JP3476921B2 - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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Description
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。
構として組み込まれるサーマルヘッドは、図4に示す如
く、アルミナセラミックス等から成る電気絶縁性基板1
1の上面に、窒化タンタル等から成り一定間隔P1で直
線状に配列された複数個の発熱素子12と、前記各発熱
素子12の一端に接続される複数個の個別リード線15
と、前記各発熱素子12の他端に共通接続される共通電
極13と、前記個別リード線15の各々に半田等の導電
性接着材を介して接合されるとともに前記発熱素子12
の配列方向と略平行に配列する複数個の電極15aを有
し前記複数個の発熱素子12を選択的にジュール発熱さ
せる駆動用IC15とから成っており、前記駆動用IC
15の駆動に伴い共通電極13と個別リード線14との
間に所定の電力を印加し、発熱素子12を印字信号に基
づいて選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱し
た熱を感熱紙等の記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定
の印字画像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。
C15の小型化のために、発熱素子12の配列間隔P1
よりも狭い間隔P2で配列しており、各個別リード線1
4は対応する発熱素子12と電極15aとの間の最短距
離を通ってこの両者を接続するようになっている。
t/mm以上の高密度で配列されており、この発熱素子
12や個別リード線14は、通常、スパッタリング法等
の薄膜形成技術及びフォトリソグラフィー技術を採用す
ることによって電気絶縁性基板11の上面にそれぞれ被
着形成される。
来のサーマルヘッドにおいては、電極15aが発熱素子
12の配列間隔P1より狭い間隔P2で配列され、各個
別リード線14は発熱素子12と電極15aとの間の最
短距離を通って両者を接続するようになっていることか
ら、駆動用IC15の近傍における隣接する個別リード
線14間の距離Hは、駆動用IC15の両端部Yの近傍
では短くなってしまう。このため、駆動用IC15の両
端部Y近傍では、隣接する個別リード線14間の距離H
が極めて短く、各個別リード線14をフォトリソグラフ
ィー技術等によって正確にパターニングするのが極めて
困難になるという欠点があった。
る電極15a間の距離を駆動用IC15の中央部Xに比
し両端部Yで短くなるように設定し、駆動用IC15の
両端部Y近傍に配されている個別リード線14間の前記
距離Hを長くすることが考えられる。
離を、駆動用IC15の中央部Xに比し両端部Yで長く
なるように設定した場合、駆動用IC15の両端部Yに
存在する電極15aの数が少なくなり、駆動用IC15
と電気絶縁性基板11との接合強度が駆動用IC15の
中央部Xに比し両端部Yで低下する。また電気絶縁性基
板11を形成するアルミナセラミックスの熱膨張率は
9.8×10-61/℃であるのに対し、駆動用IC15
を形成するシリコンの熱膨張率は2.6×10-61/℃
と両者は大きく相違することから、高速印字等を行った
際等に発熱素子12のジュール発熱によりサーマルヘッ
ドが比較的高温(約60℃以上)になると、駆動用IC
15と電気絶縁性基板11との間に大きな熱応力が発生
し、その結果、この熱応力が前述した接合強度の低下と
相俟って駆動用IC15と電気絶縁性基板11との接合
部を破壊するという欠点が誘発される。
で、その目的は、全ての個別リード線を容易にパターニ
ングすることが可能で、且つ小型の駆動用ICを電気絶
縁性基板に常に強固に接合させておくことができる高い
信頼性をもったサーマルヘッドを提供することにある。
ドは、電気絶縁性基板の上面に、直線状に配列された複
数個の発熱素子と、該発熱素子の各々の一端に接続され
る複数個の個別リード線と、該個別リード線の各々に導
電性接着材を介し接合され、前記発熱素子の配列方向と
略平行に配列される複数個の電極を有する駆動用ICを
取着して成るサーマルヘッドであって、前記駆動用IC
はその電極が駆動用ICの発熱素子の配列方向中央部に
比し、電極の配列方向端部に数多く存在し、且つ、隣接
する電極間の距離は発熱素子の配列方向中央部が短く、
発熱素子の配列方向端部が長く設定されていることを特
徴とする。
性基板の上面に、直線状に配列された複数個の発熱素子
と、該発熱素子の各々の一端に接続される複数個の個別
リード線と、該個別リード線の各々に導電性接着材を介
し接合され、前記発熱素子の配列方向と略平行に配列さ
れる複数個の電極を有する駆動用ICを取着して成るサ
ーマルヘッドであって、前記駆動用ICは隣接する電極
間の距離が駆動用ICの発熱素子の配列方向中央部で短
く、発熱素子の配列方向端部で長く設定されており、且
つ前記駆動用ICの電極の面積を駆動用ICの発熱素子
の配列方向中央部に比し発熱素子の配列方向端部で大き
く成したことを特徴とする。
いて説明する。
を示す平面図、図2は図1の要部拡大図であり、1は電
気絶縁性基板、2は発熱素子、3は共通電極、4は個別
リード線、5は駆動用IC、5aは電極である。
クス等の電気絶縁性材料から成り、例えばアルミナ、シ
リカ、マグネシア等のセラミックス材料粉末に適当な有
機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状と成すとともにこれ
を従来周知のドクターブレード法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、次に前記セラミ
ックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工を施すと
ともに高温(約1600℃)で焼成することによって製
作される。
ス等から成る蓄熱層(不図示)が被着されており、該蓄
熱層は後述する発熱素子2の発する熱を蓄積及び放散す
ることによってサーマルヘッドの熱応答特性を良好に保
つ作用を為す。
場合、ガラス粉末に適当な有機溶媒、溶剤を添加混合し
て得たガラスペーストを電気絶縁性基板1の上面に従来
周知のスクリーン印刷等を採用することによって所定厚
みに塗布し、しかる後、これを高温で焼き付けることに
よって電気絶縁性基板1上に帯状に被着される。
1をもって直線状に配列された複数個の発熱素子2と、
該発熱素子2の各々の一端に接続される複数個の個別リ
ード線4と、前記発熱素子2の各々の他端に接続される
共通電極3とがぞれぞれ被着されている。
化チタン等から成っており、該窒化タンタル等から成る
発熱素子2はそれ自体が所定の電気抵抗率を有している
ため、共通電極3及び個別リード線4を介して所定の電
力が印加されるとジュール発熱を起こし、印字画像を形
成するに必要な温度、例えば200〜350℃の温度に
発熱する。
3及び個別リード線4は、アルミニウム、銀、銅等の金
属材料から成っており、該共通電極3及び個別リード線
4は発熱素子2にジュール発熱を起こさせるために必要
な所定の電力を印加する作用を為す。
スパッタリング法等の薄膜形成技術及びフォトリソグラ
フィー技術を採用することによって電気絶縁性基板1の
上面に所定パターンをもって被着形成される。
子2の配列方向A1に対し所定の角度θをなす方向、具
体的には、駆動用IC5に設けられた電極5aが配置さ
れている方向に直線的に導出されている。
に、下面に前記個別リード線4の各々に半田等の導電性
接着材を介し接合される複数個の電極5aを有してお
り、発熱素子2を印字信号に基づいて選択的にジュール
発熱させる作用、具体的には共通電極3及び個別リード
線4を介して発熱素子2に印加される電力のオン・オフ
を制御する作用を為す。
同じ面積を有し、且つ、発熱素子2の配列方向A1と略
平行に前記発熱素子2の配列間隔P1より狭い間隔で配
列しており、該電極5aの各々を対応する個別リード線
4に半田接合することによって駆動用IC5と個別リー
ド線4とを電気的、機械的に接続している。
C5の発熱素子2の配列方向中央部Xでは2段、発熱素
子2の配列方向両端部Yでは3段となっており、中央部
Xに存在する全ての電極5aと、両端部Yに存在する電
極5aのうち発熱素子2と近い側から2段の配列を構成
する電極5aとは隣接する電極5a間の距離が発熱素子
2の配列方向A1と個別リード線4の導出方向とでなす
角度θの正弦値(sinθ)に応じて異なるように設定
されている。具体的には、前記正弦値を駆動用IC5の
両端部Yで小さく、中央部Xで大きくなるように設定
し、隣接する電極5a間の距離を駆動用IC5の両端部
Yで長く、中央部Xで短くなるようにする。例えば、駆
動用IC5の中央部Xにおける距離が約70μmであれ
ば、両端部Yにおける距離は約140μmに設定する。
このように、隣接する電極5a間の距離を駆動用IC5
の両端部Yで長く、中央部Xで短くなるようにしたこと
から、隣接する個別リード線4間の距離Hが駆動用IC
5の両端部Y近傍でも長くなり、各個別リード線4をフ
ォトリソグラフィー技術等によって確実かつ容易にパタ
ーニングすることが可能となる。
中央部Xに比し両端部Yに数多く存在しており、例え
ば、前記中央部Xでは14.3個/mmの線密度で、ま
た両端部Yでは17.9個/mmの線密度で存在してい
る。
1との接合箇所は駆動用IC5の中央部Xに比し両端部
Yで多くなり、駆動用IC5の電気絶縁性基板1に対す
る接合強度は駆動用IC5の両端部Yで特に強いものと
なる。従って、高速印字を行った際等にサーマルヘッド
が比較的高温となり駆動用IC5の両端部Yに大きな熱
応力が印加されても、駆動用IC5と電気絶縁性基板1
との接合部が前記熱応力によって破壊されるのが有効に
防止され、サーマルヘッドを長期にわたり良好に機能さ
せることが可能となる。
の接続は、従来周知のフェースダウンボンディング法等
によって行われる。
用IC5の駆動に伴って共通電極3及び個別リード線4
間に所定の電力を印加し、発熱素子2を印字信号に基づ
き選択的にジュール発熱させると共に、該発熱した熱を
感熱紙等の記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印字
画像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。
について説明する。
の実施例を示す要部拡大図であり、同図に示すサーマル
ヘッドが図1および図2に示したサーマルヘッドと異な
る点は、駆動用IC5の両端部Yに配置されている電極
5aが3段の列状に配列しており、うち2段が駆動用I
C5の発熱素子2側に位置する一辺に沿って千鳥状に配
列し、残りの1段が前記一辺と対向する他辺に沿って配
列している点である。また図3(b)は本発明のサーマ
ルヘッドの他の実施例を示す要部拡大図であり、同図に
示すサーマルヘッドが図1および図2に示したサーマル
ヘッドと異なる点は、駆動用IC5の両端部Yに配置さ
れている電極5aの面積が、中央部Xに配置されている
電極5aに比し大きく、しかも各電極5aが各々の面積
に応じた量の導電性接着材(例えば、半田)を介して個
別リード線に接合されていることであり、例えば、両端
部Yに配置されている電極5a(直径φ84μm)の面
積は5.5×10-3mm2 、中央部Xに配置されている
電極5a(直径φ70μm)の面積は3.8×10-3m
m2 、また両端部Yの電極5aと個別リード線4とを接
合する半田の量は1.6×10-4mm3 、中央部Xの電
極5aと個別リード線4とを接合する半田の量は9.0
×10-5mm3 である。
ても、図1、2に示したサーマルヘッドと同様に、駆動
用IC5はその両端部Yで電気絶縁性基板1と強固に接
合されるため、高速印字等を行った際等に駆動用ICの
両端部に大きな熱応力が印加されても、駆動用ICと電
気絶縁性基板との接合部が前記熱応力によって破壊され
るのが有効に防止される。従ってサーマルヘッドを長期
にわたり良好に機能させることが可能となる。
ものでは無く、本発明の趣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。
用ICと電気絶縁性基板との接合強度が駆動用ICの両
端部で特に強くなることから、高速印字等を行った際等
に駆動用ICの両端部に大きな熱応力が印加されても、
駆動用ICと電気絶縁性基板との接合部が前記熱応力に
よって破壊されるのが有効に防止される。従ってサーマ
ルヘッドを長期にわたり良好に機能させることが可能と
なる。
図である。
ヘッドの他の実施例を示す要部拡大図である。
(b)は(a)の要部拡大図である。
Claims (2)
- 【請求項1】電気絶縁性基板の上面に、直線状に配列さ
れた複数個の発熱素子と、該発熱素子の各々の一端に接
続される複数個の個別リード線と、該個別リード線の各
々に導電性接着材を介し接合され、前記発熱素子の配列
方向と略平行に配列される複数個の電極を有する駆動用
ICを取着して成るサーマルヘッドであって、 前記駆動用ICはその電極が駆動用ICの発熱素子の配
列方向中央部に比し、電極の配列方向端部に数多く存在
し、且つ、隣接する電極間の距離は発熱素子の配列方向
中央部が短く、発熱素子の配列方向端部が長く設定され
ていることを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項2】電気絶縁性基板の上面に、直線状に配列さ
れた複数個の発熱素子と、該発熱素子の各々の一端に接
続される複数個の個別リード線と、該個別リード線の各
々に導電性接着材を介し接合され、前記発熱素子の配列
方向と略平行に配列される複数個の電極を有する駆動用
ICを取着して成るサーマルヘッドであって、 前記駆動用ICは隣接する電極間の距離が駆動用ICの
発熱素子の配列方向中央部で短く、発熱素子の配列方向
端部で長く設定されており、且つ前記駆動用ICの電極
の面積を駆動用ICの発熱素子の配列方向中央部に比し
発熱素子の配列方向端部で大きく成したことを特徴とす
るサーマルヘッド。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22762094A JP3476921B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | サーマルヘッド |
US08/752,554 US5781220A (en) | 1994-07-29 | 1996-11-20 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22762094A JP3476921B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | サーマルヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0890813A JPH0890813A (ja) | 1996-04-09 |
JP3476921B2 true JP3476921B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=16863791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22762094A Expired - Fee Related JP3476921B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-09-22 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3476921B2 (ja) |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP22762094A patent/JP3476921B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0890813A (ja) | 1996-04-09 |
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