JP4476669B2 - サーマルヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば熱転写型プリンタに搭載されるサーマルヘッド及びその製造方法に関する。

サーマルヘッドは、通電により発熱する複数の発熱抵抗体を備え、この複数の発熱抵抗体が発生した熱エネルギーを印刷媒体に与えることにより、印刷動作する。従来では一般的に、上記複数の発熱抵抗体、これら複数の発熱抵抗体の一端部に共通に接続された共通電極、及び各発熱抵抗体の他端部にそれぞれ接続された複数の個別電極を有するヘッド基板と、このヘッド基板の複数の個別電極を介して複数の発熱抵抗体を通電制御する複数の駆動素子を備えたプリント回路基板とが別々に備えられ、このヘッド基板及びプリント回路基板の底面に放熱用のアルミ放熱板が接着されている。高速印刷を実現するには、アルミ放熱板を介して余分な熱を放出させることにより発熱抵抗体の熱応答性を高めることが必須である。放熱板を備えたサーマルヘッド構造は、例えば特許文献２及び３に記載されている。

特開平１−１９０４６７号公報 特開平１１−２８８２９号公報 実開平１−１３１５３８号公報のマイクロフィルム

近年、サーマルヘッドは小型化がすすめられており、これに伴ってヘッド基板も小型化されている。しかしながら、ヘッド基板が小型化されると、ヘッド基板と放熱板の接触面積が小さくなるのに対して発熱抵抗体の発熱量は変わらないため、印刷動作時に接着層を介してヘッド基板から放熱板に伝わる熱量が相対的に増大し、この過剰な熱により放熱板が伸びる結果、条件によっては接着層が剥がれる虞がある。図７に示すように、特に放熱板の端部では伸び量が大きく、接着層は剥がれやすくなっている。この傾向は、加熱温度が上昇するほど顕著にあらわれている。接着層の剥がれた領域には空気が混入しやすく、空気が混入した領域は蓄熱層として働き発熱抵抗体の温度をより上昇させる。このため、端に位置する発熱抵抗体の印刷濃度が濃くなり、全体として印刷濃度ムラを生じさせる。

また、ヘッド基板が小型化されると、該ヘッド基板の曲げに対する耐性が小さくなる。例えば、個別電極と駆動素子をワイヤーボンディング及び封止した後に、ヘッド基板及びプリント回路基板を放熱板に接着しようとすると、封止樹脂の熱収縮によりヘッド基板の平面方向に大きな反りが生じてしまい、印刷時にカスレ等の印刷品質を落とす要因となりえる。なお、従来では、ヘッド基板の面積が少なくとも６ｍｍ²以上であったため、封止樹脂が熱収縮してもヘッド基板は曲がりにくく、ヘッド基板平面に反りが生じていても印刷品質に影響を与えない範囲内に抑えられていた。

ヘッド基板の平面方向の反りを抑えるためには、予めヘッド基板とプリント回路基板を放熱板に接着し、接着剤でヘッド基板を曲がらないようにした状態で、個別電極と駆動素子をワイヤーボンディング及び封止することが考えられる。しかしながら、従来では低コスト化のために個別電極をＡｌから形成し、Ａｕ接合ワイヤーを用いて個別電極と駆動素子を接続することが一般的であり、このＡｌ−Ａｕワイヤーボンディングは、個別電極の表面酸化層を超音波振動により破壊してＡｌとＡｕの合金層を形成するために約１５０℃程度の雰囲気中で行なわれるので、この高温雰囲気中で放熱板が伸びて接着層が剥がれる虞がある。上述したように、接着層の剥がれた領域は空気が混入して蓄熱層となり、印刷濃度ムラを生じさせる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、小型化を実現しつつ熱歪による反りを抑え、さらに、接着層の剥離による印刷濃度ムラを防止可能なサーマルヘッド及びその製造方法を得ることを目的とする。

本発明は、ヘッド基板及びプリント回路基板と放熱板を予め接着させてからワイヤーボンディング工程及び封止工程を行なうことでヘッド基板及びプリント回路基板の反りを抑制させること、ヘッド基板と放熱板の間に十分な膜厚の弾性接着剤を介在させることで放熱板の熱歪を吸収させること、及び、上記弾性接着剤を部分的に備えることで放熱板の放熱特性を良好に維持させることに着目したものである。

すなわち、本発明は、通電により発熱する複数の発熱抵抗体、これら複数の発熱抵抗体の一端部に共通に接続された共通電極、及び、各発熱抵抗体の他端部にそれぞれ接続された複数の個別電極を有するヘッド基板を放熱板上に接着固定したサーマルヘッドにおいて、ヘッド基板の少なくとも複数の発熱抵抗体の直下位置に、ヘッド基板と放熱板との接着面間隔を広げる広間隔段部を設け、この広間隔段部を含むヘッド基板と放熱板の接着面に、熱歪吸収能を発揮する弾性を備えた弾性接着剤を介在させたこと、複数の発熱抵抗体はヘッド基板の一端部に一列に配置されていること、及び、広間隔段部は、発熱抵抗体の配列方向に直交する方向のヘッド基板の両端部にそれぞれ設けられていること、を特徴としている。広間隔段部がヘッド基板の両端部に設けられていれば、該広間隔段部に充填した弾性接着剤が硬化するときの収縮バランスをとることができ、ヘッド基板を放熱板に対して水平にバランスよく接着させることができる。

また本発明は、通電により発熱する複数の発熱抵抗体、これら複数の発熱抵抗体の一端部に共通に接続された共通電極、及び、各発熱抵抗体の他端部にそれぞれ接続された複数の個別電極を有するヘッド基板を放熱板上に接着固定したサーマルヘッドにおいて、ヘッド基板の少なくとも複数の発熱抵抗体の直下位置に、ヘッド基板と放熱板との接着面間隔を広げる広間隔段部を設け、この広間隔段部を含むヘッド基板と放熱板の接着面に、熱歪吸収能を発揮する弾性を備えた弾性接着剤を介在させたこと、複数の発熱抵抗体はヘッド基板の一端部に一列に配置されていること、及び、広間隔段部は、複数の発熱抵抗体の直下と複数の個別電極の直下にそれぞれ配置されていることを特徴としている。複数の発熱抵抗体の直下位置では、ヘッド動作時に発熱抵抗体が発生させる熱により高温になるので、この熱により生じる放熱板の熱歪を、広間隔段部上の弾性接着剤で良好に吸収させる。また、複数の個別電極の直下位置では、該個別電極と駆動素子をワイヤーボンディングする際に高温となるので、この熱により生じる放熱板の熱歪を、広間隔段部上の弾性接着剤で良好に吸収させる。

ヘッド基板は、各広間隔段部の上の弾性接着剤に対し、ヘッド基板を略同一面積で接着させることが好ましい。

広間隔段部上の弾性接着剤の膜厚は５０μｍ以上とする。この範囲を満たすことにより、弾性接着剤は、熱歪吸収能を発揮する弾性を備え、複数の発熱抵抗体が発熱しているとき及び外部からの熱が加えられたときに放熱板の熱歪を許容することができる。

ヘッド基板及び放熱板の接着面は、いずれか一方が平坦面をなし、他方が広間隔段部を有する凹凸面をなしていることが好ましい。放熱板はアルミ放熱板であることが実際的である。

また本発明は、製造方法の態様によれば、通電により発熱する複数の発熱抵抗体、これら複数の発熱抵抗体の一端部に共通に接続された共通電極、及び、各発熱抵抗体の他端部にそれぞれ接続された複数の個別電極を有するヘッド基板と、このヘッド基板の複数の発熱抵抗体への通電を制御する複数の駆動素子を備えたプリント回路基板と、これらヘッド基板及びとプリント回路基板を接着固定する放熱板とを準備する工程、ヘッド基板と放熱板の接着面の一部に、該ヘッド基板と放熱板との接着面間隔を広げる広間隔段部を形成する工程、この広間隔段部を含むヘッド基板と放熱板の接着面に、熱歪吸収能を発揮する弾性を備えた弾性接着剤を塗布し、この弾性接着剤によって広間隔段部を充填する工程、広間隔段部上に少なくともヘッド基板の複数の発熱抵抗体の直下位置を位置させた状態で弾性接着剤を硬化させ、ヘッド基板と放熱板を接着する工程、ヘッド基板の個別電極とプリント回路基板の駆動素子をワイヤーボンディングする工程、及びボンディングしたヘッド基板の個別電極とプリント回路基板の駆動素子を封止する工程を有し、複数の発熱抵抗体はヘッド基板の一端部に配列すること、複数の個別電極はヘッド基板の他端部に配列すること、広間隔段部は発熱抵抗体の配列方向に直交する方向に所定間隔をあけて二つ形成すること、及び、ヘッド基板は発熱抵抗体の配列方向に直交する方向における両端部でそれぞれ広間隔段部上の弾性接着剤に接着することを特徴としている。

低コスト化を図るため、ヘッド基板の複数の個別電極はＡｌにより形成され、各個別電極とプリント回路基板の駆動素子をＡｕ接合ワイヤーによりワイヤーボンディング接続することが実際的である。

本発明によれば、小型化を実現しつつ熱歪による反りを抑え、さらに、接着層の剥離による印刷濃度ムラを防止可能なサーマルヘッド及びその製造方法を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態によるサーマルヘッドの構造を示す断面図である。サーマルヘッドＨ１は、アルミ放熱板１の上に接着固定された、図２に示すヘッド基板１０と、プリント回路基板２０とを備えている。

ヘッド基板１０には、図１及び図２に示されるように、アルミナやセラミック材料からなる基板１１の上に、基板一端側に形成された凸形状部と該凸形状部から基板他端側へ延出された均一膜厚の平坦部とを有するグレーズ層１２と、グレーズ層１２の凸形状部上に形成された複数の発熱抵抗体１３と、各発熱抵抗体１３の表面を覆って該各発熱抵抗体１３の平面的な大きさ（抵抗長Ｌ、抵抗幅Ｗ）を規定する絶縁バリア層１４と、複数の発熱抵抗体１３に通電する電極層１５と、絶縁バリア層１４及び電極層１５をプラテン等との接触から保護する耐磨耗性保護層１７とが備えられている。複数の発熱抵抗体１３は、グレーズ層１２上に形成された抵抗層１３’の一部であり、図示Ｙ方向に所定間隔をあけて配列されている。電極層１５は、抵抗層１３’及び絶縁バリア層１４の上に全面的に成膜した後に、絶縁バリア層１４の表面を露出させる開放部１５ｃをあけて形成されている。この電極層１５は、開放部１５ｃを介して、全発熱抵抗体１３の抵抗長方向の一端に接続する共通電極１５ａと、各発熱抵抗体１３の抵抗長方向の他端に接続する複数の個別電極１５ｂとに分離されている。各個別電極１５ｂには、ワイヤーボンディング用の電極パッド１６がそれぞれ形成されている。本実施形態の電極層１５及び電極パッド１６は、Ａｌにより形成されている。

プリント回路基板２０は、上記ヘッド基板１０とは別個に形成されており、複数の発熱抵抗体１３への通電を制御する複数の駆動素子２１、及び該駆動素子２１を含む回路系と外部を接続するための外部接続用コネクタ２２などを有している。駆動素子２１は各発熱抵抗体１３毎に備えられていて、プリント回路基板２０の一端部側に配列されている。対応する駆動素子２１と個別電極１５ｂの電極パッド１６は、Ａｕ接合ワイヤー３０によりボンディングされている。この個別電極１５ｂ、電極パッド１６、駆動素子２１及びＡｕ接合ワイヤー３０を含むボンディング部は、例えばエポキシ系樹脂等からなる封止樹脂３１により封止されている。また各駆動素子２１は、Ａｕ接合ワイヤー３０により、プリント回路基板２０の回路系にも接続されている。

図３に拡大して示すように、ヘッド基板１０とアルミ放熱板１の接着面には、ヘッド基板１０の図示Ｘ方向（複数の発熱抵抗体１３の配列方向に直交する方向）の両端部にそれぞれ位置させて、ヘッド基板１０とアルミ放熱板１の接着面間隔ｄ（ｄ１＜ｄ２）を広げる広間隔段部α１、α２が形成されている。広間隔段部α１、α２は図示左右方向に所定間隔をあけて略平行をなしており、第１の広間隔段部α１が複数の発熱抵抗体１３の直下に位置し、第２の広間隔段部α２がヘッド基板１０とプリント回路基板２０の接続端部の下方に位置している。第２の広間隔段部α２は、第１の広間隔段部α１よりも図示Ｘ方向に大きな寸法で形成されている。本実施形態では、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０の底面が巨視的な凹凸のない平坦面をなし、アルミ放熱板１の上面１ａが広間隔段部α１、α２を含む凹凸面をなしている。

上記広間隔段部α１、α２を含むヘッド基板１０とアルミ放熱板１の接着面には、熱歪吸収能を発揮する弾性を備えた弾性接着剤２が介在している。この弾性接着剤２は、厚さが不均一であり、各広間隔段部α１、α２に充填されて少なくとも５０μｍ以上の膜厚を有する厚膜部２ａ、２ｂと、約２０μｍ程度の膜厚を有する薄膜部２ｃ、２ｄとを有している。第１の厚膜部２ａは、複数の発熱抵抗体１３の直下位置でヘッド基板１０とアルミ放熱板１を接着し、該複数の発熱抵抗体１３からの熱により生じるアルミ放熱板１の熱歪を弾性により吸収する。第２の膜厚部２ｂは、複数の電極パッド１６の直下位置でヘッド基板１０及びプリント回路基板２０とアルミ放熱板１を接着している。第２の膜厚部２ｂの図示左右方向の寸法は第１の膜厚部２ａの同方向寸法よりも大きいが、ヘッド基板１０が第１の膜厚部２ａに接着する面積ΔＳａと第２の膜厚部２ｂに接着する面積ΔＳｂは略同一（ΔＳａ＝ΔＳｂ）になっている。ヘッド基板１０は、この第１の膜厚部２ａ及び第２の膜厚部２ｂにより、接着バランスが保持されている。一方、第１の薄膜部２ｃは、第１の厚膜部２ａと第２の厚膜部２ｂの間に形成され、ヘッド基板１０の中央部１０ｃとアルミ放熱板１とを接着させている。第２の薄膜部２ｄは、第１の薄膜部２ｃとの間に第２の厚膜部２ｂを挟んで形成され、プリント回路基板２０の一端部２０ａ以外とアルミ放熱板１とを接着させている。複数の発熱抵抗体１３で発生した余分な熱や外部から与えられた余分な熱は、この薄膜部２ｃ、２ｄを介して、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０からアルミ放熱板１へ速やかに伝わり、アルミ放熱板１から外方へ放出される。薄膜部２ｃ、２ｄの膜厚は、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０とアルミ放熱板１との接着面間隔ｄ１に、略一致する。

図４は、厚膜部２ａ、２ｂの厚さが異なる（薄膜部２ｃ、２ｄの厚さは一定）複数の弾性接着剤２について、各弾性接着剤２の加熱後のせん断強度を異なる複数の測定ポイントで測定した結果を示すグラフである。加熱温度は約１７０℃で一定である。第１測定ポイントから第６測定ポイントは、図３の図示Ｘ方向に一列に並んでおり、第１測定ポイントがヘッド基板１０の他端側１０ｂ、第６測定ポイントがヘッド基板１０の一端側１０ａに相当している。図４のグラフでは、各測定ポイントにおけるせん断強度を、第３測定ポイントと第４測定ポイントでのせん断強度の平均値に対する比で示してある。図４を見ると、弾性接着剤２の厚膜部２ａ、２ｂの膜厚が大きくなるほど、ヘッド基板１０の中央部１０ｃと両端部１０ａ、１０ｂとのせん断強度の差が小さくなり、全体的に略均一のせん断強度が得られることが分かる。すなわち、弾性接着剤２の厚膜部２ａ、２ｂがより大きな厚さで形成されると、アルミ放熱板１の熱歪をより広い範囲で許容できることがわかる。

図５は、加熱温度を一定（例えば１７０℃）とし、弾性接着剤２の厚膜部２ａ、２ｂの厚さを変化させながら（薄膜部２ｃ、２ｄの厚さは一定）、加熱前後のせん断強度比を第１測定ポイント又は第６測定ポイントで測定した結果を示すグラフである。図５を見ると、厚膜部２ａ、２ｂの厚さが１０μｍ以下の範囲では、加熱前後でのせん断強度比が０．５以下であり、加熱によって厚膜部２ａ、２ｂの接着強度が約半分以下に低下してしまうことがわかる。また図５を見ると、厚膜部２ａ、２ｂの厚さが大きくなるにつれて加熱前後のせん断強度比も増大し、厚膜部２ａ、２ｂの厚さが５０μｍを超える範囲では、加熱前後でのせん断強度比は約０．９５以上の値で略一定となっている。すなわち、厚膜部２ａ、２ｂの厚さが５０μｍを超えていれば、加熱による接着強度の低下を良好に抑えられることがわかる。

本実施形態では、ヘッド基板１０の両端部である第１及び第６測定ポイントで弾性接着剤２のせん断強度劣化（接着強度劣化）を生じさせないことが必要であるから、図４及び図５の測定結果に基づき、厚膜部２ａ、２ｂの厚さを少なくとも５０μｍ以上とする。厚膜部２ａ、２ｂの膜厚は、広間隔段部α１、α２とヘッド基板１０との接着面間隔ｄ２に略一致する。よって、接着面間隔ｄ２を、アルミ放熱板１の熱歪に耐えうる大きさに適宜設定することが好ましい。なお、弾性接着剤２の厚膜部２ａ、２ｂと薄膜部２ｃ、２ｄとの膜厚差は、広間隔段部α１、α２とアルミ放熱板１の上面１ａとの表面高さ位置の差に相当している。

次に、上記サーマルヘッドＨ１の製造方法の一実施形態について説明する。

先ず、図１に示すヘッド基板１０及びプリント回路基板２０をそれぞれ準備する。次に、アルミ放熱板１を準備し、このアルミ放熱板１の上面１ａの特定位置に、ヘッド基板１０とアルミ放熱板１との接着面間隔ｄを広げる広間隔段部α１、α２を形成する。第１の広間隔段部α１と第２の広間隔段部α２は、接着固定するヘッド基板１０の発熱抵抗体１３の配列方向に直交する方向に所定間隔をあけて、略平行に形成する。本実施形態では、第２の広間隔段部α２の図示Ｘ方向の寸法を第１の広間隔段部α１の同方向寸法よりも大きく設定してある。

続いて、広間隔段部α１、α２を含むアルミ放熱板１の上面１ａの上に、熱歪吸収能を発揮する弾性を備えた弾性接着剤２を塗布する。このとき、弾性接着剤２は各広間隔段部α１、α２を全て埋めるように塗布し、該各広間隔段部α１、α２上の弾性接着剤２とアルミ放熱板１の上面１ａ上の弾性接着剤２の表面高さ位置が同一になる平坦表面を形成する。これにより、各広間隔段部α１、α２には弾性接着剤２の厚膜部２ａ、２ｂが、アルミ放熱板１の上面１ａには弾性接着剤２の薄膜部２ｃ、２ｄがそれぞれ形成される。本実施形態では、弾性接着剤２の厚膜部２ａ、２ｂを７５μｍ程度の膜厚で形成し、薄膜部２ｃ、２ｄを２０μｍ程度の膜厚で形成する。

続いて、弾性接着剤２を塗布したアルミ放熱板１の上に、ヘッド基板１０とプリント回路基板２０を設置する。ここで、ヘッド基板１０は、複数の発熱抵抗体１３の直下位置となる一端側１０ａが第１の厚膜部２ａの上に、複数の電極パッド１６の直下位置となる他端側１０ｂが第２の厚膜部２ｂの上に、そして、一端側１０ａと他端側１０ｂの間の中央部１０ｃが第１の薄膜部２ｃの上にそれぞれ位置するように設置する。またプリント回路基板２０は、複数の駆動素子２１の配置されている一端側２０ａがヘッド基板１０の他端側１０ｂに接すると共に第２の厚膜部２ｂの上に位置し、且つ、一端側２０ａ以外の領域が第２の薄膜部２ｄの上に位置するように設置する。この設置状態で、例えば熱処理を施すなどして弾性接着剤２を硬化させ、アルミ放熱板１とヘッド基板１０及びプリント回路基板２０とを接着させる。本実施形態では、ヘッド基板１０と第１の厚膜部２ａの接着領域ΔＳａと、ヘッド基板１０と第２の厚膜部２ｂの接着領域ΔＳｂとが、ヘッド基板１０と第１の薄膜部２ｃの接着領域に関して対称な位置関係にあるので、弾性接着剤２を硬化させたときに収縮バランスがとれ、ヘッド基板１０は、傾くことなくアルミ放熱板１の表面に対して水平に接着する。

アルミ放熱板１とヘッド基板１０及びプリント回路基板２０とを接着した後は、ヘッド基板１０に形成されている複数の個別電極１５ｂとプリント回路基板２０に形成されている複数の駆動素子２１と導通接続する。具体的には、各個別電極１５ｂの電極パッド１６の表面に超音波振動を与えて表面酸化膜を破壊し、該電極パッド１６上にＡｌとＡｕの合金層を形成することにより、電極パッド１６とＡｕ接合ワイヤー３０を接続する。同様にして、各駆動素子２１の電極パッド（不図示）とＡｕ接合ワイヤー３０を接続する。このワイヤーボンディング工程では、ＡｕとＡｌの接合のため個別電極１５ｂの電極パッド１６及び駆動素子２１の電極パッドを約１５０℃以上の高温状態にする必要があり、該高温状態を得るためにボンダー機に接地されるアルミ放熱板１がその裏面より加熱される。この際、アルミ放熱板１、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０は熱せられて膨張するが、これらの熱歪は弾性接着剤２の第２の厚膜部２ｂが伸縮することで吸収（相殺）され、元の形状が維持される。

そして、Ａｕ接合ワイヤー３０で接続された電極パッド１６、個別電極１５ｂ及び駆動素子２１等を、例えばエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等からなる封止樹脂３１で覆い、この封止樹脂３１を例えば熱処理などにより硬化させて封止する。本実施形態では、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０とアルミ放熱板１を予め接着してから封止しているので、弾性接着剤２によりヘッド基板１０及びプリント回路基板２０は曲がりにくくなっており、封止樹脂３１が熱により膨張した状態で硬化しても、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０の反りは良好に抑えられる。また、封止工程においても封止樹脂３１を硬化させる際の熱処理によって電極パッド１６の周辺部及び各駆動素子２１の周辺部が約１２０℃以上の高温雰囲気となるが、与えられた余分な熱は、主に弾性接着剤２の第２の薄膜部２ｄを介してアルミ放熱板１に伝わり、アルミ放熱板１から外方へ放出される。アルミ放熱板１、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０の熱歪は、弾性接着剤２の第２の厚膜部２ｂが伸縮することで吸収される。

以上の工程により、図１のサーマルヘッドＨ１が完成する。サーマルヘッドＨ１の動作状態では、複数の発熱抵抗体１３が極めて短い周期で発熱と放熱を繰り返し、発熱抵抗体１３からの余分な熱は弾性接着剤２の第１の薄膜部２ｃ、第１の厚膜部２ａ及びアルミ放熱板１を介して外方に放出される。この際にもアルミ放熱板１は熱せられて膨張しやすいが、これら熱歪は弾性接着剤２の第１の厚膜部２ａの弾性により吸収される。

以上の本実施形態では、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０の底面を平坦面とし、アルミ放熱板１の上面を広間隔段部α１、α２を含む凹凸面としてあるが、逆のパターンとすることも可能である。つまり、図６に示すように、アルミ放熱板１の表面を巨視的な凹凸のない平坦面１ｅとし、ヘッド基板１０の底面１１ａ及びプリント回路基板２０の底面２０ｂに、ヘッド基板１０及びプリント回路基板２０とアルミ放熱板１の接着面間隔ｄを広げる広間隔段部α３、α４をそれぞれ形成してもよい。この態様では、広間隔段部α３、α４を含むヘッド基板１０及びプリント回路基板２０の底面に弾性接着剤２を塗布してアルミ放熱板１を設置し、該弾性接着剤２を硬化させることによりアルミ放熱板１とヘッド基板１０及びプリント回路基板２０とを接着させる。この接着時、アルミ放熱板１とヘッド基板１０及びプリント回路基板２０との位置関係を本実施形態ほど厳しく決める必要がないので、製造が容易になる。

また、本実施形態ではリアルエッジタイプのヘッド基板１０を用いているが、本発明は、部分グレーズタイプや全面グレーズタイプのヘッド基板を用いたサーマルヘッドにも、また、シリコンヘッド基板を用いたサーマルヘッドにも適用可能である。

本発明の一実施形態によるサーマルヘッドの構造を示す断面図ある。 図１のヘッド基板（耐磨耗性保護層を除く）を示す平面図である。 図１の部分拡大図である。 厚膜部の厚さが異なる（薄膜部の厚さは一定）複数の弾性接着剤について、各弾性接着剤の加熱後のせん断強度を、異なる複数の測定ポイントで測定した結果を示すグラフである。 厚膜部の厚さが異なる（薄膜部の厚さは一定）複数の弾性接着剤について、各弾性接着剤の加熱前後のせん断強度比を、第１又は第６測定ポイントで測定した結果を示すグラフである。 別の実施形態によるサーマルヘッドの構造を示す断面図である。 均一膜厚で具備された接着剤の加熱後のせん断強度について、位置依存性及び温度依存性を説明するグラフである。

符号の説明

１ アルミ放熱板
２ 弾性接着剤（接着層）
２ａ 第１の厚膜部
２ｂ 第２の厚膜部
２ｃ 第１の薄膜部
２ｄ 第２の薄膜部
１０ ヘッド基板
１１ 基板
１２ グレーズ層
１３ 発熱抵抗体
１４ 絶縁バリア層
１５ 電極層
１５ａ 共通電極
１５ｂ 個別電極
１５ｃ 開放部
１６ 電極パッド
１７ 耐磨耗保護層
２０ プリント回路基板
２１ 駆動素子
２２ 外部接続用コネクタ
３０ Ａｕ接合ワイヤー
３１ 封止樹脂
α１ 広間隔段部
α２ 広間隔段部

Claims (9)

1. 通電により発熱する複数の発熱抵抗体、これら複数の発熱抵抗体の一端部に共通に接続された共通電極、及び、各発熱抵抗体の他端部にそれぞれ接続された複数の個別電極を有するヘッド基板を放熱板上に接着固定したサーマルヘッドにおいて、
   前記ヘッド基板の少なくとも前記複数の発熱抵抗体の直下位置に、前記ヘッド基板と前記放熱板との接着面間隔を広げる広間隔段部を設け、この広間隔段部を含むヘッド基板と放熱板の接着面に、熱歪吸収能を発揮する弾性を備えた弾性接着剤を介在させたこと、
   前記複数の発熱抵抗体は前記ヘッド基板の一端部に一列に配置されていること、及び、
   前記広間隔段部は、前記発熱抵抗体の配列方向に直交する方向の前記ヘッド基板の両端部にそれぞれ設けられていること、
   を特徴とするサーマルヘッド。
2. 通電により発熱する複数の発熱抵抗体、これら複数の発熱抵抗体の一端部に共通に接続された共通電極、及び、各発熱抵抗体の他端部にそれぞれ接続された複数の個別電極を有するヘッド基板を放熱板上に接着固定したサーマルヘッドにおいて、
   前記ヘッド基板の少なくとも前記複数の発熱抵抗体の直下位置に、前記ヘッド基板と前記放熱板との接着面間隔を広げる広間隔段部を設け、この広間隔段部を含むヘッド基板と放熱板の接着面に、熱歪吸収能を発揮する弾性を備えた弾性接着剤を介在させたこと、
   前記複数の発熱抵抗体は前記ヘッド基板の一端部に一列に配置されていること、及び、
   前記広間隔段部は、前記複数の発熱抵抗体の直下と前記複数の個別電極の直下にそれぞれ配置されていること、
   を特徴とするサーマルヘッド。
3. 請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記広間隔段部は、前記複数の発熱抵抗体の直下と前記複数の個別電極の直下にそれぞれ配置されているサーマルヘッド。
4. 請求項１又は２記載のサーマルヘッドにおいて、前記ヘッド基板は、前記各広間隔段部の上の弾性接着剤に対し、略同一の面積で接着しているサーマルヘッド。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載のサーマルヘッドにおいて、前記広間隔段部上の弾性接着剤の膜厚は５０μｍ以上であるサーマルヘッド。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のサーマルヘッドにおいて、前記ヘッド基板及び前記放熱板の接着面は、いずれか一方が平坦面をなし、他方が前記広間隔段部を有する凹凸面をなしているサーマルヘッド。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載のサーマルヘッドにおいて、前記放熱板はアルミ放熱板であるサーマルヘッド。
8. 通電により発熱する複数の発熱抵抗体、これら複数の発熱抵抗体の一端部に共通に接続された共通電極、及び、各発熱抵抗体の他端部にそれぞれ接続された複数の個別電極を有するヘッド基板と、このヘッド基板の複数の発熱抵抗体への通電を制御する複数の駆動素子を備えたプリント回路基板と、これらヘッド基板及びプリント回路基板を接着固定する放熱板とを準備する工程、
   前記ヘッド基板と前記放熱板の接着面の一部に、該ヘッド基板と放熱板との接着面間隔を広げる広間隔段部を形成する工程、
   この広間隔段部を含むヘッド基板と放熱板の接着面に、熱歪吸収能を発揮する弾性を備えた弾性接着剤を塗布し、この弾性接着剤によって前記広間隔段部を充填する工程、
   前記広間隔段部上に少なくとも前記ヘッド基板の前記複数の発熱抵抗体の直下位置を位置させた状態で前記弾性接着剤を硬化させ、前記ヘッド基板と前記放熱板を接着する工程、
   前記ヘッド基板の個別電極と前記プリント回路基板の駆動素子をワイヤーボンディングする工程、及び
   ボンディングした前記ヘッド基板の個別電極と前記プリント回路基板の駆動素子を封止する工程を有し、
   前記複数の発熱抵抗体は、前記ヘッド基板の一端部に配列すること、
   前記複数の個別電極は、前記ヘッド基板の他端部に配列すること、
   前記広間隔段部は、前記発熱抵抗体の配列方向に直交する方向に所定間隔をあけて二つ形成すること、及び、
   前記ヘッド基板は、前記発熱抵抗体の配列方向に直交する方向における両端部でそれぞれ前記広間隔段部上の弾性接着剤に接着すること、
   を特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
9. 請求項８記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記ヘッド基板の複数の個別電極はＡｌにより形成されており、各個別電極と前記プリント回路基板の駆動素子をＡｕ接合ワイヤーによりワイヤーボンディング接続するサーマルヘッドの製造方法。

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