JP2008221738A - サーマルプリントヘッド用放熱板、その製造方法およびその製造装置、ならびに、サーマルプリントヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】所定の形状のサーマルプリントヘッドの放熱板を容易に得られるようにする。
【解決手段】ほぼ直線状に延びる発熱領域24に発熱抵抗体が形成された発熱体板20を載置可能な載置面32と発熱体板20を載置すると発熱領域24が延びる方向にほぼ平行で載置面32を挟む2つの側面34,35とを持つサーマルプリントヘッド用の金属製の放熱板30の側面34,35に、その側面34,35に沿って延びる溝36,37をそれぞれ形成する。
【選択図】図1
【解決手段】ほぼ直線状に延びる発熱領域24に発熱抵抗体が形成された発熱体板20を載置可能な載置面32と発熱体板20を載置すると発熱領域24が延びる方向にほぼ平行で載置面32を挟む2つの側面34,35とを持つサーマルプリントヘッド用の金属製の放熱板30の側面34,35に、その側面34,35に沿って延びる溝36,37をそれぞれ形成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、サーマルプリントヘッド用放熱板、その製造方法およびその製造装置、ならびに、サーマルプリントヘッドに関する。
サーマルプリントヘッドは、発熱部に配列された複数の発熱体を発熱させ、その熱により感熱記録紙などの媒体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタや計量機、デジタル製版機、ビデオプリンター、イメージャー、シールプリンターなどの記録機器に広く利用されている。
一般的なサーマルプリントヘッドは、放熱板と、放熱板に取り付けられた発熱体板と、発熱体板と同じ側で放熱板に取り付けられた回路基板とを備えている。この発熱体板の放熱板と相対する表面の反対側の表面の帯状に延びる発熱領域には、複数の発熱抵抗体が所定の間隔で直線状に配列されている。また、回路基板には、発熱抵抗体を駆動する駆動回路の一部となる駆動ICなどの電気部品が搭載されている。
このようなサーマルプリントヘッドを用いたプリンタは、一般的に、所定の弾性を持つ材料で円筒状に形成されたプラテンローラを備えている。このプラテンローラは、発熱抵抗体が配列された主走査方向を軸として、その側面が支持基板上の発熱領域に接するように配置され、その軸を中心に回転可能に設けられる。プラテンローラの回転によって、プラテンローラと発熱領域の間に挿入された媒体は、主走査方向に垂直な副走査方向に移動する。プラテンローラによって媒体を発熱領域に押し付けつつ、その媒体を副走査方向に移動させ、発熱抵抗の発熱パターンを媒体の移動とともに変化させることにより、所望の画像を媒体上に形成する。
このようなプリンタでは、サーマルプリントヘッドの発熱領域が完全に平面に形成されていると、発熱領域の両端部でのプラテンローラの押し付け圧力が中央部に比べて大きくなる傾向がある。このため、サーマルプリントヘッドの放熱板を、発熱領域の中央部がプラテンローラの軸に最も近接するように主走査方向に湾曲させる場合がある。このように放熱板を湾曲させるために、たとえば特許文献1には、放熱板を発熱領域の中央付近で背面からねじなどの微調整機構によって押し上げる方法が開示されている。また、特許文献2には、放熱板に弾性変形を与えるように機能する形状記憶合金製の変形付与部材を用いる方法が開示されている。
実公昭63−47484号公報
実公平5−46915号公報
サーマルプリントヘッドの放熱板を湾曲させるために、微調整機構や変形付与部材を用いる方法は、サーマルプリントヘッドの部品点数が多くなり、コストが大きくなる場合がある。
また、発熱領域が延びる方向の両端部で放熱板を板厚方向に挟み込み、放熱板に曲げ応力を加えて変形させることにより、微調整機構や変形付与部材を用いないで放熱板を湾曲させることができる。しかし、このような方法では一方向にしか湾曲させることができないため、放熱板にねじれが生じている場合には湾曲させる場合とは別の位置で放熱板を保持して変形させる必要がある。また、放熱板の発熱体板および回路基板を載置する面に傷が生じるおそれがある。
そこで、本発明は、所定の形状のサーマルプリントヘッドの放熱板を容易に得られるようにすることを目的とする。
上述の課題を解決するため、本発明は、サーマルプリントヘッド用放熱板において、ほぼ直線状に延びる発熱領域に発熱抵抗体が形成された発熱体板を載置可能な載置面と前記発熱体板を載置すると前記発熱領域が延びる方向にほぼ平行で前記載置面を挟む2つの側面とを持ち、その2つの側面にはその側面に沿って延びる溝がそれぞれ形成された金属板であることを特徴とする。
また、本発明は、サーマルプリントヘッドにおいて、ほぼ直線状に延びる発熱領域に発熱抵抗体が形成された発熱体板と、前記発熱体板を載置する載置面と前記発熱領域が延びる方向にほぼ平行で前記載置面を挟む2つの側面とを持ち、その2つの側面にはその側面に沿って延びる溝がそれぞれ形成された金属製の放熱板と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、ほぼ直線状に延びる発熱領域に発熱抵抗体が形成された発熱体板を載置面で載置可能な金属製のサーマルプリントヘッド用放熱板の製造方法において、前記発熱体板を前記載置面に載置すると前記発熱領域が延びる方向にほぼ平行で前記載置面を挟む2つの側面にその側面に沿って延びる溝がそれぞれ形成された放熱板を、同一の前記側面に形成された前記溝にその溝が延びる方向に沿って間隔を置いて係合する少なくとも3つの第1の爪とその第1の爪のそれぞれに向かい合い前記第1の爪が係合する前記溝に対して前記載置面を挟んで反対側の前記側面に形成された溝に係合する第2の爪とで挟持する挟持工程と、前記挟持工程の後に、前記第1および第2の爪のそれぞれを前記溝が延びる方向にほぼ垂直な方向に相対的に移動させて前記放熱板を塑性変形させる変形工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、ほぼ直線状に延びる発熱領域に発熱抵抗体が形成された発熱体板を載置面で載置可能な金属製のサーマルプリントヘッド用放熱板の製造装置において、前記発熱体板を前記載置面に載置すると前記発熱領域が延びる方向にほぼ平行で前記載置面を挟む2つの側面にその側面に沿って延びる溝がそれぞれ形成された放熱板を、同一の前記側面に形成された前記溝にその溝が延びる方向に沿って間隔を置いて係合する少なくとも3つの第1の爪とその第1の爪のそれぞれに向かい合い前記第1の爪が係合する前記溝に対して前記載置面を挟んで反対側の前記側面に形成された溝に係合する第2の爪とで挟持する挟持手段と、前記放熱板を塑性変形させることができるように前記第1および第2の爪のそれぞれを前記溝が延びる方向に垂直な方向に相対的に移動させる駆動部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、所定の形状のサーマルプリントヘッドの放熱板が容易に得られる。
本発明に係るサーマルプリントヘッドの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図1は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの一実施の形態における斜視図である。
本実施の形態のサーマルプリントヘッド10は、発熱体板20および放熱板30を有している。発熱体板20には、ほぼ直線状に延びる帯状の発熱領域24が形成されている。放熱板30は、発熱体板20を載置する載置面32を持つ金属製の平板である。放熱板30は、たとえばアルミニウム製である。発熱体板20は、その載置面32で放熱板30に載置されている。放熱板30には、発熱領域24が延びる方向にほぼ平行で載置面32を挟む2つの側面34,35に、その側面34,35に沿って延びる溝36,37がそれぞれ形成されている。
また、サーマルプリントヘッド10は、発熱領域24を発熱させる駆動回路を有している。その駆動回路は、たとえば放熱板30に載置された回路基板40の上に形成されている。回路基板40は、放熱板30の発熱体板20と同じ側の表面上に載置される。回路基板40には、発熱領域24に所定の発熱パターンを形成するための制御信号や駆動電力がコネクタ46を介して入力される。
図2は、本実施の形態におけるサーマルプリントヘッドの上面図であって、図3のII−II矢視断面図である。図3は、図2のIII−III矢視一部切り欠き上面図である。
発熱体板20は、たとえばヘッド基板22、グレーズ層25、発熱抵抗体26、電極層28および保護膜層29を有している。ヘッド基板22は、アルミナなどの絶縁材料で形成された平板である。ヘッド基板22の一方の表面は放熱板30と向かい合っており、他方の表面にはグレーズ層25が融着している。
グレーズ層25の表面には、帯状の発熱領域24が延びる方向に垂直な方向に延びる抵抗体層および電極層28が積層されている。抵抗体層および電極層28は、たとえば薄膜プロセスによって形成される。電極層28には、発熱領域24が延びる方向に垂直な方向の一部に切欠部が形成されていて、その間隙の部分の抵抗体層が発熱抵抗体26となる。ヘッド基板22、発熱抵抗体26および電極層28の表面には、保護膜層29が形成されている。
発熱抵抗体26を駆動する駆動回路は、たとえば回路基板40に設けられた駆動用ICなどの電気部品42を有している。発熱抵抗体26と駆動回路とは、たとえばヘッド基板22の上に形成された電極層28、および、発熱体板20と回路基板40との間に架け渡されたボンディングワイヤ44によって電気的に接続される。駆動用ICなどの電気部品42の一部、および、ボンディングワイヤ44は、たとえば樹脂48によって封止される。
発熱体板20は、放熱板30の一方の側面34に近接して配置され、回路基板40は、他方の側面35に近接して配置される。コネクタ46は、回路基板40が近接する方の放熱板30の側面35と接するように配置され、半田などによって回路基板40に固定されるとともに回路基板40と電気的に接続される。
図4は、本実施の形態のプリンタのサーマルプリントヘッド近傍の断面図である。
本実施の形態のプリンタは、サーマルプリントヘッド10と、たとえば、発熱領域24が延びる方向に平行な軸52の周りに円筒状に形成されたプラテンローラ50を備えている。プラテンローラ50は、ゴムのような所定の弾性を持つ材料でできている。このプラテンローラ50は、その側面54が発熱体板20の発熱領域24に接するように配置され、軸52を中心に回転可能である。
軸52を中心とするプラテンローラ50の回転によって、プラテンローラ50と発熱領域24の間に挿入された感熱紙などの媒体60は、発熱領域24が延びる方向である主走査方向に対して垂直な副走査方向に移動する。プラテンローラ50によって媒体60を発熱領域24に押し付けつつ、その媒体60を副走査方向に移動させ、発熱抵抗体26の発熱パターンを媒体60の移動とともに変化させることにより、所望の画像が媒体60に形成される。
発熱領域24での発熱抵抗体26による発熱の一部は、放熱板30を介してに外部に放出される。本実施の形態のサーマルプリントヘッド10では、放熱板30の発熱領域24に近接する側面34に溝36が形成されているため、溝36がない場合に比べて、放熱板30の表面積が大きい。このため、放熱板30の放熱性能が向上する。
また、本実施の形態のサーマルプリントヘッド10では、放熱板30の回路基板40に近接する側面35に溝37が形成されているため、溝37がない場合に比べて、より広い面積で空気と接触することになり、回路基板40での発熱も効果的に放熱される。なお、
コネクタ46を放熱板30に接着剤を用いて固着させる場合には、溝37がない場合に比べて、接着剤がより広い面積で放熱板30と接するため接着性能を向上させることもできる。
コネクタ46を放熱板30に接着剤を用いて固着させる場合には、溝37がない場合に比べて、接着剤がより広い面積で放熱板30と接するため接着性能を向上させることもできる。
図5は、本実施の形態のプリンタのサーマルプリントヘッド近傍を模式的に示す正面図である。
サーマルプリントヘッド10は、発熱領域24が延びる方向の中央で最も軸52に近づくように湾曲している。これは、プラテンローラ50による媒体60のサーマルプリントヘッド10への押し付け圧力を、発熱領域24が延びる方向に沿って均一にするためである。
本実施の形態の放熱板30では、発熱領域24が延びる方向に平行な側面34,35に溝36,37が形成されているため、このような湾曲を容易に実現できる。また、このような湾曲を持つ放熱板30に発熱体板20を載置することにより、発熱領域24が湾曲したサーマルプリントヘッド10を容易に製造することができる。
図6は、本実施の形態における放熱板製造装置の斜視図である。なお、図6には、放熱板30もあわせて示した。
放熱板製造装置70は、放熱板30を挟持する挟持手段を有している。この挟持手段は、放熱板30の一方の側面に形成された溝36に係合する3つの第1の爪72と、その第1の爪72のそれぞれに向かい合い第1の爪72が係合する溝36に対して載置面32を挟んで反対側の側面に形成された溝37に係合する第2の爪73とを有している。3つの第1の爪72は、間隔を置いて配置されている。なお、第1の爪72の個数は、3個以上であればいくつでもよい。
また、放熱板製造装置70は、第1および第2の爪72,73のそれぞれを相対的に移動させる駆動部74を有している。爪72,73は、たとえば腕77を介して駆動部74に取り付けられている。駆動部74は、溝36,37が延びる方向に垂直な方向に腕77を移動させることにより、爪72,73を移動させる。また、駆動部74は、放熱板30が塑性変形するような力を放熱板30に加えられるようになっている。なお、本実施の形態では、全ての爪72,73に対して駆動部74を設け、それぞれの爪72,73を独立して移動させることができるようにしているが、一部の爪72,73は固定してもよい。
さらに、放熱板製造装置70は、放熱板30の載置面32の平坦度を測定する変位センサ75を有している。平坦度とは、載置面32のある平面からのずれの大きさを示す量である。また、放熱板製造装置70は、制御器76を有している。制御器76には、変位センサ75が接続されている。変位センサ75が測定した平坦度は、制御器76に伝達される。また、制御器76には、駆動部74が接続されている。制御器76は、変位センサ75から伝達された平坦度に基づいて駆動部74を制御する。
なお、本実施の形態では、溝36,37が延びる方向に間隔を置いて3ヶ所に、溝36,37が延びる方向に垂直な方向に、それぞれ3つの変位センサ75が設けられているが、載置面32の平坦度を測定できれば、変位センサ75の個数はいくつでもよい。たとえば、一つの変位センサ75を移動させながら平坦度を測定することもできる。
また、放熱板製造装置70には、爪72,73を放熱板30の溝36,37に係合させる前後に、放熱板30を配置しておくワークステージ71を設けてもよい。
図7は、本実施の形態における放熱板の製造方法のフロー図である。
放熱板製造装置70を用いた放熱板の製造方法では、まず、たとえばワークステージ71に放熱板30を移載する(工程S1)。また、測定工程(工程S2)として、変位センサ75を載置面32に接触させて、載置面32の平坦度を測定しておく。その後、挟持工程(工程S3)では、放熱板30を挟持する。
図8は、本実施の形態における放熱板の製造方法の挟持工程での爪の移動方向を模式的に示す斜視図である。
放熱板30は、たとえば図8中の実線の矢印81の方向に爪72,73を移動させることにより、爪72,73を溝36,37に係合させて挟持される。この際、第1の爪72は放熱板30の一方の側面に形成された溝36に間隔を置いて係合し、第2の爪73は第1の爪72のそれぞれに向かい合うように配置される。挟持工程(工程S3)の後には、ワークステージ71を図8中の破線の矢印82の方向に下降させて、放熱板30をワークステージ71から離しておく。
変形工程(工程S5)では、放熱板30を塑性変形させる。
図9は、本実施の形態における放熱板の製造方法の変形工程での爪の移動方向を模式的に示す斜視図である。
爪72,73のそれぞれを溝36,37が延びる方向にほぼ垂直な方向に相対的に移動させることにより、放熱板30は塑性変形される。たとえば図9中の実線の矢印83で示すように、放熱板30の両端部に近い2対の爪72,73を下方に移動させ、中央に近い一対の爪72,73を上方に移動させる。これにより、載置面32が所定の平坦度を持つように放熱板30を塑性変形させることができる。さらに、放熱板30がねじれている場合にはその補正をするなど、適宜爪72,73を相対的に移動させることによって、放熱板30を所定の形状に塑性変形することができる。
爪72,73を溝36,37に係合させて放熱板30を塑性変形させるため、爪72,73および溝36,37はこのような塑性変形を生じさせるための力を伝達できるような形状である必要がある。たとえば、アルミニウム製の放熱板30の場合には、深さが放熱板30の幅の10%程度、放熱板30の厚さの35%程度の溝36,37が放熱板の厚さ方向の中央に形成されていれば、このような塑性変形を生じさせるための力を伝達することができる。ここで放熱板30の幅とは、溝36,37が形成された向かい合う側面の間の距離のことである。なお、本実施の形態では、V字型の断面形状を持つ溝36,37としているが、放熱板30を塑性変形を生じさせるための力を伝達できる形状であれば、どのような形状を持つ溝およびその溝に係合する爪であってもよい。
変形工程(工程S5)での爪72,73の移動量は、工程S2で測定した載置面32の平坦度に基づいて決定することができる。たとえば制御器76が移動量を算出し、その移動量を実現するように駆動部74を制御する。また、所定の平坦度が得られるまで、測定工程(工程S2)および変形工程(工程S5)を繰り返してもよい。さらに、変位センサ75によって平坦度を測定しながら、制御器76はその平坦度に基づいて爪72,73の移動量を制御してもよい。
変形工程(工程S5)の後には、ワークステージ71を上昇して放熱板30をワークステージ71上に着床させ(工程S6)、爪72,73を放熱板30の溝36,37から離す(工程S7)。このようにして形成された放熱板30の載置面32に発熱体板20を載置することにより、発熱領域24が延びる方向の中央で最も軸52に近づくように湾曲させたサーマルプリントヘッド10が得られる。
このように、本実施の形態の放熱板製造装置70を用いて、上述の工程によって製造することにより、所定の形状の放熱板30を容易に得ることができる。これにより、放熱板30、さらにはサーマルプリントヘッド10の製造が容易になるため、製造コストが低減される。また、放熱板を湾曲させる際には、放熱板製造装置70の爪72,73を放熱板の溝36,37に係合させて塑性変形させるため、放熱板の発熱体板および回路基板を載置する面に傷が生じるおそれが小さくなる。
なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。
たとえば、上述の実施の形態では、放熱板30の側面34,35に形成された溝36,37は、その側面34,35が延びる方向全体に亘って形成されている。しかし、放熱板30に所定の塑性変形を生じさせることができるように放熱板製造装置70の爪72,73を係合させることができればどのような長さでもよい。また、同一の側面36,37に、複数の溝36,37を形成してもよい。
また、発熱体板20には突条部27が形成されているが、このような突条部27がなく、平面上に発熱抵抗体26が形成された発熱体板を用いたサーマルプリントヘッドであってもよい。放熱板30の載置面32と回路基板40が載置された面との間には段差を設けているが、同一面上に発熱体板20および回路基板40を載置してもよい。
10…サーマルプリントヘッド、20…発熱体板、22…ヘッド基板、24…発熱領域、25…グレーズ層、26…発熱抵抗体、27…突条部、28…電極層、29…保護膜層、30…放熱板、32…載置面、34,35…側面、36,37…溝、40…回路基板、42…電気部品、44…ボンディングワイヤ、46…コネクタ、50…プラテンローラ、52…軸、54…側面、60…媒体、71…ワークステージ、72,73…爪、74…駆動部、75…変位センサ、76…制御器、77…腕
Claims (6)
- ほぼ直線状に延びる発熱領域に発熱抵抗体が形成された発熱体板を載置可能な載置面と前記発熱体板を載置すると前記発熱領域が延びる方向にほぼ平行で前記載置面を挟む2つの側面とを持ち、その2つの側面にはその側面に沿って延びる溝がそれぞれ形成された金属板であることを特徴とするサーマルプリントヘッド用放熱板。
- ほぼ直線状に延びる発熱領域に発熱抵抗体が形成された発熱体板と、
前記発熱体板を載置する載置面と前記発熱領域が延びる方向にほぼ平行で前記載置面を挟む2つの側面とを持ち、その2つの側面にはその側面に沿って延びる溝がそれぞれ形成された金属製の放熱板と、
を有することを特徴とするサーマルプリントヘッド。 - ほぼ直線状に延びる発熱領域に発熱抵抗体が形成された発熱体板を載置面で載置可能な金属製のサーマルプリントヘッド用放熱板の製造方法において、
前記発熱体板を前記載置面に載置すると前記発熱領域が延びる方向にほぼ平行で前記載置面を挟む2つの側面にその側面に沿って延びる溝がそれぞれ形成された放熱板を、同一の前記側面に形成された前記溝にその溝が延びる方向に沿って間隔を置いて係合する少なくとも3つの第1の爪とその第1の爪のそれぞれに向かい合い前記第1の爪が係合する前記溝に対して前記載置面を挟んで反対側の前記側面に形成された溝に係合する第2の爪とで挟持する挟持工程と、
前記挟持工程の後に、前記第1および第2の爪のそれぞれを前記溝が延びる方向にほぼ垂直な方向に相対的に移動させて前記放熱板を塑性変形させる変形工程と、
を有することを特徴とするサーマルプリントヘッド用放熱板の製造方法。 - 前記載置面の平坦度を測定する測定工程と、
前記載置面の平坦度が所定の値以下になるまで前記変形工程と前記測定工程を繰り返す工程と、
を有することを特徴とする請求項3に記載のサーマルプリントヘッド用放熱板の製造方法。 - ほぼ直線状に延びる発熱領域に発熱抵抗体が形成された発熱体板を載置面で載置可能な金属製のサーマルプリントヘッド用放熱板の製造装置において、
前記発熱体板を前記載置面に載置すると前記発熱領域が延びる方向にほぼ平行で前記載置面を挟む2つの側面にその側面に沿って延びる溝がそれぞれ形成された放熱板を、同一の前記側面に形成された前記溝にその溝が延びる方向に沿って間隔を置いて係合する少なくとも3つの第1の爪とその第1の爪のそれぞれに向かい合い前記第1の爪が係合する前記溝に対して前記載置面を挟んで反対側の前記側面に形成された溝に係合する第2の爪とで挟持する挟持手段と、
前記放熱板を塑性変形させることができるように前記第1および第2の爪のそれぞれを前記溝が延びる方向に垂直な方向に相対的に移動させる駆動部と、
を有することを特徴とするサーマルプリントヘッド用放熱板の製造装置。 - 前記載置面の平坦度を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した平坦度に基づいて前記駆動部を制御する制御器と、
を有することを特徴とする請求項5に記載のサーマルプリントヘッド用放熱板の製造装置。
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JP2014210374A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 東芝ホクト電子株式会社 | サーマルプリントヘッドおよびその製造方法 |
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- 2007-03-15 JP JP2007066042A patent/JP2008221738A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100601 |