JP2014144623A - Thermal head and thermal printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッドおよびサーマルプリンタに関する。 The present invention relates to a thermal head and a thermal printer.
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。このようなサーマルヘッドは、例えば、基板と、基板上に設けられ、搬送される記録媒体を加熱するための加熱部と、基板上に設けられ、加熱部と電気的に接続された第2電極と、加熱部および第2電極上に設けられた第2保護層と、第2保護層上に設けられ、印画を行う熱を発熱するための複数の発熱部と、第1保護層上に設けられ、複数の発熱部と電気的に接続された第1電極と、発熱部および第1電極上に設けられた第1保護層と、を備えている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, various thermal heads have been proposed as printing devices such as facsimiles and video printers. Such a thermal head includes, for example, a substrate, a heating unit that is provided on the substrate and heats a recording medium that is conveyed, and a second electrode that is provided on the substrate and is electrically connected to the heating unit. A second protective layer provided on the heating part and the second electrode, a plurality of heat generating parts provided on the second protective layer for generating heat for printing, and provided on the first protective layer And a first electrode electrically connected to the plurality of heat generating portions, and a first protective layer provided on the heat generating portion and the first electrode (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述したサーマルヘッドでは、加熱部と記録媒体との間に、第1保護層および第2保護層が配置されており、加熱部により生じた熱を有効に記録媒体に伝えることができず、記録媒体を所望の温度にまで加熱できない可能性がある。そのため、サーマルヘッドの表面に印字カスが付着する可能性がある。 However, in the above-described thermal head, the first protective layer and the second protective layer are disposed between the heating unit and the recording medium, and the heat generated by the heating unit cannot be effectively transmitted to the recording medium. The recording medium may not be heated to a desired temperature. For this reason, there is a possibility that printing residue adheres to the surface of the thermal head.
本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられ、印画を行う熱を発熱するための複数の発熱部と、基板上に設けられ、複数の発熱部と電気的に接続された第1電極と、発熱部および第1電極上に設けられた第1保護層と、第1保護層上に設けられ、搬送される記録媒体を加熱するための加熱部と、第1保護層上に設けられ、加熱部と電気的に接続された第2電極と、加熱部および第2電極上に設けられた第2保護層と、を備えている。 A thermal head according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a plurality of heat generating portions provided on the substrate for generating heat for performing printing, and a plurality of heat generating portions provided on the substrate and electrically connected to the plurality of heat generating portions. A first electrode connected; a heat generating portion; a first protective layer provided on the first electrode; a heating portion provided on the first protective layer for heating the recording medium being conveyed; A second electrode provided on the protective layer and electrically connected to the heating unit; and a second protective layer provided on the heating unit and the second electrode.
また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記のいずれかに記載のサーマルヘッドと、発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、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ている。 A thermal printer according to an embodiment of the present invention includes a thermal head according to any one of the above, a transport mechanism that transports the recording medium onto the heat generating portion, and a platen roller that presses the recording medium onto the heat generating portion. It has.
本発明によれば、サーマルヘッドの表面に印字カスが付着する可能性を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the possibility of print residue adhering to the surface of the thermal head.
<第1の実施形態>
以下、サーマルヘッドX1について図1,2を参照して説明する。サーマルヘッドX1は、放熱体1と、放熱体1上に配置されたヘッド基体3と、ヘッド基体3に接続されたフレキシブルプリント配線板5(以下、FPC5という)とを備えている。なお、図1では、FPC5の図示を省略し、FPC5が配置される領域を一点鎖線で示している。また、図1では、加熱部2および接続電極4を破線で示している。
<First Embodiment>
Hereinafter, the thermal head X1 will be described with reference to FIGS. The thermal head X1 includes a
放熱体1は、板状に形成されており、平面視して長方形状をなしている。放熱体1は、板状の台部1aを有している。放熱体1は、例えば、銅、鉄またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、ヘッド基体3の発熱部9で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱を放熱する機能を有している。また、台部1aの上面には、両面テープあるいは接着剤等(不図示)によってヘッド基体3が接着されている。
The
ヘッド基体3は、平面視して、板状に形成されており、ヘッド基体3の基板7上にサーマルヘッドX1を構成する各部材が設けられている。ヘッド基体3は、外部より供給された電気信号に従い、記録媒体(不図示)に印字を行う機能を有する。
The
FPC5は、ヘッド基体3と電気的に接続されており、絶縁性の樹脂層の内部に、パターニングされたプリント配線が複数設けられており、ヘッド基体3に電流および電気信号を供給する機能を有した配線基板である。プリント配線は、一端部が樹脂層から露出しており、他端部がコネクタ31と電気的に接続されている。
The FPC 5 is electrically connected to the
FPC5のプリント配線は、導電性接合材23を介してヘッド基体3のIC−FPC接続電極21と接続されている。それにより、ヘッド基体3とFPC5とが電気的に接続されている。導電性接合材23は、半田材料あるいは電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電材料(ACF)を例示することができる。
The printed wiring of the FPC 5 is connected to the IC-
FPC5と放熱体1との間には、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂またはガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる補強板(不図示)を設けてもよい。また、FPC5の全域にわたり補強板を接続してもよい。補強板は、FPC5の下面に両面テープあるいは接着剤等によって接着されることにより、FPC5を補強することができる。
A reinforcing plate (not shown) made of a resin such as a phenol resin, a polyimide resin, or a glass epoxy resin may be provided between the FPC 5 and the
なお、配線基板としてFPC5を用いた例を示したが、可堯性のあるFPC5ではなく、硬質なプリント配線基板を用いてもよい。硬質なプリント配線基板としては、ガラスエポキシ基板あるいはポリイミド基板等の樹脂により形成された基板を例示することができる。また、配線基板を設けずにヘッド基体3に直接コネクタ31を接続する構成としてもよい。
In addition, although the example which used FPC5 as a wiring board was shown, you may use a hard printed wiring board instead of flexible FPC5. As a hard printed wiring board, the board | substrate formed with resin, such as a glass epoxy board | substrate or a polyimide board | substrate, can be illustrated. Further, the
以下、ヘッド基体3を構成する各部材について説明する。
Hereinafter, each member constituting the
基板7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
基板7の上面には、蓄熱層13が形成されている。蓄熱層13は、基板7の上面の全域にわたり形成された下地部13aと、複数の発熱部9の配列方向(以下、配列方向と称する)に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状をなしている隆起部13bとを有している。隆起部13bは、印画する記録媒体(不図示)を、発熱部9上に形成された保護層25
に良好に押し当てるように機能する。蓄熱層13は、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部9で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部9の温度を上昇させるのに要する時間を短くすることができ、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13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7の上面に塗布し、これを焼成することで形成される。
A
It works to press well. The
電気抵抗層15は、蓄熱層13の上面に設けられており、電気抵抗層15上には、共通電極17、個別電極19およびIC−FPC接続電極21が設けられている。電気抵抗層15は、共通電極17、個別電極19およびIC−FPC接続電極21と同形状にパターニングされており、共通電極17と個別電極19との間に電気抵抗層15が露出した露出領域を有する。電気抵抗層15の露出領域は、図1に示すように、蓄熱層13の隆起部13b上に列状に配置されており、各露出領域が発熱部9を構成している。複数の発熱部9は、説明の便宜上、図1で簡略化して記載しているが、例えば、600dpi〜2400dpi(dot per inch)等の密度で配置される。電気抵抗層15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、発熱部9に電圧が印加されたときに、ジュール発熱によって発熱部9が発熱する。
The
図1,2に示すように、電気抵抗層15の上面には、共通電極17、複数の個別電極19および複数のIC−FPC接続電極21が設けられている。これらの共通電極17、個別電極19およびIC−FPC接続電極21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。なお、発熱部9に電気的に接続されている共通電極17および個別電極19が本発明の第1電極の一実施形態である。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
共通電極17は、基板7の一方の長辺に沿って延びる主配線部17aと、基板7の一方および他方の短辺のそれぞれに沿って延びる2つの副配線部17bと、主配線部17aから各発熱部9に向かって個別に延びる複数のリード部17cとを有している。共通電極17は、一端部が複数の発熱部9と接続され、他端部がFPC5に接続されることにより、FPC5と各発熱部9との間を電気的に接続している。
The
複数の個別電極19は、一端部が発熱部9に接続され、他端部が駆動IC11に接続されることにより、各発熱部9と駆動IC11との間を電気的に接続している。また、個別電極19は、複数の発熱部9を複数の群に分け、各群の発熱部9を、各群に対応して設けられた駆動IC11に電気的に接続している。
The plurality of
複数のIC−FPC接続電極21は、一端部が駆動IC11に接続され、他端部がFPC5に接続されることにより、駆動IC11とFPC5との間を電気的に接続している。各駆動IC11に接続された複数のIC−FPC接続電極21は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。具体的には、IC電源配線と、グランド電極配線と、IC制御配線とで構成されている。
The plurality of IC-
駆動IC11は、図1に示すように、複数の発熱部9の各群に対応して配置されているとともに、個別電極19の他端部とIC−FPC接続電極21の一端部とに接続されている。駆動IC11は、各発熱部9の通電状態を制御する機能を有している。駆動ICとしては、内部に複数のスイッチング素子を有する切替部材を用いればよい。
As shown in FIG. 1, the
上記の電気抵抗層15、共通電極17、個別電極19およびIC−FPC接続電極21は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層13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エッチング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。なお、共通電極17、個別電極19およびIC−FPC接続電極21は、同じ工程によって同時に形成することができる。
The
図1,2に示すように、基板7の上面に形成された蓄熱層13上には、発熱部9、共通電極17の一部および個別電極19の一部を被覆する保護層25が形成されている。なお、図1では、説明の便宜上、保護層25の形成領域を一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
保護層25は、発熱部9、共通電極17および個別電極19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。保護層25は、第1保護層25aと第2保護層25bとの2層構造を有している。
The
図2に示すように、第1保護層25aは、電気抵抗層15の端部、および共通電極17の主配線部17aを取り囲むように設けられており、発熱部9、共通電極17の一部および個別電極19の一部上に配置されている。
As shown in FIG. 2, the first
第1保護層25aは、例えば、SiN,SiON,あるいはSiO2により形成することができる。第1保護層25aをSiN,SiON,あるいはSiO2にて形成することにより、発熱部9、共通電極17の一部および個別電極19の一部を有効に封止することができる。また、これらの材料により形成されることにより、第1保護層25aは絶縁性を有しており、発熱部9同士が短絡する可能性を低減することができる。
The first
また、第1保護層25aの厚みは、2.5〜11.5μmであることが好ましい。第1保護層25aの厚みが2.5〜11.5μmであると、発熱部9、共通電極17の一部および個別電極19の一部の封止性を向上させることができるとともに、発熱部9により生
じた熱を記録媒体(不図示)に有効に伝えることができる。
Moreover, it is preferable that the thickness of the 1st
第1保護層25a上には、記録媒体を加熱するための加熱部2と、加熱部2と電気的に接続された接続電極4とが設けられている。加熱部2および接続電極4については、後述する。
On the 1st
図2に示すように、第2保護層25bは、加熱部2および接続電極4上に設けられており、加熱部2および接続電極4以外の領域では、第1保護層25b上に設けられている。平面視すると、第2保護層25bは、第1保護層25aと同等の領域に設けられている。
As shown in FIG. 2, the second
第2保護層25bは、SiNあるいはSiONにより形成することができる。第2保護層25bをSiNあるいはSiONにて形成することにより、接続電極4が短絡する可能性を低減することができるとともに、第2保護層25bの耐摩耗性を向上させることができる。第2保護層25bの厚みは、2〜6μmであることが好ましい。第2保護層25bの厚みが2〜6μmであることにより、第2保護層25bの耐摩耗性を向上させることができる。
The second
保護層25を構成する第1保護層25aおよび第2保護層25bは、スパッタリング法等の薄膜形成技術あるいはスクリーン印刷等の厚膜形成技術を用いて作製することができる。または、第1保護層25aをスクリーン印刷により形成し、第2保護層25bをスパッタリング法により形成してもよい。このように、薄膜形成技術および厚膜形成技術を組み合わせて保護層25を作製してもよい。
The first
また、図1,2に示すように、基板7の上面に形成された蓄熱層13の下地部13a上には、共通電極17、個別電極19およびIC−FPC接続電極21を部分的に被覆する被覆層27が設けられている。なお、図1では、説明の便宜上、被覆層27の形成領域を一点鎖線で示している。被覆層27は、共通電極17、個別電極19およびIC−FPC接続電極21の被覆した領域を、大気との接触による酸化、あるいは大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。なお、被覆層27は、共通電極17および個別電極19の保護をより確実にするため、図2に示すように保護層25の端部に重なるようにして形成されている。被覆層27は、例えば、エポキシ樹脂、あるいはポリイミド樹脂等の樹脂材料を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 FIGS. 1 and 2, the
被覆層27は、駆動IC11と接続される個別電極19、およびIC−FPC接続電極21を露出させるための開口部(不図示)が形成されており、開口部を介してこれらの配線が駆動IC11に接続されている。また、駆動IC11は、個別電極19およびIC−FPC接続電極21に接続された状態で、駆動IC11の保護、および駆動IC11とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材29によって被覆されることで封止されている。
The
記録媒体(不図示)としては、表面に感熱材料が設けられた感熱紙、あるいは、インクリボンに付着された感熱材料を紙あるいはカード等に熱転写する熱転写型感熱紙を例示することができる。 Examples of the recording medium (not shown) include a thermal paper having a thermal material provided on the surface, or a thermal transfer type thermal paper that thermally transfers the thermal material attached to the ink ribbon to paper or a card.
図1,2を用いて、加熱部2および接続電極4について説明する。
The
加熱部2および接続電極4は、第1保護層25aと第2保護層25bとの間に設けられている。加熱部2は、発熱部9よりも記録媒体の搬送方向S(以下、搬送方向Sと称する)の下流側に設けられおり、平面視して、共通電極17の主配線部17aと基板7の一方の長辺7aとの間に設けられている。また、平面視して、加熱部2は、基板7の一方の長辺7aに沿って設けられており、基板7の一方の短辺7cから他方の短辺7dにわたって設けられている。加熱部2は、上述した電気抵抗層15と同等の材料により作製することができる。なお、加熱部2は電気抵抗値が高い材料により形成されていればよく、電気抵抗層15と異なる材料でもよい。
The
接続電極4は、第1保護層25aと第2保護層25bとの間に設けられており、加熱部2と電気的に接続されている。接続電極4は、加熱部2の一方の端部に接続された一方の接続電極4aと、加熱部2の他方の端部に接続された他方の接続電極4bとを有している。一方の接続電極4aは、基板7の一方の短辺7cに沿って設けられており、他方の接続電極4bは、基板7の他方の短辺7dに沿って設けられている。そして、基板7の他方の長辺7b側に配置された接続電極4が、FPC5を介して外部と電気的に接続されている。そして、外部から接続電極4に電気が供給されることにより、加熱部2が発熱を行い、記録媒体を加熱する。接続電極4は、上述した、各種電極と同様の材料により作製することができる。
The
このように、サーマルヘッドX1は、加熱部2および接続電極4が、第1保護層25aおよび第2保護層25bとの間に配置されている。そのため、加熱部2の発熱により生じた熱が第2保護層25bのみを介して記録媒体を加熱することとなる。その結果、加熱部2の発熱を有効に記録媒体に伝えることができ、効率よく記録媒体を加熱することができる。
Thus, in the thermal head X1, the
これにより、発熱部9により加熱された記録媒体が印画を行った後、記録媒体の溶融した感熱材料が冷やされてサーマルヘッドX1に固着した場合においても、固着した感熱材料を加熱部2の熱により溶融させることができる。それにより、サーマルヘッドX1の表面に印字カスが生じる可能性を低減することができる。つまり、加熱部2により記録媒体を加熱するため、固着した感熱材料を再び温めてサーマルヘッドX1から剥離させることができ、サーマルヘッドX1の表面に印字カスが生じる可能性を低減することができる。
As a result, even after the recording medium heated by the
また、サーマルヘッドX1は、発熱部9が蓄熱層13上に形成されているため、発熱部9に生じた熱を蓄熱層13により蓄熱することができ、熱応答特性の向上したサーマルヘッドX1とすることができる。一般的に、サーマルヘッドX1は、発熱部9の温度を制御することにより印画を制御しているため、発熱部9の温度を正確に制御し、精彩な印画を行う上で、発熱部9は蓄熱層13上に形成されることが好ましい。
Moreover, since the
このように、サーマルヘッドX1は、発熱部9が蓄熱層13上に設けられているとともに、加熱部2が第1保護層25aと第2保護層25bとの間に設けられているため、精細な印画を行いつつ、印字カスが生じる可能性を低減することができる。特に、加熱部2が発熱部9よりも搬送方向Sの下流側に設けられているため、記録媒体の感熱材料の温度が下がりやすい搬送方向Sの下流側に、印字カスが生じる可能性を低減することができる。
As described above, the thermal head X1 has the
また、サーマルヘッドX1は、平面視して、加熱部2が、基板7の一方の長辺7aと共通電極17の主配線部17aとの間に配置されており、接続電極4が、基板7の一方の短辺7cまたは他方の短辺7dと共通電極17の副配線部17bとの間に設けられている。
Further, in the thermal head X1, the
そのため、接続電極4が発熱部9上に設けられていない構成となる。その結果、接続電極4が発熱部9上に配置されないことから、発熱部9により生じた熱が、接続電極4により放熱される可能性を低減することができる。さらに、共通電極17が、加熱部2の下方に設けられていない構成となる。その結果、共通電極17が加熱部2の下方に設けられていないことから、加熱部2により生じた熱が、共通電極17により放熱される可能性を低減することができる。
For this reason, the
また、サーマルヘッドX1は、発熱部9上に加熱部2が配置されていない構成を有している。そのため、加熱部2により生じた熱が、発熱部9に対する影響を小さくすることができる。それゆえ、発熱部9の温度を正確に制御することができ、精細な印画を行うことができる。
The thermal head X1 has a configuration in which the
また、第2保護層25bの熱伝導率は、第1保護層25aの熱伝導率よりも高いことが好ましい。第2保護層25bの熱伝導率が第1保護層25aの熱伝導率よりも高いことにより、加熱部2により生じた熱を第2保護層25bを介して、効率よく記録媒体に伝えることができる。加えて、加熱部2により生じた熱が第1保護層25aを介して発熱部9に伝わる可能性を低減することができる。その結果、加熱部2の熱から発熱部9に与える熱量を低減することができ、発熱部9の熱による制御を正確なものとすることができる。
The thermal conductivity of the second
このような保護層25としては、第1保護層25aをSiO2により形成し、第2保護層25bをSiNにより形成することを例示することができる。さらに、第1保護層25aの厚みで除した第2保護層25bの厚みは、0.4〜0.7であることが好ましい。
As such a
なお、接続電極4をFPC5に接続した例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、一方の接続電極4aを共通電極17に接続し、他方の接続電極4bをIC−FPC接続電極21のグランド電極に接続してもよい。また、第1保護層25aまたは第2保護層25bに貫通孔を設け、貫通孔の内部に導体を充填して、接続電極4と、共通電極1
7またはFPC5とを電気的に接続してもよい。
In addition, although the example which connected the
7 or
次に、サーマルプリンタZ11について、図3を参照しつつ説明する。図3において、プラテンローラ50とサーマルヘッドX1との接触をわかりやすくするために、サーマルヘッドX1は大きく示している。
Next, the thermal printer Z11 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the thermal head X <b> 1 is shown large for easy understanding of the contact between the
図3に示すように、本実施形態のサーマルプリンタZ1は、上述のサーマルヘッドX1と、搬送機構40と、プラテンローラ50と、電源装置60と、制御装置70とを備えている。サーマルヘッドX1は、サーマルプリンタZ1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X1は、発熱部9の配列方向が、後述する記録媒体Pの搬送方向Sに直交する方向である主走査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. 3, the thermal printer Z <b> 1 of the present embodiment includes the above-described thermal head X <b> 1, a
搬送機構40は、駆動部(不図示)と、搬送ローラ43,45,47,49とを有している。搬送機構40は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Pを図3の矢印S方向に搬送して、サーマルヘッドX1の複数の発熱部9上に位置する保護層25上に搬送するためのものである。駆動部は、搬送ローラ43,45,47,49を駆動させる機能を有しており、例えば、モータを用いることができる。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、記録媒体Pがインクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体PとサーマルヘッドX1の発熱部9との間に、記録媒体Pとともにインクフィルムを搬送する。
The
プラテンローラ50は、記録媒体PをサーマルヘッドX1の発熱部9上に位置する保護膜25上に押圧する機能を有する。プラテンローラ50は、記録媒体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、記録媒体Pを発熱部9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固定されている。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X1の発熱部9を発熱させるための電流および駆動IC11を動作させるための電流を供給する機能を有している。制御装置70は、上記のようにサーマルヘッドX1の発熱部9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に供給する機能を有している。
The
サーマルプリンタZ1は、図3に示すように、プラテンローラ50によって記録媒体PをサーマルヘッドX1の発熱部9上に押圧しつつ、搬送機構40によって記録媒体Pを発熱部9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9を選択的に発熱させることにより、記録媒体Pに所定の印画を行う。なお、記録媒体Pが受像紙等の場合は、記録媒体Pとともに搬送されるインクフィルム(不図示)のインクを記録媒体Pに熱転写することによって、記録媒体Pへの印画を行う。
As shown in FIG. 3, the thermal printer Z1 presses the recording medium P onto the
<第2の実施形態>
図4,5を用いてサーマルヘッドX2について説明する。なお、図4において、保護層の図示を省略しており、図5において、隆起部13bの近傍を拡大して示している。サーマルヘッドX2は、蓄熱層13が、下地部13aを有しておらず隆起部13bのみを有しており、隆起部13bが発熱部9の下方にのみ設けられている。また、共通電極17は、主配線部17が、発熱部9よりも搬送方向Sの下流側に配置されており、主配線部17aが他の領域よりも厚みの厚い厚電極部17dを形成している。そのため、共通電極17は
、厚電極部17dと、副配線部17bと、リード部17cとを有している。
<Second Embodiment>
The thermal head X2 will be described with reference to FIGS. In addition, illustration of the protective layer is abbreviate | omitted in FIG. 4, and the vicinity of the
図4に示すように、隆起部13b上には、発熱部9と、リード部17cの一部と、個別電極19の一部が配置されている。そして、リード部17cの一部と、厚電極部17dと、リード部17cと厚電極部17dとの接続部17eは、隆起部13b上に設けられていない。
As shown in FIG. 4, the
厚電極部17dは、共通電極17の配線抵抗を低減するために、共通電極17の他の部位に比べて厚く構成されている。厚電極部17dの厚みは、5〜40μmであり、共通電極17の他の部位の厚み0.4〜2.0μmに比べて厚く構成されている。厚電極部17dは、主配線部17a上に、例えばAgペーストを印刷、焼成することにより形成することができる。
The
厚電極部17dとリード部17cとは接続部17eにより接続されている。接続部17eと、リード部17cとに囲まれた領域は、段差部6を形成しており、平面視して、搬送方向Sの上流側が開口したCの字形状をなしている。そして、段差部6は、リード部17cと接続部17eの厚みに起因して段差が生じている。
The
加熱部2は、平面視して、隆起部17bと厚電極部17dとの間に配置されており、段差部6の上方に設けられている。図4に示すように、加熱部2は、基板7の一方の長辺7aに沿って、複数の段差部6上をまたがって設けられている。
The
ここで、段差部6によって生じた段差は、第2保護層(不図示)の表面にまで生じている。そして、記録媒体(不図示)の感熱材料が固形化した場合、固形化した感熱材料が、第2保護層の表面に生じた段差に引っ掛かり、段差部6に印字カスが蓄積される可能性がある。また、固形化した感熱材料が厚電極部17dの厚さによって生じた段差に引っ掛かり固着する可能性もある。
Here, the level difference caused by the level difference part 6 occurs up to the surface of the second protective layer (not shown). When the heat-sensitive material of the recording medium (not shown) is solidified, there is a possibility that the solidified heat-sensitive material is caught by the step formed on the surface of the second protective layer, and print residue is accumulated in the step portion 6. is there. Further, there is a possibility that the solidified heat-sensitive material is caught by a step caused by the thickness of the
サーマルヘッドX2は、段差部6の上方に加熱部2を備えるため、固形化した感熱材料が、第2保護層の表面に生じた段差に引っ掛かった場合においても、固形化した感熱材料を加熱することができる。そのため、段差部6に印字カスが蓄積される可能性を低減することができる。また、加熱部2が、発熱部9と厚電極部17dとの間に配置されていることから、固形化した感熱材料が、厚電極部17dの段差に引っ掛かった場合においても、固形化した感熱材料を加熱することができる。そのため、段差部6に印字カスが蓄積される可能性を低減することができる。
Since the thermal head X2 includes the
また、サーマルヘッドX2は、厚電極部17dおよび加熱部2が隆起部17b上に配置されていない。そのため、厚電極部17dと隆起部17bとの間に生じた隙間に固形化した感熱材料が入り込んだ場合においても、加熱部9により、固形化した感熱材料を加熱することができ、厚電極部17dと隆起部17bとの間に生じた隙間に印字カスが蓄積される可能性を低減することができる。
Further, in the thermal head X2, the
さらに、加熱部2が、隆起部13b上に配置されていないため、加熱部2により生じた熱が、隆起部13bを介して発熱部9に影響を与える可能性を低減することができる。そのため、発熱部9の発熱駆動を正確に制御することができる。
Furthermore, since the
なお、主配線部17aが厚電極部17dの場合を例示したが、主配線部17aが厚電極部17dでなくともよい。その場合においても、主配線部17aとリード部17cとの接続部17eに紙カスが蓄積される可能性を低減することができる。
Although the case where the
<第3の実施形態>
図6,7を用いてサーマルヘッドX3を説明する。サーマルヘッドX3は、共通電極17および個別電極19の配線パターンがサーマルヘッドX1,X2とは異なっている。
<Third Embodiment>
The thermal head X3 will be described with reference to FIGS. The thermal head X3 is different from the thermal heads X1 and X2 in the wiring pattern of the
サーマルヘッドX3は、一対の発熱部9a,9bを有しており、一対の発熱部9a,9b同士を連結部10が連結している。一対の発熱部9aは、発熱部9a1と発熱部9a2とを備えている。また、一対の発熱部9bは、発熱部9b1と発熱部9b2とを備えている。そして、発熱部9a2と発熱部9b1とが隣り合って配置されている。
The thermal head X3 has a pair of
発熱部9a1の一端部は個別電極19に接続されている。発熱部9a2の一端部は共通電極17の共通部17fに接続されている。発熱部9abの一端部は共通電極17の共通部17fに接続されている。発熱部9a2の一端部は個別電極19に接続されている。なお、発熱部9a1に接続される個別電極19と、発熱部9b2に接続される個別電極19とは電気的に独立している。そして、共通部17fと個別電極19は、基板7の他方の長辺(不図示)側まで引き出されており、FPC(不図示)と電気的に接続されている。発熱部9と、連結部10と、共通部17fの一部と、個別電極19の一部とは隆起部13b上に配置されている。
One end of the heat generating part 9a1 is connected to the
サーマルヘッドX3は、発熱部9の搬送方向Sにおける下流側に基板7の一方の長辺7a側にダミー電極8を備えている。ダミー電極8は、基板7の一方の短辺7cから他方の短辺7dにわたって設けられている。ダミー電極8は、基板7上に設けられた各種電極とは電気的に独立して設けられており、ダミー電極8は外部と電気的に接続されていない。つまり、ダミー電極8は、他の部位から電気的に独立している。
The thermal head X3 includes a
ダミー電極8は、基板7の一方の長辺7aからクラックが生じた場合に、クラックの進行を阻害する機能を有している。ダミー電極8は、共通電極17、個別電極19、およびIC−コネクタ電極21と同様の材料により形成することができ、共通電極17、個別電極19、およびIC−コネクタ電極21と同時に形成することができる。なお、サーマルヘッドX3では、ダミー電極8として厚電極部17dを設けている。
The
連結部10とダミー電極8との間に、加熱部2と接続電極4とが配置されている。接続電極4aは、一部が基板7の一方の短辺7cに沿って設けられており、他の部分が連結部10とダミー電極8との間に配置されている。同様に、接続電極4bは、一部が基板7の他方の短辺7dに沿って設けられており、他の部分が連結部10とダミー電極8との間に配置されている。そして、接続電極4a,4bに挟持されるように加熱部2が設けられている。加熱部9は、電気抵抗層15のうち接続電極4a,4bから露出した部位である。このように、搬送方向Sにおいて上流側から順に、接続電極4a、加熱部2、および接続電極4bが配置されることにより、加熱部2の配列方向における加熱ムラを低減することができる。
Between the connecting
上記の、加熱部2と接続電極4a,4bとは、発熱部9と同じように作成することができる。具体的には、第1保護層(不図示)を形成した後、第1保護層の全域にわたって電気抵抗層15の材料層を塗布した後に、電気抵抗層15の材料層上の全域にわたって接続電極4a,4bの材料層を塗布する。そして、フォトリソグラフィー技術により、電気抵抗層15および接続電極4a,4bのパターンを形成し、加熱部2となる領域の接続電極4a,4bの材料層を取り除いたのち、焼成することにより作製することができる。
The
ダミー電極8の厚みに起因して、連結部10とダミー電極8との間には、段差部12が形成されている。この段差部12により、保護層(不図示)の表面に段差が生じている場合がある。
Due to the thickness of the
サーマルヘッドX3は、連結部10とダミー電極8との間に加熱部2が配置されている。そのため、段差部12に起因して生じた保護層の表面の段差に、固形化した感熱材料が引っ掛かった場合においても、加熱部2が固形化した感熱材料を加熱することができ、保護層の表面の段差に印字カスが蓄積される可能性を低減することができる。
In the thermal head X <b> 3, the
また、サーマルヘッドX3は、加熱部2が隆起部13b上に配置されていないことから、加熱部2により生じた熱が隆起部13bを通じて発熱部9に伝わる可能性を低減することができる。また、サーマルヘッドX3は、ダミー電極8が隆起部13b上に配置されていないことから、ダミー電極8の厚みに起因して隆起部13b上に段差部12が生じる可能性を低減することができる。
Moreover, since the
サーマルヘッドX3では、ダミー電極8として厚電極部17dを設けた例を示したがこれに限定されるものではない。ダミー電極8を共通電極17の他の部位と同じ厚みにしてもよく、ダミー電極8を電気抵抗層15と同じ材料により形成してもよい。また、ダミー電極8として、電気抵抗層15と共通電極17とが積層されたものを用いてもよい。
In the thermal head X3, an example in which the
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。例えば、第1の実施形態であるサーマルヘッドX1を用いたサーマルプリンタZ1を示したが、これに限定されるものではなく、サーマルヘッドX2〜X3をサーマルプリンタZ1に用いてもよい。また、複数の実施形態であるサーマルヘッドX1〜X3を組み合わせてもよい。 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. For example, although the thermal printer Z1 using the thermal head X1 according to the first embodiment is shown, the present invention is not limited to this, and the thermal heads X2 to X3 may be used for the thermal printer Z1. Moreover, you may combine the thermal heads X1-X3 which are some embodiment.
サーマルヘッドX1では、蓄熱層13に隆起部13bが形成され、隆起部13b上に電気抵抗層15が形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層13に隆起部13bを形成せず、電気抵抗層15の発熱部9を、蓄熱層13の下地部13b上に配置してもよい。または、蓄熱層13を形成せず、基板7上に電気抵抗層15を配置してもよい。
In the thermal head X1, the raised
また、サーマルヘッドX1では、電気抵抗層15上に共通電極17および個別電極19が形成されているが、共通電極17および個別電極19の双方が発熱部9(電気抵抗体)に接続されている限り、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層13上に共通電極17および個別電極19を形成し、共通電極17と個別電極19との間の領域のみに電気抵抗層15を形成することにより、発熱部9を構成してもよい。
In the thermal head X1, the
また、加熱部2を発熱部9よりも搬送方向Sの下流側に配置した例を示したがこれに限定されるものではない。加熱部2を発熱部9よりも搬送方向Sの上流側に配置した場合においても、搬送方向Sの上流側にて、加熱部9が記録媒体Pを加熱することができ、サーマルヘッドX1に印字カスが付着する可能性を低減することができる。
Moreover, although the example which has arrange | positioned the
なお、図8に示す領域Rに加熱部を設けることが好ましい。領域Rは、発熱部9よりも搬送方向Sの下流側に配置されている。そして、領域Rは、一点鎖線で示すニップ幅Wnipよりも外側に設けられている。ニップ幅は、プラテンローラ(不図示)の押圧力により記録媒体とサーマルヘッドX1とが実質的に接触する実効接触幅である。
In addition, it is preferable to provide a heating part in the area | region R shown in FIG. The region R is disposed on the downstream side in the transport direction S with respect to the
ニップ幅内に加熱部2を設けると、加熱部2の熱が記録媒体への印画に影響を与えることとなるが、ニップ幅の外側の領域Rに加熱部2を設けることで、加熱部2の熱が印画に与える影響を小さくすることができる。また、ニップ幅と領域Rとの境界部分にて記録媒体がサーマルヘッドX1から剥離することとなり、ニップ幅と領域Rとの境界部分に、固形化した記録媒体の感熱材料が付着する可能性がある。しかしながら、ニップ幅と領域R
との境界部分に加熱部2を設けることにより、固形化した記録媒体の感熱材料を加熱することができ、サーマルヘッドX1に印字カスが蓄積される可能性をさらに低減することができる。
When the
By providing the
また、発熱部9が薄膜形成技術により形成される薄膜ヘッドを用いて説明したが、発熱部9を厚膜形成技術により形成する厚膜ヘッドに本発明を適用してもよい。また、発熱部9が基板7の主面に形成された平面ヘッドを用いて説明したが、発熱部9が基板7の端面に形成される端面ヘッドに本発明を適用してもよい。
Moreover, although the
X1〜X3 サーマルヘッド
Z1 サーマルプリンタ
1 放熱体
2 加熱部
3 ヘッド基体
4 接続電極
5 フレキシブルプリント配線板
6 段差部
7 基板
8 ダミー電極
9 発熱部
10 連結部
11 駆動IC
13 蓄熱層
15 電気抵抗層
17 共通電極
17a 主配線部
17b 副配線部
17c リード部
17d 厚電極部
17e 接続部
17f 共通部
19 個別電極
21 IC−FPC接続電極
23 接合材
25 保護層
27 被覆層
29 被覆部材
X1 to X3 Thermal head Z1
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該基板上に設けられ、印画を行う熱を発熱するための複数の発熱部と、
前記基板上に設けられ、複数の前記発熱部と電気的に接続された第1電極と、
前記発熱部および前記第1電極上に設けられた第1保護層と、
該第1保護層上に設けられ、搬送される記録媒体を加熱するための加熱部と、
前記第1保護層上に設けられ、前記加熱部と電気的に接続された第2電極と、
前記加熱部および前記第2電極上に設けられた第2保護層と、を備えることを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate,
A plurality of heat generating portions provided on the substrate for generating heat for printing;
A first electrode provided on the substrate and electrically connected to the plurality of heat generating units;
A first protective layer provided on the heat generating portion and the first electrode;
A heating unit provided on the first protective layer for heating the recording medium to be conveyed;
A second electrode provided on the first protective layer and electrically connected to the heating unit;
A thermal head comprising: the heating unit; and a second protective layer provided on the second electrode.
前記加熱部が、平面視して、前記発熱部と前記主配線部との間に配置されている、請求項1乃至5のいずれかに記載のサーマルヘッド。 The first electrode has a main wiring portion connecting one side of the plurality of heat generating portions on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium,
The thermal head according to claim 1, wherein the heating unit is disposed between the heat generating unit and the main wiring unit in plan view.
前記主配線部および前記加熱部が、平面視して、前記蓄熱層上に配置されていない、請求項6に記載のサーマルヘッド。 Further comprising a heat storage layer between the substrate and the heat generating part and a part of the first electrode,
The thermal head according to claim 6, wherein the main wiring part and the heating part are not arranged on the heat storage layer in a plan view.
該連結部の前記記録媒体の搬送方向の下流側に、前記基板上にダミー電極を備え、
前記加熱部が、平面視して、前記発熱部と前記連結部との間に配置されている、請求項1乃至5のいずれかに記載のサーマルヘッド。 The first electrode has a connecting portion that connects one of the adjacent heat generating portions and the other heat generating portion;
A dummy electrode is provided on the substrate on the downstream side of the connecting portion in the conveyance direction of the recording medium,
The thermal head according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating unit is disposed between the heating unit and the connecting unit in a plan view.
前記ダミー電極および前記加熱部が、平面視して、前記蓄熱層上に配置されていない、請求項8に記載のサーマルヘッド。 Further comprising a heat storage layer between the substrate and the heat generating part and a part of the first electrode,
The thermal head according to claim 8, wherein the dummy electrode and the heating unit are not disposed on the heat storage layer in a plan view.
前記発熱部上に前記記録媒体を搬送する搬送機構と、
前記発熱部上に前記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サーマルプリンタ。
The thermal head according to any one of claims 1 to 9,
A transport mechanism for transporting the recording medium onto the heat generating unit;
A thermal printer comprising: a platen roller that presses the recording medium onto the heat generating portion.
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-
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- 2013-01-30 JP JP2013015758A patent/JP2014144623A/en active Pending
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