JP2008023850A

JP2008023850A - サーマルヘッド

Info

Publication number: JP2008023850A
Application number: JP2006199115A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 剛山本; Takuji Sumio; 卓史角尾
Original assignee: Toshiba Hokuto Electronics Corp
Current assignee: Toshiba Hokuto Electronics Corp
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】サーマルヘッドに対するプラテンローラの押圧力を均一にし、画像形成時等における不具合を軽減する。
【解決手段】記録媒体５０への画像形成時、サーマルヘッド１００の支持基板１３に対面する位置に配置されるプラテンローラ４０によって、記録媒体５０が支持基板１３上に押圧される。放熱板１０の支持基板１３側の表面の形状は、長手方向（プラテンローラ４０の軸方向）に沿って凸の曲面状であり、支持基板１３は、放熱板１０の表面の形状に沿って配置される。これにより、両端部が支持されたプラテンローラ４０に撓みが生じても、プラテンローラ４０のサーマルヘッド１００に対する押圧力は、長手方向で均一となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、サーマルプリンタ等の機器に用いられるサーマルヘッドに関する。

従来から、感熱紙等の記録媒体に対する画像形成（印画）を行う装置としてサーマルプリンタが知られている。

図５に、従来のサーマルプリンタの一例を示す。サーマルプリンタは、放熱板３０と、放熱板３０上にネジ留め等によって固定されたサーマルヘッド２００と、プラテンローラ４０等を備えて構成される。サーマルヘッド２００は、放熱板２０１と、放熱板２０１上に接着剤２０２で接着された支持基板２０３、発熱部、保護層（図示略）等を備える。記録媒体５０に対する画像形成時、記録媒体５０は、サーマルヘッド２００の支持基板２０３とプラテンローラ４０との間で挟圧され、副走査方向に所定の速度、ピッチで搬送される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１３１８８４号公報

図５に示すように、プラテンローラ４０は、長手方向（軸方向）の両端部を支持した構造であるため、画像形成時に支持基板２０３に対して圧力負荷を与えていると長手方向に撓みが生じる。上述の従来のサーマルヘッドは、支持基板２０３のプラテンローラ４０側の表面が平面状であるため、支持基板２０３の長手方向の中央部に対する圧力が、両端部に対する圧力よりも小さく、プラテンローラ４０の支持基板２０３に対する押圧力は、長手方向で不均一となる。これにより、記録媒体５０の主走査方向の両端側における印字が濃く、中央部において白抜けになるという印字異常や、記録媒体５０の搬送における異常が発生したりするという問題がある。このような不具合は、プラテンローラ４０が長尺になるほど顕著となる。

本発明は、サーマルヘッドに対するプラテンローラの押圧力を均一にし、画像形成時等における不具合を軽減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、放熱板と、前記放熱板上に設けられ、発熱部を形成した支持基板と、を備え、前記支持基板に対面する位置に配置されるプラテンローラによって記録媒体が前記支持基板上に押圧されるサーマルヘッドにおいて、前記支持基板は、前記プラテンローラにより押圧される側の面の形状が、当該プラテンローラの長手方向に沿って凸の曲面状であることを特徴とする。

本発明によれば、サーマルヘッドのプラテンローラによる押圧面の形状を、当該プラテンローラの長手方向に沿って凸の曲面状としたことにより、サーマルヘッドに対するプラテンローラの押圧力が均一になり、画像形成時等における不具合を軽減させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に参照する図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。

図１に、本発明の実施形態に係るサーマルヘッド１００の上面概略図を示す。また、図２に、図１のＸ−Ｘ’矢視の断面図を示し、図３に、図１のＹ−Ｙ’矢視の断面図を示す。

図１及び図２に示すように、サーマルヘッド１００は、放熱板１０上に、矩形状の支持基板１３及び駆動回路基板２０が配置されている。放熱板１０は、Ａｌ（アルミニウム）金属等の熱伝導性の高い金属板からなる。支持基板１３は、アルミナセラミックス等の絶縁体材料からなる。支持基板１３と放熱板１０は、シリコン系の接着剤１１と、両面テープ１２ａにより接着され、駆動回路基板２０と放熱板１０は、両面テープ１２ｂにより接着される。

支持基板１３の表面には、保温層として機能するグレーズ層１４が形成されている。グレーズ層１４上には発熱抵抗体層１５が形成されている。更に、発熱抵抗体層１５に電気接続され、発熱抵抗体層１５に重層して、間隙Ｇを挟んで対向する電極配線パターン１６ａ、１６ｂが配設されている。間隙Ｇにおいて露出する発熱抵抗体層１５が、サーマルヘッド１００の主走査方向にライン状に形成された発熱抵抗体である発熱部１５ａになる。電極配線パターン１６ａの一端には、駆動ＩＣ２１（後述）から駆動信号を受ける電極パッド１７が設けられている。

グレーズ層１４は、表面平滑性を有する絶縁体材料（例えば、酸化珪素から成るガラス膜、或いはポリイミド樹脂等の低熱伝導性材料）からなり、発熱部１５ａから発する熱を蓄積或いは放散する作用を有する。

発熱部１５ａと、電極配線パターン１６ａ、１６ｂは、全体が保護層１８により被覆される。保護層１８は、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯＮ（酸窒化珪素）等の硬質で緻密な絶縁体材料からなる。発熱部１５ａと、電極配線パターン１６ａ、１６ｂは、保護層１８に被覆されることによって、記録媒体の摺接による磨耗、大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護される。なお、図１では、図を明確にする目的で保護層１８を省略している。

駆動回路基板２０の表面には、駆動ＩＣ２１、配線パターン（図示略）等が搭載されている。電極パッド１７と駆動ＩＣ２１との間及び駆動ＩＣ２１と配線パターンとの間は、ボンディングワイヤーＷによって電気的に接続されている。駆動ＩＣ２１及びボンディングワイヤーＷは、例えばシリコン樹脂からなる封止材２２によって気密封止されている。駆動回路基板２０上の配線パターンは、コネクタ等（図示略）に電気的に接続される。サーマルヘッド１００は、このコネクタを介して、外部装置から制御信号を受けたり電源供給を受けたりする。

なお、図２では、駆動ＩＣ２１を駆動回路基板２０側に搭載した場合を示したが、駆動ＩＣ２１を支持基板１３側に搭載するようにしてもよい。

放熱板１０の支持基板１３側の表面は、図３に示すように、長手方向（主走査方向）に沿って緩やかな凸の曲面状に形成されている。また、放熱板１０の裏面は平面状であり、所定位置に、放熱板１０を実機（例えば、サーマルプリンタ）に取り付けるためのネジ穴１０ａ、１０ｂが穿設されている。支持基板１３は、放熱板１０の表面に沿って接着剤１１及び両面テープ１２ａによって接着される。なお、放熱板１０の裏面に形成されるネジ穴の個数及び配置箇所は特に限定されない。

放熱板１０の板厚は、図３に示すように、長手方向における両端部が最小となり、長手方向における中心部が最大となる。即ち、放熱板１０の厚さは長手方向に沿って不均一となる。例えば、放熱板１０の板厚の最小値Ｈ_min（但し、ネジ穴１０ａ、１０ｂの部分の板厚は除く。）は１４ｍｍであるのに対し、放熱板１０の板厚の最大値Ｈ_maxは１４．０８ｍｍとなる。

一方、支持基板１３の板厚は、長手方向において均一である。また、支持基板１３は可撓性を有するため、図３に示すように、放熱板１０の支持基板１３側の表面の形状に沿って配置されることになる。

本実施形態のサーマルヘッド１００が取り付けられる実機側には、図４に示すように、熱伝導性の高い放熱板３０と、プラテンローラ４０が搭載されている。サーマルヘッド１００の放熱板１０は放熱板３０上に配置される。放熱板３０には、放熱板１０のネジ穴１０ａ、１０ｂのそれぞれに位置合わせされるネジ穴が穿設されており、ネジ３２ａ、３２ｂを放熱板３０の裏面側（図の下側）から挿通して放熱板３０及び放熱板１０のネジ穴に螺合することによって、熱伝導性グリース３１を挟んで放熱板１０は放熱板３０に固定される。

放熱板３０は、サーマルヘッド１００を固定するものであるため、剛性が高く、曲げ加工を施すことは困難であることから、放熱板３０の放熱板１０側の面は平面状である。よって、サーマルヘッド１００の放熱板１０側に曲げ加工が施されたとしても、放熱板３０に固定されると、放熱板３０の剛性によって、放熱板３０の表面に沿った平面状となる。

プラテンローラ４０は、図４の上下方向に移動自在となっており、サーマルヘッド１００に圧接する方向に付勢される。このプラテンローラ４０は、インクリボンや印画紙等の記録媒体５０をサーマルヘッド１００の支持基板１３に押し付けるためにクッション性を有し、適度な硬度を有するゴムで覆われている。なお、図４のサーマルヘッド１００では、主要な部分のみを図示し、保護層１８等を省略している。

記録媒体５０に対する画像形成時、記録媒体５０は、サーマルヘッド１００の支持基板１３とプラテンローラ４０との間で挟圧され、副走査方向に所定の速度、ピッチで搬送される。図４に示すように、プラテンローラ４０は、長手方向（軸方向）の両端部を支持した構造であるため、画像形成時に支持基板１３に対して圧力負荷を与えていると、長手方向に撓みが生じる。本実施形態では、サーマルヘッド１００の支持基板１３の表面が、放熱板１０の表面の形状に合わせて長手方向に沿って凸の曲面状となっているため、プラテンローラ４０から支持基板１３への押圧力が長手方向で均一となる。

以上のように、本実施形態のサーマルヘッド１００によれば、放熱板１０の支持基板１３側の表面を、長手方向に沿って緩やかな凸の曲面状としたことにより、放熱板１０上に形成された可撓性を有する支持基板１３の表面も長手方向に沿って凸の曲面状となる。従って、サーマルヘッド１００が取り付けられたサーマルプリンタによる画像形成時に、両端部が支持されたプラテンローラ４０に撓みが生じても、プラテンローラ４０から支持基板１３への押圧力が長手方向で均一となる。これにより、印字状態が良好となり、画像形成時等の不具合を軽減させることが可能となる。

なお、本実施形態における記述内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

上述の実施形態に係るサーマルヘッド１００では、図３及び図４に示すように、放熱板１０の支持基板１３側の表面を長手方向に沿って凸の曲面状とし、放熱板３０側の裏面を平面状としたが、結果的に支持基板１３の表面（プラテンローラ４０に押圧される面）が長手方向に沿って凸の曲面状となっていればよいため、以下のような形態にしてもよい。

例えば、剛性の高い放熱板３０の放熱板１０側の表面を長手方向に沿って凸の曲面状とし、放熱板１０は、板厚を均一とし、放熱板３０の表面の形状に沿って撓ませて配置するような構成にしてもよい。また、支持基板１３の放熱板１０側の裏面を平面状とし、表面を長手方向に沿って凸の曲面状とする構成にしてもよい。更に、曲げ加工等により、板厚が均一の放熱板１０を長手方向に沿って凸の曲面状に形成し、放熱板３０の放熱板１０側の表面を平面状とし、放熱板３０の表面と放熱板１０の裏面との間にスペーサを設けるような構成にしてもよい。

本発明の実施形態に係るサーマルヘッドを表す模式的な上面図。図１のＸ−Ｘ’矢視の断面図。図１のＹ−Ｙ’矢視の断面図。本実施形態のサーマルヘッドが取り付けられたサーマルプリンタにおいて、記録媒体を搬送する場合の外観を示す図。従来のサーマルヘッドが取り付けられたサーマルプリンタにおいて、記録媒体を搬送する場合の外観を示す図。

符号の説明

１０、３０放熱板
１１接着剤
１２ａ、１２ｂ両面テープ
１３支持基板
１４グレーズ層
１５発熱抵抗体層
１５ａ発熱部
１６ａ、１６ｂ電極配線パターン
１７電極パッド
１８保護層
２０駆動回路基板
２１駆動ＩＣ
２２封止材
４０プラテンローラ
５０記録媒体
１００サーマルヘッド

Claims

放熱板と、
前記放熱板上に設けられ、発熱部を形成した支持基板と、を備え、
前記支持基板に対面する位置に配置されるプラテンローラによって記録媒体が前記支持基板上に押圧されるサーマルヘッドにおいて、
前記支持基板は、前記プラテンローラにより押圧される側の面の形状が、当該プラテンローラの長手方向に沿って凸の曲面状であることを特徴とするサーマルヘッド。
前記放熱板の前記支持基板側の面の形状は、前記プラテンローラの長手方向に沿って凸の曲面状であることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
前記放熱板の前記支持基板と反対側の面の形状が平面状であることを特徴とする請求項２に記載のサーマルヘッド。
前記支持基板の板厚は、前記プラテンローラの長手方向において略均一であることを特徴とする請求項２又は３に記載のサーマルヘッド。