JPS5852127Y2 - サ−マルヘツド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はファクシミリ等の感熱記録装置の主要構成部品
であるサーマルヘッドに関するもので、詳しくは発熱体
列を形成したセラミック基板を保持する保持台を改良し
、薄い保持台で良好な放熱性を維持するとともに、使用
時の保持台とセラミック基板との熱膨張係数の差による
変形をなくし、ヘッド全体の小型化を実現することを目
的とするものである。

従来、ファクシミリ用のサーマルヘッドにおいて発熱体
列を形成したセラミック基板を取付ける保持台には、各
種の防錆処理を施した鉄板が最も一般に多く用いられて
いた。

しかしながら、保持台として鉄板を用いていると、セラ
ミック基板と鉄板との熱膨張係数の差によりサーマルヘ
ッド全体に反りが生じ、感熱記録紙との間に良好な接触
状態を得ることができなくなっていた。

例えば、シリコン−タンタル合金薄膜の発熱体列をセラ
ミック基板上に長さ２００μ５幅１２０μで６本／ｍｍ
のピッチで７６８ドツト形威した薄膜型サーマルヘッド
に電力密度２５ Ｗ／ｍｍ２．パルス幅２．５ｍ５ｅｃ
で全面連続発色させた場合の鉄板の厚みと鉄板の温度上
昇およびセラミック基板の反りの関係を示すと、第１図
および第２図に示すようになる。

すなわち、４ｍｍの鉄板では飽和するまでに７０℃の温
度上昇が生に、室温を考慮すると、１００℃に近い温度
となり、正規の印字パターンを記録した場合でも記録し
ないドツトの部分もわずかに発色し、記録が著しく不鮮
明になる。

また、８ｍｍの鉄板の場合でも約４０℃の温度上昇が生
じる。

従って、鉄板でセラミック基板の温度上昇を２０℃程度
に抑えるには１２ｍｍ程度の厚さが必要である。

また、セラミック基板と鉄板の温度上昇時には表面に反
りが生じる。

これは、セラミックの熱膨張係数が６ Ｘ １０”であ
るのに対し、鉄の熱膨張係数が１３ Ｘ １０−６と大
きいためで、第３図に示すようにセラミック基板表面が
鉄板に向って湾曲するような反りが生じる。

なお、第３図において、１はセラミック基板、２はこの
セラミック基板１上に形成した発熱体列、３は鉄板、４
はセラミック基板１と鉄板３との接着層である。

セラミック基板１表面の反りが２０μ以上になると、感
熱記録紙との接触が不均一となり、印字むらが生じるこ
ととなり、実用上きわめて大きい問題となる。

このため、放熱効果の点を考えて、鉄より熱伝導率の高
い銅、アルミニウム等の金属を保持台として使用するこ
とも、アルミニウムの熱膨張係数が２８ Ｘ １０＝、
銅が１８Ｘ１０’というように鉄よりも大きく、セラミ
ック基板表面の反りが一層ひどくなるため、困難で゛あ
った。

また、セラミック基板表面における反りをなくすために
保持台としてセラミック基板と熱膨張係数のほぼ同程度
の鉄−ニッケルーコバルト系合金、例えばコバール（商
品名）を使用することが考えられるが、コバールは熱伝
導率が鉄よりも悪いため熱が内部にこもり、印字が不鮮
明となってしまう。

このように従来のサーマルヘッドは、セラミック基板を
取付ける保持台により特性が左右され、全てに互って良
好な特性を得ることはできなかったのである。

本考案はこのような従来の問題点に鑑み威されたもので
、以下本考案の一実施例を示す第４図の図面を用いて説
明する。

なお、第３図に示す従来のサーマルヘッドと同一個所に
ついては同一番号を付して説明は省略する。

第４図において、５はセラミック基板１が取付けられる
保持台で、この保持台５は熱伝導率の高いアルミニウム
、銅等の金属部材６の両側にセラミックとほぼ同程度の
熱膨張係数である鉄−ニッケルーコバルト系合金、例え
ばコバール（商品名）等の金属部材７を取付けることに
より構成されている。

８はセラミック基板１と保持台５との接着層である。

すなわち、本考案によるサーマルヘッドは、保持台５を
コバール／アルミニウム／コバール、またはコバール／
銅／コバールの積層構造により構成するものである。

従って、本考案のサーマルヘッドでは、保持台５の上下
をセラミックとほぼ同程度の熱膨張係数のコバールで構
成しているため、保持台５とセラミック基板１とを接着
した後、温度上昇がいくらあっても反りの発生は全くと
いっていいほど発生しなく、また保持台５とセラミック
基板１の接着時、従来の熱膨張係数が異なる材料の場合
には、高温による接着は、反りが発生するために困難で
あるが、本考案の場合には高温接着が可能であり、接着
剤の選択の自由度が拡大されるとともに、大幅な工程数
の削減も可能となる。

さらに、このサーマルヘッドは、セラミック基板１と金
属部材６の間に熱膨張差による熱ひずみの緩衝の役目を
するセラミックとほぼ同程度の熱膨張係数の金属部材７
が介在するので、長期間の使用によっても接着層８の破
壊が生じず、セラミック基板１のはがれが生じない。

また、印字の品質面で重要となる保持台の放熱特性は銅
、アルミニウム等の金属材料で充分に満足させることが
できる。

例えば、本考案の具体例として厚みＱ、５ｍｍのコバー
ル板と厚み４ｍｍのアルミニウム板とで構成した厚み５
ｍｍの保持台に６本／ｍｍで７６８ドツト、Ｂ６サイズ
で発熱体列を形成したセラミック基板をエポキシ樹脂接
着剤による１００℃１時間の加熱を行なって接着した。

なお、保持台とセラミック基板とは同一寸法に加工され
ている。

このようにして構成したサーマルヘッドの発熱体に２５
Ｗ／ｍｍ２の電力、２．５ｍ５ｅＣノハルス幅で通電し
て感熱記録紙を全面発色させた。

この時、約３０分で保持台温度は平衝になり、温度上昇
は３０℃であった。

また、反りの発生は１μ以下であった。また、保持台と
してアルミニウム板の代りに銅板を用いた場合も同様な
結果を得ることができた。

以上のように本考案のサーマルヘッドでは、発熱体列を
形成したセラミック基板に反りがほとんどといっていい
ほど発生せず、さらにくりかえしの熱ひずみによるセラ
ミック基板のはがれが発生しない。

また充分な放熱効果も得ることができ、これによってサ
ーマルヘッド自体の小型軽量化が可能となるとともに、
生産性を高める上でも有効となる等優れた効果を有して
いる。

さらには、サーマルヘッドの保持台における温度上昇も
銅、アルミニウムの厚みにより任意にコントロールする
ことができる。

このように本考案によれば、サーマルヘッドにおける印
字品質等の性能向上を計ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサーマルヘッドにおいて保持台としての
鉄板の厚みの変化に対する鉄板の温度上昇を示す図、第
２図は同じく鉄板の厚みの変化に対するセラミラス基板
の反りを示す図、第３図は従来のサーマルヘッドにおけ
る反りの状態を示す断面図、第４図は本考案の一実施例
によるサーマルヘッドを示す断面図である。 １・・・・・・セラミック基板、２・・・・・・発熱体
列、５・・・・・・保持台、６，７・・・・・・金属部
材。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）熱伝導率の高い第１の金属部材の両型面に熱膨張
   係数がセラミックとほぼ同程度の第２の金属部材を取付
   けて保持台を構成し、この保持台上に発熱体列を形成し
   たセラミック基板を接着剤により接着してなるサーマル
   ヘッド。
2. （２）熱膨張係数がセラミックとほぼ同程度の第２の金
   属部材として鉄−ニッケルーコバルト系合金を用いてな
   る実用新案登録請求の範囲第１項に記載のサーマルヘッ
   ド。
3. （３）熱伝導率の高い第１の金属部材としてアルミニウ
   ムを用いてなる実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   サーマルヘッド。
4. （４）熱伝導率の高い第１の金属部材として銅を用いて
   なる実用新案登録請求の範囲第１項に記載のサーマルヘ
   ッド。