JP2011148241A - 記録ヘッドおよびこれを備える記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録媒体に対する傾斜角度を簡単な構成によって調整可能な記録ヘッドおよびこれを備える記録装置を提供する。
【解決手段】 本発明の記録ヘッドＸは、放熱体１と、放熱体１上に配置された平面視長方形状の基板５、および基板５の一方の長辺に沿って基板５上に配列された複数の発熱部６からなる発熱部列を有するヘッド基体２と、基板５と放熱体１とを接合する接合層と、接合層における発熱部列の直下の第１領域３内に配置され、基板５の下面および放熱体１の双方に接触している複数の第１スペーサ粒子１３ａと、接合層における第１領域３よりも基板５の他方の長辺側の第２領域４内に配置され、基板５の下面および放熱体１の双方に接触している複数の第２スペーサ粒子１３ｂとを備え、第１スペーサ粒子１３ａの熱伝導率は、接合層の第１領域３の熱伝導率よりも高く、第１スペーサ粒子１３ａの粒径と第２スペーサ粒子１３ｂの粒径とが異なっていることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、記録ヘッドおよびこれを備える記録装置に関する。

従来、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとして、サーマルヘッド等の種々の記録ヘッドが提案されている。例えば、特許文献１に記載のサーマルヘッド（サーマルプリントヘッド）では、複数の発熱部が上面に一列に配列された支持基板を、放熱性接着剤を介して放熱板上に配置している。そして、この放熱性接着剤からなる層の内部には、この層の厚さと略同じ粒径を有するアルミナセラミックス等からなる粉体が含有されている。この粉体は放熱性接着剤からなる層より硬質であるため、プラテンローラによって記録媒体が発熱部上に押圧された際に、放熱性接着剤からなる層の収縮をなくし、意図しない支持基板の傾きを防止するという効果を奏している。また、特許文献１には、このような効果は、支持基板の一縁部に沿って断面山形の蓄熱層（グレーズ層）が形成され、この蓄熱層上に発熱部が配列されたいわゆるニアエッジ構造のサーマルヘッドにより顕著に奏される旨、記載されている。

このニアエッジ構造のサーマルヘッドは、硬質のカード等の記録媒体への印画に適用されることが多い。この場合、硬質のカード等の記録媒体は、通常、プラテンローラによってサーマルヘッドの発熱部上に押圧されつつ、サーマルヘッド上を直線的に搬送される。そのため、ニアエッジ構造のサーマルヘッドは、サーマルヘッドに設けられた駆動ＩＣ等と記録媒体との接触を避けるために、発熱部が形成されていない側の端部を記録媒体から遠ざけるように、記録媒体に対して傾斜させて設置面に設置される。

特開２００８−２０１０１３号公報

ニアエッジ構造のサーマルヘッドでは、上記のように断面山形の蓄熱層上に発熱部が形成されているため、蓄熱層の形状の成形ばらつき等によって、蓄熱層上の発熱部とプラテンローラとの位置関係が変わり、記録媒体が所定の押圧力で発熱部上に押圧されないなどといった問題があった。そのため、特許文献１に記載のニアエッジ構造のサーマルヘッドを、上記のような硬質のカード等の記録媒体への印画に適用した場合には、蓄熱層の形状の形成ばらつき等に応じて、例えば、サーマルヘッドを設置する設置面と放熱板との間にステンレス板等のスペーサを配置し、記録媒体に対するサーマルヘッドの傾斜角度を調整することによって、発熱部を所定の位置に配置することが考えられる。しかしながら、この場合、ステンレス板等の部材が必要となり、構成が繁雑になるという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、記録媒体に対する傾斜角度を簡単な構成によって調整可能な記録ヘッドおよびこれを備える記録装置を提供することを目的とする。

本発明の記録ヘッドは、放熱体と、該放熱体上に配置された平面視長方形状の基板、および該基板の一方の長辺に沿って該基板上に配列された複数の発熱部からなる発熱部列を有するヘッド基体と、前記基板の下面と前記放熱体との間に介在し、前記基板と前記放熱
体とを接合する接合層と、前記接合層における前記発熱部列の直下の第１領域内に配置され、前記基板の下面および前記放熱体の双方に接触しているとともに、前記接合層よりも弾性率が高い複数の第１スペーサ粒子と、前記接合層における前記第１領域よりも前記基板の他方の長辺側の第２領域内に配置され、前記基板の下面および前記放熱体の双方に接触しているとともに、前記接合層よりも弾性率が高い複数の第２スペーサ粒子とを備え、前記第１スペーサ粒子の熱伝導率は、前記接合層の前記第１領域の熱伝導率よりも高く、前記第１スペーサ粒子の粒径と前記第２スペーサ粒子の粒径とが異なっていることを特徴とする。

本発明の上記記録ヘッドにおいて、前記第１スペーサ粒子の熱伝導率は、前記発熱部の配列方向において、前記接合層の前記第１領域の両端部に配置された第１スペーサ粒子よりも中央部に配置された第１スペーサ粒子の方が高くなるように構成されていてもよい。

また、前記接合層の前記第１領域内に配置された前記第１スペーサ粒子の密度が、前記発熱部の配列方向における前記第１領域の両端部よりも中央部で高くなっていてもよい。

また、前記第２スペーサ粒子の熱伝導率は、前記接合層の前記第２領域の熱伝導率よりも高くなるように構成されていてもよい。

また、前記接合層は、前記第１領域を構成する第１接合層と、前記第２領域を構成する第２接合層とを有しており、前記第１接合層および前記第２接合層がそれぞれ、前記発熱部の配列方向に延びていてもよい。この場合、前記第１接合層は、接着剤からなっていてもよい。また、前記第２接合層は、両面テープからなっていてもよい。

また、本発明の上記記録ヘッドにおいて、前記接合層の前記第１領域および前記第２領域は、両面テープによって一体で構成されていてもよい。

また、本発明の記録装置は、上記のように構成された本発明の記録ヘッドと、前記ヘッド基体の前記発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体に対する傾斜角度を簡単な構成によって調整可能な記録ヘッドおよびこれを備える記録装置を提供することができる。

本発明の記録ヘッドの一実施形態であるサーマルヘッドの概略構成を示す平面図である。 図１のサーマルヘッドの要部拡大図である。 図２のサーマルヘッドのIII−III断面図である。 図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態を示す概略構成図である。なお、（ａ）は、ヘッド基体の図示を省略した平面図である。（ｂ）は、（ａ）のIVb−IVb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のIVc−IVc断面図である。 本発明の記録装置の一実施形態であるサーマルプリンタの概略構成を示す図である。 （ａ）は、図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態の変形例を概略構成で示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のVIb−VIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のVIc−VIc断面図である。 （ａ）は、図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態の変形例を概略構成で示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のVIIb−VIIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のVIIc−VIIc断面図である。

以下、本発明の記録ヘッドの一実施形態であるサーマルヘッドについて、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３に示すように、本実施形態のサーマルヘッドＸは、放熱体１と、放熱体１上に配置されたヘッド基体２と、放熱体１とヘッド基体２との間に介在する接着剤層３および両面テープ４とを備えている。

放熱体１は、例えば、銅またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、放熱体１の上面に接着剤層３および両面テープ４によって接合されたヘッド基体２を支持するとともに、後述するようにヘッド基体２の発熱部６で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱の一部を放熱する機能を有している。

ヘッド基体２は、平面視長方形状の基板５と、基板５の一方の長辺（図１では上側の長辺）に沿って配列された複数の発熱部６と、各発熱部６の一端部（図１では下側の端部）に接続された第１電極配線７と、各発熱部６の他端部（図１では上側の端部）に接続された第２電極配線８とを備えている。なお、複数の発熱部６は、図１および図２の矢印Ｌで示す主走査方向に沿って配置されている。この主走査方向とは、サーマルヘッドＸを適用した記録装置（例えば、後述するサーマルプリンタＹ）において、記録媒体の搬送方向と直交する方向である。

基板５は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料や単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。

図３に示すように、基板５の上面には、蓄熱層９が形成されている。この蓄熱層９は、基板５の上面全体に形成された下地部９ａと、複数の発熱部６の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状の隆起部９ｂとを有している。この隆起部９ｂは、後述する記録媒体Ｐを、発熱部６上に形成された保護層１２に良好に押し当てるように作用する。

また、蓄熱層９は、例えば、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部６で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部６の温度を上昇させるのに要する時間を短くし、サーマルヘッドＸの熱応答特性を高めるように作用する。この蓄熱層９は、例えば、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基板５の上面に印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることで形成される。

図３に示すように、蓄熱層９の上面側には、後述する電気抵抗層１１を介して第１電極配線７および第２電極配線８が設けられている。第１電極配線７は、図２に示すように、発熱部６の一端部（図２では下側の端部）に個別に接続された個別配線部７ａと、隣接する２つの発熱部６の双方の一端部（図２では下側の端部）に接続された共通配線部７ｂとで構成されている。

より詳細には、図２に示すように、個別配線部７ａおよび共通配線部７ｂは、隣接する４つの発熱部６を一組とした各発熱部列６Ａに対して規則的に接続されている。つまり、個別配線部７ａは、その一端部（図２では上側の端部）が、各発熱部列６Ａの両端に配置された２つの発熱部６にそれぞれ接続されている。共通配線部７ｂは、その一端部（図２では上側の端部）が、各発熱部列６Ａの中央に配置された２つの発熱部６の双方に接続されている。

また、図１に示すように、複数の発熱部６は、後述する第２電極配線８により接続される隣接する２つの発熱部６によって、複数の第１発熱部群６１を形成している。そして、第１発熱部群６１はさらに、連続して配置された複数の第１発熱部群６１によって複数の第２発熱部群６２を形成しており、基板５上に、この第２発熱部群６２のそれぞれに対応して駆動ＩＣ１０が設けられている。なお、駆動ＩＣ１０については、説明の便宜上、図１に破線にて、概略的な配置位置のみを示している。駆動ＩＣ１０は、後述するように、内部に設けられたスイッチング素子がオン状態のときに、通電状態となる公知のものを用いることができる。

図１および図２に示すように、各駆動ＩＣ１０は、対応する第２発熱部群６２に接続された第１電極配線７に接続されている。より具体的には、図２に示すように、各駆動ＩＣ１０は、第１電極配線７における個別配線部７ａの他端部（図２では下側の端部）に接続されている。また、この個別配線部７ａの他端部は、駆動ＩＣ１０を介して、図示しない外部電源のプラス端子およびマイナス端子のうちの一方に電気的に接続されている。なお、第１電極配線７における共通配線部７ｂの他端部（図２では下側の端部）は、駆動ＩＣ１０を介さず、図示しない外部電源のプラス端子およびマイナス端子のうちの他方に電気的に接続されている。

第２電極配線８は、図１および図２に示すように、平面視で略逆Ｕ字形状を有しており、隣接する２つの発熱部６からなる第１発熱部群６１ごとに、隣接する２つの発熱部６の他端部（図１では上側の端部）間を接続するように構成されている。より詳細には、図２に示すように、各発熱部列６Ａは２つの第１発熱部群６１で構成されている。そして、第２電極配線８は、各発熱部列６Ａの左側の第１発熱部群６１における２つの発熱部６の双方、および右側の第１発熱部群６１における２つの発熱部６の双方にそれぞれに接続されている。

各第２電極配線８の形状について詳細に説明する。図２に示すように、各第２電極配線８は、主走査方向に直交する副走査方向（図２では上下方向）に延びる２つの副配線部８ａと、この副配線部８ａ間に設けられた主配線部８ｂとを備えている。そして、各副配線部８ａの一端部（図２では下側の端部）が各第１発熱部群６１の２つの発熱部６の双方に接続されるとともに、各副配線部８ａの他端部（図２では上側の端部）間が主配線部８ｂによって接続されている。

第１電極配線７および第２電極配線８は、導電性を有する材料で形成されており、発熱部６に電流を供給可能になっている。第１電極配線７および第２電極配線８は、例えば、アルミニウム、金、銀、銅のいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成される。

以上のように第１電極配線７および第２電極配線８が各発熱部６に接続されていることにより、各発熱部列６Ａにおいて個別配線部７ａと共通配線部７ｂとの間に電圧が印加されたときに、発熱部６に電流が供給される。

図３に示すように、第１電極配線７および第２電極配線８と蓄熱層９との間には、電気抵抗層１１が形成されている。この電気抵抗層１１は、図１および図２に示すように、平面視において、第１電極配線７および第２電極配線８と同形状に形成された領域と、第１電極配線７と第２電極配線８との間から露出した領域とを有している。なお、図１および図２では、第１電極配線７及び第２電極配線８と同形状の電気抵抗層１１の領域は、第１電極配線７及び第２電極配線８に隠されている。

第１電極配線７と第２電極配線８との間から露出した領域は、上記の発熱部６を形成している。そして、この露出した領域（発熱部６）が、図３に示すように、蓄熱層９の隆起部９ｂ上に配置されるとともに、図１および図２に矢印Ｌで示される主走査方向に沿って配列されている。発熱部６は、説明の便宜上、図１及び図２で簡略化して記載しているが、例えば、６００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。

電気抵抗層１１は、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、各発熱部列６Ａにおいて個別配線部７ａと共通配線部７ｂとの間に電圧が印加され、発熱部６に電流が供給されたときに、ジュール発熱によって発熱部６が発熱する。

なお、本実施形態では、共通配線部７ｂが、正電位（例えば２０Ｖ〜２４Ｖ）に保持された外部電源（不図示）のプラス端子に接続され、個別配線部７ａが、駆動ＩＣ１０を介して、接地電位（例えば０Ｖ〜１Ｖ）に保持された外部電源（不図示）のマイナス端子に接続されている。これにより、駆動ＩＣ１０内のスイッチング素子がオン状態のとき、発熱部６に電流が供給され、発熱部６が発熱する。また、駆動ＩＣ１０内のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御することで、第１発熱部群６１ごとに発熱部６を選択的に発熱させることができる。

上記の電気抵抗層１１、第１電極配線７および第２電極配線８は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層９上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、この積層体を従来周知のフォトリソグラフィー技術やエッチング技術等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。

図３に示すように、発熱部６、第１電極配線７、第２電極配線８および蓄熱層９上には、発熱部６、第１電極配線７の一部、第２電極配線８、および蓄熱層９の一部を被覆する保護層１２が形成されている。なお、図１および図２では、説明の便宜上、保護層１２の図示を省略している。この保護層１２は、発熱部６、第１電極配線７および第２電極配線８を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食や、後述する記録媒体Ｐとの接触による摩耗から保護するためのものである。この保護層１２は、例えば、ＳｉＣ系、ＳｉＮ系、ＳｉＯ系およびＳｉＯＮ系等の材料で形成することができる。また、この保護層１２は、スパッタリング法、蒸着法等の従来周知の薄膜成形技術や、スクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。

図４は、本実施形態のサーマルヘッドＸにおけるヘッド基体２と放熱体１との接合状態を示す概略構成図である。図４に示すように、放熱体１上にはヘッド基体２が配置されており、ヘッド基体２と放熱体１との間には、接着剤層３および両面テープ４が介在している。

より詳細には、接着剤層３は、基板５の下面における発熱部列（複数の発熱部６からなる列）の直下の領域（以下、第１下面領域という）と放熱体１との間に介在し、発熱部６の配列方向に延びるとともに、この第１下面領域と放熱体１とを接着している。両面テープ４は、基板５の下面における第１下面領域以外の領域（以下、第２下面領域という）と放熱体１との間に介在し、発熱部６の配列方向に延びるとともに、この第２下面領域と放熱体１とを接着している。このように、ヘッド基体２を接着剤層３および両面テープ４によって放熱体１上に接着した理由は、基板５と放熱体１との熱膨張率の差によってヘッド基体２を湾曲させるような力が作用したときに、両面テープ４の面内方向の柔軟性により、ヘッド基体２と放熱体１との熱膨張による延びの差を吸収し、ヘッド基体２の湾曲を抑制するためである。

なお、図４（ａ）では、説明の便宜上、図４（ｂ）および図４（ｃ）で示すヘッド基体２の図示を省略し、図４（ｂ）では、ヘッド基体２を基板５のみで示し、図４（ｃ）では、ヘッド基体２を基板５および蓄熱層９の隆起部９ｂのみで示している。なお、図４（ｃ）では、駆動ＩＣ１０が配置される位置を破線にて示す。また、図４（ｃ）に示すように、本実施形態おいて、本発明における「接合層」は、接着剤層３および両面テープ４によって構成されており、より詳細には、複数の発熱部６からなる発熱部列の直下の領域（以下、第１領域という）が接着剤層３によって構成され、この第１領域（つまり、接着剤層３）よりも基板５の他方の長辺側（図４（ｃ）では左側の長辺側）の領域（以下、第２領域という）が両面テープ４によって構成されている。また、本実施形態では、接着剤層３および両面テープ４がそれぞれ、本発明における「第１接合層」および「第２接合層」に相当する。

接着剤層３は、放熱性樹脂からなる接着剤で形成されており、例えばフィラーを含有する、シリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、およびポリエステル系樹脂などの熱硬化型、常温硬化型、または化学反応硬化型のもので形成されている。

図４に示すように、接着剤層３の内部には、基板５の下面および放熱体１の双方に接触している複数の第１スペーサ粒子１３ａが配置されている。より詳細には、各第１スペーサ粒子１３ａは、同じ粒径を有する球形状を成しており、発熱部６の配列方向における接着剤層３の両端部（図４（ａ）および図４（ｂ）では、左側および右側の端部）にそれぞれ１個ずつ配置されているとともに、中央部に１個配置されている。また、これらの３つの第１スペーサ粒子１３ａは、複数の発熱部６の配列方向に沿う直線上に配置されている。

両面テープ４は、不織布等の基材がない粘着剤によって形成されたものであり、例えば、アクリル系粘着剤によって形成されている。

図４に示すように、両面テープ４の内部には、第１スペーサ粒子１３ａよりも小さい粒径を有するとともに、基板５の下面および放熱体１の双方に接触している複数の第２スペーサ粒子１３ｂが配置されている。より詳細には、各第２スペーサ粒子１３ｂは、同じ粒径を有する球形状を成しており、発熱部６の配列方向における両面テープ４の両端部（図４（ａ）および図４（ｂ）では、左側および右側の端部）にそれぞれ１個ずつ配置されているとともに、中央部に１個配置されている。また、これらの３つの第２スペーサ粒子１３ｂは、複数の発熱部６の配列方向に沿う直線上に配置されている。

なお、図４（ａ）では、理解を容易にするため、接着剤層３に埋設された第１スペーサ粒子１３ａおよび両面テープ４に埋設された第２スペーサ粒子１３ｂの外形をそれぞれ実線で示している。また、本発明において、第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂがそれぞれ、「同じ粒径」を有するとは、完全に同一の粒径を有する場合だけではなく、実質的に同一の粒径を有する場合を含んでおり、誤差範囲が±５％の粒径を有するものも含む。

また、第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂは、各々が埋設される接着剤層３および両面テープ４よりも弾性率が高くなるように形成されており、例えば、セラミック粒子、ガラスセラミック粒子、ガラス粒子、プラスチック粒子、金属粒子等が用いられる。セラミック粒子としては、例えば、アルミナ、ジルコニアで形成されたものが挙げられる。ガラスセラミック粒子としては、例えば、フィラーとしてアルミナを含有するガラスで形成されたものが挙げられる。ガラス粒子としては、例えば、ソーダガラス、
ホウケイ酸ガラスで形成されたものが挙げられる。プラスチック粒子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ジビニルベンゼンで形成されたものが挙げられる。金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、アルミウム、ニッケルで形成されたものが挙げられる。また、第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂは、ヘッド基体２の平坦度維持という観点からはセラミック粒子を用いることが好ましく、記録媒体のスクラッチ傷の抑制という観点からは、プラスチック粒子を用いることが好ましい。また、プラスチック粒子を用いる場合には、放熱性を向上すべく、表面を金属で被覆してもよい。

上記のように、第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂの弾性率がそれぞれ、接着剤層３および両面テープ４の弾性率よりも高くなっていることにより、ヘッド基体２と放熱体１とを接着剤層３および両面テープ４を介して接合した際に、基板５の下面および放熱体１の上面の双方に第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂがそれぞれ当接する。これにより、ヘッド基体２の下面と放熱体１の上面との間隔が、第１スペーサ粒子１３ａのが配置された位置で第１スペーサ粒子１３ａの粒径と略同じ大きさになり、第２スペーサ粒子１３ｂのが配置された位置で第２スペーサ粒子１３ｂの粒径と略同じに大きさになる。このとき、第２スペーサ粒子１３ｂの粒径が第１スペーサ粒子１３ａの粒径よりも小さくなっているため、ヘッド基体２（より詳細には、基板５）は、放熱体１の上面に対して傾斜して接合される。

また、第１スペーサ粒子１３ａは、接着剤層３よりも熱伝導率が高くなるように形成されており、例えば、接着剤層３をシリコーン樹脂で形成した場合、ジビニルベンゼンからなるプラスチック粒子の表面を金等の金属で被覆したもので構成することができる。発熱部６で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱の一部は、接着剤層３および両面テープ４を介して放熱体１へ伝導し、放熱体１から外部へ放熱される。このとき、本実施形態では、上記のように接着剤層３に第１スペーサ粒子１３ａを埋設し、第１スペーサ粒子１３ａの熱伝導率を高くすることで、印画に寄与しない熱の放熱体１への放熱性を高めている。なお、第１スペーサ粒子１３ａと同様に、第２スペーサ粒子１３ｂの熱伝導率が両面テープ４の熱伝導率よりも高くなるように第２スペーサ粒子１３ｂを形成した場合には、印画に寄与しない熱の放熱体１への放熱性をより高めることができる。

なお、第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂは、例えば、ヘッド基体２を放熱体１上の接着剤層３および両面テープ４と接着する前に、この接着剤層３および両面テープ４の上面に第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂをそれぞれ載せ、この第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂを基板５の下面で押圧することにより、接着剤層３および両面テープ４内に埋没させ、放熱体１の上面に当接させることで、基板５および放熱体１の双方に接触した状態にすることができる。

また、図３および図４（ｃ）に示すように、放熱体１の上面において、接着剤層３が設けられる領域と両面テープ４が設けられる領域の間には、発熱部６の配列方向に延びる溝１ａが形成されている。この溝１ａは、放熱体１上へのヘッド基体２の接合時に、放熱体１における接着剤層３が設けられる上面（図４（ｃ）では、溝１ａより右側の上面）からはみ出る接着剤層３を形成する接着剤を収容するために形成されている。

次に、本実施形態の記録装置の一実施形態であるサーマルプリンタについて、図５を参照しつつ説明する。図５は、本実施形態のサーマルプリンタＹの概略構成図である。

図５に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＹは、上述のサーマルヘッドＸ、搬送機構２０および駆動手段３０を備えている。サーマルヘッドＸは、サーマルプリンタＹの筐体（不図示）に設けられた設置台４０の設置面４０ａ上に取り付けられている。

搬送機構２０は、カード等の硬質の記録媒体ＰをサーマルヘッドＸにおける複数の発熱部６に（より詳細には、保護層１２を介して）接触させた状態で、図５の矢印Ｓ方向に搬送するためのものであり、プラテンローラ２１および搬送ローラ２３，２５，２７，２９を有している。

プラテンローラ２１は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸの発熱部６上に押圧するためのものであり、発熱部６に接触した状態で回転可能となるように両端部が支持されている。プラテンローラ２１は、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体２１ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材２１ｂにより被覆して構成されている。

搬送ローラ２３，２５，２７，２９は、記録媒体Ｐを所定の経路に沿って搬送するためのものである。すなわち、搬送ローラ２３，２５，２７，２９は、サーマルヘッドＸの発熱部６とプラテンローラ２１との間に記録媒体Ｐを供給するとともに、発熱部６とプラテンローラ２１との間から記録媒体Ｐを引き抜くためのものである。この搬送ローラ２３，２５，２７，２９は、プラテンローラ２１と同様に構成することができる。

駆動手段３０は、サーマルヘッドＸに備えられた駆動ＩＣ１０に印画信号を供給するためのものである。すなわち、駆動手段３０は、サーマルヘッドＸの発熱部６を選択的に発熱させるために、第１電極配線７および第２電極配線８を介して発熱部６に供給される電流の供給状態を制御するための印画信号を供給するためのものである。

本実施形態のサーマルプリンタＹは、図５に示すように、搬送機構２０によって記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ上に搬送しつつ、駆動手段３０によってサーマルヘッドＸの発熱部６を選択的に発熱させることで、記録媒体Ｐに所定の印画を行うことができる。

本実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、接着剤層３内に配置された第１スペーサ粒子１３ａおよび両面テープ４内に配置された第２スペーサ粒子１３ｂが、基板５の下面および放熱体１の双方に接触している。そして、両面テープ４が接着剤層３よりも基板５の他方の長辺側（図４（ｃ）では左側の長辺側）に配置されており、接着剤層３内に配置された第１スペーサ粒子１３ａの粒径が、両面テープ４内に配置された第２スペーサ粒子１３ｂの粒径よりも大きくなっている。そのため、本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、基板５を放熱体１の上面に対して傾斜して接合することができ、印字対象である記録媒体に対する傾斜角度を簡単な構成によって調整することができる。

つまり、従来例のニアエッジ構造のサーマルヘッドでは、支持基板と放熱板との間に同じ粒径を有する粉体を介在させて支持基板と放熱板とを接合しており、支持基板と放熱板との間の間隔は一定となっている。そのため、記録媒体に対する傾斜角度を調整するためには、放熱板と設置面との間に介在させるステンレス板等の部材が新たに必要になる。これに対し、本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、基板５と放熱体１との間に介在する第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂの大きさを異ならせることにより、基板５の下面と放熱体１との間の間隔が、第１スペーサ粒子１３ａの配置位置と第２スペーサ粒子１３ｂの配置位置とで異なるようになる。これにより、放熱体１の上面に対して基板５を傾斜させることができ、ひいては、記録媒体に対するサーマルヘッドＸの傾斜角度を調整することができる。したがって、本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、大きさの異なる第１スペーサ粒子１３ａと第２スペーサ粒子１３ｂとを、基板５と放熱体１との間に介在させた簡単な構成によって、記録媒体に対する傾斜角度を調整することができる。また、これにより、サーマルヘッドＸの発熱部６をプラテンローラに対して所定位置に配置し、記録媒体を所定の押圧力で発熱部６上に押圧することができるため、所定の濃度で記録媒体への印画を行うことができる等、優れた効果を奏する。

さらに、本実施形態によれば、第１スペーサ粒子１３ａが、発熱部列の直下に配置された接着剤層３内に配置されているとともに、接着剤層３よりも熱伝導率が高くなるように形成されている。そのため、上記のように、発熱部６で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱の一部を、放熱体１へ伝導し易くなっている。そのため、この印画に寄与しない熱の放熱体１への放熱性を向上させることができ、例えば、本実施形態のサーマルヘッドＸを用いて連続印画を行った場合に、印画濃度が所定の濃度より高くなるのを抑制することができる。

したがって、本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、上記のように記録媒体に対する傾斜角度の調整に寄与する第１スペーサ粒子１３ａを、発熱部６から放熱体１への放熱性の向上にも寄与させている。そのため、この傾斜角度の調整と放熱性の向上という２つの作用効果を同時に、第１スペーサ粒子１３ａを利用した簡単な構成によって発揮させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、第２スペーサ粒子１３ｂの粒径を第１スペーサ粒子１３ａの粒径よりも小さくすることにより、放熱体１に対してヘッド基体２を傾斜させているが、第１スペーサ粒子１３ａの粒径と第２スペーサ粒子１３ｂの粒径とが異なっている限り、これに限定されるものではない。例えば、逆に、第１スペーサ粒子１３ａの粒径が第２スペーサ粒子１３ｂの粒径よりも小さくなるように構成してもよい。この場合、発熱部列の直下において、ヘッド基体２の基板５の下面と放熱体１の上面との距離が短くなるため、発熱部６で発生した熱のうちの印画に寄与しない熱の一部の放熱性が向上する。なお、第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂの粒径は、例えば、放熱体１上への接合前のヘッド基体２において、蓄熱層１２の隆起部１２ｂの形状の形成ばらつきによって生じる発熱部６の形成位置のずれ量を予め測定し、ヘッド基体２の放熱体１上への接合後に放熱体１の上面に対してヘッド基体２が傾斜して発熱部６が所定の位置に配置され得るように、その測定されたずれ量に応じて決定することができる。また、放熱体１に対するヘッド基体２の傾斜角度は、第１スペーサ粒子１３ａと第２スペーサ粒子１３ｂとの離間距離を変更することによっても調整可能である。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、本発明における「接合層」が、第１領域を構成する接着剤層３と第２領域を構成する両面テープ４とで形成されているが、放熱体１とヘッド基体２とを接合することができる限り、これに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、第１領域および第２領域が両面テープ４によって一体で構成されていてもよい。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、本発明における「第１接合層」が接着剤層３で構成され、本発明における「第２接合層」が両面テープ４で構成されているが、ヘッド基体２と放熱体１とを接合可能なものであれば、これに限定されるものではない。例えば、ヘッド基体２の下面における第１下面領域と放熱体１とを接合する第１接合層を両面テープで構成し、ヘッド基体２の下面における第２下面領域と放熱体１とを接合する第２接合層を接着剤層で構成してもよい。また、この「第１接合層」および「第２接合層」の双方を両面テープで構成してもよい。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、第１スペーサ粒子１３ａおよび第２スペーサ粒子１３ｂのそれぞれが同じ材料で形成されているため、同じ熱伝導率を有しているが、これに限定されるものではない。例えば、第１スペーサ粒子１３ａの熱伝導率が、発熱部６の配列方向における接着剤層３の両端部に配置された第１スペーサ粒子１３ａより
も、中央部に配置された第１スペーサ粒子１３ａの方が高くなるように構成してもよい。この場合、例えば、ポリプロピレンからなる第１スペーサ粒子１３ａを接着剤層３の両端部に配置し、ソーダガラスからなる第１スペーサ粒子１３ａを中央部に配置すればよい。或いは、例えば、両端部の第１スペーサ粒子１３ａをアルミナで形成し、中央部の第１スペーサ粒子１３ａニッケルで形成してもよい。こうすることで、ヘッド基体２は、蓄熱が大きくなる傾向がある発熱部６の配列方向における中央部において、ヘッド基体２から第１スペーサ粒子１３ａへ熱が逃げ易くなり、この第１スペーサ粒子１３ａに伝わった熱がさらに放熱体１へと逃げるため、両端部よりも中央部での放熱性が向上する。これにより、発熱部６の配列方向における各発熱部６の温度のばらつきが小さくなり、発熱部６の配列方向におけるサーマルヘッドＸの印画濃度のムラを抑制することができる。

なお、第２スペーサ粒子１３ｂも、第１スペーサ粒子１３ａと同様に、第２スペーサ粒子１３ｂの熱伝導率が、発熱部６の配列方向における両面テープ４の両端部に配置された第２スペーサ粒子１３ｂよりも、中央部に配置された第２スペーサ粒子１３ｂの方が高くなるように構成してもよい。

また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、各第１スペーサ粒子１３ａが、同じ粒径を有する球形状を成しており、発熱部６の配列方向における接着剤層３の両端部にそれぞれ１個ずつ配置されているとともに、中央部に１個配置されているが、第１スペーサ粒子１３ａの粒径と第２スペーサ粒子１３ｂの粒径とが異なっている限り、その配置個数や配置位置は、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、各第１スペーサ粒子１３ａを同じ粒径を有する球形状で形成するとともに、接着剤層３の中に配置された第１スペーサ粒子１３ａの密度が、発熱部６の配列方向における接着剤層３の両端部よりも中央部で高くなるように配置してもよい。これにより、基板５の下面の接着剤層３との接合領域における単位面積あたりの第１スペーサ粒子１３ａとの接触面積が、発熱部６の配列方向の両端部よりも中央部で大きくなる。こうすることで、例えば、接着剤層３の中央部に配置された第１スペーサ粒子１３ａの熱伝導率を高くすることによってもなお、ヘッド基体２の中央部での放熱量が足りない場合に、ヘッド基体２から第１スペーサ粒子１３ａへ熱を逃がし易くし、中央部での放熱性を向上させることができる。

なお、第２スペーサ粒子１３ｂも、第１スペーサ粒子１３ａと同様に、各第２スペーサ粒子１３ｂを同じ粒径を有する球形状で形成するとともに、両面テープ４の中に配置された第２スペーサ粒子１３ｂの密度が、発熱部６の配列方向における両面テープ４の両端部よりも中央部で高くなるように配置してもよい。

Ｘ サーマルヘッド（記録ヘッド）
Ｙ サーマルプリンタ（記録装置）
１ 放熱体
２ ヘッド基体
３ 接着剤層（接合層の第１領域）
４ 両面テープ（接合層の第２領域）
５ 基板
６ 発熱部
１３ａ 第１スペーサ粒子
１３ｂ 第２スペーサ粒子

Claims (9)

1. 放熱体と、
   該放熱体上に配置された平面視長方形状の基板、および該基板の一方の長辺に沿って該基板上に配列された複数の発熱部からなる発熱部列を有するヘッド基体と、
   前記基板の下面と前記放熱体との間に介在し、前記基板と前記放熱体とを接合する接合層と、
   前記接合層における前記発熱部列の直下の第１領域内に配置され、前記基板の下面および前記放熱体の双方に接触しているとともに、前記接合層よりも弾性率が高い複数の第１スペーサ粒子と、
   前記接合層における前記第１領域よりも前記基板の他方の長辺側の第２領域内に配置され、前記基板の下面および前記放熱体の双方に接触しているとともに、前記接合層よりも弾性率が高い複数の第２スペーサ粒子と
   を備え、
   前記第１スペーサ粒子の熱伝導率は、前記接合層の前記第１領域の熱伝導率よりも高く、前記第１スペーサ粒子の粒径と前記第２スペーサ粒子の粒径とが異なっていることを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記第１スペーサ粒子の熱伝導率は、前記発熱部の配列方向において、前記接合層の前記第１領域の両端部に配置された第１スペーサ粒子よりも中央部に配置された第１スペーサ粒子の方が高いことを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記接合層の前記第１領域内に配置された前記第１スペーサ粒子の密度が、前記発熱部の配列方向における前記第１領域の両端部よりも中央部で高くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の記録ヘッド。
4. 前記第２スペーサ粒子の熱伝導率は、前記接合層の前記第２領域の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録ヘッド。
5. 前記接合層は、前記第１領域を構成する第１接合層と、前記第２領域を構成する第２接合層とを有しており、
   前記第１接合層および前記第２接合層がそれぞれ、前記発熱部の配列方向に延びていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の記録ヘッド。
6. 前記第１接合層は、接着剤からなることを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
7. 前記第２接合層は、両面テープからなることを特徴とする請求項５または６に記載の記録ヘッド。
8. 前記接合層の前記第１領域および前記第２領域は、両面テープによって一体で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の記録ヘッド。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の記録ヘッドと、前記記録ヘッド上に記録媒体を搬送する搬送機構とを備え、
   該搬送機構は、前記ヘッド基体の前記発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラを有していることを特徴とする記録装置。
   

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