JP6110198B2 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッドおよびサーマルプリンタに関する。

従来、ファクシミリあるいはビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。例えば、基板と、基板上に設けられた複数の発熱部と、発熱部に電気的に接続された電極と、電極に接続されたコネクタピン、およびコネクタピンを収容するハウジングを有するコネクタと、基板およびコネクタの下方に配置され、基板の熱を放熱するための放熱体とを備えるサーマルヘッドが知られている（例えば、引用文献１参照）。

特開平０７−１４４４２６号公報

しかしながら、上述したサーマルヘッドでは、コネクタが、ハウジングより延びるコネクタピンのみにより基板に取り付けられている。そのため、コネクタと基板との接合強度が弱く、コネクタにケーブル等と着脱する際に生じる外力により、コネクタが基板から剥離を生じる可能性がある。

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、該基板上に設けられた複数の発熱部と、該発熱部に電気的に接続された電極と、該電極に接続されたコネクタピン、および該コネクタピンを収容するハウジングを有したコネクタと、前記基板および前記ハウジングの下方に配置され、前記基板の熱を放熱するための放熱体と、前記ハウジングと前記放熱体との間に配置された、前記コネクタと前記放熱体とを接合する接続部材と、を備えている。また、前記放熱体は、上面に複数の凸部を有している。また、前記ハウジングは、隣り合う２つの前記凸部の間に設けられている。また、前記接続部材は、前記ハウジングの下面の一部を除く領域に接合されている。また、前記ハウジングの前記下面の前記一部が、空間に露出している。

また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記に記載のサーマルヘッドと、発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えている。

本発明によれば、放熱体とコネクタとを強固に固定することができ、基板からコネクタが剥離する可能性を低減することができる。

本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平面図である。 図１に示すＩ−Ｉ線断面図である。 （ａ）は図１に示すサーマルヘッドを構成するコネクタの斜視図、（ｂ）は、コネクタが接続された状態を拡大して示す平面図である。 本発明のサーマルプリンタの一実施形態を示す概略図である。 本発明のサーマルヘッドの他の実施形態を示す平面図である。 図５に示すサーマルヘッドを示し、（ａ）は図５に示すサーマルヘッドを構成するコネクタの斜視図、（ｂ）は、コネクタが接続された状態を拡大して示す平面図である。 （ａ）は図６（ｂ）に示すＩＩ−ＩＩ線断面図であり、（ｂ）は図６（ｂ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明のサーマルヘッドのさらに他の実施形態を示す平面図である。 図８に示すサーマルヘッドを示し、（ａ）は図８に示すサーマルヘッドを構成するコネクタの斜視図、（ｂ）は、コネクタが接続された状態を拡大して示す平面図である。 （ａ）は図９（ｂ）に示すＩＶ−ＩＶ線断面図であり、（ｂ）は図９（ｂ）に示すＶ−Ｖ線断面図である。 本発明のさらに他の実施形態を示し、（ａ）はサーマルヘッドを構成するコネクタの斜視図、（ｂ）はサーマルヘッドの図１０（ｂ）に対応する断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係るサーマルヘッドの平面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、サーマルヘッドＸ１について図１〜３を参照して説明する。図１，３（ｂ）においては、導電性接合材２３の図示を省略している。

サーマルヘッドＸ１は、放熱体１と、放熱体１上に配置されたヘッド基体３と、ヘッド基体３に接続されたコネクタ３１とを備えている。

放熱体１は、直方体形状をなしており、基板７が載置される台部１ａを有している。放熱体１の上方には基板７とコネクタ３１のハウジング１０が配置されている。

放熱体１は、例えば、銅、鉄またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、ヘッド基体３の発熱部９で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱を放熱する機能を有している。また、台部１ａの上面には、両面テープあるいは接着剤等（不図示）によってヘッド基体３が接着されている。

ヘッド基体３は、平面視して、長方形状に形成されており、ヘッド基体３の基板７上にサーマルヘッドＸ１を構成する各部材が設けられている。ヘッド基体３は、外部より供給された電気信号に従い、記録媒体（不図示）に印字を行う機能を有する。

コネクタ３１は、図３（ａ）に示すように、複数のコネクタピン８と、複数のコネクタピン８を収納するハウジング１０とを有している。複数のコネクタピン８は、一方がハウジング１０の外部に露出しており、他方がハウジング１０の内部に収容されている。複数のコネクタピン８は、ヘッド基体３の各種電極と、外部に設けられた例えば電源との電気的な導通を確保する機能を有しており、それぞれが電気的に独立している。

ハウジング１０は、各コネクタピン８をそれぞれ電気的に独立された状態で収納する機能を有する。外部に設けられたケーブル（不図示）等の着脱により、ヘッド基体３に電気を供給している。また、ハウジング１０は、側面１０ａと下面１０ｂとを有している。

コネクタピン８は、導電性を有する必要があるため、金属あるいは合金により形成することができる。ハウジング１０は、絶縁性の部材により形成することができ、例えば、熱硬化性の樹脂、紫外線硬化性の樹脂、あるいは光硬化性の樹脂により形成することができる。なお、これらの樹脂は熱伝導率が高いものを用いることが好ましい。

以下、ヘッド基体３を構成する各部材について説明する。

基板７は、放熱体１の台部１ａ上に配置されており、平面視して、矩形状をなしている。そのため、基板７は、一方の長辺７ａと、他方の長辺７ｂと、一方の短辺７ｃと、他方の短辺７ｄとを有している。また、他方の短辺７ｂ側に側面７ｅを有している。基板７は、例えば、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料あるいは単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。

基板７の上面には、蓄熱層１３が形成されている。蓄熱層１３は、基板７の上面の左半分にわたり形成された下地部１３ａと、複数の発熱部９の配列方向（以下、配列方向と称する場合がある）に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状をなしている隆起部１３ｂとを有している。下地部１３ａは、発熱部９の近傍に設けられており、後述する保護層２５の下方に配置されている。隆起部１３ｂは、印画する記録媒体を、発熱部９上に形成された保護層２５に良好に押し当てるように機能する。

蓄熱層１３は、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くすることができ、サーマルヘッドＸ１の熱応答特性を高めるように機能する。蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板７の上面に塗布し、これを焼成することで形成される。

電気抵抗層１５は蓄熱層１３の上面に設けられており、電気抵抗層１５上には、接続端子２、グランド電極４、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−コネクタ接続電極２１、およびＩＣ−ＩＣ接続電極２６が設けられている。電気抵抗層１５は、接続端子２、グランド電極４、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−コネクタ接続電極２１、およびＩＣ−ＩＣ接続電極２６と同形状にパターニングされており、共通電極１７と個別電極１９との間に電気抵抗層１５が露出した露出領域を有する。電気抵抗層１５の露出領域は、図１に示すように、蓄熱層１３の隆起部１３ｂ上に列状に配置されており、各露出領域が発熱部９を構成している。

複数の発熱部９は、説明の便宜上、図１では簡略化して記載しているが、例えば、６００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。電気抵抗層１５は、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、発熱部９に電圧が印加されたときに、ジュール発熱によって発熱部９が発熱する。

図１，２に示すように、電気抵抗層１５の上面には、接続端子２、グランド電極４、共通電極１７、複数の個別電極１９、ＩＣ−コネクタ接続電極２１、およびＩＣ−ＩＣ接続電極２６が設けられている。これらの接続端子２、グランド電極４、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−コネクタ接続電極２１、およびＩＣ−ＩＣ接続電極２６は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。

共通電極１７は、基板７の一方の長辺に沿って延びる主配線部１７ａと、基板７の一方および他方の短辺のそれぞれに沿って延びる２つの副配線部１７ｂと、主配線部１７ａから各発熱部９に向かって個別に延びる複数のリード部１７ｃと、基板７の他方の長辺に沿って延びる主配線部１７ｄとを有している。共通電極１７は、一端部が複数の発熱部９と接続され、他端部がコネクタ３１に接続されることにより、コネクタ３１と各発熱部９との間を電気的に接続している。なお、主配線部１７ａの電気抵抗値を低下させるために、主配線部１７ａを他の共通電極１７の部位より厚い厚電極部（不図示）としてもよい。

複数の個別電極１９は、一端部が発熱部９に接続され、他端部が駆動ＩＣ１１に接続さ
れることにより、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間を電気的に接続している。また、個別電極１９は、複数の発熱部９を複数の群に分け、各群の発熱部９を、各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１に電気的に接続している。

複数のＩＣ−コネクタ接続電極２１は、一端部が駆動ＩＣ１１に接続され、他端部が基板７の他方の長辺７ｂ側に引き出された接続端子２に接続されている。それにより、コネクタ３１に電気的に接続され、駆動ＩＣ１１とコネクタ３１との間を電気的に接続している。各駆動ＩＣ１１に接続された複数のＩＣ−コネクタ接続電極２１は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。

グランド電極４は、個別電極１９と、ＩＣ−コネクタ接続電極２１と、共通電極１７の主配線部１７ｄとにより取り囲むように配置されており、広い面積を有している。グランド電極４は、０〜１Ｖのグランド電位に保持されている。

接続端子２は、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−コネクタ接続電極２１およびグランド電極４をコネクタ３１に接続するために基板７の他方の長辺７ｂ側に引き出されている。接続端子２はコネクタピン８に対応して設けられており、コネクタ３１に接続する際は、それぞれ電気的に独立するようにコネクタピン８と接続端子２とが接続されている。

複数のＩＣ−ＩＣ接続電極２６は、隣り合う駆動ＩＣ１１を電気的に接続している。複数のＩＣ−ＩＣ接続電極２６は、それぞれＩＣ−コネクタ接続電極２１に対応するように設けられており、各種信号を隣り合う駆動ＩＣ１１に伝えている。

上記の電気抵抗層１５、接続端子２、共通電極１７、個別電極１９、グランド電極４、ＩＣ−コネクタ接続電極２１、およびＩＣ−ＩＣ接続電極２６は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層１３上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、積層体を従来周知のフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。なお、接続端子２、共通電極１７、個別電極１９、グランド電極４、ＩＣ−コネクタ接続電極２１、およびＩＣ−ＩＣ接続電極２６は、同じ工程によって同時に形成することができる。

駆動ＩＣ１１は、図１に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されているとともに、個別電極１９の他端部とＩＣ−コネクタ接続電極２１の一端部とに接続されている。駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御する機能を有している。駆動ＩＣ１１としては、内部に複数のスイッチング素子を有する切替部材を用いればよい。

図１，２に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、発熱部９、共通電極１７の一部および個別電極１９の一部を被覆する保護層２５が形成されている。なお、図１では、説明の便宜上、保護層２５の形成領域を一点鎖線で示している。

保護層２５は、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食、あるいは印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。保護層２５は、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、あるいはダイヤモンドライクカーボン等を用いて形成することができ、保護層２５を単層で構成してもよいし、これらの層を積層して構成してもよい。このような保護層２５はスパッタリング法等の薄膜形成技術あるいはスクリーン印刷等の厚膜形成技術を用いて作製することができる。

また、図１，２に示すように、基板７上には、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−コネクタ接続電極２１を部分的に被覆する被覆部材２７が設けられている。なお、図１
では、説明の便宜上、被覆部材２７の形成領域を一点鎖線で示している。被覆部材２７は、共通電極１７、個別電極１９、ＩＣ−ＩＣ接続電極２６およびＩＣ−コネクタ接続電極２１の被覆した領域を、大気との接触による酸化、あるいは大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。なお、被覆部材２７は、共通電極１７および個別電極１９の保護をより確実にするため、図２に示すように保護層２５の端部に重なるようにして形成されている。被覆部材２７は、例えば、エポキシ樹脂、あるいはポリイミド樹脂等の樹脂材料をスクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。

被覆部材２７は、駆動ＩＣ１１と接続される個別電極１９、ＩＣ−ＩＣ接続電極２６およびＩＣ−コネクタ接続電極２１を露出させるための開口部２７（不図示）が形成されており、開口部を介してこれらの配線が駆動ＩＣ１１に接続されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極１９、ＩＣ−ＩＣ接続電極２６およびＩＣ−コネクタ接続電極２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１の保護、および駆動ＩＣ１１とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂からなるハードコート２９によって被覆されることで封止されている。

図２，３を用いて、コネクタ３１とヘッド基体３との電気的な接続、および接続部材１２と放熱体１との接続について説明する。

図３（ｂ）に示すように、グランド電極４の接続端子２およびＩＣ−コネクタ接続電極２１の接続端子２上には、コネクタピン８が配置されている。図２に示すように、接続端子２と、コネクタピン８とは、導電性接合材２３により電気的に接続されている。

導電性接合材２３は、例えば、はんだ、あるいは電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電接着剤等を例示することができる。本実施形態においては、はんだを用いて説明する。コネクタピン８は、導電性接合材２３に覆われることにより、接続端子２と電気的に接続されている。なお、導電性接合材２３と接続端子２との間にＮｉ、Ａｕ、あるいはＰｄによるめっき層（不図示）を設けてもよい。

コネクタ３１は、コネクタピン８が、グランド電極４およびＩＣ−コネクタ接続電極２１に接続されており、ハウジング１０が、基板７の側面７ｅと所定の間隔をあけて配置されている。そのため、ハウジング１０は放熱体１上に配置されている。ハウジング１０は、放熱体１と所定の間隔をあけて配置されており、放熱体１とハウジング１０との間には、接続部材１２が設けられている。

サーマルヘッドＸ１は、ハウジング１０が、放熱体１の上方に配置されており、ハウジング１０と放熱体１との間に接続部材１２が配置され、接続部材１２により放熱体１に接続されている。そのため、コネクタ３１の着脱時に外部から外力がコネクタ３１に生じた場合においても、コネクタ３１が、基板７から剥離する可能性を低減することができる。

また、ハウジング１０が、放熱体１の上方に配置されていることにより、コネクタ３１が、サーマルヘッドＸ１から突出しない構成となり、ハウジング１０が、サーマルヘッドＸ１の外部に設けられた部材と接触する可能性を低減することができ、コネクタ３１が剥離する可能性を低減することができる。

接続部材１２は、ハウジング１０と放熱体１とを接続する機能を有しており、例えば、エポキシ系の熱硬化性の樹脂、紫外線硬化性の樹脂、あるいは光硬化性の樹脂により形成することができる。また、接続部材１２として両面テープを用いることもできる。

接続部材１２を熱硬化性の樹脂により形成した場合、サーマルヘッドＸ１は、ヘッド基体３とコネクタ３１のコネクタピン８とを導電性接合材２３により接続した後に、上面の一部に軟化した接続部材１２が塗られた放熱体１上に、ヘッド基体３を載置し、接続部材１２を硬化することにより、作製することができる。つまり、ヘッド基体３とコネクタ３１とを導電性接合材２３により一体化した後に、接続部材１２によりハウジング１０と放熱体１とを接続することにより、ヘッド基体３と放熱体１とを接続することができる。

次に、サーマルプリンタＺ１について、図４を参照しつつ説明する。

図４に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＺ１は、上述のサーマルヘッドＸ１と、搬送機構４０と、プラテンローラ５０と、電源装置６０と、制御装置７０とを備えている。サーマルヘッドＸ１は、サーマルプリンタＺ１の筐体（不図示）に設けられた取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、サーマルヘッドＸ１は、発熱部９の配列方向が、後述する記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向である主走査方向に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。

搬送機構４０は、駆動部（不図示）と、搬送ローラ４３，４５，４７，４９とを有している。搬送機構４０は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Ｐを図４の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸ１の複数の発熱部９上に位置する保護層２５上に搬送するためのものである。駆動部は、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を駆動させる機能を有しており、例えば、モータを用いることができる。搬送ローラ４３，４５，４７，４９は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、記録媒体Ｐがインクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸ１の発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルムを搬送する。

プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に位置する保護膜２５上に押圧する機能を有する。プラテンローラ５０は、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Ｐを発熱部９上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持固定されている。プラテンローラ５０は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材５０ｂにより被覆して構成することができる。

電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を発熱させるための電流および駆動ＩＣ１１を動作させるための電流を供給する機能を有している。制御装置７０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を選択的に発熱させるために、駆動ＩＣ１１の動作を制御する制御信号を駆動ＩＣ１１に供給する機能を有している。

サーマルプリンタＺ１は、図４に示すように、プラテンローラ５０によって記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に押圧しつつ、搬送機構４０によって記録媒体Ｐを発熱部９上に搬送しながら、電源装置６０および制御装置７０によって発熱部９を選択的に発熱させることにより、記録媒体Ｐに所定の印画を行う。なお、記録媒体Ｐが受像紙等の場合は、記録媒体Ｐとともに搬送されるインクフィルム（不図示）のインクを記録媒体Ｐに熱転写することによって、記録媒体Ｐへの印画を行う。

＜第２の実施形態＞
図５〜７を用いて、サーマルヘッドＸ２について説明する。なお、図５においては、導電性接着剤２３および接続部材１２を省略して示している。

サーマルヘッドＸ２は、放熱体１が、台部１ａの上面に、２つの凹部１ｂを備えている。２つの凹部１ｂは、発熱部９の配列方向（以下、配列方向と称する場合がある）において、平面視して、ハウジング１０の両側に配置されている。

コネクタ３１は、コネクタピン８と、ハウジング１０と、第１突出部１４とを備えている。図６（ａ）に示すように、第１突出部１４は、ハウジング１０の側面１０ａに設けられており、下方に向けて突出している。第１突出部１４の端部は、配列方向に沿って伸びており、図７（ａ）に示すように、放熱体１の凹部１ｂに収容されている。なお、第１突出部１４の端部１４ａは、放熱体１の凹部１ｂから所定の距離をあけて離間するように配置されている。

第１突出部１４は、金属、あるいは合金により形成することができる。また、ハウジング１０と同等の材料により形成することができる。なお、図７（ａ）には示されていないが、第１突出部１４は、ハウジング１０の両側面１０ａに設けられている。

接続部材１２は、導電性接合材２３を保護するために、導電性接合材２３およびコネクタピン８を覆うように設けられている。本実施形態では、接続部材１２は、導電性接合材２３およびコネクタピン８の全域にわたって設けられており、導電性接合材２３およびコネクタピン８を封止している。

また、接続部材１２は、ハウジング１０の上面および側面１０ｂを覆うように設けられており、第１突出部１４も被覆するように設けられている。そして、接続部材１２の一部は、凹部１ｂの内部に収容されており、図７（ａ）に示すように、第１突出部１４ａと凹部１ｂとの間に配置されている。それにより、接続部材１２は、凹部１ｂと第１突出部１４とを接続している。接続部材１２は、図７（ｂ）に示すように、ハウジング１０の下方にも配置されており、ハウジング１０と放熱体１とを接続している。

接続部材１２が、ハウジング１０の上面、側面１０ｂ、および第１突出部１４を覆うように設けられていることにより、ハウジング１０と放熱体１との接続を強固なものとすることができる。

そのため、ハウジング１０と、放熱体１との接続を強固なものとすることができる。特に、第１突出部１４の端部１４ａが、凹部１ｂに収容され、接続部材１２により埋設されていることにより、第１突出部１４が、接続部材１２から剥離しにくくなり、コネクタ３１が、放熱体１から剥離する可能性を低減することができる。また、第１突出部１４の端部１４ａが、配列方向に沿って延びるように設けられているため、配列方向に沿った端部１４ａが、接続部材１２の内部にて、放熱体１の厚み方向に楔として機能し、さらに、コネクタ３１が、放熱体１から剥離する可能性を低減することができる。

また、接続部材１２が、ハウジング１０の下面１０ｂと上面に設けられており、接続部材１２によりハウジング１０が挟みこまれる構成となっている。そのため、コネクタ３１にケーブル等が着脱された場合においても、コネクタ３１が回転する可能性を低減することができる。それにより、基板７からコネクタ３１が剥離する可能性を低減することができる。

図７（ｂ）に示すように、ハウジング１０の下方に設けられた接続部材１２は、側面視して、基板７に向かって中央部が凹部を形成していることが好ましい。すなわち、側面視して、接続部材１２とハウジング１０と接触している部位１２ａが、基板７から離れる方向へ突出しており、接続部材１２と放熱体１と接触している部位１２ｂが、基板７から離れる方向へ突出していることが好ましい。

それにより、ケーブル等の着脱により、ハウジング１０に上方向に外力が働いた場合においても、接続部材１２が変形することにより、外力を緩和することができる。それにより、ハウジング１０が上方向に剥離する可能性を低減することができる。

なお、第１突出部１４の端部１４ａが、配列方向に沿った例を示したがこれに限定されるものではない。第１突出部１４の端部１４ａが、配列方向に沿っていなくともよい。

＜第３の実施形態＞
図８〜１０を用いて、サーマルヘッドＸ３について説明する。図８においては、導電性接合材２３の図示を省略している。

サーマルヘッドＸ３は、放熱体１が、台部１ａの上面に、２つの凹部１ｂを備えている。２つの凹部１ｂは、配列方向において、平面視して、ハウジング１０の両側に配置されている。

凸部１ｃは、エンボス加工等により放熱体１と一体的に作成することができる。なお、台部１ａとは別に形成された部材を台部１ａに接合することにより作製してもよい。また、台部１ａの一部を折り曲げ加工することにより、基板７側へ突出させて凸部１ｃを形成してもよい。また、凸部１ｃは、平面視して、矩形状、円形状、あるいは半円形状でもよい。

コネクタ３１の第１突出部１４の端部１４ａは、凸部１ｃ上に配置されており、凸部１ｃと接触している。コネクタ３１の第１突出部１４は、金属または合金により形成されており、第１突出部１４の端部１４ａと凸部１ｃとが溶接されている。溶接方法としては、端部１４ａと凸部１ｃとを接触させた状態で電流を流すことにより溶接するスポット溶接を例示することができる。

接合部材１２は、コネクタピン８を被覆するように設けられており、導電性接合材２３を被覆している。そして、ハウジング１０の上面および側面１０ａから、第１突出部１４および凸部１ｃにわたって設けられている。

ここで、サーマルヘッドを駆動させると、ヘッド基体に導電性接合材を介して外部より電気信号が送られ、当該電気信号に基づいてサーマルヘッドは、発熱部を発熱駆動させている。導電性接合材は、送られた電気信号に起因して、温度が上昇することとなる。それにより、導電性接合材を覆うように設けられた接続部材の温度も上昇することとなる。接続部材の放熱が効率よく行われないと、接続部材に熱が蓄熱し、接続部材が軟化して、接続部材の接合強度が低下する可能性がある。

しかしながら、サーマルヘッドＸ３では、接続部材１２は、ハウジング１０の上面および側面１０ａから、第１突出部１４および凸部１ｃにわたって設けられている。それにより、導電性接合材２３により生じた熱が、接続部材１２を介して、放熱体１の凸部１ｃに放熱されることとなり、接続部材１２の熱を効率よく放熱することができる。その結果、接続部材１２が軟化する可能性を低減することができ、接続部材１２と基板７との接合強度が低下する可能性を低減することができる。さらに、図１０（ｂ）に示すように、接続部材１２が、凸部１ｃの側面と接触しているため、接続部材１２に伝わった熱を効率よく放熱することができる。

また、凸部１ｃが、台部１ａから基板７に向けて突出していることから、凸部１ｃの突出した分だけ、導電性接合材２３から放熱体１までの距離を短くすることができる。その
ため、導電性接合材２３に生じた熱を放熱しやすくすることができる。さらに、凸部１ｃにより、接続部材１２を堰き止める構造になるため、サーマルヘッドＸ１を構成する接続部材１２の量を少なくすることができ、サーマルヘッドＸ１の製造コストを低減することができる。

接続部材１２は、放熱部材により形成されることが好ましい。それにより、導電性接合材２３に生じた熱を効率よく放熱することができる。

放熱部材としては、例えば、エポキシ等の有機樹脂を用いることができる。また、熱伝導率を向上させるために、フィラーあるいは充填材を有機樹脂に含有させてもよい。具体的には、高分子ポリマーに熱伝導フィラーを含有する放熱部材を用いることができる。これらの部材の熱伝導率は、０．８〜４．０（Ｗ／ｍ・Ｋ）であることが好ましい。なお、上述した高分子ポリマーに熱伝導フィラーを含有する放熱部材の場合、熱伝導率は、３．０（Ｗ／ｍ・Ｋ）となり、接続部材１２の熱伝導率を高めることができる。これらの熱伝導率は、空気の熱伝導率０．０２４（Ｗ／ｍ・Ｋ）よりも高く、導電性接合材２３の熱を効率よく放熱することができる。

また、図１０（ｂ）に示すように、サーマルヘッドＸ３は、接続部材１２が、放熱体１の上面と、放熱体１の凸部１ｃと、ハウジング１０の下面１０ｂにより囲まれた空間１８に設けられており、当該空間１８に接続部材１２が充填されている。接続部材１２は、空気に比べて熱伝導率が高いため、導電性接合材２３の熱を効率よく放熱することができる。また、第１突出部１４が、接続部材１２に埋設されることとなり、第１突出部１４が、放熱体１の厚み方向に楔として機能し、接続部材１２からコネクタ３１が剥離する可能性を低減することができる。

サーマルヘッドＸ３は、導電性接続部材２３により基板７にコネクタ３１を接続した後に、コネクタ３１の第１突出部１４の端部１４ａを凸部１ｃ上に配置して、溶接し、軟化した接続部材１２を塗布、硬化させることにより、作製することができる。

また、凸部１ｃに第１突出部１４を配置し、溶接してコネクタ３１と放熱体１とを一体化させ、コネクタ３１と放熱体１との間に基板７を挿入し、導電性接合材２３により、基板７の共通電極１７およびＩＣ−コネクタ３１電極２１と、コネクタピン８とを接続して作製してもよい。この場合、凸部１ｃと、第１突出部１４とが基板７を挿入する際に、位置決め部材として機能することにより、容易にサーマルヘッドＸ３を作製することができる。

＜第４の実施形態＞
図１１を用いて、サーマルヘッドＸ４について説明する。サーマルヘッドＸ４は、コネクタ３１が、ハウジング１０の側面１０ａに、第２突出部１６を備えている。また、放熱体１の凸部１ｃが、サーマルヘッドＸ３の凸部１ｃよりも突出している。

第２突出部１６は、ハウジング１０の側面１０ａから、配列方向に沿って突出している。第２突出部１６は、ハウジング１０の両側に設けられた凸部１ｃ上に配置されており、凸部１ｃと接した状態で配置されている。第２突出部１６は、第１突出部１４と同様の材料により形成することができる。

サーマルヘッドＸ４は、第２突出部１６が、凸部１ｃ上に配置されており、接続部材１２により被覆されているため、第２突出部１６が、放熱体１の厚み方向に楔として機能し、接続部材１２からコネクタ３１が放熱体１の厚み方向に剥離する可能性を低減することができる。

また、図１１（ｂ）に示すように、サーマルヘッドＸ４は、放熱体１の上面、放熱体１の凸部１ｃ、およびハウジング１０の下面１０ｂに囲まれた空間１８に、接続部材１２が配置されている。そして、ハウジング１０の配列方向における中央部と、接続部材１２との間に間隙２０が設けられている。

そのため、サーマルヘッドＸ５の駆動によって生じた熱により、ハウジング１０が変形した場合に、間隙２０がハウジング１０の変形を逃がすように機能し、ハウジング１０と接続部材１２とに生じる応力を緩和することができる。それにより、ハウジング１０と接続部材１２とが剥離する可能性を低減することができる。

また、サーマルヘッドＸ５の駆動によって生じた熱により、接続部材１２が熱膨張した場合においても、膨張した接続部材１２が、間隙に２０に入り込むことにより、接続部材１２の内部に生じる応力を緩和することができる。それにより、接続部材１２が熱膨張に起因して、放熱体１およびハウジング１０から剥離する可能性を低減することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１の実施形態であるサーマルヘッドＸ１を用いたサーマルプリンタＺ１を示したが、これに限定されるものではなく、サーマルヘッドＸ２〜Ｘ４をサーマルプリンタＺ１に用いてもよい。また、複数の実施形態であるサーマルヘッドＸ１〜Ｘ４を組み合わせてもよい。

サーマルヘッドＸ１では、コネクタ３１が、配列方向の中央部に配置された例を示したが、図１２に示すサーマルヘッドＸ５のように配列方向の両端部に設けてもよい。それにより、サーマルヘッドＸ５は、配列方向の中央部に、サーマルヘッドＸ５の温度を測定する測温部材２２を設けることができる。なお測温部材２２の配線である測温配線２４は、配列方向の両端部に引き出せばよい。

また、サーマルヘッドＸ１では、蓄熱層１３に隆起部１３ｂが形成され、隆起部１３ｂ上に電気抵抗層１５が形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層１３に隆起部１３ｂを形成せず、電気抵抗層１５の発熱部９を、蓄熱層１３の下地部１３ａ上に配置してもよい。また、蓄熱層１３を基板７の上面の全域にわたって設けてもよい。

また、サーマルヘッドＸ１では、電気抵抗層１５上に共通電極１７および個別電極１９が形成されているが、共通電極１７および個別電極１９の双方が発熱部９（電気抵抗体）に接続されている限り、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層１３上に共通電極１７および個別電極１９を形成し、共通電極１７と個別電極１９との間の領域のみに電気抵抗層１５を形成することにより、発熱部９を構成してもよい。

さらにまた、電気抵抗層１５を薄膜形成することにより、発熱部９の薄い薄膜ヘッドを例示して示したが、これに限定されるものではない。例えば、各種電極をパターニングした後に、電気抵抗層１５を厚膜形成することにより、発熱部９の厚い厚膜ヘッドに本発明を用いてもよい。さらに、発熱部９を基板の端面に形成する端面ヘッドに本技術を用いてもよい。

なお、接続部材１２を、駆動ＩＣ１１を被覆するハードコート２９とを同じ材料により形成してもよい。その場合、ハードコート２９を印刷する際に、接続部材１２が形成される領域にも印刷することで、ハードコート２９と接続部材１２とを同時に形成することができる。また、接続部材１２をハードコート２９により形成した後に、放熱部材を接続部
材１２上から第１凸部１ｂの上面にわたって設けてもよい。

Ｘ１〜Ｘ５ サーマルヘッド
Ｚ１ サーマルプリンタ
１ 放熱体
１ａ 台部
１ｂ 凹部
１ｃ 凸部
２ 接続端子
３ ヘッド基体
４ グランド電極
７ 基板
８ コネクタピン
９ 発熱部
１０ ハウジング
１１ 駆動ＩＣ
１２ 接続部材
１３ 蓄熱層
１４ 第１突出部
１５ 電気抵抗層
１６ 第２突出部
１７ 共通電極
１８ 空間
１９ 個別電極
２０ 間隙
２１ ＩＣ−コネクタ接続電極
２３ 導電性接着剤
２５ 保護層
２６ ＩＣ−ＩＣ接続電極
２７ 被覆部材
２９ ハードコート

Claims (8)

1. 基板と、
   該基板上に設けられた複数の発熱部と、
   該発熱部に電気的に接続された電極と、
   該電極に接続されたコネクタピン、および該コネクタピンを収容するハウジングを有したコネクタと、
   前記基板および前記ハウジングの下方に配置され、前記基板の熱を放熱するための放熱体と、
   前記ハウジングと前記放熱体との間に配置された、前記コネクタと前記放熱体とを接合する接続部材と、を備え、
   前記放熱体は、上面に複数の凸部を有しており、
   前記ハウジングは、隣り合う２つの前記凸部の間に設けられており、
   前記接続部材は、前記ハウジングの下面の一部を除く領域に接合されており、
   前記ハウジングの前記下面の前記一部が、空間に露出していることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記コネクタは、下方に向けて突出した第１突出部を側面にさらに備え、
   前記放熱体は、上面に凹部を備えており、
   前記第１突出部の端部は、前記凹部に収容されている、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記第１突出部の端部は、前記凹部内にて前記接続部材により埋設されている、請求項２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記コネクタは、前記発熱部の配列方向に突出した第２突出部を側面にさらに備え、
   前記第２突出部の端部は、前記凸部上に配置されており、前記接続部材にて被覆されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
5. 前記第１突出部の端部は、前記放熱体に接するように配置されており、
   前記第１突出部の端部と前記放熱体とが溶接されている、請求項２または３に記載のサーマルヘッド。
6. 前記第２突出部の端部は、前記放熱体に接するように配置されており、
   前記第２突出部の端部と前記放熱体とが溶接されている、請求項４に記載のサーマルヘッド。
7. 前記接続部材は、前記ハウジングの前記下面から上面にわたって設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のサーマルヘッドと、
   前記発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、
   前記発熱部上に前記記録媒体を押圧するプラテンローラと、を備えることを特徴とするサーマルプリンタ。

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