JP2003011407A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発熱素子付近の温度をより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】金属製の放熱板６上に、多数の発熱素子２
及び回路パターン３を有したセラミック基板１と、前記
回路パターン３に電気的に接続される配線パターン５を
有した樹脂基板４とを併設してなるサーマルヘッドにお
いて、前記樹脂基板４の下面で、セラミック基板１側の
端部にサーミスタ７を取着させるとともに該サーミスタ
７と対向する放熱板６の上面にサーミスタ７を収容する
凹部６ａを形成し、この凹部内面と前記サーミスタ７と
の間隙に熱伝導率１．８×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃
以上の充填剤８を充填する。
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】金属製の放熱板６上に、多数の発熱素子２
及び回路パターン３を有したセラミック基板１と、前記
回路パターン３に電気的に接続される配線パターン５を
有した樹脂基板４とを併設してなるサーマルヘッドにお
いて、前記樹脂基板４の下面で、セラミック基板１側の
端部にサーミスタ７を取着させるとともに該サーミスタ
７と対向する放熱板６の上面にサーミスタ７を収容する
凹部６ａを形成し、この凹部内面と前記サーミスタ７と
の間隙に熱伝導率１．８×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃
以上の充填剤８を充填する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はファクシミリやビデ
オプリンタ等の記録デバイス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】従来より、ファクシミリ等の記録デバイ
スとしてサーマルヘッドが用いられている。 【０００３】かかる従来のサーマルヘッドとしては、例
えば図３に示す如く、多数の発熱素子１２及び回路パタ
ーン１３を有したセラミック基板１１と、前記回路パタ
ーン１３に電気的に接続される配線パターン１５を有し
た樹脂基板１４とを、アルミニウム等の金属から成る放
熱板１６上に併設・載置させた構造のものが知られてお
り、感熱紙等の記録媒体をセラミック基板１１の発熱素
子１２上に搬送しながら、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ることによ
って記録媒体に所定の印画が形成される。 【０００４】尚、前記樹脂基板１４の上面には、サーマ
ルヘッドの温度を検出するためにサーミスタ１７が取着
されており、このサーミスタ１７によって検出された温
度情報に基づいて印画品質の向上や安全性の確保を目的
とした各種制御が行なわれている。 【０００５】例えば、高速印画や長時間の印画に伴って
サーマルヘッドの温度状態が変化した場合は印画濃度を
一定に保つために発熱素子１２への通電量をサーマルヘ
ッドの温度状態に基づいて調整するといった制御が行な
われ、またサーマルヘッドの温度が過度に高温となった
場合には安全のために記録動作そのものを停止させると
いった制御が行なわれる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のサーマルヘッドにおいては、発熱素子１２の発した
熱はセラミック基板１１より放熱板１６を介して樹脂基
板１４に伝導されるようになっており、発熱素子１２の
発した熱が樹脂基板１４の上面に取着させたサーミスタ
１７まで伝導するのに比較的長時間を要する構造となっ
ている。それ故、樹脂基板１４上のサーミスタ１７では
発熱素子１２付近の温度状態を精度良く検出することが
難しく、前述の各種制御にタイムラグを生じたり、或い
は、小さな温度変化を見逃してしまうといった不都合を
生じることがあり、熱感度の面において問題があった。 【０００７】そこで上述の問題点を解消するために、サ
ーミスタ１７をセラミック基板１１の上面に直に搭載す
ることによりセラミック基板１１の温度を正確に検出す
るようにしたサーマルヘッドが提案されている。 【０００８】しかしながら、サーミスタ１７をセラミッ
ク基板１１の上面に直に搭載する場合、記録動作に際し
てサーミスタ１７が記録媒体と接触することのないよう
にサーミスタ１７の取り付け位置を発熱素子１２より出
来るだけ遠ざけておく必要があり、セラミック基板１１
上に設けられる回路パターン等のレイアウトに大きな制
約を受ける上に、サーミスタ１７が搭載されることによ
ってセラミック基板１１に新たな温度分布を生じ、その
結果、印画の濃度むらが形成される欠点が誘発される。 【０００９】また、サーミスタ１７を、セラミック基板
１１の上面に代えて、放熱板１６の側面もしくは下面に
直に取着させることも考えられるが、その場合、サーマ
ルヘッドの組み立てに際して、サーミスタ１７の端子と
樹脂基板１４の配線パターン１５とをジャンパー線等を
用いて電気的に接続させたり、サーミスタ１７を放熱板
１６に対して接着・固定するための作業が別途、必要に
なり、サーマルヘッドの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１７が放熱板１６の側面
や下面より飛び出した構造となり、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が不便になるといっ
た欠点が誘発される。 【００１０】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、発熱素子付近の温度をより正確に検出
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。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、金属製の放熱板上に、多数の発熱素子及び回路パタ
ーンを有したセラミック基板と、前記回路パターンに電
気的に接続される配線パターンを有した樹脂基板とを併
設してなるサーマルヘッドにおいて、前記樹脂基板の下
面で、セラミック基板側の端部にサーミスタを取着させ
るとともに該サーミスタと対向する放熱板の上面にサー
ミスタを収容する凹部を形成し、この凹部内面と前記サ
ーミスタとの間隙に熱伝導率１．８×１０-3ｃａｌ／ｃ
ｍ・ｓ・℃以上の充填剤を充填したことを特徴とするも
のである。 【００１２】本発明によれば、金属製の放熱板上に、多
数の発熱素子及び回路パターンを有したセラミック基板
と、前記回路パターンに電気的に接続される配線パター
ンを有した樹脂基板とを併設してなるサーマルヘッドに
おいて、前記樹脂基板の下面で、セラミック基板側の端
部にサーミスタを取着させるとともに該サーミスタと対
向する放熱板の上面にサーミスタを収容する凹部を形成
し、この凹部内面と前記サーミスタとの間隙に熱伝導率
１．８×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃以上の充填剤を充
填するように構成したことから、セラミック基板中に蓄
積された熱は金属製の放熱板を介して凹部内のサーミス
タに速やかに伝導されるようになる。従って、発熱素子
付近の温度状態をサーミスタで精度良く検出することが
できるようになり、サーマルヘッドの熱感度を向上させ
ることが可能となる。 【００１３】また本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタは樹脂基板の下面に取着されることから、
サーミスタの端子を樹脂基板の下面に導出させた配線パ
ターンに半田接合させるだけの簡単な作業によりサーミ
スタがサーマルヘッドに取り付けられるようになり、サ
ーマルヘッドの生産性を高く維持することができる。 【００１４】更に本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタは放熱板上面の凹部内に収容されているこ
とから、サーミスタが外側に向かって大きく飛び出した
り、セラミック基板や樹脂基板上に設けられる他の部材
のレイアウトに影響を及ぼしたりすることはなく、サー
マルヘッドの全体構造を簡素に保つことができる上に、
前記サーミスタはセラミック基板と常に非接触の状態に
維持されているため、サーミスタそのものがセラミック
基板の温度分布に影響を及ぼすこともなく、濃度むらの
少ない良好な印画を形成することができる。 【００１５】 【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は本発明の一実施形態に係るサ
ーマルヘッドの断面図であり、図中の１はセラミック基
板、２は発熱素子、３は回路パターン、４は樹脂基板、
５は配線パターン、６は放熱板、６ａは放熱板の上面に
設けた凹部、７はサーミスタ、８は充填剤である。 【００１６】前記セラミック基板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
上面には多数の発熱素子２や回路パターン３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。 【００１７】前記セラミック基板１は、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等を添加・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
ーブレード法等によってセラミックグリーンシートに成
し、更にこれ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。 【００１８】また前記セラミック基板１上に設けられる
多数の発熱素子２は、例えば６００ｄｐｉ（dot per in
ch）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、回路パターン３や後述
する樹脂基板４の配線パターン５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まで上昇する。 【００１９】一方、前記回路パターン５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
れており、先に述べた発熱素子２等に電源電力や電気信
号を供給する作用を為す。 【００２０】尚、前記発熱素子２及び回路パターン３
は、従来周知の薄膜形成技術、例えば上述の電気抵抗材
料と金属材料とを従来周知のスパッタリング法によって
セラミック基板１の上面に順次被着させ、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等に
よって所定パターンに微細加工することにより形成され
る。 【００２１】また上述したセラミック基板１の隣には、
セラミック基板１と略等しい厚みを有した樹脂基板４が
配設される。 【００２２】前記樹脂基板４は、セラミック基板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するも
のであり、紙基材フェノール樹脂やガラス基材エポキシ
樹脂等の樹脂材料により形成され、その上面には外部か
らの電力や電気信号をセラミック基板１上の発熱素子２
や図示しないドライバーＩＣ等に供給するための配線パ
ターン５が設けられる。 【００２３】これらの配線パターン５をセラミック基板
１の回路パターン３に対して金属細線１０等でボンディ
ングすることによりセラミック基板１と樹脂基板４とが
電気的に接続される。 【００２４】また前記樹脂基板４の後端側には配線パタ
ーン５に半田付けされたコネクタ９が取着されており、
このコネクタ９を外部電気回路（プリンタ本体）のコネ
クタに挿着することによってサーマルヘッドが外部電気
回路と電気的に接続されることとなる。 【００２５】尚、前記配線パターン５は銅等の金属から
成り、樹脂基板４の上面等に貼着した銅箔を従来周知の
フォトエッチング等で所定パターンに加工することによ
り形成される。 【００２６】そして前記樹脂基板４の下面で、セラミッ
ク基板１側の端部には、サーマルヘッドの温度状態を検
出するためのサーミスタ７が取着される。 【００２７】前記サーミスタ７は、温度変化に対する抵
抗値の変化が極めて大きい電気抵抗材料、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おり、その表面に設けられる
一対の電極端子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温度検出を行なうようになってい
る。 【００２８】そして、このサーミスタ７で検出した温度
情報に基づいて印画品質の向上や安全性の確保を目的と
した各種制御が行なわれることとなる。 【００２９】例えば、高速印画や長時間の印画に伴って
サーマルヘッドの温度状態が変化した場合は印画濃度を
一定に保つために発熱素子２への通電量をサーマルヘッ
ドの温度状態に基づいて調整するといった制御が行なわ
れ、またサーマルヘッドの温度が過度に高温となった場
合には安全のために記録動作そのものを停止させるとい
った制御が行なわれる。 【００３０】尚、前記サーミスタ７は、樹脂基板４内に
設けたビアホール４ａ等を介して樹脂基板４の下面に導
出させた配線パターン５に半田接合されることによって
樹脂基板下面の所定位置に取着されるようになってお
り、この場合、サーミスタ７は、その電極端子を樹脂基
板４の下面に導出させた配線パターン５に半田接合させ
るだけの簡単な作業により樹脂基板４に取り付けられる
ため、サーマルヘッドの組み立て工程が複雑化するよう
なことはない。 【００３１】更にまた、このような樹脂基板４と先に述
べたセラミック基板１は、上述の如く併設された状態で
放熱板６上に載置・固定される。 【００３２】前記放熱板６は、アルミニウムやＳＵＳ等
の良熱伝導性の金属から成り、その上面でセラミック基
板１及び樹脂基板４を支持するとともに、セラミック基
板１中に蓄積されている熱の一部を吸収し、これを大気
中に放散させることによってセラミック基板１の温度が
過度に高温となるのを有効に防止するようになってい
る。 【００３３】また前記放熱板６の上面には、前述したサ
ーミスタ６を収容するための凹部６ａが設けられ、この
ような凹部６ａの内面とサーミスタ６との間隙には良熱
伝導性の充填剤８が充填される。 【００３４】前記充填剤８としては、熱伝導率１．８×
１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃以上のエポキシ樹脂やシリ
コングリス等が用いられており、例えばシリコングリス
を用いる場合、シリコングリス中にはシリカやアルミナ
等の無機質フィラーが所定量、添加・混合されて、所定
の熱伝導率に調整されている。 【００３５】従って、放熱板６中の熱は充填剤８を介し
て凹部６内のサーミスタ７に対して良好、かつ速やかに
伝導されるようになり、発熱素子２付近の温度状態をサ
ーミスタで精度良く検出することが可能となる。従っ
て、サーマルヘッドの熱感度が向上されるようになり、
サーミスタ７で検出される温度情報に基づいた前述の各
種制御を適切なタイミングで実行することができるよう
になる。 【００３６】またこの場合、前記サーミスタ７は放熱板
上面の凹部６ａ内に完全に収容されていることから、サ
ーミスタ７が外側に向かって大きく飛び出したり、セラ
ミック基板１や樹脂基板４上に設けられる他の部材のレ
イアウトに影響を及ぼしたりすることはなく、サーマル
ヘッドの全体構造を簡素に保つことができる。 【００３７】更に前記サーミスタ７はセラミック基板１
と常に非接触の状態に維持されているため、サーミスタ
そのものがセラミック基板１の温度分布に悪影響を及ぼ
すこともなく、濃度むらの少ない良好な印画を形成する
こともできる。 【００３８】尚、前記放熱板６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６の上面に、セラミック基板１及
び樹脂基板４を、樹脂基板下面のサーミスタ７が凹部６
ａ内に埋設されるようにして両面テープ等を介して併設
・載置させることによりセラミック基板１と樹脂基板４
とが放熱板６上に載置・固定される。 【００３９】かくして上述したサーマルヘッドは、感熱
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、多数の発熱素子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。 【００４０】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。 【００４１】例えば上述の実施形態において、セラミッ
ク基板１もしくは樹脂基板４の上面に、発熱素子２への
通電を制御するためのドライバーＩＣを搭載したり、発
熱素子２や回路パターン３等をガラスや窒化珪素等から
成る保護膜で被覆するようにしても良いことは勿論であ
る。 【００４２】また上述の実施形態においては、セラミッ
ク基板１と樹脂基板４とを金属細線１０でボンディング
することにより電気的に接続するようにしたが、これに
代えてセラミック基板１と樹脂基板４とを半田付けやＴ
ＡＢリード等によって電気的に接続するようにしても構
わない。 【００４３】更に上述の実施形態において、図２（ａ）
（ｂ）に示す如く、凹部６ａの両側に位置する放熱板６
の上面，或いは，凹部６ａの外周部等に溝６ｂを設けて
おけば、これらの溝６ｂの内部で充填剤７の余剰分を収
容することができるため、サーマルヘッドの組み立て等
に際して充填剤７の一部が外部にはみ出してしまうのを
有効に防止することができる利点もある。 【００４４】 【発明の効果】本発明によれば、金属製の放熱板上に、
多数の発熱素子及び回路パターンを有したセラミック基
板と、前記回路パターンに電気的に接続される配線パタ
ーンを有した樹脂基板とを併設してなるサーマルヘッド
において、前記樹脂基板の下面で、セラミック基板側の
端部にサーミスタを取着させるとともに該サーミスタと
対向する放熱板の上面にサーミスタを収容する凹部を形
成し、この凹部内面と前記サーミスタとの間隙に熱伝導
率１．８×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃以上の充填剤を
充填するように構成したことから、セラミック基板中に
蓄積された熱は金属製の放熱板を介して凹部内のサーミ
スタに速やかに伝導されるようになる。従って、発熱素
子付近の温度状態をサーミスタで精度良く検出すること
ができるようになり、サーマルヘッドの熱感度を向上さ
せることが可能となる。 【００４５】また本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタは樹脂基板の下面に取着されることから、
サーミスタの端子を樹脂基板の下面に導出させた配線パ
ターンに半田接合させるだけの簡単な作業によりサーミ
スタがサーマルヘッドに取り付けられるようになり、サ
ーマルヘッドの生産性を高く維持することができる。 【００４６】更に本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタは放熱板上面の凹部内に収容されているこ
とから、サーミスタが外側に向かって大きく飛び出した
り、セラミック基板や樹脂基板上に設けられる他の部材
のレイアウトに影響を及ぼしたりすることはなく、サー
マルヘッドの全体構造を簡素に保つことができる上に、
前記サーミスタはセラミック基板と常に非接触の状態に
維持されているため、サーミスタそのものがセラミック
基板の温度分布に影響を及ぼすこともなく、濃度むらの
少ない良好な印画を形成することができる。
オプリンタ等の記録デバイス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】従来より、ファクシミリ等の記録デバイ
スとしてサーマルヘッドが用いられている。 【０００３】かかる従来のサーマルヘッドとしては、例
えば図３に示す如く、多数の発熱素子１２及び回路パタ
ーン１３を有したセラミック基板１１と、前記回路パタ
ーン１３に電気的に接続される配線パターン１５を有し
た樹脂基板１４とを、アルミニウム等の金属から成る放
熱板１６上に併設・載置させた構造のものが知られてお
り、感熱紙等の記録媒体をセラミック基板１１の発熱素
子１２上に搬送しながら、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ることによ
って記録媒体に所定の印画が形成される。 【０００４】尚、前記樹脂基板１４の上面には、サーマ
ルヘッドの温度を検出するためにサーミスタ１７が取着
されており、このサーミスタ１７によって検出された温
度情報に基づいて印画品質の向上や安全性の確保を目的
とした各種制御が行なわれている。 【０００５】例えば、高速印画や長時間の印画に伴って
サーマルヘッドの温度状態が変化した場合は印画濃度を
一定に保つために発熱素子１２への通電量をサーマルヘ
ッドの温度状態に基づいて調整するといった制御が行な
われ、またサーマルヘッドの温度が過度に高温となった
場合には安全のために記録動作そのものを停止させると
いった制御が行なわれる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のサーマルヘッドにおいては、発熱素子１２の発した
熱はセラミック基板１１より放熱板１６を介して樹脂基
板１４に伝導されるようになっており、発熱素子１２の
発した熱が樹脂基板１４の上面に取着させたサーミスタ
１７まで伝導するのに比較的長時間を要する構造となっ
ている。それ故、樹脂基板１４上のサーミスタ１７では
発熱素子１２付近の温度状態を精度良く検出することが
難しく、前述の各種制御にタイムラグを生じたり、或い
は、小さな温度変化を見逃してしまうといった不都合を
生じることがあり、熱感度の面において問題があった。 【０００７】そこで上述の問題点を解消するために、サ
ーミスタ１７をセラミック基板１１の上面に直に搭載す
ることによりセラミック基板１１の温度を正確に検出す
るようにしたサーマルヘッドが提案されている。 【０００８】しかしながら、サーミスタ１７をセラミッ
ク基板１１の上面に直に搭載する場合、記録動作に際し
てサーミスタ１７が記録媒体と接触することのないよう
にサーミスタ１７の取り付け位置を発熱素子１２より出
来るだけ遠ざけておく必要があり、セラミック基板１１
上に設けられる回路パターン等のレイアウトに大きな制
約を受ける上に、サーミスタ１７が搭載されることによ
ってセラミック基板１１に新たな温度分布を生じ、その
結果、印画の濃度むらが形成される欠点が誘発される。 【０００９】また、サーミスタ１７を、セラミック基板
１１の上面に代えて、放熱板１６の側面もしくは下面に
直に取着させることも考えられるが、その場合、サーマ
ルヘッドの組み立てに際して、サーミスタ１７の端子と
樹脂基板１４の配線パターン１５とをジャンパー線等を
用いて電気的に接続させたり、サーミスタ１７を放熱板
１６に対して接着・固定するための作業が別途、必要に
なり、サーマルヘッドの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１７が放熱板１６の側面
や下面より飛び出した構造となり、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が不便になるといっ
た欠点が誘発される。 【００１０】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、発熱素子付近の温度をより正確に検出
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。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、金属製の放熱板上に、多数の発熱素子及び回路パタ
ーンを有したセラミック基板と、前記回路パターンに電
気的に接続される配線パターンを有した樹脂基板とを併
設してなるサーマルヘッドにおいて、前記樹脂基板の下
面で、セラミック基板側の端部にサーミスタを取着させ
るとともに該サーミスタと対向する放熱板の上面にサー
ミスタを収容する凹部を形成し、この凹部内面と前記サ
ーミスタとの間隙に熱伝導率１．８×１０-3ｃａｌ／ｃ
ｍ・ｓ・℃以上の充填剤を充填したことを特徴とするも
のである。 【００１２】本発明によれば、金属製の放熱板上に、多
数の発熱素子及び回路パターンを有したセラミック基板
と、前記回路パターンに電気的に接続される配線パター
ンを有した樹脂基板とを併設してなるサーマルヘッドに
おいて、前記樹脂基板の下面で、セラミック基板側の端
部にサーミスタを取着させるとともに該サーミスタと対
向する放熱板の上面にサーミスタを収容する凹部を形成
し、この凹部内面と前記サーミスタとの間隙に熱伝導率
１．８×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃以上の充填剤を充
填するように構成したことから、セラミック基板中に蓄
積された熱は金属製の放熱板を介して凹部内のサーミス
タに速やかに伝導されるようになる。従って、発熱素子
付近の温度状態をサーミスタで精度良く検出することが
できるようになり、サーマルヘッドの熱感度を向上させ
ることが可能となる。 【００１３】また本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタは樹脂基板の下面に取着されることから、
サーミスタの端子を樹脂基板の下面に導出させた配線パ
ターンに半田接合させるだけの簡単な作業によりサーミ
スタがサーマルヘッドに取り付けられるようになり、サ
ーマルヘッドの生産性を高く維持することができる。 【００１４】更に本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタは放熱板上面の凹部内に収容されているこ
とから、サーミスタが外側に向かって大きく飛び出した
り、セラミック基板や樹脂基板上に設けられる他の部材
のレイアウトに影響を及ぼしたりすることはなく、サー
マルヘッドの全体構造を簡素に保つことができる上に、
前記サーミスタはセラミック基板と常に非接触の状態に
維持されているため、サーミスタそのものがセラミック
基板の温度分布に影響を及ぼすこともなく、濃度むらの
少ない良好な印画を形成することができる。 【００１５】 【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は本発明の一実施形態に係るサ
ーマルヘッドの断面図であり、図中の１はセラミック基
板、２は発熱素子、３は回路パターン、４は樹脂基板、
５は配線パターン、６は放熱板、６ａは放熱板の上面に
設けた凹部、７はサーミスタ、８は充填剤である。 【００１６】前記セラミック基板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
上面には多数の発熱素子２や回路パターン３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。 【００１７】前記セラミック基板１は、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等を添加・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
ーブレード法等によってセラミックグリーンシートに成
し、更にこれ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。 【００１８】また前記セラミック基板１上に設けられる
多数の発熱素子２は、例えば６００ｄｐｉ（dot per in
ch）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、回路パターン３や後述
する樹脂基板４の配線パターン５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まで上昇する。 【００１９】一方、前記回路パターン５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
れており、先に述べた発熱素子２等に電源電力や電気信
号を供給する作用を為す。 【００２０】尚、前記発熱素子２及び回路パターン３
は、従来周知の薄膜形成技術、例えば上述の電気抵抗材
料と金属材料とを従来周知のスパッタリング法によって
セラミック基板１の上面に順次被着させ、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等に
よって所定パターンに微細加工することにより形成され
る。 【００２１】また上述したセラミック基板１の隣には、
セラミック基板１と略等しい厚みを有した樹脂基板４が
配設される。 【００２２】前記樹脂基板４は、セラミック基板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するも
のであり、紙基材フェノール樹脂やガラス基材エポキシ
樹脂等の樹脂材料により形成され、その上面には外部か
らの電力や電気信号をセラミック基板１上の発熱素子２
や図示しないドライバーＩＣ等に供給するための配線パ
ターン５が設けられる。 【００２３】これらの配線パターン５をセラミック基板
１の回路パターン３に対して金属細線１０等でボンディ
ングすることによりセラミック基板１と樹脂基板４とが
電気的に接続される。 【００２４】また前記樹脂基板４の後端側には配線パタ
ーン５に半田付けされたコネクタ９が取着されており、
このコネクタ９を外部電気回路（プリンタ本体）のコネ
クタに挿着することによってサーマルヘッドが外部電気
回路と電気的に接続されることとなる。 【００２５】尚、前記配線パターン５は銅等の金属から
成り、樹脂基板４の上面等に貼着した銅箔を従来周知の
フォトエッチング等で所定パターンに加工することによ
り形成される。 【００２６】そして前記樹脂基板４の下面で、セラミッ
ク基板１側の端部には、サーマルヘッドの温度状態を検
出するためのサーミスタ７が取着される。 【００２７】前記サーミスタ７は、温度変化に対する抵
抗値の変化が極めて大きい電気抵抗材料、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おり、その表面に設けられる
一対の電極端子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温度検出を行なうようになってい
る。 【００２８】そして、このサーミスタ７で検出した温度
情報に基づいて印画品質の向上や安全性の確保を目的と
した各種制御が行なわれることとなる。 【００２９】例えば、高速印画や長時間の印画に伴って
サーマルヘッドの温度状態が変化した場合は印画濃度を
一定に保つために発熱素子２への通電量をサーマルヘッ
ドの温度状態に基づいて調整するといった制御が行なわ
れ、またサーマルヘッドの温度が過度に高温となった場
合には安全のために記録動作そのものを停止させるとい
った制御が行なわれる。 【００３０】尚、前記サーミスタ７は、樹脂基板４内に
設けたビアホール４ａ等を介して樹脂基板４の下面に導
出させた配線パターン５に半田接合されることによって
樹脂基板下面の所定位置に取着されるようになってお
り、この場合、サーミスタ７は、その電極端子を樹脂基
板４の下面に導出させた配線パターン５に半田接合させ
るだけの簡単な作業により樹脂基板４に取り付けられる
ため、サーマルヘッドの組み立て工程が複雑化するよう
なことはない。 【００３１】更にまた、このような樹脂基板４と先に述
べたセラミック基板１は、上述の如く併設された状態で
放熱板６上に載置・固定される。 【００３２】前記放熱板６は、アルミニウムやＳＵＳ等
の良熱伝導性の金属から成り、その上面でセラミック基
板１及び樹脂基板４を支持するとともに、セラミック基
板１中に蓄積されている熱の一部を吸収し、これを大気
中に放散させることによってセラミック基板１の温度が
過度に高温となるのを有効に防止するようになってい
る。 【００３３】また前記放熱板６の上面には、前述したサ
ーミスタ６を収容するための凹部６ａが設けられ、この
ような凹部６ａの内面とサーミスタ６との間隙には良熱
伝導性の充填剤８が充填される。 【００３４】前記充填剤８としては、熱伝導率１．８×
１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃以上のエポキシ樹脂やシリ
コングリス等が用いられており、例えばシリコングリス
を用いる場合、シリコングリス中にはシリカやアルミナ
等の無機質フィラーが所定量、添加・混合されて、所定
の熱伝導率に調整されている。 【００３５】従って、放熱板６中の熱は充填剤８を介し
て凹部６内のサーミスタ７に対して良好、かつ速やかに
伝導されるようになり、発熱素子２付近の温度状態をサ
ーミスタで精度良く検出することが可能となる。従っ
て、サーマルヘッドの熱感度が向上されるようになり、
サーミスタ７で検出される温度情報に基づいた前述の各
種制御を適切なタイミングで実行することができるよう
になる。 【００３６】またこの場合、前記サーミスタ７は放熱板
上面の凹部６ａ内に完全に収容されていることから、サ
ーミスタ７が外側に向かって大きく飛び出したり、セラ
ミック基板１や樹脂基板４上に設けられる他の部材のレ
イアウトに影響を及ぼしたりすることはなく、サーマル
ヘッドの全体構造を簡素に保つことができる。 【００３７】更に前記サーミスタ７はセラミック基板１
と常に非接触の状態に維持されているため、サーミスタ
そのものがセラミック基板１の温度分布に悪影響を及ぼ
すこともなく、濃度むらの少ない良好な印画を形成する
こともできる。 【００３８】尚、前記放熱板６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６の上面に、セラミック基板１及
び樹脂基板４を、樹脂基板下面のサーミスタ７が凹部６
ａ内に埋設されるようにして両面テープ等を介して併設
・載置させることによりセラミック基板１と樹脂基板４
とが放熱板６上に載置・固定される。 【００３９】かくして上述したサーマルヘッドは、感熱
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、多数の発熱素子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。 【００４０】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。 【００４１】例えば上述の実施形態において、セラミッ
ク基板１もしくは樹脂基板４の上面に、発熱素子２への
通電を制御するためのドライバーＩＣを搭載したり、発
熱素子２や回路パターン３等をガラスや窒化珪素等から
成る保護膜で被覆するようにしても良いことは勿論であ
る。 【００４２】また上述の実施形態においては、セラミッ
ク基板１と樹脂基板４とを金属細線１０でボンディング
することにより電気的に接続するようにしたが、これに
代えてセラミック基板１と樹脂基板４とを半田付けやＴ
ＡＢリード等によって電気的に接続するようにしても構
わない。 【００４３】更に上述の実施形態において、図２（ａ）
（ｂ）に示す如く、凹部６ａの両側に位置する放熱板６
の上面，或いは，凹部６ａの外周部等に溝６ｂを設けて
おけば、これらの溝６ｂの内部で充填剤７の余剰分を収
容することができるため、サーマルヘッドの組み立て等
に際して充填剤７の一部が外部にはみ出してしまうのを
有効に防止することができる利点もある。 【００４４】 【発明の効果】本発明によれば、金属製の放熱板上に、
多数の発熱素子及び回路パターンを有したセラミック基
板と、前記回路パターンに電気的に接続される配線パタ
ーンを有した樹脂基板とを併設してなるサーマルヘッド
において、前記樹脂基板の下面で、セラミック基板側の
端部にサーミスタを取着させるとともに該サーミスタと
対向する放熱板の上面にサーミスタを収容する凹部を形
成し、この凹部内面と前記サーミスタとの間隙に熱伝導
率１．８×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃以上の充填剤を
充填するように構成したことから、セラミック基板中に
蓄積された熱は金属製の放熱板を介して凹部内のサーミ
スタに速やかに伝導されるようになる。従って、発熱素
子付近の温度状態をサーミスタで精度良く検出すること
ができるようになり、サーマルヘッドの熱感度を向上さ
せることが可能となる。 【００４５】また本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタは樹脂基板の下面に取着されることから、
サーミスタの端子を樹脂基板の下面に導出させた配線パ
ターンに半田接合させるだけの簡単な作業によりサーミ
スタがサーマルヘッドに取り付けられるようになり、サ
ーマルヘッドの生産性を高く維持することができる。 【００４６】更に本発明のサーマルヘッドによれば、上
記サーミスタは放熱板上面の凹部内に収容されているこ
とから、サーミスタが外側に向かって大きく飛び出した
り、セラミック基板や樹脂基板上に設けられる他の部材
のレイアウトに影響を及ぼしたりすることはなく、サー
マルヘッドの全体構造を簡素に保つことができる上に、
前記サーミスタはセラミック基板と常に非接触の状態に
維持されているため、サーミスタそのものがセラミック
基板の温度分布に影響を及ぼすこともなく、濃度むらの
少ない良好な印画を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断
面図である。 【図２】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るサ
ーマルヘッドの要部拡大断面図である。 【図３】従来のサーマルヘッドの断面図である。 【符号の説明】 １・・・セラミック基板、２・・・発熱素子、３・・・
回路パターン、４・・・樹脂基板、５・・・配線パター
ン、６・・・放熱板、６ａ・・・凹部、７・・・サーミ
スタ、８・・・充填剤
面図である。 【図２】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るサ
ーマルヘッドの要部拡大断面図である。 【図３】従来のサーマルヘッドの断面図である。 【符号の説明】 １・・・セラミック基板、２・・・発熱素子、３・・・
回路パターン、４・・・樹脂基板、５・・・配線パター
ン、６・・・放熱板、６ａ・・・凹部、７・・・サーミ
スタ、８・・・充填剤
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】金属製の放熱板上に、多数の発熱素子及び
回路パターンを有したセラミック基板と、前記回路パタ
ーンに電気的に接続される配線パターンを有した樹脂基
板とを併設してなるサーマルヘッドにおいて、 前記樹脂基板の下面で、セラミック基板側の端部にサー
ミスタを取着させるとともに該サーミスタと対向する放
熱板の上面にサーミスタを収容する凹部を形成し、この
凹部内面と前記サーミスタとの間隙に熱伝導率１．８×
１０-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃以上の充填剤を充填したこ
とを特徴とするサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197523A JP2003011407A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197523A JP2003011407A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | サーマルヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003011407A true JP2003011407A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19035113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001197523A Pending JP2003011407A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003011407A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100352662C (zh) * | 2004-03-30 | 2007-12-05 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 热敏头及其制造方法 |
| JP2008068419A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Tdk Corp | 一括加熱用サーマルヘッドおよび印画装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261066A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Rohm Co Ltd | サ−マルヘツド |
| JPS629027A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-17 | Toyota Motor Corp | スライドスプライン軸構造 |
| JPH02305653A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーマルラインヘッド |
| JPH08267805A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-15 | Kyocera Corp | サーマルヘッド |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001197523A patent/JP2003011407A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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| JP2008068419A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Tdk Corp | 一括加熱用サーマルヘッドおよび印画装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20080118 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20100730 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100810 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20101005 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110308 |