(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面側に発熱体が設置された発熱ブロックにおいて、前記基板の他方の面には、この他方の面側にのみ開口する多数の微小穴がレーザにより所定寸法に調整された上で形成されており、かつ、これらの微小穴は、前記発熱体に対応する位置よりも広範囲に形成されていることを特徴とする、発熱ブロック。
【請求項２】
請求項１に記載の発熱ブロックを設けたことを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記基板の他方の面に放熱板を取付け、前記多数の微小穴を前記放熱板により閉塞して密閉空間を形成したことを特徴とする、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の発熱ブロックを設けたことを特徴とする、加熱ヒータ。
【請求項５】
一方の面側に発熱体が設置される基板の他方の面に、前記基板を分断するためのクラッキングラインをレーザにより形成する工程において、前記レーザにより、前記基板の他方の面に開口する多数の微小穴を、前記発熱体に対応する位置よりも広範囲に形成し、その後、前記基板を前記クラッキングラインに沿って分断することを特徴とする、発熱ブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、発熱ブロック、サーマルプリントヘッド、加熱ヒータ、および発熱ブロックの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サーマルプリントヘッドや加熱ヒータに利用される発熱ブロックは、図５に示すように、基板３１の一方の面にグレーズ３２を形成し、その上に抵抗体３３を形成した構成であった。
【０００３】
しかし、このような従来の発熱ブロックでは、一般に、基板３１が放熱性に優れたセラミック基板であり、しかも体積も大きいことから、抵抗体３３が発熱しても、その熱を吸収してすぐに放熱してしまう。したがって、発熱ブロックを例えばサーマルプリントヘッドに用いた場合、抵抗体３３の温度の立ち上がりが遅く、しかも蓄熱が少ないので、抵抗体３３に大きな電流を流す必要があり、電力消費量が多くなるとともに、電源も大型化するという難点があった。
【０００４】
一方、基板３１の他方の面に、抵抗体３３の幅と同一か、あるいはそれよりも狭い溝を形成し、その溝を蓄熱空間とすることにより、多数並設された抵抗体３３の放熱性を均一化して印字品位を向上させたサーマルプリントヘッドが提案されている（特開昭６３−１７３６５６号公報参照）。
【０００５】
このような従来のサーマルプリントヘッドでは、蓄熱空間により蓄熱性は向上するものの、溝のために基板の機械的強度が低下することが考えられる。
【０００６】
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、発熱ブロックの蓄熱性の向上と機械的強度の維持とを両立させることを、その課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を採用する。
【０００８】
本願発明の第１の側面によれば、サーマルプリントヘッドや加熱ヒータなどに用い得る発熱ブロックが提供され、この発熱ブロックは、基板の一方の面側に発熱体が設置された発熱ブロックにおいて、基板の他方の面には、この他方の面側にのみ開口する多数の微小穴がレーザにより所定寸法に調整された上で形成されており、かつ、これらの微小穴は、発熱体に対応する位置よりも広範囲に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本願発明の第２の側面によれば、感熱紙に印字を行うためなどに用い得るサーマルプリントヘッドが提供され、このサーマルプリントヘッドは、上記第１の側面による発熱ブロックを設けたことを特徴とする。
【００１０】
サーマルプリントヘッドの場合、基板の他方の面に放熱板が取り付けられることが多い。このように基板の他方の面に放熱板を取り付けると、多数の微小穴が放熱板により閉塞されて、多数の密閉空間が形成される。
【００１１】
本願発明の第３の側面によれば、電子写真プロセスにおいて、感光ドラムから用紙上に転写されたトナーを定着するためなどに用い得る加熱ヒータが提供され、この加熱ヒータは、上記第１の側面による発熱ブロックを設けたことを特徴とする。
【００１２】
本願発明の第４の側面によれば、発熱ブロックの製造方法が提供され、この発熱ブロックの製造方法は、一方の面側に発熱体が設置される基板の他方の面に、基板を分断するためのクラッキングラインをレーザにより形成する工程において、レーザにより、基板の他方の面に開口する多数の微小穴を、発熱体に対応する位置よりも広範囲に形成し、その後、基板をクラッキングラインに沿って分断することを特徴とする。
【００１３】
【発明の作用および効果】
本願発明の発熱ブロックによれば、一方の面側に発熱体が設置された例えばセラミック製の基板に、その他方の面に開口する多数の微小穴を、発熱体に対応する位置よりも広範囲に設けたので、多数の微小穴の容積分だけ基板の体積が減少し、放熱性が低下する。さらに、基板の他方の面を放熱板に貼付することにより、多数の微小穴の内部が密閉空間になり、空気が閉じ込められて断熱効果を発揮するので、一層放熱性が低下する。基板の熱伝導は、発熱体が設置された一方の面から他方の面に向けて次第に拡がるので、多数の微小穴を発熱体に対応する位置よりも広範囲に設けることにより、良好に熱伝導を低下させることができる。しかも、多数の微小穴の周囲には、基板の素材が壁状に残存しているので、基板の一方の面に溝を形成する場合と比較して、機械的強度が大きい。
【００１４】
したがって、上記発熱ブロックをサーマルプリントヘッドに用いれば、発熱体の温度の立ち上がりが速く、しかも基板による放熱性が低いので発熱体の蓄熱性が高く、したがって、発熱体を構成する抵抗体に流す電流が小さくても、良好に印字できることから、省電力化を図ることができ、さらには電源装置の小型軽量化を実現できる。また、基板の機械的強度が強いので、発熱体を感熱紙に押し付けることによる基板の損傷を良好に防止できる。
【００１５】
さらに、基板の他方の面に放熱板を取り付けると、多数の微小穴が放熱板により閉塞されて、多数の密閉空間が形成される。したがって、密閉空間内の空気により断熱効果が得られ、放熱性を一層低下させることができる。
【００１６】
また、上記発熱ブロックを例えば定着のための加熱ヒータに用いれば、発熱体の温度の立ち上がりが速く、しかも基板による放熱性が低いので発熱体の蓄熱性が高く、したがって、発熱体を構成する抵抗体に流す電流が小さくても、感光ドラムから用紙上に転写されたトナーを良好に定着できることから、省電力化を図ることができ、さらには電源装置の小型軽量化を実現できる。また、基板の機械的強度が強いので、発熱体を用紙に押し付けることによる基板の損傷を良好に防止できる。
【００１７】
また、上記発熱ブロックの製造に際して、一方の面側に発熱体が設置される基板の他方の面に、基板を分断するためのクラッキングラインをレーザにより形成する工程において、レーザにより、基板の他方の面に開口する多数の微小穴を、発熱体に対応する位置よりも広範囲に形成し、その後、基板をクラッキングラインに沿って分断するので、レーザによるクラッキングラインの形成と多数の微小穴の形成とを同一工程で行うことから、生産性が高い。また、多数の微小穴をレーザにより形成することから、作業を迅速かつ良好に行え、しかも微小穴の直径や深さを規定通りに正確に加工できる。すなわち、セラミック製の基板の場合、ダイシングにより加工するのは困難を伴い、しかも穴の深さも精度良く規定通りに加工することができないが、レーザ加工ではこのような問題がない。また、基板を焼成する前のグリーンシートの段階で多数の微小穴を形成する方法では、焼成により反りが生じて基板が湾曲してしまうが、焼成後のレーザ加工ではこのような問題がない。
【００１８】
【実施例の説明】
以下、本願発明の好ましい実施例を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１９】
図１は、本願発明に係る発熱ブロックの断面図であって、基板１の一方の面には、グレーズ２が形成されており、グレーズ２上には、抵抗体３が形成されている。基板１は、例えばセラミック製であり、１ｍｍ程度の厚さの矩形板状である。グレーズ２は、例えばガラスからなり、基板１上の全体あるいは所定領域を覆っている。抵抗体３は、厚膜サーマルプリントヘッドの場合、例えば酸化ルテニウムからなり、また、加熱ヒータの場合、例えば銀・パラジウム合金からなり、グレーズ２上の所定位置に所定幅かつ所定長さに形成されている。基板１の他方の面には、多数の微小穴４が形成されている。この微小穴４は、基板１の他方の面の抵抗体３に対応する位置よりも広範囲に形成されている。すなわち、図２に示すように、基板１の他方の面における抵抗体３の投影面を含んで、さらにその周囲の所定領域にわたって、縦横に所定ピッチで形成されている。
【００２０】
この発熱ブロックの所定位置に、抵抗体３に通電して発熱させるための電極などの、所定の構成要素を形成することにより、感熱紙に印字を行うためなどに用い得るサーマルプリントヘッドや、電子写真プロセスにおいて、感光ドラムから用紙上に転写されたトナーを定着するためなどに用い得る加熱ヒータなどが得られる。なお、厚膜サーマルプリントヘッド、薄膜サーマルプリントヘッド、加熱ヒータのそれぞれによって、デバイスの構成は若干異なる部分もあるが、基本構成は同様である。
【００２１】
この発熱ブロックによれば、基板１の他方の面に開口する多数の微小穴４を、抵抗体３に対応する位置よりも広範囲に、すなわち、基板１の他方の面における抵抗体３の投影面を含んで、さらにその周囲の所定領域にわたって、縦横に所定ピッチで形成したので、多数の微小穴４の容積分だけ基板１の体積が減少し、放熱性が低下する。
【００２２】
さらに、図３に示すように、基板１の他方の面に、例えばアルミニウム板からなる放熱板５を貼付することにより、多数の微小穴４の内部が密閉空間になり、空気が閉じ込められて断熱効果を発揮するので、一層放熱性が低下する。一般的に、サーマルプリントヘッドの場合、このような放熱板５がよく用いられる。
【００２３】
基板１の熱伝導は、抵抗体３が設置された一方の面から他方の面に向けて次第に拡がるので、多数の微小穴４を、抵抗体３に対応する位置よりも広範囲に、すなわち、基板１の他方の面における抵抗体３の投影面を含んで、さらにその周囲の所定領域にわたって形成することにより、良好に熱伝導を低下させることができる。
【００２４】
しかも、多数の微小穴４の周囲には、基板１の素材が壁状に残存しているので、基板１の一方の面に溝を形成する場合と比較して、機械的強度が大きい。
【００２５】
したがって、上記発熱ブロックをサーマルプリントヘッドに用いれば、抵抗体３の温度の立ち上がりが速く、しかも基板１による放熱性が低いので抵抗体３の蓄熱性が高く、したがって、抵抗体３に流す電流が小さくても、良好に印字できることから、省電力化を図ることができ、さらには電源装置の小型軽量化を実現できる。また、基板１の機械的強度が強いので、抵抗体３を感熱紙に押し付けることによる基板１の損傷を良好に防止できる。
【００２６】
また、上記発熱ブロックを例えば定着のための加熱ヒータに用いれば、抵抗体３の温度の立ち上がりが速く、しかも基板１による放熱性が低いので抵抗体３の蓄熱性が高く、したがって、抵抗体３に流す電流が小さくても、感光ドラムから用紙上に転写されたトナーを良好に定着できることから、省電力化を図ることができ、さらには電源装置の小型軽量化を実現できる。また、基板１の機械的強度が強いので、抵抗体３を用紙に押し付けることによる基板１の損傷を良好に防止できる。
【００２７】
上記発熱ブロックの製造に際しては、先ず、印刷や焼成などの方法により、所定数の発熱ブロックに対応する大きさの基板１の一方の面に、グレーズ２や抵抗体３を形成し、さらに、サーマルプリントヘッドや加熱ヒータなどの用途に応じて、所定の電極などを所定の位置に形成する。
【００２８】
次に、図４に示すように、焼成後の基板１の他方の面に、例えば二酸化炭素ガスレーザなどのレーザにより、基板１を分断するための縦横のクラッキングライン６を形成すると共に、所定領域Ａに多数の微小穴４を形成する。これらクラッキングライン６と微小穴４とは、いずれを先に形成してもよく、あるいは、交互に形成してもよい。なお、クラッキングライン６は、所定深さの微小な穴を一直線上に多数連続して形成することにより実現される。基板１の厚みは、例えば１ｍｍ程度であり、領域Ａにおける多数の微小穴４の深さは、例えば０．３３ｍｍ程度である。この微小穴４の深さは、例えば０．０５ｍｍ程度の精度で形成可能である。多数の微小穴４のピッチは、例えば縦横に０．１６ｍｍ程度であり、微小穴４の直径は、０．１６ｍｍ程度のピッチで微小穴４を形成したときに、相互に隣接する微小穴４間に壁体が残存する程度の大きさである。
【００２９】
次に、所定の分割装置などを用いて、基板１をクラッキングライン６に沿って分断する。かくして、サーマルプリントヘッドや加熱ヒータなど、上記発熱ブロックを備えた所望のデバイスが所定数得られる。
【００３０】
なお、各発熱ブロックの大きさや、各発熱ブロックにおける抵抗体３などの個数、幅、長さ、形状などは、所望のデバイスに応じて適宜決定すればよく、もちろん、それに応じて微小穴４を形成する領域も異なったものとなる。また、微小穴４の直径、深さ、ピッチなども、基板１の強度や放熱特性などに応じて適宜決定すればよい。また、微小穴４の形状も、レーザの特性や基板１の材質などによって決まるものであり、図１に示すような円錐状に限るものではない。また、厚膜サーマルプリントヘッド、薄膜サーマルプリントヘッド、加熱ヒータのそれぞれの場合で、製造方法の細部においてそれぞれ相違はあるが、基本的には同様の方法である。すなわち、サーマルプリントヘッドの場合は、基板１上に制御用のＩＣが搭載されたり、加熱ヒータよりも電極が多数で複雑であったりし、厚膜サーマルプリントヘッドと薄膜サーマルプリントヘッドとでは、抵抗体３や電極などの形成方法が異なるが、微小穴４やクラッキングライン６の形成方法は同様であり、基板１上にグレーズ２が形成され、その上に抵抗体３や電極が形成され、さらにその上に保護層が形成される点は、ほぼ共通である。
【００３１】
このように、レーザによるクラッキングライン６の形成と多数の微小穴４の形成とを同一工程で行うことから、生産性が高い。また、多数の微小穴４をレーザにより形成することから、作業を迅速かつ良好に行え、しかも微小穴４の直径や深さを規定通りに正確に加工できる。すなわち、セラミック製の基板の場合、ダイシングにより加工するのは困難を伴い、しかも穴の深さも精度良く規定通りに加工することができないが、レーザ加工ではこのような問題がない。また、基板を焼成する前のグリーンシートの段階で多数の穴を形成する方法では、焼成により反りが生じて基板が湾曲してしまうが、焼成後のレーザ加工ではこのような問題がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る発熱ブロックの断面図である。
【図２】本願発明に係る発熱ブロックに備えられた微小穴の配置説明図である。
【図３】本願発明に係る発熱ブロックに放熱板を取付けた状態の断面図である。
【図４】本願発明に係る発熱ブロックの製造方法の説明図である。
【図５】従来の発熱ブロックの断面図である。
【符号の説明】
１  基板
３  抵抗体
４  微小穴
５  放熱板
６  クラッキングライン
【図１】
0003657654.tif 000002
【図２】
0003657654.tif 000003
【図３】
0003657654.tif 000004
【図４】
0003657654.tif 000005
【図５】
0003657654.tif 000006