JP3469957B2 - サーマルヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ワードプロセッサやフ
ァクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサーマ
ルヘッドの改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、図４、図５に
示す如く、多数の発熱素子を直線状に配列して成る発熱
素子列１２を有したアルミナセラミックス製のヘッド基
板１１を、アルミニウム等の金属から成る放熱板１３上
に接着材等を用いて取着固定した構造を有しており、前
記多数の発熱素子を印字信号に基づいて選択的にジュー
ル発熱させるとともに、該発熱した熱を感熱紙等の記録
媒体に伝導させ、記録媒体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、前記ヘッド基板１１と放熱板１３との
間で発熱素子列１２の直下領域には、シリコングリース
中にアルミナ等の無機物粒子を添加混合して成る放熱コ
ンパウンド１４が介在されており、この放熱コンパウン
ド１４によりヘッド基板１１中の熱を該基板１の下面を
介して放熱板１３に伝導させてヘッド基板１１の温度状
態を良好に維持するようにしていた。 【０００４】また前記放熱板１３の上面で発熱素子列１
２の両側には、一対の溝１３ａ、１３ｂが放熱板１３の
周縁部まで延在されるようにして設けられており、サー
マルヘッドを組み立てるにあたりヘッド基板１１を放熱
コンパウンド１４を介して放熱板１３上に載置する際、
放熱コンパウンド１４の余剰分をこの一対の溝１３ａ、
１３ｂ内で収容し放熱コンパウンド１４の幅を一定とな
すようにしている。尚、このように放熱コンパウンド１
４の幅を一定となしておくのは、ヘッド基板１１中の熱
を一定幅の放熱コンパウンド１４を介して放熱板１３側
に伝導させることによりヘッド基板１１の温度状態を発
熱素子列１２の直下領域全域にわたり均一になすためで
ある。 【０００５】 【発明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、放熱コンパウ
ンド１４が発熱素子の発した熱により熱膨張するととも
にその流動性を増大することから、サーマルヘッドを繰
り返し使用していると、一対の溝１３ａ、１３ｂ内で収
容されている放熱コンパウンド１４の余剰分が、サーマ
ルヘッドの保持されている状態に応じて少しずつ流動
し、ヘッド基板１１の下面と放熱板１３の溝１３ａ、１
３ｂとの間に形成される間隙の開口部から外部に流出す
る事態が生じる。このようにして流出した放熱コンパウ
ンド１４がヘッド基板１１の上面に付着すると、放熱コ
ンパウンド１４が発熱素子列１２に摺接される記録媒体
にも付着して記録媒体を汚すこととなり、印字品質が著
しく低下する欠点が誘発される。 【０００６】 【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑みて案出されたも
ので、その目的は、記録媒体が汚れるのを有効に防止し
て高品質の印字画像を得ることが可能なサーマルヘッド
を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、上面に一対の溝が設けられた放熱板上に、発熱素子
列を有するヘッド基板を、発熱素子列の直下領域が前記
一対の溝間に位置するように載置させるとともに、該一
対の溝間に位置する放熱板とヘッド基板との間に流動性
を有する放熱コンパウンドを介在させたサーマルヘッド
であって、前記ヘッド基板の下面と放熱板の溝とで形成
される間隙の開口部を、前記放熱コンパウンドの外部流
出を防止するための樹脂材で封止するとともに、前記発
熱素子列の外側に、前記一対の溝を連通させる通気溝を
設けたことを特徴とするものである。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明のサーマルヘッドの一実
施例を示す斜視図、図２は図１のサーマルヘッドの平面
図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図であり、１はヘッド基
板、２は発熱素子列、３は放熱板、３ａ、３ｂは一対の
溝、３ｃ、３ｄは通気溝、４は放熱コンパウンド、５
ａ、５ｂは樹脂材である。 【０００９】前記ヘッド基板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、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、
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やカレンダーロール法等を採用
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、前記セラミックグリーンシートを長方形状に
打ち抜き加工するとともに高温で焼成することによって
製作される。 【００１０】また前記ヘッド基板１の上面にはガラス等
から成るグレーズ層を介して発熱素子列２が配されてい
る。 【００１１】前記発熱素子列２は窒化タンタル等から成
る多数の発熱素子を直線状に配列して成るものであり、
該発熱素子はそれ自体が所定の電気抵抗率を有している
ため、一対の電極（図示せず）等を介して所定の電力が
印加されると感熱紙等の記録媒体に印字画像を形成する
のに必要な温度にジュール発熱する作用を為す。 【００１２】前記多数の発熱素子から成る発熱素子列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グレーズ層が被着され
たヘッド基板１の上面に被着形成される。 【００１３】尚、前記グレーズ層は発熱素子の発する熱
を蓄積及び放散することによりサーマルヘッドの熱応答
特性を良好に維持するためのものである。 【００１４】また前記発熱素子列２を有するヘッド基板
１は、周縁部まで延在された一対の溝３ａ、３ｂを上面
に設けた放熱板３上に、前記発熱素子列２の直下領域が
一対の溝３ａ、３ｂ間に位置するようにして載置されて
おり、更に前記一対の溝３ａ、３ｂ間の放熱板３とヘッ
ド基板１との間には放熱コンパウンド４が介在されてい
る。 【００１５】前記放熱板３はアルミニウム等の良熱伝導
性材料から成っており、その上面でヘッド基板１を支持
するとともに、ヘッド基板１の熱の一部を伝導吸収する
ことによってヘッド基板１を印字に適した温度状態に維
持する作用を為す。 【００１６】また前記放熱コンパウンド４は、シリコン
グリースにアルミナ等の良熱伝導性材料（酸化アルミニ
ウムの熱伝導率：約7.2 ×10^-3cal/mm・sec ・℃）から
成る無機物粒子（粒径：３〜30μｍ）を所定の割合（20
〜80重量％）で添加混合したもので、所定の流動性を有
しているため、放熱板３上に放熱コンパウンド４を介し
てヘッド基板１を載置させると、放熱コンパウンド４が
ヘッド基板１と放熱板３の両者に極めて良好に密着さ
れ、ヘッド基板１中の熱を放熱コンパウンド４によって
放熱板３に効率良く伝導させることができる。 【００１７】尚、前記一対の溝３ａ、３ｂは、サーマル
ヘッドを組み立てるにあたりヘッド基板１を放熱コンパ
ウンド４を介して放熱板３上に載置する際、放熱コンパ
ウンド４の余剰分を収容して放熱コンパウンド４が所定
の領域を超えて広がろうとするのを有効に防止するため
のものであり、これによってヘッド基板１と放熱板３と
の間に介在される放熱コンパウンド４の幅を一定として
ヘッド基板１の蓄熱状態を発熱素子列２の直下領域全域
にわたり等しくなすことができる。 【００１８】また前記ヘッド基板１の下面と放熱板３の
溝３ａ、３ｂとで形成される間隙の開口部はシリコーン
樹脂等から成る樹脂材５ａ、５ｂで封止されている。 【００１９】前記樹脂材５ａ、５ｂは、ヘッド基板１の
下面と放熱板３の溝３ａ、３ｂとの間に形成される空間
を外部と遮断するためのものであり、これら樹脂材５
ａ、５ｂで前記開口部を封止しておくことにより放熱板
３の溝３ａ、３ｂ内に収容される放熱コンパウンド４の
余剰分が印字時の熱等によって流動し外部に流出するの
を有効に防止している。これによって放熱コンパウンド
４の付着による汚れの無い高品質の印字画像を得ること
ができる。 【００２０】また更に前記放熱板３の上面には、発熱素
子列２の外側で、一対の溝３ａ、３ｂを連通させる２つ
の通気溝３ｃ、３ｄが設けられている。 【００２１】前記通気溝３ｃ、３ｄは、ヘッド基板１の
下面と放熱板３の溝３ａ、３ｂとの間に形成される２つ
の空間を接続する作用を為すため、印字時の熱により前
記２つの空間内の空気が熱膨張し各空間内の気圧がそれ
ぞれ上昇しても、２つの空間内の気圧は等しく維持され
る。これにより放熱コンパウンド４の一部が各溝３ａ、
３ｂに対応する空間内の気圧の相違によって一方の溝に
押し出されてしまうことは一切なく、発熱素子列２の直
下領域に放熱コンパウンド４を確実に介在させておくこ
とができる。従ってヘッド基板１中の熱を発熱素子列２
の直下領域にわたり放熱板３に均一に伝導させて記録媒
体に濃度むらの無い良好な印字画像を形成することが可
能となる。 【００２２】また前記通気溝３ｃ、３ｄは発熱素子列２
の外側に配置されているため、ヘッド基板１から放熱板
３への熱伝導が通気溝３ｃ、３ｄによって遮断されるこ
とはなく、発熱素子列２の直下領域全域にわたりヘッド
基板１中の熱を放熱板３に良好に伝導させることができ
る。 【００２３】尚、前記上面に溝３ａ、３ｂ及び通気溝３
ｃ、３ｄを有した放熱板３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
定形状と成すことによって製作される。 【００２４】また前記ヘッド基板１及び放熱板３の接着
固定は、一対の溝３ａ、３ｂの外側領域に介在される両
面テープ６等によって行われる。 【００２５】かくして本発明のサーマルヘッドは、発熱
素子列２を構成する多数の発熱素子を印字信号に基づい
て選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱
を感熱紙等の記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印
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。 【００２６】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
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、改良等が可能であり、例えば、上記実施例にお
いては、一対の溝を連通させるための通気溝を発熱素子
列の外側に２つ設けたが、発熱素子列の外側に１つだけ
設けるようにしても構わない。 【００２７】 【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、ヘッ
ド基板の下面と放熱板の溝とで形成される間隙の開口部
を樹脂材で封止したことから、放熱板の溝内で収容され
る放熱コンパウンドの余剰分が印字時の熱等によって流
動し外部に流出するのが有効に防止され、放熱コンパウ
ンドの付着による記録媒体の汚れを皆無として印字品質
を向上させることが可能となる。 【００２８】また本発明のサーマルヘッドによれば、一
対の溝を連通させる通気溝を設けたことから、一対の溝
間に配置される放熱コンパウンドの一部が一方の溝に押
し出されてしまうことは一切なく、発熱素子列の直下領
域に放熱コンパウンドを確実に介在させておくことがで
きる。よってヘッド基板中の熱を発熱素子列の直下領域
にわたり放熱板に均一に伝導させて記録媒体に濃度むら
の無い良好な印字画像を形成することが可能となる。 【００２９】しかも、前記通気溝は発熱素子列の外側に
配置されていることから、ヘッド基板から放熱板への熱
伝導が通気溝によって遮断されることはなく、発熱素子
列の直下領域全域にわたりヘッド基板中の熱を放熱板に
良好に伝導させることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のサーマルヘッドの一実施例を示す斜視
図である。 【図２】図１のサーマルヘッドの平面図である。 【図３】図２のサーマルヘッドのＸ−Ｘ線断面図であ
る。 【図４】従来のサーマルヘッドの斜視図である。 【図５】従来のサーマルヘッドの平面図である。 【符号の説明】 １・・・ヘッド基板 ２・・・発熱素子列 ３・・・放熱板 ３ａ、３ｂ・・・一対の溝 ３ｃ、３ｄ・・・通気溝 ４・・・放熱コンパウンド ５ａ、５ｂ・・・樹脂材

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】上面に一対の溝が設けられた放熱板上に、
   発熱素子列を有するヘッド基板を、発熱素子列の直下領
   域が前記一対の溝間に位置するように載置させるととも
   に、該一対の溝間に位置する放熱板とヘッド基板との間
   に流動性を有する放熱コンパウンドを介在させたサーマ
   ルヘッドであって、 前記ヘッド基板の下面と放熱板の溝とで形成される間隙
   の開口部を、前記放熱コンパウンドの外部流出を防止す
   るための樹脂材で封止するとともに、前記発熱素子列の
   外側に、前記一対の溝を連通させる通気溝を設けたこと
   を特徴とするサーマルヘッド。