CN102152647A - 热头及打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热头及打印机，以维持上板基板的机械强度的同时提高隔热性能。提供一种热头(1)，其中包括：以层叠状态接合平板状的支撑基板及上板基板而成的基板主体(13)；以及形成在上板基板的表面上的矩形状的发热电阻体(15)，在支撑基板的接合面开口且在与发热电阻体(15)对置的区域设有形成空腔部(27)的凹部(23)，凹部(23)的内壁具有在发热电阻体(15)的宽度的范围内沿着凹部(23)的深度方向凹陷的沟槽(25)。

Description

热头及打印机

技术领域

本发明涉及热头(thermal head)及打印机。

背景技术

众所周知，一直以来热头用于多搭载于以小型手提式终端机为代表的小型信息设备终端的热敏打印机，基于印相数据有选择地使多个发热电阻体通电来对感热记录介质进行印相(例如，参照专利文献1)。

在热头的高效率化中，有在支撑发热电阻体的基板形成空腔部的方法。该空腔部用作中空隔热层，从而减少在发热电阻体产生的热中向基板侧传递的传递热量，而增大向发热电阻体的与基板侧相反一侧传递的传递热量，能够谋求提高印字时所需的能量效率。

专利文献1所记载的热头构成为：在由玻璃等的相同材料构成的上板基板(蓄热层)及支撑基板中任一个基板设置凹部，以闭塞该凹部的方式接合上板基板与支撑基板而一体化，从而在一体型的基板的内部形成空腔部。此外，该空腔部的形状为任意形状，如果其尺寸在从基板的层叠方向观看时接近发热电阻体的尺寸，就设计成既可以大于发热电阻体，也可以小于发热电阻体。

专利文献1：日本特开2007-83532号公报

但是，在使空腔部的尺寸大于发热电阻体的发热有效面积的情况下，虽然发热电阻体与基板之间的隔热性能变大，但有上板基板的机械强度降低的不良情况。另一方面，在使空腔部的尺寸小于发热电阻体的发热有效面积的情况下，虽然上板基板的机械强度有所提高，但有隔热性能降低的不良情况。

发明内容

本发明鉴于上述的状况构思而成，其目的在于提供一种维持上板基板的机械强度并且能提高隔热性能的热头及打印机。

为了达成上述目的，本发明提供如下方案。

本发明提供一种热头，其中包括：以层叠状态接合平板状的支撑基板及上板基板而成的基板；以及在所述上板基板的表面上形成的矩形状的发热电阻体，在所述支撑基板及所述上板基板的各接合面的至少一个接合面开口，在与所述发热电阻体对置的区域设有形成空腔部的凹部，该凹部的内壁具有在所述发热电阻体的宽度的范围内沿着该凹部的深度方向凹陷的一个以上的沟槽部。

依据本发明，配置在发热电阻体的正下方的上板基板作为蓄热层起作用，此外，形成在与发热电阻体对置的区域的基板的空腔部作为中空隔热层起作用。通过该空腔部，减少发热电阻体产生的热中经由上板基板而向支撑基板侧传递的热量，并增大传递到发热电阻体的与支撑基板侧相反一侧而被用于印字等的热量，从而能够谋求提高发热效率。

在此，在形成空腔部的凹部的内壁发热电阻体的宽度的范围内设置沟槽部，从而利用凹部的内壁局部地确保对覆盖空腔部的上板基板的支撑，并且利用内壁的沟槽部能够局部地扩大形成在发热电阻体的下层的作为中空隔热层的空间。由此，能够维持支撑发热电阻体的上板基板的机械强度，并能提高对从发热电阻体到支撑基板侧的热传递的隔热性能。

在上述发明中，包含所述沟槽部的所述凹部的内壁配置在所述发热电阻体的发热区域的内侧也可，也可以配置在与所述发热电阻体对置的区域外。

通过这样构成，与凹部的内壁平坦的形状的情况相比能够提高隔热性能。

此外，在上述发明中，所述凹部的内壁配置在所述发热电阻体的发热区域的内侧，所述沟槽部配置在与所述发热电阻体对置的区域内该发热电阻体的发热区域的外侧也可。

通过这样构成，利用凹部的内壁能够维持上板基板的机械强度，并且利用内壁的沟槽部能够谋求提高隔热效果。

此外，在上述发明中，包含所述沟槽部的所述凹部的内壁配置在与所述发热电阻体对置的区域内该发热电阻体的发热区域的外侧也可。

通过这样构成，利用上板基板及支撑基板可靠地支撑比发热电阻体的发热区域外侧的区域，减轻支撑发热电阻体的上板基板的负担，并且在发热电阻体的发热区域的正下方配置空腔部，能够充分地确保对从发热电阻体到支撑基板侧的热传递的隔热效果。

此外，在上述发明中，所述凹部的内壁配置在所述发热电阻体的发热区域的内侧，所述沟槽部配置在与所述发热电阻体对置的区域外也可。

通过这样构成，利用凹部的内壁谋求提高上板基板的机械强度，另一方面利用内壁的沟槽部能够谋求提高对从发热电阻体到支撑基板侧的热传递的隔热效果。

此外，在上述发明中，所述沟槽部的凹陷的深度阶梯式变化也可，此外，所述沟槽部形成为在所述凹部的内壁交互连续的凹凸形状也可。

凹部的内壁形状有规则地变化，由此能够容易调整上板基板的机械强度的维持和隔热性能的提高的平衡。

本发明提供一种打印机，该打印机具备：上述本发明的热头；以及将感热记录介质压到该热头的所述发热电阻体并输送的加压机构。

依据本发明，通过维持机械强度并提高隔热性能的热头，能够高效率地将发热电阻体产生的热传热到利用加压机构压上的感热记录介质上。此外，通过发热效率高的热头，能够减少向感热记录介质印字时的消耗电力。

(发明效果)

依据本发明，发挥出维持上板基板的机械强度，并能提高隔热性能的效果。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的热敏打印机的概略结构图。

图2是从保护膜侧观察图1的热头的平面图。

图3是图2的热头的A-A剖视图。

图4是从保护膜侧观察扩大了本发明的一个实施方式的凹部的形状时的热头的平面图。

图5是表示本发明的一个实施方式的热头的沟槽部的变形例的图。

图6是表示本发明的一个实施方式的热头的沟槽部的其它变形例的图。

图7是表示本发明的一个实施方式的热头的沟槽部的其它变形例的图。

图8是表示本发明的一个实施方式的热头的沟槽部的其它变形例的图。

图9是表示本发明的一个实施方式的热头的沟槽部的其它变形例的图。

图10是从保护膜侧观察本发明的一个实施方式的第一变形例的热头的平面图。

图11是从保护膜侧观察本发明的一个实施方式的第二变形例的热头的平面图。

图12是从保护膜侧观察本发明的一个实施方式的第三变形例的热头的平面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式的热头及热敏打印机(打印机)进行说明。

本实施方式的热头1用于例如图1所示那样的热敏打印机100。该热敏打印机100包括：主体框架2；被水平配置的压纸滚轴4；与压纸滚轴4的外周面对置配置的热头1；向压纸滚轴4与热头1之间输送感热纸3等的印刷对象物的送纸机构6；以及将热头1以既定按压力压到感热纸3的加压机构8。

通过加压机构8的动作，能使热头1及感热纸3压上压纸滚轴4。由此，压纸滚轴4的载荷经由感热纸3加到热头1上。

如图2及图3所示，热头1包括：平板状的基板主体(基板)13；在基板主体13上设置的平板状的多个发热电阻体15；在基板主体13上的与各发热电阻体15的两端连接的一对电极部17A、17B；以及覆盖基板主体13上的发热电阻体15及电极部17A、17B的保护膜19。此外，图2中，箭头Y表示压纸滚轴4的感热纸3的输送方向(在图4、图10、图11、图12中同样。)。

基板主体13成为固定于由铝等的金属、树脂、陶瓷或玻璃等构成的板状构件的散热板21，能够通过散热板21进行散热。该基板主体13以层叠状态接合形成有发热电阻体15的平板状的上板基板12和支撑上板基板12并固定于散热板21的平板状的支撑基板14而构成。

上板基板12是厚度10～100μm左右的玻璃基板。该上板基板12配置于发热电阻体15的正下方，从而作为储存发热电阻体15中产生的一部分热的蓄热层起作用。

支撑基板14是例如具有300μm～1mm左右的厚度的绝缘性玻璃基板或陶瓷基板等。这些上板基板12及支撑基板14最好采用彼此相同的材料构成的玻璃基板或者性质接近的基板。

此外，在支撑基板14形成有在与上板基板12的接合面沿厚度方向凹陷的凹部23。凹部23形成为沿着支撑基板14的长边方向延伸的矩形状，并且配置成与上板基板12上的所有发热电阻体15对置。

在沿凹部23的长边方向延伸的内壁，形成有从开口部遍及底面而沿深度方向凹陷的多个沟槽(沟槽部)25。沟槽25以在各发热电阻体15的宽度的范围内存在一个以上的方式在凹部23的长边方向上隔着既定间隔而排列。即，沿着凹部23的长边方向延伸的内壁，因沟槽25而具有凹凸形状。

此外，凹部23的内壁具有比连接在发热电阻体15两端的电极部17A、17B间的尺寸小的宽度尺寸，内壁的沟槽25具有比与发热电阻体15的宽度方向(发热电阻体15的排列方向)正交的长边方向的尺寸小的宽度尺寸。

该凹部23例如通过对支撑基板14的一个表面实施喷射(sandblast)、干蚀刻、湿蚀刻或激光加工等来形成。

在利用喷射法来形成凹部23时，首先，在支撑基板14的表面覆盖光刻胶材料，利用既定图案的光掩模对光刻胶材料进行曝光之后，使形成凹部23的区域以外的部分固化。

其后，清洗支撑基板14的表面，除去未固化的光刻胶材料，从而形成蚀刻掩模(图示略)，该蚀刻掩模在形成凹部23的区域具有蚀刻窗。在该状态下，通过对支撑基板14的表面实施喷射，能够形成既定深度的凹部23。再者，凹部23的深度例如优选为10μm以上且支撑基板14的一半厚度以下。

此外，在利用干蚀刻或湿蚀刻形成凹部23时，与上述的利用喷射进行的加工同样地，形成蚀刻掩模，该蚀刻掩模在形成支撑基板14的表面的凹部23的区域具有蚀刻窗，在该状态下蚀刻支撑基板14的表面，由此能够形成既定深度的凹部23。在进行湿蚀刻时，通过预先使支撑基板14的表面受伤，使蚀刻优先展开也可。

这些该蚀刻处理除了可以采用例如利用氟酸类的蚀刻液等的湿蚀刻以外，也可以采用反应性离子蚀刻(RIE)或等离子体蚀刻等的干蚀刻。此外，作为参考例，当支撑基板为单晶硅的情况下，进行利用诸如氢氧化四甲铵溶液、KOH溶液、或氟酸与硝酸的混合液等的蚀刻液的湿蚀刻。

此外，在利用激光加工形成凹部23时，通过使射束光扫描或改变射束强度，形成所希望的形状的凹部23。

利用这些各加工方法形成凹部23之际，利用该加工方法在内壁形成所希望的形状、数量、宽度尺寸等的沟槽25即可。

在这样形成有凹部23的支撑基板14上层叠上板基板12，从而闭塞凹部23的开口部而在上板基板12与支撑基板14之间形成空腔部27。空腔部27具有与所有的发热电阻体15对置的连通结构，以作为中空隔热层起作用，该中空隔热层抑制从发热电阻体15发生的热从上板基板12向支撑基板14侧传递。

发热电阻体15形成为在上板基板12的表面中，使各空腔部27沿着宽度方向跨过，沿着空腔部27的长边方向以既定间隔排列。该发热电阻体15在与长边方向的两端连接的电极部17A、17B间位于空腔部27的大致正上方的部分成为发热区域。

电极部17A、17B用来对发热电阻体15供给电力而使之发热。该电极部17A、17B由公共电极17A和多个个别电极17B构成，该公共电极17A连接在与各发热电阻体15的长边方向的一端，而该多个个别电极17B连接在各发热电阻体15的另一端。公共电极17A与所有的发热电阻体15一体地连接，各个别电极17B依每个发热电阻体15分别连接。

以下，对这样构成的热头1及热敏打印机100的作用进行说明。

利用本实施方式的热敏打印机100对感热纸3进行印相时，首先，对热头1的个别电极17B有选择地施加电压。由此，连接有被选择的个别电极17B和与它对置的公共电极17A的发热电阻体15中有电流流动，发热电阻体15发热。

接着，使加压机构8动作，将热头1向利用压纸滚轴4输送的感热纸3压上。压纸滚轴4在与发热电阻体15的排列方向平行的轴周围旋转，朝着与发热电阻体15的排列方向正交的Y方向输送感热纸3。对该感热纸3压上覆盖发热电阻体15的保护膜19的表面部分(印字部分)，由此感热纸3发色而被印字。

在此，利用形成在热头1的基板主体13的空腔部27，能够减少发热电阻体15产生的热中经由上板基板12而向支撑基板14侧传递的热量，并能增大传递到发热电阻体15的保护膜19侧而被用于印字等的热量。由此，能够提高热头1的发热效率。

在这种情况下，通过形成在构成空腔部27的凹部23的内壁的多个沟槽25，将形成在发热电阻体15的下层的作为中空隔热层的空间局部地扩大到发热区域的外侧，能够减少从发热区域直接传递到上板基板12的热量。此外，利用凹部23的内壁，局部地确保覆盖空腔部27的上板基板12的支撑，能够防止上板基板12对外部加重的强度减少。

因而，依据本实施方式的热头1及热敏打印机100，能够维持支撑发热电阻体15的上板基板12的机械强度，并能提高对从发热电阻体15向支撑基板侧14的热传递的隔热性能。由此，能够高效地对感热纸3传热发热电阻体15产生的热，并能减少向感热纸3印字时的消耗电力。

再者，在本实施方式中，沿着包含沟槽25的凹部23的长边方向延伸的内壁的宽度尺寸具有小于发热电阻体15的长边方向的尺寸的宽度尺寸，但是例如，如图4所示，沿着包含沟槽25的凹部23的长边方向延伸的内壁的宽度尺寸具有大于发热电阻体15的长边方向的尺寸的宽度尺寸也可。即，沿着包含沟槽25的凹部23的长边方向延伸的内壁配置在与发热电阻体15对置的区域外也可。此外，例如，沿着包含沟槽25的凹部23的长边方向延伸的内壁的宽度尺寸具有小于发热电阻体15的电极部17A、17B间的尺寸的宽度尺寸也可(图示略)。即，沿着包含沟槽25的凹部23的长边方向延伸的内壁配置在发热电阻体15的发热区域的内侧也可。

通过这样构成，与凹部23的内壁为平坦的形状的情况相比能够谋求提高隔热性能。

此外，在本实施方式中，以使多个沟槽25在沿着凹部23的长边方向延伸的两内壁彼此正对着的方式配置，但是例如，如图5所示，在两内壁将多个沟槽25互相错开地配置也可。此外，例如，如图6所示，沟槽25也可以使凹陷的深度阶梯式变化。此外，以使内壁的凹凸形状交互连续的方式，例如，如图7所示沟槽25为以波状凹陷的形状也可，也可以如图8所示沟槽25为以V字状凹陷的形状。此外，如图9所示，沟槽25为以半圆筒状凹陷的形状也可。此外，图5～图9是从厚度方向观察基板主体13的图。

通过这样将内壁的沟23做成规则的形状，能够容易调整上板基板12的机械强度的维持和隔热性能的提高的平衡。此外，沟槽25不仅可以形成在沿着凹部23的长边方向延伸的内壁，而且形成在沿着凹部23的宽度方向延伸的内壁也可。

此外，本实施方式可以如下变形。

例如，在本实施方式中，沿着热头1的凹部23的长边方向延伸的内壁具有小于发热电阻体15的发热区域的宽度尺寸，内壁的沟槽25具有小于发热电阻体15的长边方向的尺寸的宽度尺寸，但是第一变形例的热头101，例如，如图10所示，沿着包含沟槽125的凹部123的长边方向延伸的整个内壁，具有小于发热电阻体15的长边方向的尺寸，且大于发热电阻体15的发热区域的宽度尺寸也可。

通过这样构成，将沿着凹部23的长边方向延伸的内壁配置在与发热电阻体15对置的区域内发热电阻体15的发热区域的外侧，并且利用上板基板12及支撑基板14可靠地支撑比发热电阻体15的发热区域外侧的部分，同时在发热电阻体15的发热区域的正下方配置空腔部27而能够充分地确保隔热效果。

此外，第二变形例的热头201，例如，如图11所示，沿着凹部223的长边方向延伸的内壁具有小于发热电阻体15的发热区域的宽度尺寸，且内壁的沟槽225具有大于发热电阻体15的长边方向的尺寸的宽度尺寸也可。

通过这样构成，将沿着凹部223的长边方向延伸的内壁配置在发热电阻体15的发热区域的内侧，并谋求提高上板基板12的机械强度，另一方面将内壁的沟槽225的底面配置在与发热电阻体15对置的区域外，能够谋求提高隔热效果。

此外，在本实施方式中，具有空腔部27与所有发热电阻体15对置的连通结构，但是第三变形例的热头301，例如，如图12所示，在支撑基板14的与各发热电阻体15对置的每个区域形成凹部323，按每个发热电阻体15分别设置空腔部327也可。

通过这样构成，利用支撑基板14来以较短的距离间隔支撑上板基板12，能够提高支撑发热电阻体15的上板基板12的机械强度。在这种情况下，在除凹部323的底面以外的整个内壁形成沟槽325即可。

此外，在上述各实施方式及各变形例中，支撑基板14具有凹部23、123、223、323，但是上板基板12在支撑基板14侧的表面具有凹部也可，且也可以使支撑基板14及上板基板12都在各接合面具有凹部。

此外，在上述各实施方式及各变形例中，作为凹部的内壁所具有的沟槽部，以在凹部23、123、223、323的内壁有规则地形成的沟25、125、225、325为示例进行了说明，但是例如，也可以为利用蚀刻加工等来形成凹部之际在内壁不规则地形成的沟槽。

附图标记说明

1、101、201、301热头；3感热纸；8加压机构；12上板基板；13基板主体(基板)；14支撑基板；15发热电阻体；23、123、223、323凹部；25、125、225、325沟槽(沟槽部)；100热敏打印机。

Claims (9)

1.一种热头，其中包括：

以层叠状态接合平板状的支撑基板及上板基板而成的基板；以及

在所述上板基板的表面上形成的矩形状的发热电阻体，

在所述支撑基板及所述上板基板的各接合面的至少一个接合面开口，在与所述发热电阻体对置的区域设有形成空腔部的凹部，

该凹部的内壁具有在所述发热电阻体的宽度的范围内沿着该凹部的深度方向凹陷的一个以上的沟槽部。

2.如权利要求1所述的热头，其中，包含所述沟槽部的所述凹部的内壁配置在所述发热电阻体的发热区域的内侧。

3.如权利要求1所述的热头，其中，包含所述沟槽部的所述凹部的内壁配置在与所述发热电阻体对置的区域外。

4.如权利要求1所述的热头，其中，所述凹部的内壁配置在所述发热电阻体的发热区域的内侧，所述沟槽部配置在与所述发热电阻体对置的区域内该发热电阻体的发热区域的外侧。

5.如权利要求1所述的热头，其中，包含所述沟槽部的所述凹部的内壁配置在与所述发热电阻体对置的区域内该发热电阻体的发热区域的外侧。

6.如权利要求1所述的热头，其中，所述凹部的内壁配置在所述发热电阻体的发热区域的内侧，所述沟槽部配置在与所述发热电阻体对置的区域外。

7.如权利要求1所述的热头，其中，所述沟槽部的凹陷的深度阶梯式变化。

8.如权利要求1所述的热头，其中，所述沟槽部形成为在所述凹部的内壁交互连续的凹凸形状。

9.一种打印机，其中具备：权利要求1所述的热头；以及

将感热记录介质压到该热头的所述发热电阻体并输送的加压机构。 

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