JPH0728647U - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】発熱抵抗体の発熱量をより多くして短時間で所
定の温度に立ち上げ高速印字を行っても、電気絶縁性基
板を印字に適した温度に維持することを可能とし、これ
によって記録媒体に所望する印字画像を形成することが
できるサーマルヘッドを提供する。 【構成】金属支持体２上に、端部１ａに発熱部３を有す
る電気絶縁性基板１を載置させて成り、前記発熱部３を
記録媒体８に摺接させることによって記録媒体８に印字
を行うサーマルヘッドであって、前記電気絶縁性基板１
の上面に、記録媒体８と面当接する熱伝導部材７を取着
させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発熱部が電気絶縁性基板の端部に形成されて成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】

従来のサーマルヘッドは、例えば図５に示す如く、アルミニウム等の良熱伝導 性材料から成る金属支持体１２上に、端部１１ａに窒化タンタル等から成る発熱 抵抗体１３とアルミニウム等から成る一対の導電層１４とを被着させたアルミナ セラミックス製の電気絶縁性基板１１を載置させた構造を有しており、前記一対 の導電層１４間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体１３を選択的にジュール発熱 させるとともに、発熱した部位に感熱紙やインクリボン等の記録媒体１５を摺接 させ、記録媒体１５に熱を伝導させて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、前記金属支持体１２は、その上面で電気絶縁性基板１１を支持するととも に、電気絶縁性基板１１の熱の一部を吸収し、これを大気中に放散させる作用を 為す。

【０００４】 またかかるサーマルヘッドは、印字時、記録媒体１５を電気絶縁性基板１１よ り良好に引き剥がすことができるように、発熱抵抗体１３が被着されている電気 絶縁性基板１１の端部１１ａのみを記録媒体１５と接触させていた。

【０００５】

【考案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、発熱抵抗体１ ３の被着されている電気絶縁性基板１１の端部１１ａのみが記録媒体１５と接触 することから、発熱抵抗体１３の発した熱の一部は電気絶縁性基板１１の端部１ １ａを介して記録媒体１５に伝導され印字に寄与するものの、残りの熱の多くは 電気絶縁性基板１１を介して金属支持体１２に吸収される。このため、発熱抵抗 体１３の発熱量をより多くして短時間で所定の温度に立ち上げる高速印字を行っ た場合、金属支持体１２から大気中に放散される熱量に比し、発熱抵抗体１３の 発する熱量が極めて多くなることから金属支持体１２が高温になるとともに電気 絶縁性基板１１の熱を十分に吸収することが不可となり、その結果、金属支持体 １２に支持されている電気絶縁性基板１１の端部１１ａも過度に高温となり、記 録媒体１５に不要な印字画像が形成されるという欠点を有していた。

【０００６】

【考案の目的】

本考案は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、発熱抵抗体の発熱量 をより多くして短時間で所定の温度に立ち上げ高速印字を行っても、電気絶縁性 基板を印字に適した温度に維持することを可能とし、これによって記録媒体に所 望する印字画像を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。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】

本考案のサーマルヘッドは、金属支持体上に、端部に発熱部を有する電気絶縁 性基板を載置させて成り、前記発熱部を記録媒体に摺接させることによって記録 媒体に印字を行うサーマルヘッドであって、 前記電気絶縁性基板の上面に、記録媒体と面当接する熱伝導部材を取着させた ことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付した図面に基づいて説明する。

【０００９】 （実施例１） 図１（ａ）は本考案のサーマルヘッドの一実施例を示す断面図、図１（ｂ）は 図１（ａ）の○部拡大図であり、１は電気絶縁性基板、３は発熱抵抗体、５は駆 動用ＩＣ、７は熱伝導部材、８は記録媒体である。

【００１０】 前記電気絶縁性基板１はアルミナ等の電気絶縁性材料から成っており、アルミ ナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス材料粉末を適当な有機溶剤、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、該セラミックグ リーンシートを所定形状に打ち抜き加工を施すとともに高温（約１６００℃）で 焼成することによって製作される。

【００１１】 前記電気絶縁性基板１はその端部１ａに所定の面取り部が形成されるとともに 該面取り部にガラスや樹脂等から成る蓄熱層１ｂが被着されており、該蓄熱層１ ｂは後述する発熱抵抗体３の発する熱を蓄積及び放散し、これによってサーマル ヘッドの熱応答特性を良好なものとする作用を為す。

【００１２】 尚、前記蓄熱層１ｂは、例えばガラスから成る場合、ガラス粉末に適当な有機 溶媒、溶剤を添加混合して得たガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等を 採用することによって電気絶縁性基板１の端部１ａに塗布し、しかる後、これを 高温で焼き付けることによって電気絶縁性基板１の端部１ａに被着される。

【００１３】 また前記蓄熱層１ｂの上面には、窒化タンタル等から成る発熱抵抗体３が被着 されており、該発熱抵抗体３はそれ自体が所定の電気抵抗率を有しているため、 所定の電力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体８に印字画像を形成 するに必要な温度、例えば３００〜４５０℃の温度に発熱する。

【００１４】 前記窒化タンタル等から成る発熱抵抗体３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蓄熱層１ｂ上に被着される。

【００１５】 前記発熱抵抗体３はまたその上面に一対の導電層４が被着されており、該一対 の導電層４はその間に位置する発熱抵抗体３に所定の電力を印加して発熱抵抗体 ３にジュール発熱を起こさせる作用を為す。

【００１６】 前記一対の導電層４は例えばアルミニウム等の金属から成り、従来周知のスパ ッタリング法やフォトリソグラフィー技術を採用することによって発熱抵抗体３ 上に被着される。

【００１７】 更に前記発熱抵抗体３、導電層４等を被着させた電気絶縁性基板１は、その表 面が窒化珪素等から成る保護膜６で被覆されており、該保護膜６は大気中の水分 等の接触による酸化腐食や、感熱紙、インクリボン等の記録媒体８の摺動による 摩耗から発熱抵抗体３や一対の導電層４を保護する作用を為している。

【００１８】 尚、前記窒化珪素等から成る保護膜６は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３及び導電層４の表面に所定の厚みをもって被着さ れる。

【００１９】 また前記端部１ａに蓄熱層１ｂ、発熱抵抗体３、一対の導電層４等が被着され た電気絶縁性基板１の上面には、駆動用ＩＣ５が実装されており、該駆動用ＩＣ ５は電気絶縁性基板１の端部１ａより引き出された導電層４の一方と半田等のロ ウ材を介して電気的に接続されている。

【００２０】 前記駆動用ＩＣ５は外部電気信号を制御して発熱抵抗体３を選択的にジュール 発熱させる作用を為す。

【００２１】 前記端部１ａに発熱抵抗体３、一対の導電層４等が被着され、上面に駆動用Ｉ Ｃ５が実装された電気絶縁性基板１は更に金属支持体２上に載置され、金属支持 体２で支持されている。

【００２２】 前記金属支持体２は例えばアルミニウム等の良熱伝導性材料から成り、その上 面で電気絶縁性基板１を支持するとともに、電気絶縁性基板１の熱の一部を吸収 し、且つこれを大気中に放散させる作用を為す。

【００２３】 また更に前記発熱抵抗体３や駆動用ＩＣ５等が実装された電気絶縁性基板１は その上面に、記録媒体８と面当接する熱伝導部材７が取着されている。

【００２４】 前記熱伝導部材７は電気絶縁性基板１の熱の一部を記録媒体８側に伝導させる 作用を為し、発熱抵抗体３の発熱量をより多くして短時間で所定の温度に立ち上 げる高速印字を行った場合、金属支持体２から大気中に放散される熱量に比し、 発熱抵抗体３の発する熱量が多くなることに起因して電気絶縁性基板１が過度に 高温になろうとしてもその熱の一部が熱伝導部材７を介して記録媒体８側、具体 的には記録媒体８や該記録媒体８をその背後から支持するプラテン９等に伝導さ れて高温となることはなく、その結果、電気絶縁性基板１の温度は常に印字に適 した温度となり、記録媒体８に不要な印字の発生を皆無として所望する印字画像 のみを形成することが可能となる。

【００２５】 またかかるサーマルヘッドは記録媒体８に対し、図８（ａ）の矢印方向に移動 しながら印字を行うようになっており、前記熱伝導部材７は発熱抵抗体３等が被 着されている電気絶縁性基板１の端部１ａより先に記録媒体８と面当接して摺接 する。そのため、電気絶縁性基板１の端部１ａに摺接される記録媒体８は熱伝導 部材７を介して伝導される熱によって予め温められることとなり、熱伝導部材７ の温度に応じて発熱抵抗体３への印加電力量を小さくし、サーマルヘッドの熱効 率を向上させることが可能となる。

【００２６】 尚、前記熱伝導部材７はアルミニウムや銅等の良熱伝導性材料から成り、例え ば厚み０．１〜１．０μｍのアルミニウム板を従来周知の折り曲げ加工法等によ って所定形状に成形し、しかる後、熱伝導部材７の一部を電気絶縁性基板１上面 の所定位置にシリコーン系の放熱性接着材等を介して載置させることによって電 気絶縁性基板１の上面に取着される。この場合、導電層４等を有する電気絶縁性 基板１の上面には窒化珪素等の電気絶縁性材料から成る保護膜６が被着されてお り、導電層４と熱伝導部材７は前記保護膜６によって電気的に絶縁されているた め、この両者間に短絡が発生することはない。

【００２７】 また前記熱伝導部材７は、電気絶縁性基板１の上面のうち、発熱抵抗体３等が 被着される電気絶縁性基板１の端部１ａと駆動用ＩＣ５との間に取着させておけ ば、発熱抵抗体３をジュール発熱させて印字を行う際、発熱抵抗体３から電気絶 縁性基板１を介して駆動用ＩＣ５側に伝導しようとする熱の多くが熱伝導部材７ によって吸収され、駆動用ＩＣ５に伝導することは殆どなく、駆動用ＩＣ５に悪 影響を与えることが有効に防止される。そのため、駆動用ＩＣ５を電気絶縁性基 板１の端部１ａより近い位置、例えば端部１ａより２ｍｍ離れた位置に実装した としても、駆動用ＩＣ５が発熱抵抗体３の発する熱による悪影響を受けることは なく、これによってサーマルヘッドを小型化することが可能となる。従って、前 記熱伝導部材７を、電気絶縁性基板１上面のうち、発熱抵抗体３等が被着される 電気絶縁性基板１の端部１ａと駆動用ＩＣ５との間に取着させておくことが好ま しい。

【００２８】 更に前記熱伝導部材７は、記録媒体８と当接する平面部Ａの幅ｗを１ｍｍ以上 になしておけば、該平面部Ａが記録媒体８に広い面積で当接することから、熱伝 導部材７は平面部Ａを介して一度により多くの熱を記録媒体８側に逃がすことが できるようになり、また熱伝導部材７の平面部Ａに紙カス等が付着したとしても 、熱伝導部材７の平面部Ａと記録媒体８とは広い面積で当接しているためにこの 両者間で高い押圧力が発生することはなく、紙カス等が平面部Ａと記録媒体８と の間に発生する押圧力により記録媒体８に転写されて印字汚れが発生することも ない。従って、前記熱伝導部材７は、記録媒体８と当接する平面部Ａの幅ｗを１ ｍｍ以上になしておくことが好ましい。

【００２９】 かくして、本考案のサーマルヘッドは、一対の導電層４間に駆動用ＩＣ５の駆 動に伴って所定の電力を印加し、発熱抵抗体３を選択的にジュール発熱させると ともに、該発熱した部位に記録媒体８を摺接させ、記録媒体８に熱を伝導させて 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。

【００３０】 （実施例２） 図２は本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断面図である。

【００３１】 図２に示すサーマルヘッドは、図１で示される実施例に類似し、対応する部分 には同一の参照符を付す。また、類似する部分においては、説明を省略する。

【００３２】 この実施例と図１で示される実施例との異なる点は、図１に示される実施例で は熱伝導部材７を電気絶縁性基板１の上面にのみ取着させているのに対し、この 実施例では熱伝導部材７ａを電気絶縁性基板１の上面と金属支持体２の側面の２ カ所に取着させている点である。この場合、電気絶縁性基板１の熱が電気絶縁性 基板１の上面から熱伝導部材７ａを介して記録媒体８側に伝導されるのに加えて 、金属支持体２の熱の一部が熱伝導部材７ａを介して記録媒体８側に伝導され、 金属支持体２における電気絶縁性基板１からの熱の吸収効率が向上し、これによ って電気絶縁性基板１を最適な温度状態に維持するとともに、記録媒体８に不要 な印字の発生を皆無として所望する鮮明な印字画像を形成することが可能となる 。

【００３３】 （実施例３） 図３は本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断面図である。

【００３４】 図３に示すサーマルヘッドは、図１で示される実施例に類似し、対応する部分 には同一の参照符を付す。また、類似する部分においては、説明を省略する。

【００３５】 この実施例と図１で示される実施例との異なる点は、図１で示される実施例で は金属板を折り曲げ加工法等によって所定形状に成形したものを熱伝導部材とし て用いているのに対し、この実施例では駆動用ＩＣ５を良熱伝導性材料から成る 封止部材１０で被覆するとともに該封止部材１０の表面に記録媒体８と面当接す る平面部Ｂを形成し、これを熱伝導部材として用いている点である。

【００３６】 前記封止部材１０は例えばアルミナ、シリカ等のフィラー（径：１〜３０μｍ ）を含有させたシリコーン樹脂（熱伝導率：２×１０^-3〜５０×１０^-3ｃａｌ／ ｃｍ・ｓｅｃ・℃）等により形成されており、該封止部材１０は記録媒体８と面 当接する平面部Ｂを有しているため、電気絶縁性基板１の熱の一部は封止部材１ ０を介して記録媒体８側に伝導されて逃げ、その結果、電気絶縁性基板１は記録 媒体８に不要な印字画像を形成するような過度の高温となることはなく、電気絶 縁性基板１の温度を常に印字に適した温度とし、記録媒体８に不要な印字の発生 を皆無として所望する印字画像のみを形成することが可能となる。

【００３７】 また前記封止部材１０は駆動用ＩＣ５を被覆するとともに記録媒体８に面当接 されているため、サーマルヘッドを用いて高速印字を行う場合、駆動用ＩＣ５の 高速駆動に伴って駆動用ＩＣ５より多量の熱が発生したとしても、その熱の一部 は封止部材１０を介して記録媒体８側に伝導されて逃げ、駆動用ＩＣ５に熱破壊 等が発生するのを皆無となすとともに駆動用ＩＣ５の発する熱によって電気絶縁 性基板１の温度を高温とし、記録媒体８に濃淡むら等が発生するのを皆無となす こともできる。

【００３８】 尚、前記封止材１０は、アルミナ、シリカ等のフィラーをシリコーン樹脂の前 駆体ワニスに添加混合したものを駆動用ＩＣ５が実装されている電気絶縁性基板 １の上面にディスペンサ等によって塗布するとともに、これを所定の温度で熱硬 化させ、しかる後、該熱硬化させたシリコーン樹脂の表面を砥石等を用いて研磨 し、所定の平面部Ｂを形成することによって駆動用ＩＣ５が実装される電気絶縁 性基板１の上面に被着される。

【００３９】 （実施例４） 図４は本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断面図である。

【００４０】 図４に示すサーマルヘッドは、図２で示される実施例に類似し、対応する部分 には同一の参照符を付す。また、類似する部分においては、説明を省略する。

【００４１】 この実施例と図２で示される実施例との異なる点は、図２で示される実施例で は電気絶縁性基板１の上面に実装した駆動用ＩＣ５と熱伝導部材７ａとの間に更 に熱伝導性材料１０ａを充填させた点である。

【００４２】 この実施例では電気絶縁性基板１の上面に実装した駆動用ＩＣ５と熱伝導部材 ７ｂとの間に、熱伝導性材料１０ａを充填させたため、電気絶縁性基板１の熱の 一部及び駆動用ＩＣ５の熱が記録媒体８側に効率良く逃げ、その結果、電気絶縁 性基板１は印字に対し最適の温度状態となり、記録媒体８に品質の高い印字を形 成することが可能となる。

【００４３】 尚、前記熱伝導性材料１０ａとしては、アルミナ、シリカ等のフィラー（径： １〜３０μｍ）を含有するシリコーン樹脂１０ａが好適に使用される。

【００４４】 また本考案は上述した実施例に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱 しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

【００４５】

【考案の効果】

本考案のサーマルヘッドによれば、電気絶縁性基板の上面に、記録媒体と面当 接する熱伝導部材を取着させているため、発熱抵抗体の発熱量をより多くして短 時間で所定の温度に立ち上げる高速印字を行った場合、金属支持体から大気中に 放散される熱量に比し、発熱抵抗体の発する熱量が多くなることに起因して電気 絶縁性基板が過度に高温になろうとしてもその熱の一部が熱伝導部材を介して記 録媒体側、具体的には記録媒体や該記録媒体をその背後から支持するプラテン等 に伝導されて高温となることはなく、その結果、電気絶縁性基板の温度は常に印 字に適した温度となり、記録媒体に不要な印字の発生を皆無として所望する印字 画像のみを形成することが可能となる。

【００４６】 また考案のサーマルヘッドによれば、熱伝導部材は発熱抵抗体等が被着されて いる電気絶縁性基板の端部より先に記録媒体と面当接して摺接する。そのため、 電気絶縁性基板の端部に摺接される記録媒体は熱伝導部材を介して伝導される熱 によって予め温められることとなり、熱伝導部材の温度に応じて発熱抵抗体への 印加電力量を小さくし、サーマルヘッドの熱効率を向上させることが可能となる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本考案のサーマルヘッドの一実施例を
示す断面図、（ｂ）は（ａ）の○部拡大図である。

【図２】本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断
面図である。

【図３】本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断
面図である。

【図４】本考案のサーマルヘッドの他の実施例を示す断
面図である。

【図５】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・・電気絶縁性基板 １ａ・・・電気絶縁性基板の端部 １ｂ・・・蓄熱層 ２・・・・金属支持体 ３・・・・発熱抵抗体 ４・・・・導電層 ５・・・・駆動用ＩＣ ６・・・・記録媒体 ７、７ａ、７ｂ・・・熱伝導部材 ８・・・・記録媒体 ９・・・・プラテン １０・・・封止材 Ａ、Ｂ・・平面部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属支持体上に、端部に発熱部を有する電
   気絶縁性基板を載置させて成り、前記発熱部を記録媒体
   に摺接させることによって記録媒体に印字を行うサーマ
   ルヘッドであって、 前記電気絶縁性基板の上面に、記録媒体と面当接する熱
   伝導部材を取着させたことを特徴とするサーマルヘッ
   ド。