JP2005088324A - Thermal head and thermal printer using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱素子の発熱を制御可能な駆動用ICに接続する回路パターンを形成したFPCを有するサーマルヘッドおよびこれを用いたサーマルプリンタに関する。 The present invention relates to a thermal head having an FPC having a circuit pattern connected to a driving IC capable of controlling the heat generation of a heating element, and a thermal printer using the thermal head.
従来のサーマルヘッド21は、図6に示すように、絶縁性のヘッド基板22上にドット状の発熱素子23が、複数所定の間隔を有して列方向に整列形成されている。
また、それぞれの発熱素子23の一方側には、パターン状の個別電極(図示せず)が形成され、この個別電極を介して複数のブロックに分割された発熱素子が駆動用IC24にそれぞれ接続されている。
また、発熱素子23の他方側には、それぞれの発熱素子23に導通する共通電極(図示せず)が形成されている。
前記駆動用IC24は、印刷情報に基づいて発熱素子23を選択的に発熱制御可能になっている。
As shown in FIG. 6, the conventional
A pattern-like individual electrode (not shown) is formed on one side of each
Further, on the other side of the
The driving IC 24 can selectively control the heat generation of the
また、ヘッド基板22の表面で駆動用IC24から図示下方側には、複数の引き出しパターン(図示せず)が引き出し形成され、この引き出しパターンにFPC25が半田付け等で接続されている。
前記FPC25の一方の面25aには、引き出しパターンに半田付け等で接続可能な複数の回路パターン26が、図7に示すように形成されいる。
前記回路パターン26は、幅狭の第1パターン26aと、この第1パターン26aより幅広の第2パターン26とからなり、幅寸法が異なる2種類で構成されている。
そして、例えば幅狭の第1パターン26aが信号パターンに、幅広の第2パターン26bが電源パターンおよびグランドパターンに用いられている。
A plurality of lead patterns (not shown) are drawn out from the driving
On one
The
For example, the narrow
また、回路パターン26は、FPC25の図示下端部に集約されて、端子部27に引き出されている。
そして、端子部27に集約して形成した回路パターン26が、サーマルプリンタ(図示せず)側の回路基板に接続可能になっている。
このような従来のサーマルヘッド21を用いたサーマルプリンタ(図示せず)は、発熱素子23の発熱を駆動用IC24で制御しながら、例えば感熱紙等の記録媒体に所望の画像を印刷可能になっている。
The
A thermal printer (not shown) using such a conventional
しかし、前述したような従来のサーマルヘッド21は、印刷中の発熱素子23の発熱がヘッド基板22を介してFPC25に伝達され、この熱が回路パターン26に蓄熱される。この回路パターン26への蓄熱は、幅狭な第1パターン26aより幅広な第2パターン26bの方が大きくなる。
そのために、ヘッド基板22は、第1パターン26aを接続する部分より第2パターン26bを接続する部分の方が温度上昇して温度ムラとなる。
このヘッド基板22の温度ムラが、印刷中の発熱素子23に伝達されて、発熱素子23の発熱温度がムラになる問題があった。
However, in the conventional
Therefore, in the head substrate 22, the temperature of the portion where the
The temperature unevenness of the head substrate 22 is transmitted to the
このような従来のサーマルヘッド21を用いたサーマルプリンタ(図示せず)で記録媒体(図示せず)に印刷した画像は、濃度ムラ等が発生して、印画品質が低下するおそれがあった。
本発明は、前述したような課題を解決して、FPCに形成した回路パターンの蓄熱温度を均一にして、高品質の画像を印刷可能なサーマルヘッドおよびこれを用いたサーマルプリンタを提供することを目的とする。
An image printed on a recording medium (not shown) by a thermal printer (not shown) using such a conventional
The present invention solves the above-described problems and provides a thermal head capable of printing a high-quality image with a uniform heat storage temperature of a circuit pattern formed on an FPC and a thermal printer using the same. Objective.
前記課題を解決するための第1の解決手段として本発明のサーマルヘッドは、所定の間隔を有して整列配置された複数の発熱素子と、この発熱素子への通電を制御して前記発熱素子の発熱を制御可能な駆動用ICと、この駆動用ICに接続する複数の回路パターンが形成されたFPCとを備え、
前記FPCは、前記複数の回路パターンと背中合わせに対向する側に導電性の蓄熱部を形成したことを特徴とする。
As a first means for solving the above problems, the thermal head according to the present invention includes a plurality of heating elements arranged in a line with a predetermined interval, and the heating elements by controlling energization to the heating elements. A driving IC capable of controlling the heat generation of the FPC, and an FPC having a plurality of circuit patterns connected to the driving IC,
The FPC is characterized in that a conductive heat storage section is formed on the side facing the plurality of circuit patterns back to back.
また、前記課題を解決するための第2の解決手段として、前記FPCは、一方の面に前記回路パターンを形成し、他方の面に前記蓄熱部を形成したことを特徴とする。 As a second solving means for solving the above problem, the FPC is characterized in that the circuit pattern is formed on one surface and the heat storage section is formed on the other surface.
また、前記課題を解決するための第3の解決手段として、前記FPCは、第1、第2のFPCを積層した2層構造からなり、前記第1、第2のFPCは、少なくとも互いに対向する内面のいずれか一方に前記回路パターンを形成すると共に、いずれか一方の外面に前記蓄熱部を形成したことを特徴とする。 As a third means for solving the problems, the FPC has a two-layer structure in which first and second FPCs are stacked, and the first and second FPCs face each other at least. The circuit pattern is formed on any one of the inner surfaces, and the heat storage section is formed on any one of the outer surfaces.
また、前記課題を解決するための第4の解決手段として、前記蓄熱部は、前記回路パターンと同じ材質からなることを特徴とする。 Further, as a fourth means for solving the above problem, the heat storage section is made of the same material as the circuit pattern.
また、前記課題を解決するための第5の解決手段として、発熱素子の発熱を制御可能な駆動用ICに接続する回路パターンを有するFPCに、前記回路パターンと背中合わせに対向する部分に導電性の膜からなる蓄熱部を形成した請求項1乃至4のいずれかに記載のサーマルヘッドを用いたことを特徴とする。
Further, as a fifth solving means for solving the above problem, an FPC having a circuit pattern connected to a driving IC capable of controlling the heat generation of the heat generating element is made conductive at a portion facing the circuit pattern back to back. The thermal head according to any one of
本発明に係わるFPCは、複数の回路パターンと背中合わせに対向する側に導電性の蓄熱部を形成したので、幅寸法の異なる回路パターンの蓄熱温度にバラツキが発生しても、この蓄熱温度のバラツキを蓄熱部で均一にすることができる。
そのために、発熱素子の発熱温度を均一にすることができ、高品質な画像を印刷可能なサーマルヘッドを提供できる。
In the FPC according to the present invention, the conductive heat storage portion is formed on the side facing back to back with a plurality of circuit patterns. Therefore, even if variations occur in the heat storage temperatures of the circuit patterns having different width dimensions, the variation in the heat storage temperature is caused. Can be made uniform in the heat storage section.
Therefore, the heat generation temperature of the heat generating element can be made uniform, and a thermal head capable of printing a high quality image can be provided.
また、FPCは、一方の面に回路パターンを形成し、他方の面に蓄熱部を形成したので、回路パターンの蓄熱温度のバラツキを蓄熱部で均一にすることができる。 Moreover, since FPC formed the circuit pattern in one surface and formed the thermal storage part in the other surface, the variation in the thermal storage temperature of a circuit pattern can be made uniform in a thermal storage part.
また、FPCは、第1、第2のFPCを積層した2層構造からなり、第1、第2のFPCは、少なくとも互いに対向する内面のいずれか一方に回路パターンを形成すると共に、いずれか一方の外面に蓄熱部を形成したので、2層構造のFPCでも、回路パターンの蓄熱温度のバラツキを均一にすることができる。 The FPC has a two-layer structure in which the first and second FPCs are stacked. The first and second FPCs form a circuit pattern on at least one of the inner surfaces facing each other and either one of them. Since the heat storage portion is formed on the outer surface, the variation in the heat storage temperature of the circuit pattern can be made uniform even with an FPC having a two-layer structure.
また、蓄熱部は、回路パターンと同じ材質からなるので、使用する材料を標準化することができ、管理ロスを削減できる。 Moreover, since a heat storage part consists of the same material as a circuit pattern, the material to be used can be standardized and management loss can be reduced.
また、本発明のサーマルプリンタは、発熱素子の発熱を制御可能な駆動用ICに接続する回路パターンを有するFPCに、前記回路パターンと背中合わせに対向する部分に導電性の膜からなる蓄熱部を形成した請求項1乃至4のいずれかに記載のサーマルヘッドを用いたので、発熱温度の発熱温度のバラツキを均一にして高品質の画像印刷を行うことができる。
In the thermal printer of the present invention, a heat storage portion made of a conductive film is formed on an FPC having a circuit pattern connected to a driving IC capable of controlling the heat generation of the heating element at a portion facing the circuit pattern back to back. Since the thermal head according to any one of
以下に、本発明のサーマルヘッド1を図面に基づいて説明する。図1は本発明のサーマルヘッドの平面図であり、図2は本発明のサーマルヘッドの要部断面図であり、図3は本発明に係わるFPCの要部拡大図であり、図4は本発明に係わるFPCの要部断面図であり、図5は本発明に係わるFPCの変形例の要部断面図である。
Below, the
本発明の一実施の形態のサーマルヘッド1は、ラインヘッドからなり、図1に示すように、ガラス等の絶縁部材からなり蓄熱性に優れた横長状のヘッド基板2が配設されている。
前記ヘッド基板2の図示上部側の一端部2a寄りの位置には、Ta−SiO2等のサーメット等からなる複数の発熱素子3がドット状に形成されている。
A
A plurality of heating elements 3 made of cermet such as Ta—SiO 2 are formed in a dot shape at a position near the one
そして、発熱素子3は、図2に示すように、ヘッド基板2の一端部2aと平行な横長状で所定高さに突出する凸条部2bの頂部に、スパッタ蒸着とフォトリソ技術とにより所定の感覚を有して所定の厚さに形成され、ヘッド基板2の一端部2aと平行方向に所定の間隔を有して整列配置されている。
そして、複数の発熱素子3には、所定の線幅で材質がAlあるいはCu等からなる個別電極4が接続され、この個別電極4は、スパッタ蒸着とフォトリソ技術とにより、図2に示すように、左側に所定長さで引き出し形成されている。
Then, as shown in FIG. 2, the heating element 3 has a predetermined shape by sputter deposition and photolithography on the top of the projecting
A plurality of heating elements 3 are connected to individual electrodes 4 having a predetermined line width and made of a material such as Al or Cu. The individual electrodes 4 are formed by sputtering deposition and photolithography as shown in FIG. The left side is formed with a predetermined length.
また、複数の発熱素子3は、ヘッド基板2の一端部2a側に形成した共通電極5によりそれぞれが接続されている。前記共通電極5は、個別電極4を形成するときに同時に形成されている。
また、個別電極4の図示左側端部には、CPU等の駆動用IC6の一方側が半田等のより実装されて接続されている。
前記駆動用IC6は、ヘッド基板2上の横方向に互いに隣り合わせて複数が整列して実装されている。そして、印刷情報に基づいて駆動用IC6から個別電極4を介して発熱素子3に通電パルスが出力されて、複数の発熱素子3をそれぞれ選択的に発熱制御可能になっている。
The plurality of heat generating elements 3 are connected to each other by a common electrode 5 formed on the one
Further, one side of a driving IC 6 such as a CPU is mounted and connected to the left end portion of the individual electrode 4 by soldering or the like.
A plurality of the driving ICs 6 are mounted adjacent to each other in the horizontal direction on the
また、駆動用IC6の他方側は、図2に示す個別電極4の左側端部と所定の隙間を有して、ヘッド基板2の他端部2c側まで延長形成された引き出しパターン7に半田付け等で接続されている。
即ち、個別電極4と引き出しパターン7とは、駆動用IC6を介して接続されている。
また、ヘッド基板2の他端部2c側には、所定厚さで横長状のFPC8が配設されている。このFPC8は、図2に示すように、一方の面8aに複数の回路パターン9が印刷等で右側の一端部8bから、左方向に所定長さで延長形成されている。前記回路パターン9は、複数の引き出しパターン7と同じピッチ寸法で複数形成されている。
そして、回路パターン9と引き出しパターン7とが半田10等で接続されて、ヘッド基板2とFPC8とが一体化されている。
Also, the other side of the driving IC 6 is soldered to a lead pattern 7 that is extended to the
That is, the individual electrode 4 and the lead pattern 7 are connected via the driving IC 6.
Further, a horizontally
The circuit pattern 9 and the lead pattern 7 are connected by
また、回路パターン9は、図3、図4に示すように、従来の技術と同様の幅狭な第1パターン9aと、この第1パターン9aより幅広な第2パターン9bとの、幅寸法が異なる2種類で構成されている。
そして、例えば幅狭の第1パターン9aが信号パターンに、また、幅広の第2パターン9bが電源パターンおよびグランドパターンとして用いられている。
前記複数の回路パターン9は、FPC8の図示右側の一端部8bから左方向の所定位置に貫通形成したスルホール11に接続されて、他方の面8c側に引き出されている、
前記スルホール11で他方の面8c側に引き出された回路パターン9は、ピッチ寸法を狭めて集約されて、FPC8の他端部8dまで延長形成されている。
In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, the circuit pattern 9 has a width dimension between a
For example, the narrow
The plurality of circuit patterns 9 are connected to a through hole 11 penetratingly formed at a predetermined position in the left direction from one end portion 8b on the right side of the
The circuit pattern 9 drawn out to the other surface 8c side by the through hole 11 is gathered with a narrow pitch dimension and extended to the other end portion 8d of the
また、FPC8に形成した複数の回路基板10と背中合わせに対向する他方の面8c側には、例えば回路パターン9と同じ導電性の材料からなる蓄熱部12がベタ印刷等で、横長状に形成されている。
また、FPC8の他方の面8c側に引き出されてピッチ寸法を狭めて集約された複数の回路パターン9には、端子部13が接続されている。
そして、端子部13に形成した端子パターン(図示せず)が、サーマルプリンタ(図示せず)側に配設した回路基板に接続可能になっている。
Further, on the other surface 8c side facing back to back with the plurality of
In addition,
And the terminal pattern (not shown) formed in the
このような本発明のサーマルヘッド1を用いたサーマルプリンタは、内部の回路基板に端子部13の端子パターンを接続した状態で、サーマルヘッド1が所定位置に搭載されている。
また、サーマルプリンタの内部には、プラテンローラが回転自在に配設されており、プラテンローラに本発明のサーマルヘッド1がヘッドアップ/ダウン可能に配設されている。
そして、ヘッドアップ状態のサーマルヘッド1とプラテンローラとの間には、給紙部に収納載置した記録媒体が、1枚ずつ分離されて給紙されるようになっている。
In such a thermal printer using the
Further, a platen roller is rotatably disposed inside the thermal printer, and the
Then, between the
このようなサーマルプリンタによる印刷動作を説明すると、ヘッドアップ状態のサーマルヘッド1とプラテンローラとの間に、例えば感熱紙からなる記録媒体を給紙する。
その後、サーマルヘッド1をヘッドダウンさせて、記録媒体を介して発熱素子3をプラテンローラに圧接する。
そして、プラテンローラを回転させて記録媒体を一方向に搬送すると共に、駆動用IC6を介して複数の発熱素子3を選択的に発熱させることにより、記録媒体が発色して記録媒体に所望の画像を印刷することができる。
A printing operation by such a thermal printer will be described. A recording medium made of, for example, thermal paper is fed between the
Thereafter, the
The platen roller is rotated to convey the recording medium in one direction, and the plurality of heating elements 3 are selectively heated via the driving IC 6, whereby the recording medium is colored and a desired image is formed on the recording medium. Can be printed.
また、印画紙等からなる記録媒体を用いてカラー印刷する場合は、サーマルヘッド1とプラテンローラとの間にカラー印刷用のインクリボンが引き回しされている。
そして、インクリボンとプラテンローラとの間に記録媒体を給紙して頭出しを行い、その後、サーマルヘッド1をヘッドダウンさせて、インクリボンを介して記録媒体をプラテンローラに圧接する。
そして、プラテンローラを回転させて記録媒体を一方向に搬送させると共に、駆動用IC6を介して複数の発熱素子3を選択的に発熱させることにより、記録媒体にカラー用インクリボンの最初の色のインクが熱転写されて、最初の色の画像が印刷される。
Further, when color printing is performed using a recording medium made of photographic paper or the like, an ink ribbon for color printing is drawn between the
Then, the recording medium is fed between the ink ribbon and the platen roller to perform cueing, and then the
Then, the platen roller is rotated to convey the recording medium in one direction, and the plurality of heating elements 3 are selectively heated via the driving IC 6, whereby the first color of the color ink ribbon is applied to the recording medium. The ink is thermally transferred to print the first color image.
その後、記録媒体をバックフィードして再度頭出しを行い、最初の色の印刷動作と同じ動作を繰り返して、最初の色の画像の上に2番目の色の画像を重ね印刷する。
前記印刷動作を繰り返えすことで、印画紙からなる記録媒体に所望のカラー画像を印刷できるようになっている。
このような記録媒体に印刷した画像は、発熱素子3の熱がヘッド基板を介して伝達されて温度上昇したFPC8の第1、第2パターン9a、9bの温度差を蓄熱部12で均一化することができる。
そのために、記録媒体に印刷される画像
ダミーパターン6によって発熱素子3の発熱温度を均一にすることができ、印刷ムラ等のない高品質な画像を印刷することができる。
After that, the recording medium is back-fed and headed again, and the same operation as the first color printing operation is repeated, and the second color image is overprinted on the first color image.
By repeating the printing operation, a desired color image can be printed on a recording medium made of photographic paper.
In the image printed on such a recording medium, the
Therefore, the heat generation temperature of the heat generating element 3 can be made uniform by the image dummy pattern 6 printed on the recording medium, and a high-quality image without print unevenness can be printed.
尚、本発明のサーマルヘッド1の実施の形態では、1枚のFPC8の一方の面8aに回路パターン9を形成し、他方の面8cの回路パターン9と背中合わせに対向する部分に蓄熱部12を形成した物で説明したが、FPCの変形例として、図5に示すような、第1、第2のFPC14、15を互いに対向させて積層した2層構造のFPC13でも良い。
このような2層構造のFPC13は、第1のFPC14の内面14a、または第2のFPC15の内面15a、または両方の内面14a、15aに複数の第1回路パターン16を形成している。
また、第2のFPC15の外面15bにも、第1回路パターン16と筺となる複数の第2回路パターン17を形成している。
In the embodiment of the
The
In addition, a plurality of second circuit patterns 17 that are the same as the
また、複数の第1回路パターン16と背中合わせに対向する第1のFPC14の外面14bには、横長状の蓄熱部18が形成されている。
あるいは、第2回路パターン17を第1のFPC14の外面14bに形成し、蓄熱部18を第2のFPC15の外面15bに形成したものでも良い。あるいは、第2回路パターン17が無いものでも良い。
即ち、2層構造の第1、第2のFPC14、15は、少なくとも互いに対向する内面14a、15aのいずれか一方に回路パターン16を形成すると共に、いずれか一方の外面14b、15bに蓄熱部18を形成したものであれば良い。
Further, a horizontally long
Alternatively, the second circuit pattern 17 may be formed on the
In other words, the first and
このような2層構造のFPC13は、発熱素子3の発熱が幅寸法にバラツキのある回路パターン16に伝達されて、幅寸法の異なる回路パターン16間での蓄熱温度にバラツキがあっとしても、この温度バラツキを蓄熱部18で均一にすることができる。
The
1:本発明のサーマルヘッド
2:ヘッド基板
2a:一端部
2b:凸部
3:発熱素子
4:個別電極
5:共通電極
6:駆動用IC
7:引き出しパターン
8:FPC
8a:一方の面
8b:一端部
8c:他方の面
9:回路パターン
11:スルホール
12:蓄熱部
1: Thermal head of the present invention 2:
7: Drawer pattern 8: FPC
8a: One side 8b: One end 8c: The other side 9: Circuit pattern 11: Through hole 12: Heat storage part
Claims (5)
前記FPCは、前記複数の回路パターンと背中合わせに対向する側に導電性の蓄熱部を形成したことを特徴とするサーマルヘッド。 A plurality of heating elements arranged in a line at a predetermined interval, a driving IC capable of controlling the heat generation of the heating elements by controlling energization to the heating elements, and a plurality of heating ICs connected to the driving IC An FPC having a circuit pattern formed thereon,
The thermal head according to claim 1, wherein the FPC has a conductive heat storage portion formed on a side facing the plurality of circuit patterns back to back.
5. The heat storage part made of a conductive film is formed on an FPC having a circuit pattern connected to a driving IC capable of controlling the heat generation of the heat generating element in a portion facing the circuit pattern back to back. A thermal printer using the thermal head described in 1.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016155361A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 京セラ株式会社 | Thermal head and thermal printer having the same |
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2003
- 2003-09-17 JP JP2003324041A patent/JP2005088324A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
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