JP2016055613A - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の位置ずれが生じにくいサーマルヘッドを提供する。【解決手段】サーマルヘッドX1は、基板7と、基板7上に設けられた発熱部9と、基板7上に設けられ、発熱部9に電気的に接続された電極17,19と、基板7の熱を放熱するための放熱体1と、半田23により電極17,19と電気的に接続されたコネクタピン8、およびコネクタピン8を収容するハウジング10を備えるコネクタ31とを備え、基板7は、放熱体1上に載置され、コネクタ31が放熱体1の側面に隣り合うように配置されており、ハウジング10は、放熱体1の側面に接触している。【選択図】図2
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。
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、基板と、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部に電気的に接続された電極と、基板の熱を放熱するための放熱体と、電極と電気的に接続されたコネクタピン、およびコネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタを備えるものが知られている(特許文献1参照)。また、特許文献1に記載されたサーマルヘッドは、コネクタピンを樹脂により封止することにより、基板とコネクタとを電気的、および機械的に接続している。そして、基板の熱を放熱するために、基板は放熱体上に載置されている。
サーマルプリンタは、サーマルヘッドの発熱部上に、プラテンローラにより記録媒体を押し当てつつ、記録媒体を搬送することにより、印画を行っている。
しかしながら、上述したサーマルヘッドでは、記録媒体の搬送中に、基板とプラテンローラとの間に大きな摩擦力が生じると、基板が所定の位置から位置ずれを起こしてしまい、適正な印画を行えない場合がある。
本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部に電気的に接続された電極と、基板の熱を放熱するための放熱体と、半田により電極と電気的に接続されたコネクタピン、およびコネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタとを備えている。また、基板は、放熱体上に載置され、コネクタが放熱体の側面に隣り合うように配置されている。また、ハウジングは、放熱体の側面に接触している。
また、本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部に電気的に接続された電極と、基板の熱を放熱するための放熱体と、基板に隣り合うように配置され、電極に電気的に接続された配線を備える配線基板と、半田により配線と電気的に接続されたコネクタピン、およびコネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタとを備えている、また、配線基板は、放熱体上に載置され、コネクタが放熱体の側面に隣り合うように配置されている。また、ハウジングは、放熱体の側面に直接接触している。
また、本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部に電気的に接続された電極と、基板の熱を放熱するための放熱体と、半田により電極と電気的に接続されたコネクタピン、およびコネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタとを備えている。また、基板は、放熱体上に載置され、コネクタが放熱体の側面に隣り合うように配置されている。また、ハウジングは、
放熱体の側面に樹脂を介して接触している。
放熱体の側面に樹脂を介して接触している。
また、本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部に電気的に接続された電極と、基板の熱を放熱するための放熱体と、基板に隣り合うように配置され、電極に電気的に接続された配線を備える配線基板と、半田により配線と電気的に接続されたコネクタピン、およびコネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタとを備えている。また、配線基板は、放熱体上に載置され、コネクタが放熱体の側面に隣り合うように配置されている。また、ハウジングは、放熱体の側面に樹脂を介して接触している。
本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記に記載のサーマルヘッドと、前記発熱部上に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。
本発明によれば、基板に位置ずれが生じる可能性を低減することができる。
<第1の実施形態>
以下、サーマルヘッドX1について図1〜9を参照して説明する。図1では、保護層25、被覆層27、および被覆部材12を省略して一点鎖線にて示している。また、図1では被覆部材12の形状を簡略化して示している。
以下、サーマルヘッドX1について図1〜9を参照して説明する。図1では、保護層25、被覆層27、および被覆部材12を省略して一点鎖線にて示している。また、図1では被覆部材12の形状を簡略化して示している。
サーマルヘッドX1は、放熱板1と、放熱板1上に配置されたヘッド基体3と、ヘッド基体3に接続されたコネクタ31とを備えている。
放熱板1は、直方体形状をなしており、基板7が載置される台部1aを有している。放熱板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。
放熱体1は、後述するように、サーマルプリンタZ1(図10参照)の筐体(不図示)に設けられた取付部材80(図10参照)の取付面80a(図10参照)に、螺子等により取り付けられている。
ヘッド基体3は、平面視して、長方形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P(図10参照)に印字を行う機能を有する。
コネクタ31は、複数のコネクタピン8と、複数のコネクタピン8を収納するハウジング10とを有している。複数のコネクタピン8は、一方がハウジング10の外部に露出しており、他方がハウジング10の内部に収容されている。複数のコネクタピン8は、ヘッド基体3の各種電極と、外部に設けられた電源との電気的な導通を確保する機能を有しており、それぞれが電気的に独立している。
以下、ヘッド基体3を構成する各部材について説明する。
基板7は、放熱体1からはみ出すように台部1aに載置されており、平面視して、矩形状をなしている。基板7は、一方の長辺7aと、他方の長辺7bと、一方の短辺7cと、他方の短辺7dとを有している。また、他方の長辺7b側に端面7eを有している。基板7は、例えば、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。
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、下地部13aと隆起部13bとを備えている。下地部13aは、基板7の上面の左半分にわたり形成されている。また、下地部13aは、発熱部9の近傍に設けられており、後述する保護層25の下方に配置されている。隆起部13bは、複数の発熱部9の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状をなしている。また、隆起部13bは、印画する記録媒体P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。なお、隆起部13bを設けずに下地部13aを基板7の上面の全面にわたって設けてもよい。また、下地部13aを設けずに、隆起部13bのみ基板7の上面に設けてもよい。
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。そのため、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。
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、接続端子2、グランド電極4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26が設けられている。電気抵抗層15は、接続端子2、グラ
ンド電極4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26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。
ンド電極4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26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では簡略化して記載しているが、例えば、100dpi〜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。
図1,2に示すように、電気抵抗層15の上面には、接続端子2、グランド電極4、共通電極17、複数の個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26が設けられている。これらの接続端子2、グランド電極4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26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。
共通電極17は、主配線部17a,17dと、副配線部17bと、リード部17cとを備えている。主配線部17aは、基板7の一方の長辺7aに沿って延びている。副配線部17bは、基板7の一方の短辺7cおよび他方の短辺7dのそれぞれに沿って延びている。リード部17cは、主配線部17aから各発熱部9に向かって個別に延びている。主配線部17dは、基板7の他方の長辺7bに沿って延びている。
共通電極17は、複数の発熱部9と、コネクタ31とを電気的に接続している。なお、主配線部17aの電気抵抗値を低下させるために、主配線部17aを他の共通電極17の部位よりも厚みの厚い厚電極部(不図示)としてもよい。それにより、主配線部17aの電気容量を大きくすることができる。
複数の個別電極19は、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を複数の群に分けており、各群の発熱部9と各群に対応して設けられた駆動IC11とを電気的に接続している。
複数のIC−コネクタ接続電極21は、駆動IC11とコネクタ31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−コネクタ接続電極21は、異なる機能を有する複数の電極で構成されている。
グランド電極4は、個別電極19と、IC−コネクタ接続電極21と、共通電極17の主配線部17dとにより取り囲むように配置されており、広い面積を有している。グランド電極4は、0〜1Vのグランド電位に保持されている。
接続端子2は、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21およびグランド電極4をコネクタ31に接続するために、基板7の他方の長辺7b側に、主走査方向に沿って配列されている。接続端子2はコネクタピン8に対応して設けられており、コネクタ31に接続する際は、それぞれ電気的に独立するように、コネクタピン8と接続端子2とが接続されている。なお、接続端子2は、各種電極の一部により形成されていてもよい。
複数のIC−IC接続電極26は、隣り合う駆動IC11を電気的に接続している。複
数のIC−IC接続電極26は、それぞれIC−コネクタ接続電極21に対応するように設けられており、各種信号を隣り合う駆動IC11に伝えている。
数のIC−IC接続電極26は、それぞれIC−コネクタ接続電極21に対応するように設けられており、各種信号を隣り合う駆動IC11に伝えている。
上記の電気抵抗層15、接続端子2、共通電極17、個別電極19、グランド電極4、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26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、接続端子2、共通電極17、個別電極19、グランド電極4、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26は、同じ工程によって同時に形成することができる。
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−コネクタ接続電極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IC11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。
駆動IC11は、個別電極19、IC−IC接続電極26およびIC−コネクタ接続電極21に接続された状態で、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封止樹脂29によって封止されている。
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。
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、SiN、SiO2、SiON、SiC、あるいはダイヤモンドライクカーボン等を用いて形成することができ、保護層25を単層で構成してもよく、また、これらの層を積層して構成してもよい。このような保護層25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、図1,2に示すように、基板7上には、共通電極17、個別電極19およびIC−コネクタ接続電極21を部分的に被覆する被覆層27が設けられている。被覆層27は、共通電極17、個別電極19、IC−IC接続電極26およびIC−コネクタ接続電極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。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。
被覆層27は開口27a,27bを有している。開口27aは、駆動IC11と接続される個別電極19、IC−IC接続電極26およびIC−コネクタ接続電極21を露出させるために開口している。開口部27aから露出したこれらの配線は、駆動IC11に接続されている。開口27bは、基板7の他方の長辺7b側に設けられており、接続端子2を露出させるために開口している。開口27bから露出した接続端子2は、コネクタピン8と電気的に接続されている。被覆層27の厚みとしては、10〜30μmを例示することができる。
コネクタ31とヘッド基体3とは、コネクタピン8、半田23、および被覆部材12により固定されている。図1,2に示すように、グランド電極4の接続端子2およびIC−コネクタ接続電極21の接続端子2上には、コネクタピン8が配置されている。図2に示
すように、接続端子2と、コネクタピン8とは、半田23により電気的および機械的に接続されている。コネクタピン8と接続端子2とが半田23により接続されていることにより、コネクタ31とヘッド基体3とは強固に接続されている。
すように、接続端子2と、コネクタピン8とは、半田23により電気的および機械的に接続されている。コネクタピン8と接続端子2とが半田23により接続されていることにより、コネクタ31とヘッド基体3とは強固に接続されている。
半田23としては、Pb系の半田を例示することができる。コネクタピン8は、半田23に覆われることにより、接続端子2と電気的に接続されている。なお、半田23と接続端子2との間にNi、Au、あるいはPdによるめっき層(不図示)を設けてもよい。
図3〜6に示すように、コネクタ31は、複数のコネクタピン8と、複数のコネクタピン8を収容するハウジング10とを備えている。コネクタ31は、コネクタピン8により基板7を挟持することにより、基板7と接合されている。
コネクタピン8は、第1コネクタピン8aと、第2コネクタピン8bと、連結部8cと、引出部8dとを備えている。コネクタピン8は、第1コネクタピン8aと第2コネクタピン8bとが連結部8cにより連結されており、連結部8cから基板7とは反対側に引出部8dが引き出されている。複数のコネクタピン8は、主走査方向に間隔をあけて配列されている。コネクタピン8同士は、互いに離間しており、異なる信号が送られるコネクタピン8は、互いに電気的に絶縁されている。
第1コネクタピン8aは、接続端子2(図1参照)上に配置されている。第2コネクタピン8bは、ヘッド基体3の基板7の下方に配置されており、第1コネクタピン8aと第2コネクタピン8bとにより基板7を挟持している。連結部8cは、第1コネクタピン8aと第2コネクタピン8bとを連結しており、基板7の厚み方向に延びるように設けられている。引出部8dは、ヘッド基体3から離れる方向に引き出されており、ハウジング10に接合されている。コネクタ31とヘッド基体3とは、第1コネクタピン8aと第2コネクタピン8bとの間に、ヘッド基体3が挿入されることにより電気的、および機械的に接合されている。
第2コネクタピン8bは、第1部位8b1と、第2部位8b2とを有している。第1部位8b1は、連結部8cから遠ざかる方向に延びている。第2部位8b2は、第1部位8b1から連続して設けられ、第1部位8b1に対して傾斜しつつ連結部9cに近づく方向に延びている。また、第2部位8b2は接触部8b3を有しており、接触部8b3は、基板7と接触している。
連結部8cは、第1コネクタピン8aと第2コネクタピン8bとを連結しており、基板7の厚み方向に延びるように設けられている。すなわち、連結部8cは、第2コネクタピン8bのうち厚み方向に延びる部分である。連結部8cには、引出部8dが接続されており、外部からケーブル(不図示)を引出部8dに接続することにより、サーマルヘッドX1に電圧が供給される。
コネクタピン8は、導電性を有する必要があるため、金属あるいは合金により形成することができる。また、コネクタピン8は、第1コネクタピン8aと、第2コネクタピン8bと、連結部8cと、引出部8dとが一体的に形成されていることが好ましく、例えば、金属の薄板を打ち抜き加工することにより形成することができる。
ハウジング10は、箱状の形状をなしており、各コネクタピン8をそれぞれ電気的に独立された状態で収容する機能を有する。ハウジング10の開口部分には外部からケーブルを接続したソケットが挿通され、外部に設けられたケーブル等の着脱により、ヘッド基体3に電気を供給している。
ハウジング10は、上壁10aと、下壁10bと、側壁10cと、前壁10dと、突出部10eと、位置決め部10fと、突当部10gとを備えている。ハウジング10は、上壁10aと、下壁10bと、側壁10cと、前壁10dとにより、放熱体1から遠ざかる方向に開口10hを形成している。位置決め部10fは、挿通されたヘッド基体3の位置決めを行う機能を有している。位置決め部10fには、基板7の端面7eが突き当てられている。ハウジング10が位置決め部10fを備えることにより、コネクタピン8の連結部8cにヘッド基体3が突き当てられない構成となり、コネクタピン8に湾曲等が生じて破損する可能性を低減することができる。
突出部10eは、基板7の下方に配置されており、前壁10dから放熱体1に向けて突出している。突出部10eは、放熱体1側に位置する部位として突当部10gを有しており、突当部10gはコネクタピン8よりも放熱体1側に配置されている。言い換えると、突出部10eの先端がコネクタピン8よりも放熱体1側に配置されている。突出部10eは、主走査方向における前壁10dの両端部に設けられている。
ハウジング10の前壁10dには、引出部8dを引き出すための貫通孔(不図示)が設けられている。また、ハウジング10を正面視すると、貫通孔をとおりハウジング10の厚み方向に沿った溝(不図示)が設けられている。そして、連結部9cが溝に収容されており、コネクタピン8の一部がハウジング10に埋設される構造となっている。
ハウジング10は、絶縁性の部材により形成することができ、例えば、PA(ポリアミド)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、LCP(液晶ポリマー)、ナイロン66、ガラス入りナイロン66などの樹脂により形成することができる。
被覆部材12は、接続端子2、および第1コネクタピン8aが外部に露出しないように設けられており、例えば、エポキシ系の熱硬化性の樹脂、熱軟化性の樹脂、紫外線硬化性の樹脂、あるいは可視光硬化性の樹脂により形成することができる。
被覆部材12は、接続端子2および第1コネクタピン8aの機械的な接続を強固なものとするとともに、接続端子2および第1コネクタピン8aの接続部が腐食することを抑えるために設けられている。被覆部材12は、接続端子2、および第1コネクタピン8aが外部に露出しないように設けられており、第2コネクタピン8bの一部が露出した状態で配置されている。
図5,6に示すように、被覆部材12は、第1コネクタピン8a上に設けられている。また、ハウジング10の上壁10a、側壁10c、および基板7の被覆層27上にも設けられている。また、連結部8cと基板7の端面7eとの間にも設けられている。そのため、ヘッド基体3とコネクタ31とは、半田23と、被覆部材12により接合されており、ヘッド基体3とコネクタ31とが強固に接続されている。なお、被覆部材12は、第2コネクタピン8b側にも設けてもよい。
図5,6に示すように、基板7は、放熱体1からはみ出すように台部1aに載置され、基板7および放熱体1と隣り合うようにコネクタ31が配置されている。コネクタ31は、ハウジング10の一部が基板7の端面7eと接触しており、ハウジング10の一部が放熱体1の側面1bと接触している。
ここで、記録媒体P(図10参照)の搬送中に、基板7とプラテンローラ50(図10参照)との間に大きな摩擦力が生じると、基板7の位置ずれが生じる可能性がある。基板7に位置ずれが生じると、記録媒体Pと発熱部9との接触位置が変わり、適正な印画が行えない可能性がある。
これに対して、サーマルヘッドX1は、ハウジング10が放熱体1の側面1bに接触する構成を有している。そのため、基板7とプラテンローラ50との間に大きな摩擦力が生じて、記録媒体Pの搬送方向Sに基板7が外力を受けた場合においても、ハウジング10が放熱体1に突き当てられることにより、ストッパーとして機能し、基板7の位置ずれを生じる可能性を低減することができる。
特に、ハウジング10と放熱体1との間に隙間がある場合には、基板7に外力が生じると、ハウジング10が放熱体1に接触するまでの間に基板7に多少の位置ずれが生じるものの、サーマルヘッドX1は、ハウジング10と放熱体1とが接触した状態で構成されているため、基板7に位置ずれが生じない構成となっている。
また、コネクタ31は、ハウジング10の位置決め部10fが基板7の端面7eと接触しており、ハウジング10の突出部10eが放熱体1の側面1bと接触している。そのため、ハウジング10と、放熱体1の側面1bとが突出部10eのみにより接触することとなる。
そのため、ハウジング10と放熱体1との熱膨張係数の違いにより生じたハウジング10の内部応力を小さくすることができる。それにより、放熱体1とハウジング10とが、ハウジング10の前壁10dにて放熱体1と接触する場合に比べて、ハウジング10に生じる変形量を小さくすることができる。その結果、ハウジング10が破損する可能性を低減することができる。
また、突出部10eの突当部10gは、コネクタピン8よりも放熱体1側に配置されている。そのため、放熱体1と突当部10gとを接触させた場合においても、コネクタピン8が放熱体1と接触することがない。それにより、コネクタピン8が変形する可能性を低減することができる。
以下、サーマルヘッドX1の各部材の接合について説明する。
まず、ヘッド基体3と、コネクタ31とを接合する。コネクタ31の第1コネクタピン8aと第2コネクタピン8bとの間に、第2コネクタピン8bを押圧した状態で基板7を挿入し、位置決め部10fに基板7の端面7eが接触するように基板7を挿入する。
そして、第2コネクタピン8bに対する押圧力を解除し、第2コネクタピン8bの弾性変形を利用して、第1コネクタピン8aと接続端子2とを接触させる。次に、各第1コネクタピン8aに半田23を印刷により塗布し、リフローする。それにより、コネクタ31と基板7とが電気的、および機械的に接合される。
次に、第1コネクタピン8aおよび接続端子2を被覆するように、被覆部材12をスクリーン印刷、あるいはディスペンサーにより塗布、乾燥する。そして、被覆部材12が塗布されたヘッド基体3をオーブンに入れ、加熱処理をして被覆部材12を硬化させる。
続いて、コネクタ31の突当部10gと放熱体1の側面1bとが接触するように、両面テープ等が設けられた放熱板1上にヘッド基体3を載置する。このようにして、サーマルヘッドX1を作製することができる。
<第1の実施形態の第1変形例>
図7を用いてサーマルヘッドX1の第1変形例について説明する。
図7を用いてサーマルヘッドX1の第1変形例について説明する。
放熱体101は、台部101aと、側面101bと、切欠部101cとを備えている。切欠部101cは、主走査方向における中央部に設けられており、下部コネクタピン8bが配置されている。下部コネクタピン8bは放熱体101と離間して配置されており、コネクタピン8とが短絡することを抑えている。
コネクタ131は、ハウジング110とコネクタピン8とを備えている。ハウジング110は、上壁110aと、下壁110bと、側壁110cと、前壁110dとを備えている。前壁110dは、基板7の端面7eと放熱体1の側面1bと接触しており、位置決め部107fと突当部110gとを有している。
このように、ハウジング110が突出部10e(図6参照)を有していない場合においても、基板7とプラテンローラ50(図10参照)との間に大きな摩擦力が生じて、記録媒体Pの搬送方向Sに基板7が外力を受けた場合においても、ハウジング110が放熱体101に突き当てられることにより、ストッパーとして機能し、基板7の位置ずれを生じる可能性を低減することができる。
<第1の実施形態の第2変形例>
図8を用いてサーマルヘッドX1の第2変形例について説明する。
図8を用いてサーマルヘッドX1の第2変形例について説明する。
コネクタ231は、コネクタピン8とハウジング210とを備えている。ハウジング210は、上壁210aと、下壁(不図示)と、側壁210cと、前壁210dと、突出部210eと、位置決め部210fとを備えている。
突出部210eは、放熱体1(不図示)側に位置する突当部210gを有しており、突当部210gが面取りされている。より詳細には、平面視して、突当部210gが半円形状をなしている。
そのため、ヘッド基体3(図1参照)が、放熱体1に対して傾いた状態で放熱体1上に載置されたとしても、突当部210gと放熱体1の側面1bとの接触状態が一定となるため、突当部210gに破損が生じる可能性を低減することができる。なお、突当部210gの面取り形状は、平面視して半円形状となる例を示したが、惰円形状であってもよい。この場合においても同様の効果を奏することができる。
また、ハウジング210は、突出部210eと主走査方向に隣り合う前壁210dに切欠部210hが設けられている。そのため、突出部210eが前壁210dから離間した状態で設けられることとなる。
それにより、突出部210eに大きな外力が生じて突出部210eに変形が生じた場合においても、前壁210dに内部応力が生じる可能性を低減することができる。そのため、前壁210dに破損が生じる可能性を低減することができ、ハウジング210が破損する可能性を低減することができる。
<第1の実施形態の第3変形例>
図9を用いてサーマルヘッドX1の第3変形例について説明する。
図9を用いてサーマルヘッドX1の第3変形例について説明する。
コネクタ331は、コネクタピン8とハウジング310とを備えている。ハウジング310は、上壁310aと、下壁(不図示)と、側壁310cと、前壁310dと、突出部310eと、位置決め部310fとを備えている。
突出部310eは、第1部位310e1と、第2部位310e2とを備えている。第2
部位310e2は、第1部位310e1よりも放熱体1側に設けられている。そのため、第2部位310e2は、突出部310eのうち放熱体1側に位置する部位であり、第1部位310e1は、突出部310eのうち第2部位310e2以外の部位となっている。第2部位310e2は放熱体1の側面1bと接触する突当部310gを有している。
部位310e2は、第1部位310e1よりも放熱体1側に設けられている。そのため、第2部位310e2は、突出部310eのうち放熱体1側に位置する部位であり、第1部位310e1は、突出部310eのうち第2部位310e2以外の部位となっている。第2部位310e2は放熱体1の側面1bと接触する突当部310gを有している。
第2部位310e2は、第1部位310e1とほぼ同じ厚みを有しており、主走査方向における長さが、第1部位310e1よりも長い構成を有している。それにより、突出部310eの主走査方向に沿った断面積において、第2部位310e2が第1部位310e1よりも大きくなっている。そのため、ハウジング310に大きな外力が生じた場合においても、放熱体1の側面1bと第2部位310e2との接触面積が大きいことにより、第2部位310e2に生じる内部応力を小さくすることができる。それにより、ハウジング310に破損が生じる可能性を低減することができる。
なお、突出部310eの主走査方向に沿った断面積において、第2部位310e2が第1部位310e1よりも大きくするために、第2部位310e2の厚みを、第1部位310e1の厚みよりも厚くしてもよい。
次に、サーマルプリンタZ1について、図10を参照しつつ説明する。
図10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、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。
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10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。
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上に位置する保護層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。
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。
サーマルプリンタZ1は、図10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。
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。
<第2の実施形態>
図11,12を用いて第2の実施形態に係るサーマルヘッドX2について説明する。なお、同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。
図11,12を用いて第2の実施形態に係るサーマルヘッドX2について説明する。なお、同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。
サーマルヘッドX2は、ヘッド基体3と、放熱体1と、コネクタ431とを備えており、放熱体1上にヘッド基体3が載置され、コネクタ431が放熱体1と隣り合うように配置されている。ヘッド基体3にはコネクタ431が接合されており、基板7とハウジング410の位置決め部410fとが接触している。
コネクタ431は、コネクタピン8と、ハウジング410とを備えている。ハウジング410は、上壁410aと、下壁410bと、側壁410cと、前壁(不図示)と、突出部410eとを備えている。突出部410eは、放熱体1側に配置された突当部410gを有しているが、突当部410gと放熱体1の側面1bとは接触しておらず、突当部410gと放熱体1の側面1bとの間に樹脂14が介在している。そのため、、ハウジング410が、放熱体1の側面1bに樹脂14を介して接触することとなる。
樹脂14は、例えば、エポキシ系の熱硬化性の樹脂、熱軟化性の樹脂、紫外線硬化性の樹脂、あるいは可視光硬化性の樹脂により形成することができ、被覆部材12と同様のものを用いることができる。
サーマルヘッドX2は、ハウジング410が、放熱体1の側面1bに樹脂14を介して接触する構成を有している。それにより、基板7とプラテンローラ50(図10参照)との間に大きな摩擦力が生じて、記録媒体P(図10参照)の搬送方向Sに基板7が外力を受けた場合においても、ハウジング410が放熱体1に突き当てられることにより、ストッパーとして機能し、基板7の位置ずれを生じる可能性を低減することができる。
また、ハウジング410が、放熱体1の側面1bに樹脂14を介して接触していることにより、主走査方向において、ハウジング410が放熱体1から位置ずれしにくくなる。そのため、ハウジング410に大きな外力が生じた場合においても、ハウジング410が主走査方向に位置ずれが生じる可能性を低減することができる。
また、樹脂14が、ハウジング410の突出部410eの突当部410gと、放熱体1の側面1bとを接合している。そのため、ハウジング410と放熱体1との熱膨張係数の違いにより生じたハウジング410の内部応力を小さくすることができる。それにより、ハウジング410に生じる変形量を小さくすることができる。その結果、ハウジング410が破損する可能性を低減することができる。
また、図11(b)に示すように、突当部410gに凹部410iが形成されている。そのため、樹脂14と、突当部410gの接触面積を増大させることができ、突当部410gと樹脂14との接合強度を向上させることができる。
さらに、突当部410gに凹部410iが形成されていることにより、放熱体1の側面1bと突当部410gとの間に、樹脂14を介在させやすくすることができる。その結果、樹脂14が、放熱体1の側面1bと突当部410gとの間から流れ出る可能性を低減す
ることができる。
ることができる。
なお、突当部410gに凹部410iが形成された例を示したが、突当部410gに凸部を形成してもよい。その場合においても、突当部410gと樹脂14との接合強度を向上させることができる。また、突当部410gに凹凸を形成してもよい。その場合においても、突当部410gと樹脂14との接合強度を向上させることができる。
サーマルヘッドX2の各部材の接合方法について説明する。
第1の実施形態に係るサーマルヘッドX1と同様の方法により、ヘッド基体3とコネクタ431とを、半田23(図6参照)および被覆部材12により接合する。続いて、コネクタ431の突当部410gに樹脂14を塗布して、樹脂14と放熱体1の側面1bとが接触するように、両面テープ等が設けられた放熱板1上にヘッド基体3を載置する。その後、樹脂14を硬化させることによりサーマルヘッドX2を作製することができる。
<第2の実施形態の第1変形例>
図12を用いてサーマルヘッドX2の第1変形例について説明する。
図12を用いてサーマルヘッドX2の第1変形例について説明する。
コネクタ531は、コネクタピン8と、ハウジング510とを備えている。ハウジング510は、上壁510aと、下壁510bと、側壁510cと、前壁(不図示)と、突出部510eとを備えている。突出部510eは、放熱体1側に配置された突当部510gを有している。突当部510gと放熱体1の側面1bとは樹脂14を介して接触している。
突当部510gは、樹脂14で封止されている。言い換えると、突出部510eの先端が樹脂14の内部に埋設されている。それにより、突出部510eが主走査方向に位置ずれすることを抑えることができる。そのため、ハウジング510に大きな外力が生じた場合においても、ハウジング510が主走査方向に位置ずれが生じる可能性を低減することができる。
なお、サーマルヘッドX2においては、樹脂14が基板7と離間した配置されている例を示したがこれに限定されるものではない。樹脂14の塗布量を多くすることにより、基板7と樹脂14とが接触するようにしてもよい。基板7と樹脂14とが接触することにより、コネクタ531と基板7との接合強度を向上させることができる。
<第3の実施形態>
図13を用いてサーマルヘッドX3について説明する。なお、図13においては、ヘッド基体3、配線基板16およびコネクタ31の構成を概略的に示しており、図13(a)では被覆部材12の図示を省略している。
図13を用いてサーマルヘッドX3について説明する。なお、図13においては、ヘッド基体3、配線基板16およびコネクタ31の構成を概略的に示しており、図13(a)では被覆部材12の図示を省略している。
サーマルヘッドX3は、放熱体1と、基板7と、配線基板16と、コネクタ31とを備えている。図13では省略しているが、発熱部15を発熱させるための各部材が設けられている。
配線基板16は、配線(不図示)が設けられており、配線は、基板7上の各種電極と電気的に接続されている。配線基板16上には複数の駆動IC11が設けられている。駆動IC11は、基板7の各種電極とワイヤにより電気的に接続されている。また、駆動IC11は、配線基板16の配線とワイヤにより電気的に接続されている。図13(b)に示すように、被覆部材12は、駆動IC11を覆うように設けられており、基板7の一部、駆動IC11、配線基板16の一部を被覆している。そのため、基板7と配線基板16と
は、被覆部材12により強固に接合されている。
は、被覆部材12により強固に接合されている。
また、配線基板16は、主走査方向における中央部にコネクタ31が設けられている。コネクタ31のコネクタピン(図6参照)は、配線基板16の配線と電気的に接続されている。なお、図示されていないが、コネクタピン8と配線とは、サーマルヘッドX1と同様に、半田23により強固に接合されている。そのため、基板7と、配線基板16と、コネクタ31とは、半田23および被覆部材12により一体化されている。
ハウジング10は、配線基板16の側面と位置決め部10fとが接触するように配置されている。また、放熱体1の側面1bと突当部10gとが、接触するように設けられている。
基板7とプラテンローラ50との間に大きな摩擦力が生じて、記録媒体Pの搬送方向Sに基板7が外力を受けた場合に、基板7と配線基板16とが被覆部材12により強固に固定されているため、基板7に生じた摩擦力により配線基板16にも搬送方向S向きの外力が生じることとなる。
そして、サーマルヘッドX3は、ハウジング10と放熱体1の側面1bとが接触することにより、ハウジング10がストッパーとして機能し、配線基板16に位置ずれが生じる可能性を低減することができる。その結果、基板7に位置ずれを生じる可能性を低減することができる。
以下、サーマルヘッドX3の各部材の接合について説明する。
まず、配線基板16とコネクタ31とを半田23を用いて接合する。次に、第1コネクタピン8aおよび配線を被覆するように、被覆部材12をスクリーン印刷、あるいはディスペンサーにより塗布、乾燥する。そして、コネクタ31の突当部10gと放熱体1の側面1bとが接触するように、両面テープ等が設けられた放熱板1上に、基板および配線基板16を載置する。続いて、駆動IC11を被覆するように被覆部材12を塗布する。そして、被覆部材12が塗布されたヘッド基体3をオーブンに入れ、加熱処理をして被覆部材12を硬化させる。このようにして、サーマルヘッドX1を作製することができる。
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。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。
サーマルヘッドX1〜X3では、コネクタ31が、配列方向の中央部に配置された例を示したが、基板7の主走査方向における両端部にコネクタ31を設けてもよい。
また、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。
さらにまた、電気抵抗層15を薄膜形成することにより、発熱部9の薄い薄膜ヘッドを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、各種電極をパターニングした後に、電気抵抗層15を厚膜形成することにより、発熱部9の厚い厚膜ヘッドに本発明を用いてもよい。さらに、発熱部9を基板の端面に形成する端面ヘッドに本技術を用いてもよい。
なお、被覆部材12を、駆動IC11を被覆する封止樹脂29とを同じ材料により形成してもよい。その場合、封止樹脂29を印刷する際に、被覆部材12が形成される領域にも印刷して、封止樹脂29と被覆部材12とを同時に形成してもよい。
X1〜X3 サーマルヘッド
Z1 サーマルプリンタ
1 放熱板
2 接続端子
3 ヘッド基体
7 基板
8 コネクタピン
9 発熱部
10 ハウジング
10a 上壁
10b 下壁
10c 側壁
10d 前壁
10e 突出部
10f 位置決め部
10g 突当部
10h 開口
11 駆動IC
12 被覆部材
13 蓄熱層
14 樹脂
15 電気抵抗層
16 配線基板
17 共通電極
19 個別電極
21 IC−コネクタ接続電極
23 半田
25 保護層
26 IC−IC接続電極
27 被覆層
Z1 サーマルプリンタ
1 放熱板
2 接続端子
3 ヘッド基体
7 基板
8 コネクタピン
9 発熱部
10 ハウジング
10a 上壁
10b 下壁
10c 側壁
10d 前壁
10e 突出部
10f 位置決め部
10g 突当部
10h 開口
11 駆動IC
12 被覆部材
13 蓄熱層
14 樹脂
15 電気抵抗層
16 配線基板
17 共通電極
19 個別電極
21 IC−コネクタ接続電極
23 半田
25 保護層
26 IC−IC接続電極
27 被覆層
Claims (13)
- 基板と、
該基板上に設けられた発熱部と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部に電気的に接続された電極と、
前記基板の熱を放熱するための放熱体と、
半田により該電極と電気的に接続されたコネクタピン、および該コネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタと、を備え、
前記基板は、前記放熱体上に載置され、前記コネクタが前記放熱体の側面に隣り合うように配置されており、
前記ハウジングは、前記放熱体の前記側面に接触していることを特徴とするサーマルヘッド。 - 基板と、
該基板上に設けられた発熱部と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部に電気的に接続された電極と、
前記基板の熱を放熱するための放熱体と、
前記基板に隣り合うように配置され、前記電極に電気的に接続された配線を備える配線基板と、
半田により前記配線と電気的に接続されたコネクタピン、および該コネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタと、を備え、
前記配線基板は、前記放熱体上に載置され、前記コネクタが前記放熱体の側面に隣り合うように配置されており、
前記ハウジングは、前記放熱体の前記側面に接触していることを特徴とするサーマルヘッド。 - 前記ハウジングは、前記放熱体から遠ざかる方向に開口した箱形状をなし、前記放熱体側に位置する前壁と、該前壁から前記放熱体に向けて突出する突出部とを備えており、
該突出部が前記放熱体と接触している、請求項1または2に記載のサーマルヘッド。 - 前記突出部の前記放熱体側に位置する部位が、面取りされている、請求項3に記載のサーマルヘッド。
- 前記突出部の主走査方向に沿った断面積において、前記放熱体側に位置する部位が、当該放熱体側に位置する部位以外の他の部位よりも大きい、請求項3または4に記載のサーマルヘッド。
- 前記ハウジングは、前記突出部と主走査方向に隣り合う前記前壁に切欠部が設けられている、請求項3〜5のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
- 基板と、
該基板上に設けられた発熱部と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部に電気的に接続された電極と、
前記基板の熱を放熱するための放熱体と、
半田により該電極と電気的に接続されたコネクタピン、および該コネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタと、を備え、
前記基板は、前記放熱体上に載置され、前記コネクタが前記放熱体の側面に隣り合うように配置されており、
前記ハウジングは、前記放熱体の側面に樹脂を介して接触していることを特徴とするサーマルヘッド。 - 基板と、
該基板上に設けられた発熱部と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部に電気的に接続された電極と、
前記基板の熱を放熱するための放熱体と、
前記基板に隣り合うように配置され、前記電極に電気的に接続された配線を備える配線基板と、
半田により前記配線と電気的に接続されたコネクタピン、および該コネクタピンを収容するハウジングを備えるコネクタと、を備え、
前記配線基板は、前記放熱体上に載置され、前記コネクタが前記放熱体の側面に隣り合うように配置されており、
前記ハウジングは、前記放熱体の側面に樹脂を介して接触していることを特徴とするサーマルヘッド。 - 前記ハウジングは、前記放熱体から遠ざかる方向に開口した箱形状をなし、前記放熱体側に位置する前壁と、該前壁から前記放熱体に向けて突出する突出部とを備えており、
該突出部が、前記樹脂を介して前記放熱体と接触している、請求項7または8に記載のサーマルヘッド。 - 前記突出部の前記放熱体側に位置する部位に、凹部が形成されている、請求項9に記載のサーマルヘッド。
- 前記突出部の前記放熱体側に位置する部位が、前記樹脂により封止されている、請求項9または10に記載のサーマルヘッド。
- 前記ハウジングは、前記突出部と主走査方向に隣り合う前記前壁に切欠部が設けられている、請求項9〜11のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
- 請求項1〜12のうちいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
前記発熱部上に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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014186557A JP2016055613A (ja) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014186557A JP2016055613A (ja) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016055613A true JP2016055613A (ja) | 2016-04-21 |
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ID=55757096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014186557A Pending JP2016055613A (ja) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
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- 2014-09-12 JP JP2014186557A patent/JP2016055613A/ja active Pending
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