JPH08324014A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】長時間にわたり印字を繰り返す場合であって
も、記録媒体に濃度むらの無い良好な印字画像を形成す
ることが可能なサーマルヘッドを提供する。 【構成】上面の長手方向に発熱素子列２が設けられた長
方形状のヘッド基板１を放熱板５上に載置して成るサー
マルヘッドにおいて、前記ヘッド基板１と放熱板５との
間で、且つ発熱素子列２の直下領域に熱伝達部材６を配
置するとともに該熱伝達部材６の厚みを中央部で薄く、
両端部で厚くする。

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７（ａ）
（ｂ）に示す如く、上面の長手方向に多数の発熱素子を
直線状に配列して成る発熱素子列１２が設けられたアル
ミナセラミックス製の長方形状ヘッド基板１１を、金属
製の放熱板１３上に取着した構造を有しており、前記発
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記録紙等の記録媒体に
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
間には、熱伝達部材として、シリコングリース中にアル
ミナ等から成る良熱伝導性材料の粉末を添加混合して成
る放熱コンパウンド１４が介在されており、該放熱コン
パウンド１４によってヘッド基板１１中の熱を放熱板１
３に伝達させることによりヘッド基板１１の温度が過度
に高温となるのを防止するようにしていた。

【０００４】

【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、長時間にわたり印字を
繰り返すと、ヘッド基板１１の中央付近に熱がこもる傾
向を有しており、このため、ヘッド基板１１の表面温度
は発熱素子列１２の中央付近と両端付近とで大きく異な
り、その結果、記録媒体に印字画像の濃度むらが形成さ
れる欠点を有している。

【０００５】

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、長時間にわたり印字を繰り返す場合で
あっても、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なサーマルヘッドを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、上面の長手方向に発熱素子列が設けられた長方形状
のヘッド基板を放熱板上に載置して成るサーマルヘッド
において、前記ヘッド基板と放熱板との間で、且つ発熱
素子列の直下領域に熱伝達部材を配置するとともに該熱
伝達部材の厚みを中央部で薄く、両端部で厚くしたこと
を特徴とする。

【０００７】

【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
施例を示す分解斜視図、図２は図１のＡ部拡大図、図３
は図１のサーマルヘッドの平面図、図４は図３のＸ−Ｘ
線断面図、図５は図３のＹ−Ｙ線断面図であり、１はヘ
ッド基板、２は発熱素子列、３は一対の電極、５は放熱
板、５ａは溝、５ｂは凸部、６は熱伝達部材としての放
熱コンパウンドである。

【０００８】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これを高温で焼成することに
よって所定の厚みをもって製作される。

【０００９】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（不図示）を介して発熱素子列２が
配置されている。

【００１０】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２ａを直線状に配列して成るものであ
り、該発熱素子２ａ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３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。

【００１１】また前記多数の発熱素子２ａ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。

【００１２】尚、前記グレーズ層は発熱素子２ａ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。

【００１３】また前記発熱素子列２が設けられたヘッド
基板１は、放熱板５の上面に載置されている。

【００１４】前記放熱板５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の熱の一部を後述する放熱
コンパウンド６を介して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。

【００１５】また前記ヘッド基板１と放熱板３との間
で、且つ発熱素子列２の直下領域には、内部に熱伝達部
材としての放熱コンパウンド６を充填した溝５ａが設け
られている。

【００１６】前記放熱コンパウンド６は、シリコングリ
ースにアルミナ等の良熱伝導性材料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あり、外力が印加されると流動する
特性を有しているため、前記放熱板５の溝５ａ内に放熱
コンパウンド６を充填し、その上にヘッド基板１を載置
させてサーマルヘッドを組み立てると、放熱コンパウン
ド６はヘッド基板１の下面に対して極めて良好に密着さ
れ、ヘッド基板１中の熱を放熱板５側に効率良く伝達さ
せることができる。

【００１７】また前記放熱板５の上面に設けられる溝５
ａの中央には、帯状の凸部５ｂが溝５ａが設けられてい
る方向に沿って配されており、該凸部５ｂの上面とヘッ
ド基板１の下面との間に形成される間隙を前記放熱コン
パウンド６で埋めるようにしている。

【００１８】また更に前記帯状凸部５ｂは、その上面が
両端部よりも中央部で高くなるように形成されており、
これによって凸部５ｂ上に配置される放熱コンパウンド
６の厚みが中央部で薄く、両端部で厚くなるようになっ
ている。

【００１９】前記放熱コンパウンド６の厚みは、ヘッド
基板１の下面から凸部５ｂの上面までの間隔、即ち、溝
５ａの深さと凸部５ｂの高さの差に対応しており、具体
的には、中央部で２０〜１００μｍとしたとき、両端部
では前記中央部よりも２０〜４０μｍ程度厚い４０〜１
４０μｍに設定される。

【００２０】このようにヘッド基板１と放熱板５との間
に配設される放熱コンパウンド６の厚みを、発熱素子列
２の直下領域の中央部で薄く、両端部で厚くしたことか
ら、ヘッド基板１中の熱は、発熱素子列２の直下領域の
両端部よりも中央部でより効率良く放熱板５側に伝達さ
れるようになる。このため、ヘッド基板１の中央付近に
おける熱のこもりが有効に防止されてヘッド基板１の温
度を発熱素子列２の直下領域にわたりほぼ一定となすこ
とができるようになる。これにより、サーマルヘッドを
用いて長時間にわたり印字を繰り返しても、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。

【００２１】尚、前記溝５ａの中央に凸部５ｂを設ける
ことによって該凸部５ｂの両側には一対の溝５ｃが形成
されるが、これら一対の溝５ｃは、サーマルヘッドを組
み立てる際に放熱コンパウンド６の余剰分を収容し、放
熱コンパウンド６の幅を一定となす作用を為す。

【００２２】前記上面に溝５ａを有した放熱板５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。

【００２３】またこれらヘッド基板１と放熱板５との固
定は、サーマルヘッドを組み立てる際に、例えば、ヘッ
ド基板１と放熱板５との間で溝５ａが設けられていない
個所に両面テープ等の接着手段を介在させておくことに
より行われる。ただし、この場合、放熱板５の上面とヘ
ッド基板１の下面とが両面テープ等の厚みと等しい距離
だけ離れることとなるため、放熱コンパウンド６をヘッ
ド基板１の下面に密着させるには、放熱コンパウンド６
の厚みを、対応する個所の溝５ａの深さよりも両面テー
プの厚み分だけ厚くしておかなければならない。

【００２４】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２ａ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
た熱を感熱記録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。

【００２５】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、前記放熱板の上面で発熱素子列の直下領域に、
該領域の両端部よりも中央部で薄くされた熱伝達部材を
配置するのに、放熱板の上面に溝を設けるとともに該溝
の内部に、中央部が高く、両端部が低い凸部を形成する
ようにしたが、これに代えて、図６に示す如く、上面が
平坦な放熱板５の上に、中央部が高く、両端部が低く形
成されたアーチ状の凸部材７を別途、設けるようにして
も構わない。

【００２６】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドにおいては、ヘ
ッド基板と放熱板との間で、且つ発熱素子列の直下領域
に熱伝達部材を配置するとともに該熱伝達部材の厚みを
中央部で薄く、両端部で厚くしたことから、ヘッド基板
中の熱は、発熱素子列の直下領域の両端部よりも中央部
でより効率良く放熱板側に伝達されるようになる。この
ため、ヘッド基板の中央付近における熱のこもりが有効
に防止されてヘッド基板の温度を発熱素子列の直下領域
にわたりほぼ一定となすことができるようになる。これ
により、サーマルヘッドを用いて長時間にわたり印字を
繰り返しても、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。

【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分解
斜視図である。

【図２】図１のＡ部拡大平面図である。

【図３】図１に示すサーマルヘッドの平面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図である。

【図５】図３のＹ−Ｙ線断面図である。

【図６】本発明のサーマルヘッドの他の実施例を示す分
解斜視図である。

【図７】（ａ）は従来のサーマルヘッドの斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。

【符号の説明】

１・・・ヘッド基板 ２・・・発熱素子列 ２ａ・・・発熱素子 ３・・・一対の電極 ５・・・放熱板 ５ａ・・・溝 ６・・・熱伝達部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面の長手方向に発熱素子列が設けられた
   長方形状のヘッド基板を放熱板上に載置して成るサーマ
   ルヘッドにおいて、 前記ヘッド基板と放熱板との間で、且つ発熱素子列の直
   下領域に熱伝達部材を配置するとともに該熱伝達部材の
   厚みを中央部で薄く、両端部で厚くしたことを特徴とす
   るサーマルヘッド。