JPH0829595B2 - サ−マルヘツド - Google Patents

サ−マルヘツド

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JPH0829595B2
JPH0829595B2 JP31615486A JP31615486A JPH0829595B2 JP H0829595 B2 JPH0829595 B2 JP H0829595B2 JP 31615486 A JP31615486 A JP 31615486A JP 31615486 A JP31615486 A JP 31615486A JP H0829595 B2 JPH0829595 B2 JP H0829595B2
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正典 八木野
美知 伊藤
理 石川
定利 菊地
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/335—Structure of thermal heads
    • B41J2/33555—Structure of thermal heads characterised by type
    • B41J2/3357—Surface type resistors

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  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファクシミリや各種プリンタ等に搭載され
るサーマルヘッドに関する。
〔発明の概要〕
本発明は、基板上に複数の発熱抵抗体及び駆動回路部
が形成され、この発熱抵抗体を選択的に発熱させて感熱
記録を行うサーマルヘッドにおいて、基板は透明若しく
は半透明の耐摩耗性材により形成され、基板の発熱抵抗
体側に支持放熱板が接合されると共に基板の裏面側の少
なくとも一部を研削し、この研削面で感熱記録を行う構
成とすることにより、基板と支持放熱板の接合における
発熱抵抗体パターンの位置規制、基板の記録面の厚み設
定が正確にできて高信頼性のサーマルヘッドを得られる
ものである。
〔従来の技術〕
従来、ライン型あるいはシリアル型等のサーマルヘッ
ドでは、発熱抵抗体の駆動方式としてダイレクトドライ
ブ方式やダイオードマトリックス方式の何れかが主に採
用されている。そして、このような方式のサーマルヘッ
ドにおいては、駆動回路部等を構成するIC,ダイオード
等の半導体素子ペレットをサーマルヘッド基板に直接実
装して小型化を図っている。
しかしながら、この種のサーマルヘッドにおいては、
小型化,信頼性,製品価格等の点で制約が多く、その改
善が望まれている。
すなわち、従来のサーマルヘッドは、第8図に示すよ
うに、基板(101)上に実装された駆動用半導体素子(1
02)を保護するために、この素子(102)を封止剤(10
3)でモールドし更に封止部カバー(104)にて被覆した
構造になっている。
そして、この種のサーマルヘッドでは良好な印字を得
るため、プラテン(105)の当たり特性を確保すること
が必要不可欠となっている。すなわち、このサーマルヘ
ッドにおいては、封止部カバー(104)がプラテン(10
5)からのペーパーパスPより逃れる必要があった。言
い換えれば、発熱抵抗体から駆動用半導体素子(102)
までの距離W1は封止部カバー(104)の厚みtとプラテ
ン(105)の外形寸法によって制約されるので、ヘッド
の小型化には限界があった。また、この制約は基板(10
1)の小型化の妨げとなり、従来より基板材として多用
されているグレーズセラミック(Al2O3)が高価である
ことより、材料コストの点からもこの改善が望まれてい
る。
一方、従来のサーマルヘッドでは、発熱抵抗体に耐酸
化層を介して耐摩耗層が形成され、プラテン(105)か
ら発熱抵抗体を保護する構造となっている。
しかしながら、これら耐酸化層や耐摩耗層はスペッタ
リング等の薄膜形成技術で積層しているので、耐摩耗層
を厚膜構造とし摩耗寿命を確保するには限界があった。
例えば、耐摩耗層を10μm以上膜付けしようとすると、
この膜付けに長時間を要するとともに、成膜時の膜応力
によりクラック等が発生し、ヘッドの信頼性が低下して
しまう。
さらに、上記当たり特性を確保するには、発熱抵抗体
に給電する電極の膜厚も0.5〜1.5μm程度に制限される
ので、ワイヤボンディング作業が煩雑となるとともに、
この接続の信頼性の点で問題が残されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで近年、感熱記録の分野では、サーマルヘッド
の小型化、高信頼性化の傾向にあり、上述の如く従来の
サーマルヘッドでは、これら要望を十分に満足すること
ができず、この改善が望まれている。
そこで一方の面に発熱抵抗体及び半導体素子を有する
駆動回路を形成した基板の他方の面、即ち裏面側をプラ
テンが当接される記録面としたサーマルヘッドが提案さ
れている。
しかし、このサーマルヘッドでは発熱抵抗体は基板の
記録面に対して内面側に位置するたため外側から見えず
組立てにおいて発熱抵抗体パターンの位置に対する基板
の切削精度が悪い場合は発熱抵抗体パターンを支持板に
対し所定位置に正確に対応させることが困難で、また発
熱抵抗体に対する記録面の厚みを所定の厚さに調整する
ことも困難であり、そのため基板の切削位置及び板厚の
ばらつきを抑える等、基板を高精度で形成しなければな
らず製作上に難点がある。
かかる状況より、本発明は提案されたものであり、基
板に形成される発熱抵抗体の支持板に対する位置規制が
正確になされ、また記録面も所定の厚みに形成されてプ
ラテンの当りが良好で優れた印字品質が得られるサーマ
ルヘッドを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
前述の目的を達成するために、本発明のサーマルヘッ
ドは、基板上に複数の発熱抵抗体及び駆動回路が形成さ
れ、この発熱抵抗体を選択的に発熱させて感熱記録を行
うサーマルヘッドにおいて、基板を透明若しくは半透明
の耐摩耗性材により形成し、この基板の発熱抵抗体側に
支持放熱板が接合されると共に、この基板の裏面側の発
熱抵抗体位置に対応する部面を研削し、この研削面で感
熱記録を行うことを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明のサーマルヘッドは、一方の面に発熱抵抗体及
び駆動回路を形成した基板の他方の面、即ち、裏面側で
感熱記録を行う構造としており、発熱抵抗体及び駆動回
路部はプラテンの摺接面(感熱記録面)に対して内面側
に位置することになるが、基板は透明若しくは半透明の
耐摩耗性材により形成されていることにより、発熱抵抗
体等は外面側から認識することができるので支持放熱板
に対する発熱抵抗体等の位置規制が正確にでき、また発
熱抵抗体に対する記録面の厚みを、研削加工を調整する
ことにより正確に設定できることから優れた印字品質が
得られヘッドの信頼性の向上が図れる。
〔実施例〕
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明
する。
本例のサーマルヘッドは第1図及び第2図に示すよう
に、透明若しくは半透明の耐摩耗性基板(1)の一平面
(1a)上に前半部と後半部に分断される発熱抵抗パター
ン(2a),(2b)及び駆動回路部(本実施例ではIC等の
半導体素子)(3)が形成され、これら発熱抵抗パター
ン(2a),(2b)及び半導体素子(以下ドライブICと云
う)(3)側に耐酸化層(8)及び接着層(9)を介し
て支持放熱板(10)が接合一体化された構造を有してい
る。耐摩耗性基板(1)としては石英,アルカリ成分を
有しないガラス等を用い、本例においてはホウケイ酸ガ
ラスを用いる。
そして、基板(1)の他面(裏面側)(1b)が感熱記
録面となっており、この裏面側(1b)は一方の発熱抵抗
パターン(2a)の発熱部(2A)に対抗する部面が肉厚、
本例では傾斜面(1b1)に形成されてこの傾斜面(1b1)
は感熱記録紙pを摺接させてプラテンPにより押圧保持
することにより感熱記録紙pに対し感熱記録を行うよう
に成されている。
発熱抵抗パターン(2a),(2b)とドライブIC(3)
とは電極パターン(4a),(4b),(4c)を介してAu等
の導線(5a),(5b)をワイヤボンディング等の手段に
て接続し導通されている。そして一方の発熱抵抗パター
ン(2a)上に分断して積層形成された電極パターン(4
a)と(4b)の間が前述した発熱部(2A)となって発熱
して印字に寄与する構成となっており、電極パターン
(4b)の後半部で他方の発熱抵抗パターン(2b)の前半
部上に積層形成された共通電極パターン(4B)上に耐酸
化層(8)を介してドライブIC(3)が実装されてい
る。
また、他方の発熱抵抗パターン(2b)の後半部上に積
層形成された外部端子としての電極パターン(4c)には
その後半部に外部駆動回路との導通を図るフレキシブル
プリントサーキットプレート(7)が異方導電膜(11)
を介して接続されている。
従って、本実施例のサーマルヘッドにおいては、サー
キットプレート(7)を介して供給される駆動電流によ
りドライブ1C(8)が駆動し、一方の発熱抵抗パターン
(2a)の発熱部(2A)を選択的に発熱させ、基板(1)
の裏面側、即ち傾斜面(1b1)の端部近傍において感熱
記録を行う構成となっている。なお、この感熱記録に直
接関与しない他方の発熱抵抗パターン(2b)は形成しな
くてもよいが、本実施例においては基板(1)の表面側
(1a)を同一平面とするために、また耐酸化層(8)の
基板(1)に対する密着性を良好にするために形成して
ある。
このように本実施例のサーマルヘッドにおいては、基
板(1)の裏面側(1b)を記録面としているので、プラ
テンPの当たり特性は良好のものとなる。また、発熱抵
抗パターン(2a),(2b)や駆動回路(ドライブIC
(3))の形成面は表面側(1a)で裏面側(1b)の記録
面とは異なることによりプラテンPからのペーパーパス
を考慮することなく、ドライブIC(3)等の配置スペー
スを自由に設定できる。従って基板(1)の寸法制約が
大幅に緩和されるので、基板(1)の小型化を図ること
ができる。
また、基板(1)の厚みは後述する裏面側(1b)の記
録面の研削量を調節することにより自由に設定できて厚
みを10〜20μm程度まで厚くすることができ、耐摩耗性
が向上すると共にその表面側(1a)に形成される駆動回
路のドライブIC(3)を保護できてヘッドの長寿命化を
図ることができる。
この基板(1)の材料としては従来のようにグレース
ドセラミック等の高価な材料に比しガラスや石英等を使
用するので、前述した小型化と相って材料コストの大幅
な低減化が可能となる。さらに、基板(1)にはSiウエ
ハ等の薄板を使用することも出来る。又、発熱抵抗パタ
ーン(2a)は、基板(1)の表面側に形成されていて、
感熱記録紙との接触面とは逆面であるため、従来のよう
に発熱抵抗パターン上に厚い耐摩耗層を形成する必要が
なくなった。従って、生産作業能率の低い、スパッタリ
ングによる耐摩耗層形成の工程が不要となり生産性の向
上がなされた。発熱抵抗パターン(2a)及び電極パター
ン(4a)(4b)等を、厚膜にて形成する場合には、スパ
ッタリング装置等の高価な装置がなくても製造可能とな
る。
そして、ドライブIC(3)及びこれと電極パターン
(4b),(4c)とのワイヤボンディング部はシリコーン
樹脂等の封止材(12)にてモールドされている。このド
ライブIC(3)や電極パターン(4a),(4b),(4c)
上に耐酸化層(8),接着層(9)を介して固着一体化
される支持放熱板(10)にはドライブIC(3)と対向す
る部分に略凹字状の切欠き部(10a)が形成されて前述
した封止材(12)によるモールド部が収納されてドライ
ブIC(3)等は支持放熱板(10)にて保護される。即ち
支持放熱板(10)は放熱作用とドライブIC(3)を保護
する収納パッケージとしての作用を併せ持っている。
この基板(1)と支持放熱板(10)の接合固着におい
て、前述の如く、基板(1)はガラス等の透明若しくは
半透明の耐摩耗性材により形成するので、発熱抵抗パタ
ーン(2a),(2b)は記録面となる裏面(1b)から容易
に透視認識できて、第3図Aに示すように基板(1)の
切断において切断ずれaが生じていても、同図Bに示す
ように発熱抵抗パターン(2a),(2b)の支持放熱板
(10)に対する位置規制が正確にでき、またこの基板
(1)と支持放熱板(10)とを接着する接着層(9)と
しては紫外線硬化形接着剤を使用できて基板(1)等に
加熱による悪影響を与えることなく接着できることにな
り基板(1)と支持放熱板(10)との接合が一層確実に
行える。
ここで支持放熱板(10)の材料としては、Al2O3等の
セラミックや、Fe−Ni系合金、Fe,Al等の熱伝導性に優
れた金属材料等が使用される。この支持放熱板(10)の
接着には接着作用の他、従来のグレーズ層としての作用
も有し、適性な熱伝導性を持たせるために接着面側には
低融点ガラス層(13)が形成されている。
このようにして基板(1)と支持放熱板(10)に固着
した後、基板(1)の裏面(1b)側を、発熱部(2A)上
の厚さが所定の厚さになるように傾斜状に研削して記録
面(1b1)を形成する。
この基板(1)の研削においては第4図に示すように
地学的に顕微鏡モニター(20)を用いて裏面(1b)側か
ら発熱抵抗パターン(2a),(2b)を透視してこのパタ
ーンが鮮明な映像になる点に調整し、これを基準にして
加工台(21)の加工基準面Sを調整し、この状態で記録
面(1b1)を縦軸又は横軸の平面研削機構により所定厚
さに研削する。この記録面(1b1)は前述した如く所定
の角度の傾斜面で、この傾斜角は5゜〜45゜の範囲が好
ましく、5゜以下は材料強度が弱く、45゜以上は厚すぎ
て良質の印字が得られない。
また前述した顕微鏡モニター(20)は要求される精度
に応じて総合倍率を決定する。実用例は400倍を使用し
ている。なお、基板としてのガラスは一般に5〜100μ
m位で5μm以下ではガラス強度が保てず、100μm以
上では印字に滲みが生じ易く不鮮明となる。また表面粗
度は0.1〜3μmRa位で#400砥石で が得られ、実用上十分である。
このように本実施例によれば、基板(1)の小型化、
すなわちプラテンの当接面の狭小化が可能となるので、
いわゆる垂直型のサーマルヘッドも可能となる。したが
って、1プラテン・マルチヘッドのカラープリンタ等が
小型,安価に製造可能となる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明
はこの実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で種々の構造が取り得ることはいうまでも
ない。
特に、駆動回路部を薄膜化(例えば薄膜トランジス
タ)し、他の各構成部分をも全て基板上に直接薄膜形成
すれば更に小型のサーマルヘッドが完成する。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明のサーマル
ヘッドは、基板の一平面上に発熱抵抗パターンや駆動回
路部を設け、この一平面の裏面側で感熱記録を行うの
で、プラテンからのペーパーパスを考慮することなく、
また発熱抵抗パターンや駆動回路部の配置スペースを自
由に設定できて、基板の寸法制約が緩和される。したが
って、ヘッドの小型化が容易に実現できる。また、プラ
テンの摺接面となる裏面が傾斜面等の平坦な構造である
ことから、感熱記録紙やプラテンの当たり特性が大幅に
向上し優れた印字品質が得られる。
また、基板を透明若しくは半透明の耐摩耗性材により
形成したので発熱抵抗パターンを裏面、即ち記録面側か
ら直接的に認識できるので製作加工時の位置合せ、記録
面の厚さ調整が容易となり、加工の自動化が可能となっ
て量産化が図れる。
以上から本発明によれば各種感熱プリンタの小型,高
信頼性のサーマルヘッドを安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用したサーマルヘッドの一例を示す
概略的な断面図、第2図は同サーマルヘッドの基板部を
内面側から見た平面図、第3図は基板の接合状態の説明
図、第4図は基板の研削加工の説明図、第5図は従来の
サーマルヘッドを模式的に示す側面図である。 図中(1)は基板、(1b1)は記録面としての傾斜面、
(2a),(2b)は発熱抵抗パターン、(2A)は発熱部、
(3)は半導体素子としてのドライブIC、(4a),(4
b),(4c)は電極パターン、(5a),(5b)は導線、
(8)は耐酸化層、(10)は支持放熱板、(20)は顕微
鏡モニターである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 理 東京都品川区北品川6丁目5番6号 ソニ ー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者 菊地 定利 東京都品川区北品川6丁目5番6号 ソニ ー・マグネ・プロダクツ株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に複数の発熱抵抗体及び駆動回路部
    が形成され、該発熱抵抗体を選択的に発熱させて感熱記
    録を行うサーマルヘッドにおいて、 前記基板は透明若しくは半透明の耐摩耗性材により形成
    され、 前記基板の発熱抵抗体側に支持放熱板が接合されると共
    に、 前記基板の裏面側の前記発熱抵抗体位置に対応する部面
    を研削して成り、 該研削面で感熱記録を行うことを特徴とするサーマルヘ
    ッド。
JP31615486A 1986-09-12 1986-12-26 サ−マルヘツド Expired - Fee Related JPH0829595B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6407764B1 (en) 1996-12-19 2002-06-18 Tdk Corporation Thermal head and method of manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6407764B1 (en) 1996-12-19 2002-06-18 Tdk Corporation Thermal head and method of manufacturing the same

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