JP2598729Y2

JP2598729Y2 - サーマルヘッド

Info

Publication number: JP2598729Y2
Application number: JP1992053576U
Authority: JP
Inventors: 義男下赤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2007-07-30
Also published as: JPH0616050U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はワードプロセッサやファ
クシミリ等のプリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッ
ドの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワードプロセッサやファクシミリ
等のプリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッドは図４
に示すように、アルミニウム等の良熱伝導性の金属材料
から成る支持部材21とカバー部材22との間に、上面に複
数個の発熱抵抗体23と駆動用ＩＣ素子24とを被着させた
基体25及び配線基板26を配した構造を有しており、外部
電気回路より配線基板26を介して駆動用ＩＣ素子24に電
気信号を供給し、駆動用ＩＣ素子24の駆動に伴って発熱
抵抗体23を選択的に所定の温度にジュール発熱させると
ともに該発熱した熱を感熱紙等の記録紙27に伝導させ、
記録紙27に印字画像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、前記支持部材21は上面に発熱抵抗体23
及び駆動用ＩＣ素子24を被着させたセラミック基体25を
支持する作用を為すとともに発熱抵抗体23の発する熱の
一部を大気中に放出させ、サーマルヘッドが過度に高温
となるのを有効に防止する作用を為す。

【０００４】またカバー部材22は駆動用ＩＣ素子24を保
護するとともに感熱紙等の記録紙27を案内する作用を為
す。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、ヘッド自体が上面に発
熱抵抗体と駆動用ＩＣ素子とを被着させた基体、配線基
板、支持部材及びカバー部材から成り、部品点数が極め
て多く、製品としてのサーマルヘッドを高価とする欠点
を有していた。

【０００６】またこの従来のサーマルヘッドは部品点数
が極めて多いため、組立の作業性が悪く、組立に長時間
を要し、これによっても製品としてのサーマルヘッドを
高価とする欠点を有していた。

【０００７】更にこの従来のサーマルヘッドは部品点数
が多く、各部品はその機械的強度を保持させるために厚
みが厚いものとなっている。そのためこれら各部品を組
み立ててサーマルヘッドとなした場合、該サーマルヘッ
ドはその全体厚みが極めて厚く、形状が大きなものとな
ってしまい、その結果、近時の小型化が進むワードプロ
セッサやファクシミリ等への搭載が困難となる欠点も有
していた。

【０００８】

【考案の目的】本考案は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は部品点数を少なくし、近時の小型化が進
むワードプロセッサやファクシミリ等への搭載が可能
な、小型で、且つ安価な熱効率の良いサーマルヘッドを
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案のサーマルヘッド
は、上面の先端部に複数個の発熱抵抗体と後端部に前記
発熱抵抗体を選択的にジュール発熱させる駆動用ＩＣ素
子とを装着したセラミック基体と、前記駆動用ＩＣ素子
及び発熱抵抗体を外部電気回路に接続する配線基板と、
該配線基板に接合されるコネクターピンとを備えたサー
マルヘッドであって、前記セラミック基体、配線基板及
びコネクターピンを、前記発熱抵抗体上の領域とコネク
ターピンの一部とが露出した状態で樹脂製被覆層により
一体的に被覆するとともに、該樹脂製被覆層のセラミッ
ク基体上面側先端部に丸み部を設け、セラミック基体下
面側先端部を発熱抵抗体の直下領域まで延在させたこと
を特徴とするものである。

【００１０】

【実施例】次に本考案を添付図面に基づき詳細に説明す
る。

【００１１】図１〜図３は本考案にかかるサーマルヘッ
ドの一実施例を示し、1 はセラミック基体、2 は配線基
板、3 はコネクターピンである。

【００１２】前記セラミック基体1 はアルミナセラミッ
クス等から成り、該基体1 はアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、
シリカ（ＳｉＯ₂）、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア
（ＭｇＯ）等のセラミック原料粉末に適当な有機溶剤、
溶媒を添加・混合して泥漿状になすとともに、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を採
用することによってセラミックグリーンシート（セラミ
ック生シート）を得、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き加工を施すとともに高温
（約1600℃）で焼成することによって製作される。

【００１３】また前記セラミック基体1 の上面には、図
２及び図３に示す如く、その先端部に蓄熱層4 、発熱抵
抗体5 及び一対の導電層6a、6bが、後端部に駆動用ＩＣ
素子7 が装着されている。

【００１４】前記セラミック基体1 上に被着される蓄熱
層4 は発熱抵抗体5 の発する熱を蓄積及び放散すること
によってサーマルヘッドの熱応答特性を良好に保つ作用
を為し、通常、ガラスや樹脂等によって形成されてい
る。

【００１５】尚、前記蓄熱層4 はガラスで形成されてい
る場合、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セラミック基体1 の上面に従
来周知のスクリーン印刷法等を採用することによって所
定厚みに印刷・塗布し、しかる後、これを高温で焼き付
けることによってセラミック基体1 の上面に例えば50μ
m の厚みに被着される。

【００１６】また前記蓄熱層4 の上面には例えば、窒化
タンタル等から成る発熱抵抗体5 が複数個、直線状に配
列・被着されており、該発熱抵抗体5 はそれ自体が所定
の電気抵抗を有しているため、後述する一対の導電層6
a、6b間に所定の電力が印加されるとジュール発熱を起
こし、印字に必要な温度、例えば300 〜400 ℃の温度に
発熱する。

【００１７】前記発熱抵抗体5 は窒化タンタル等を蓄熱
層4 上に従来周知のスパッタリング法等により被着する
とともにフォトリソグラフィー技術を採用し、所定パタ
ーンに加工することによって蓄熱層4 の上面に被着され
る。

【００１８】前記発熱抵抗体5 にはまたその両端に一対
の導電層6a、6bが電気的に接続されており、該一対の導
電層6a、6bは発熱抵抗体5 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。

【００１９】前記一対の導電層6a、6bはアルミニウム等
の金属材料から成り、該アルミニウム等の金属材料を従
来周知のスパッタリング法及びフォトリソグラフィー技
術を採用することによってセラミック基体1 上の表面に
一端が各発熱抵抗体5 と電気的に接続するようにして被
着される。

【００２０】また前記一対の導電層6a、6bのうち一方の
導電層6bには駆動用ＩＣ素子7 が接続されており、該駆
動用ＩＣ素子7 は外部電気回路から供給される電気信号
に伴って一対の導電層6a、6bを介して発熱抵抗体5 に印
加される電力を制御し、各発熱抵抗体5 にジュール発熱
を選択的に行わせる作用を為す。

【００２１】尚、前記駆動用ＩＣ素子7 はその下面に形
成された電極を導電層6bに半田等のロウ材を介し接合す
ることによって導電層6b上に搭載され、この時、同時に
駆動用ＩＣ素子7 の各電極は導電層6bに電気的接続され
る。

【００２２】更に前記導電層6aはその一端にコネクター
ピン3 が取着されている配線基板2の配線導体2aが接合
されており、該配線基板2 は一対の導電層6a、6bに接続
されている発熱抵抗体5 及び駆動用ＩＣ素子7 を外部電
気回路に接続する際の導電路として作用する。

【００２３】前記配線基板2 はポリイミド等の耐熱性合
成樹脂材料より成るベースフィルム2bに銅箔から成る配
線導体2aを帯状に被着させた構造を有しており、帯状配
線導体2aの一端はセラミック基体1 上の導電層6bに半田
等のロウ材を介して接合され、他端は外部電気回路に直
接接続されるコネクターピン3 が接合されている。

【００２４】尚、前記配線基板2 はポリイミド等から成
るベースフィルム2bの全面に銅箔を接着剤を介して取着
するとともに該銅箔の一部をエッチングにより食刻し、
所定の帯状となすことによって形成される。

【００２５】また前記配線基板2 の一端に取着されるコ
ネクターピン3 は表面を錫や亜鉛で被覆した銅から成
り、銅のインゴット（塊）を圧延加工法及び打ち抜き加
工法等、従来周知の金属加工法を採用することによって
所定幅の板状体となすとともに該板状体の表面に錫や亜
鉛を電解メッキ法等により一定の厚みに被着させること
にって形成される。

【００２６】前記コネクターピン3 はその一端が外部電
気回路のソケット等に挿入・接続され、これによって発
熱抵抗体5 及び駆動用ＩＣ素子7 はコネクターピン3 、
配線基板2 、導電層6a、6bを介して外部電気回路に接続
されることとなる。

【００２７】また一方、前記上面に複数個の発熱抵抗体
5 と駆動用ＩＣ素子7 とを被着させたセラミック基体1
、配線基板2 及びコネクターピン3 は、発熱抵抗体5
上の領域及びコネクターピン3 の一部を露出した状態で
エポキシ樹脂等の耐熱性樹脂から成る被覆層8 により一
体的に被覆されている。

【００２８】前記被覆層8 は駆動用ＩＣ素子7 を大気中
に含まれる水分や感熱紙等に含まれるナトリウムイオン
等から保護する作用を為し、これによって駆動用ＩＣ素
子7は常に安定した駆動を行い、発熱抵抗体5 の選択的
ジュール発熱を正確、且つ確実となすことができる。

【００２９】また前記被覆層8 はセラミック基体1 に設
けた導電層6bと配線基板2 の配線導体2aとの接合及び配
線基板2 の配線導体2aとコネクターピン3 との接合を補
強する作用を為し、これによって導電層6bと配線基板2
の配線導体2aとの接合及び配線基板2 の配線導体2aとコ
ネクターピン3 との接合が極めて強固となり、発熱抵抗
体5 及び駆動用ＩＣ素子7 をコネクターピン3 、配線基
板2 及び導電層6a、6bを介して外部電気回路に確実、強
固に電気的接続することが可能となる。そしてこの場
合、前記被覆層8 は駆動用ＩＣ素子7 等を被覆・保護す
ることから、駆動用ＩＣ素子7 等を保護するために、別
途、厚みの厚い支持部材やカバー部材等を使用する必要
はなく、これによりサーマルヘッド全体の厚みを薄くし
て、近時の小型化が進むワードプロセッサやファクシミ
リ等への搭載を可能となすことができる。

【００３０】更に前記被覆層8 は、セラミック基体1 の
上面側先端部に丸み部8aを有するとともに、セラミック
基体1 の下面側先端部8bを発熱抵抗体5 の直下領域まで
延在させている。

【００３１】従って、印字の際に感熱紙等が被覆層8 の
発熱抵抗体側上端部の丸み部8aと接触しても、感熱紙等
の表面には傷が出来にくく、紙カス等の発生も少なくな
ることから、感熱紙等の走行を安定化させて傷の少ない
良好な印字画像を形成することができ、その結果、印字
品質を向上させることが可能になる。

【００３２】しかもこの場合、セラミック基体1 の下面
側に位置する被覆層8 の先端部8bを発熱抵抗体5 の直下
領域まで延在させたことにより、発熱抵抗体5 の直下に
位置するセラミック基体1 の下面が熱伝導率の低い樹脂
製の被覆層8 で被覆されることから、印字時、セラミッ
ク基体1 中に蓄積される熱は大気中に放散されにくくな
り、発熱抵抗体5 の近傍の温度を適度な高温の状態に維
持することができる。これにより、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。

【００３３】尚、前記被覆層8 は所定形状の治具内に、
上面に発熱抵抗体5 及び駆動用ＩＣ素子7 を被着させた
セラミック基体1 と配線基板2 とコネクターピン3 をセ
ットし、しかる後、前記治具内にエポキシ樹脂を充填す
るとともに該樹脂を150 〜200 ℃程度の温度で熱硬化さ
せることによってセラミック基体1 等の表面に一体的に
被覆される。この場合、被覆層8 は治具内にセラミック
基体1 等をセットし、該治具内に液状の樹脂を充填する
とともに熱硬化させるだけの作業で形成されることか
ら、作業性、量産性が極めて良く、製品としての価格を
安価となすことができる。

【００３４】かくして本考案のサーマルヘッドによれば
コネクターピン3 及び配線基板2 を介して駆動用ＩＣ素
子7 に外部電気回路より電気信号を供給し、駆動用ＩＣ
素子7 の駆動に伴って発熱抵抗体5 を選択的にジュール
発熱させるとともに該熱を感熱紙等に伝導させ、感熱紙
等に印字画像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。

【００３５】尚、本考案は上述した実施例に限定される
ものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば発熱抵抗体5 及び導電
層6a、6bの表面に窒化珪素やサイアロン等か成る保護層
を被着させておくと、発熱抵抗体5 等に大気中に含まれ
る水分等や感熱紙等が直接接触するのが防止され、発熱
抵抗体5 や導電層6a、6bを水分等の接触による酸化腐食
や感熱紙等の摺動による摩耗から有効に保護することが
できる。従って、前記発熱抵抗体5 及び導電層6a、6bの
表面には窒化珪素やサイアロン等か成る保護層を被着さ
せておくことが好ましい。

【００３６】

【考案の効果】本考案のサーマルヘッドによれば、セラ
ミック基体、配線基板及びコネクターピンを発熱抵抗体
上の領域とコネクターピンの一部とが露出するようにし
て樹脂製被覆層で一体的に被覆したことから、駆動用Ｉ
Ｃ素子等を大気中に含まれる水分や感熱紙等に含まれる
ナトリウムイオン等より有効に保護し、これによって駆
動用ＩＣ素子等に安定した駆動を行わせ、発熱抵抗体の
選択的ジュール発熱を正確、且つ確実となすことができ
る。

【００３７】また本考案のサーマルヘッドによれば、セ
ラミック基体に設けた導電層と配線基板の配線導体との
接合及び配線基板の配線導体とコネクターピンとの接合
が極めて強固となり、その結果、発熱抵抗体及び駆動用
ＩＣ素子をコネクターピン、配線基板及び導電層を介し
て外部電気回路に確実、強固に電気的接続することが可
能となる。

【００３８】更に本考案のサーマルヘッドによれば、前
記樹脂製被覆層は駆動用ＩＣ素子等を被覆・保護するこ
とから、駆動用ＩＣ素子等を保護するために、別途、厚
みの厚い支持部材やカバー部材等を使用する必要はな
く、これによりサーマルヘッドの部品点数を少なくし、
製品としての価格を安価となすとともにサーマルヘッド
全体の厚みを薄くし、近時の小型化が進むワードプロセ
ッサやファクシミリ等への搭載も可能となる。

【００３９】また更に本考案のサーマルヘッドによれ
ば、前記樹脂製被覆層のセラミック基体上面側先端部に
丸み部を設けたことから、印字の際、感熱紙等が樹脂製
被覆層に接触しても、感熱紙等の表面には傷が出来にく
く、またこれによって紙カス等の発生も少なくなること
から、感熱紙等の走行を安定化させて傷の少ない良好な
印字画像を形成することができ、その結果、印字品質を
飛躍的に向上させることが可能となる。

【００４０】更にまた本考案のサーマルヘッドによれ
ば、セラミック基体の下面側に位置する樹脂製被覆層の
先端部を発熱抵抗体の直下領域まで延在させたことか
ら、発熱抵抗体の直下に位置するセラミック基体の下面
が熱伝導率の低い樹脂製被覆層でもって被覆される。そ
れ故、セラミック基体中の熱は大気中に放散されにくく
なり、印字時、発熱抵抗体の近傍の温度を適度な高温の
状態に維持して、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のサーマルヘッドの一実施例を示す断面
図である。

【図２】図１のサーマルヘッドに使用されるセラミック
基体の平面図である。

【図３】図２に示すセラミック基体の断面図である。

【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

1 ・・・セラミック基体、2 ・・・配線基板、3 ・・・
コネクターピン、5 ・・・発熱抵抗体、7 ・・・駆動用
ＩＣ素子、8 ・・・被覆層、8a・・・丸み部

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】上面の先端部に複数個の発熱抵抗体と後端
部に前記発熱抵抗体を選択的にジュール発熱させる駆動
用ＩＣ素子とを装着したセラミック基体と、前記駆動用
ＩＣ素子及び発熱抵抗体を外部電気回路に接続する配線
基板と、該配線基板に接合されるコネクターピンとを備
えたサーマルヘッドであって、前記セラミック基体、配線基板及びコネクターピンを、
前記発熱抵抗体上の領域とコネクターピンの一部とが露
出した状態で樹脂製被覆層により一体的に被覆するとと
もに、該樹脂製被覆層のセラミック基体上面側先端部に
丸み部を設け、セラミック基体下面側先端部を発熱抵抗
体の直下領域まで延在させたことを特徴とするサーマル
ヘッド。