JPH05201045A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】湾曲が困難な硬質材料から成る記録部材にも所
望する印字画像を正確に形成することができるサーマル
ヘッドを提供する。 【構成】電気絶縁性基板１の一主面１ａに複数の発熱抵
抗体２を、他主面１ｂに発熱抵抗体２を選択的にジュー
ル発熱させるための駆動用ＩＣ６を搭載する。これによ
り、電気絶縁性基板１の発熱抵抗体２が被着された側の
表面は略平坦となり、その結果、発熱抵抗体２上に記録
部材を送り込んで印字画像を形成する際、記録部材を湾
曲させる必要は無く、記録部材がプラスチック等の硬い
材料から成っていてもそのまま良好な印字画像を形成す
ることが可能となる。

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に搭載されるサーマルヘッ
ドの改良に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、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３に示す如く、表面
にガラスグレーズ層を有するアルミナセラミックス等か
ら成る電気絶縁性基板１１の一主面１１ａに窒化タンタ
ル等から成る複数個の発熱抵抗体１２と、前記発熱抵抗
体１２の個々に接続される複数個の個別導電層１３と、
前記発熱抵抗体１２の個々に共通に接続される共通導電
層１４を被着させるとともに前記個別導電層１３の一部
に発熱抵抗体１２を選択的にジュール発熱させる駆動用
ＩＣ素子１６を搭載接続させた構造を有している。

【０００３】また図中、１９はアルミニウム等の金属材
料から成る支持体であり、該支持体１９上には電気絶縁
性基板１１がその他主面１１ｂを接着材２０で接着する
ことによって固定されて支持体１９は電気絶縁性基板１
１の熱を伝導吸収し、電気絶縁性基板１１を印字を行う
に適した温度状態に維持する作用を為している。

【０００４】かかる上述のサーマルヘッドは、前記個別
導電層１３と共通導電層１４の間に駆動用ＩＣ素子１６
の駆動に伴って所定電力を印加し、発熱抵抗体１２を選
択的にジュール発熱させると共に、該発熱抵抗体１２に
記録部材１７をプラテンローラ１８により順次押圧対接
させ、記録部材１７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。

【０００５】尚、前記発熱抵抗体１２等は窒化珪素等か
ら成る保護膜で被覆されており、これにより大気中に含
まれる水分等の接触による酸化腐食や記録部材１７の摺
動による摩耗から発熱抵抗体１２を保護していた。

【０００６】

【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、電気絶縁性基板１１の
一主面１１ａ側に発熱抵抗体１２と該発熱抵抗体１２を
選択的にジュール発熱させる駆動用ＩＣ１６の両方が被
着搭載されており、駆動用ＩＣ１６の高さが発熱抵抗体
１２の上面に比べて極めて高いことから記録部材１７を
発熱抵抗体１２上に順次送り込んで印字画像を形成させ
る際、記録部材１７は駆動用ＩＣ１６に当たって送り込
みが阻害されるのを有効に防止するために湾曲させて発
熱抵抗体１２上に送り込まなければならず、湾曲させる
のが困難な、例えばプラスチック等の硬い材料から成る
記録部材には該記録部材が駆動用ＩＣ１６に当たって所
望する印字画像を正確に形成することができないという
欠点を有していた。

【０００７】また前記電気絶縁性基板１１は熱伝導率が
あまり高くない接着材を介して支持体１９上に接着固定
されていることから、印字時、特定の発熱抵抗体１２が
繰り返し発熱すると該発熱抵抗体１２下部の電気絶縁性
基板１１が局部的に高温となり、その結果、電気絶縁性
基板１１の熱によって非印字時に記録部材に印字画像が
形成され、印字品質が低下するという欠点も有してい
た。

【０００８】

【発明の目的】本発明は上記諸欠点に鑑み案出されたも
ので、その目的は湾曲が困難な硬質材料から成る記録部
材にも所望する印字画像を正確に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。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明のサーマルヘッ
ドは、電気絶縁性基板の一主面側に複数個の発熱抵抗体
と、前記発熱抵抗体の個々に接続される複数個の個別導
電層と、前記発熱抵抗体の個々に共通に接続される共通
導電層とを被着させたサーマルヘッドであって、前記電
気絶縁性基板はその他主面側に前記個別導電層に接続さ
れ、前記発熱抵抗体を選択的にジュール発熱させる駆動
用ＩＣが搭載ており、且つ前記共通導電層の一部が少な
くとも発熱抵抗体の発熱部と対向する部位にまで延在さ
れていることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付した図面に基づ
いて説明する。

【００１１】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Ｘ−Ｘ’線断面図であり、
１は基板、２は発熱抵抗体、３は個別導電層、４は共通
導電層、６は駆動用ＩＣである。

【００１２】前記基板１はポリイミド樹脂等の電気絶縁
性材料から成り、その一主面１ａに複数個の発熱抵抗体
２と該発熱抵抗体２の両端に接触接続する個別導電層３
及び共通導電層４とが被着される。

【００１３】前記基板１はその一主面１ａに被着されて
いる発熱抵抗体２の発する熱を蓄積及び放散し、サーマ
ルヘッドの熱応答特性を良好に維持する作用を為す。

【００１４】また前記基板１の一主面１ａに被着されて
いる発熱抵抗体２は窒化タンタル等から成り、該発熱抵
抗体２はそれ自体が所定の電気抵抗率を有し、後述する
個別導電層３と共通導電層４の間に所定の電力が印加さ
れると感熱紙等の記録部材７に印字画像を形成するに必
要な温度にジュール発熱する作用を為す。

【００１５】尚、前記窒化タンタル等から成る発熱抵抗
体２は、従来周知のスパッタリング法及びフォトリソグ
ラフィー技術等を採用することによって基板１の一主面
１ａに複数個、被着形成される。

【００１６】また前記複数個の発熱抵抗体２はその各々
の一端側に個別導電層３が個々に接続されており、また
他端側には共通導電層４が共通に接続されている。

【００１７】前記個別導電層３及び共通導電層４は発熱
抵抗体２に記録部材７に印字画像を形成するに必要な温
度にジュール発熱させるための電力を印加する作用を為
す。

【００１８】前記個別導電層３及び共通導電層４はアル
ミニウムや銅等の金属材料から成り、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等を採用する
ことによって発熱抵抗体２の両端から基板１の一主面１
ａにかけて所定パターンに被着形成されている。

【００１９】また前記個別導電層３はその各々の一端が
基板１に設けたコンタクトホール１ｃ内の導電部材３ａ
を介して基板１の他主面１ｂ側に導出されており、基板
１の他主面１ｂ側において駆動用ＩＣ６の電極に接続さ
れている。

【００２０】前記基板１の他主面１ｂ側において個別導
電層３と接続する駆動用ＩＣ６は発熱抵抗体２を選択的
にジュール発熱させる作用を為し、外部電気信号に対応
して駆動用ＩＣ６を駆動させると記録部材７に所望する
印字画像が正確に得られるよう発熱抵抗体２が選択的に
ジュール発熱する。

【００２１】また前記駆動用ＩＣ６は基板１の発熱抵抗
体２が被着形成されている一主面１ａとは反対の他主面
１ｂに搭載されており、発熱抵抗体２の近傍には該発熱
抵抗体２の上面より高さが高くなる駆動用ＩＣ６が配さ
れていないため、基板１の発熱抵抗体２が被着された側
の表面は略平坦となり、その結果、発熱抵抗体２上に記
録部材７を送り込んで印字画像を形成する際、記録部材
７を湾曲させる必要は無く、記録部材７がプラスチック
等の硬い材料から成っていてもそのまま良好な印字画像
を形成することが可能となる。

【００２２】尚、前記個別導電層３を基板１の他主面１
ｂ側に導出させる導電部材３ａは銅等の金属材料から成
り、基板１をエッチング処理することによってコンタク
トホール１ｃを形成するとともに該コンタクトホール１
ｃ内に銅等の金属材料をメッキ法等により充填すること
によって形成される。

【００２３】また駆動用ＩＣ６の個別導電層３への電気
的接続は駆動用ＩＣ６の各電極を、個別導電層３の一端
である基板１の他主面１ｂ側に導出された部位にフェイ
スダウンボンディング法等を採用し、接合させることに
よって行われる。

【００２４】一方、前記各発熱抵抗体２に共通に接続さ
れる共通導電層４は、その一部が基板１に設けたコンタ
クトホール１ｄ内の導電部材４ａを介して他主面１ｂの
発熱抵抗体２の発熱部と対向する部位にまで延在されて
いる。

【００２５】前記共通導電層４はその一部が基板１の他
主面１ｂ側で発熱抵抗体２の発熱部と対向する部位にま
で延在されていることから、印字時、特定の発熱抵抗体
２が繰り返しジュール発熱して基板１が局部的に高温に
なろうとしてもその熱は基板１の他主面１ｂ側に被着さ
せた共通導電層４によって基板１の広範囲に拡散され、
その結果、基板１が局部的に過度に高温と成って記録部
材７に不必要な印字画像を形成することは一切無くな
る。

【００２６】尚、共通導電層４を基板１の他主面１ｂ側
に延在させる導電部材４ａは銅等の金属材料から成り、
前述の個別導電層３を基板１の他主面１ｂ側に導出させ
る導電部材３ａと同じ方法によって基板１に設けたコン
タクトホール１ｄ内に充填される。

【００２７】また共通導電層４はその一部が基板１の他
主面１ｂ側に延在されており、その面積が大きいことか
ら全ての発熱抵抗体２をジュール発熱させる際、大きな
電流が流れたとしてもドッロプアウトすることはなく、
全ての発熱抵抗体２を同時に所定の温度にジュール発熱
させることも可能である。

【００２８】前記基板１の一主面１ａ側に被着させた発
熱抵抗体２、個別導電層３及び共通導電層４はまたその
上面に保護膜８が被着されており、該保護膜８によって
発熱抵抗体２、個別導電層３及び共通導電層４は大気中
の水分等の接触による酸化腐食や記録部材７の摺動によ
る摩耗から保護されている。

【００２９】前記保護膜８は窒化珪素等から成り、該窒
化珪素等を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２等の上面に被着される。

【００３０】また前記共通導電層４ａや駆動用ＩＣ６が
被着搭載された基板１はその他主面１ｂ側をアルミニウ
ム等から成る支持体９上に接着材１０等を介して接着す
ることによって支持体９に固定されており、該支持体９
は基板１に蓄積された熱を伝導吸収し、基板１の温度状
態を良好に保つ作用を為す。

【００３１】尚、前記支持体９上に基板１を固定する場
合、基板１の他主面１ｂ側に搭載した駆動用ＩＣ６が対
接する支持体９上面に予め従来周知の金属加工法を採用
することによって凹部を形成しておき、該凹部内に駆動
用ＩＣ６が収容されるようにして基板１を支持体９上に
固定する。

【００３２】また基板１の他主面１ｂと支持体９との間
に介在させた接着材１０は基板１を支持体９上に接着固
定させるとともに基板１の他主面１ｂの共通導電層４と
アルミニウム等から成る支持体９とを電気的に絶縁する
作用を為す。

【００３３】かくして、本発明のサーマルヘッドは、駆
動用ＩＣ６の駆動に伴って個別導電層３と共通導電層４
の間に外部電気信号に対応させて所定の電力を印加し、
発熱抵抗体２を選択的にジュール発熱させると共に、該
発熱した熱を順次送り込まれてくる記録部材７に伝導さ
せ、記録部材７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。

【００３４】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものでは無く、本発明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、例えば前記ポリイミ
ド樹脂製の基板に代えて、他の耐熱性樹脂やガラス製の
基板等を使用しても本実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、電気
絶縁性基板の一主面に複数個の発熱抵抗体を、他主面に
前記発熱抵抗体を選択的にジュール発熱させるための駆
動用ＩＣを搭載したことから、電気絶縁性基板の発熱抵
抗体が被着された側の表面は略平坦となり、その結果、
発熱抵抗体上に記録部材を送り込んで印字画像を形成す
る際、記録部材を湾曲させる必要は無く、記録部材がプ
ラスチック等の硬い材料から成っていてもそのまま良好
な印字画像を形成することが可能となる。

【００３６】また本発明のサーマルヘッドによれば、共
通導電層の一部が少なくとも電気絶縁性基板の他主面で
発熱抵抗体の発熱部と対向する部位にまで延在されてい
ることから、印字時、特定の発熱抵抗体が繰り返しジュ
ール発熱して電気絶縁性基板が局部的に高温になろうと
してもその熱は電気絶縁性基板の広範囲に拡散され、そ
の結果、電気絶縁性基板が局部的に過度に高温と成って
記録部材に不必要な印字画像を形成することは一切無く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの斜視図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ’線による断面図である。

【図３】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・基板 １ａ・・・一主面 １ｂ・・・他主面 １ｃ、１ｄ・・・コンタクトホール ２・・・発熱抵抗体 ３・・・個別導電層 ４・・・共通導電層 ６・・・駆動用ＩＣ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気絶縁性基板の一主面側に複数個の発熱
   抵抗体と、前記発熱抵抗体の個々に接続される複数個の
   個別導電層と、前記発熱抵抗体の個々に共通に接続され
   る共通導電層とを被着させたサーマルヘッドであって、
   前記電気絶縁性基板はその他主面側に前記個別導電層に
   接続され、前記発熱抵抗体を選択的にジュール発熱させ
   る駆動用ＩＣが搭載されており、且つ前記共通導電層の
   一部が少なくとも発熱抵抗体の発熱部と対向する部位に
   まで延在されていることを特徴とするサーマルヘッド。