のサーマルヘッドは、例えば図５に
示す如く、直線状に配列された複数個の発熱素子１２及
び複数個の導電層１３を有したアルミナセラミックス製
のヘッド基板１１と、樹脂製の補強板１４とを、アルミ
ニウム等の金属から成る放熱板１５上に併設した上、前
記補強板１４上に、前記ヘッド基板１１の導電層１３に
電気的に接続される複数個の配線導体１７を有したフレ
キシブル配線板１６を載置・固定した構造を有してお
り、感熱紙等の記録媒体をヘッド基板１１の発熱素子１
２上に搬送しながら、フレキシブル配線板１６の配線導
体１７等を介して発熱素子１２に電源電力を供給し、発
熱素子１２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。

【０００３】尚、前記補強板１４は、フレキシブル配線
板１６の一端側に取着されるコネクタ１８を外部電気回
路（プリンタ本体）のコネクタに差し込んだり、引き抜
いたりする際にフレキシブル配線板１６が外力の印加に
よって折れ曲がることのないように、フレキシブル配線
板１６を支持・補強するためのものであり、例えばガラ
ス布基材エポキシ樹脂等によってヘッド基板１１とほぼ
等しい厚みに形成され、その上面にはフレキシブル配線
板１６が粘着テープ等の接着剤を介して固定される。

【０００４】また前記フレキシブル配線板１６にはサー
マルヘッドの温度を検出するためにサーミスタ１９が取
着されており、このサーミスタ１９で検出した温度に基
づいて発熱素子１２の発熱量等を制御することによって
常に良好な印画を得るようにしていた。

【０００５】

【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、サーミスタ１９が
取着されているフレキシブル配線板１６と放熱板１４と
の間に、ガラス布基材エポキシ樹脂等の低熱伝導性材料
から成る補強板１４が介在されていることから、放熱板
１５よりサーミスタ１９に伝導しようとする熱は補強板
１４によって遮られ、放熱板１５の温度をサーミスタ１
９でもって正確に検出することが困難であった。

【０００６】そこで上記欠点を解消するために、サーミ
スタ１９を放熱板１５に対し直に取着させて放熱板１５
の温度をより正確に検出するようにしたサーマルヘッド
が提案されている。

【０００７】しかしながら、サーミスタ１９を放熱板１
５に直に取着させるには、サーミスタ１９の電極とフレ
キシブル配線板１６の配線導体１７とをジャンパー線等
で電気的に接続させた上、サーミスタ１９を放熱板１５
の側面、或いは下面に接着・固定する必要があり、この
ような場合、サーマルヘッドの構成や製造プロセスが複
雑化する上に、ジャンパー線やサーミスタ１９が放熱板
１４の側面や下面より飛び出した形になり、サーマルヘ
ッドをプリンタ本体に設置する際の取り扱いや各部材の
形状，レイアウト等に大きな制約を受ける欠点が誘発さ
れる。

【０００８】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、放熱板の温度を正確に検出することが
可能で、しかも構成が簡素な、生産性に優れたサーマル
ヘッドを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、放熱板上に、複数個の発熱素子及び複数個の導電層
を有するヘッド基板と、樹脂製の補強板とを間に所定の
間隔を空けて併設し、該補強板上に前記導電層に電気的
に接続される複数個の配線導体を有したフレキシブル配
線板を載置させて成るサーマルヘッドにおいて、前記ヘ
ッド基板と前記補強板との間に位置する放熱板の上面を
フレキシブル配線板側に突出させるとともに該突出部を
フレキシブル配線板の下面に当接させ、この当接部に配
されるフレキシブル配線板上にサーミスタを取着させた
ことを特徴とするものである。

【００１０】また本発明のサーマルヘッドは、放熱板上
に、複数個の発熱素子及び複数個の導電層を有するヘッ
ド基板と、樹脂製の補強板とを併設し、該補強板上に前
記導電層に電気的に接続される複数個の配線導体を有し
たフレキシブル配線板を載置させて成るサーマルヘッド
において、前記補強板に貫通穴を形成し、この貫通穴の
内側に位置する放熱板の上面をフレキシブル配線板側に
突出させるとともに該突出部をフレキシブル配線板の下
面に当接させ、この当接部に配されるフレキシブル配線
板上にサーミスタを取着させたことを特徴とするもので
ある。

【００１１】更に本発明のサーマルヘッドは、前記サー
ミスタの電極が前記フレキシブル配線板の配線導体に半
田接合されていることを特徴とするものである。

【００１２】本発明のサーマルヘッドによれば、放熱板
の突出部をフレキシブル配線板の下面に当接させ、この
当接部に配されるフレキシブル配線板上にサーミスタを
取着させるようにしたことから、放熱板の熱はフレキシ
ブル配線板を介してサーミスタに良好に伝導されるよう
になり、放熱板の温度をサーミスタで正確に検出するこ
とができる。

【００１３】また本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタはフレキシブル配線板上に取着されること
から、サーミスタの電極をフレキシブル配線板の配線導
体に半田接合させることによってサーミスタをサーマル
ヘッドに簡単に取り付けることができ、サーマルヘッド
の全体構造を簡素に保ちつつ、その生産性を高く維持す
ることが可能となる。

【００１４】

【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。 （第1の実施形態）図１は本発明の第1の実施形態に係る
サーマルヘッドの断面図、図２は図１のサーマルヘッド
の平面図であり、同図に示すサーマルヘッドは、大略的
に、ヘッド基板１と、補強板４と、フレキシブル配線板
５と、放熱板９とで構成されている。

【００１５】前記ヘッド基板１は、アルミナセラミック
ス等のセラミック材料により形成されており、その上面
には複数個の発熱素子２や複数個の導電層３等が被着・
形成され、これらを支持する支持母材として機能する。

【００１６】また前記ヘッド基板１の上面に設けられて
いる複数個の発熱素子２は、例えば６００ｄｐｉ（dot
per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列されてお
り、その各々がＴａＳｉＯやＴｉＳｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ
等の電気抵抗材料から成っているため、その両端に接続
される導電層３や後述するフレキシブル配線板５等を介
して電源電力が供給されるとジュール発熱を起こし、感
熱紙等の記録媒体に印画を形成するのに必要な所定の温
度となる。

【００１７】一方、前記複数個の導電層３は、アルミニ
ウムや銅等の金属により所定パターンをなすように形成
され、外部電源からの電力を発熱素子２に供給したり、
プリンタ本体からの電気信号を図示しないドライバーＩ
Ｃ等に供給する作用を為す。

【００１８】尚、前記発熱素子２及び導電層３は、従来
周知の薄膜手法、具体的にはスパッタリング法、フォト
リソグラフィー技術及びエッチング技術等を採用するこ
とによってヘッド基板１の上面に所定厚み、所定パター
ンに形成される。

【００１９】また上述したヘッド基板１の隣には、間に
例えば２ｍｍ〜８ｍｍの間隔を空けて樹脂製の補強板４
が併設され、かかる補強板４上には粘着テープや熱硬化
性樹脂等の接着剤を介してフレキシブル配線板５が載置
・固定される。

【００２０】前記補強板４は、ヘッド基板１と略等しい
厚み（０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ）を有したガラス布基材
エポキシ樹脂等によって形成され、外力が印加されても
変形しにくいことから、その上面にフレキシブル配線板
５を接着・固定することによりフレキシブル配線板５を
良好に支持・補強し、フレキシブル配線板５の他端に取
着されるコネクタ１０を外部電気回路のコネクタに差し
込んだり、引き抜いたりする際にフレキシブル配線板５
が外力の印加によって折れ曲がるといった不具合を有効
に防止することができる。

【００２１】尚、前記補強板４を形成するガラス布基材
エポキシ樹脂は、ガラス糸を用いて形成したガラス布基
材に液状のエポキシ樹脂を含浸・硬化させ、これを所定
形状に切断することによって形成される。

【００２２】また前記補強板４上に載置されるフレキシ
ブル配線板５は、銅等の金属から成る複数個の配線導体
６をポリイミド樹脂等から成るベースフィルムとカバー
フィルムとで挟持した構造を有し、その上面にはサーミ
スタ７やノイズ吸収用のコンデンサ（図示せず）等が搭
載され、ヘッド基板１より遠い側の端部にはコネクタ１
０が取着される。

【００２３】前記フレキシブル配線板５は、ヘッド基板
１を外部電気回路に接続するための接続部材として機能
し、その一端側をヘッド基板１の端部に重畳させ、該重
畳部で配線導体６を対応するヘッド基板１の導電層３に
半田等を介して接続させることによりヘッド基板１に接
続され、他端側に取着されるコネクタ１０を外部電気回
路（プリンタ本体）のコネクタに差し込むことにより外
部電気回路に接続される。

【００２４】また前記フレキシブル配線板５上のサーミ
スタ７は、ヘッド基板１と補強板４との間隙上に位置す
るフレキシブル配線板５の上面に取着されており、温度
変化に対する抵抗値の変化が極めて大きい抵抗材料、例
えばＭｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ等の遷移金属の酸化
物を含む感温半導体により形成されているため、その温
度を電気量に変換して電気信号として外部に取り出す作
用、具体的には、その表面に設けられる一対の電極間に
所定の電圧を印加し、その通電量を測定することによっ
て搭載箇所の温度を検出する作用を為す。

【００２５】かかるサーミスタ７は、その表面に設けら
れる一対の電極をフレキシブル配線板５の配線導体６に
半田接合させることによってフレキシブル配線板５上の
所定箇所に搭載される。

【００２６】そして前記ヘッド基板１及び補強板４は、
上述の如く併設された状態で放熱板９上に載置・固定さ
れる。

【００２７】前記放熱板９は、アルミニウムやＳＵＳ等
の良熱伝導性の金属から成り、その上面でヘッド基板１
及び補強板４を支持するとともに、ヘッド基板１中に蓄
積されている熱の一部を吸収し、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
のを有効に防止する作用を為す。

【００２８】更に前記放熱板９は、その一部上面がヘッ
ド基板１と補強板５との間の領域でフレキシブル配線板
５側に突出され、この突出部９ａをサーミスタ７を搭載
したフレキシブル配線板５の下面に当接させてある。

【００２９】このように、放熱板９の突出部９ａをフレ
キシブル配線板５の下面に当接させ、この当接部に配さ
れるフレキシブル配線板５上にサーミスタ７を取着させ
るように構成したことから、放熱板９中に蓄積されてい
る熱はフレキシブル配線板５を介してサーミスタ７に良
好に伝導され、放熱板９の温度をサーミスタ７でもって
正確に検出することができる。

【００３０】また前記サーミスタ７は、その電極をフレ
キシブル配線板５の配線導体６に半田接合させることに
よってフレキシブル配線板５に取着されており、サーミ
スタ７は簡単にサーマルヘッドへ取り付けられるため、
サーマルヘッドの全体構造を簡素に保ちつつ、その生産
性を高く維持することができ、この場合、サーマルヘッ
ドをプリンタ本体に設置する際の取り扱いや各部材の形
状，レイアウト等に大きな制約を受けることはない。

【００３１】尚、前記放熱板９は、アルミニウムから成
る場合、アルミニウムのインゴット（塊）を従来周知の
金属加工法により所定形状に加工することによって製作
され、得られた放熱板９の上面に両面テープ等を介して
ヘッド基板１及び補強板４を載置させることによりヘッ
ド基板１及び補強板４が放熱板９上に固定される。

【００３２】かくして上述したサーマルヘッドは、外部
のプラテンローラ等を用いて感熱紙等の記録媒体をヘッ
ド基板１の発熱素子２上に搬送しながら、電源電力をフ
レキシブル配線板５の配線導体６等を介して発熱素子２
に供給し、発熱素子２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。

【００３３】（第2の実施形態）次に本発明の第2の実施
形態について図３を用いて説明する。尚、先に述べた第
1の実施形態と同様の構成要素には同一の参照符を用
い、重複する説明を省略する。

【００３４】第2実施形態のサーマルヘッドが第1実施形
態のものと相違する点は、放熱板９の突出部９ａがヘッ
ド基板１と補強板４との間隙には無く、補強板４に形成
した貫通穴４ａの内側に形成されている点である。

【００３５】前記突出部９ａは、先に述べた第1の実施
形態と同様に、フレキシブル配線板５の下面に当接さ
れ、この当接部に配されるフレキシブル配線板５上にサ
ーミスタ７を取着させてある。

【００３６】このため、放熱板９中に蓄積されている熱
はフレキシブル配線板５を介してサーミスタ７に良好に
伝導され、放熱板９の温度をサーミスタ７でもって正確
に検出することができる。

【００３７】またこの場合も、サーミスタ７はフレキシ
ブル配線板５上に取着されていることから、サーミスタ
７の電極をフレキシブル配線板５の配線導体６に半田接
合させることによってサーミスタ７をサーマルヘッドへ
簡単に取り付けることができ、サーマルヘッドの全体構
造を簡素に保ちつつ、生産性を高く維持することが可能
である。

【００３８】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。

【００３９】例えば図４（ａ）（ｂ）に示す如く、外形
が“ヘ”の字型に折れ曲がった放熱板９を用いてサーマ
ルヘッドを構成しても良く、このような場合も上述した
第1実施形態、第2実施形態と全く同様の効果を得ること
ができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、放熱
板の突出部をフレキシブル配線板の下面に当接させ、こ
の当接部に配されるフレキシブル配線板上にサーミスタ
を取着させるようにしたことから、放熱板の熱はフレキ
シブル配線板を介してサーミスタに良好に伝導されるよ
うになり、放熱板の温度をサーミスタで正確に検出する
ことができる。

【００４１】また本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタはフレキシブル配線板上に取着されること
から、サーミスタの電極をフレキシブル配線板の配線導
体に半田接合させることによってサーミスタをサーマル
ヘッドに簡単に取り付けることができ、サーマルヘッド
の全体構造を簡素に保ちつつ、その生産性を高く維持す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1の実施形態に係るサーマルヘッド
の断面図である。

【図２】図１のサーマルヘッドの平面図である。

【図３】本発明の第2の実施形態に係るサーマルヘッド
の断面図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るサ
ーマルヘッドの断面図である。

【図５】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】 １・・・ヘッド基板、２・・・発熱素子、３・・・導電
層、４・・・補強板、４ａ・・・補強板の貫通穴、５・
・・フレキシブル配線板、６・・・配線導体、７・・・
サーミスタ、８・・・半田、９・・・放熱板、９ａ・・
・放熱板の突出部、１０・・・コネクタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放熱板上に、複数個の発熱素子及び複数個
   の導電層を有するヘッド基板と、樹脂製の補強板とを間
   に所定の間隔を空けて併設し、該補強板上に前記導電層
   に電気的に接続される複数個の配線導体を有したフレキ
   シブル配線板を載置させて成るサーマルヘッドにおい
   て、 前記ヘッド基板と前記補強板との間に位置する放熱板の
   上面をフレキシブル配線板側に突出させるとともに該突
   出部をフレキシブル配線板の下面に当接させ、この当接
   部に配されるフレキシブル配線板上にサーミスタを取着
   させたことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】放熱板上に、複数個の発熱素子及び複数個
   の導電層を有するヘッド基板と、樹脂製の補強板とを併
   設し、該補強板上に前記導電層に電気的に接続される複
   数個の配線導体を有したフレキシブル配線板を載置させ
   て成るサーマルヘッドにおいて、 前記補強板に貫通穴を形成し、この貫通穴の内側に位置
   する放熱板の上面をフレキシブル配線板側に突出させる
   とともに該突出部をフレキシブル配線板の下面に当接さ
   せ、この当接部に配されるフレキシブル配線板上にサー
   ミスタを取着させたことを特徴とするサーマルヘッド。
3. 【請求項３】前記サーミスタの電極が前記フレキシブル
   配線板の配線導体に半田接合されていることを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッド。