JP2002166584A - サーマルヘッド及びそれを用いたサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記録媒体にシワや傷が発生するのを有効に防止
して高品質の印画を形成することが可能なサーマルヘッ
ド及びそれを用いたサーマルプリンタを提供する。 【解決手段】略四角形状をなす上面の一辺に沿って複数
個の発熱抵抗体３が被着・配列されているセラミック基
板１を放熱板４上に載置させて成るサーマルヘッドにお
いて、前記セラミック基板１の上面と略同一平面内に配
される上面を有した支持部材５を、前記発熱抵抗体３の
配列と直交する方向へ移動可能として前記放熱板４に取
着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
ーマルヘッドに関するものである。

【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、例えば図４に
示す如く、略四角形状をなす上面の一辺に沿って複数個
の発熱抵抗体１２が被着・配列されているセラミック基
板１１を放熱板１３上に載置させた構造を有しており、
前記発熱抵抗体１２上に配される外部のプラテンローラ
１５を用いて感熱紙等の記録媒体を発熱抵抗体１２上に
順次搬送しながら、これら発熱抵抗体１２を外部からの
画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させ
るとともに、該発熱した熱を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。

【０００３】尚、前記プラテンローラ１５は、印画に際
して記録媒体をサーマルヘッドのセラミック基板１１に
対して押圧しつつ所定方向に搬送するためのものであ
り、かかるプラテンローラ１５としては、ＳＵＳ等から
成る軸心の周りにシリコーンゴム等の弾性材料を巻き付
けた構造のものが用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体１２が
基板１１の端部近傍に配置させてあることから、印画に
際しサーマルヘッドに対する記録媒体の密着性を高める
べくニップ幅を広く確保するために比較的大きな径のプ
ラテンローラ１５を使用した場合、プラテンローラ１５
の一部がセラミック基板１１の外側にはみ出し、セラミ
ック基板１１の角部がプラテンローラ１５に食い込むこ
ととなる。このため、印画に際してプラテンローラ１５
とセラミック基板１１との間に記録媒体を送り込むと、
記録媒体がセラミック基板１１の角部に沿って折れ曲が
り、記録媒体にシワや傷が発生するという欠点を有して
いた。

【０００５】また上述した従来のサーマルヘッドを用い
て高速印画を行うにあたり発熱抵抗体１２を短時間で繰
り返しジュール発熱させると、セラミック基板１１の内
部に多くの熱が蓄積され、放熱板１３だけでセラミック
基板１１中の熱を外部に良好に放散することが不可とな
る。この場合、セラミック基板１１の温度が過度に上昇
してしまい、記録媒体に印画の濃度ムラ等が形成される
欠点が誘発される。

【０００６】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、記録媒体にシワや傷が発生するのを有
効に防止して高品質の印画を形成することが可能なサー
マルヘッド及びそれを用いたサーマルプリンタを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、略四角形状をなす上面の一辺に沿って複数個の発熱
抵抗体が被着・配列されているセラミック基板を放熱板
上に載置させて成るサーマルヘッドにおいて、前記セラ
ミック基板の上面と略同一平面内に配される上面を有し
た支持部材を、前記発熱抵抗体の配列と直交する方向へ
移動可能として前記放熱板に取着させたことを特徴とす
るものである。

【０００８】また本発明のサーマルヘッドは、前記支持
部材を、その一部が前記一辺に沿ったセラミック基板の
端面に当接されるように位置設定したことを特徴とする
ものである。

【０００９】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、記録媒体を前記サーマルヘッドの
セラミック基板上面に押圧しつつ発熱抵抗体の配列と直
交する方向に搬送するプラテンローラとを備え、該プラ
テンローラからの押圧力が前記サーマルヘッドのセラミ
ック基板上面及び支持部材上面の双方に印加されるよう
にプラテンローラをサーマルヘッド上の所定位置に取り
付けたことを特徴とするものである。

【００１０】本発明のサーマルヘッドによれば、複数個
の発熱抵抗体が被着・配列されているセラミック基板の
上面と略同一平面内に配される上面を有した金属製の支
持部材が、発熱抵抗体の配列と直交する方向へ移動可能
として放熱板に取着されていることから、サーマルヘッ
ドを組み立てる際、前記支持部材の位置を副走査方向に
移動させてセラミック基板の端面と対向する支持部材の
側面をセラミック基板の端面に当接させておくことによ
り、プラテンローラのうちセラミック基板より外側には
み出した部分は支持部材でもって良好に支持されること
となり、セラミック基板の角部がプラテンローラに食い
込むのを有効に防止することができる。従って、記録媒
体がセラミック基板の角部付近で折れ曲がることはな
く、記録媒体にシワや傷の少ない高品質の印画を形成す
ることが可能となる。

【００１１】また本発明によれば、前記支持部材は金属
により形成されていることから、この支持部材をセラミ
ック基板の端面に当接させておくことにより、セラミッ
ク基板中の熱の一部を支持部材で良好に吸収することが
できる。このため、高速印画を行うにあたり発熱抵抗体
を短時間で繰り返しジュール発熱させても、セラミック
基板中に蓄積される熱の一部は支持部材を介して外部に
速やかに放散されることとなり、セラミック基板の温度
を印画に適した良好な温度状態に維持して濃度ムラの少
ない鮮明な印画を形成することが可能となる。

【００１２】しかもこの場合、前記支持部材は副走査方
向へ移動可能として放熱板に取着されていることから、
セラミック基板や支持部材を製作する際の加工精度のバ
ラツキやサーマルヘッドの使用時における熱や振動の印
加等によってセラミック基板と支持部材との間に隙間が
生じたとしても、支持部材の位置をセラミック基板側に
移動させてセラミック基板の端面に当接させることによ
り両者間の隙間を無くすことができ、上述の効果を長期
にわたり確実に得ることが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るサ
ーマルヘッドの斜視図、図２は図１のサーマルヘッドの
断面図であり、１はセラミック基板、３は発熱抵抗体、
４は放熱板５は支持部材である。

【００１４】前記セラミック基板１は、アルミナセラミ
ックス等のセラミック材料により略四角形状をなすよう
に形成されており、その上面にはグレーズ層２や複数個
の発熱抵抗体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。

【００１５】前記セラミック基板１は、アルミナセラミ
ックスから成る場合、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、有機溶媒等
を添加・混合して泥漿状になすとともに、これを従来周
知のドクターブレード法等によって所定のセラミックグ
リーンシートとなし、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いた上、高温で焼成するこ
とによって製作される。

【００１６】また前記セラミック基板１の上面には、そ
の一辺に沿って断面円弧状のグレーズ層２が帯状に被着
され、該グレーズ層２の頂部には複数個の発熱抵抗体３
が設けられる。

【００１７】前記グレーズ層２は、ガラスやポリイミド
樹脂等の低熱伝導性材料から成り、その内部で発熱抵抗
体３の発する熱の一部を蓄積及び放散することによりサ
ーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持する作用を為
す。

【００１８】前記グレーズ層２は、ガラスから成る場
合、ガラス粉末に適当な有機溶剤を添加・混合して得た
所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等に
よってセラミック基板上面の一辺に沿って帯状に印刷・
塗布し、これを高温で焼き付けることによって形成され
る。

【００１９】また一方、前記グレーズ層２上に配設され
る複数個の発熱抵抗体３は、例えば６００ｄｐｉ（dot
per inch）の密度でセラミック基板１の一辺に沿って主
走査方向に直線状に配列されており、その各々がＴａＳ
ｉＯやＴｉＳｉＯ，ＴａＮ等の電気抵抗材料により形成
されているため、発熱抵抗体３の両端に電気的に接続さ
れる給電配線８等を介して電源電力が印加されるとジュ
ール発熱を起こし、感熱紙等の記録媒体に印画を形成す
るのに必要な所定の温度となる。

【００２０】前記発熱抵抗体３は、従来周知の薄膜形成
技術、具体的にはスパッタリングやフォトリソグラフィ
ー技術，エッチング技術等を採用することによって所定
厚み、所定パターンに被着・形成される。尚、これらの
発熱抵抗体３は、前述したセラミック基板１の一辺より
例えば０．５ｍｍ〜５．０ｍｍだけ離れた位置に、セラ
ミック基板１の端部（エッジ）に近接して配設されるこ
ととなる。

【００２１】そして、上述したセラミック基板１は放熱
板４上に載置・固定される。

【００２２】前記放熱板４は、アルミニウムやＳＵＳ等
の金属により形成されており、その上面でセラミック基
板１を支持するとともに、該セラミック基板１の熱の一
部を吸収し、これを大気中に放散させることによってセ
ラミック基板１の温度が過度に高温となるのを有効に防
止する作用を為す。

【００２３】前記放熱板４は、アルミニウムから成る場
合、アルミニウムのインゴット（塊）を従来周知の金属
加工法を採用し所定形状に加工することによって製作さ
れ、得られた放熱板４の上面に両面テープ等の接着剤を
貼着し、その上に上述のセラミック基板１を位置合わせ
して載置させることにより、セラミック基板１が放熱板
４上の所定位置に固定される。

【００２４】このとき、発熱抵抗体３が設けられている
セラミック基板１の一辺に沿った端面が放熱板４の端面
よりも僅かに外側へ突出するように位置設定される。

【００２５】また更に前記放熱板４には、先に述べたセ
ラミック基板１の上面と略同一平面内に配される上面を
有した金属製の支持部材５が取着される。

【００２６】前記支持部材５は、その外形が略Ｌ字状を
なすように形成され、その一端側を放熱板４の端面に設
けた凹部４ａ内に挿入させ、該挿入部で放熱板４と支持
部材５とを放熱板４の下面側よりネジ止め（ネジ：６）
することによって放熱板４に取着される。

【００２７】この支持部材５は、前述のネジ止めを行う
ためのネジ穴に副走査方向の大きな遊びを有しており、
発熱抵抗体３の配列と直交する方向（副走査方向）へ移
動可能として放熱板４に取着される。

【００２８】このため、サーマルヘッドを組み立てる
際、支持部材５の位置を副走査方向に移動させてセラミ
ック基板１の端面と対向する支持部材５の側面をセラミ
ック基板１の端面に当接させておくことにより、比較的
大きな径のプラテンローラ７を用いて印画を行う場合で
あっても、プラテンローラ７のうちセラミック基板１よ
り外側にはみ出す部分は上記支持部材５の上面でもって
良好に支持されることとなり、セラミック基板１の角部
がプラテンローラ７に食い込むのを有効に防止すること
ができる。従って、記録媒体がセラミック基板１の角部
付近で折れ曲がることはなく、記録媒体にシワや傷の少
ない高品質の印画を形成することが可能となる。

【００２９】またこの場合、前記支持部材５は金属によ
り形成されていることから、この支持部材５をセラミッ
ク基板１の端面に当接させておくことにより、セラミッ
ク基板１中の熱の一部を支持部材５で良好に吸収するこ
とができる。従って、高速印画を行うにあたり発熱抵抗
体３を短時間で繰り返しジュール発熱させても、セラミ
ック基板１中に蓄積される熱の一部は放熱板４のみなら
ず支持部材５を介して外部に速やかに放散されることと
なり、セラミック基板１の温度を印画に適した良好な温
度状態に維持して濃度ムラの少ない鮮明な印画を形成す
ることが可能となる。

【００３０】しかもこの場合、前記支持部材５は副走査
方向へ移動可能として放熱板４に取着されていることか
ら、セラミック基板１や支持部材５を製作する際の加工
精度のバラツキや、サーマルヘッドの使用時における熱
や振動の印加等によってセラミック基板１と支持部材５
との間に隙間が生じたとしても、一旦、ネジ６を弛めて
支持部材５の位置を修正することにより支持部材５をセ
ラミック基板１の端面に良好に密着させることができる
ようになっており、上述の効果を長期にわたり維持する
ことが可能である。

【００３１】尚、前記支持部材５はアルミニウムＳＵＳ
等から成る金属のインゴットを従来周知の金属加工法を
採用し、所定形状に加工することによって製作される。
また前記支持部材５を形成する金属の材質としては、放
熱板４と熱膨張係数を合わせておくために放熱板４と同
じアルミニウムやＳＵＳ等の金属を用いることが好まし
い。

【００３２】そして上述したサーマルヘッドを用いてサ
ーマルプリンタを構成する場合は、支持部材５がセラミ
ック基板１の端面に密着されてセラミック基板１と支持
部材５との間から隙間が無くしてあり、かかるサーマル
ヘッドの発熱抵抗体３上にはプラテンローラ７が取り付
けられる。

【００３３】前記プラテンローラ７は、ＳＵＳ等から成
る軸心の周りにシリコーンゴム等の弾性材料を巻き付け
た構造を有し、サーマルヘッド上の所定位置に回転可能
に支持され、図示しないモーター等によってその回転が
制御される。

【００３４】かかるプラテンローラ７は、印画動作時、
記録媒体をセラミック基板１上の発熱抵抗体３に押圧し
て記録媒体に適度な印圧を付与しつつ記録媒体を発熱抵
抗体３の配列と直交する方向（副走査方向）に所定の速
度で走行させるためのものであり、印画に際しサーマル
ヘッドに対する記録媒体の密着性を高めるべくニップ幅
を広く確保するには、直径３０ｍｍ〜８０ｍｍの比較的
大きなプラテンローラ７が用いられる。

【００３５】この場合、プラテンローラ７からの押圧力
はセラミック基板１及び支持部材５の双方の上面に印加
されることとなるため、上述した如くセラミック基板１
の角部がプラテンローラ７に食い込むのことはなく、記
録媒体にシワや傷が発生するのを有効に防止することが
できる。

【００３６】かくして上述したサーマルプリンタは、感
熱紙等の記録媒体をプラテンローラ７とサーマルヘッド
との間に送り込みながら、サーマルヘッドの複数個の発
熱抵抗体３を画像データに基づいて個々に選択的にジュ
ール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体に伝
導させ、記録媒体に所定の印画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。

【００３７】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、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。

【００３８】例えば上述の実施形態においては、支持部
材５を放熱板４に移動可能として取着させるのに支持部
材５に遊びの大きなネジ穴を設けてネジ止めするように
したが、これに代えて、プッシュリベット等を用いて支
持部材５を固定するようにしても構わない。

【００３９】また上述の実施形態においては支持部材５
の上面全体を略平坦に形成するようにしたが、これに代
えて、図３（ａ）に示す如く、支持部材５'の上面をセ
ラミック基板１より遠ざかるにしたがってセラミック基
板１側に傾斜させるようにしたり、或いは、図３（ｂ）
に示す如く、セラミック基板１と反対側に位置する支持
部材５”の側面に放熱フィンを形成するようにしたり、
更には図３（ａ）（ｂ）に示す如く、ネジ穴の開口部付
近にネジ６の頭部を収容するための座グリを設けるよう
にしても構わない。

【００４０】更に上述の形態においてはセラミック基板
１を放熱板４に固定するための接着剤として両面テープ
を用いたが、両面テープ以外の他の接着剤を用いても良
いし、上述の実施形態において発熱抵抗体３等を窒化珪
素やサイアロン等から成る保護膜で被覆しても良い。

【００４１】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、複数
個の発熱抵抗体が被着・配列されているセラミック基板
の上面と略同一平面内に配される上面を有した金属製の
支持部材が、発熱抵抗体の配列と直交する方向へ移動可
能として放熱板に取着されていることから、サーマルヘ
ッドを組み立てる際、前記支持部材の位置を副走査方向
に移動させてセラミック基板の端面と対向する支持部材
の側面をセラミック基板の端面に当接させておくことに
より、プラテンローラのうちセラミック基板より外側に
はみ出した部分は支持部材でもって良好に支持されるこ
ととなり、セラミック基板の角部がプラテンローラに食
い込むのを有効に防止することができる。従って、記録
媒体がセラミック基板の角部付近で折れ曲がることはな
く、記録媒体にシワや傷の少ない高品質の印画を形成す
ることが可能となる。

【００４２】また本発明によれば、前記支持部材は金属
により形成されていることから、この支持部材をセラミ
ック基板の端面に当接させておくことにより、セラミッ
ク基板中の熱の一部を支持部材で良好に吸収することが
できる。このため、高速印画を行うにあたり発熱抵抗体
を短時間で繰り返しジュール発熱させても、セラミック
基板中に蓄積される熱の一部は支持部材を介して外部に
速やかに放散されることとなり、セラミック基板の温度
を印画に適した良好な温度状態に維持して濃度ムラの少
ない鮮明な印画を形成することが可能となる。

【００４３】しかもこの場合、前記支持部材は副走査方
向へ移動可能として放熱板に取着されていることから、
セラミック基板や支持部材を製作する際の加工精度のバ
ラツキやサーマルヘッドの使用時における熱や振動の印
加等によってセラミック基板と支持部材との間に隙間が
生じたとしても、支持部材の位置をセラミック基板側に
移動させてセラミック基板の端面に当接させることによ
り両者間の隙間を無くすことができ、上述の効果を長期
にわたり確実に得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの斜
視図である。

【図２】図１のサーマルヘッドの断面図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るサ
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・・・セラミック基板、３・・・発熱抵抗体、４・・
・放熱板、５，５'・・・支持部材、７・・・プラテン
ローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略四角形状をなす上面の一辺に沿って複数
   個の発熱抵抗体が被着・配列されているセラミック基板
   を放熱板上に載置させて成るサーマルヘッドにおいて、 前記セラミック基板の上面と略同一平面内に配される上
   面を有した金属製の支持部材を、前記発熱抵抗体の配列
   と直交する方向へ移動可能として前記放熱板に取着させ
   たことを特徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】前記支持部材を、その一部が前記一辺に沿
   ったセラミック基板端面に当接されるように位置設定し
   たことを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載のサーマル
   ヘッドと、記録媒体を前記サーマルヘッドのセラミック
   基板上面に押圧しつつ発熱抵抗体の配列と直交する方向
   に搬送するプラテンローラとを備え、該プラテンローラ
   からの押圧力が前記サーマルヘッドのセラミック基板上
   面及び支持部材上面の双方に印加されるようにプラテン
   ローラをサーマルヘッド上の所定位置に取り付けたこと
   を特徴とするサーマルプリンタ。