WO1997021546A1 - Tete d'impression thermique et procede de regulation des caracteristiques de celle-ci - Google Patents

Description

明 糸田 書 発明の名称

サーマルプリントへッ ドおよびその特性調整方法 技術分野

本発明は、 感熱記録方式または熱転写記録方式によって記録紙に印字を行うた めのサーマルプリントへッ ドおよびその特性調整方法に関する。 背景技術

従来の一般的なサ一マルプリントヘッ ド 1 0の構成を図 8〜 1 1に示す。 符号 1 1は、 へッ ド基板を示している。 アルミナセラミ ックなどの絶縁性材料からな る前記基板の上面には、 発熱体 1 2と、 この発熱体 1 2を駆動するための複数の 駆動 I C 1 3が搭載されている。 厚膜型サーマルプリントへッ ドの場合、 前記発 熱体 1 2は、 厚膜印刷法により、 前記基板の一側縁に沿って細幅帯状に形成され る。 図 1 1に表れているように、 発熱体 1 2の下にもぐり込む櫛歯 1 4 aを備え たコモン電極 1 4と、 櫛歯伏の個別電極 1 5が配される。 各個別電極 1 5はへッ ド基板の他方の側縁方向に延びており、 駆動 I C 1 3の出力パッ ドに対してそれ ぞれワイヤボンディングによって結線される。 各駆動 I C 1 3にはまた、 電源系 および信号系の端子パッ ドが形成されており、 これらは前記基板上に形成した所 定の配線パターンに対してワイヤボンディングによって結線される。

選択した個別電極 1 5力 対応する駆動 I C 1 3によってオンされると、 帯状 発熱体 1 2のうちの、 コモン電極 1 4における当該個別電極を挟む一対の撤歯 1 4 a間の領域 （図 1 1に斜線で示す） に電流が流れ、 この領域が発熱する。 すな わち、 コモン電極 1 4の櫛歯 1 4 aによって区画される領域のそれぞれか、 発熱 ドッ ト 1 7を形成する。 コモン電極 1 4の各櫛歯 1 4 aはきわめて钿幅に形成さ れ、 たとえば 2 0 0 d p iの印字密度を達成する場合、 互いに対して 1 2 5 « m だけ離間して設けられる。 個別電極 1 5もこれと同様である。 前記コモン電極お よび個別電極を含む絶縁基板上の微紬な配線パターンは、 前記基板に形成した金 等からなる導体被膜に微細パターンエッチングを施すことによって形成される。 上述のように 2 0 0 d p iの印字密度を達成しながら、 たとえば A 4サイズの 記錄紙に印字を行うことが可能なサーマルプリン卜へッ ドを構成する場合、 前記 へッ ド基板上には、 1 7 2 8個の発熱ドッ 卜 1 7がー列に配列される。 そして、 たとえば 6 ビッ 卜の出力パッ ドを有する駆動 I C 1 3を用いる場合、 2 7個の 駆動 I Cがへッド基板上に搭載されることになる。 また、 へッ ド基板 1 1には、 発熱体 1 2の温度状態を監視するための温度センサであるサーミス夕 1 8が配置 される。 配線パターンの配置の便宜を考慮して、 サーミスタ 1 8は、 通常、 へッ ド基板 1 1の長手方向中央部において、 隣接する駆動 I C 1 3間に位置するよう に設けられる。 さらに、 前記駆動 I Cおよびワイヤボンディング部は、 エポキシ 樹脂等からなる保護コート 1 9によって覆われる。

放熱部材 2 0はアルミニウム等の放熱性に優れた材料によって形成される。 前 記へッ ド基板 1 1は、 たとえば、 アクリル系の樹脂性接着剤 2 1等を用いて、 放 熱部材 2 0に接着される。 へッ ド基板 1 1は、 脆い絶縁性基板から構成されてい る。 しかしながら、 当該基板 1 1を機械強度の大きい放熱部材 2 0に搭載するこ とにより、 サーマルプリントへッ ド全体としての強度を保持することができる。 さらに、 このような構成により、 ヘッ ド駆動時に発熱体 1 2から発生する熱を前 記放熱部材に逃がして印字品質を高めるためことも可能となる。

上述したサーマルプリントへッ ドによる印字は 1 ラインごとに行われる。 この 際、 駆動 I C 1 3のシフトレジス夕にシリアル入力された 1 7 2 8ビッ 卜の印字 データに基づき、 選択されたビッ 卜に対応する出力パッドが所定時間オン駆動さ れることになる。

高速印字を行うためには、 印字周期 （ 1つの印字駆動開始時点から次の印字駆 動開始時点までの間隔） を短縮するとともに、 発熱体 1 2の温度を監視して、 当 該発熱体に対する駆動エネルギを制御することにより、 いわゆる尾引き現象や力 スレ現象が生じないようにする必要がある。 具体的には、 発熱体 1 2が発する熱 を前記のサ一ミス夕 1 8によって監視しながら、 1印字周期内での発熱駆動時間 (印字パルス幅） を加減する。 たとえば、 いわゆる黒べ夕印字を継続する場合に は、 前記印字パルス幅を適正に短縮して、 発熱体が発する熱の総量が大きくなり すぎないようにしなければならない。 これにより、 黒ベタ印字領域の終了端での 尾引き現象が回避される。 逆に、 サーマルプリントヘッドの起動当初は、 当該プ リン卜へッ ドが常温状態から立ち上がる必要があるので、 印字パルス幅を大きく し、 大きな駆動エネルギが発熱体に供給されるように調整する。

ところで、 従来のサーマルプリントヘッドにおいては、 図 9に表れているよう に、 放熱部材 2 0は前記サーミスタ 1 8が配置されている部位の下側にも延びて し、る。 このような場合、 発熱体 1 2が発する熱は、 第 1にはヘッ ド基板 1 1中を 伝達してサーミス夕 1 8にいたり、 第 2には放熱部材 2 0を伝達してサーミス夕 1 8にいたる。 へッ ド基板 1 1の伝熟特性と放熱部材 2 0の伝熱特性とは異なる ものであり、 また、 サーミス夕 1 8までの伝熱距離も異なる。 よって、 サ一ミス 夕 1 8が検出する熱は、 伝熱特性や伝熱距離が異なる複数の経路を介して伝達さ れる熱の複合したものである。 一般的に、 比較的薄状のアルミナセラミ ック板か らなるヘッ ド基板 1 1を介して伝達される熱の変化は、 比較的応答性のよいもの である。 それに対し、 一定以上の肉厚をもつアルミニウム板で形成される放熱部 材 2 0を介して伝達される熱の変化は、 相対的に応答性が低い。 従って、 異なる 経路を経由したのちに前記サ一ミスタ 1 8によって検出される熱の時間一温度特 性は、 発熱体の温度変化を必ずしも反映しないものである。 従って、 このような 検出結果に基づく印字パルス制御では、 発熱体に対する最適な印字エネルギ制御 が行えないこともあり得る。

上記問題を解決する手段としては、 前記接着剤 2 1を別の伝熱性能の低い接着 剤に変更し、 前記放熱部材に伝わる熱を少なくすることにより、 放熱部材から伝 わる熱の干渉を減少させることが考えられる。 し力、しな力 ら、 これは以下のよう な別の問題を生じさせる。

例えば高速印字において、 印字パルス幅制御を適正に行うには、 発熱体 1 2が 発する熱をより効率的に放熱部材 2 0に逃がしてやる必要がある。 すなわち、 放 熱部材 2 0への放熱が不十分であると、 たとえば複数ラインを連続的に印字する 場合に、 発熱体 1 2の温度上昇が急激に過ぎる状態となる。 この対応策として印 字パルス幅を短くすることも可能である力、 その場合はこの制御を行う制御装置 ( C P U ) に過大な負担がかかることになる。 きわめて高速処理が可能な制御装 置 （C P U ) を採用すれば上述の事態に対処可能であろうが、 そのためのコスト 上昇が大きすぎ、 にわかに採用することはできない。

接着剤 2 1を変更することにより、 上述のような問題を生じ、 しかもその変更 により得られる、 前記温度センサの温度検出応答性の可変範囲はわずかである。 さらに別の手段として、 前記温度センサによる検出温度変化を発熱体の温度変化 をより適切に反映したものとするためには、 サーミスタを発熱体の直近に配置す ることが考えられる。 しかしながら、 このような対処方法は、 サ一マルプリント へッ ドのメーカ側にとって、 へッ ド基板の基本仕様を変更することになるのでコ スト的に不利となる。 発明の開示

本願発明は、 このような事情のもとで考え出されたものであって、 最小限の変 更により、 広い範囲における発熱体の温度変化の検出応答性の変更、 および放熱 部材の放熱特性の変更が可能であるサーマルプリントへッ ドおよびその特性調整 方法を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するため、 本願発明では、 以下の技術的手段を採用した。 本発明の第 1の側面により提供されるサーマルプリントへッ ドは、 絶縁性材料 からなるへッ ド基板と、 当該基板の一側縁に沿って配置された発熱体と、 当該発 熱体を駆動するための駆動 I Cと、 当該発熱体の温度監視を行うべく前記へッ ド 基板に設けられた温度センサと、 前記ヘッ ド基板と固着する放熱部材と、 を備え ており、 前記放熱部材は前記へッ ド基板を固着するための第 1面と、 前記温度セ ンサの配置位置に対応する第 2面とを有しており、 当該第 2面は前記へッ ド基板 に対向し且つそれから離間することにより伝熱性能調整領域を規定しており、 前 記へッ ド基板と前記放熱部材とは、 所望の伝熱性能を有する接着部材によって固 着されていることを特徴とする。

前記伝熱性能調整領域には、 伝熱性能調整部材が配備されていてもよい。 この 際、 当該伝熱性能調整部材は、 前記伝熱性能調整領域全体にわたって設けてもよ いし、 前記温度センサの前記へッ ド基板における配置位置に対応する領域にのみ 設けられていてもよい。 前記伝熱性能調整領域は、 前記放熱部材に設けられた凹部により形成すること が可能である。 放熱部材は、 通常、 アルミニウムの押し出し成形によって形成さ れるので、 上述の凹部を形成するには、 押し出し型に比較的簡単な変更を加える だけでよい。

発熱体で発生する熱は、 へッ ド基板内を介する経路と、 放熱部材を介する経路 とにより温度センサに伝達される力 本発明においては、 放熱部材を介する経路 から温度センサにいたる熱の伝達が、 伝熱性能調整領域によって調整される。 た とえば、 当該伝熱性能調整領域に伝熱性能調整部材を配備しない、 すなわち単に 空気のみが介在する場合には、 空気は断熱材として機能するため、 温度センサに は、 実質的にヘッド基板を介する熱のみが伝達される。 薄板状のアルミナセラミ ック等で構成されるへッ ド基板の伝熱性能は良好であるので、 上述のように伝熱 性能調整領域を空気断熱することにより、 前記温度センサは、 発熱体の温度変化 をより正確に検出することが可能となる。 逆に、 温度センサによる発熱体の温度 変化の検出応答性を鈍化させる必要がある場合には、 前記伝熱性能調整領域の伝 熱性能を高める。 そうすると、 へッ ド基板を介する経路と、 放熱部材を介する経 路とから互いに時間的なずれをもって発熱体の温度変化状況が温度センサに伝達 され、 その結果、 温度センサによる温度変化の検出応答性が純化させられる。 こ のように、 本発明のサ一マルプリントへッドによれば、 へッ ド基板上に設ける温 度センサの配置を変更するといったへッ ド基板の基本仕様の変更を行わずとも、 前記伝熱性能調整領域の伝熱性能を調整することにより、 温度センサによる発熱 体の温度変化の検出応答性を幅広い 15囲において容易に変更することが可能とな る。

前記伝熱性能調整領域の伝熱性能を高めるためには、 たとえば、 シリコーン樹 脂等の伝熱性能調整部材を用いる。 このとき、 前記伝熱性能調整部材は、 前記伝 熱性能調整領域全体にわたって設けてもよいし、 前記温度センサの前記へッ ド基 板における配置位置に対 ISする領域にのみ設けてもよい。

このように前記伝熱性能調整領域に、 必要な伝熱性能調整部材を様々な態様で 配備することにより、 温度センサによる発熱体の温度変化の検出応答性を容易に 調整することができる。 さらに、 本発明においては、 へッ ド基板と放熱部材との間の接着に、 選択され た伝熱性能をもつ接着部材が使用される。 伝熱性能が低し、接着部材を選択する場 合には、 放熱部材による放熱性能が実質的に低められる。 また、 伝熱性能が高い 接着部材を選択する場合には、 放熱部材による放熱性能が実質的に高められる。 一般には、 高速印字における印字パルス幅の制御をこれに使用する C P Uにそれ ほど負担をかけずに行う場合、 放熱部材による放熱性能を高める必要がある。 こ の場合には、 伝熱性能が高い接着部材を採用することになる。 このように、 本発 明のサ一マルプリントへッ ドによれば、 放熱部材の形状や大きさを変更すること なく、 その放熱性能を容易に調整することができる。

好ましい実施形態においてはまた、 前記へッ ド基板と前記放熱部材とを接着す る前記接着部材は、 アクリル系またはエポキシ系の樹脂接着剤に、 より伝熱性能 が高レ、材料からなる粉粒体を混入したものである。

従来のこの種のサーマルプリントへッ ドにおいてへッ ド基板と放熱部材との接 着に一般的に使用されていた接着部材は、 アクリル系またはエポキシ系の接着剤 ないしは粘着剤である。 これに比較して、 前記実施形態に接着部材は、 単なるァ クリル系またはエポキシ系の接着剤ないしは坫着剤よりも伝熱性能が高くなり、 その結果として放熱部材の放熱性能が高められる。 前記伝熱性能が高い材料とし ては、 たとえば、 シリコンの粉末、 アルミナセラミ ックの粉末、 あるいは、 銅等 の金属粉末が選択される。

好ましい実施形態においてはまた、 前記接着部材は、 シリコン樹脂系坫着剤で あ 。

シリコン樹脂系接着剤は、 前記のァクリル系またはエポキシ系の接着剤にシリ コン粉末等を混入してなる接着部材よりも、 より伝熱性能を高めうる。 したがつ て、 この場合のサ一マルプリントヘッ ドは、 より高速印字のための印字パルス幅 制御に適したものとなる。

本発明の第 2の側面によれば、 サ—マルプリントへッ ドの特性調整方法が提供 される。 この方法は、 絶縁性材料からなるへッ ド基板と、 当該基板の一側緣に沿 つて配置された発熱体と、 当該発熱体を駆動するための駆動〗 Cと、 当該発熱体 の温度監視を行うべく前記へッ ド基板に設けられた温度センサと、 前記へッ ド基 板と固着する放熱部材と、 を備えるサーマルプリントへッ ドの特性調整方法であ つて、 所望の伝熱性能を有する接着部材により前記へッ ド基板と前記放熱部材と を固着して前記放熱部材の放熱性を調整するステップと、 前記へッ ド基板上の前 記温度センサの配置位置と対応して、 前記放熱部材に伝熱性能調整領域を設ける ことで前記温度センサによる温度検出応答性能を調整するステップと、 を含むこ とを特徴とする。

このような方法によれば、 へッ ド基板の基本仕様と放熱部材の形伏仕様を一定 としたまま、 伝熱性能調整領域に対して伝熱性能調整部材を配備するか否か、 配 備する場合はどのような伝熱性能調整部材を用いるか、 を選択するだけで、 温度 センサの温度変化検出応答性を種々に変更できる。 これに加えて、 へッ ド基板と 放熱部材とを接着する接着部材を選択すれば、 さらに広い範囲にわたって、 サー マルプリン卜へッ ドの特性を変更することが可能となる。

この方法において、 前記温度センサによる温度検出応答性を高める場合には前 記伝熱性能調整領域の伝熱性能を低くすればよい。 また、 前記温度センサによる 温度検出応答性を低める場合には前記伝熱性能調整領域の伝熱性能を高くすれば よい。

また、 この方法において、 前記放熱部材の放熱性能を高める場合には前記接着 部材として伝熱性能の高いものが選択され、 前記放熱部材の放熱性能を低める場 合には前記接着部材として伝熱性能の低いものが選択される。

本発明のその他の特徴および利点は、 添付図面を参照して以下に行う詳細な説 明から、 より明らかとなろう。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係るサ一マルプリントへッ ドの一実施形態を示す斜視図であ る。

図 2は、 図 Iの Π— ί ί線断面図である。

図 3は、 図 1の I I I - I I I 線断面図である。

図 4は、 図 1の ί ί一 Π線断面図に相当する図である。

図 5は、 伝熱性能調整部材が温度センサの配置位置に対応する部分にのみ設け られている状態を示す概 図である。

図 6は、 発熱部の詳細を示す拡大平面図である。

図 7は、 作用を説明するためのグラフである。

図 8は、 従来例に係るサ一マルプリントへッ ドの斜視図である。

図 9は、 図 8の VI M - V【I I線断面図である。

図 1 0は、 図 8の — IX線断面図である。

図 1 1は、 発熱部の詳細を示す拡大平面図である。 発明を実施するための最良の形態

図 1は、 本発明に係るサ一マルブリン卜へッ ド 1 0の一形態の斜視図、 図 2お よび図 4は図 1の I I一 Η線断面図、 図 3は図 1の【I I - I I I 線断面図、 図 5は伝 熱性能調整部材が温度センサの配置位置に対応する部分にのみ設けられている状 態を示す概略図、 図 6は発熱部の詳細平面図である。 これらの図において、 図 8 〜図 1 1に示した従来例と同等の部材又は部分には同一の符号を付してある。 サ一マルプリントへッ ド 1 0は、 一般的な厚膜型サ一マルプリントへッ ドとし ての基本構造をもっている。 ヘッ ド基板 1 1は、 アルミナセラミック等の絶縁材 料を長矩形板状に成形したものであり、 その上面には、 発熟体 1 2と、 この発熱 体 1 2を駆動するための駆動 I C 1 3とが設けられる。 発熱体 1 2は、 たとえは 酸化ルテニウムペースト等の抵抗体ペーストを用いた厚膜印刷法により、 へッ ド 基板 1 1の第 1側縁 1 1 aに沿う、 細幅帯状に形成される。 さらに、 へッ ド基板 1 1の上面には、 図 6に詳示するように、 発熱体 1 2の下にもぐり込む櫛歯 1 4 aを有するコモン電極 1 4と、 同じく櫛歯状の個別電極 1 5とが形成されている。 図示例の場合、 コモン電極 1 4における櫛歯 1 4 aによって区分された各領域が、 発熱ドッ ト 1 7として機能する。 選択した個別電極 1 5を後記する駆動 I C 1 3 によってオン駆動すると、 図 3に斜線で示す領域に電流がながれて、 発熱ドッ ト 1 7が加熱される。

前記各個別電極 1 5は、 ヘッ ド基板 I 1の第 2側緣 1 l b方向に延出させられ ており、 かつ、 当該第 2側縁にそって配置された駆動 I C 1 3の各出力パッ ドに 対してワイヤボンディングによって結棣される。 また、 駆動 I C 1 3上の電源系 および信号系のパッ ドは、 へッ ド基板 1 1上に形成された所定の配線パターンに 対して同じくワイヤボンディングによって結線される。

図 1および図 5は、 模式的に示しているが、 たとえば 2 0 0 d p iの印字密度 を達成しながら A 4サイズの印字を行えるようにサ一マルプリントへッ ドを構成 する場合、 実際は、 前記発熱ドッ ト 1 7は 1 2 5 mピッチで 1 7 2 8個一列に 並び、 6 4 ビッ 卜の出力パッ ドをもつ駆動 I C 1 3が 2 7個並ぶことになる。 また、 ヘッ ド基板 1 1上には、 温度センサとしてのサーミス夕 1 8が配置され る。 当該サ一ミス夕は、 図示しない制御装置 （C P U ) による印字パルス幅制御 に供するべく、 発熱体 1 2の温度変化を監視する。 そのため、 一般的には、 サー ミス夕 1 8は、 へッ ド基板の長手方向中央部付近において、 いずれか二つの駆動 I C 1 3の間の領域に配置される。

駆動 I C 1 3と、 この駆動 I Cの上面パッ ドと配線パターンとの間をつなぐボ ンディングワイヤとは、 保護コ一ト 1 9によって覆われる。 この保護コート 1 9 は、 エポキシ系の樹脂からなる熱硬化性樹脂によって形成される。 具体的には、 液体状態にある前記樹脂を前記駆動 I C 1 3及びボンディングワイヤを覆うよう に塗布し、 これを加熱することによって硬化させる。

前記へッ ド基板 1 1は、 アルミニウム板等の、 放熱性に優れた金属材料からな る平面視長矩形状の放熱部材 2 0上に、 接着部材 2 1を用いて取付けられる。 本発明の要点の第 1は、 前記へッ ド基板 1 1上の温度センサ （サーミス夕） 1 8の配置領域と対応して、 前記へッ ド基板 1 1の裏面側に、 放熱部材 2 0からへ ッ ド基板 1 1上のサーミス夕 1 8への伝熱性能を調整するための伝熱性能調整領 域 2 2を設けることである。 本実施形態においては、 図 2および図 4に表れてい るように、 放熱部材 2 0に凹部 2 3を設け、 この凹部 2 3内に伝熱性能調整剤 2 4を充埴する力、 （図 4参照） 、 または充塡しない （図 2参照） ことによって達成 している。 前記凹部 2 3は、 放熱部材 2 0の長手方向の一部領域に設けてもよい し、 長手方向全長にわたって設けてもよい。 この場合、 放熱部材 2 0は長手方向 にわたり一様断面となるので、 押し出し成形によって容易に作成可能である。 ま た、 伝熱性能調整剤 2 4は、 どのような伝熱性能を達成するかによって、 種々選 択される。 たとえば、 前記伝熱性能調整領域 2 2の伝熱性能を低く し、 できるだけ放熱部 材 2 0からサ一ミス夕 1 8に伝達される熱を減らす場合には、 図 2に示すように 前記凹部 2 3には何も充塡せず、 空気断熱を図る。 そして、 前記伝熱性能調整領 域 2 2の伝熱性能を高め、 放熱部材 2 0からサーミス夕 1 8に伝達される熱を増 やす場合には、 図 4に示すように前記凹部 2 3に伝熱性能に優れた伝熱性能調整 剤 2 4を充塡する。 このような伝熱性能に優れた伝熱性能調整剤 2 4としては、 たとえば、 シリコーン樹脂かあげられる。 この場合、 凹部 2 3に充塡されたシリ コーン樹脂は、 図 4に示すように、 ヘッ ド基板 1 1の裏面に接触するようにする ことが肝要である。 もちろん、 達成するべき伝熱性能に応じて、 種々の伝熱性能 をもつ伝熱性能調整剤を使用することができる。

前記サ一ミス夕 1 8は、 前述したように、 印字パルス幅制御に供するべく、 発 熱体 1 2の温度変化を監視するために配設される。 発熱体 1 2からの熱は、 図 2 に矢印 aで示すようにヘッ ド基板 1 1中を通る経路と、 図 2に矢印 bで示すよう に放熱部材 2 0を通る経路を介して前記サ一ミスタ 1 8にいたる。 薄板状のアル ミナセラミックからなるヘッド基板 1 1を通る熱は、 迅速にサーミス夕 1 8にい たるが、 比較的厚肉で熟容量の大きい放熱部材 2 0を通る熱は、 時間的な遅れを もってサーミス夕 1 8にいたる。 サ一ミス夕 1 8が前言己経路 aおよび bから伝達 される複合した熱を検出する場合、 発熱体 1 2の温度変化そのものを反映してい ないものとなる力、、 主として経路 aからの熱を検出する場合、 より発熱体 1 2の 温度変化を反映した温度変化を検出することができる。 前記伝熱性能調整領域 2 2に伝熱性に優れた調整部材を充塡する場合には、 前記二つの経路 a , bからの 熱がサ一ミス夕 1 8に伝達される。 一方、 前記伝熱性能調整領域 2 2を空気断熱 すると、 サ一ミス夕 1 8には、 主として前記経路 aからの熱が伝達される。 この ように、 前記伝熱性能調整領域 2 2を設けることにより、 へッ ド基板 1 1の基本 仕様を変更することなく、 容易にサーミス夕 1 8による発熱体 1 2の温度変化の 検出応答性を調整することができるのである。

本発明の要点の第 2は、 前記へッ ド基板 1 1 と前記放熱部材 2 0との間を接着 するための接着部材 2 1 として、 選択した伝熱性能をもつものを使用し、 実質的 に、 放熱部材 2 0による放熱性能を調整することである。 前記接着部材 2 1 とし て伝熱性能の優れたものを採用すると、 発熱体 1 2からこの接着部材 2 1を介し て放熱部材 2 0に伝達される熱の量が多くなり、 実質的に放熱部材 2 0による放 熱性能が高められる。 逆に、 前記接着部材 2 1 として伝熱性能が劣るものを採用 すると、 発熟体 1 2からこの接着部材 2 1を介して放熱部材 2 0に伝達される熱 の量が少なくなり、 実質的に放熱部材 2 0による放熱性能が低められる。 放熱性 能が比較的劣るものとしては、 たとえばエポキシ系の樹脂接着剤または粘着剤、 なるいはアクリル系の樹脂接着剤または粘着剤が挙げられる。 そして、 このよう な樹脂接着剤または粘着剤をベースとして、 その伝熱性能を高めるには、 これら の樹脂よりも伝熱性能に優れた材料の粉粒体を所望割合で混入する。 このような 混入剤としては、 たとえば、 シリコン粉末、 アルミナセラミ ック粉末、 銅等の金 属粉末等が挙げられる。 また伝熱性能に優れた接着部材または拈着剤としては、 シリコーン樹脂粘着剤が挙げられる。

図 7は、 本発明の第 2の要点についての作用を示す。 この図は、 常温下におい てべ夕黒の印字のための印加を 2 5秒間おこなった場合のサーミス夕 1 8の動特 性を示している。 この測定における印字周期は 1 O m sであり、 個々の発熱駆動 時間は 1 . 9 5 m sである。 図中、 □印は比較例としてのアクリル系の樹脂粘着 剤を前記接着部材として採用した場合を、 X印は本発明に係るシリコン樹脂粘着 剤を前記接着部材として採用した場合を表している。 図から判るように、 前記比 較例においては、 6 2 ° Cに到達するのに 1 5秒しかかからないが、 本発明の場 合には 2 5秒を要している。 これは放熱部材 2 0の放熱性が高められたことによ る。

前記比較例の場合は、 検出温度の立ち上がり角度が急峻であるので、 印字パル ス幅制御を適正に行うためには、 高速処理が可能な C P Uを'必要とする。 しかし ながら、 本発明の場合は、 検出温度の立ち上がり角度が比較的に緩やかであるの で、 印字パルス幅制御のための C P Uは、 それほど高速性能を要しない。 実際に おいて、 高速印字を実現するためには、 印字周期を短縮した上で必要な印字エネ ルギを印加する必要がある。 その結果、 温度の立ち上がり角度がより急となる傾 向があるが、 これをそのまま検出したのでは C P Uの処理が追いつかない。 しか しながら、 本発明においては、 上述のように、 サ一ミス夕 1 8による検出温度の 立ち上がり角度を緩和することができるので、 既存の C P Uによる処理が可能で あ

伝熱性能調整領域 2 2の伝熱性を高めると、 放熱部材 2 0を介してサ一ミス夕 1 8にいたる熱の量が増えるので、 図 7に描かれている温度変化は、 2 5秒の時 点のピークが低められるとともに、 それより後方に分散されたような特¾^曲線と なる。 放熱部材 2 0を介して時間的な遅れをもってサーミス夕 1 8に到達する熱 の影響が現れるからである。

もちろん、 この発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではない。 た とえば、 サーマルプリントへッ ドの発熱体の形態は、 薄膜型であってもよい。 図 示された実施形態においては、 伝熱性能調整領域 2 2を形成するために、 放熱部 材 2 0に凹部 2 3を形成したが、 その他の形状としてもよい。 さらに、 ヘッ ド基 板と放熱部材との間を接着するための接着部材の伝熱性能を選択する手段として も、 種々の方法がある。 たとえば、 同一のテープ状接着剤の厚みを変更してもよ レ、。 この場合、 一定厚みのテープ状接着剤の枚数を選択して、 所望枚数の接着テ —プをヘッ ド基板と放熱部材との間に介在させればよい。 さらに、 接着剤の合計 面積を変化させてもよい。 この場合、 接着テープをドット状に形成し、 このドッ ト密度を種々変更してへッ ド基板と放熱部材間に介在させることができる。 なお、 従来一般のこの種のサ一マルプリントへッ ドにおけるへッ ド基板と放熱 部材間を接着するために使用されてきたのは、 ァクリル系またはエポキシ系の接 着剤ないしは粘着剤であつたが、 それ以外の伝熱性能が高められた接着部材、 た とえば、 上述したようなシリコン粉末やセラミ ック粉末、 あるいはその他の金属 粉末を了クリル系またはエポキシ系の接着剤ベースに混入して作成した新規な接 着部材を使用してヘッ ド基板と放熱部材とを接着したもの、 あるいは、 接着部材 としてシリコーン樹脂接着剤を使用したものは、 前記サーミスタの裏面側に形成 される伝熱性能調整領域に関する要件を充足するかぎり、 すべて本発明の範囲に 含まれると解釈される。

Claims

言青求の範囲

1 . 絶縁性材料からなるヘッ ド基板と、 当該基板の一側縁に沿って配置された発 熱体と、 当該発熱体を駆動するための駆動 I。と、 当該発熱体の温度監視を行 うべく前記へッ ド基板に設けられた温度センサと、 前記へッ ド基板を固着する 放熱部材と、 を備えるサーマルプリントへッ ドにおいて、

前記放熱部材は前記へッ ド基板を固着するための第 1面と、 前記温度センサ の配置位置に対応する第 2面とを有し、 当該第 2面は前記へッ ド基板に対向し 且つこれから離間することにより伝熱性能調整領域を規定しており、

前記へッ ド基板と前記放熱部材とは、 所望の伝熱性能を有する接着部材によ つて固着されていることを特徴とする、 サーマルプリントへッ ド。

2 . 前記伝熱性能調整領域には、 伝熱性能調整部材が配備されている、 請求項 1 に記載のサ一マルプリントへッ ド。

3 . 前記伝熱性能調整部材は、 前記伝熱性能調整領域全体にわたって設けられて いる、 請求項 2に記載のサ一マルプリントヘッド。

4 . 前記伝熱性能調整部材は、 前記温度センサの前記ヘッ ド基板における配置位 置に対応する部分にのみ設けられている、 請求項 2に記載のサーマルプリント へッ ド。

5 . 前記伝熱性能調整領域は、 前記放熱部材に凹部を設けることで形成されてい る、 請求項 1〜 4のいずれかに記載のサーマルプリントへッ ド。

6 . 前記接着部材は、 アクリル系又はエポキシ系の樹脂接着剤に、 より伝熱性能 が高い材料からなる粉粒体を混入したものである、 請求項 1〜5に記載のサ— マルプリントへッ ド。

7 . 前記接着部材は、 シリコン樹脂系粘着剤である、 請求項 〜 5のいずれかに 記載のサ一マルプリントへッ ド。

8 . 絶縁性材料からなるヘッ ド基板と、 当該基板の一側縁に沿って配置された発 熱体と、 当該発熱体を駆動するための駆動 I Cと、 当該発熱体の温度監視を行 うべく前記へッド基板に設けられた温度センサと、 前記へッ ド基板と固着する 放熱部材と、 を備えるサーマルプリン卜へッ ドの特性調整方法であって、 所望の伝熱性能を有する接着部材により前記へッ ド基板と前記放熱部材とを 固着して前記放熱部材の放熱性を調整するステップと、

前記へッ ド基板上の前記温度センサの配置位置と対応して、 前記放熱部材に 伝熱性能調整領域を設けることで前記温度センサによる温度検出応答性能を調 整するステップと、 を含むことを特徴とする、 サ一マルブリントヘッ ドの特性 調整方法。

9 . 前記温度センサの温度検出応答性を高める場合には、 前記伝熱性能調整領域 の伝熱性能を低め、 前記温度センサの温度検出応答性を低める場合には、 前記 伝熱性能調整領域の伝熱性能を高める、 請求項 8に記載の方法。

10. 前記放熱部材の放熱性能を高める場合には、 前記接着部材として伝熱性能の 高いものを選択し、 前記放熱部材の放熱性能を低める場合には、 前記接着部材 として伝熱性能の低レ、ものを選択する、 請求項 8に記載の方法。