JPH07164663A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱基板と放熱板との接着手段として、プラ
テンとの摩擦力に起因する発熱基板の位置ずれや他の基
板との間の接続ワイヤの断線を防止でき、その長手方向
だけでなく幅方向についても反りが発生せず、しかもク
リップ等を用いることなく接着剤が硬化するまでの間に
発熱基板を一定位置に確実に保持できるようにする。 【構成】 発熱基板２の裏面を、長手方向に沿って設定
された所定幅の帯域Ｓ内における長手方向中央部に位置
する第１接着領域11と、この第１接着領域11の長手方向
両側方に位置する第２接着領域12,12 と、上記第１, 第
２接着領域を除外した第３接着領域13とに仮想的に区分
し、上記第１接着領域11は硬化後に弾力性を有しない接
着剤を用いて、上記第２接着領域12は硬化後に弾力性を
有する接着剤を用いて、上記第３接着領域13は粘着剤を
用いて、放熱板１の表面に接着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、各種プリンタ、ファ
クシミリ、ワードプロセッサ、あるいはテープライタ等
の印字部に組み込まれるサーマルプリントヘッドに関
し、特に、放熱板の表面に配設される基板の接着手段に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のサーマルプリントヘッドは通
例、セラミックでなる基板上に、グレーズ層、発熱抵抗
体、共通電極パターン、および個別電極パターンが形成
されるとともに、駆動用ＩＣが搭載され、さらに入力端
子と上記駆動用ＩＣとを接続する配線回路パターンが形
成される。

【０００３】上記列挙した各構成要素の全てを、一枚の
基板全面にわたって形成あるいは組付けるには、複雑な
製造工程を経なければならず、また基板が全てセラミッ
クでなるために高価であるとともに、製造途中の実装品
を有する基板が大型になる嫌いがあり、流れ作業等の円
滑な進行を阻害することになる。

【０００４】これに対処するため、たとえば特開昭６２
−２３８７６０号公報によれば、基板を二個に分割して
サーマルプリントヘッドを構成することが開示されてい
る。詳しくは、分割した一方のセラミック基板上に、グ
レーズ層、発熱抵抗体、共通電極パターン、および個別
電極パターンが配設され、他方のプリント基板上に、駆
動用ＩＣ、配線回路パターン、および入力端子が配設さ
れる。そして、上記一方のセラミック基板上の各個別電
極パターンと、他方のプリント基板上の駆動用ＩＣとの
間が、ワイヤボンディングにより接続されるものであ
る。

【０００５】また、実開昭６１−６０５６２号公報に
も、上記と同様の目的をもって、基板を二個に分割する
ことが開示されているが、この場合には、発熱抵抗体等
が形成されている側の基板上に駆動用ＩＣが搭載され、
他方側の基板上の配線回路パターンと上記駆動用ＩＣと
がワイヤボンディングにより接続されている。

【０００６】ところで、上記発熱抵抗体が形成されてい
る側のセラミック基板は、温度上昇が著しいため、この
基板の裏面全域を弾力性を有しない接着剤を使用して金
属製等の放熱板の表面に接着していたのでは、基板と放
熱板との熱膨張率の差異に起因するバイメタル作用によ
り、基板に反りが生じる。このため、印字カスレや濃度
ムラ等が発生し、良好な印字作用が行えなくなるという
不具合を招く。

【０００７】そこで、従来においては、上記セラミック
基板を放熱板に接着させる手段として、硬化後であって
も弾力性を有する接着剤たとえばシリコーン接着剤を使
用し、両者の熱膨張率の差を接着剤の弾力により吸収す
るようにして、上記基板の反りの発生を防止しているが
実情であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように発熱抵抗体等が形成されるセラミック基板
を、弾力性を有する接着剤を使用して放熱板の表面に接
着していたのでは、以下に示すような問題がある。

【０００９】すなわち、サーマルプリントヘッドにより
印字を行う場合には、被印字紙に送りを付与するプラテ
ンが正転と停止とを繰り返し、場合によっては逆転も行
われる。この場合、上記セラミック基板上に形成されて
いる発熱抵抗体表面のヒータ部に対しては、上記プラテ
ンが被印字紙を介在させて摺接した状態で正逆転および
停止を行うために、プラテンとヒータ部との間に摺動抵
抗あるいは摩擦力が生じる。

【００１０】そして、この摩擦力等に起因して、上記セ
ラミック基板を幅方向に移動させるための力が作用する
が、この時、セラミック基板と放熱板とが弾力性を有す
る接着剤により接着されていたのでは、セラミック基板
と放熱板との間に幅方向の両側に対する相対的な位置ズ
レが生じる。この位置ズレに起因して、セラミック基板
とプリント基板とを接続しているワイヤに繰り返し応力
が作用し、その結果としてワイヤが断線し、ヘッドの信
頼性を低下させてしまうという問題があった。

【００１１】なお、特開平２−３８０５８号公報によれ
ば、基板の長手方向に対して接着領域を三箇所に仕切
り、中央部領域に弾力性を有しない接着剤を使用し、そ
の両側領域に弾力性を有する接着剤を使用することが開
示されている。

【００１２】しかしながら、この構成は、上記中央部領
域が、基板の幅方向全長にわたって設けられているた
め、バイメタル作用に起因する反りが、基板の幅方向に
対して生じるおそれがある。また、上記の構成は、一方
の接着剤を使用する領域と、他方の接着剤を使用する領
域とによって基板の全面が占められるものである。この
ため、これらの接着剤が硬化するまでの長時間にわたっ
て、基板が放熱板に対して位置ズレを生じないように固
定しておく必要があり、そのための一時的な固定手段が
別途必要になるという問題もある。

【００１３】以上の諸問題は、上記例示のように基板が
二個に分割されてなる場合における発熱抵抗体を有する
側の基板について特に顕著に現れるが、単一の基板上に
発熱抵抗体や各電極パターン等の全ての構成要素を有す
る場合においても、同様に起こり得るものである。

【００１４】本願発明は、上述の事情のもとで考えださ
れたものであって、基板と放熱板との接着手段として弾
力性を有する接着剤のみを使用していた場合におけるプ
ラテンとの摩擦力に起因する基板の位置ずれや他の基板
との間の接続ワイヤの断線を防止でき、かつ基板の長手
方向だけでなく幅方向についても反りが発生せず、しか
も固定手段を別途付加することなく接着剤が硬化するま
での間に基板を一定位置に確実に保持できるようにする
ことをその課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明では、次の各技術的手段を講じている。

【００１６】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、少なくとも発熱抵抗体および発熱制御用電極パター
ンが形成された基板を、放熱板の表面に接着してなるサ
ーマルプリントヘッドにおいて、上記基板の裏面は、長
手方向に沿って設定された所定幅の帯域内における長手
方向中央部に位置する第１接着領域と、上記第１接着領
域の長手方向両側方に位置する第２接着領域と、上記第
１および第２接着領域を除外した第３接着領域とに仮想
的に区分されており、上記第１接着領域は、硬化後に弾
力性を有しない接着剤を用いて、上記第２接着領域は、
硬化後に弾力性を有する接着剤を用いて、上記第３接着
領域は、粘着剤を用いて、上記放熱板の表面に接着され
ていることを特徴とする。

【００１７】また、本願の請求項２に記載した発明は、
発熱抵抗体および発熱制御用電極パターンが形成された
発熱基板と、入力端子から駆動回路に信号を送出するた
めの配線回路パターンが形成された配線基板とを、放熱
板の表面に並列に配置して接着するとともに、上記発熱
基板と配線基板との間を信号線を介して電気的に接続し
てなるサーマルプリントヘッドにおいて、上記請求項１
に記載のサーマルプリントヘッドにおける基板の裏面の
接着領域の設定並びに放熱板との間の接着態様を、上記
発熱基板の裏面の接着領域の設定並びに放熱板との間の
接着態様に適用したものである。

【００１８】さらに、本願の請求項３に記載した発明
は、上記請求項１または２に記載中の粘着剤として、両
面粘着シートを用いたものである。

【００１９】

【発明の作用および効果】本願発明に係るサーマルプリ
ントヘッドによれば、硬化後に弾力性を有しない接着剤
が使用される第１接着領域は、基板の裏面における長手
方向中央部のみである。したがって、熱膨張率の差に伴
って基板の長手方向に対して反りが生じない状態とされ
た上で、放熱板に対して位置ズレが生じないように堅固
に接着される。しかも、この第１接着領域は、基板の長
手方向に沿って設定された所定幅の帯域内に存在してい
るので、基板の幅方向についても反りが生じるおそれは
ない。これにより、ヘッドの信頼性が向上する。

【００２０】また、上記第１接着領域の長手方向両側方
に位置している第２接着領域に、弾力性を有する接着剤
を使用することにより、上記のように反りの発生を防止
するために第１接着領域が狭くなることによる基板の長
手方向両端部の接着力の低下が防止される。

【００２１】さらに、上記第１および第２接着領域を除
外した第３接着領域に、粘着剤を使用することにより、
基板の貼り付け時において上記２種の接着剤が硬化する
までの間は、粘着剤の作用により基板の位置が一定位置
に保持される。これにより、接着剤が硬化するまでの間
に、基板を放熱板に対してクリップ等により固定してお
く必要がなくなる。

【００２２】以上のような接着手段を、基板が二個に分
割されている型式のサーマルプリントヘッドに適用すれ
ば、基板を分割することによる既述の効果に加えて、更
なる効果が得られる。すなわち、発熱抵抗体が形成され
ている側の基板は、分割により幅方向寸法が短くなって
反りが生じ易い状態になっており、しかもこの基板は他
方の基板に比べて遙かに高温状態になるものである。し
たがって、この基板に上記の接着手段を適用することに
より、その致命的欠点とも言える温度上昇に伴う反りの
発生が、未然に防止できることになる。

【００２３】また、上記第３接着領域に使用される粘着
剤として、両面粘着シートを使用すれば、上記２種の接
着剤の配設箇所や使用量にバラツキが生じなくなる。す
なわち、上記粘着シートに予め第１，第２接着領域に対
応する充填用穴を形成しておき、この粘着シートを放熱
板表面（または基板裏面）に貼り付けた後に、上記充填
用穴にそれぞれ接着剤を流し込み、この後に基板と放熱
板とを接着させるようにすれば、常に同一箇所で同一量
の接着剤により均一な接着が行われる。

【００２４】

【実施例の説明】以下、本願発明の実施例を、図面に基
づいて具体的に説明する。

【００２５】図１は、本願発明に係るサーマルプリント
ヘッドの代表的な構成例を示す要部斜視図である。同図
に示すように、放熱板１の表面には、分割された２個の
基板であるセラミック基板２とプリント基板３とが並列
に配設されている。上記セラミック基板２は発熱基板に
相当し、プリント基板３は配線基板に相当する。

【００２６】上記セラミック基板２上には、部分グレー
ズ（図示せず）の表面に形成された発熱抵抗体４と、こ
の発熱抵抗体４の長手方向における各領域を個別に発熱
駆動させる発熱制御用電極パターン５とが配設されてい
る。この発熱制御用電極パターン５は、共通電極パター
ン６と個別電極パターン７…とから構成される。そし
て、上記発熱抵抗体４の表面部分には、ヒータ部４ａ
（図３参照）が形成される。

【００２７】一方、上記プリント基板３上には、入力端
子（図示せず）に接続された配線回路パターン８が形成
されるとともに、この配線回路パターン８からの信号に
基づいて上記個別電極パターン７…にオン．オフ信号を
送出する駆動用ＩＣ９が搭載されている。

【００２８】上記セラミック基板２上の個別電極パター
ン７…と、上記プリント基板３上の駆動用ＩＣ９との間
には、ワイヤボンディング１０…が施されている。ま
た、上記プリント基板３上の配線回路パターン８と上記
駆動用ＩＣ９との間にも、ワイヤボンディングＷ…が施
されている。

【００２９】そして、本願発明の特徴として、上記セラ
ミック基板２の裏面における接着領域は、図２に示す状
態に仮想設定されている。すなわち、セラミック基板２
の長手方向に沿って所定幅ｃの帯域Ｓを設け、この帯域
Ｓ内における長手方向中央部に短寸法ｄの第１接着領域
１１を画成する。また、上記帯域Ｓ内における第１接着
領域１１の長手方向両側方に、長寸法ｅの第２接着領域
１２，１２を画成する。この場合、上記第１接着領域１
１と第２接着領域１２，１２との間には、僅かな隙間ｆ
を介在させる。さらに、上記第１および第２接着領域１
１，１２，１２を除外した箇所を、第３接着領域１３と
する。

【００３０】上記第１接着領域１１には、硬化後に弾力
性を有しない接着剤が用いられ、上記第２接着領域１２
には、硬化後に弾力性を有する接着剤が用いられ、上記
第３接着領域１３には、粘着剤が用いられる。この場
合、上記弾力性を有しない接着剤としては、たとえばア
クリル系あるいはエポキシ系の樹脂でなるものが使用さ
れる一方、上記弾力性を有する接着剤としては、たとえ
ばシリコーン系の樹脂でなるものが使用され、さらに上
記粘着剤としては、たとえばアクリル系高分子を主成分
とするものが使用される。なお、粘着剤としては、両面
にセパレータが貼り付けられた両面粘着シート（両面粘
着テープ）を使用することが好ましい。そして、セラミ
ック基板２の上記各領域は、上記列挙した２種の接着剤
および粘着剤により、放熱板１の表面に接着される。

【００３１】この接着作業の手順の一例を説明すると、
まず、粘着剤である両面粘着シートに、上記第１，第２
接着領域１１，１２，１２に対応する矩形の穴を形成す
るとともに、この両面粘着シートの外輪郭を第３接着領
域１３に対応させる。そして、この両面粘着シートを放
熱板１の表面に貼り付け、この後、上記各矩形の穴に２
種の接着剤をそれぞれ充填する。このような状態で、両
面粘着シートおよび接着剤の上方にセラミック基板２を
載せ、その上方から押圧力を作用させる。この後は、接
着剤が硬化するまでの間、放置しておいても、両面粘着
シートの作用により、セラミック基板２が放熱板１に対
して位置ズレを生じることなく当初の位置に保持され
る。なお、接着作業は、これに限定されるわけではな
く、図２に示すような各接着領域１１，１２，１３に応
じて、２種の接着剤および粘着剤を使用してセラミック
基板２を放熱板１に接着させ得る手順であれば、他のも
のであってもよい。

【００３２】一方、プリント基板３の放熱板１への接着
手段としては、上記と同様の構成を採用してもよいが、
この場合には熱の影響をさほど考慮に入れる必要性がな
いことに鑑み、例えば全面に粘着剤を使用したり、ある
いは一種または２種の接着剤のみを使用するものであっ
ても差し支えない。

【００３３】以上の構成からなるサーマルプリントヘッ
ドがプリンタ等に装備されて印字が行われる際には、図
３に示すように、セラミック基板２上のヒータ部４ａと
プラテン１５との間に被印字紙１６が介在された状態
で、プラテン１５が回転および停止を繰り返す。この
時、セラミック基板２は、上記弾力性を有する接着剤の
作用により熱影響による反りが生じないように、かつ弾
力性を有しない接着剤の作用によりプラテン１５との摩
擦力による位置ズレが生じないように、放熱板１に接着
されている。したがって、セラミック基板２とプリント
基板３とを電気的に接続しているワイヤ１０に、両基板
２，３の相対的な位置変位に伴う繰り返し応力が作用し
なくなり、ワイヤ１０の断線が効果的に防止される。

【００３４】ここで、上記ワイヤ１０の断線防止効果を
立証するために行った実験結果を以下に示す。

【００３５】弾力性を有しない接着剤としてエポキシ樹
脂でなるものを使用し、弾力性を有する接着剤としてシ
リコーン樹脂でなるものを使用し、両面粘着シートとし
てアクリル系のものを使用した。そして、本願発明につ
いては、これらの接着剤および粘着剤を図２に示す状態
にレイアウトしたのに対し、比較例については、図５に
符号Ｚ１で示す矩形箇所に上記弾力性を有する接着剤を
使用し、その他の箇所Ｚ２には上記両面粘着シートを使
用した。この符号Ｚ１で示す箇所の長手方向寸法ｇは、
図２の第１接着領域１１の寸法ｄの約２倍とした。そし
て、本願発明および比較例のいずれの場合も、図３に示
すプラテン１５からセラミック基板２上のヒータ部４ａ
に約２ｋｇｆの荷重Ｐをかけた状態で、プラテン１５を
正逆方向（ａ−ｂ方向）に繰り返し駆動させた。

【００３６】上記の実験結果として、比較例は、１００
０サイクル（正逆それぞれ一回ずつの駆動を１サイクル
とする）でワイヤ１０が断線したのに対して、本願発明
は、５００００サイクル以上でも断線が生じなかった。
したがって、本願発明は、ワイヤ１０の断線防止効果を
図る上で優れたものであることが確認された。

【００３７】なお、上記実施例は、配線基板であるプリ
ント基板３上に駆動用ＩＣ９が搭載される場合に本願発
明を適用したものであるが、これとは別に、図４に示す
ように、発熱基板であるセラミック基板２上に駆動用Ｉ
Ｃ９が搭載される場合についても同様に適用できるもの
である。また、効果は若干薄れるが、一枚のセラミック
基板２上に、発熱抵抗体４、発熱制御用電極パターン
５、駆動用ＩＣ９、および配線回路パターン８等が全て
形成または搭載される場合についても、本願発明を同様
にして適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例に係るサーマルプリントヘッ
ドの構成例を示す斜視図である。

【図２】上記サーマルプリントヘッドの構成要素である
発熱基板の裏面における各接着領域を示す概略図であ
る。

【図３】上記サーマルプリントヘッドの使用状態を示す
概略縦断側面図である。

【図４】上記サーマルプリントヘッドの他の構成例を示
す概略縦断側面図である。

【図５】比較例として採用した発熱基板の裏面における
各接着領域を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 放熱板 ２ 発熱基板（セラミック基板） ３ 配線基板（プリント基板） ４ 発熱抵抗体 ５ 発熱制御用電極パターン ８ 配線回路パターン 10 ワイヤボンディング 11 第１接着領域 12 第２接着領域 13 第３接着領域 Ｓ 帯域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも発熱抵抗体および発熱制御用
   電極パターンが形成された基板を、放熱板の表面に接着
   してなるサーマルプリントヘッドにおいて、 上記基板の裏面は、長手方向に沿って設定された所定幅
   の帯域内における長手方向中央部に位置する第１接着領
   域と、上記第１接着領域の長手方向両側方に位置する第
   ２接着領域と、上記第１および第２接着領域を除外した
   第３接着領域とに仮想的に区分されており、上記第１接
   着領域は、硬化後に弾力性を有しない接着剤を用いて、
   上記第２接着領域は、硬化後に弾力性を有する接着剤を
   用いて、上記第３接着領域は、粘着剤を用いて、上記放
   熱板の表面に接着されていることを特徴とする、サーマ
   ルプリントヘッド。
2. 【請求項２】 発熱抵抗体および発熱制御用電極パター
   ンが形成された発熱基板と、入力端子から駆動回路に信
   号を送出するための配線回路パターンが形成された配線
   基板とを、放熱板の表面に並列に配列して接着するとと
   もに、上記発熱基板と配線基板との間を信号線を介して
   電気的に接続してなるサーマルプリントヘッドにおい
   て、 上記請求項１に記載のサーマルプリントヘッドにおける
   基板の裏面の接着領域の設定並びに放熱板との間の接着
   態様を、上記発熱基板の裏面の接着領域の設定並びに放
   熱板との間の接着態様に適用したことを特徴とする、サ
   ーマルプリントヘッド。
3. 【請求項３】 粘着剤として、両面粘着シートを用いた
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載のサーマル
   プリントヘッド。