JPH10272797A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ドライバーＩＣを絶縁基板の穴部に埋設させた
とき、ＩＣ上面の端子電極や電気回路が塵の押圧によっ
て破損していた。 【解決手段】発熱抵抗体３及び導電層４ｂ，４ｃを有す
る絶縁基板１に穴部１ａを設け、該穴部１ａ内に上面に
端子電極５ａを有するドライバーＩＣ５を埋設させると
ともにドライバーＩＣ５の端子電極５ａ上に前記導電層
４ｂ，４ｃを延在させて電気的に接続して成るサーマル
ヘッドであって、前記絶縁基板１の穴部壁面とドライバ
ーＩＣ側面との間にショアー硬度１２０以上の硬質樹脂
６を充填するとともに前記ドライバーＩＣ上面をショア
ー硬度９５以下の軟質樹脂７で被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】近年、プラスチックカードのような曲げ
ることが困難な硬質の記録媒体に感熱記録を行うため
に、記録媒体と接するサーマルヘッドの表面を出来るだ
け平坦になす試みがなされている。

【０００３】このような従来のサーマルヘッドとして
は、例えば図３に示すように、発熱抵抗体１３及び導電
層１４を有する絶縁基板１１に穴部１１ａを設け、この
穴部１１ａ内に発熱抵抗体１３の発熱を制御するための
ドライバーＩＣ１５を埋設させた構造のものが知られて
おり、かかるサーマルヘッドによればドライバーＩＣ１
５を絶縁基板１１の穴部１１ａ内に埋設したことでサー
マルヘッド表面には上方に大きく突出するものがなくな
ったことから、プラスチックカードのような曲げること
が困難な硬質の記録媒体Ｐに印画を行う場合であっても
記録媒体Ｐを略フラットな形状のまま発熱抵抗体１３上
に搬送するフラットパスが可能になった。尚、上述のサ
ーマルヘッドにおいては絶縁基板１１の穴部壁面とドラ
イバーＩＣ側面との間にドライバーＩＣ１５を固定する
ための樹脂材１６が充填されており、この樹脂材１６の
上面を介して前記導電層１４をドライバーＩＣ上面の端
子電極１５ａ上まで延在させておくことにより発熱抵抗
体１３等を導電層１４を介してドライバーＩＣ１５に電
気的に接続するようにしていた。

【０００４】そして上述のサーマルヘッドを用いて印画
を行う場合は、例えばインクリボン及び記録媒体Ｐをド
ライバーＩＣ１５上を経て発熱抵抗体１３上に搬送しな
がらドライバーＩＣ１５の駆動に伴い導電層１４を介し
て発熱抵抗体１３に電力を印加し、発熱抵抗体１３を個
々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した
熱によってインクリボンのインクを加熱・溶融させ、こ
れを外部のプラテン等を用いて記録媒体Ｐ側に押圧・転
写することによって記録媒体Ｐに印画が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサーマルヘッドによれば、絶縁基板１１の穴
部１１ａ内に埋設したドライバーＩＣ１５の上面には、
端子電極１５ａやスイッチングトランジスタ等の電気回
路が設けられている。そのため、印画に際してプラスチ
ックカード等の硬質の記録媒体Ｐをサーマルヘッドの表
面に沿って搬送させると、ドライバーＩＣ１５の上面と
硬質の記録媒体Ｐとの間に、静電気等の作用によって記
録媒体Ｐ等に付着した大きな塵が噛み込まれることとな
り、該塵の押圧によってドライバーＩＣ１５の端子電極
１５ａやスイッチングトランジスタ等の電気回路が破損
するという欠点を有していた。

【０００６】また上述した従来のサーマルヘッドにおい
ては、ドライバーＩＣ１５を固定するための樹脂材１６
がシリコーン樹脂等の軟質樹脂によって形成されている
と、インクリボンや記録媒体Ｐに付着した大きな塵がド
ライバーＩＣ１５の上面と記録媒体Ｐとの間に噛み込ま
れたとき、樹脂材１６が塵の押圧によって大きく変形
し、樹脂材１６上に被着させた導電層１４が断線してし
まうこともあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、発熱抵抗体及び導電層を有する絶縁
基板に穴部を設け、該穴部内に上面に端子電極を有する
ドライバーＩＣを埋設させるとともにドライバーＩＣの
端子電極上に前記導電層を延在させて電気的に接続して
成るサーマルヘッドであって、前記絶縁基板の穴部壁面
とドライバーＩＣ側面との間にショアー硬度１２０以上
の硬質樹脂を充填するとともに前記ドライバーＩＣ上面
をショアー硬度９５以下の軟質樹脂で被覆したことを特
徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明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
形態を示す平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図であ
り、１は絶縁基板、１ａは穴部、３は発熱抵抗体、４ａ
〜４ｃは導電層、５はドライバーＩＣ、６は硬質樹脂、
７は軟質樹脂である。

【０００９】前記絶縁基板１は厚み０．５〜１．５ｍｍ
程度のアルミナセラミックスやガラス等から成り、その
上面には複数の穴部１ａが設けられている。

【００１０】前記絶縁基板１はその上面で後述する発熱
抵抗体３や導電層４ａ〜４ｃ等を支持するとともに、前
記穴部１ａに後述するドライバーＩＣ５を埋設させてド
ライバーＩＣ５の上面がサーマルヘッドの上面より大き
く突出しないようになす作用を為し、これによって記録
媒体Ｐのフラットパスを可能にしている。

【００１１】尚、前記絶縁基板１は、例えばアルミナセ
ラミックスにより形成する場合、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に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所定形状に
打ち抜き加工するとともに高温で焼成することによって
製作され、その後、得られた絶縁基板１の上面に所定強
度のレーザーを照射し、その一部を溶融・飛散させる
か、或いは絶縁基板１の一部を切断することによって穴
部１ａが形成される。

【００１２】また、このような絶縁基板１の上面には、
断面山状の部分グレーズ層２と、複数の発熱抵抗体３
と、所定パターンの導電層４ａ〜４ｃとが夫々、被着さ
れている。

【００１３】前記部分グレーズ層２はガラス等の低熱伝
導性材料から成り、その頂部付近に被着される複数の発
熱抵抗体３を上方に突出させて記録媒体Ｐ等に対する押
圧力（印圧）を有効に高めるとともに、これら発熱抵抗
体３の発する熱を適当な温度となるように蓄積してサー
マルヘッドの熱応答特性を良好に維持する作用を為す。

【００１４】また前記発熱抵抗体３は部分グレーズ層２
の頂部付近に被着・配列されており、その各々が窒化タ
ンタル等の電気抵抗材料により形成されているため、後
述する導電層４ａ，４ｂを介して外部からの電力が印加
されるとジュール発熱を起こし、例えばインクリボンを
用いて印画を行う場合、インクを溶融させるのに必要な
所定の温度、例えば１５０〜２５０℃の温度に発熱する
作用を為す。

【００１５】また前記導電層４ａ〜４ｃは、発熱抵抗体
３の一端に共通接続される共通電極としての導電層４ａ
と、発熱抵抗体３の他端とドライバーＩＣ５の端子電極
５ａとを接続する個別電極としての導電層４ｂと、ドラ
イバーＩＣ５に印画信号等を供給する制御信号線として
の導電層４ｃとから成り、前記導電層４ａ，４ｂは前述
の発熱抵抗体３に外部からの電力を印加する作用を、ま
た導電層４ｃは外部からの印画信号等をドライバーＩＣ
５に供給する作用を為す。

【００１６】尚、前記部分グレーズ層２は、所定のガラ
ス粉末に適当な有機溶剤、有機溶媒を添加・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によっ
て帯状に印刷・塗布し、これを約１０００℃〜１２００
℃の温度で焼き付けることによって絶縁基板１の上面に
帯状に被着・形成され、前記発熱抵抗体３及び導電層４
ａ〜４ｃは、従来周知のスパッタリング法及びフォトリ
ソグラフィー技術等の薄膜形成技術を採用することによ
って所定厚み、所定パターンに被着・配列される。

【００１７】そして前記絶縁基板１に設けた複数の穴部
１ａ内には、複数のドライバーＩＣ５が個々に埋設され
ている。

【００１８】前記ドライバーＩＣ５は、その上面に導電
層４ｂ，４ｃに電気的に接続される複数の端子電極５ａ
とスイッチングトランジスタ等の電気回路が夫々形成さ
れているため、導電層４ｃ等を介して外部からの印画信
号等が供給されると、この信号に基づき、導電層４ａ，
４ｂ等を介して発熱抵抗体３に印加される電力のオン・
オフを制御するようになっている。

【００１９】そして、前述した絶縁基板１の穴部壁面と
ドライバーＩＣ５の側面との間にはショアー硬度１２０
以上の硬質樹脂６が充填され、更に前記ドライバーＩＣ
５の上面をショアー硬度９５以下の軟質樹脂７によって
被覆するようにしている。

【００２０】前記硬質樹脂６は、例えば、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂及びポリエーテルアミドを所定の比
率で混合させたものに、平均粒径２５μｍ程度のアルミ
ナフィラーを５０〜８０重量％の含有率で添加して成
り、ドライバーＩＣ５を穴部１ａ内の所定位置に強固に
固定するとともに、該硬質樹脂６の上面をドライバーＩ
Ｃ５の上面と略等しい高さに位置させておくことにより
その上に被着される導電層４ｂ，４ｃを良好な連続膜と
して形成し易くなす作用を為す。

【００２１】また一方、前記軟質樹脂７は、アルミナフ
ィラー等を一切含まないエポキシ樹脂やポリイミド樹脂
等から成り、ショアー硬度９５以下に調整されているた
め、印画に際してプラスチックカード等の硬質の記録媒
体Ｐをサーマルヘッドの表面に沿って搬送させたとき、
ドライバーＩＣ５の上面と硬質の記録媒体Ｐとの間に、
静電気等の作用によって記録媒体Ｐ等に付着した大きな
塵が噛み込まれても、軟質樹脂７はそれ自体が弾性変形
したり、或いは削れたりすることによって塵の押圧によ
る外力を吸収し、これによってドライバーＩＣ上面の端
子電極５ａや電気回路が破損するのを有効に防止してサ
ーマルヘッドの信頼性を向上させることができる。

【００２２】また、前記絶縁基板１の穴部壁面とドライ
バーＩＣ側面との間に充填される硬質樹脂６のショアー
硬度は１２０以上に調整されているため、上述の如く軟
質樹脂７が変形した場合であっても、硬質樹脂６は殆ど
変形せず、この両者間に介在される導電層４ｂ，４ｃを
良好な状態に維持することができる。従って導電層４
ｂ，４ｃの断線が有効に防止されるようになり、これに
よってもサーマルヘッドの信頼性が向上される。

【００２３】ここで、前記硬質樹脂６は、そのショアー
硬度が１２０よりも小さくなると、ドライバーＩＣ５の
上面と記録媒体Ｐとの間に大きな塵が噛み込まれること
によって軟質樹脂７が弾性変形した際、その下の硬質樹
脂６も変形して硬質樹脂６−軟質樹脂７間の導電層４
ｂ，４ｃに断線の恐れがあり、また前記軟質樹脂７は、
そのショアー硬度が９５よりも大きくなると、ドライバ
ーＩＣ５の上面と記録媒体Ｐとの間に大きな塵が噛み込
まれたとき、軟質樹脂７が弾性変形を起こしにくくなっ
て、記録媒体Ｐの表面を傷付けてしまう恐れがある。従
って、硬質樹脂６のショアー硬度は１２０以上に、軟質
樹脂７のショアー硬度は９５以下に設定しておく必要が
ある。

【００２４】尚、前記硬質樹脂６は、平均粒径２５μｍ
程度のアルミナフィラーを８０重量％含有させたエポキ
シ樹脂等のワニスをディスペンサ等を用いて絶縁基板１
の穴部壁面とドライバーＩＣ５の側面との間に流し込
み、これを約１５０℃の温度で熱硬化させることによっ
て充填され、また前記軟質樹脂７は、アルミナフィラー
等を一切含まないエポキシ樹脂等のワニスを従来周知の
スクリーン印刷等によって絶縁基板１の穴部１ａを覆う
ように印刷塗布し、これを約１５０℃の温度で熱硬化さ
せることによって形成される。このとき、絶縁基板１の
穴部壁面とドライバーＩＣ５の側面との間を２００〜６
００μｍに保っておけば、硬質樹脂６を充填するにあた
り、穴部壁面とＩＣ側面との間に気泡が発生しにくく、
また縮重合の際の収縮に伴う位置ずれの発生が低減され
る。従って絶縁基板１の穴部壁面とドライバーＩＣ５の
側面との間は２００〜６００μｍに保っておくことが好
ましい。

【００２５】かくして上述した本発明のサーマルヘッド
は、例えば、インクリボンと記録媒体Ｐとをサーマルヘ
ッドの表面に沿って（ドライバーＩＣ５上を経て発熱抵
抗体３上に）搬送しながら、ドライバーＩＣ５の駆動に
伴い導電層４ａ，４ｂを介して発熱抵抗体３に電力を印
加し、発熱抵抗体３を個々に選択的にジュール発熱させ
るとともに、該発熱した熱によってインクリボンのイン
クを加熱・溶融させ、これを外部のプラテン等を用いて
記録媒体Ｐ側に押圧・転写して記録媒体Ｐに印画を形成
することによってサーマルヘッドとして機能する。

【００２６】尚、本発明は上述の実施形態に限定される
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、軟質樹脂７
の表面粗さを中心線平均粗さＲａで2,000 〜40,000Åの
範囲に成しておけば、表面の凹凸で塵が効率良く捕獲さ
れるため、このような塵によって印画品質が低下するの
が有効に防止されるようになる。

【００２７】また上述の形態において、発熱抵抗体３や
導電層４ａ〜４ｃの一部を窒化珪素等で形成される耐磨
耗層によって被覆しても良く、このような保護膜を形成
しておくことにより記録媒体Ｐ等の摺接により発熱抵抗
体３等が磨耗したり、大気中に含まれている水分の接触
により発熱抵抗体３等が腐食されたりするのを防止する
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、絶縁
基板の穴部壁面とドライバーＩＣ側面との間にショアー
硬度１２０以上の硬質樹脂を充填し、ドライバーＩＣの
上面をショアー硬度９５以下の軟質樹脂によって被覆し
たことから、印画に際してプラスチックカード等の硬質
の記録媒体をサーマルヘッドの表面に沿って搬送させた
とき、ドライバーＩＣの上面と硬質の記録媒体との間
に、静電気等の作用によって記録媒体等に付着した大き
な塵が噛み込まれても、軟質樹脂はそれ自体が弾性変形
したり、或いは削れたりすることによって塵の押圧によ
る外力を吸収し、これによってドライバーＩＣ上面の端
子電極や電気回路が破損するのを有効に防止してサーマ
ルヘッドの信頼性を向上させることができる。

【００２９】また本発明のサーマルヘッドによれば、前
記絶縁基板の穴部壁面とドライバーＩＣ側面との間に充
填される硬質樹脂のショアー硬度が１２０以上であるた
め、上述の如く軟質樹脂が変形した場合であっても、硬
質樹脂は殆ど変形せず、この両者間に介在される導電層
を良好な状態に維持することができる。従って導電層の
断線が有効に防止されるようになり、これによってもサ
ーマルヘッドの信頼性が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの一形態を示す平面図
である。

【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。

【図３】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・絶縁基板 １ａ・・・・・・・・穴部 ３・・・・・・・・・発熱抵抗体 ４ｂ，４ｃ・・・・・導電層 ５・・・・・・・・・ドライバーＩＣ ６・・・・・・・・・硬質樹脂 ７・・・・・・・・・軟質樹脂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱抵抗体及び導電層を有する絶縁基板に
   穴部を設け、該穴部内に上面に端子電極を有するドライ
   バーＩＣを埋設させるとともにドライバーＩＣの端子電
   極上に前記導電層を延在させて電気的に接続して成るサ
   ーマルヘッドであって、 前記絶縁基板の穴部壁面とドライバーＩＣ側面との間に
   ショアー硬度１２０以上の硬質樹脂を充填するとともに
   前記ドライバーＩＣ上面をショアー硬度９５以下の軟質
   樹脂で被覆したことを特徴とするサーマルヘッド。