JP2633578B2 - Thermal head - Google Patents
Thermal headInfo
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- support plate
- substrate
- head substrate
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ワードプロセッサやタイプライタのプリン
タとして用いられ、あるいはまたファクシミリ受信機な
どにおいて用いられる熱印刷装置のサーマルヘッドに関
する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head of a thermal printing apparatus used as a printer of a word processor or a typewriter, or used in a facsimile receiver or the like.
従来技術 典型的な先行技術は、第7図に示されている。サーマ
ルヘッド1は、基本的には、ヘッド基板2と、このヘッ
ド基板2を覆うヘッドカバー3とを含んで構成される。
ヘッド基板2は、発熱ドットを形成する多数の1列に並
んだ発熱抵抗体4と、該発熱抵抗体4を選択的に発熱さ
せるための電気信号を付与する外部端子5とを有する。
ヘッド基板2の外部端子5上には、配線基板6の配線導
体7に形成される端子7aが重ねられ、両者は支持板8上
に載置される。ヘッド基板2と配線基板6とは、ヘッド
カバー3と支持板8とによって挟持圧接される。感熱記
録紙9は発熱抵抗体4の並んでいる列に垂直な方向(矢
符A方向)に級紙される。この記録紙9が給紙されると
き、発熱抵抗体4は選択的に電力付勢されて発熱し、こ
れによってプラテン10によって押圧された記録紙9上に
ドットが形成されて印字される。Prior Art A typical prior art is shown in FIG. The thermal head 1 basically includes a head substrate 2 and a head cover 3 that covers the head substrate 2.
The head substrate 2 has a large number of heating resistors 4 arranged in one row for forming heating dots, and external terminals 5 for applying an electric signal for causing the heating resistors 4 to selectively generate heat.
Terminals 7 a formed on the wiring conductors 7 of the wiring board 6 are superimposed on the external terminals 5 of the head substrate 2, and both are mounted on the support plate 8. The head substrate 2 and the wiring substrate 6 are sandwiched and pressed by the head cover 3 and the support plate 8. The thermal recording paper 9 is graded in a direction (arrow A direction) perpendicular to the row in which the heating resistors 4 are arranged. When the recording paper 9 is fed, the heating resistor 4 is selectively energized and generates heat, thereby forming dots on the recording paper 9 pressed by the platen 10 and printing.
前記発熱抵抗体4は複数個毎にグループ化され、各発
熱抵抗体4に接続される電極11は、基板12上に設けられ
ている各グループ毎の集積回路素子14に接続される。集
積回路素子14には、基板12上に形成された外部端子5を
介して外部電気回路からの電気信号が与えられる。この
集積回路素子14は、該集積回路素子14およびその接続部
分を保護するために、耐水性および耐薬品性に優れたシ
リコンゴム15によって被覆されている。この配線導体7
の先端部が端子7aとされる。The heating resistors 4 are grouped into a plurality of groups, and the electrodes 11 connected to the heating resistors 4 are connected to integrated circuit elements 14 for each group provided on the substrate 12. The integrated circuit element 14 is supplied with an electric signal from an external electric circuit via an external terminal 5 formed on the substrate 12. The integrated circuit element 14 is covered with a silicone rubber 15 having excellent water resistance and chemical resistance in order to protect the integrated circuit element 14 and its connection. This wiring conductor 7
Is a terminal 7a.
前記配線基板6は、電気絶縁性を有する合成樹脂から
成るフィルム16のヘッド基板2に対向する表面に前記配
線素子導体7が印刷形成されている。外部端子5と端子
7aとは重ね合せられ、ヘッドカバー3に固定されている
押圧部材17によって押圧される。押圧部材17は弾力性を
有する合成樹脂材料から成り、端子5,7aが配置されてい
る領域の全長に亘って延びる。In the wiring board 6, the wiring element conductors 7 are formed by printing on the surface of the film 16 made of a synthetic resin having an electrical insulating property and facing the head substrate 2. External terminal 5 and terminal
7a is overlaid and pressed by a pressing member 17 fixed to the head cover 3. The pressing member 17 is made of an elastic synthetic resin material, and extends over the entire length of the region where the terminals 5, 7a are arranged.
また、前記ヘッドカバー3には挿通孔18が、配線基板
6には挿通孔19がそれぞれ形成されており、これらの挿
通孔18,19には、ボルト20が緩やかに挿通する。支持板
8には、ねじ孔21が刻設されており、ボルト20はこのね
じ孔21に螺着する。そのため支持板8上に配線基板6の
端子7aとヘッド基板2の端子5とを重畳するように載置
するとともに、ヘッドカバー3をボルト20で支持板8に
固定されると、両端子5,7aはヘッドカバー3と支持板8
とによって挟持圧接され接続される。An insertion hole 18 is formed in the head cover 3, and an insertion hole 19 is formed in the wiring board 6, and a bolt 20 is loosely inserted into these insertion holes 18, 19. A screw hole 21 is formed in the support plate 8, and the bolt 20 is screwed into the screw hole 21. Therefore, when the terminal 7a of the wiring board 6 and the terminal 5 of the head substrate 2 are placed on the support plate 8 so as to overlap with each other, and when the head cover 3 is fixed to the support plate 8 with bolts 20, both terminals 5, 7a Is the head cover 3 and the support plate 8
Are connected by being sandwiched and pressed.
発明が解決しようとする問題点 印字時に、特に連続的に印字を行う際にこのヘッド基
板2と支持板8との温度が上昇した状態では、これらの
熱膨張係数の差に起因してヘッド基板2が湾曲すること
がある。すなわち、アルミニウム製の支持板8の熱膨張
率がセラミック材料から成る基ば12の熱膨張率よりも大
きいために、これらの温度が上昇した際には、抵抗発熱
体4の整列している方向(第7図紙面に垂直方向)に延
びる平面内で湾曲し、それを簡略化して示すと、第8図
のようになる。Problems to be Solved by the Invention In a state where the temperature of the head substrate 2 and the temperature of the support plate 8 are increased at the time of printing, particularly, when printing is performed continuously, the head substrate is caused by a difference between the thermal expansion coefficients thereof. 2 may be curved. That is, since the coefficient of thermal expansion of the aluminum support plate 8 is larger than the coefficient of thermal expansion of the base 12 made of a ceramic material, when these temperatures rise, the direction in which the resistance heating elements 4 are aligned is increased. FIG. 8 is a simplified view of a curved surface extending in a plane extending in a direction perpendicular to the plane of FIG.
このサーマルヘッド1をたとえばファクシミリなどに
用いて前述したようなヘッド基板1が湾曲した状態で
は、ヘッド基板1の湾曲に伴う最大変位量d1が0.1mm以
上になると、発熱抵抗体4が感熱記録紙9と接触しない
部分が生じ、発熱抵抗体4からの熱伝達が悪化し、この
ため印字が不鮮明となる。When the thermal head 1 is used in a facsimile or the like and the head substrate 1 is bent as described above, when the maximum displacement d1 due to the bending of the head substrate 1 becomes 0.1 mm or more, the heat generating resistor 4 is moved to the heat-sensitive recording paper. A portion that does not come into contact with 9 is generated, and heat transfer from the heating resistor 4 is deteriorated, so that printing becomes unclear.
本発明の目的は、前述の問題点を解決し、印字時に、
特に連続印字を行う際にヘッド基板と支持板との温度が
上昇した状態においても、ヘッド基板が湾曲することな
く、正常な状態で印字動作を実現することができるサー
マルヘッドを提供することである。An object of the present invention is to solve the above-described problems, and at the time of printing,
Particularly, it is an object of the present invention to provide a thermal head capable of performing a printing operation in a normal state without bending the head substrate even when the temperature of the head substrate and the support plate is increased when performing continuous printing. .
問題点を解決するための手段 本発明は、複数の発熱抵抗体が配列された長尺状のヘ
ッド基板を支持板上に接着固定して成るサーマルヘッド
において、 前記ヘッド基板および支持板をその長さ方向にわたっ
て剪断接着強度25kg/cm2以下の軟質接着剤で貼着すると
ともに、該軟質接着剤よりも高硬度の接着剤によって長
さ方向の中央部を固定したことを特徴とするサーマルヘ
ッドである。Means for Solving the Problems The present invention provides a thermal head in which a long head substrate on which a plurality of heating resistors are arranged is bonded and fixed on a support plate, wherein the head substrate and the support plate have the same length. A thermal head characterized in that it is bonded with a soft adhesive having a shear adhesive strength of 25 kg / cm 2 or less over the length direction and the central portion in the length direction is fixed by an adhesive having a higher hardness than the soft adhesive. is there.
作 用 本発明に従えば、支持板とヘッド基板とを、その長さ
方向にわたって剪断接着強度25kg/cm2以下の軟質接着剤
で貼着するとともに、前記軟質接着剤よりも高硬度の接
着剤によって長さ方向の中央部を固定するようにした。
これによって印字時に、特に連続的に印字を行う際にヘ
ッド基板と支持板との温度が上昇した状態においても、
これらの熱膨張係数の差に起因してヘッド基板が湾曲す
ることはない。たとえば支持板の熱膨張がヘッド基板の
熱膨張より大きくても、前記軟質接着剤の塑性変形によ
って両者の熱膨張による差が吸収され、ヘッド基板が湾
曲することが防がれる。すなわち、ヘッド基板と支持板
との熱膨張時における各変位が許容される。したがっ
て、たとえば連続印字時などにおいて温度が上昇して
も、ヘッド基板は湾曲しないので、正規な状態で印字を
連続することが可能となる。軟質接着剤の剪断接着強度
が25kg/cm2を越えると、ヘッド基板の湾曲量が急激に上
昇することが本発明の実験によって確かめられている。
またサーマルヘッドを繰返し使用することによって、前
記軟質接着剤の塑性変形が何度も繰返されたとしても、
ヘッド基板の位置が支持板に対して変動せず、ヘッド基
板の中央を常に所定箇所に配置させておくことができ
る。さらに硬質接着剤による固定位置が長さ方向のほぼ
中央であるため、ヘッド基板自体の熱膨張に起因する位
置ずれ量も少ない。According to the present invention, the support plate and the head substrate are adhered to each other with a soft adhesive having a shear adhesive strength of 25 kg / cm 2 or less over the length thereof, and an adhesive having a higher hardness than the soft adhesive. To fix the central part in the length direction.
By this, at the time of printing, especially in the state where the temperature of the head substrate and the support plate is increased when performing continuous printing,
The head substrate does not curve due to the difference between these coefficients of thermal expansion. For example, even if the thermal expansion of the support plate is greater than the thermal expansion of the head substrate, the plastic deformation of the soft adhesive absorbs the difference due to the thermal expansion of the two components, thereby preventing the head substrate from bending. That is, each displacement during thermal expansion between the head substrate and the support plate is allowed. Therefore, even if the temperature rises, for example, during continuous printing, the head substrate does not bend, so that printing can be continued in a normal state. Experiments of the present invention have confirmed that when the shear adhesive strength of the soft adhesive exceeds 25 kg / cm 2 , the amount of bending of the head substrate sharply increases.
Also, by repeatedly using the thermal head, even if the plastic deformation of the soft adhesive is repeated many times,
The position of the head substrate does not change with respect to the support plate, and the center of the head substrate can always be arranged at a predetermined position. Further, since the fixing position by the hard adhesive is substantially at the center in the length direction, the amount of displacement due to thermal expansion of the head substrate itself is small.
実施例 第1図は本発明の一実施例であるサーマルヘッド31の
構成を示す縦断面図であり、第2図はサーマルヘッド31
の分解斜視図である。サーマルヘッド31は、発熱抵抗体
32および集積回路素子33を有するヘッド基板34と、配線
基板35と、配線基板35を補強する補強板36と、補強板36
および前記ヘッド基板34が載置される支持板37と、これ
らを覆うヘッドカバー38とを含んで構成される。Embodiment FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a thermal head 31 according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. The thermal head 31 is a heating resistor
A head substrate 34 having an integrated circuit element 32, a wiring substrate 35, a reinforcing plate 36 for reinforcing the wiring substrate 35, and a reinforcing plate 36;
And a support plate 37 on which the head substrate 34 is placed, and a head cover 38 covering these.
ヘッド基板34は、電気絶縁性材料、たとえばアルミナ
系セラミックから成る平板状の基板39上に、薄膜手法と
しての蒸着によって、または厚膜手法としてスクリーン
印刷などによって、発熱抵抗体32が形成される。この発
熱抵抗体32には、電極として導体40,41が形成され、こ
の導体40,41には発熱抵抗体32にジユール発熱を起こさ
せるための電力が印加される。In the head substrate 34, a heating resistor 32 is formed on a flat substrate 39 made of an electrically insulating material, for example, an alumina-based ceramic, by vapor deposition as a thin film technique or screen printing as a thick film technique. Conductors 40 and 41 are formed as electrodes on the heating resistor 32, and power is applied to the conductors 40 and 41 to cause the heating resistor 32 to generate Joule heat.
前記発熱抵抗体32は複数個ごとにグループ化され、各
発熱抵抗体32に接続される導体40は、基板39上に設けら
れている各グループごとの集積回路素子33に接続され
る。この集積回路素子33には、基板39上に形成された導
体44を介して外部電気回路からの電気信号が与えられ
る。導体44は、導体部分42と外部端子43とを含んで構成
され、集積回路素子33は、外部端子43からの電気信号に
よって前記導体40を介して発熱抵抗体32を選択的に発熱
させるために、選択された発熱抵抗体32に付勢電力を与
える。The heating resistors 32 are grouped into a plurality of groups, and the conductors 40 connected to the heating resistors 32 are connected to the integrated circuit elements 33 provided for the respective groups provided on the substrate 39. The integrated circuit element 33 is supplied with an electric signal from an external electric circuit through a conductor 44 formed on the substrate 39. The conductor 44 includes a conductor portion 42 and an external terminal 43, and the integrated circuit element 33 selectively heats the heating resistor 32 via the conductor 40 by an electric signal from the external terminal 43. Then, energizing power is supplied to the selected heating resistor 32.
前記配線基板35は、たとえば電気絶縁性を有する可撓
性の合成樹脂材料から成る基板45と、この基板45のヘッ
ド基板34に対向する表面(第1図の下面)に前記ヘッド
基板34の外部端子43に個別的に対応するように形成され
る複数の配線導体48とから構成される。配線導体48は、
導体部分46と前記外部端子43に個別的に接続される端子
47とを含んで構成される。The wiring substrate 35 includes a substrate 45 made of, for example, a flexible synthetic resin material having an electrical insulation property, and a surface (a lower surface in FIG. 1) of the substrate 45 facing the head substrate 34. And a plurality of wiring conductors 48 formed to individually correspond to the terminals 43. The wiring conductor 48
Terminals individually connected to the conductor portion 46 and the external terminal 43
47.
この端子47は半田49によって個別的に外部端子43に接
続される。したがって両端子47,43は、従来技術の項で
述べたような押圧部材によって押圧することなく、強固
な接続状態を保持することができ、外部からの衝撃力に
よってのその接続状態がずれることが防止される。The terminals 47 are individually connected to the external terminals 43 by solders 49. Therefore, the two terminals 47 and 43 can maintain a strong connection state without being pressed by the pressing member as described in the section of the related art, and the connection state can be shifted by an external impact force. Is prevented.
前記配線基板35を補強するための補強板36は、たとえ
ば紙フエノールあるいはガラスエポキシなどの材料から
成る。The reinforcing plate 36 for reinforcing the wiring board 35 is made of a material such as paper phenol or glass epoxy.
前記ヘッド基板34および補強板36は、後述される軟質
接着剤50によって支持板37に接着されている。この支持
板37は、たとえばアルミニウム製であり、ヘッド基板34
の抵抗発熱体32による熱の一部を放熱するための放熱板
として機能し、ヘッド基板34が異常に高温度となること
を防いでいる。The head substrate 34 and the reinforcing plate 36 are bonded to a supporting plate 37 by a soft adhesive 50 described later. The support plate 37 is made of, for example, aluminum, and the head substrate 34
Functions as a heat radiating plate for radiating a part of the heat generated by the resistance heating element 32 to prevent the temperature of the head substrate 34 from becoming abnormally high.
前記集積回路素子33は、たとえばショア硬度60以上の
硬質材料から成る保護部材51によって被覆されており、
この保護部材51によって外部からの衝撃力から保護され
ている。ショア硬度が60未満では、柔らかすぎて、集積
回路素子33およびその接続個所の外力に対応する保護を
充分に行うことができない。この保護部材51の表面の粗
さは、たとえば60μm以下となるように滑らかに形成さ
れており、これによって後述されるように感熱記録紙52
がこの保護部材51上を滑らかに滑るので、該保護部材51
の摩耗が抑制される。表面の粗さが60μmを越えると、
保護部材51の表面が感熱記録紙52と摩擦接触して感熱記
録紙52を毛羽立たせ、また、保護部材51の摩耗が速ま
る。The integrated circuit element 33 is covered with a protective member 51 made of a hard material having a Shore hardness of 60 or more, for example.
The protection member 51 protects the panel from external impact. If the Shore hardness is less than 60, it is too soft, and sufficient protection against the external force of the integrated circuit element 33 and its connection portion cannot be provided. The surface roughness of the protective member 51 is formed smoothly so as to be, for example, 60 μm or less, so that the heat-sensitive recording paper 52
Slides smoothly on the protection member 51,
Is suppressed. When the surface roughness exceeds 60μm,
The surface of the protective member 51 comes into frictional contact with the thermal recording paper 52 to make the thermal recording paper 52 fluff, and the protective member 51 wears faster.
ヘッドカバー38は、たとえばポリプロピレン系合成樹
脂材料から成り、感熱記録紙52を案内するための案内部
分53と、頂部54と、該ヘッドカバー38を支持する支持片
55とを有する。このヘッドカバー38の頂部54の下面(第
1図の下面)には、その長手方向(第1図紙面の垂直方
向)に等間隔で2〜3個の直円柱状の突起56がそれぞれ
取付台部57に立設されている。The head cover 38 is made of, for example, a polypropylene-based synthetic resin material, and includes a guide portion 53 for guiding the thermal recording paper 52, a top portion 54, and a support piece for supporting the head cover 38.
55. On the lower surface (lower surface in FIG. 1) of the top portion 54 of the head cover 38, two or three right columnar projections 56 are provided at regular intervals in the longitudinal direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 1). It is erected at 57.
前記配線基板35および補強板36には、前記突起56が設
けられる位置に対応して挿通孔58,59がそれぞれ形成さ
れている。また、支持板37には、第1図左方側に切欠き
60が形成されており、この切欠き60によって形成された
取付部分61には、前記突起56を取付けるための取付孔62
が形成されている。Insertion holes 58 and 59 are formed in the wiring board 35 and the reinforcing plate 36 at positions corresponding to the positions where the protrusions 56 are provided. The support plate 37 has a notch on the left side in FIG.
An attachment portion 61 formed by the notch 60 has an attachment hole 62 for attaching the projection 56.
Are formed.
突起56は、直円筒状の軸部63と頭部64とから構成さ
れ、頭部64には、その遊端に向けて開いている切欠き65
が前記軸部63の軸線方向に延びて形成されている。頭部
64の遊端には案内傾斜面66が形成されており、頭部64の
軸部63付近は支持傾斜面67が形成されている。なお前記
切欠き65の底65aは、支持傾斜面67よりも軸部63の基端
部側に延びている。The projection 56 includes a straight cylindrical shaft portion 63 and a head portion 64, and the head portion 64 has a notch 65 that is open toward its free end.
Are formed to extend in the axial direction of the shaft portion 63. head
A guide inclined surface 66 is formed at the free end of the head 64, and a support inclined surface 67 is formed near the shaft 63 of the head 64. The bottom 65a of the notch 65 extends closer to the base end of the shaft 63 than the inclined support surface 67.
このような構成を有する突起56は、前記配線基板35お
よび補強板36に形成された挿通孔58,59を挿通して、取
付部61の取付孔62に取付けられる。この突起56が前記挿
通孔58,59および取付孔62に挿通される際には、頭部64
の切欠き65の有端がわずかに閉じた状態で頭部64の案内
傾斜面66に案内されて挿通される。突起56が取付けられ
た状態では、前記取付孔62の下端部が頭部64の支持傾斜
面67に当節しており、この状態で切欠き65が開こうとす
る力によって該突起56に下方側に向う弾発力が作用す
る。これによって、取付台部57の端面57aが配線基板35
を下方側に押圧し、配線基板35、補強板36および支持板
37が前記端面57aと突起56の頭部64とによつて圧接挟持
される。The projection 56 having such a configuration is inserted into the insertion holes 58 and 59 formed in the wiring board 35 and the reinforcing plate 36, and is attached to the attachment hole 62 of the attachment portion 61. When the projection 56 is inserted into the insertion holes 58 and 59 and the mounting hole 62, the head 64
The notch 65 is guided and inserted through the guide inclined surface 66 of the head 64 in a state where the end of the notch 65 is slightly closed. In the state where the projection 56 is mounted, the lower end of the mounting hole 62 abuts on the support inclined surface 67 of the head 64, and in this state, the notch 65 attempts to open, and A spring force acts on the side. As a result, the end surface 57a of the mounting base 57 is
To the wiring board 35, the reinforcing plate 36, and the supporting plate.
37 is pressed and held between the end face 57a and the head 64 of the projection 56.
また、配線基板35は突起56の弾発力によって下方側に
押付けられているので、連続的に印字が行われる際に、
発熱抵抗体32の熱がこの配線基板35に伝導して湾曲など
が生じた場合でも、前記突起56の弾発力によってその湾
曲状態が抑制される。Further, since the wiring board 35 is pressed downward by the elastic force of the projection 56, when printing is continuously performed,
Even when the heat of the heat generating resistor 32 is conducted to the wiring board 35 to cause a bending or the like, the bending state is suppressed by the elastic force of the projection 56.
なお、前記支持板37の切欠き60は、突起56の頭部64が
支持板37に取付けられた状態において、突起56の遊端面
56aが支持板37の端面37aと面一かあるいは前記下端面37
aより支持板37の厚み方向内方側となるように形成され
ている。The notch 60 of the support plate 37 is a free end surface of the protrusion 56 when the head 64 of the protrusion 56 is attached to the support plate 37.
56a is flush with the end face 37a of the support plate 37 or the lower end face 37
The support plate 37 is formed so as to be on the inner side in the thickness direction of the support plate 37 than a.
ヘッドカバー38の案内部53は、その先端部53aが前記
集積回路素子33の軸線よりも感熱記録紙52の搬送方向上
流側(第1図左方側)に位置しており、前記集積回路素
子51とともに感熱記録紙52を案内する案内部を構成す
る。また、この案内部53の先端53aは、軸直角断面内で
0.3〜0.4mm程度の丸みを帯びた円弧状に形成されてい
る。これは案内部53で案内される感熱記録紙52を傷付け
ないようにするためである。一方、集積回路素子33を保
護する保護部材51は、前述したようにその表面の粗さが
60μm以上の滑らかな表面が形成されており、案内部材
53から搬送されてきた感熱記録紙52がこの保護部材51に
接続したときに、感熱記録紙52の先端部が毛羽立つのが
防がれる。The guide portion 53 of the head cover 38 has its tip 53a positioned upstream (in the left side of FIG. 1) in the direction of transport of the thermal recording paper 52 with respect to the axis of the integrated circuit element 33. Together, they constitute a guide for guiding the thermal recording paper 52. Further, the tip 53a of the guide portion 53 is located within a section perpendicular to the axis.
It is formed in a circular arc shape having a roundness of about 0.3 to 0.4 mm. This is to prevent the thermal recording paper 52 guided by the guide portion 53 from being damaged. On the other hand, the protection member 51 for protecting the integrated circuit element 33 has a surface roughness as described above.
Guide surface with smooth surface of 60μm or more
When the thermal recording paper 52 conveyed from 53 is connected to the protective member 51, the leading end of the thermal recording paper 52 is prevented from fluffing.
保護部材51で案内された感熱記録紙52は、ゴムのプラ
テン68によって発熱抵抗体32に押付けられて矢符P方向
に搬送される。The thermal recording paper 52 guided by the protection member 51 is pressed against the heating resistor 32 by a rubber platen 68 and is conveyed in the direction of arrow P.
このように本発明では、集積回路素子33を保護する保
護部材51に硬質の材料を用いるようにしたので、この保
護部材51のみによって集積回路素子33を保護することが
でき、この保護部材51上をヘッドカバー38によって覆う
必要がなくなる。したがって、ヘッドカバー38の案内部
53を短くすることができ、前記保護部材51とともに感熱
記録紙52の案内部として構成することができ、ヘッドカ
バー38の案内部53を小形化することができる。As described above, in the present invention, a hard material is used for the protection member 51 for protecting the integrated circuit element 33. Therefore, the integrated circuit element 33 can be protected by only the protection member 51, and the protection member 51 Need not be covered by the head cover 38. Therefore, the guide portion of the head cover 38
53 can be shortened, and can be configured as a guide for the thermal recording paper 52 together with the protective member 51, and the guide 53 of the head cover 38 can be reduced in size.
また、ヘッドカバー38を支持板37に取付けるに当たっ
ては突起56によって取付けるようにしたので、その構成
が簡単となるばかりでなく、突起56の下向きの弾発力に
よって配線基板35の湾曲を阻止できる。さらに、配線基
板35の端子47と導体44の端子43とを半田49によって接続
するようにしたので、これらの接続状態を保持するため
に別途外力を加える必要がなく、したがって従来技術の
項で述べたようにヘッドカバー38の対応する部分の厚み
を可及的に小さくすることができ、これに関連する部
分、すなわち前記両端子43,47の接続位置と突起56が形
成されている部分との間のヘッドカバーの厚みも可及的
に小さくすることができる。このようして本発明ではヘ
ッドカバー38を小形化することができ、これに伴ってサ
ーマルヘッド31の構成を小形化することが可能となる。Further, since the head cover 38 is attached to the support plate 37 by the projection 56, not only the structure is simplified, but also the bending of the wiring board 35 can be prevented by the downward elastic force of the projection 56. Further, since the terminals 47 of the wiring board 35 and the terminals 43 of the conductors 44 are connected by solder 49, it is not necessary to apply an external force separately in order to maintain these connection states. As described above, the thickness of the corresponding portion of the head cover 38 can be made as small as possible, and the related portion, that is, the portion between the connection position of the terminals 43 and 47 and the portion where the projection 56 is formed, is provided. Of the head cover can be made as small as possible. As described above, according to the present invention, the head cover 38 can be downsized, and accordingly, the configuration of the thermal head 31 can be downsized.
ヘッド基板34と支持板37とは、前述したように、剪断
接着強度が25kg/cm2以下の軟質接着剤50によって接着さ
れている。ここで軟質の接着剤を用いるのは、ヘッド基
板34と支持板37との熱膨張係数の差をこの軟質接着剤50
によって吸収するためである。ヘッド基板34は、支持板
37に軟質接着剤50によって接着されているのみならず、
ヘッド基板34の長手方向中央位置近傍の短い間隔だけ、
軟質の接着剤50よりも高硬度の接着剤によってヘッド基
板34と支持板37とが固定されている。これによってヘッ
ド基板34の位置が支持板37に対して変動することがな
く、ヘッド基板34自体の位置ずれ量も少ない。As described above, the head substrate 34 and the support plate 37 are bonded by the soft adhesive 50 having a shear bonding strength of 25 kg / cm 2 or less. Here, the soft adhesive is used because the difference in thermal expansion coefficient between the head substrate 34 and the support plate 37 is determined by using the soft adhesive 50.
It is for absorbing by. The head substrate 34 is a support plate
Not only is it glued to 37 with a soft adhesive 50,
Only a short interval near the center position in the longitudinal direction of the head substrate 34,
The head substrate 34 and the support plate 37 are fixed with an adhesive having a higher hardness than the soft adhesive 50. As a result, the position of the head substrate 34 does not change with respect to the support plate 37, and the displacement of the head substrate 34 itself is small.
第3図は、本発明で用いる軟質接着剤の長手方向の剪
断接着強度を求めるための実験結果を示すグラフであ
る。以下、本件発明者の行った実験手法およびその結果
について説明する。FIG. 3 is a graph showing the results of an experiment for determining the shear adhesive strength in the longitudinal direction of the soft adhesive used in the present invention. Hereinafter, an experimental method performed by the present inventor and a result thereof will be described.
発熱抵抗体32が備えられるヘッド基板34は、連続印字
が行われる際にはたとえば約80度近くまで加熱されるこ
とがある。このとき、ヘッド基板34の熱量は、放熱板の
役割を果たす支持板37に前記接着剤50を介して伝達され
る。このような場合には、アルミナ系セラミック材料か
ら成る基板39とアルミニウム製の支持板37の熱膨張係数
の差に起因して、ヘッド基板34および支持板37が第4図
に示されるように湾曲する。このような湾曲によって生
じる最大変位量d2は、ヘッド基板34および支持板37を接
着する接着剤の剪断接着強度によって変化すると考えら
れる。The head substrate 34 provided with the heating resistor 32 may be heated to, for example, about 80 degrees when continuous printing is performed. At this time, the amount of heat of the head substrate 34 is transmitted via the adhesive 50 to the support plate 37 serving as a radiator plate. In such a case, the head substrate 34 and the support plate 37 are curved as shown in FIG. 4 due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate 39 made of alumina ceramic material and the aluminum support plate 37. I do. It is considered that the maximum displacement d2 caused by such bending changes depending on the shearing adhesive strength of the adhesive bonding the head substrate 34 and the support plate 37.
そこで、本件発明者は、種々の接着剤を用いてその剪
断接着強度、すなわちヘッド基板34および支持板37に対
して第5図に示される矢符A1,A2方向に力を加えたとき
の接着強度を調べ、種々の剪断接着強度を有する接着剤
を用いた場合において、前記湾曲した状態の最大変位量
d2を測定した。Then, the present inventor used various adhesives to obtain the shear adhesive strength, that is, the adhesive strength when a force was applied to the head substrate 34 and the support plate 37 in the directions of arrows A1 and A2 shown in FIG. Investigating the strength, when using adhesives having various shear bond strengths, the maximum displacement in the curved state
d2 was measured.
なお、放熱板としての支持板37は幅19mm、長さ240m
m、厚さ5.0mmの大きさのものを用い、アルミナ系セラミ
ックの基板39には、幅18.8mm、長さ232mm、厚さ0.62mm
の大きさのものを用いた。また、この実験では、常温25
℃のヘッド基板34を予想される最高温度80℃まで、すな
わち常温との差が55℃に達するまで加熱して前記湾曲し
た状態の最大変位量d2を測定した。この測定結果は第3
図のグラフに示されている。The support plate 37 as a heat sink is 19 mm wide and 240 m long
m, having a thickness of 5.0 mm, the alumina-based ceramic substrate 39 has a width of 18.8 mm, a length of 232 mm, and a thickness of 0.62 mm
The size was used. In this experiment, room temperature 25
The head substrate 34 ° C. was heated up to the expected maximum temperature of 80 ° C., that is, the difference from the normal temperature reached 55 ° C., and the maximum displacement d2 in the curved state was measured. This measurement result is the third
This is shown in the graph of the figure.
第3図を参照して、前述した剪断接着強度が25kg/cm2
以下の接着剤を用いた場合には、前記最大変位量d2は0.
1mm以下であり、剪断接着強度が25kg/cm2を超えると、
前記最大変位量d2は急激に上昇して、剪断接着強度が50
kg/cm2以上の接着剤を用いた場合には、最大変位量d2は
ほぼ1.2mmとなり、これ以降は飽和状態となる。一方、
湾曲した状態のヘッド基板34を用いて正常な印字動作が
実行される前記最大変位量d2の許容範囲は、0.1mmとさ
れる。したがって第3図のグラフから明らかなように、
本発明に用いられる軟質接着剤50の長手方向の剪断接着
強度は25kg/cm2以下である。Referring to FIG. 3, the above-mentioned shear adhesive strength is 25 kg / cm 2
When the following adhesive is used, the maximum displacement d2 is 0.
And at 1mm or less, the shear adhesive strength exceeds 25 kg / cm 2,
The maximum displacement d2 rises sharply and the shear bond strength is 50
When an adhesive of kg / cm 2 or more is used, the maximum displacement d2 is approximately 1.2 mm, and thereafter becomes saturated. on the other hand,
The allowable range of the maximum displacement amount d2 in which a normal printing operation is performed using the curved head substrate 34 is 0.1 mm. Therefore, as is clear from the graph of FIG.
The shear adhesive strength in the longitudinal direction of the soft adhesive 50 used in the present invention is 25 kg / cm 2 or less.
また、本件発明者は次のような実験を行った。すなわ
ち、第6図に示されるように、支持板37からヘッド基板
34を接着面に垂直方向(第6図矢符B1方向)に引き剥が
す強度、すなわちいわゆる90゜引き剥がし強度を種々の
接着剤を用いて測定した。この結果、前記強度が長さ25
mm当り200g以上である接着剤を用いのが望ましいことが
分かった。すなわち、前記強度が長さ25mm当り200g未満
であれば、ヘッド基板と支持板37との接着強度が充分な
大きさとは言えず、該サーマルヘッド31の耐久性が劣化
してしまう。The present inventor conducted the following experiment. That is, as shown in FIG.
The strength of peeling 34 in the direction perpendicular to the adhesive surface (the direction of arrow B1 in FIG. 6), that is, the so-called 90 ° peel strength, was measured using various adhesives. As a result, the strength is 25
It has been found desirable to use an adhesive that is at least 200 g per mm. That is, if the strength is less than 200 g per 25 mm length, the adhesive strength between the head substrate and the support plate 37 cannot be said to be sufficient, and the durability of the thermal head 31 will be deteriorated.
また、前記軟質接着剤50の厚みは10〜200μmである
のが望ましい。すなわち、この接着剤50の厚みが10μm
未満であれば、ヘッド基板34と支持板37とを接着する接
着力が充分な大きさとはいえない。一方、前記厚みが20
0μmを超えると、加熱されたヘッド基板34の熱を支持
板37に充分伝達することができず、ヘッド基板34がむや
みに過熱した状態になり、印字の品質が劣化してしま
う。すなわち、ヘッド基板34が適度に放熱しなければ、
発熱抵抗体32の希望する領域以外の領域が過熱した状態
になり、希望する印字動作が実行されず、印字の品質が
劣化してしまう。このような理由のために、接着剤50の
厚みが10〜200μm程度であるのが望ましい。また、こ
の接着剤50の材料としては、たとえばアクリル系接着剤
などを用いるようにしてもよい。The thickness of the soft adhesive 50 is desirably 10 to 200 μm. That is, the thickness of the adhesive 50 is 10 μm
If it is less than this, it cannot be said that the adhesive strength for bonding the head substrate 34 and the support plate 37 is sufficient. On the other hand, when the thickness is 20
If the thickness exceeds 0 μm, the heat of the heated head substrate 34 cannot be sufficiently transmitted to the support plate 37, and the head substrate 34 becomes excessively heated, and the quality of printing deteriorates. That is, if the head substrate 34 does not radiate heat appropriately,
An area other than the desired area of the heating resistor 32 is overheated, the desired printing operation is not performed, and the quality of printing deteriorates. For this reason, it is desirable that the thickness of the adhesive 50 be about 10 to 200 μm. Further, as a material of the adhesive 50, for example, an acrylic adhesive may be used.
このように本実施例では、前述したような性質を有す
る接着剤50によってヘッド基板34と支持板37とを接着す
るようにしたので、印字時、特に連続的に印字を行う際
に、このヘッド基板34と支持板37との温度が上昇した状
態で、これらの熱膨張係数の差に起因して湾曲しても、
前記熱膨張差が剪断接着強度25kg/cm2以下の軟質接着剤
50に吸収され、湾曲に伴う最大変位量d2が所棒望の程度
以下に抑制されるので、印字の品質を劣化することな
く、連続的に印字を行うことができる。As described above, in the present embodiment, the head substrate 34 and the support plate 37 are bonded to each other by the adhesive 50 having the above-described properties. In a state where the temperature of the substrate 34 and the support plate 37 is increased, even if the substrate 34 and the support plate 37 are curved due to a difference in their thermal expansion coefficients,
Soft adhesive having a difference in thermal expansion of 25 kg / cm 2 or less in shear adhesive strength
Since it is absorbed by 50 and the maximum displacement d2 due to the bending is suppressed to a desired level or less, printing can be performed continuously without deteriorating the quality of printing.
効 果 以下のように本発明によれば、印字時に、特に連続的
に印字を行う際にヘッド基板と支持板との温度が上昇し
た状態でも、両者の熱膨張の差が軟質接着剤の塑性変形
によって吸収されるので、ヘッド基板が湾曲することは
ない。またサーマルヘッドを繰返し使用した際に、軟質
接着剤が塑性変形してもヘッド基板の位置が支持板に対
して変動したり位置ずれすることがない。したがって、
連続印字時においても、正規な状態で印字を続行するこ
とができ、印字品質の劣化を防止することができる。Effects As described below, according to the present invention, even when the temperature of the head substrate and the temperature of the support plate are increased during printing, particularly when printing is performed continuously, the difference in thermal expansion between the two is limited by the plasticity of the soft adhesive. Since it is absorbed by the deformation, the head substrate does not bend. Further, when the thermal head is used repeatedly, even if the soft adhesive is plastically deformed, the position of the head substrate does not fluctuate or shift with respect to the support plate. Therefore,
Even in continuous printing, printing can be continued in a normal state, and deterioration of printing quality can be prevented.
第1図は本発明の一実施例であるサーマルヘッド31の構
成を示す縦断面図面、第2図はサーマルヘッド31の分解
斜視図、第3図は本件発明者の実験結果を示すグラフ、
第4図〜第6図は本件発明者の実験手法を説明するため
の図、第7図は典型的な先行技術の縦断面図、第8図は
先行技術の問題点を説明するための図である。 31……サーマルヘッド、32……発熱抵抗体、33……集積
回路素子、34……ヘッド基板、35……配線基板、37……
支持板、38……ヘッドカバー、39……基板、40,41……
導体、43……外部端子、47……端子、49……半田、50…
…軟質接着剤、51……保護部材、52……発熱記録紙、53
……案内部材、56……突起、57……取付台部FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a thermal head 31 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the thermal head 31, FIG. 3 is a graph showing experimental results of the present inventor,
4 to 6 are diagrams for explaining the experimental method of the present inventor, FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a typical prior art, and FIG. 8 is a diagram for explaining problems of the prior art. It is. 31: Thermal head, 32: Heating resistor, 33: Integrated circuit element, 34: Head substrate, 35: Wiring substrate, 37 ...
Support plate, 38: Head cover, 39: Substrate, 40, 41 ...
Conductor, 43 external terminal, 47 terminal, 49 solder, 50
... Soft adhesive, 51 ... Protective member, 52 ... Heat recording paper, 53
…… Guide member, 56 …… Protrusion, 57 …… Mounting base
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−225970(JP,A) 特開 昭61−3757(JP,A) 特開 昭58−63473(JP,A) 特開 昭58−14779(JP,A) 実開 昭60−162042(JP,U) 実開 昭60−191443(JP,U) 実開 昭58−92055(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-225970 (JP, A) JP-A-61-3575 (JP, A) JP-A-58-63473 (JP, A) JP-A-58-63473 14779 (JP, A) Fully open 60-162042 (JP, U) Fully open 60-191443 (JP, U) Fully open 58-92055 (JP, U)
Claims (1)
ッド基板を支持板上に接着固定して成るサーマルヘッド
において、 前記ヘッド基板および支持板をその長さ方向にわたって
剪断接着強度25kg/cm2以下の軟質接着剤で貼着するとと
もに、該軟質接着剤よりも高硬度の接着剤によって長さ
方向の中央部を固定したことを特徴とするサーマルヘッ
ド。1. A thermal head comprising a long head substrate on which a plurality of heating resistors are arrayed and fixed on a support plate, wherein the head substrate and the support plate have a shear bond strength of 25 kg along the length thereof. A thermal head, wherein the thermal head is adhered with a soft adhesive of not more than / cm 2 and the center in the length direction is fixed with an adhesive having a higher hardness than the soft adhesive.
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