JP2606646Y2

JP2606646Y2 - サーマルヘッド

Info

Publication number: JP2606646Y2
Application number: JP1993035939U
Authority: JP
Inventors: 良一白石
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 2000-12-18
Anticipated expiration: 2008-06-30
Also published as: JPH0728647U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、発熱部が電気絶縁性基
板の一端部に形成されて成るサーマルヘッドの改良に関
するものである。

【０００２】

【従来技術】従来のサーマルヘッドは、例えば図５に示
す如く、アルミニウム等の良熱伝導性材料から成る金属
支持体12上に、一端部11a に窒化タンタル等から成る発
熱抵抗体13とアルミニウム等から成る一対の導電層14,1
4 とを被着させたアルミナセラミックス製の電気絶縁性
基板11を載置させた構造を有しており、前記一対の導電
層間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体13を選択的にジ
ュール発熱させるとともに、発熱した部位に感熱紙やイ
ンクリボン等の記録媒体15を摺接させ、記録媒体15に熱
を伝導させて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、前記金属支持体12は、その上面で電気
絶縁性基板11を支持するとともに、電気絶縁性基板11の
熱の一部を吸収し、これを大気中に放散させる作用を為
す。

【０００４】またかかるサーマルヘッドは、印字時、記
録媒体15を電気絶縁性基板11より良好に引き剥がすこと
ができるように、発熱抵抗体13が被着されている電気絶
縁性基板11の一端部11a のみを記録媒体15と接触させて
いた。

【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、印字時、発熱抵抗体13
の被着されている電気絶縁性基板11の一端部11a のみが
記録媒体15と接触することから、発熱抵抗体13の発した
熱の一部は電気絶縁性基板11の一端部11a を介して記録
媒体15に伝導され印字に寄与するものの、残りの熱の多
くは電気絶縁性基板11を介して金属支持体12に吸収され
る。このため、発熱抵抗体13の発熱量をより多くして短
時間で所定の温度に立ち上げる高速印字を行った場合、
金属支持体12から大気中に放散される熱量に比し、発熱
抵抗体13の発する熱量が極めて多くなることから金属支
持体12が高温になるとともに電気絶縁性基板11の熱を十
分に吸収することが不可となり、その結果、金属支持体
12に支持されている電気絶縁性基板11の一端部11a も過
度に高温となり、記録媒体15に不要な印字画像が形成さ
れるという欠点を有していた。

【０００６】

【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、発熱抵抗体の発熱量をより多くして短
時間で所定の温度に立ち上げ高速印字を行っても、電気
絶縁性基板を印字に適した温度に維持することを可能と
し、これによって記録媒体に所望する印字画像を形成す
ることができるサーマルヘッドを提供することにある。

【０００７】

【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、電気絶縁性基板の一端部に設けた熱印字用の発熱
部を記録媒体に摺接させることによって印字を行うサー
マルヘッドであって、前記電気絶縁性基板上面の発熱部
近傍位置で且つ発熱部よりも摺接方向下流側に、記録媒
体と面当接する熱伝導部材を取着させたことを特徴とす
るものである。

【０００８】また本発明のサーマルヘッドは、前記熱伝
導部材が、前記発熱部と該発熱部を選択的にジュール発
熱させる駆動用ＩＣとの間に配置されていることを特徴
とするものである。

【０００９】

【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。

【００１０】（実施例１）図１（ａ）は本考案のサーマルヘッドの一実施例を示す
断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の○部拡大図であり、
1 は電気絶縁性基板、3 は発熱抵抗体、5 は駆動用Ｉ
Ｃ、7 は熱伝導部材、8 は記録媒体である。

【００１１】前記電気絶縁性基板1 はアルミナ等の電気
絶縁性材料から成っており、アルミナ、シリカ、マグネ
シア等のセラミックス材料粉末を適当な有機溶剤、溶媒
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、しかる後、該セラミックグリ
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。

【００１２】前記電気絶縁性基板1 はその一端部1aに所
定の面取り部が形成されるとともに該面取り部にガラス
や樹脂等から成る蓄熱層1bが被着されており、該蓄熱層
1bは後述する発熱抵抗体3 の発する熱を蓄積及び放散
し、これによってサーマルヘッドの熱応答特性を良好な
ものとする作用を為す。

【００１３】尚、前記蓄熱層1bは、例えばガラスから成
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従来周知のスクリーン印刷等
を採用することによって電気絶縁性基板1 の一端部1a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 の一端部1aに被着される。

【００１４】また前記蓄熱層1bの上面には、窒化タンタ
ル等から成る発熱抵抗体3 が被着されており、該発熱抵
抗体3 はそれ自体が所定の電気抵抗率を有しているた
め、所定の電力が印加されるとジュール発熱を起こし、
記録媒体8 に印字画像を形成するに必要な温度、例えば
３００〜４５０℃の温度に発熱する。

【００１５】前記窒化タンタル等から成る発熱抵抗体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蓄熱層1b上に被着され
る。

【００１６】前記発熱抵抗体3 はまたその上面に一対の
導電層4,4 が被着されており、該一対の導電層4,4 はそ
の間に位置する発熱抵抗体3 に所定の電力を印加して発
熱抵抗体3 にジュール発熱を起こさせる作用を為す。

【００１７】前記一対の導電層4,4 は例えばアルミニウ
ム等の金属から成り、従来周知のスパッタリング法やフ
ォトリソグラフィー技術を採用することによって発熱抵
抗体3 上に被着される。

【００１８】更に前記発熱抵抗体3 、導電層4,4 等を被
着させた電気絶縁性基板1 は、その表面が窒化珪素等か
ら成る保護膜6 で被覆されており、該保護膜6 は大気中
の水分等の接触による酸化腐食や、感熱紙、インクリボ
ン等の記録媒体8 の摺動による摩耗から発熱抵抗体3 や
一対の導電層4,4 を保護する作用を為している。

【００１９】尚、前記窒化珪素等から成る保護膜6 は従
来周知のスパッタリング法等を採用することによって発
熱抵抗体3 及び導電層4,4 の表面に所定の厚みをもって
被着される。

【００２０】また前記一端部1aに蓄熱層1b、発熱抵抗体
3 、一対の導電層4,4 等が被着された電気絶縁性基板1
の上面には駆動用ＩＣ5 が実装されており、該駆動用Ｉ
Ｃ5は電気絶縁性基板1 の一端部1aより引き出された導
電層4 の一方と半田等のロウ材を介して電気的に接続さ
れている。

【００２１】前記駆動用ＩＣ5 は外部電気信号を制御し
て発熱抵抗体3 を選択的にジュール発熱させる作用を為
す。

【００２２】前記一端部1aに発熱抵抗体3 、一対の導電
層4,4 等が被着され、上面に駆動用ＩＣ5 が実装された
電気絶縁性基板1 は更に金属支持体2 上に載置され、金
属支持体2 で支持されている。

【００２３】前記金属支持体2 は例えばアルミニウム等
の良熱伝導性材料から成り、その上面で電気絶縁性基板
1 を支持するとともに、電気絶縁性基板1 の熱の一部を
吸収し、且つこれを大気中に放散させる作用を為す。

【００２４】また更に前記発熱抵抗体3 や駆動用ＩＣ5
等が実装された電気絶縁性基板1 の上面には、発熱抵抗
体3 の近傍位置で且つ発熱抵抗体3 よりも摺接方向下流
側（図１の右側）に、記録媒体8 と面当接する熱伝導部
材7 が取着されている。

【００２５】前記熱伝導部材7 は電気絶縁性基板1 の熱
の一部を記録媒体8 側に伝導させる作用を為し、発熱抵
抗体3 の発熱量をより多くして短時間で所定の温度に立
ち上げる高速印字を行った場合、金属支持体2 から大気
中に放散される熱量に比し、発熱抵抗体3 の発する熱量
が多くなることに起因して電気絶縁性基板1 が過度に高
温になろうとしてもその熱の一部が熱伝導部材7 を介し
て記録媒体8 側、具体的には記録媒体8 や該記録媒体8
をその背後から支持するプラテン9 等に伝導されて高温
となることはなく、その結果、電気絶縁性基板1 の温度
は常に印字に適した温度となり、記録媒体8 に不要な印
字の発生を皆無として所望する印字画像のみを形成する
ことが可能となる。

【００２６】またかかるサーマルヘッドは記録媒体8 に
対し、図１（ａ）の矢印方向に移動しながら印字を行う
ようになっており、前記熱伝導部材7 は発熱抵抗体3 等
が被着されている電気絶縁性基板1 の一端部1aより先に
摺接方向下流側で記録媒体8に摺接する。そのため、電
気絶縁性基板1 の一端部1aに摺接される記録媒体8 は熱
伝導部材7 を介して伝導される熱によって予め温められ
ることとなり、熱伝導部材7 の温度に応じて発熱抵抗体
3 への印加電力量を小さくし、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。

【００２７】尚、前記熱伝導部材7 はアルミニウムや銅
等の良熱伝導性材料から成り、例えば厚み０．１μｍ〜
１．０μｍのアルミニウム板を従来周知の折り曲げ加工
法等によって所定形状に成形し、しかる後、熱伝導部材
7 の一部を電気絶縁性基板上面の所定位置にシリコーン
系の放熱性接着材等を介して載置させることによって電
気絶縁性基板1 の上面に取着される。この場合、導電層
4,4 等を有する電気絶縁性基板1 の上面には窒化珪素等
の電気絶縁性材料から成る保護膜6 が被着されており、
導電層4,4 と熱伝導部材7 は前記保護膜6 によって電気
的に絶縁されているため、この両者間に短絡が発生する
ことはない。

【００２８】また前記熱伝導部材7 は、電気絶縁性基板
1 の上面のうち、発熱抵抗体3 等が被着される電気絶縁
性基板1 の一端部1aと駆動用ＩＣ5 との間に取着されて
いるので、発熱抵抗体3 をジュール発熱させて印字を行
う際、発熱抵抗体3 から電気絶縁性基板1 を介して駆動
用ＩＣ5 側に伝導しようとする熱の多くが熱伝導部材7
によって吸収され、駆動用ＩＣ5 に伝導することは殆ど
なく、駆動用ＩＣ5 に悪影響を与えることが有効に防止
される。そのため、駆動用ＩＣ5 を電気絶縁性基板1 の
一端部1aより近い位置、例えば一端部1aより２ｍｍ離れ
た位置に実装したとしても、駆動用ＩＣ5 が発熱抵抗体
3 の発する熱による悪影響を受けることはなく、これに
よってサーマルヘッドを小型化することが可能となる。

【００２９】更に前記熱伝導部材7 は、記録媒体8 と当
接する平面部A の幅ｗを１ｍｍ以上になしておけば、該
平面部A が記録媒体8 に広い面積で当接することから、
熱伝導部材7 は平面部A を介して一度により多くの熱を
記録媒体8 側に逃がすことができるようになり、また熱
伝導部材7 の平面部A に紙カス等が付着したとしても、
熱伝導部材7 の平面部A と記録媒体8 とは広い面積で当
接しているためにこの両者間で高い押圧力が発生するこ
とはなく、紙カス等が平面部A と記録媒体8 との間に発
生する押圧力により記録媒体8 に転写されて印字汚れが
発生することもない。従って、前記熱伝導部材7 は、記
録媒体8 と当接する平面部A の幅ｗを１ｍｍ以上になし
ておくことが好ましい。

【００３０】かくして、本考案のサーマルヘッドは、一
対の導電層4,4 間に駆動用ＩＣ5 の駆動に伴って所定の
電力を印加し、発熱抵抗体3 を選択的にジュール発熱さ
せるとともに、該発熱した部位に記録媒体8 を摺接さ
せ、記録媒体8 に熱を伝導させて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。

【００３１】（実施例２）図２は本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断面
図である。

【００３２】図２に示すサーマルヘッドは、図１で示さ
れる実施例に類似し、対応する部分には同一の参照符を
付す。また、類似する部分においては、説明を省略す
る。

【００３３】この実施例と図１で示される実施例との異
なる点は、図１に示される実施例では熱伝導部材7 を電
気絶縁性基板1 の上面にのみ取着させているのに対し、
この実施例では熱伝導部材7aを電気絶縁性基板1 の上面
と金属支持体2 の側面の２カ所に取着させている点であ
る。この場合、電気絶縁性基板1 の熱が電気絶縁性基板
1 の上面から熱伝導部材7aを介して記録媒体8 側に伝導
されるのに加えて、金属支持体2 の熱の一部が熱伝導部
材7aを介して記録媒体8 側に伝導され、金属支持体2 に
おける電気絶縁性基板1 からの熱の吸収効率が向上し、
これによって電気絶縁性基板1 を最適な温度状態に維持
するとともに、記録媒体8 に不要な印字の発生を皆無と
して所望する鮮明な印字画像を形成することが可能とな
る。

【００３４】（実施例３）図３は本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断面
図である。

【００３５】図３に示すサーマルヘッドは、図１で示さ
れる実施例に類似し、対応する部分には同一の参照符を
付す。また、類似する部分においては、説明を省略す
る。

【００３６】この実施例と図１で示される実施例との異
なる点は、図１で示される実施例では金属板を折り曲げ
加工法等によって所定形状に成形したものを熱伝導部材
として用いているのに対し、この実施例では駆動用ＩＣ
5 を良熱伝導性材料から成る封止部材10で被覆するとと
もに該封止部材10の表面に記録媒体8 と面当接する平面
部B を形成し、これを熱伝導部材として用いている点で
ある。

【００３７】前記封止部材10は例えばアルミナ、シリカ
等のフィラー（径：１μｍ〜３０μｍ）を含有させたシ
リコーン樹脂（熱伝導率：２×１０^-3〜５０×１０^-3ｃ
ａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）等により形成されており、該
封止部材10は記録媒体8 と面当接する平面部B を有して
いるため、電気絶縁性基板1 の熱の一部は封止部材10を
介して記録媒体8 側に伝導されて逃げ、その結果、電気
絶縁性基板1 は記録媒体8 に不要な印字画像を形成する
ような過度の高温となることはなく、電気絶縁性基板1
の温度を常に印字に適した温度とし、記録媒体8 に不要
な印字の発生を皆無として所望する印字画像のみを形成
することが可能となる。

【００３８】また前記封止部材10は駆動用ＩＣ5 を被覆
するとともに記録媒体8 に面当接されているため、サー
マルヘッドを用いて高速印字を行う場合、駆動用ＩＣ5
の高速駆動に伴って駆動用ＩＣ5 より多量の熱が発生し
たとしても、その熱の一部は封止部材10を介して記録媒
体8 側に伝導されて逃げ、駆動用ＩＣ5 に熱破壊等が発
生するのを皆無となすとともに駆動用ＩＣ5 の発する熱
によって電気絶縁性基板1 の温度を高温とし、記録媒体
8 に濃淡むら等が発生するのを皆無となすこともでき
る。

【００３９】尚、前記封止材10は、アルミナ、シリカ等
のフィラーをシリコーン樹脂の前駆体ワニスに添加混合
したものを駆動用ＩＣ5 が実装されている電気絶縁性基
板1の上面にディスペンサ等によって塗布するととも
に、これを所定の温度で熱硬化させ、しかる後、該熱硬
化させたシリコーン樹脂の表面を砥石等を用いて研磨
し、所定の平面部B を形成することによって駆動用ＩＣ
5 が実装される電気絶縁性基板1 の上面に被着される。

【００４０】（実施例４）図４は本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断面
図である。

【００４１】図４に示すサーマルヘッドは、図２で示さ
れる実施例に類似し、対応する部分には同一の参照符を
付す。また、類似する部分においては、説明を省略す
る。

【００４２】この実施例と図２で示される実施例との異
なる点は、図２で示される実施例では電気絶縁性基板1
の上面に実装した駆動用ＩＣ5 と熱伝導部材7aとの間に
更に熱伝導性材料10a を充填させた点である。

【００４３】この実施例では電気絶縁性基板1 の上面に
実装した駆動用ＩＣ5 と熱伝導部材7bとの間に、熱伝導
性材料10a を充填させたため、電気絶縁性基板1 の熱の
一部及び駆動用ＩＣ5 の熱が記録媒体8 側に効率良く逃
げ、その結果、電気絶縁性基板1 は印字に対し最適の温
度状態となり、記録媒体8 に品質の高い印字を形成する
ことが可能となる。

【００４４】尚、前記熱伝導性材料10a としては、アル
ミナ、シリカ等のフィラー（径：１μｍ〜３０μｍ）を
含有するシリコーン樹脂10a が好適に使用される。

【００４５】また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、改良等が可能である。

【００４６】

【考案の効果】本考案のサーマルヘッドによれば、電気
絶縁性基板上面の発熱部近傍位置で且つ発熱部よりも摺
接方向下流側に、記録媒体と面当接する熱伝導部材を取
着させていることから、発熱部の発熱量をより多くして
短時間で所定の温度に立ち上げる高速印字を行った場
合、発熱部で発生する熱量が多くなることに起因して電
気絶縁性基板が過度に高温になろうとしてもその熱の一
部が熱伝導部材を介して記録媒体側、具体的には記録媒
体や該記録媒体をその背後から支持するプラテン等に伝
導されて高温となることはなく、その結果、電気絶縁性
基板の温度は常に印字に適した温度となり、記録媒体に
不要な印字の発生を皆無として所望する印字画像のみを
形成することが可能となる。

【００４７】また本考案のサーマルヘッドによれば、熱
伝導部材の取着位置が発熱部よりも摺接方向下流側とな
っていることから、熱伝導部材は発熱部が設けられてい
る電気絶縁性基板の一端部よりも先に記録媒体に摺接す
る。そのため、電気絶縁性基板の一端部に摺接される記
録媒体は熱伝導部材を介して伝導される熱によって予め
温められることとなり、熱伝導部材の温度に応じて発熱
抵抗体への印加電力量を小さくし、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。

【００４８】更に本考案のサーマルヘッドによれば、前
記熱伝導部材を発熱部と駆動用ＩＣとの間に配置させて
おくことにより、印字時、発熱部から電気絶縁性基板を
介して駆動用ＩＣ側に伝導しようとする熱の多くが熱伝
導部材によって吸収され、駆動用ＩＣに伝導することは
殆どなく、駆動用ＩＣに悪影響を与えることが有効に防
止される。従って駆動用ＩＣを発熱部に近づけて実装し
たとしても、駆動用ＩＣが発熱部の発する熱によって悪
影響を受けることはなく、それ故、サーマルヘッドを小
型化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
示す断面図、（ｂ）は（ａ）の○部拡大図である。

【図２】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】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５】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

1 ・・・電気絶縁性基板、1a・・・電気絶縁性基板の一
端部、1b・・・蓄熱層、2 ・・・金属支持体、3 ・・・
発熱抵抗体、4 ・・・導電層、5 ・・・駆動用ＩＣ、6
・・・記録媒体、7,7a,7b ・・・熱伝導部材、8 ・・・
記録媒体、9 ・・・プラテン、10・・・封止材、A,B ・
・・平面部

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性基板の一端部に設けた熱印字用
の発熱部を記録媒体に摺接させることによって印字を行
うサーマルヘッドであって、前記電気絶縁性基板上面の
発熱部近傍位置で且つ発熱部よりも摺接方向下流側に、
記録媒体と面当接する熱伝導部材を取着させたことを特
徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】前記熱伝導部材が、前記発熱部と該発熱部
を選択的にジュール発熱させる駆動用ＩＣとの間に配置
されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマル
ヘッド。