JP2008023939A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】プラテンローラによる押圧及び回転によってサーマルヘッドの支持基板が副走査方向へ移動するのを抑制する。
【解決手段】サーマルヘッド１００は、放熱板１０と、放熱板１０上に設けられ、発熱部及び電極部が形成された支持基板１３と、放熱板１０上に支持基板１３と隣接して設けられ、前記電極部に電気的に接続される駆動回路基板２０と、を備え、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による押圧及び回転によって、支持基板１３上を記録媒体が搬送される。放熱板１０の支持基板１３側の面には段差１０１が形成され、段差１０１の上段側の面に支持基板１３が配置され、下段側の面に駆動回路基板２０が配置されている。支持基板１３には、放熱板１０側に突出し、放熱板１０の段差１０１の側面に密着する突起部Ｐ１が形成されている。
【選択図】図２

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、インクリボン、印画紙等の記録媒体へ画像形成（印画）を行うサーマルプリンタ等の機器に組み込まれるデバイスとしてサーマルヘッドが知られている。

図５に、従来のサーマルヘッドの一例を示す。サーマルヘッドは、放熱板１０上に、シリコン系の接着剤１１及びアクリル系の両面テープ１２ａで接着された支持基板１３と、アクリル系の両面テープ１２ｂで接着された駆動回路基板２０を備える。

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。支持基板１３上には、電極配線パターン１６ａ、１６ｂ、発熱部１５ａが形成され、電極配線パターン１６ａの一端には、駆動ＩＣ２１から駆動信号を受ける電極パッド１７が設けられている。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。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（例えば、特許文献１参照。）。

サーマルヘッドは、プラテンローラ４０等を備えた実機側（サーマルプリンタ）に取り付けられる。記録媒体５０に対する画像形成時、図５に示すように、記録媒体５０は、保護層１８とプラテンローラ４０との間で挟圧され、プラテンローラ４０の回転により副走査方向に所定の速度、ピッチで搬送される。
特開２００５−１３１８８４号公報

しかしながら、上述の従来のサーマルヘッドには、以下のような問題があった。
記録媒体５０に対する画像形成時、支持基板１３は、プラテンローラ４０の押圧力及び回転力を受けて、放熱板１０及び駆動回路基板２０に対し副走査方向に移動するという動作を繰り返す。特に、画像形成時は、サーマルヘッド自体が非常に高温になることから、上述の移動動作は顕著となる。なお、放熱板１０は実機側に固定されているため、副走査方向に移動しない。

支持基板１３の移動を引き起こす主な要因として、柔軟性の要求から、支持基板１３が放熱板１０に、アクリル系の粘着力の弱い両面テープ１２ａやシリコン系の接着剤１１のみによって固定されていることが挙げられる。また、その他の要因として、支持基板１３上の電極パッド１７に接続される駆動ＩＣ２１の封止材２２として、柔軟性を有するシリコン樹脂等の材料を使用していることが挙げられる。

支持基板１３が副走査方向に移動する動作が繰り返されると、駆動回路基板２０上の駆動ＩＣ２１と、支持基板１３上の電極パッド１７とを接続するボンディングワイヤーＷに大きな負荷がかかるため、ボンディングワイヤーＷの破綻を招くこととなり、サーマルヘッドの耐久性及び信頼性を低下させてしまうという問題がある。

本発明は、プラテンローラによる押圧及び回転によってサーマルヘッドの支持基板が副走査方向へ移動するのを抑制することにより、サーマルヘッドの耐久性及び信頼性を向上させ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、発熱部及び電極部が形成された支持基板と、前記放熱板上に前記支持基板と隣接して設けられ、前記電極部に電気的に接続される駆動回路基板と、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る押圧及び回転によって、前記支持基板上を記録媒体が搬送されるサーマルヘッドにおいて、前記放熱板の前記支持基板側の面に段差が形成され、前記段差の上段側の面に前記支持基板が配置され、前記段差の下段側の面に前記駆動回路基板が配置され、前記支持基板に、前記放熱板側に突出し、前記放熱板の前記段差の側面に密着する突起部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、放熱板と、前記放熱板上に設けられ、発熱部及び電極部が形成された支持基板と、前記放熱板上に前記支持基板と隣接して設けられ、前記電極部に電気的に接続される駆動回路基板と、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る押圧及び回転によって、前記支持基板上を記録媒体が搬送されるサーマルヘッドにおいて、前記放熱板の前記支持基板側の面のうち、前記支持基板の前記搬送方向側の側面に近接する領域が露出しており、前記放熱板上の前記露出する領域に、前記搬送方向の垂直方向に沿って溝部が形成され、前記支持基板の前記側面に、前記放熱板側に突出し、前記溝部の少なくとも前記搬送方向側の側面に密着する突起部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、放熱板と、前記放熱板上に設けられ、発熱部及び電極部が形成された支持基板と、前記放熱板上に前記支持基板と隣接して設けられ、前記電極部に電気的に接続される駆動回路基板と、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る押圧及び回転によって、前記支持基板上を記録媒体が搬送されるサーマルヘッドにおいて、前記放熱板上に、前記支持基板の前記搬送方向側の側面に密着する突起部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、サーマルヘッドの支持基板が記録媒体の搬送方向（副走査方向）に移動するのを抑制することができ、サーマルヘッドの耐久性及び信頼性を向上させることが可能となる。

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〜図４に、図１のＸ−Ｘ’矢視の断面図を示す。ここで、図２〜図４は、それぞれ、本実施形態の実施例１〜３に対応する。

まず、本実施形態の実施例１〜３に共通するサーマルヘッド１００の構成について説明する。

サーマルヘッド１００は、表面に段差１０１が形成された放熱板１０を備え、段差１０１の上段側の面上に支持基板１３が配置され、下段側の面上に駆動回路基板２０が配置されている。このような構成により、駆動回路基板２０の表面が支持基板１３の表面から下がり、支持基板１３上にプラテンローラ４０が押圧するのを容易にしている。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、熱膨張率の差を吸収するために、柔軟性を有するシリコン系の接着剤１１とアクリル系の両面テープ１２ａにより接着され、また、駆動回路基板２０と放熱板１０は、アクリル系の両面テープ１２ｂにより接着される構成となっている。

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、電極部としての電極配線パターン１６ａ、１６ｂ及び電極パッド１７が配置されている。電極配線パターン１６ａ、１６ｂは、間隙Ｇを挟んで対向して配置され、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。電極パッド１７は、電極配線パターン１６ａの一端に配置され、駆動回路基板２０上の駆動ＩＣ２１（後述）から駆動信号を受ける。

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及び電極配線パターン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等を省略している。

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〜図４では、駆動ＩＣ２１を駆動回路基板２０側に設けた場合を示しているが、駆動ＩＣ２１を支持基板１３側に設けるようにしてもよい。

本実施形態のサーマルヘッド１００は、プラテンローラ４０の押圧及び回転による支持基板１３の副走査方向（記録媒体５０の搬送方向）における移動を抑制するため、以下のような移動抑制手段を備える。以下、支持基板１３の移動抑制手段の具体例について、実施例１〜３を挙げて説明する。

図２を参照して、本実施形態の実施例１について説明する。
実施例１では、支持基板１３の駆動回路基板２０側の辺の裏面に、放熱板１０側に突出し、段差１０１の側面に密着する突起部Ｐ１が形成されている。この突起部Ｐ１は、支持基板１３の長手方向（主走査方向、又は副走査方向の垂直方向）に沿った略直方体状の樹脂又は金属からなる固片３０を、エポキシ樹脂等からなる接着剤３１により支持基板１３に接着することによって形成される。

なお、図２では、突起部Ｐ１を構成する固片３０の形状を略直方体状とした場合を示しているが、支持基板１３に固定され、且つ段差１０１の側面に密着可能であれば、固片３０の形状は特に限定されない。また、図２では固片３０が接着剤３１によって支持基板１３に固定された場合を示しているが、支持基板１３への固定方法は特に限定されない。

図２に示すように、実施例１では、支持基板１３に形成された突起部Ｐ１を、放熱板１０の段差１０１の側面に密着させ、段差１０１と駆動回路基板２０で挟む構成とした。このような構成にすると、プラテンローラ４０による押圧及び回転により支持基板１３が副走査方向に移動しようとすると、突起部Ｐ１から段差１０１の側面に押圧力Ｆ１が働く。このとき、段差１０１の側面から、押圧力Ｆ１と逆方向の垂直抗力が働くため、支持基板１３の移動が抑制されることとなる。

特に、固片３０を支持基板１３に固定する接着剤３１としてエポキシ樹脂を用いると、シリコン系の接着剤を用いる場合より、固片３０は強固に固定されることとなり、支持基板１３の移動の抑制効果を高めることが可能となる。

図３を参照して、本実施形態の実施例２について説明する。
実施例２では、図３に示すように、放熱板１０の支持基板１３側の面のうち、支持基板１３の副走査方向側の側面１３１に近接する領域が露出しており、その露出する面に、放熱板１０の長手方向に沿って溝部１０ｂが形成されている。また、支持基板１３の側面１３１に、放熱板１０側に突出し、溝部１０ｂの少なくとも副走査方向側の側面１０１ｂに密着する突起部Ｐ２が形成されている。この突起部Ｐ２は、支持基板１３の長手方向に沿った略直方体状の樹脂又は金属からなる固片３５を、エポキシ樹脂等からなる接着剤３６により支持基板１３の側面１３１に接着することによって形成される。

なお、図３では、突起部Ｐ２を構成する固片３５の形状を略直方体状とした場合を示しているが、少なくとも溝部１０ｂの副走査方向側の段差を形成する側面１０１ｂに密着可能であればよく、固片３５の形状は特に限定されない。例えば、固片３５はＬ字状でもよい。また、図３では固片３５が接着剤３６によって支持基板１３の側面１３１に固定された場合を示しているが、支持基板１３への固定方法は特に限定されない。

図３に示すように、実施例２では、支持基板１３の側面１３１に形成された突起部Ｐ２を溝部１０ｂの側面１０１ｂに密着する構成とした。このような構成にすると、プラテンローラ４０による押圧及び回転によって支持基板１３が副走査方向に移動しようとすると、突起部Ｐ２から溝部１０ｂの側面１０１ｂに押圧力Ｆ２が働く。このとき、側面１０１ｂから、押圧力Ｆ２と逆方向の垂直抗力が働くため、支持基板１３の移動が抑制されることとなる。

特に、固片３５を支持基板１３に固定させる接着剤３６としてエポキシ樹脂を用いると、シリコン系の接着剤を用いる場合より、固片３６は強固に固定されることとなり、支持基板１３の移動の抑制効果を高めることが可能となる。

図４を参照して、本実施形態の実施例３について説明する。
実施例３では、図４に示すように、放熱板１０上に、支持基板１３の副走査方向側の側面１３１に密着する突起部３２が形成されている。このような構成にすると、突起部３２は、支持基板１３の移動を抑制するストッパーとして機能する。即ち、プラテンローラ４０による押圧及び回転により支持基板１３が副走査方向に移動しようとすると、支持基板１３の側面１３１から突起部３２の側面に押圧力Ｆ３が働く。このとき、突起部３２の側面から、押圧力Ｆ３と逆方向の垂直抗力が働くため、支持基板１３の移動が抑制されることとなる。

なお、本実施形態において、実施例１、２又は実施例１、３に示した形態を任意に組み合わせてもよい。

以上のように、本実施形態のサーマルヘッド１００によれば、支持基板１３の副走査方向への移動を抑制する手段を設けることにより、駆動回路基板２０上の駆動ＩＣ２１と、支持基板１３上の電極パッド１７とを接続するボンディングワイヤーＷへの負荷が軽減され、ボンディングワイヤーＷの破綻を防止することができる。これにより、サーマルヘッド１００の耐久性及び信頼性を向上させることが可能となる。

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。 実施例１における図１のＸ−Ｘ’矢視の断面図。 実施例２における図１のＸ−Ｘ’矢視の断面図。 実施例３における図１のＸ−Ｘ’矢視の断面図。 プラテンローラの回転により、従来のサーマルヘッドの支持基板が副走査方向に移動する様子を示す図。

符号の説明

１０ 放熱板
１０ｂ 溝部
１１、３１、３６ 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
３０、３５ 固片
３１、３６ 接着剤
３２、Ｐ１、Ｐ２ 突起部
４０ プラテンローラ
５０ 記録媒体
１００ サーマルヘッド
１０１ 段差

Claims (3)

1. 放熱板と、
   前記放熱板上に設けられ、発熱部及び電極部が形成された支持基板と、
   前記放熱板上に前記支持基板と隣接して設けられ、前記電極部に電気的に接続される駆動回路基板と、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る押圧及び回転によって、前記支持基板上を記録媒体が搬送されるサーマルヘッドにおいて、
   前記放熱板の前記支持基板側の面に段差が形成され、
   前記段差の上段側の面に前記支持基板が配置され、前記段差の下段側の面に前記駆動回路基板が配置され、
   前記支持基板に、前記放熱板側に突出し、前記放熱板の前記段差の側面に密着する突起部が形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 放熱板と、
   前記放熱板上に設けられ、発熱部及び電極部が形成された支持基板と、
   前記放熱板上に前記支持基板と隣接して設けられ、前記電極部に電気的に接続される駆動回路基板と、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る押圧及び回転によって、前記支持基板上を記録媒体が搬送されるサーマルヘッドにおいて、
   前記放熱板の前記支持基板側の面のうち、前記支持基板の前記搬送方向側の側面に近接する領域が露出しており、
   前記放熱板上の前記露出する領域に、前記搬送方向の垂直方向に沿って溝部が形成され、
   前記支持基板の前記側面に、前記放熱板側に突出し、前記溝部の少なくとも前記搬送方向側の側面に密着する突起部が形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
3. 放熱板と、
   前記放熱板上に設けられ、発熱部及び電極部が形成された支持基板と、
   前記放熱板上に前記支持基板と隣接して設けられ、前記電極部に電気的に接続される駆動回路基板と、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る押圧及び回転によって、前記支持基板上を記録媒体が搬送されるサーマルヘッドにおいて、
   前記放熱板上に、前記支持基板の前記搬送方向側の側面に密着する突起部が形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。

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