CN1087860A - 热打印头 - Google Patents

Abstract

一种热打印头由支撑板、安装在支撑板上的头基 片、被一个安置在支撑板上的底件加固的接头板、和 在接头板上塔接的加压件组成。接头板具有一个突 出于底件之外的边缘部分，加压件被螺钉压紧用以将 接头板的边缘部分压至与头基片接触，底件是由玻璃 临界点不小于150℃的材料制造的。

Description

本发明涉及一种用于在热敏纸上进行打印或用于引起油墨从热转移墨带或薄膜上转移到打印纸上的热打印头。

众所周知，热打印头被广泛地使用在传真机中，用以在热敏纸上打印所传送的信息，热打印头也被使用在那种油墨转移墨带或薄膜上的油墨受热而转印到打印纸上的打印机中。

为便于说明本发明所解决的问题，现参照附图7进行说明，该图表明了现有技术中的一个典型的打印头。类似的打印头还被公开在Fukuda等人的美国专利NO.4963886中。

如图7所示，现有技术的热打印头1′主要由支撑板2′、头基片3′、接头板4′和加压件5′所组成。

支撑板2′是由金属例如铝制造的，支撑板除支撑头基片3′外，还起到散掉它上边所产生的热量的作用。

由绝缘材料例如由陶瓷（如矾土）制造的头基片3′是细长的并用胶粘结到支撑板2′上，头基片上设置有一个与该基片的一条长边相邻并沿该长边延伸的加热电阻管6′，基片装有一长排驱动装置ICs7′（仅示出一个），用于有选择地激励电阻管6′的驱动点部分，在靠近头基片的另一长边处，头基片上还设置有梳状的连接终端8′（细节未示出）;头基片上还有一个在驱动装置ICs和连接终端之间起连接作用的线路导线模板（未示出）。

接头板4′由绝缘材料例如聚酰亚胺薄膜制成，接头板4′被底件10′加固并有一个突出到底件10′外的边缘部分4a′，以搭接到头基片3′上，边缘部分4a′的下面设置有梳状的连接终端9′（细节未示出），它与有关的头基片的连接终端8′相对应。

由金属例如由铝制成的加压件5′有一个固定座部分5a′、一个中间加压部分5b′和一个盖部分5c′。固定部分5a′借助于螺钉12′（仅示出一个）被固定在接头板4′上。加压部分5b′装有例如由橡胶制成的弹性棒11′，用于将接头板4′的边缘部分4a′压至与头基片3′紧密接触，从而在两种连接终端8′、9′之间建立起电连接。盖部分5c′位于该排驱动装置ICs7′的上方，起保护作用。

为了能够安装加压件5′，固定座部分5a′制有穿孔13′（仅示出一个），以便能够穿入各自的螺钉12′。同样，接头板4′及其底件10′上也制有穿孔14′，与加压件5′上的各个穿孔13′相对应。另外，支撑板2′上制有螺孔14′用于与相应的螺钉12′相啮合。

一般，底件10′由具有大约120～130℃的玻璃临界点的玻璃纤维增强环氧树脂（glass-fiber-reinforced    epoxy    resin）制成，底件通过一层热塑粘结剂（例如具有大约50微米厚度的聚丙烯粘结剂）附着到接头板4′上。

按照上述结构，底件10′具有大约120～130℃的玻璃临界点，然而底件10′常常要承受大约150℃或更高些的高工作温度，这是因为由热电阻6′所产生的热量通过金属支撑板传到底件上并且打印机的其它构件的热量也附加到底件上。结果，底件10′在它的玻璃临界点之上软化并因此在由螺针12′所施加的压力下减小了厚度，从而使螺针12′松动。另外，接头板4′和底件10′之间的热塑粘结剂层在高工作温度下也软化，也会附加地引起螺钉的松动。

当螺针12′变得松动时，接头板4′可以与底件10′一起相对于头基片3′从位置上离开。结果，头基片的连接终端8′与接头板的连接终端之间的电接触变得不正常（例如短路）。另外，接头板的边缘部分4a′可以抬离头基片，从而引起全部电断路。

因此，本发明的目的是提供一种热打印头，它可以阻止挠性接头板相对于头基片从位置上离开，从而确保了这两件之间的良好电接触。

按照本发明，所提供的一种热打印头包括：支撑板;安装在支撑板上的头基片;被一个安置在支撑板上的底件所加固接头板，该接头板具有突出于底件之外的边缘部分;以及在接头板上边搭接的并被压力施加装置压紧的加压件，用于将接头板的边缘部分压至与头基片接触，其特征在于底件是由玻璃临界点不小于150℃的材料制成的。

一般，压力施加装置可以采用螺钉，当然，该压力施加装置可以包括一个弹性卡箍。借助于一层热固性粘结剂，接头板可以附着到底件上。由于热固性质，甚至在高温条件下，该粘结剂层也不容易减小厚度，从而防止了被压力施加装置所施加的压力的减小。

也可以采用厚度不大于40微米的热塑性粘结剂层，在这种情况中，在高温下粘结剂层的厚度减小，但可使厚度减小的程度比该粘结剂层具有不小于50微米的厚度的时候小。

在另一实施例中，压力作用螺钉穿过加压件、接头板和底件，进入与支撑板相啮合的状态，此时，粘结层上所具有的环形非粘合区域紧挨着螺钉的周围。在这种情况下，即使粘结层的厚度减小，也可以使这种厚度减小所产生的影响在螺钉周围降低到最小程度，因为在螺钉周围一开始就没有粘结剂存在。

本发明的另一个目的以及本发明的特点和优点将从下文参照附图所作的详述充分理解到。

在附图中：

图1是本发明的热打印头的横截面图;

图2是同一打印头的主要部分的纵截面图;

图3至图6是表明本发明的各实施例与现有技术相比较在螺钉松动时其扭矩变化情况的曲线图;

图7是与图1相类似的截面图，但图7所表示的是现有技术当中的热打印头。

首先参照图1，1代表本发明的热打印头，它外表上类似于在图7中所示的现有技术中的打印头，一般，打印头1主要由支撑板2、头基片3、挠性接头板4和加压件5组成。

支撑板2由金属（如由铝）制成，在图示实施例中，该支撑板是细长的，其长度一般等于或稍大于头基片3的长度，支撑板除了支撑头基片外，还起到散掉在它上面所产生的热量的作用。

由绝缘材料例如由陶瓷（如矾土）制成的头基片3也细长的，并用胶粘结到支撑板2上，头基片上设置有一个与该基片的一条长边相邻并沿该长边延伸的加热电阻管6，基片装有一长排驱动装置ICs7（仅示出一个），用于有选择地激励电阻管6的驱动点部分，在靠近头基片的另一长边处，头基片上还设置有梳状的连接终端8（细节未示出）;头基片上还有一个在驱动装置ICs和连接终端之间起连接作用的线路导线模板（未示出）。连接终端8可以分布在头基片的整个长度上、或者仅仅局部地排列在头基片的中心区域（见美国专利NO.4963886）。

接头板4由绝缘材料例如聚酰亚胺薄膜制成，接头板4被底件10加固并有一个突出到底件10外的边缘部分4a，以搭接到头基片3上，边缘部分4a的下面设置有梳状的连接终端9（细节未示出），它与有关的头基片的连接终端8相对应。接头板4可被粘接到底件10上，正如下文所详述的那样。

在该图示实施例中，由金属例如由铝制成的加压件5有一个固定座部分5a、中间加压部分5b和盖部分5c。固定部分5a借助于螺钉12（仅示出一个）被固定在接头板4上，正如下文所详述的那样。加压部分5b装有例如由橡胶制成的弹性棒11，用于将接头板4的边缘部分4a压至与头基片3紧密接触，从而在两种连接终端8、9之间建立起电连接。盖部分5c位于该排驱动装置ICs7的上方，起保护作用。如果该排驱动装置ICs被封装在由较硬的树脂材料制成的外壳中则盖部分5c可省去。

为了能安装加压件5，固定座部分5a制有穿孔13（仅示出一个）以便能够穿入各自的螺钉12。同样，接头板4及其底件10上也制有穿孔14，与加压件5上的各个穿孔13相对应。另外，支撑板2上制有螺孔14用于与相应的螺钉12相啮合。

按照本发明，底件10由具有不小于150℃的玻璃临界点的材料制成，例如这样一种材料包括：纤维增强环氧树脂（fiber-reinforced    epoxy    resin）（例如具有较高的强化玻璃纤维含量）、纤维增强BT（双马来酰亚氨三吖嗪）树脂、纤维增强聚酰亚胺树脂（改良的或非改良的）、以及陶瓷（例如矾土）。增强型纤维的例子包括玻璃纤维或者织品或其它物品中的碳纤维。增强型纤维相对于树脂母体的含量或者比例是这样确定的，即，它取决于树脂母体的种类以获得所需要的150℃的最小玻璃临界点。

传统的接头板的底件常由低玻璃纤维含量的环氧树脂制成，因此，传统的底件具有120-130℃的玻璃临界点，正如已经叙述过的那样。

按照本发明，底件10可以由因包含了玻璃纤维而得到增强的环氧树脂制成，然而，对环氧树脂的种类和/或增强玻璃纤维的含量应当这样确定，即，应当能够获得不小于150℃的玻璃临界点。例如，可使用多官能团的环氧树脂来提高玻璃临界点。此外，还可以将增强玻璃纤维包含在织物形式中以增加纤维含量（从而，提高玻璃临界点）。

按照本发明，具有不小于150℃的玻璃临界点的底件10在螺钉12所施加的压力下，即使在底件10承受高工作温度时，也不容易减小厚度。这样，就防止了螺钉12在工作期间松动，也就防止了挠性接头板4相对于头基片3从位置上离开，结果就可确保两种连接终端8、9之间的良好的电接触。

如图2所示，底件10最好通过粘结层16附着到挠性接头板4上，设计粘结层是为了防止螺钉12在高温工作期间松动或减小其松动程度。更具体地说，粘结层16包括一热稳定芯膜18，该芯膜18的两面均涂有一层粘结剂17，以便粘到接头板4和底件10上。而粘结层16在紧挨底件10上的穿孔14的一环形区域16a上是没有粘结剂的。很明显，在非粘结区16a上只存在有芯膜18。该非粘结区16a的外径等于或稍大于相应的螺钉头12的直径。

粘结剂层17可由热塑性粘结剂例如由聚丙烯粘结剂制成，在这种情况中，由于粘结剂层17的热塑性质，在高工作温度下粘结层16的厚度会减小。然而由于在非粘结区16a处只存在有热稳定芯膜18（在非粘结区16a处螺钉12所施加的压紧力是最强的），因此，在非粘结区域16a处粘结层16的厚度减小得最少，这就必然防止或减小了螺钉12的松动。

另一种作法是，将粘结层16全部涂上粘结剂，为了提供一个非粘结区16a，再在该层16的紧挨着底件10上的每个穿孔14处的一环形区域上将粘结剂除掉。

另外，也可以不设置非粘结区16a，而是在粘结层16的整个区域上涂有热固性粘结剂，它完全覆盖接头板4和底件10的粘结表面。热固性粘结剂的实例包括烷基苯酚和烯丙基苯酚，该热固性粘结剂层在不小于120℃的温度下、最好是在不小于170℃的温度下，是可以热凝固的。很明显，热固性粘结剂层即使在温度升高时也不会软化，从而防止了螺钉12在工作期间松开。

还可以采取另外一种实施方案，在这种方案中使用热塑性粘结剂层但不设置非粘结区，该粘结层16上可以具有一层厚度不大于40微米的小厚度的热塑性粘结剂，它覆盖了接头板4和底件10的整个粘结表面。当热塑性粘结剂层的初始厚度设置得小时，即使在工作温度升至热塑性粘结剂层的软化温度时，该层的厚度也只减小很少，从而防止或减小了螺钉12在工作期间的松动。

现为说明本发明的优点，下面给出几个实例，在下面的实例中，为了便于说明，对用以进行比较的现有技术中的热打印头的相应部件标以与图1、图2相同的零件标号。

实例1

在实例1中，准备两个热打印头1，它们各自对应于两种不同的底件10，一个底件由具有150℃的玻璃临界点的玻璃纤维增强环氧树脂制成，而另外一个底件是由具有120℃的玻璃临界点的玻璃纤维增强环氧树脂制成，这样，两个热打印头中的一个属于本发明，而另一个打印头属于现有技术。

在组装好的热打印头1中，在接头板4和底件10之间没有放入粘结剂层，以确保螺钉12的松动仅仅是由于底件10本身的厚度的减小而产生的。在实例1中，各个螺钉的初始拧紧扭矩在室温下是7.5公斤力·厘米，底件10的厚度是1毫米。

为了确定每个螺钉12的热松动，两个打印头（本发明的和现有技术的）中的每一个被依次放置在烘箱中分别保持在60℃、90℃、120℃和150℃的温度，保持1小时以后，从每个烘箱中取出打印头，并测量螺钉的松动扭矩，松动扭矩是指螺钉开始在松动方向上转动时的扭矩。

图3中所示的曲线表示了对两个不同的打印头（本发明的技术现有技术的）来说在温度升高时松动扭矩的变化情况。在图3中，曲线A表示本发明的打印头的松动扭矩变化情况，而另一曲线B表示现有技术中的打印头的松动扭矩变化情况。

正如图3所清楚地表示的那样，在本发明的打印头中，每个螺钉12即使在加热到150℃之后也只是在很小的程度上松动，正如曲线A所示。另一方面，在现有技术的打印头中，每个螺钉12在加热到120℃以后、特别是在150℃以后，松动程度很大，正如曲线B所示。

从例1中可知，螺钉在高温时松动的问题可以通过使用由具有不小于150℃的玻璃临界点的材料制成的底件而得到有效的克服。

实例2

在实例2中，组装好的两个热打印头分别对应于两种不同的底件10，一个底件由矾土制成（因此具有不小于150℃的玻璃临界点），而另一个底件由具有120℃玻璃临界点的玻璃纤维增强环氧树脂制成。

在本发明的热打印头1中（对应于矾土底件），粘结层16（类似于图2中所示的粘结层）放置在接头板4和底件10之间，粘结层16的厚度为50微米，各螺钉12的初始拧紧扭矩在室温时为7.5公斤力·厘米，底件10的厚度是1毫米。

另一方面，在现有技术的打印头中，在接头板4与底件10之间放置的粘结层在整个层面上均涂有聚丙烯粘结剂（一种传统的热塑性粘结剂），粘结层的厚度为50微米，各螺钉12在室温时的初始拧紧力矩是7.5公斤力·厘米，底件10的厚度是1毫米。

为了确定每个螺钉12的热松动，两个打印头（本发明的和现有技术的）中的每一个被依次放置在烘箱中分别保持在60℃、90℃、120℃和150℃的温度，保持1小时以后，从每个烘箱中取出打印头，并测量螺钉的松动扭矩。

图4中所示的曲线表示了对两个不同的打印头（本发明的和现有技术的）来说在温度升高时松动扭矩的变化情况。在图4中，曲线C表示本发明的打印头的松动扭矩变化情况，而另一曲线D表示现有技术中的打印头的松动扭矩变化情况。

正如图4所清楚地表示的那样，在本发明的打印头中，每个螺钉12即使在加热到150℃以后也只是在很小的程度上松动，正如曲线C所示。另一方面，在现有技术的打印头中，每个螺钉12在加热到120℃以后、特别是在150℃以后，松动程度很大，正如曲线D所示。

实例2说明了两件事，首先，如果底件是由具有不小于150℃的玻璃临界点的材料制成的，则在高温时的底件厚度减小被有效地抑制住;其次，实例2也说明图2所示的粘结层在防止螺钉松动的问题上是有效的，这种螺钉松动是由粘结层厚度的减小而引起的。

实例3

在实例3中，组装好两个热打印头，而两个打印头同样地安装一底件10，该底件10是由具有120℃玻璃临界点（此值是在本发明范围之外的）的玻璃纤维增强环氧树脂制造的，各打印头彼此不同之处仅在于接头板4和底件10之间的粘结层。

具体的说，其中一个打印头具有由在120℃之前凝固的一整层热固性粘结剂组成的粘结层，另一打印头具有由一整层热塑性粘结剂（聚丙烯粘结剂）组成的粘结层，在这两种情况中，粘结剂层的厚度都是50微米，而底件厚度是1毫米。

为了确定每个螺钉12的热松动，两个打印头的每一个被依次放置在烘箱中分别保持在60℃、90℃、120℃和150℃的温度，保持1小时后，从每个烘箱中取出打印头，并测量螺钉的松动扭矩。

图5中所示的曲线表示了对两个不同的打印头来说在温度升高时松动扭矩的变化情况。在图5中，曲线E表示使用了热固性粘结剂的打印头的松动扭矩变化情况，而另一条曲线F表示使用热塑性粘结剂的打印头的松动扭矩变化情况。

图5说明了两件事，首先，它说明热固性粘结层能够比热塑性粘结层更好地防止螺钉松动;其次，图5也说明了为防止螺钉在高温时松动，仅仅使用热固性粘结层是不够的，因为具有120℃玻璃临界点的底件10的厚度减小很多，曲线F所表示的松动扭矩的变化不仅是由于热塑性粘结层的厚度减小而且也是由于底件的厚度减小而造成的。

实例4

在实例4中，准备了三种不同的热打印头1。

第一种打印头装有1毫米厚的矾土底件10（这样具有不小于150℃的玻璃临界点），借助于具有一整层30微米厚的热塑性粘结剂（聚丙烯粘结剂）的粘结层，底件10被附着到接头板上。

第二种打印头装有1毫米厚的矾土底件10，借助于具有一整层40微米厚的热塑性粘结剂（聚丙烯粘结剂）的粘结层，底件被附着到接头板上。

第三种打印头装有由具有120℃玻璃临界点的玻璃纤维增强环氧树脂制造的底件，底件厚度是1毫米，借助于具有一整层50微米厚的热塑性粘结剂（聚丙烯粘结剂）的粘结层，底件被附着到接头板上。

为了确定每个螺钉12的热松动，螺钉用7.5公斤力·厘米的扭矩开始拧紧，三种打印头的每一个被放置在一个烘箱中保持在150℃温度，保持一个小时之后，从该烘箱中取出打印头并测量螺钉的松动扭矩。

图6中所示的曲线比较了加热至150℃后的各个打印头的松动扭矩，正如该曲线所清楚地表示的那样，在属于本发明的第一种和第二种打印头中的松动扭矩的减少量比属于现有技术的第三种打印头要小得多。

以上对本发明进行了说明，很显然，可以以很多方式对本发明进行改型，并不能认为这些变化脱离了本发明的实质和范围，所有对本领域的技术人员来说是显而易见的这些改型均包括在权利要求的范围之内。

Claims (6)

1、一种热打印头，包括：

支撑板；

安装在支撑板上的头基片；

被一个安置在支撑板上的底件加固的接头板，该接头板具有一个突出于底件之外的边缘部分；

在接头板上边搭接的并被压力施加装置压着的加压件，用于将接头板的边缘部分压至与头基片接触；

其特征在于底件是由具有不小于150℃的玻璃临界点的材料制造的。

2、按照权利要求1的打印头，其特征在于接头板是借助于粘结层而附着到底件上的。

3、按照权利要求2的打印头，其特征在于粘结层包括一层热固性粘结剂。

4、按照权利要求2的打印头，其特征在于粘结层的厚度不大于40微米。

5、按照权利要求2的打印头，其特征在于压力作用装置包括穿过加压件、接头板和底件而进入与支撑板相啮合的螺钉，粘结层具有一个环形的、紧挨着每个螺钉而环绕的非粘结区域。

6、按照权利要求5的打印头，其特征在于粘结层由一芯膜和施加到该芯膜两表面上的两粘结剂层组成，该环形非粘结区域由芯膜上的没被粘结剂层覆盖的区域提供。

Images