JP2004351798A - Thermal head and thermal printer employing it - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワードプロセッサやフ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並びにそれを用いたサーマルプリンタの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機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、発熱素子22や回路導体23が設けられたアルミナセラミックス製のヘッド基板21と、フレキシブル配線板(以下、FPCと略記する)24とを、アルミニウム等から成る支持部材30上に載置固定した構造を有している。
【0003】
かかるサーマルヘッドは、ヘッド基板21上の発熱素子22に外部電源からの電力を印加し、発熱素子22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、該発熱した熱を発熱素子22上に搬送される感熱記録媒体に伝導させ、感熱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。
【0004】
尚、前記FPC24は、プリンタ本体からの種々の印字信号や外部電源からの電力を発熱素子22や図示しないドライバーICに供給するためのものであり、可撓性を有した複数の樹脂フィルム間に銅箔等から成る配線導体25を介在させた構造を有しており、その一端にはサーマルヘッドをプリンタ本体等に接続させるためのコネクタ26が取着されている。
【0005】
このコネクタ26は、FPC24の配線導体に電気的に接続されるコネクタピン27をハウジング28で収容させて成り、かかるハウジング28に固着されているコネクタピンをFPC24の配線導体に半田接合させることによってFPC24に固定されていた。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−150540号公報
【0007】
【特許文献2】
特開2000−173695号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のサーマルヘッドによれば、コネクタ26は可撓性を有したFPC24に支持されているだけで、不安定な状態で保持されていることから、サーマルヘッドをプリンタ本体に接続するにあたってコネクタ26をプリンタ本体の外部接続部材に差し込んだり、逆に抜き取ったりする際、コネクタ26に印加される外力によってFPC24が途中で折れ曲がってしまったり、コネクタ26がFPC24より剥がれてしまう等の不具合を誘発することがあり、この場合、サーマルヘッドとプリンタ本体との接続作業が極めて煩雑であった。
【0009】
本発明は上記欠点に鑑みて案出されたもので、その目的はコネクタの固定位置を安定化させておくことが可能な高性能のサーマルヘッド並びに生産性の高いサーマルプリンタを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルヘッドは、発熱素子及び回路導体を有するヘッド基板と、該ヘッド基板を支持する支持部材と、前記回路導体に電気的に接続される配線導体を有するフレキシブル配線板と、前記配線導体と外部接続部材とを電気的に接続する導通部材をハウジングで収容し、且つ該ハウジングの内部に前記外部接続部材が挿入されるコネクタと、を少なくとも備えたサーマルヘッドにおいて、前記コネクタのハウジングと支持部材とを嵌合させるとともに、両者の嵌合方向と前記外部接続部材の挿入方向とを互いに異ならせたことを特徴とするものである。
【0011】
また本発明のサーマルヘッドは、前記コネクタのハウジングと支持部材のそれぞれに対応する位置に凸部、凹部を設けたことを特徴とするものである。
【0012】
そして本発明のサーマルプリンタは、上述のサーマルヘッドと、前記コネクタのハウジングに挿入する外部接続部材と、発熱素子上に記録媒体を搬送する搬送手段と、サーマルヘッドを駆動する駆動手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
本発明によれば、コネクタと支持部材とを嵌合させるとともに、該嵌合方向と外部接続部材の挿入方向とを異ならせたことから、コネクタに対して外部接続部材を差し込んだ際に、その挿入方向に印加される外力に対してコネクタと支持部材との嵌合部が大きな抵抗となり、コネクタを支持部材に対して強固に固定させ、コネクタの固定位置を安定化させることができる。従って、サーマルヘッドとプリンタ本体との接続作業が簡便になり、サーマルプリンタの生産性を向上させることが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0015】
図1は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り、同図に示すサーマルヘッドは大略的にヘッド基板1と、該ヘッド基板1に接続されるFPC4と、該FPC4に取着されるコネクタ6と、前記ヘッド基板1を支持する支持部材10とで構成されている。
【0016】
前記ヘッド基板1はアルミナセラミックス等の絶縁材料や表面に絶縁膜が形成された単結晶シリコン等の半導体材料等、種々の材料から成っており、その上面には発熱素子2や回路導体3等が設けられ、これらを支持する支持母材として機能する。
【0017】
かかるヘッド基板1は、アルミナセラミックスから成る場合、例えばアルミナ、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と成すとともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール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、しかる後、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するとともに高温で焼成することによって製作される。
【0018】
また前記ヘッド基板1の上面には、直線状に配置された複数個の発熱素子2や複数個の回路導体3等がそれぞれ取着されている。
【0019】
前記発熱素子2はTaSiOやTiSiO、TaSiNO、TaN等の電気抵抗材料から成っており、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているため、回路導体3等を介して外部電源からの電力が印加されるとジュール発熱を起こし、感熱記録媒体に印字画像を形成するのに必要な所定の温度、例えば200℃〜350℃の温度に発熱する作用を為す。
【0020】
尚、前記発熱素子2および回路導体3は従来周知のスパッタリング法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ヘッド基板1上に所定パターン、所定厚みに被着される。
【0021】
またかかるヘッド基板1には、プリンタ本体からの種々の印字信号や外部電源からの電力を発熱素子2や図示しないドライバーICに供給するためのFPC4が半田付け等によって接続されている。
【0022】
前記FPC4は、可撓性を有した複数の樹脂フィルム(ポリイミド樹脂製)間に、前記ヘッド基板1上の回路導体3に電気的に接続される複数個の配線導体5を介在させて成り、その一端にコネクタ6が取着されている。
【0023】
前記コネクタ6は、FPC4の配線導体5に対して電気的に接続される導通部材7(本実施形態においてはコネクタピン)をハウジング8で収容した構造を有している。具体的には、コネクタピン7の一端側をFPC4に対して貫通させ、該貫通させたコネクタピン7と配線導体5とを半田等の導電材によって電気的に接続させるとともに、コネクタピン7の他端側を箱型のハウジング8で保護した構造を有している。
【0024】
このようなコネクタ6は、コネクタピン7でハウジング8内に外部接続部材9を挿入し、外部接続部材9とコネクタピン7とを接触させることによってサーマルヘッドをプリンタ本体に電気的に接続させるようにしており、これによってプリンタ本体からの印字信号等がFPC4を介してヘッド基板1上の発熱素子2やドライバーIC等に供給される。
【0025】
そして前記コネクタ6を構成するハウジング8の一部には、外部接続部材9の挿入方向と直交する方向(図面では下方)に突出した凸部8a(例えば高さ0.5mm〜2mm、幅1mm〜3mm)が設けられており、該凸部8aを後述する支持部材10に設けられる凹部10aに嵌合させることによってコネクタ6を支持部材10に対して強固に固定している。
【0026】
このため、コネクタ6の凸部8aと支持部材10の凹部10aとの嵌合方向が外部接続部材9の挿入方向に対して異なることとなり、外部接続部材9の挿入方向に印加される外力に対して凸部8aと凹部10aとの嵌合部が大きな抵抗となる。従って、コネクタ6を支持部材10に対して強固に固定し、コネクタ6の固定位置を安定化させることができ、サーマルヘッドとプリンタ本体との接続作業が簡便になるという利点がある。
【0027】
尚、前記FPC4は、その端部に導出される配線導体5をヘッド基板1上の回路導体3に半田を介して当接させ、しかる後、これをヒーターバーを用いて所定温度で溶融させ、前記回路導体3および配線導体5を半田接合することによってヘッド基板1に電気的に接続される。
【0028】
そして上述したヘッド基板1は、アルミニウム等の良熱伝導性材料から成る支持部材5の上面に両面テープ等の接着部材を介して載置・固定されている。
【0029】
前記支持部材10は、その上面でヘッド基板1およびFPC4等を支持するとともに、ヘッド基板1中の熱の一部をヘッド基板1の下面を介して吸収することによりヘッド基板1の温度が過度に高温となるのを有効に防止するためのものである。
【0030】
かかる支持部材10は、その一部(本実施形態においては上面側)に前記凸部8aに対応する凹部10aが設けられており、該凹部10aに対して凸部8aが嵌合されることにより、コネクタ6が支持部材10に強固に固定される。尚、凹部10aは凸部8aと同様に、複数形成しても良いし、帯状に形成しても良い。
【0031】
このような支持部材10は、例えば、アルミニウム等のインゴット(塊)を従来周知の金属加工法により所定形状となすことによって製作される。
【0032】
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、サーマルヘッドTを駆動する駆動手段Cと、上述の外部接続部材9と、記録媒体をサーマルヘッドTの発熱素子2上に搬送する搬送手段としてのプラテンローラ11や搬送ローラ12a、12b、12c、12d等と、が配設される。
【0033】
前記駆動手段Cは、シフトレジスタやラッチ、スイッチングトランジスタ等を高密度に集積したドライバーICや該ドライバーICにストローブ信号やラッチ信号等の制御信号を供給する制御回路等を備えており、制御回路からの制御信号に基づいてドライバーIC内のスイッチングトランジスタのオン・オフを切り換えることにより、発熱素子2の発熱を制御するようにしている。
【0034】
また前記外部接続部材9は、サーマルプリンタと上述のサーマルヘッドとを電気的に接続するためのものであり、コネクタピン7の他端側の形状に対応する外部コネクタ部材が好適に使用され、サーマルプリンタ内にサーマルヘッドTを組み込む際、コネクタ6のハウジング8内に挿入される。
【0035】
このとき、コネクタ6に対して外部接続部材9の挿入方向に大きな力が印加されたとしても、該挿入方向と直交する方向に突出した凸部8aと該凸部8aに嵌合する凹部10aによってコネクタ6が固定されているため、FPC4が折れ曲がったり、コネクタ6が剥がれたりすることが有効に防止され、サーマルヘッドTとプリンタ本体との接続作業が簡便になり、サーマルプリンタの生産性を向上させることが可能となる。
【0036】
一方、搬送手段としてのプラテンローラ11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の発熱素子2上に回転可能に支持され、記録媒体を発熱素子2に対して押圧しつつ記録媒体を発熱素子2の配列と直交する方向(図中の矢印方向)に搬送する。
【0037】
また前記搬送ローラ12a、12b、12c、12d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12a、12b、12c、12dと前述のプラテンローラ11とで記録媒体の走行を支持している。
【0038】
そして、これと同時に多数の発熱素子2を駆動手段Cの駆動に伴い選択的にジュール発熱させ、これらの熱を記録媒体に伝導させることによって所定の印画が形成される。
【0039】
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものでは無く、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。
【0040】
例えば、上述の実施形態においては、凸部をコネクタに、凹部を支持部材にそれぞれ設けるようにしたが、これに代えて、凸部を支持部材に、凹部をコネクタにそれぞれ設けるようにしても構わない。
【0041】
また上述の実施形態において、凸部8aや凹部10aを複数形成しても良いし、あるいは帯状に形成しても良い。
【0042】
更に上述の実施形態においては、支持部材に設けられる凹部を支持部材の上面側に設けるようにしたが、下面側あるいは端面側に凹部を設けるようにしても構わない。
【0043】
また更に上述の実施形態においては、支持部材がヘッド基板を直接支持しているが、これに変えて、支持部材とヘッド基板との間に他の部材を介在させても良い。
【0044】
更にまた上述の実施形態において、図3に示す如く、凸部8aの一部、もしくは全部を(図3においては一部)、断面積(凸部8aの突出方向に対して直交する平面で切った断面積)が先端よりも後端側で大きくなるように設定しておけば、外部接続部材10の挿入によって応力が集中し易い凸部8aの後端側で強度を高くすることができ、これによってサーマルヘッドやサーマルプリンタの信頼性を高めることができる。尚、この場合凸部8aの形状に対応させるべく、凹部10aの底面積を深さ方向に狭くなるように形成することが好ましい。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、コネクタと支持部材とを嵌合させるとともに、該嵌合方向と外部接続部材の挿入方向とを異ならせたことから、コネクタに対して外部接続部材を差し込んだ際に、その挿入方向に印加される外力に対してコネクタと支持部材との嵌合部が大きな抵抗となり、コネクタを支持部材に対して強固に固定させ、コネクタの固定位置を安定化させることができる。従って、サーマルヘッドとプリンタ本体との接続作業が簡便になり、サーマルプリンタの生産性を向上させ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のサーマルヘッドを組み込んで構成したサーマルプリンタの概略側面図である。
【図3】本発明の他の実施形態にかかるサーマルヘッドの断面図である。
【図4】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・・・発熱素子
3・・・回路導体
4・・・FPC
5・・・配線導体
6・・・コネクタ
7・・・導通部材(コネクタピン)
8・・・ハウジング
8a・・・凸部
9・・・外部接続部材
10・・・支持部材
10a・・・凹部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal head incorporated as a printer mechanism such as a word processor or a facsimile, and an improvement of a thermal printer using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 4, a thermal head incorporated as a printer mechanism such as a word processor includes a
[0003]
Such a thermal head applies electric power from an external power supply to a heating element 22 on a
[0004]
The FPC 24 is for supplying various print signals from the printer main body and power from an external power supply to the heating element 22 and a driver IC (not shown), and is provided between a plurality of flexible resin films. It has a structure in which a wiring conductor 25 made of copper foil or the like is interposed, and a
[0005]
The
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-150540
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-173695
[Problems to be solved by the invention]
However, according to this conventional thermal head, the
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described drawbacks, and has as its object to provide a high-performance thermal head and a highly productive thermal printer capable of stabilizing a fixed position of a connector. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A thermal head according to the present invention includes a head substrate having a heating element and a circuit conductor, a support member supporting the head substrate, a flexible wiring board having a wiring conductor electrically connected to the circuit conductor, and the wiring conductor. And a connector in which a conductive member for electrically connecting the external connection member and the external connection member is accommodated in a housing, and a connector into which the external connection member is inserted inside the housing. The members are fitted together, and the fitting direction of the two and the insertion direction of the external connection member are different from each other.
[0011]
The thermal head according to the present invention is characterized in that a protrusion and a recess are provided at positions corresponding to the housing and the support member of the connector.
[0012]
The thermal printer according to the present invention includes the above-described thermal head, an external connection member inserted into the housing of the connector, a transport unit that transports the recording medium onto the heating element, and a driving unit that drives the thermal head. It is characterized by having.
[0013]
According to the present invention, the connector and the support member are fitted together, and since the fitting direction and the insertion direction of the external connection member are made different, when the external connection member is inserted into the connector, The fitting portion between the connector and the support member has a large resistance to an external force applied in the insertion direction, so that the connector can be firmly fixed to the support member and the fixing position of the connector can be stabilized. Therefore, the work of connecting the thermal head to the printer body is simplified, and the productivity of the thermal printer can be improved.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a thermal head according to an embodiment of the present invention. The thermal head shown in FIG. 1 generally includes a
[0016]
The
[0017]
When the
[0018]
On the upper surface of the
[0019]
The heating element 2 is made of an electric resistance material such as TaSiO, TiSiO, TaSiNO, TaN, etc., and has a predetermined electric resistivity. Therefore, electric power from an external power supply via the circuit conductor 3 or the like is generated. When the voltage is applied, Joule heat is generated to generate heat at a predetermined temperature required for forming a print image on a thermosensitive recording medium, for example, a temperature of 200 ° C. to 350 ° C.
[0020]
The heating element 2 and the circuit conductor 3 are applied to the
[0021]
An FPC 4 for supplying various print signals from the printer main body and power from an external power supply to the heating element 2 and a driver IC (not shown) is connected to the
[0022]
The FPC 4 includes a plurality of flexible resin films (made of polyimide resin) and a plurality of wiring conductors 5 electrically connected to the circuit conductors 3 on the
[0023]
The connector 6 has a structure in which a conductive member 7 (connector pin in the present embodiment) that is electrically connected to the wiring conductor 5 of the
[0024]
In such a connector 6, the thermal head is electrically connected to the printer main body by inserting the external connection member 9 into the housing 8 with the connector pin 7 and bringing the external connection member 9 into contact with the connector pin 7. As a result, a print signal and the like from the printer main body are supplied to the heating element 2 and the driver IC on the
[0025]
A part of the housing 8 constituting the connector 6 has a projection 8a (for example, having a height of 0.5 mm to 2 mm and a width of 1 mm to 1 mm) projecting in a direction (downward in the drawing) orthogonal to the insertion direction of the external connection member 9. 3 mm), and the connector 6 is firmly fixed to the
[0026]
For this reason, the fitting direction of the convex portion 8a of the connector 6 and the
[0027]
In addition, the
[0028]
The above-described
[0029]
The
[0030]
The supporting
[0031]
Such a supporting
[0032]
As shown in FIG. 3, a thermal printer incorporating the above-described thermal head includes a driving unit C for driving the thermal head T, the above-described external connection member 9, and a recording medium including a heating element of the thermal head T. A platen roller 11 and
[0033]
The driving means C includes a driver IC in which shift registers, latches, switching transistors, and the like are integrated at high density, and a control circuit that supplies control signals such as strobe signals and latch signals to the driver IC. By switching on / off the switching transistor in the driver IC based on the control signal, the heat generation of the heating element 2 is controlled.
[0034]
The external connection member 9 is for electrically connecting the thermal printer and the above-described thermal head, and an external connector member corresponding to the shape of the other end of the connector pin 7 is preferably used. When incorporating the thermal head T into the printer, the thermal head T is inserted into the housing 8 of the connector 6.
[0035]
At this time, even if a large force is applied to the connector 6 in the insertion direction of the external connection member 9, the protrusion 8 a protruding in a direction orthogonal to the insertion direction and the
[0036]
On the other hand, the platen roller 11 as a conveying means is a cylindrical member in which butadiene rubber or the like is wound around a shaft core made of a metal such as SUS to a thickness of about 3 mm to 15 mm. The recording medium is conveyed in a direction perpendicular to the arrangement of the heating elements 2 (the direction of the arrow in the figure) while pressing the recording medium against the heating elements 2.
[0037]
The
[0038]
At the same time, a large number of heating elements 2 are selectively heated by driving the drive means C to generate Joule heat, and the heat is transmitted to the recording medium, whereby a predetermined print is formed.
[0039]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0040]
For example, in the above embodiment, the convex portion is provided on the connector, and the concave portion is provided on the support member. Alternatively, the convex portion may be provided on the support member, and the concave portion may be provided on the connector. Absent.
[0041]
In the above-described embodiment, a plurality of convex portions 8a and
[0042]
Further, in the above-described embodiment, the concave portion provided in the support member is provided on the upper surface side of the support member. However, the concave portion may be provided on the lower surface side or the end surface side.
[0043]
Further, in the above-described embodiment, the support member directly supports the head substrate. Alternatively, another member may be interposed between the support member and the head substrate.
[0044]
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, part or all of the protrusion 8a (part in FIG. 3) is cut by a cross-sectional area (a plane orthogonal to the projecting direction of the protrusion 8a). If the cross-sectional area is set to be larger at the rear end side than at the front end, the strength can be increased at the rear end side of the convex portion 8a where stress is likely to be concentrated by the insertion of the
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, the connector and the support member are fitted together, and since the fitting direction and the insertion direction of the external connection member are made different, when the external connection member is inserted into the connector, The fitting portion between the connector and the support member has a large resistance to an external force applied in the insertion direction, so that the connector can be firmly fixed to the support member and the fixing position of the connector can be stabilized. Therefore, the work of connecting the thermal head to the printer body is simplified, and the productivity of the thermal printer can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a thermal head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view of a thermal printer configured by incorporating the thermal head of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view of a thermal head according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a conventional thermal head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
5 Wiring conductor 6 Connector 7 Conducting member (connector pin)
8 Housing 8a Projection 9
Claims (3)
該ヘッド基板を支持する支持部材と、
前記回路導体に電気的に接続される配線導体を有するフレキシブル配線板と、
前記配線導体と外部接続部材とを電気的に接続する導通部材をハウジングで収容し、且つ該ハウジングの内部に前記外部接続部材が挿入されるコネクタと、を少なくとも備えたサーマルヘッドにおいて、
前記コネクタのハウジングと支持部材とを嵌合させるとともに、両者の嵌合方向と前記外部接続部材の挿入方向とを互いに異ならせたことを特徴とするサーマルヘッド。A head substrate having a heating element and a circuit conductor,
A support member for supporting the head substrate,
A flexible wiring board having a wiring conductor electrically connected to the circuit conductor,
A housing in which a conductive member that electrically connects the wiring conductor and the external connection member is housed in a housing, and a connector into which the external connection member is inserted inside the housing;
A thermal head wherein the housing of the connector and the support member are fitted together, and the fitting direction of the two and the insertion direction of the external connection member are different from each other.
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JP2014213527A (en) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 京セラ株式会社 | Thermal head and thermal printer |
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- 2003-05-29 JP JP2003153329A patent/JP2004351798A/en active Pending
Cited By (1)
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