JP2606396Y2

JP2606396Y2 - サーマルヘッド

Info

Publication number: JP2606396Y2
Application number: JP1993047437U
Authority: JP
Inventors: 和幸板木; 光秀有島
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 2000-10-23
Anticipated expiration: 2008-08-31
Also published as: JPH0728649U

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。

【０００２】

【従来技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機構
に組み込まれるサーマルヘッドは、図４に示す如く、ア
ルミナセラミックス等から成る電気絶縁性基板１１の上
面に、窒化タンタル等から成る多数の発熱素子１２と、
アルミニウム等から成り前記発熱素子１２の両端に接続
される一対の導電層１３とを被着させるとともに、前記
導電層１３の一方に複数個の駆動用ＩＣ１４を半田バン
プ等を介して接続させ、さらに該複数個の駆動用ＩＣ１
４をエポキシ樹脂等から成る封止材１５で帯状に被覆し
た構造を有しており、前記駆動用ＩＣ１４の駆動に伴っ
て一対の導電層１３間に所定の電力を印加し、発熱素子
１２を選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱し
た熱を感熱紙等に伝導させ、感熱紙等に所定の印字画像
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、前記封止材１５は大気中の水分等の接
触による腐食から駆動用ＩＣ１４を保護する作用を為
し、該封止材１５は例えばエポキシ樹脂から成る場合、
一般にエポキシ樹脂となるワニスを電気絶縁性基板１１
上面の複数個の駆動用ＩＣ１４が取着されている領域に
ディスペンサ等によって帯状に塗布するとともに、これ
を１２０〜１５０℃の温度で熱硬化させることによって
複数個の駆動用ＩＣ１４を共通に被覆するようにして電
気絶縁性基板１１の上面に強固に被着される。

【０００４】

【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、前記封止材１５を形成
するエポキシ樹脂等はその弾性率が８００〜１５００ｋ
ｇ／ｍｍ²と大きく、外力が印加されても変形しにくい
こと、及び前記エポキシ樹脂等はその熱膨張率が２．２
×１０^-5／℃であり、電気絶縁性基板１１を形成するア
ルミナセラミックス等の熱膨張率（０．７×１０^-5／
℃）に比し極めて大きいこと、及び封止材１５で複数個
の駆動用ＩＣ１４を共通に被覆すると封止材１５が電気
絶縁性基板１のほぼ全長にわたり広面積に被着されるこ
と等から、電気絶縁性基板１１上面の駆動用ＩＣ１４が
取着されている領域にエポキシ樹脂となるワニスを塗布
するとともに、これを１２０〜１５０℃の温度で熱硬化
させ封止材１５を駆動用ＩＣ１４を被覆するようにして
電気絶縁性基板１１上に被着させた場合、エポキシ樹脂
等から成る封止材１５とアルミナセラミックス等から成
る電気絶縁性基板１１との間に両者の熱膨張率の相違に
起因する大きな熱応力が発生するとともに、該熱応力に
よって電気絶縁性基板１１に上面側を窪ませる形の反り
が発生してしまい、その結果、電気絶縁性基板１１の上
面に取着されている全ての発熱素子１２を感熱紙等に対
して均一な強さで接触させることができず、印字画像に
濃淡むらが発生するという欠点を有している。

【０００５】

【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、感熱紙等に濃淡むらのない鮮明な印字
画像を形成することが可能なサーマルヘッドを提供する
ことにある。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本考案のサーマルヘッ
ドは、電気絶縁性基板の上面に、多数の発熱素子と、該
発熱素子を選択的にジュール発熱させる複数個の駆動用
ＩＣとを取着するとともに、前記複数個の駆動用ＩＣを
帯状の樹脂製封止材で共通に被覆して成るサーマルヘッ
ドにおいて、前記電気絶縁性基板はその下面で、前記封
止材と対向する領域、もしくはその領域近傍に、樹脂か
ら成るダミー部材が被着されていることを特徴とする。

【０００７】また本発明のサーマルヘッドは、四角形状
を成す電気絶縁性基板の上面に、多数の発熱素子と、該
発熱素子を選択的にジュール発熱させ、且つ電気絶縁性
基板の一辺に対し略平行に配列されている複数個の駆動
用ＩＣと、該複数個の駆動用ＩＣを共通に被覆する帯状
の樹脂製封止材とを取着させるとともに、これを放熱板
上に載置させて成るサーマルヘッドにおいて、前記放熱
板は、前記電気絶縁性基板の駆動用ＩＣが配列されてい
る方向の辺に対し直交する２つの辺を下方に引っ張るバ
ネ性を有していることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の実施例を添付した図面に基づ
いて説明する。

【０００９】図１（ａ）は本考案にかかるサーマルヘッ
ドの一実施例を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の
Ｘ−Ｘ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＹ−Ｙ線断
面図であり、１は電気絶縁性基板、２は発熱素子、３は
一対の導電層、４は駆動用ＩＣ、５は樹脂製封止材、６
はダミー部材である。

【００１０】前記電気絶縁性基板１はアルミナセラミッ
クス等の電気絶縁性材料から成り、例えばアルミナ、シ
リカ、マグネシア等のセラミックス材料粉末に適当な有
機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状と成すとともにこれ
を従来周知のドクターブレード法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、次に前記セラミ
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。

【００１１】前記電気絶縁性基板１はその上面にガラス
等から成る蓄熱層１ａが被着されており、該蓄熱層１ａ
は後述する発熱素子２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
用を為す。

【００１２】前記蓄熱層１ａは例えばガラスから成って
いる場合、ガラス粉末に適当な有機溶媒、溶剤を添加混
合して得たガラスペーストを電気絶縁性基板１の上面に
従来周知のスクリーン印刷等を採用することによって所
定厚み（約５０μｍ）に塗布し、しかる後、これを高温
で焼き付けることによって電気絶縁性基板１上に帯状に
被着される。

【００１３】また前記蓄熱層１ａの上面には、多数の発
熱素子２、及び間に一定の間隔をもった一対の導電層３
が順次被着されている。

【００１４】前記発熱素子２は例えば窒化タンタル等か
ら成っており、それ自体が所定の電気抵抗率を有してい
るため、一対の導電層３を介して電力が印加されるとジ
ュール発熱を起こし、印字画像を形成するに必要な温
度、例えば２００〜３５０℃の温度に発熱する。

【００１５】尚、前記発熱素子２は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
によって蓄熱層１ａ上に被着される。

【００１６】また前記発熱素子２上に被着されている一
対の導電層３はアルミニウム等から成っており、該導電
層３は発熱素子２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。

【００１７】前記一対の導電層３は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
によって発熱素子２上に被着される。

【００１８】前記電気絶縁性基板１の上面にはまた、直
線状に配された複数個の駆動用ＩＣ４が前記導電層３の
一方と接続された状態で取着されており、該駆動用ＩＣ
４は前記多数の発熱素子２を外部電気信号に対応させて
選択的にジュール発熱させる作用、具体的には一対の導
電層３を介して各発熱素子２に印加される電力のオン・
オフを制御する作用を為す。

【００１９】前記駆動用ＩＣ４と導電層３との接続は、
導電層３等が被着されている電気絶縁性基板１の上面に
例えば半田バンプを有する駆動用ＩＣ４をダイマウンタ
等を用いることによって半田バンプが導電層３に当接す
るようにして載置させ、しかる後、これを所定の温度で
加熱溶融させ、駆動用ＩＣ４と導電層３とを半田バンプ
を介し接合させることによって行われる。

【００２０】また前記電気絶縁性基板１上に取着されて
いる複数個の駆動用ＩＣ４は、エポキシ樹脂等から成る
帯状の樹脂製封止材５で共通に被覆されており、該樹脂
製封止材５によって駆動用ＩＣ４は大気から遮断され、
駆動用ＩＣ４に大気中に含まれる水分等が接触し、駆動
用ＩＣ４の電極等が腐食することは皆無となる。

【００２１】尚、前記樹脂製封止材５は、例えばエポキ
シ樹脂となるワニスを電気絶縁性基板１上面の複数個の
駆動用ＩＣ４が取着されている領域にディスペンサ等に
よって帯状に塗布するとともに、これを１２０〜１５０
℃の温度で熱硬化させることによって電気絶縁性基板１
で複数個の駆動用ＩＣ４を完全に被覆するように被着さ
れる。

【００２２】更に前記上面に発熱素子２や駆動用ＩＣ４
等を取着させた電気絶縁性基板１は、その下面で、前記
樹脂製封止材５と対向する領域Ａ、もしくはその領域Ａ
近傍に、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等から成るダミ
ー部材６が帯状に被着されている。

【００２３】前記ダミー部材６は電気絶縁性基板１上に
樹脂製封止材５を被着させる際、電気絶縁性基板１に反
りが発生するのを有効に防止して平坦化させる作用を為
し、具体的には電気絶縁性基板１の下面にエポキシ樹脂
等から成るダミー部材６を被着させれば、電気絶縁性基
板１とダミー部材６との間に両者の熱膨張率の相違に伴
う熱応力が発生するとともに、これが電気絶縁性基板１
と樹脂製封止材５との間に発生する熱応力を打ち消し、
これによって電気絶縁性基板１に印加される応力は皆無
になるとともに電気絶縁性基板１に反りを発生するのが
有効に防止される。

【００２４】前記ダミー部材６が被着された電気絶縁性
基板１は反りの発生がなく、平坦であることから、電気
絶縁性基板１上に取着されている全ての発熱素子２を感
熱紙等に対して均一な強さで接触させることができ、そ
の結果、感熱紙等に濃淡むらの無い鮮明な印字画像を形
成することが可能となる。

【００２５】尚、ダミー部材６は、電気絶縁性基板１の
下面に例えばエポキシ樹脂と成るワニスをディスペンサ
等によって帯状に塗布するとともに、これを１２０〜１
５０℃の温度で熱硬化させることによって電気絶縁性基
板１の下面に強固に被着される。

【００２６】前記上面に発熱素子２や駆動用ＩＣ４等を
取着させた電気絶縁性基板１は更に、アルミニウム等か
ら成る放熱板７上に載置固定されており、該放熱板７は
電気絶縁性基板１の熱の一部を伝導吸収することによっ
て電気絶縁性基板１の温度を印字を行うのに適した温度
に維持する作用を為す。

【００２７】また前記放熱板７の上面には、例えば５ｍ
ｍの幅、１ｍｍの深さをもった溝７ａが形成されてお
り、該溝７ａは電気絶縁性基板１の下面に被着されてい
るダミー部材６をその内部に収納することによって電気
絶縁性基板１の下面を放熱板７の上面に面当接させ、電
気絶縁性基板１の熱を放熱板７に安定して伝導吸収させ
る作用を為す。

【００２８】前記放熱板７の上面には、電気絶縁性基板
１の下面に被着されているダミー部材６を収納する溝７
ａが形成されているため、電気絶縁性基板１を放熱板７
上に載置固定する際、両者の位置合わせが容易となる。

【００２９】尚、前記放熱板７はアルミニウム等から成
るインゴット（塊）を従来周知の金属加工法を採用し、
所定形状となすことによって製作され、また放熱板７の
溝７ａは、放熱板７に例えば溝開け加工等の従来周知の
金属加工法を施すことによって形成される。

【００３０】かくして、本考案のサーマルヘッドは、駆
動用ＩＣ４の駆動に伴って一対の導電層３間に外部電気
信号に対応させた所定の電力を印加し、発熱素子２を選
択的にジュール発熱させると共に、該発熱した熱を感熱
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。

【００３１】（他の実施例）次に本考案にかかる他の実施例を説明する。

【００３２】図２（ａ）〜（ｃ）は本考案のサーマルヘ
ッドの他の実施例を示す断面図であり、図１に示したサ
ーマルヘッドと同一箇所には同一符号を付す。

【００３３】図２に示すサーマルヘッドは、四角形状を
成す電気絶縁性基板１の上面に、多数の発熱素子２と、
該発熱素子２を選択的にジュール発熱させ、且つ電気絶
縁性基板１の一辺に対し略平行に配列されている複数個
の駆動用ＩＣ４と、該複数個の駆動用ＩＣ４を共通に被
覆する帯状の樹脂製封止材５とを取着させるとともに、
この電気絶縁性基板１を、アルミニウム等の良熱伝導性
材料から成り、前記樹脂製封止材５と平行な方向（図１
（ａ）におけるＹ−Ｙ線方向）にかかる電気絶縁性基板
１の両側、即ち電気絶縁性基板１の駆動用ＩＣ４が配列
されている方向の辺に対し直交する２つの辺を下方に引
っ張るバネ性を有した放熱板８上に載置固定させた構造
と成っている。尚、本実施例においては電気絶縁性基板
１の下面に何ら取着しないものとする。

【００３４】この場合、アルミニウム等の良熱伝導性材
料から成る放熱板８は、電気絶縁性基板１の駆動用ＩＣ
４が配列されている方向の辺に対し直交する２つの辺を
下方に引っ張るバネ性を有しているため、電気絶縁性基
板１の熱の一部を伝導吸収し電気絶縁性基板１の温度を
印字を行うのに適した温度に維持する作用を為すことに
加え、電気絶縁性基板１上に樹脂製封止材５を被着させ
る際、電気絶縁性基板１を上面側を窪ませる形の反りが
発生したとしても、電気絶縁性基板１は先に述べた放熱
板８のバネ性によって駆動用ＩＣ４が配列されている方
向にかかる両側で下方に引っ張られ、これが電気絶縁性
基板１と樹脂製封止材５との間に発生する熱応力を打ち
消し、電気絶縁性基板１に反りを発生するのが有効に防
止される。

【００３５】前記放熱板８上に載置固定された電気絶縁
性基板１は反りの発生がなく、平坦であることから、電
気絶縁性基板１上に取着されている全ての発熱素子２を
感熱紙等に対して均一な強さで接触させることができ、
その結果、感熱紙等に濃淡むらの無い鮮明な印字画像を
形成することが可能となる。

【００３６】前記電気絶縁性基板１の駆動用ＩＣ４が配
列されている方向の辺に対し直交する２つの辺を下方に
引っ張るバネ性をもった放熱板８は、アルミニウム等か
ら成るインゴット（塊）を従来周知の金属加工法を採用
し、図２（ｂ）及び（ｃ）に示す如く、例えば、電気絶
縁性基板１の長さが２２０〜２３０ｍｍ、厚みが０．５
〜１．０ｍｍで、放熱板８の長さが２２０〜２３０ｍ
ｍ、厚みが約２ｍｍのとき、駆動用ＩＣ４が配列されて
いる方向にかかる放熱板８の両端がその上面８ａより
０．０５ｍｍだけ下方に位置するように両側部分（例え
ば、端部から中央側へ５０．０ｍｍの領域）を下方に折
り曲げた形状として製作される。

【００３７】また前記電気絶縁性基板１の放熱板８上へ
の載置固定は、上面に発熱素子２等が取着された電気絶
縁性基板１を、アクリル樹脂等から成り電気絶縁性基板
１のほぼ全長にわたり配される接着材９を介して放熱板
８上に載置させることによって行われる。

【００３８】尚、本考案は上述した実施例に限定される
ものでは無く、本考案の趣旨を逸脱しない範囲において
種々の変更、改良等が可能であり、例えば図１を用いて
説明した実施例においては、ダミー部材６を電気絶縁性
基板１の下面に被着する際、ワニスを電気絶縁性基板１
の下面にディスペンサ等によって直に塗布したが、図３
に示す如く、放熱板７上面の溝７ａ内にエポキシ樹脂と
なるワニスを充填するとともに、該放熱板７上に電気絶
縁性基板１を載置させたものを１２０〜１５０℃の温度
で加熱することによってエポキシ樹脂から成るダミー部
材６ａを電気絶縁性基板１の下面に被着させても良く、
この場合、上述の実施例と同様の効果が得られることに
加えて、ダミー部材６ａが電気絶縁性基板１と放熱板７
の両者に対し強固に被着することから、電気絶縁性基板
１を放熱板７に載置固定する際、両者を接着材等によ
り、別途、接着する必要はなく、サーマルヘッドの製造
工程を簡略化することができる。

【００３９】

【考案の効果】本考案によれば、電気絶縁性基板が平坦
になるため、該電気絶縁性基板上に取着されている全て
の発熱素子を感熱紙等に対し均一な強さで接触させ感熱
紙等に濃淡むらの無い鮮明な印字画像を形成することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本考案のサーマルヘッドの一実施例を
示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）
は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。

【図２】（ａ）は本考案のサーマルヘッドの他の実施例
を示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示すサーマルヘッドの
組み立て工程を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）のＺ部拡大
図である。

【図３】本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断
面図である。

【図４】（ａ）は従来のサーマルヘッドの斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【符号の説明】

１・・・電気絶縁性基板２・・・発熱素子３・・・一対の導電層４・・・駆動用ＩＣ５・・・樹脂製封止材６、６ａ・・・ダミー部材７、８・・・放熱板７ａ・・・溝９・・・接着材

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性基板の上面に、多数の発熱素子
と、該発熱素子を選択的にジュール発熱させる複数個の
駆動用ＩＣとを取着するとともに、前記複数個の駆動用
ＩＣを帯状の樹脂製封止材で共通に被覆して成るサーマ
ルヘッドにおいて、前記電気絶縁性基板はその下面で、前記封止材と対向す
る領域、もしくはその領域近傍に、樹脂から成るダミー
部材が被着されていることを特徴とするサーマルヘッ
ド。
【請求項２】四角形状を成す電気絶縁性基板の上面に、
多数の発熱素子と、該発熱素子を選択的にジュール発熱
させ、且つ電気絶縁性基板の一辺に対し略平行に配列さ
れている複数個の駆動用ＩＣと、該複数個の駆動用ＩＣ
を共通に被覆する帯状の樹脂製封止材とを取着させると
ともに、これを放熱板上に載置させて成るサーマルヘッ
ドにおいて、前記放熱板は、前記電気絶縁性基板の駆動用ＩＣが配列
されている方向の辺に対し直交する２つの辺を下方に引
っ張るバネ性を有していることを特徴とするサーマルヘ
ッド。