(57)【要約】【課題】反りがあっても発熱体に印字媒体を密着できるサーマルヘッドを提供する。【解決手段】方形の絶縁基板１０ａ上に発熱体１１を形成したヘッド基板１０を、熱硬化性樹脂１５で封止してなる駆動素子を設けた方形の回路基板１３上に搭載し、ヘッド基板１０の外形を回路基板１３の外形からはみ出さない大きさに設定し、回路基板１３の熱膨張係数を絶縁基板の熱膨張係数よりも大きくする。封止樹脂１５を熱硬化処理しても回路基板１３が内側になるように反るため、プラテンローラーに対して加圧した際に発熱体１１と印字媒体とが密着し、印字のかすれがなくなり、印字品位が向上する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形の絶縁基板上に発熱体を形成したヘッド基板を、方形の回路基板上に搭載したサーマルヘッドにおいて、
前記ヘッド基板の外形を前記回路基板の外形からはみ出さない大きさに設定し、前記回路基板の熱膨張係数を前記絶縁基板の熱膨張係数よりも大きくしたことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記絶縁基板の材料を熱膨張係数が６×１０−６／℃〜８×１０−６／℃の範囲に設定し、前記回路基板の熱膨張係数が１４×１０−６／℃〜１６×１０−６／℃の範囲に設定したことを特徴とする請求項１のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記サーマルヘッドを放熱性支持板に固定してなる請求項１又は２のサーマルヘッド。
【請求項４】
方形の絶縁基板上に発熱体を形成したヘッド基板を、熱硬化性樹脂で封止してなる駆動素子を設けた方形の回路基板上に搭載したサーマルヘッドにおいて、
前記ヘッド基板の外形を前記回路基板の外形からはみ出さない大きさに設定し、前記回路基板の熱膨張係数を前記絶縁基板の熱膨張係数よりも大きくしたことを特徴としたサーマルヘッド。
【請求項５】
前記絶縁基板の材料を熱膨張係数が６×１０−６／℃〜８×１０−６／℃の範囲に設定し、前記回路基板の熱膨張係数が１４×１０−６／℃〜１６×１０−６／℃の範囲に設定したことを特徴とする請求項４のサーマルヘッド。
【請求項６】
前記サーマルヘッドを放熱性支持板に固定してなる請求項４又は５のサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に従来のサーマルヘッドの断面図を示している。
図４に示すように、サーマルヘッドは、アルミナセラミック等の長方形の絶縁基板１ａの表面に、厚膜印刷などで発熱体２及び該発熱体２から延びる共通電極、個別電極などの電極パターン（図示せず）が形成されてなるヘッド基板１を備えている。
前記ヘッド基板１は、一般的に１枚の大盤の絶縁基板内に複数個のヘッド基板を配置し、シート状態で発熱体及び電極パターンが形成される。パターン形成後に個片のヘッド基板に分割される。
【０００３】
また、前記ヘッド基板１上には発熱体２への通電を制御する駆動素子７が搭載され、該駆動素子７の接続パッドと前記発熱体２に接続され延長して形成された個別電極（図示せず）とがワイヤ８で接続されている。
前記駆動素子７の搭載部には、その保護を目的とした封止樹脂３が塗布されている。該封止樹脂３には一般的に熱硬化性のエポキシ樹脂が用いられる。
前記封止樹脂３を硬化させるために例えば、１００℃〜１５０℃雰囲気のオーブン内に放置して加熱処理を行い、封止樹脂が硬化した後は再び常温に戻すようにしている。
【０００４】
前記ヘッド基板１には、外部の制御装置との接続を目的とした接続ケーブル４が、電気的に接続されている。接続ケーブルの代わりにコネクタを使用しても良い。前記ヘッド基板１は粘着剤６などによって、支持板５上に固定されている。
該支持板５は、前記ヘッド基板１の放熱及びサーマルヘッドの筐体として、アルミニウム、鉄などの放熱性の良好な金属で形成されている。
【０００５】
図５及び図６には前記封止樹脂３を硬化させた後の前記絶縁基板１ａの反りの状態を示している。
図５に示すように、前記封止樹脂３が塗布された面を上とした時、絶縁基板１ａの中央が両端よりも高い場合を正の反りとする。また、図６に示すように、前記絶縁基板１ａの中央が両端よりも低い場合を負の反りとする。
【０００６】
従来構造の場合、封止樹脂３を加熱硬化させて再び常温に戻した際に、負の反りが発生し、これは封止樹脂３と絶縁基板１ａの熱膨張係数の差によって生まれる応力に起因する。
前記封止樹脂３の材料を例えば熱硬化性エポキシ樹脂とした場合、熱膨張係数は２４×１０−６／℃であり、絶縁基板１ａの材料であるアルミナセラミックの熱膨張係数７．２×１０−６／℃よりも大きくなっている。
【０００７】
よって、封止樹脂は硬化時の温度から常温に戻した時に、縮まる方向の変化量が絶縁基板よりも大きくなるので、絶縁基板の両端を中央に引き寄せるような応力が生じ、従来構造の絶縁基板は図６に示すような負の反りの状態となる。そして、該負の反りはそのままヘッド基板１に反映する。
【０００８】
サーマルヘッドは一般的に支持板５（図４）の裏面側からバネ（図示せず）によって加圧して使用されるが、ヘッド基板１が負の反りとなっている場合は、バネが支持板５に接していない部分が存在し密着が悪化する。
その場合、感熱紙などの印字媒体への発熱体の密着が悪化するので、印字のかすれが発生し印字品位が悪化する。この問題を解決するには、加圧用に使用するバネの数を増やす必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来構造のサーマルヘッドでは封止樹脂を加熱処理し、硬化させた後のヘッド基板の反りは負の反りとなるため、印字品位が悪化する要因となる。また、前記問題点はヘッド基板を構成する絶縁基板の厚みが１ｍｍ未満の場合に顕著に現れる。
本発明は前記問題点に鑑み、封止樹脂を硬化させた後に、ヘッド基板に前記負の反りの発生しないサーマルヘッドを提案するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
方形の絶縁基板上に発熱体を形成したヘッド基板を、方形の回路基板上に搭載したサーマルヘッドにおいて、前記ヘッド基板の外形を前記回路基板の外形からはみ出さない大きさに設定し、前記回路基板の熱膨張係数を前記絶縁基板の熱膨張係数よりも大きくする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１、図２は、本発明によるサーマルヘッドの斜視図及び断面図をそれぞれ示している。
ヘッド基板１０はアルミナセラミックなどを用いた方形例えば長方形の絶縁基板１０ａ上に、発熱体１１及び共通電極や個別電極などの電極パターン（図示せず）が形成されている。そして、前記ヘッド基板１０は方形例えば長方形の回路基板１３上に接着剤１８などで固定されている。
【００１２】
前記回路基板１３としてガラスエポキシ製の積層板に、銅パターンによって回路を形成したものが使用される。前記回路基板１３の表面には回路の絶縁を目的としたレジストが塗布されている。
前記回路基板１３の外形寸法は、前記ヘッド基板１０が前記回路基板１３上からはみ出さない寸法に設定することで、前記ヘッド基板１０が固定される面積を最大限確保することができる。
【００１３】
また、前記回路基板１３上には発熱体１１への通電を制御する駆動素子７が搭載され、絶縁基板１０ａ上の発熱体１１から延接された個別電極（図示せず）にワイヤ１４で接続されている。前記駆動素子７の搭載部には、その保護を目的とした封止樹脂１５が設けられている。該封止樹脂１５には熱硬化性のエポキシ樹脂が使用される。
【００１４】
前記回路基板１３には、温度検出用のサーミスタ１９や外部の制御装置との接続を目的とした接続ケーブル１６が電気的に接続されている。前記回路基板１３は接着剤１８などによって放熱性の良好な金属製、例えばアルミニウム製や鉄製の支持板１７上に固定されている。前記接着剤の代わりに、粘着剤又は両面テープ等を用いても良い。
【００１５】
一例として前記回路基板１３に使用されるガラスエポキシ製の積層板の熱膨張係数は１５×１０−６／℃である。そして、該回路基板１３の熱膨張係数は前記絶縁基板１０ａの熱膨張係数７．２×１０−６／℃よりも大きくなっている。
これらの熱膨張係数は一例であるが、本発明では、前記正の反りを有効に得るために前記絶縁基板の材料を熱膨張係数が６×１０−６／℃〜８×１０−６／℃の範囲になるように設定し、前記回路基板の熱膨張係数が１４×１０−６／℃〜１６×１０−６／℃の範囲になるように設定する。
【００１６】
前記１５封止樹脂には熱硬化性の樹脂、例えば熱硬化性エポキシ樹脂を使用し、硬化させるためには加熱処理が行われる。このとき、前記熱膨張係数の差によって絶縁基板よりも回路基板の方が熱で伸びる量が多くなる。加熱処理では絶縁基板と回路基板の双方が伸びた状態で封止樹脂は硬化する。
【００１７】
封止樹脂が硬化した後に再び常温に戻した時は、絶縁基板よりも回路基板の方が縮まる量が多くなる。これによって、絶縁基板は前記正の反りとなる。
前記熱膨張係数の差により封止樹脂が絶縁基板に与える応力よりも回路基板がヘッド基板に与える応力の方が大きくなるので、負の反りは発生しない。
該負の反りが発生しないのは、封止樹脂の体積よりも回路基板の体積の方が大きいことによるものである。
【００１８】
図３は本発明によるサーマルヘッドの前記正の反りを示している。
図３に示すように、前記ヘッド基板１０を構成する絶縁基板１０ａの外形を前記回路基板１３の外形からはみ出さない大きさに設定し、前記絶縁基板１０ａよりも前記回路基板１３の熱膨張係数を大きくしたことよって正の反りが生じる。
前記正の反りの場合は、プラテンローラーへ加圧した時に発熱体部分が平坦化するので、感熱紙などの媒体に発熱体を密着させ易くすることができる。
【００１９】
【発明の効果】
封止樹脂を硬化処理した後に、サーマルヘッドを必ず正の反りとすることができるため、プラテンローラーに対して加圧した際に発熱体と媒体とが密着することができる。それによって、印字のかすれがなくなり、印字品位が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサーマルヘッドの斜視図である。
【図２】本発明によるサーマルヘッドの断面図である。
【図３】本発明によるサーマルヘッドの反りを示す図である。
【図４】従来の技術によるサーマルヘッドの断面図である。
【図５】正の反りの状態となったサーマルヘッドを示す図である。
【図６】負の反りの状態となったサーマルヘッドを示す図である。
【符号の説明】
７・・駆動素子　１０・・ヘッド基板　１０ａ・・絶縁基板　１１・・発熱体　１３・・回路基板　１５・・封止樹脂　１７・・支持板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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