JPH0839848A - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数個のヘッド基板を１個の支持体の所定位置
に精度良く固定して記録媒体に良好な所定の印字画像を
形成することができる長尺サーマルヘッドの製造方法を
提供する。 【構成】良熱伝導性材料から成る支持体３に形成した貫
通孔４中に加熱手段６を挿入する工程と、前記支持体３
の上面に、多数の発熱素子２が設けられた複数個のヘッ
ド基板１を、熱硬化性接着材７を介して配置する工程
と、前記加熱手段６により熱硬化性接着材７を加熱硬化
させ、前記複数個のヘッド基板１を支持体３上に接着固
定する工程とによりサーマルヘッドを製作する。これに
より、搬送装置等によって炉の中に搬送する必要がなく
なり、ヘッド基板１が載置された支持体３を静止状態に
保ったまま固定作業を完了させることができ、ヘッド基
板１が支持体３上の所定位置から位置ずれを起こすのが
防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明のサーマルヘッドは、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製造方法に関し、より詳細
には多数の発熱素子が設けられたヘッド基板を複数個、
配列して成る長尺サーマルヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として長尺サーマルヘッドの需要が高まっている。

【０００３】かかる従来の長尺サーマルヘッドは、図３
（ａ）（ｂ）に示す如く、上面に窒化タンタル等から成
る多数の発熱素子１２を設けたアルミナセラミックス製
のヘッド基板１１を複数個（例えば、３個）、アルミニ
ウム等の良熱伝導性材料から成る支持体１３上にシリコ
ーン樹脂等の熱硬化性接着材１４を用いて配列固定した
構造を有しており、前記ヘッド基板１１上の発熱素子１
２に印字信号に基づいて所定の電力を印加し、発熱素子
１２を選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱し
た熱をプラテンローラ等によって搬送される感熱紙等の
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。

【０００４】かかる従来の長尺サーマルヘッドは、まず
アルミニウムから成る支持体１３と多数の発熱素子１２
が設けられた複数個のヘッド基板１１とを準備し、次に
前記支持体１３の上面に、例えばシリコーン樹脂となる
ワニスを塗布し、しかる後、該塗布したワニスを介して
前記複数個のヘッド基板１１をそれぞれ所定位置に載置
するとともに各ヘッド基板１１と支持体１３とをシアノ
アクリレート樹脂等の瞬間接着材によって仮固定し、最
後に前記複数個のヘッド基板１１が載置された支持体１
３を約１２０〜１５０℃の温度に加熱された炉の中に入
れ、前記ワニスを加熱硬化させるとともにヘッド基板１
１と支持体１３とを接着固定することによって製作され
る。

【０００５】

【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の製造方法においては、ヘッド基板
１１を支持体１３上に固定するにあたり、複数個のヘッ
ド基板１１を支持体１３上に仮固定した状態でこれを炉
の中に入れる必要があること、及び、ヘッド基板１１と
支持体１３とを仮固定する瞬間接着材の接着強度が比較
的弱いことから、ヘッド基板１１が載置された支持体１
３を炉の中に搬送する際等に搬送装置等によってヘッド
基板１１や支持体１３に外力が印加されると、各ヘッド
基板１１が支持体１３上の所定位置から容易に位置ずれ
を起こし、支持体１３上の所定位置に各ヘッド基板１１
を精度良く固定することができず、その結果、支持体１
３上に固定された各ヘッド基板１１間に隙間等が形成さ
れ、印字を行った際、記録媒体に白すじ等が形成される
欠点を有している。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は複数個のヘッド基板を１個の支持体の所
定位置に精度良く固定して記録媒体に良好な所定の印字
画像を形成することができる長尺サーマルヘッドの製造
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決しようとする課題】本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法は、良熱伝導性材料から成る支持体に形成
した貫通孔中に加熱手段を挿入する工程と、前記支持体
の上面に、多数の発熱素子が設けられた複数個のヘッド
基板を熱硬化性接着材を介して載置する工程と、前記熱
硬化性接着材を加熱手段により加熱硬化させ、前記複数
個のヘッド基板を支持体上に接着固定する工程とを含む
ことを特徴とする。

【０００８】

【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。

【０００９】図１（ａ）は本発明の製造方法によって製
作されたサーマルヘッドの斜視図、図１（ｂ）は図１
（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であり、１はヘッド基板、２は
発熱素子、３は支持体、４は貫通孔、７は熱硬化性接着
材、８は外部配線板である。

【００１０】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、例えば、アルミナ、シリ
カ、マグネシア等のセラミックズ材料粉末に適当な有機
溶媒、溶剤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、次に前記セラミッ
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（１６００℃）で焼成することによって製作さ
れる。

【００１１】前記セラミック基板１の上面には、直線状
に配列された多数の発熱素子２と該発熱素子２に接続さ
れる一対の導電層（不図示）とが設けられている。

【００１２】前記発熱素子２は例えば、窒化タンタル等
から成っており、それ自体が所定の電気抵抗率を有して
いるため、一対の導電層を介して電力が印加されるとジ
ュール発熱を起こし、記録媒体に印字画像を形成するに
必要な温度、例えば、２００〜３５０℃の温度に発熱す
る。

【００１３】また前記発熱素子２に接続されている一対
の導電層はアルミニウム等から成っており、該導電層は
発熱素子２にジュール発熱を起こさせるために必要な所
定の電力を印加する作用を為す。

【００１４】また前記発熱素子２及び一対の導電層上に
は窒化珪素等から成る保護膜（不図示）が被着されてお
り、該保護膜は発熱素子２や一対の導電層を大気中に含
まれる水分等の接触による酸化腐食や記録媒体の摺接に
よる摩耗から保護する作用を為す。

【００１５】尚、前記発熱素子２、一対の導電層及び保
護膜は、従来周知のスパッタリング法やフォトリソグラ
フィー技術等を採用することによってヘッド基板１の上
面にそれぞれ被着形成される。

【００１６】前記ヘッド基板１の上面には更に、複数個
の駆動用ＩＣ５がフェースダウンボンディング法等によ
って搭載されている。

【００１７】前記駆動用ＩＣ５は前記多数の発熱素子２
を印字信号に基づいて選択的にジュール発熱させる作
用、具体的には前記一対の導電層を介して各発熱素子２
に印加される電力のオン・オフを制御する作用を為す。

【００１８】また前記上面に発熱素子２や駆動用ＩＣ５
等が設けられたヘッド基板１は、複数個（例えば、３
個）、直線状に配列されるとともに、該各ヘッド基板１
の一端に１個の外部配線板８が接続され、更にこの状態
でシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等
から成る熱硬化性接着材７によって支持体３上に固定さ
れている。

【００１９】前記外部配線板８は、ポリイミド等から成
るフィルム上に銅等から成る配線パターンを被着させる
とともに、その一端にコネクタ９を取着させて成ってお
り、該コネクタ９をプリンタ装置側のコネクタに接続さ
せることによってサーマルヘッドをプリンタ装置の電気
回路に電気的に接続する作用を為す。

【００２０】一方、前記支持体３はアルミニウム等の良
熱伝導性材料から成っており、その上面で複数個のヘッ
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
吸収することによってヘッド基板１の温度状態を良好に
維持する作用を為す。

【００２１】前記支持体３はまた、複数個のヘッド基板
１の配列方向と略平行に、断面形状が円形を成す所定の
貫通孔４を有しており、該貫通孔４は、例えば、支持体
３の厚みが５〜１０ｍｍである場合、その径は２〜７ｍ
ｍに設定される。

【００２２】前記支持体３の貫通孔４には、複数個のヘ
ッド基板１を支持体３上に固定する際、ヘッド基板１と
支持体３との間に介在される熱硬化性接着材７を加熱硬
化させるための加熱手段が挿入される。

【００２３】また前記支持体３の貫通孔４は、発熱素子
２の直下領域Ｒを除く領域に形成しておくことが好まし
く、このような構造になしておけば、ヘッド基板１の熱
の一部を支持体３によって常に良好に吸収することがで
き、かかる支持体３の吸熱作用が貫通孔４によって阻害
されることが有効に防止される。従って貫通孔４は、発
熱素子２の直下領域Ｒを除く領域に形成しておくことが
好ましい。

【００２４】更にまた前記ヘッド基板１と支持体３との
接着固定作業を終えた後は、貫通孔４に該貫通孔４と嵌
合する形状を有した温度検出部材を挿入しておけば、サ
ーマルヘッドの使用時におけるヘッド基板１の温度状態
を正確に検出することができ、サーマルヘッドの蓄熱制
御を精度の高いものになすことができる。従って、ヘッ
ド基板１と支持体３との接着固定作業を終えた後は、貫
通孔４に該貫通孔４と嵌合する形状を有した温度検出部
材を挿入しておくことが好ましい。

【００２５】かくして上述したサーマルヘッドは、駆動
用ＩＣ５の駆動に伴い一対の導電層間に印字信号に基づ
いて所定の電力を印加し、発熱素子２を選択的にジュー
ル発熱させるとともに、該発熱した熱をプラテンローラ
等によって搬送される感熱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。

【００２６】次にかかる長尺サーマルヘッドの製造方法
について図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。

【００２７】まず多数の発熱素子２が設けられた複数個
（例えば、３個）のヘッド基板１１と断面形状が円形の
貫通孔４を有した支持体３とを準備する。

【００２８】前記貫通孔４を有した支持体３は、アルミ
ニウム、鉄等の良熱伝導性材料による形成されており、
例えば、アルミニウム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、所定形状となすことによっ
て製作される。

【００２９】次に図２（ａ）（ｂ）に示す如く、前記支
持体３の貫通孔４に加熱手段６を挿入する。

【００３０】前記加熱手段６は、貫通孔４と略等しい長
さで、かつ、貫通孔４と嵌合し得る形状を成しており、
例えば、ニクロム線等の電熱材をアルミナセラミックス
等から成る円柱状の絶縁部材表面に被着巻回させたもの
等が用いられる。

【００３１】次に図２（ｃ）に示す如く、前記支持体３
上に多数の発熱素子２が設けられた複数個のヘッド基板
１と外部配線板８とを熱硬化性接着材７を介して載置す
る。

【００３２】前記熱硬化性接着材７としては、例えば、
シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等に
アルミナ等から成る無機物粒子（粒径：数μｍ〜２０μ
ｍ）を添加混合した放熱性を有したものが好適に使用さ
れ、かかる熱硬化性接着材７をディスペンサ等を用いて
前記支持体３上面の所定領域に３〜５０μｍの厚みに塗
布し、しかる後、該熱硬化性接着材７を塗布した支持体
３上に複数個のヘッド基板３及び外部配線板８を該各ヘ
ッド基板１上の発熱素子２が直線状に配列するよう配置
させることによって複数個のヘッド基板１及び外部配線
板８が熱硬化性接着材７を介して支持体３上に載置され
る。

【００３３】尚、このとき、前記支持体３の一端に、ヘ
ッド基板１の上面よりも低い高さをもった衝止部３ａを
設けておけば、ヘッド基板１を支持体３上に載置させる
際、各ヘッド基板１の端部が前記衝止部３ａに沿って並
ぶため、ヘッド基板１の位置合わせが極めて容易にな
る。従って支持体３の一端にヘッド基板１の上面よりも
低い高さをもった衝止部３ａを設けておくことが好まし
い。

【００３４】次に前記貫通孔４に挿入された加熱手段６
を発熱させ、該発熱した熱によって前記熱硬化性接着材
６を加熱硬化させ、前記複数個のヘッド基板１を支持体
３上に接着固定する。

【００３５】前記熱硬化性接着材６の加熱硬化は、支持
体３の貫通孔４に挿入されている加熱手段６に所定の電
力を印加し、加熱手段６の電熱材を例えば、１１０℃の
温度に発熱させ、この状態を約６０分間維持することに
よって行われ、これによって長尺サーマルヘッドが完成
する。

【００３６】この場合、複数個のヘッド基板１を支持体
３上の所定位置に載置させてから両者の接着固定を完了
するまでに、これらを搬送装置等によって炉の中に搬送
する必要が一切なく、ヘッド基板１が載置された支持体
３を静止状態に保ったまま固定作業を完了させることが
できる。このため、各ヘッド基板１が支持体３上の所定
位置から位置ずれを起こすのが有効に防止され、複数個
のヘッド基板１を１個の支持体３上の所定位置に精度良
く固定することが可能となる。これによって記録媒体に
白すじ等の無い良好な所定の印字画像を形成することが
できる長尺サーマルヘッドを容易に製作することが可能
となる。

【００３７】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、支持体に形成する貫通孔の断面形状を円形に成
したが、これに代えて、貫通孔の断面形状を矩形等、円
形以外の形状になしても良く、この場合も上記実施例と
同様の効果を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドの製造方法によ
れば、複数個のヘッド基板を支持体上の所定位置に載置
させてから両者の接着固定を完了するまでに、これらを
搬送装置等によって炉の中に搬送する必要が一切なく、
ヘッド基板が載置された支持体を静止状態に保ったまま
固定作業を完了させることができる。このため、各ヘッ
ド基板が支持体上の所定位置から位置ずれを起こすこと
が有効に防止され、複数個のヘッド基板を１個の支持体
上の所定位置に精度良く固定することが可能となる。ま
たこれによって記録媒体に白すじ等の無い良好な所定の
印字画像を形成することができる長尺サーマルヘッドを
容易に製作することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の製法によって製作したサーマ
ルヘッドの斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図で
ある。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の製法を説明する工
程図である。

【図３】（ａ）は従来のサーマルヘッドの斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【符号の説明】

１・・・ヘッド基板 ２・・・発熱素子 ３・・・支持体 ４・・・貫通孔 ５・・・駆動用ＩＣ ６・・・加熱手段 ７・・・熱硬化性接着材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】良熱伝導性材料から成る支持体に形成した
   貫通孔中に加熱手段を挿入する工程と、 前記支持体の上面に、多数の発熱素子が設けられた複数
   個のヘッド基板を熱硬化性接着材を介して載置する工程
   と、 前記熱硬化性接着材を加熱手段により加熱硬化させ、前
   記複数個のヘッド基板を支持体上に接着固定する工程と
   を含むことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。