(57)【要約】【課題】ヘッド基板を所定の位置に良好に固定させることができ、しかも発熱抵抗体を所望の温度で発熱させることが可能な印画品質の高いサーマルヘッド、並びにサーマルプリンタを提供する。【解決手段】放熱板５の上面に、多数の発熱抵抗体４を配列してなるヘッド基板１を帯状の接着材６を介して載置し、該接着材６を前記発熱抵抗体４の配列の直下領域に位置させてなるサーマルヘッドにおいて、前記ヘッド基板１と放熱板５との間に、前記帯状の接着材６を囲繞する撥水性をもった封止材７を介在させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板の上面に、多数の発熱抵抗体を配列してなるヘッド基板を帯状の接着材を介して載置し、該接着材を前記発熱抵抗体の配列の直下領域に位置させてなるサーマルヘッドにおいて、
前記ヘッド基板と放熱板との間に、前記帯状の接着材を囲繞する撥水性をもった封止材を介在させたことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記封止材がフッ素系樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとして用いられるサーマルヘッド及びそれを用いたサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとしてサーマルヘッドが用いられている。
【０００３】
かかる従来のサーマルヘッドは、図５に示す如く、放熱板２５の上面に、多数の発熱抵抗体２４を有したヘッド基板２１を帯状の接着材２６を介して載置した構造を有しており、外部の搬送手段を用いて感熱紙やインクフィルム等の感熱記録媒体をサーマルヘッドの表面に摺接させつつ発熱抵抗体２４上に搬送しながら、該発熱抵抗体２４を画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を感熱記録媒体に伝導させることによって所定の画像を記録するようになっている。
【０００４】
尚、前記放熱板２５は、アルミニウムやＳＵＳ等の良熱伝導性の金属からなり、その上面でヘッド基板２１を支持するとともに、ヘッド基板２１の熱の一部を吸収し、これを外部に放出することによってヘッド基板２１の温度が過度に高温となるのを有効に防止する作用を為す。
【０００５】
また、前記ヘッド基板２１−放熱板２５間に介在される帯状の接着材２６は、例えばエポキシ系樹脂等の樹脂材料により前記発熱抵抗体２４の直下領域に配置されるように形成されており、ヘッド基板２１と放熱板２５とを発熱抵抗体２４の直下で強固に接着する作用を為す。
【０００６】
更に、前記ヘッド基板２１−放熱板２５間には、アクリル系樹脂からなる両面テープ２７が前記帯状の接着材２６を取り囲むように介在されており、ヘッド基板２１を放熱板２５上の所定位置に固定するとともに、接着材２６が大気中の水分と接触するのを有効に防止する作用を為す。
【０００７】
【特許文献１】
実開平３−５２１５２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記接着材２６を構成する樹脂材料は、放熱板２５を構成するアルミニウムよりも熱伝導率が小さく、接着材２６とヘッド基板２１との接触面積が大きいと、ヘッド基板２１に蓄積した熱を放熱板２５に対して良好に伝導させることが困難となることから、接着材２６とヘッド基板２１との接触面積をできるだけ小さくし、接着材自体に篭る熱量を少なくすることが求められている。
【０００９】
しかしながら、上述した従来のサーマルヘッドの接着材２６を取り囲む両面テープ２７は、その封止性があまり良くない上に、両面テープ自体が水分を吸収しやすいため、湿気の多い環境下でサーマルヘッドを使用すると、大気中の水分が両面テープ２７を透過して接着材２６まで浸入したり、あるいは、両面テープ２７が水分を吸収し、これを接着材２６に向かって放出したりする。このような場合、接着材２６が大気中の水分を多量に吸収して接着材２６の幅が広くなり、接着材２６とヘッド基板２１との接触面積が大きくなる欠点を有していた。尚、接着材２６とヘッド基板２１との接触面積が増大すると、ヘッド基板２１の内部の熱が接着材２６自体に多量に蓄熱してしまい、かかる熱が発熱抵抗体２４の発熱特性に影響を及ぼし、発熱抵抗体２４を所望する温度で発熱させることが困難となったり、あるいは、ヘッド基板２１の固定位置に変動を生じる不都合を誘発する。
【００１０】
更に、上述した従来のサーマルヘッドにおいては、ヘッド基板２１と放熱板２５との間から両面テープ２７がはみ出している場合、その部分に大気中の塵やほこり、紙カス等の異物が付着してしまう。そして、このような異物が両面テープ２７に付着した状態のまま記録動作を行うと、異物や両面テープ２７の粘着成分が感熱記録媒体と接触して感熱記録媒体の搬送が不安定になったり、或いは、感熱記録媒体に汚れが付着するなどして印画品質の低下を招く欠点も有していた。
【００１１】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的は、ヘッド基板を所定の位置に良好に固定させることができ、しかも発熱抵抗体を所望の温度で発熱させることが可能な印画品質の高いサーマルヘッド、並びにサーマルプリンタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルヘッドは、放熱板の上面に、多数の発熱抵抗体を配列してなるヘッド基板を帯状の接着材を介して載置し、該接着材を前記発熱抵抗体の配列の直下領域に位置させてなるサーマルヘッドにおいて、前記ヘッド基板と放熱板との間に、前記帯状の接着材を囲繞する撥水性をもった封止材を介在させたことを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明のサーマルヘッドは、前記封止材がフッ素系樹脂からなることを特徴とするものである。
【００１４】
そして本発明のサーマルプリンタは、上述したサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に記録媒体を搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、ヘッド基板−放熱板間に位置する接着材を防水性に優れた撥水性の封止材で囲繞したことから、大気中の水分の浸入が封止材でもって良好にブロックされることとなり、接着材が多量の水分を吸収するのを有効に防止して接着材の幅を初期状態より略一定に保持することができる。従って、ヘッド基板の内部の熱が良好に放熱板に伝導されることとなり、発熱抵抗体の発熱特性を良好な状態に維持し、発熱抵抗体を所望する温度で発熱させることが可能となる上に、ヘッド基板を放熱板上の所定位置に良好に固定しておくことが可能となる。
【００１６】
また本発明によれば、前記封止材を、摩擦係数が小さく防汚作用を備えたフッ素樹脂で形成することにより、封止材に大気中の塵やほこり、紙カス等の異物が付着することは殆どなく、封止材の一部が放熱板とヘッド基板との間からはみ出し、該はみ出した部分に走行中の感熱記録媒体が接触したとしても、感熱記録媒体の搬送状態を常に安定した状態に保つことができるとともに、感熱記録媒体に対する汚れの付着を有効に防止することができる。従って、先の述べた“ヘッド基板の位置変動を抑制する効果”や“発熱抵抗体の発熱特性の変動を抑制する効果”と相俟ってサーマルヘッド並びにサーマルプリンタの印画品質を高く維持することが可能となる。
【００１７】
【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は本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断面図であり、同図に示すサーマルヘッドは大略的に放熱板５上にヘッド基板１を接着材６及び封止材７を介して載置させた構造を有している。
【００１８】
前記ヘッド基板１は、そのベース２がアルミナセラミックス等の電気絶縁性材料により形成されており、該ベース２の上面には、部分グレーズ層３を介して多数の発熱抵抗体が被着・配列され、これらを支持する支持母材として機能する。
【００１９】
前記ベース２は、例えばアルミナセラミックスから成る場合、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、これを矩形状に打ち抜いた上、高温で焼成することにより製作される。
【００２０】
また前記ベース２の上面に部分グレーズ層３を介して設けられる多数の発熱抵抗体４は、例えば６００ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）の密度でベース２の一辺に沿って直線状に配列されている。
【００２１】
前記多数の発熱抵抗体４は、各々がＴａＮやＴａＳｉＯ，ＴｉＳｉＯ等の電気抵抗材料により形成されているため、その両端に電気的に接続される電極パターンを介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印画を形成するのに必要な温度、例えば１３０℃〜３５０℃の温度となる。
【００２２】
尚、前記発熱抵抗体４や電極パターンの形成は、従来周知の薄膜形成技術、例えばＴａＮ等の電気抵抗材料とアルミニウムを主成分とする金属材料とをベース２の上面に従来周知のスパッタリング等によって順次被着させ、これらのスパッタ膜を従来周知のフォトリソグラフィー技術やエッチング技術等を採用し所定パターンに加工することによって形成される。
【００２３】
また前記発熱抵抗体４とベース２との間に介在される部分グレーズ層３は、ガラスやポリイミド樹脂等の低熱伝導性材料により形成されており、その内部で発熱抵抗体４の発する熱の一部を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、具体的には、発熱抵抗体４の温度を短時間で印画に必要な所定の温度まで上昇させる蓄熱層としての作用を為す。
【００２４】
尚、前記部分グレーズ層３は、例えばガラスからなる場合、ガラス粉末に適当な有機溶剤を添加・混合して得た所定の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ヘッド基板１の上面に帯状に印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによって形成される。
【００２５】
そして、上述のヘッド基板１は、先に述べた如く、接着材６及び封止材７を介して放熱板５上に載置されている。
【００２６】
前記放熱板５はアルミニウムやＳＵＳ等の良熱伝導性の金属からなり、その上面でヘッド基板１を支持するとともに、ヘッド基板１の熱の一部を吸収し、これを外部に放出することによってヘッド基板１の温度が過度に高温となるのを有効に防止する作用を為す。
【００２７】
尚、前記放熱板５は、例えばアルミニウムから成る場合、アルミニウムのインゴット（塊）を従来周知の金属加工法等によって所定形状に成形することによって製作され、得られた放熱板５の上面に、接着材６や封止材７を構成する液状樹脂の前駆体を塗布した後、ヘッド基板１を放熱板５の上面に載置させることによってヘッド基板１が放熱板５上に固定される。
【００２８】
また前記ヘッド基板１と放熱板５との間に介在される帯状の接着材６は、エポキシ系樹脂等の接着強度の高い樹脂材料から成り、ヘッド基板１に設けられる多数の発熱抵抗体４の直下領域に形成されている。
【００２９】
かかる帯状の接着材６は、その厚みが２５μｍ〜２００μｍと比較的薄く形成されており、前記ヘッド基板１と放熱板５とを発熱抵抗体４の直下で強固に固定する作用を為す。
【００３０】
一方、前記接着材６と同様にヘッド基板１と放熱板５との間に介在される封止材７は、撥水性をもった樹脂材料、具体的にはフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂等により前記接着材６を囲繞するように形成されている。
【００３１】
このような封止材７は、接着材６と同様、２５μｍ〜２００μｍの厚みに形成されており、ヘッド基板１と放熱板５とを接着して両者を固定するとともに、前記帯状の接着材６を大気より良好に遮断して大気中の水分が接着材６に多量に吸収されるのを有効に防止する作用を為す。
【００３２】
このように比較的水分を吸収し易いエポキシ系樹脂からなる帯状の接着材６を、撥水性の封止材７で囲繞するようにしたことから、大気中の水分による接着材６への浸入が封止材７でもって良好にブロックされることとなり、接着材６が多量の水分を吸収することはなく、接着材６の幅を初期状態より略一定に保持することができる。従って、ヘッド基板１の内部の熱が良好に放熱板５に伝導され、発熱抵抗体４の発熱特性を良好な状態に維持し、発熱抵抗体４を所望する温度で発熱させることが可能となる上に、ヘッド基板１を放熱板５上の所定位置に良好に固定しておくことができる。
【００３３】
また前記封止材７を、摩擦係数が小さく防汚作用を備えたフッ素系樹脂（運動摩擦係数０．０３〜０．１５）で形成することにより、封止材７に大気中の塵やほこり、紙カス等の異物が付着することは殆どなく、封止材７の一部がヘッド基板１−放熱板５間よりはみ出し、該はみ出した部分に走行中の感熱記録媒体が接触したとしても、感熱記録媒体の搬送状態を常に安定した状態に保つことができるとともに、感熱記録媒体に対する汚れの付着を有効に防止することができる。従って、先の述べた“ヘッド基板の位置変動を抑制する効果”  や“発熱抵抗体の発熱特性の変動を抑制する効果”と相俟ってサーマルヘッドの印画品質を高く維持することが可能となる。
【００３４】
ちなみに、前記封止材７を構成する樹脂材料は、純水に対する接触角が１００度〜１５０度のものを用いるのが防水性、封止性の点から好ましい。
【００３５】
尚、前記帯状の接着材６及び封止材７は、接着材がエポキシ系樹脂により、封止材７がフッ素系樹脂から成る場合、例えば液状に成したエポキシ系樹脂の前駆体をディスペンサーを用いて放熱板５の上面に帯状に塗布するとともに、該エポキシ系樹脂の前駆体をフッ素系樹脂の前駆体で囲繞するように該フッ素系樹脂を塗布し、しかる後、エポキシ系樹脂の前駆体上に発熱抵抗体４が位置するようにヘッド基板１を放熱板５上に載置させた上、これを８０℃〜１００℃の温度で約５０〜７０分間、硬化・重合させることによって形成される。
【００３６】
そして、上述のようなサーマルヘッドが組み込まれるサーマルプリンタには、図３に示す如く、記録媒体をサーマルヘッドＴの発熱抵抗体４上に搬送する搬送手段として、プラテンローラ１０や搬送ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ等が配設される。
【００３７】
前記プラテンローラ１０は、ＳＵＳ等の金属から成る軸芯の外周にブタジエンゴム等を３ｍｍ〜１５ｍｍ程度の厚みに巻きつけた円柱状の部材であり、サーマルヘッドＴの発熱抵抗体４上に回転可能に支持され、記録媒体を発熱抵抗体４上の保護層表面に押圧しつつ記録媒体を発熱抵抗体４の配列と直交する方向（図中の矢印方向）に搬送する。
【００３８】
また前記搬送ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、その外周部が金属やゴム等によって形成されており、サーマルヘッドＴに対し記録媒体の搬送方向上流側と下流側に分かれて配設され、これらの搬送ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと前述のプラテンローラ１０とで記録媒体の走行を支持している。
【００３９】
そして、これと同時に多数の発熱抵抗体４を図示しないドライバーＩＣの駆動に伴い選択的にジュール発熱させ、これらの熱を感熱記録媒体に伝達させることによって所定の印画が形成される。
【００４０】
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、改良等が可能である。
【００４１】
例えば、上述の実施形態において、封止材７をフッ素系樹脂により形成した場合、かかるフッ素系樹脂中にＴｉＯ２からなるフィラーを０．２質量％〜５．０質量％含有させておけば、封止材７の防汚作用が更に向上し、異物の付着をより確実に防止することができるようになる。従って、封止材７を形成するフッ素系樹脂中にＴｉＯ２からなるフィラーを０．２質量％〜５．０質量％含有させておくことが好ましい。
【００４２】
また上述の実施形態において、図４に示す如く、前記帯状の接着材６の両側で、且つ接着材６と封止材７との間に位置する放熱板５上に、接着材６の長手方向に沿って配される一対の溝８を設けるようにしておけば、ヘッド基板１を放熱板５上に搭載する際に、接着材６や封止材７を構成するエポキシ系樹脂やフッ素系樹脂の前駆体の余剰分が一対の溝８の内部に収容され、接着材６や封止材７の厚みを極めて薄くすることができる。従って、ヘッド基板１の内部の熱が接着材６を介して放熱板５に更に伝導しやすくなり、サーマルヘッドを長時間にわたり連続的に使用したとしても、発熱抵抗体４の発熱特性を良好な状態に保持することができ、更には、ヘッド基板１と放熱板５との間の距離を小さくすることでサーマルヘッドの小型化に供することもできる。
【００４３】
更に上述の実施形態において、ヘッド基板１上の発熱抵抗体４を窒化珪素等からなる保護膜によって被覆したり、ヘッド基板１上に発熱抵抗体４への通電を制御するためのドライバーＩＣを搭載するようにしても構わない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ヘッド基板−放熱板間に位置する接着材を防水性に優れた撥水性の封止材で囲繞したことから、大気中の水分の浸入が封止材でもって良好にブロックされることとなり、接着材が多量の水分を吸収するのを有効に防止して接着材の幅を初期状態より略一定に保持することができる。従って、ヘッド基板の内部の熱が良好に放熱板に伝導されることとなり、発熱抵抗体の発熱特性を良好な状態に維持し、発熱抵抗体を所望する温度で発熱させることが可能となる上に、ヘッド基板を放熱板上の所定位置に良好に固定しておくことが可能となる。
【００４５】
また本発明によれば、前記封止材を、摩擦係数が小さく防汚作用を備えたフッ素樹脂で形成することにより、封止材に大気中の塵やほこり、紙カス等の異物が付着することは殆どなく、封止材の一部が放熱板とヘッド基板との間からはみ出し、該はみ出した部分に走行中の感熱記録媒体が接触したとしても、感熱記録媒体の搬送状態を常に安定した状態に保つことができるとともに、感熱記録媒体に対する汚れの付着を有効に防止することができる。従って、先の述べた“ヘッド基板の位置変動を抑制する効果”や“発熱抵抗体の発熱特性の変動を抑制する効果”と相俟ってサーマルヘッド並びにサーマルプリンタの印画品質を高く維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるサーマルヘッドの断面図である。
【図２】図１のサーマルヘッドの平面図である。
【図３】図１のサーマルヘッドを用いたサーマルプリンタの構成を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態にかかるサーマルヘッドの平面図である。
【図５】従来のサーマルヘッドの断面図である。
【符号の説明】
１・・・ヘッド基板
２・・・ベース
３・・・部分グレーズ層
４・・・発熱抵抗体
５・・・放熱板
６・・・接着材
７・・・封止材
８・・・溝
１０・・・プラテンローラ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ・・・搬送ローラ
【図１】
2004148562.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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