JP2012214028A - Thermal head array and thermal printer including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッドアレイおよびこれを備えるサーマルプリンタに関する。 The present invention relates to a thermal head array and a thermal printer including the same.
従来、ファクシミリあるいはビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマル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は、基板と、基板上に設けられた複数の発熱部とを備えている。そして、一対の基板の発熱部の列が直線上に配置されるようにして、サーマルヘッドアレイを構成している。
Conventionally, various thermal heads have been proposed as printing devices such as facsimiles and video printers. For example, the thermal head described in
特許文献1に記載のサーマルヘッドアレイは、一対の基板における互いに対向する基板の短辺全体を接合させている。そのため、例えば加工精度のばらつきのように、基板の短辺の状態により、隣り合うサーマルヘッド間での発熱部のピッチ間隔にばらつきが生じてしまい、発熱部のピッチ間隔を所定の範囲内とすることが難しいという問題がある。
In the thermal head array described in
上記問題を解消するために、対向するサーマルヘッドの短辺同士が接触しないように、サーマルヘッドの短辺を加工した場合、サーマルヘッドアレイに配置される場所に応じて短辺を加工する必要があり、各サーマルヘッドが位置依存性を有してしまうこととなる。そのため、サーマルヘッドを交換する度に、サーマルヘッドアレイごとに交換する必要があり、メンテナンス性が悪いという問題がある。 In order to solve the above problems, when the short sides of the thermal head are processed so that the short sides of the opposing thermal heads do not contact each other, it is necessary to process the short sides according to the place to be arranged in the thermal head array. In other words, each thermal head has position dependency. For this reason, each time the thermal head is replaced, it is necessary to replace the thermal head array, which causes a problem that the maintainability is poor.
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、隣り合うサーマルヘッド間での発熱部のピッチ精度を向上させることが可能であり、メンテナンス性が向上したサーマルヘッドアレイおよびこれを備えるサーマルプリンタを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and can improve the pitch accuracy of the heat generating portion between adjacent thermal heads, and includes a thermal head array with improved maintainability. An object is to provide a thermal printer.
本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドアレイは、略長方形状の基板、および基板上に設けられた複数の発熱部を有する複数のサーマルヘッドが一列に配置されてなるものであって、複数のサーマルヘッドの複数の発熱部は、直線状に設けられている。また、基板は、一方の長辺と、他方の長辺と、一方の長辺および他方の長辺を接続する一方の短辺と、一方の長辺および他方の長辺を接続する他方の短辺とを有している。また、隣り合うサーマルヘッドにおいて、一方のサーマルヘッドの基板の一方の短辺と、他方のサーマルヘッドの基板の他方の短辺とが、発熱部の配列方向に対して異なる角度をなしている。また、一方のサーマルヘッドの基板の他方の短辺と、他方のサーマルヘッドの基板の一方の短辺とが、発熱部の配列方向に対して異なる角度をなしている。 A thermal head array according to an embodiment of the present invention is formed by arranging a plurality of thermal heads having a substantially rectangular substrate and a plurality of heat generating portions provided on the substrate in a row. The plurality of heat generating portions of the thermal head are linearly provided. Further, the substrate has one long side, the other long side, one short side connecting the one long side and the other long side, and the other short side connecting the one long side and the other long side. And have sides. In the adjacent thermal heads, one short side of the substrate of one thermal head and the other short side of the substrate of the other thermal head are at different angles with respect to the arrangement direction of the heat generating portions. In addition, the other short side of the substrate of one thermal head and the one short side of the substrate of the other thermal head form different angles with respect to the arrangement direction of the heat generating portions.
また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記のサーマルヘッドアレイと、発熱部上に媒体を搬送する搬送機構と、発熱部上に媒体を押圧するプラテンローラとを備える。 In addition, a thermal printer according to an embodiment of the present invention includes the above-described thermal head array, a transport mechanism that transports a medium onto the heat generating portion, and a platen roller that presses the medium onto the heat generating portion.
本発明のサーマルヘッドアレイおよびこれを備えるサーマルプリンタは、隣り合うサー
マルヘッド間の発熱部のピッチ精度を向上させることが可能であり、メンテナンス性が向上する、という効果を奏する。
The thermal head array of the present invention and the thermal printer including the thermal head array can improve the pitch accuracy of the heat generating portions between adjacent thermal heads, and have an effect that the maintainability is improved.
以下、本発明のサーマルヘッドアレイの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1〜3に示すように、本実施形態のサーマルヘッドアレイYは、放熱体Hと、放熱体H上に一列に並べて配置された複数のサーマルヘッドX1,X2と、放熱体Hとサーマ
ルヘッドX1,X2との間に介在する接着剤層Sおよび両面テープRとを備えている。サ
ーマルヘッドアレイYは、サーマルヘッドX1,X2により構成されている。以下では、サーマルヘッドX1を「一方のサーマルヘッドX1」、サーマルヘッドX2を「他方のサーマルヘッドX2」として説明することがあるものとする。
Hereinafter, an embodiment of a thermal head array of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, the thermal head array Y of this embodiment includes a radiator H, a plurality of thermal heads X <b> 1 and X <b> 2 arranged in a row on the radiator H, the radiator H and the thermal head. An adhesive layer S and a double-sided tape R interposed between X1 and X2 are provided. The thermal head array Y is composed of thermal heads X1 and X2. Hereinafter, the thermal head X1 may be described as “one thermal head X1” and the thermal head X2 as “the other thermal head X2”.
放熱体H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Hの上面に接着剤層Sおよび両面テープRによって接合された複数のサーマルヘッドX1,
X2を支持するとともに、後述するようにサーマルヘッドX1,X2の発熱部3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。
The heat radiating body H is formed of, for example, a metal material such as copper or aluminum, and a plurality of
In addition to supporting X2, it has a function of radiating a part of heat that does not contribute to printing out of heat generated in the
図1〜3に示すように、各サーマルヘッドX1,X2は、平面視で略長方形状の基板1
と、基板1上に設けられ、基板1の一方の長辺1dの近傍で基板1の長手方向に沿って配列された複数の発熱部3と、発熱部3の配列方向に沿って基板1上に並べて配置された複数の駆動IC5とを備えている。なお、駆動IC5については、説明の便宜上、図1,2に破線にて概略的な配置位置のみを示している。
As shown in FIGS. 1-3, each thermal head X1 and X2 is a substantially
A plurality of
放熱体H上に配置された複数のサーマルヘッドX1,X2は、各サーマルヘッドX1,X2の発熱部3が直線上に配置されるように一列に配列されている。このように、サーマルヘッドX1,X2を一列に配列することで、本実施形態のサーマルヘッドアレイYでは、
幅の広い媒体にも印画が可能となっている。
The plurality of thermal heads X1 and X2 arranged on the radiator H are arranged in a line so that the heat generating
Printing on wide media is also possible.
サーマルヘッドX1を構成する基板1は、一方の長辺1dと、他方の長辺1eと、一方の長辺1dおよび他方の長辺1eを接続する一方の短辺1aと、一方の長辺1dおよび他方の長辺1eを接続する他方の短辺1cとを有している。
The
同様に、サーマルヘッドX2を構成する基板2は、一方の長辺2dと、他方の長辺2eと、一方の長辺2dおよび他方の長辺2eを接続する一方の短辺2aと、一方の長辺2dおよび他方の長辺2eを接続する他方の短辺2cとを有している。
Similarly, the
そして、サーマルヘッドX1において、一方の短辺1aと他方の長辺1eとのなす角がθ1aであり、他方の短辺1cと他方の長辺1eとのなす角がθ1cである。また、サーマルヘッドX2において、一方の短辺2aと他方の長辺2eとのなす角がθ2aであり、
他方の短辺2cと他方の長辺2eとのなす角がθ2cである。
In the thermal head X1, the angle formed by one
The angle formed by the other
一方のサーマルヘッドX1の一方の短辺1aと、他方のサーマルヘッドX2の他方の短辺2cとが、互いに対向して設けられており、発熱部3の配列方向に対して、一方の短辺1aと他方の短辺2cが異なる角度をなしている。
One
また、図1に示すように、一方のサーマルヘッドX1の他方の短辺1cと、他方のサーマルヘッドX2の一方の短辺2aは、互いにサーマルヘッドアレイYの両端部に設けられており、発熱部3の配列方向に対して、他方の短辺1cと一方の短辺2aが異なる角度をなしている。
Further, as shown in FIG. 1, the other
そして、隣り合うサーマルヘッドX1,X2における各基板1,2は、複数のサーマルヘッドX1,X2を一列に配列したときに、各基板1,2の一方の長辺1d,2d側の縁1b,2bにて突き合わされて接触するように配置されている。
Each of the
そのため、互いに対向するサーマルヘッドX1,X2を構成する各基板1,2が、一方の長辺1d,2d側の縁1b,2bにて接触された状態で配置しても、一方の短辺1aと他方の短辺2cとが接触せず、発熱部3のピッチ間隔にばらつきが生じる可能性を低減することができる。
Therefore, even if the
さらに、一方のサーマルヘッドX1の一方の短辺1aと、他方のサーマルヘッドX2の他方の短辺2cが異なる角度をなしており、一方のサーマルヘッドX1の他方の短辺1cと、他方のサーマルヘッドX2の一方の短辺2aが異なる角度をなしていることから、サーマルヘッドX1,X2が位置依存性を有することを低減することができる。
Furthermore, one
つまり、サーマルヘッドアレイYにおいて、一方のサーマルヘッドX1と他方のサーマルヘッドX2との配置を逆にしたとしても、他方の短辺1cと一方の短辺2aとは、発熱部3の配列方向に対して、他方の短辺1cと一方の短辺2aとが異なる角度をなしていることから、他方の短辺1cと一方の短辺2aとが接触する可能性を低減することができる。
That is, in the thermal head array Y, even if the arrangement of one thermal head X1 and the other thermal head X2 is reversed, the other
すなわち、サーマルヘッドアレイYを構成する際に、一方のサーマルヘッドX1および他方のサーマルヘッドX2をどこに配置するのかを考慮する必要がなくなるため、サーマルヘッドアレイYを容易に作製することができる。 That is, when configuring the thermal head array Y, it is not necessary to consider where the one thermal head X1 and the other thermal head X2 are arranged, so that the thermal head array Y can be easily manufactured.
また、サーマルヘッドアレイYは、対向する一方の短辺1aと他方の短辺2cとが、一方の長辺1d,2dから、他方の長辺1e,2eに向かうにつれて互いに離れるように設けられている。そのため、対向する一方の短辺1aと他方の短辺2cとが互いに接触する可能性を低減することができ、発熱部9のピッチ間隔にばらつきが生じる可能性をさらに低減することができる。
The thermal head array Y is provided such that one
さらに、サーマルヘッドアレイYは、一方のサーマルヘッドX1の一方の短辺1aと他方の長辺1eとのなす角θ1aと、他方のサーマルヘッドX2の他方の短辺2cと他方の長辺2eとのなす角θ2cとが略等しい。そのため、サーマルヘッドX1,X2との接合領域である、一方の短辺1aおよび他方の短辺2cに囲まれる領域において、放熱体Hと、一方のサーマルヘッドX1および他方のサーマルヘッドX2との接合状態を略同じとすることができる。それにより、媒体により最も押圧力がかかるサーマルヘッドアレイYの中央部において、サーマルヘッドX1,X2に生じる媒体による押圧力を均一に近づけることができる。以上のことから、サーマルヘッドアレイYの中央部において印画むらが生じることを低減することができる。
Furthermore, the thermal head array Y includes an angle θ1a formed by one
なお、一方のサーマルヘッドX1の一方の短辺1aと他方の長辺1eとのなす角θ1aと、他方のサーマルヘッドX2の他方の短辺2cと他方の長辺2eとのなす角θ2cとが略等しいとは、なす角θ1aとなす角θ2cとが全く同一であることに限定されるものではない。例えば、なす角θ1aとなす角θ2cとの差が±3°以内であればよい。
An angle θ1a formed by one
また、一方のサーマルヘッドX1の一方の短辺1aと他方の長辺1eとのなす角θ1aと、他方のサーマルヘッドX2の他方の短辺2cと他方の長辺2eとのなす角θ2cとは、90.1〜93.5°であることが好ましい。
Also, an angle θ1a formed by one
さらに、サーマルヘッドアレイYは、一方のサーマルヘッドX1の一方の短辺1aと他方の長辺1eとのなす角θ1aと、一方のサーマルヘッドX1の他方の短辺1cと他方の長辺1eとのなす角θ1cとが略等しい。また、他方のサーマルヘッドX2の一方の短辺2aと他方の長辺2eとのなす角θ2aと、他方のサーマルヘッドX2の他方の短辺2cと他方の長辺2eとのなす角θ2cとが略等しい。すなわち、サーマルヘッドX1,X2は、平面視して、台形状をなしている。
Furthermore, the thermal head array Y includes an angle θ1a formed by one
このように、サーマルヘッドX1,X2は、平面視して、台形状をなしているため、サーマルヘッドX1,X2をサーマルヘッドアレイYのどの位置に配置したとしても、隣り合うサーマルヘッドX1,X2の一方の短辺1a,2aと、他方の短辺1c,2cとが、一方の長辺1d,2dから他方の長辺1e,2eに向かうにつれて離れていく構成となる。そのため、発熱部9のピッチ間隔にばらつきが生じる可能性をさらに低減することができる。また、サーマルヘッドX1,X2の位置依存性をさらに低減することができる。
As described above, since the thermal heads X1 and X2 have a trapezoidal shape in plan view, no matter where the thermal heads X1 and X2 are arranged in the thermal head array Y, the adjacent thermal heads X1 and X2 are arranged. One
さらに、サーマルヘッドX1,X2は、平面視して、台形状をなしていることから、一方のサーマルヘッドX1の他方の短辺1cが、発熱部9の配列方向に対して鈍角を有することとなる。また、他方のサーマルヘッドX2の一方の短辺2aが、発熱部9の配列方向に対して鋭角を有することとなる。言い換えると、サーマルヘッドアレイYを平面視して、サーマルヘッドアレイYを構成するサーマルヘッドX1,X2の両端が中央部に向けて傾斜することとなる。
Furthermore, since the thermal heads X1 and X2 have a trapezoidal shape in plan view, the other
ここで、印画される媒体は、サーマルヘッドアレイY上をローラにより搬送されることにより、印画が行われるが、媒体は、一方の長辺1d,2dから他方の長辺1e,2eに向けて搬送される。つまり、媒体の搬送方向は、一方の長辺1d,2dから他方の長辺1e,2eに向かう方向となる。
Here, the medium to be printed is printed by being conveyed on the thermal head array Y by a roller, and the medium is directed from one
このように、媒体を搬送すると、媒体が、サーマルヘッドアレイの長さに対して長い場合、媒体がサーマルヘッドアレイから剥離しない可能性がある。しかしながら、サーマルヘッドアレイYは、サーマルヘッドアレイYを構成するサーマルヘッドX1,X2の両端に位置する、一方のサーマルヘッドX1の他方の短辺1cと、他方のサーマルヘッドX2の一方の短辺2aとが、搬送方向に向かうにつれて、サーマルヘッドアレイYの中央部に向けて傾斜する構成となる。そのため、搬送方向の下流側におけるサーマルヘッドアレイYの両端において、サーマルヘッドX1,X2の基板1,2が存在しないこととなり、媒体と放熱体Hとの間に隙間が生じることとなる。それにより、サーマルヘッドアレイYから媒体を効率よく剥離することができる。
As described above, when the medium is transported, if the medium is longer than the length of the thermal head array, the medium may not peel from the thermal head array. However, the thermal head array Y is located at both ends of the thermal heads X1 and X2 constituting the thermal head array Y, the other
また、サーマルヘッドアレイYを構成するサーマルヘッドX1,X2は、平面視して、略同様の形状をなしている。図1に示した例においては、サーマルヘッドX1,X2は、台形状をなしている。 Further, the thermal heads X1 and X2 constituting the thermal head array Y have substantially the same shape in plan view. In the example shown in FIG. 1, the thermal heads X1 and X2 are trapezoidal.
このように、サーマルヘッドアレイYを構成するサーマルヘッドX1,X2は、平面視して、略同様の形状をなしていることから、サーマルヘッドX1,X2のサーマルヘッドアレイYに対する位置依存性を向上させることができる。そのため、サーマルヘッドアレイYを構成する一方のサーマルヘッドX1のみが破損した場合、サーマルヘッドX1のみを交換することで、再びサーマルヘッドアレイYを作製することができ、メンテナンス性を向上させることができる。また、サーマルヘッドX1,X2を同様の形状とすることにより、サーマルヘッドX1,X2を異なる形状として製造する場合に比べて、製造工程を簡略化することができる。 As described above, since the thermal heads X1 and X2 constituting the thermal head array Y have substantially the same shape in plan view, the positional dependency of the thermal heads X1 and X2 on the thermal head array Y is improved. Can be made. Therefore, when only one of the thermal heads X1 constituting the thermal head array Y is damaged, the thermal head array Y can be produced again by replacing only the thermal head X1, and the maintainability can be improved. . Further, by making the thermal heads X1 and X2 in the same shape, the manufacturing process can be simplified as compared with the case where the thermal heads X1 and X2 are manufactured in different shapes.
なお、図1においては、サーマルヘッドX1,X2の形状を、平面視して台形状をなしている例を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、サーマルヘッドX1,X2がそれぞれ略同様の形状をなしていればよい。 Although FIG. 1 shows an example in which the thermal heads X1 and X2 have a trapezoidal shape in plan view, the present invention is not limited to this. That is, it is only necessary that the thermal heads X1 and X2 have substantially the same shape.
また、サーマルヘッドアレイYは、一方のサーマルヘッドX1と他方のサーマルヘッドX2とが、基板1,2の一方の長辺1d,2d側の縁1b,2bにて接合されている。それにより、発熱部3のピッチの間隔の調整を容易に行うことができる。さらに、発熱部3は、基板1,2の一方の長辺1d,2d側に設けられており、一方の長辺1d,2dから離間して配列されていることから、一方のサーマルヘッドX1と他方のサーマルヘッドX2とが、基板1,2の一方の長辺1d,2d側の縁1b,2bにて接合しても、発熱部3にクラックあるいは欠け等が生じる可能性を低減することができる。さらにまた、発熱部3は、基板1,2の一方の長辺1d,2d側に設けられていることから、発熱部3のピッチ間隔が大きくなることを低減することができる。
In the thermal head array Y, one thermal head X1 and the other thermal head X2 are joined at the
各サーマルヘッドX1,X2の基板1,2は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料あるいは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。
The
以下、サーマルヘッドX1,X2を構成する各部材について、サーマルヘッドX1を用いて説明する。 Hereinafter, each member constituting the thermal heads X1 and X2 will be described using the thermal head X1.
基板1の上面には、蓄熱層7が形成されている。蓄熱層7は、基板1の上面全体に形成された下地部7aと、基板1の一方の長辺1dに沿って帯状に延び、図3に示すように断面形状が略半楕円形状の隆起部7bとを有している。隆起部7bは、印画する媒体に発熱部3を良好に押し当てるように機能する。なお、説明の便宜上、図1では、隆起部7bの図示を省略し、図2では、隆起部7bの形成領域を二点鎖線で図示している。
A
また、蓄熱層7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3で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部3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X1の熱応答特性を高めるように機能する。蓄熱層7は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を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1の上面に塗布し、これを高温で焼成することで形成される。
In addition, the
図3に示すように、蓄熱層7の上面には、電気抵抗層9が設けられている。電気抵抗層9は、蓄熱層7と、後述する第1電極配線11および第2電極配線13との間に介在し、図1,2に示すように、平面視において、これらの第1電極配線11および第2電極配線13と同形状の領域(以下、介在領域という)と、第1電極配線11と第2電極配線13との間から露出した複数の領域(以下、露出領域という)とを有している。なお、図1では、電気抵抗層9の介在領域は、第1電極配線11および第2電極配線13で隠れている。
As shown in FIG. 3, an electrical resistance layer 9 is provided on the upper surface of the
電気抵抗層9の各露出領域は、上記の発熱部3を形成している。本実施形態では、電気
抵抗層9の各露出領域である発熱部3が長方形状となっている。そして、発熱部3が、蓄熱層7の隆起部7b上に列状に並んで配置されている。これにより、複数の発熱部3が、基板1の一方の長辺1dに沿って配列されている。複数の発熱部3は、説明の便宜上、図1,2で簡略化して記載しているが、例えば、180dpi〜2400dpi(dot per inch)等の密度で配置される。
Each exposed region of the electrical resistance layer 9 forms the
電気抵抗層9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、後述する第1電極配線11の個別配線部11aと共通配線部11bとの間に電圧が印加され、発熱部3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3が発熱する。
The electric resistance layer 9 is made of a material having a relatively high electric resistance, such as TaN, TaSiO, TaSiNO, TiSiO, TiSiCO, or NbSiO. Therefore, when a voltage is applied between the
図1〜3に示すように、電気抵抗層9の上面には、第1電極配線11および第2電極配線13が設けられている。第1電極配線11および第2電極配線13は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうち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ている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
第1電極配線11は、図1に示すように、発熱部3と駆動IC5との間に延びており、これらの間を接続している。より詳細には、第1電極配線11は、複数の発熱部3を複数のグループに分け、各グループの発熱部3を、各グループに対応して設けられた駆動IC5に電気的に接続している。
As shown in FIG. 1, the
また、図2に示すように、第1電極配線11は、発熱部3の一端部に個別に接続された個別配線部11aと、隣接する2つの発熱部3の双方の一端部に接続された共通配線部11bとで構成されている。
In addition, as shown in FIG. 2, the
より詳細には、個別配線部11aおよび共通配線部11bは、隣接する4つの発熱部3を一組とした各発熱部列3Aに対して規則的に接続されている。つまり、個別配線部11aは、その一端部が、各発熱部列3Aの両端に配置された2つの発熱部3にそれぞれ接続されている。共通配線部11bは、その一端部が、各発熱部列3Aの中央に配置された2つの発熱部3の双方に接続されている。
More specifically, the
第2電極配線13は、図2に示すように、平面視して略U字形状をなしており、隣接する2つの発熱部3からなる発熱部群33ごとに、隣接する2つの発熱部3の他端部間を接続するように構成されている。より詳細には、各発熱部列3Aは2つの発熱部群33で構成されている。そして、第2電極配線13は、各発熱部列3Aにおける一方の発熱部群33の2つの発熱部3の双方、および他方の発熱部群33の2つの発熱部3の双方にそれぞれに接続されている。
As shown in FIG. 2, the
以上のように第1電極配線11および第2電極配線13が各発熱部3に接続されていることにより、各発熱部群33に接続された個別配線部11aと共通配線部11bとの間に電圧が印加されたときに、発熱部3に電流が供給されるようになっている。
As described above, since the
上記の電気抵抗層9、第1電極配線11および第2電極配線13は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層7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、積層体を従来周知のフォトリソグラフィー技術、あるいは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。
For example, the electric resistance layer 9, the
駆動IC5は、図1に示すように、複数の発熱部3の各グループに対応して配置されており、第1電極配線11の個別配線部11aの他端部に接続されている。駆動IC5は、
各発熱部3の通電状態を制御するためのものであり、内部に複数のスイッチング素子を有しており、各スイッチング素子がオン状態のときに通電状態となり、各スイッチング素子がオフ状態のときに不通電状態となる公知のものを用いることができる。
As shown in FIG. 1, the driving
It is for controlling the energization state of each
第1電極配線11の個別配線部11aの他端部は、駆動IC5を介して、図示しない外部の電源装置のプラス側端子およびマイナス側端子のうちの一方に電気的に接続される。一方、第1電極配線11の共通配線部11bの他端部は、駆動IC5を介さず、図示しない外部の電源装置のプラス側端子およびマイナス側端子のうちの他方に電気的に接続されるようになっている。これにより、駆動IC5の各スイッチング素子がオン状態のときに、各スイッチング素子に接続された個別配線部11aと、個別配線部11aに接続された発熱部群33に接続された共通配線部11bとの間に電圧が印加され、発熱部群33の発熱部3に電流が供給されることにより、発熱部3が発熱する。
The other end of the
なお、駆動IC5は、駆動IC5の制御を行う制御装置(不図示)に電気的に接続されるようになっている。これにより、制御装置からの制御信号が駆動IC5に伝送され、制御信号によって、駆動IC5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、発熱部3を選択的に発熱させることができる。
The
図3に示すように、基板1の上面に形成された蓄熱層7上には、発熱部3、第1電極配線11および第2電極配線13を被覆する保護膜15が形成されている。なお、図1,2では、説明の便宜上、保護膜15の図示を省略しているが、保護膜15は、発熱部3の配列方向に沿って延びており、図1,2の蓄熱層7の上面の右側の領域を覆うように形成されている。保護膜15は、発熱部3、第1電極配線11および第2電極配線13の被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食、あるいは、印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。保護膜15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、保護膜15は、例えば、スパッタリング法、蒸着法等の従来周知の薄膜成形技術、あるいは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。
As shown in FIG. 3, a
図3に示すように、放熱体Hと各サーマルヘッドX1の基板1との間には、上記のように接着剤層Sおよび両面テープRが設けられている。より詳細には、接着剤層Sは、基板1上に配列された複数の発熱部3からなる列に対応して、基板1と放熱体Hとの間に延び、これらを接着している。接着剤層S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。
As shown in FIG. 3, the adhesive layer S and the double-sided tape R are provided between the radiator H and the
両面テープRは、基板1と放熱体Hとの間の接着剤層Sが存在していない領域に介在し、これらを接着している。両面テープ4は、例えば、アクリル系粘着剤を基材として形成されている。
The double-sided tape R is interposed in a region where the adhesive layer S between the
また、図3に示すように、放熱体Hの上面において、接着剤層Sが設けられる領域と両面テープRが設けられる領域の間には、発熱部3の配列方向に沿って延びる溝Haが形成されている。溝Haは、放熱体H上へのサーマルヘッドX1の接合時に、接着剤層Sが設けられる放熱体Hの上面からはみ出る接着剤を収容するために形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, on the upper surface of the radiator H, a groove Ha extending along the arrangement direction of the
以下、サーマルヘッドX1,X2の基板1,2の形成方法について、サーマルヘッドX1を用いて説明する。
Hereinafter, a method of forming the
各サーマルヘッドX1の基板1の他方の短辺1cは、基板1上に、蓄熱層7、電気抵抗
層9、第1電極配線11、第2電極配線13および保護膜15を形成した後、放熱体H上に接着される前に切削される。基板1の他方の短辺1cの切削は、例えば、図4に示す研削基準マーカー35を基準にして行うことができる。
The other
研削基準マーカー35は、基板1上に形成されており、第1マーカー部36、第2マーカー部37および第3マーカー部38を有している。第1マーカー部36、第2マーカー部37および第3マーカー部38は、電気抵抗層9を構成しているのと同じ材料層と、第1電極配線11および第2電極配線13を構成しているのと同じ材料層との積層体によって形成されている。これにより、電気抵抗層9、第1電極配線11および第2電極配線13の各々を構成する材料層を、従来周知のフォトリソグラフィー技術、あるいはエッチング技術等を用いて所定のパターンに加工する工程の中で、これらの第1マーカー部36、第2マーカー部37および第3マーカー部38も並行して所定のパターンに加工することができる。
The grinding
第1マーカー部36は、切削前の長方形状の基板1の一方の長辺1dに沿って帯状に延びている。第1マーカー部36には、切削前の基板1の他方の短辺1c’の近傍に矩形状の切欠き36aが形成されており、切欠き36aの縁36bが切削前の基板1の他方の短辺1c’から第1の距離L1の位置に配置されている。
The
第2マーカー部37は、切削前の基板1の他方の短辺1c’の近傍に位置し、他方の短辺1c’に平行に帯状に延びている。第2マーカー部37における切削前の基板1の他方の短辺1c’側の縁37aは、切削前の基板1の他方の短辺1c’からの距離が第1の距離L1よりも長い第2の距離L2の位置に配置されている。
The
第3マーカー部38は、第2マーカー部37よりも切削前の基板1の他方の短辺1c’側に位置し、第2マーカー部38に平行に帯状に延びている。
The
以上のように研削基準マーカー35を形成し、例えば、第1マーカー部36の縁36bの一端と第2マーカー部37の縁37aの一端とを結んだ直線Kを、基板1の他方の短辺1cを斜めに研削する際の基準として、基板1を研削することができる。基板1の他方の短辺1cの研削は、例えば、ダイヤモンド砥石等を装着した研削盤を用いて行うことができる。
The grinding
また、例えば、基板1の切削前の他方の短辺1c’を研削し、切削後の他方の短辺1cが所望の傾斜角度になっている場合に、第1マーカー部36の縁36bおよび第2マーカー部37の縁37aが完全に残存し、第3マーカー部38のみが完全になくなるような位置関係で、第1マーカー部36の縁36b、第2マーカー部37の縁37aおよび第3マーカー部38を配置しておけば、研削後の仕上がり状態の確認用として、研削基準マーカー35を利用することができる。
Further, for example, when the other
また、図4では、第2マーカー部37を切削前の基板1の他方の短辺1c’に平行に形成しているが、第2マーカー部37を、切削後の基板1の他方の短辺1cの所望の傾斜角度に応じて傾斜させておけば、研削後の他方の短辺1cの傾斜角度についても、仕上がり状態を容易に確認することができる。
Moreover, in FIG. 4, although the
次に、本発明のサーマルプリンタの一実施形態について、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Zの概略構成図である。 Next, an embodiment of the thermal printer of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the thermal printer Z of the present embodiment.
図5に示すように、本実施形態のサーマルプリンタZは、上述のサーマルヘッドアレイY、搬送機構40、プラテンローラ50、電源装置60および制御装置70を備えている
。サーマルヘッドアレイYは、サーマルプリンタZの筐体(不図示)に設けられた取付部材80の取付面80aに取り付けられている。なお、サーマルヘッドアレイYは、発熱部3の配列方向が、後述する媒体Pの搬送方向Sに直交する方向(主走査方向)つまり、図5の紙面に直交する方向に沿うようにして、取付部材80に取り付けられている。
As shown in FIG. 5, the thermal printer Z of this embodiment includes the above-described thermal head array Y,
搬送機構40は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の媒体Pを図5の矢印S方向に搬送して、サーマルヘッドアレイYの複数の発熱部3上に搬送するためのものであり、搬送ローラ43,45,47,49を有している。搬送ローラ43,45,47,49は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体43a,45a,47a,49aを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材43b,45b,47b,49bにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、媒体Pが、インクが転写される受像紙等の場合は、媒体PとサーマルヘッドアレイYの発熱部3との間に、媒体Pとともにインクフィルムを搬送するようになっている。
The
プラテンローラ50は、媒体PをサーマルヘッドアレイYの発熱部3上に押圧するためのものであり、媒体Pの搬送方向Sに直交する方向に沿って延びるように配置され、媒体Pを発熱部3上に押圧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50は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体50aを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材50bにより被覆して構成することができる。
The
電源装置60は、上記のようにサーマルヘッドアレイYの発熱部3を発熱させるための電圧および駆動IC11を動作させるための電圧を印加するためのものである。制御装置70は、上記のようにサーマルヘッドアレイYの発熱部3を選択的に発熱させるために、駆動IC11の動作を制御する制御信号を駆動IC11に供給するためのものである。
The
本実施形態のサーマルプリンタZは、図5に示すように、プラテンローラ50によって媒体PをサーマルヘッドアレイYの発熱部3上に押圧しつつ、搬送機構40によって媒体Pを発熱部3上に搬送しながら、電源装置60および制御装置70によって発熱部3を選択的に発熱させることで、媒体Pに所定の印画を行うことができる。なお、媒体Pが受像紙等の場合は、媒体Pとともに搬送されるインクフィルム(不図示)のインクを媒体Pに熱転写することによって、媒体Pへの印画を行うことができる。
As shown in FIG. 5, the thermal printer Z of the present embodiment conveys the medium P onto the
図6,7を用いて、サーマルヘッドX1,X2を構成する発熱部3の抵抗値に関する補正について説明する。なお、抵抗値とは、電気的な抵抗を示す値であり、以下、抵抗値と称する。
The correction related to the resistance value of the
図6に示すように、一方のサーマルヘッドX1は、複数の発熱部3Aa〜3Ahを有しており、これらの発熱部3Aa〜3Ahは、発熱部列3Aを構成している。同様に、他方のサーマルヘッドX2は、複数の発熱部3Ba〜3Bhを有しており、これらの発熱部3Ba〜3Bhは、発熱部列3Bを構成している。
As shown in FIG. 6, one thermal head X1 has a plurality of heat generating portions 3Aa to 3Ah, and these heat generating portions 3Aa to 3Ah constitute a heat generating
サーマルヘッドX1,X2において、発熱部3Aa〜3Ah,3Ba〜3Bhは、抵抗値を所定の範囲内に補正するいわゆるトリミング補正が行われている。そのため、図7(a)、(b)で示すように、発熱部3Aa〜3Ah,3Ba〜3Bhの抵抗値は、所定の範囲内の値に補正されている。 In the thermal heads X1 and X2, the heat generating portions 3Aa to 3Ah and 3Ba to 3Bh are subjected to so-called trimming correction for correcting the resistance value within a predetermined range. Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, the resistance values of the heat generating portions 3Aa to 3Ah and 3Ba to 3Bh are corrected to values within a predetermined range.
しかしながら、図7(a)で示すように、一方のサーマルヘッドX1の発熱部3Aa〜3Ahの抵抗値と、他方のサーマルヘッドX2の発熱部3Ba〜3Bhの抵抗値が、3Baから3Bhにかけて上昇するような場合に、隣り合う発熱部3Ahと発熱部3Baとの間で、抵抗値が大きく異なる構成となってしまうこととなる。それにより、隣り合うサー
マルヘッドX1,X2との間で、抵抗値の差に起因して、印画にむらが生じる可能性がある。
However, as shown in FIG. 7A, the resistance values of the heat generating portions 3Aa to 3Ah of one thermal head X1 and the resistance values of the heat generating portions 3Ba to 3Bh of the other thermal head X2 increase from 3Ba to 3Bh. In such a case, the resistance value is greatly different between the adjacent heat generating part 3Ah and the heat generating part 3Ba. As a result, there is a possibility that uneven printing occurs due to a difference in resistance value between the adjacent thermal heads X1 and X2.
これに対して、図7(b)で示すように、サーマルヘッドアレイYは、一方のサーマルヘッドX1の一方の短辺1aに隣り合って設けられた発熱部3Ahの抵抗値と、他方のサーマルヘッドX2の他方の短辺2cに隣り合って設けられた3Baの抵抗値とは略等しい構成とされている。それにより、隣り合うサーマルヘッドX1,X2との間で、抵抗値の差を低減することができ、印画にむらが生じる可能性を低減することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, the thermal head array Y includes the resistance value of the heat generating portion 3Ah provided adjacent to one
また、サーマルヘッドアレイYは、サーマルヘッドX1,X2の最外側に配置された発熱部3Aa,3Ah,3Ba,3Bhの抵抗値が、所定の値に設定されている。そのため、隣り合うサーマルヘッドX1,X2との間で、抵抗値の差を低減することができるとともに、サーマルヘッドX1,X2の位置依存性を低減することができる。つまり、サーマルヘッドX1,X2をサーマルヘッドアレイYのどの位置に配置しても、隣り合う発熱部3の抵抗値の差が大きくなることを低減することができる。そのため、サーマルヘッドアレイYのメンテナンス性を向上させることができる。
In the thermal head array Y, the resistance values of the heat generating portions 3Aa, 3Ah, 3Ba, 3Bh arranged on the outermost sides of the thermal heads X1, X2 are set to predetermined values. Therefore, it is possible to reduce the difference in resistance value between the adjacent thermal heads X1 and X2, and it is possible to reduce the position dependency of the thermal heads X1 and X2. That is, regardless of the position of the thermal head array Y in which the thermal heads X1 and X2 are arranged, it is possible to reduce an increase in the difference in resistance value between the adjacent
なお、隣り合う発熱部3の抵抗値とは略等しいとは、隣り合う発熱部3の抵抗値が同じものに限定されるものではない。例えば、隣り合う発熱部3の抵抗値が所定の値から±3〜5%の幅まで含んでもよい。言い換えると、所定の値の上限値を所定の値の105%の値とし、所定の値の下限値を所定の値の95%の値としてもよい。また、所定の値とは、サーマルヘッドアレイYの構成によって適宜変更させればよい。
In addition, it is not limited that the resistance value of the adjacent
発熱部3Aa〜3Ah,3Ba〜3Bhのトリミング方法としては、従来公知の方法を用いることができる。サーマルヘッドアレイYは、サーマルヘッドアレイYを構成する各サーマルヘッドX1,X2の両端に位置する発熱部3Aa,3Ah,3Ba,3Bhの抵抗値を近づけることにより、サーマルヘッドX1,X2の間の領域における印画むらを低減し、容易にサーマルヘッドX1,X2を取り換えることができ、メンテナンス性を向上させることができる。 A conventionally known method can be used as a trimming method for the heat generating portions 3Aa to 3Ah and 3Ba to 3Bh. The thermal head array Y is an area between the thermal heads X1 and X2 by bringing the resistance values of the heat generating portions 3Aa, 3Ah, 3Ba, and 3Bh located at both ends of the thermal heads X1 and X2 constituting the thermal head array Y close to each other. Printing unevenness can be reduced, the thermal heads X1 and X2 can be easily replaced, and the maintainability can be improved.
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。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning.
例えば、上記実施形態のサーマルヘッドアレイYでは、放熱体H上に2つのサーマルヘッドXを配列しているが、これに限定されるものではなく、3つ以上の任意の数のサーマルヘッドXを一列に配列してもよい。 For example, in the thermal head array Y of the above-described embodiment, the two thermal heads X are arranged on the heat radiating body H. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of three or more thermal heads X can be provided. You may arrange in a line.
また、上記実施形態のサーマルヘッドXでは、図3に示すように、基板1と電気抵抗層9との間に蓄熱層7が介在しているが、これに限定されるものではない。例えば、図示しないが、基板1と電気抵抗層9との間に蓄熱層7を形成せず、基板1の上面に直接、電気抵抗層9を形成してもよい。また、蓄熱層7の下地部7aを形成せず、隆起部7bのみを基板1と電気抵抗層9との間に介在させてもよい。
In the thermal head X of the above embodiment, as shown in FIG. 3, the
また、上記実施形態のサーマルヘッドアレイYでは、図1,2に示すように、隣り合うサーマルヘッドX1,X2における各基板1,2の互いに対向する一方の短辺1aおよび他方の短辺3cの一方の長辺1d,2d側の縁1b,2bが突き合わされて接触するようになっているが、これに限定されるものではない。各基板1,2の縁1b,2b同士が接触していなくてもよい。
Further, in the thermal head array Y of the above embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the one
X1 一方のサーマルヘッド
X2 他方のサーマルヘッド
Y サーマルヘッドアレイ
Z サーマルプリンタ
1 一方のサーマルヘッドの基板
1a 一方の短辺(切削後)
1a’ 一方の短辺(切削前)
1b 縁
1c 他方の短辺
1d 一方の長辺
1e 一方の短辺
2 他方のサーマルヘッドの基板
2a 一方の短辺(切削後)
2a’ 一方の短辺(切削前)
2b 縁
2c 他方の短辺
2d 一方の長辺
2e 一方の短辺
3 発熱部
9 電気抵抗層
11 第1電極配線
13 第2電極配線
15 保護膜
35 研削基準マーカー
36 第1マーカー部
37 第2マーカー部
38 第3マーカー部
X1 One thermal head X2 The other thermal head Y Thermal head array Z
1a 'One short side (before cutting)
2a 'One short side (before cutting)
Claims (9)
複数の前記サーマルヘッドの複数の前記発熱部は、直線状に設けられており、
前記基板は、一方の長辺と、他方の長辺と、前記一方の長辺および前記他方の長辺を接続する一方の短辺と、前記一方の長辺および前記他方の長辺を接続する他方の短辺と、を有しており、
隣り合う前記サーマルヘッドにおいて、
一方の前記サーマルヘッドの前記基板の前記一方の短辺と、他方の前記サーマルヘッドの前記基板の前記他方の短辺とが、前記発熱部の配列方向に対して異なる角度をなしており、
一方の前記サーマルヘッドの前記基板の前記他方の短辺と、他方の前記サーマルヘッドの前記基板の前記一方の短辺とが、前記発熱部の配列方向に対して異なる角度をなしていることを特徴とするサーマルヘッドアレイ。 A thermal head array in which a plurality of thermal heads having a substantially rectangular substrate and a plurality of heat generating portions provided on the substrate are arranged in a row,
The plurality of heat generating portions of the plurality of thermal heads are linearly provided,
The substrate connects one long side, the other long side, the one long side connecting the one long side and the other long side, and the one long side and the other long side. The other short side,
In the adjacent thermal head,
The one short side of the substrate of one of the thermal heads and the other short side of the substrate of the other thermal head are at different angles with respect to the arrangement direction of the heat generating parts,
The other short side of the substrate of one of the thermal heads and the one short side of the substrate of the other thermal head are at different angles with respect to the arrangement direction of the heat generating portions. Characteristic thermal head array.
複数の前記発熱部上に媒体を搬送する搬送機構と、
複数の前記発熱部上に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サーマルプリンタ。 The thermal head array according to any one of claims 1 to 8,
A transport mechanism for transporting a medium onto the plurality of heat generating units;
A thermal printer comprising: a platen roller that presses a medium onto the plurality of heat generating portions.
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