JP2016137692A - Thermal head and thermal printer comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッド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 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。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、主走査方向に帯状に設けられ、主走査方向に沿った第1縁および第2縁を有する厚膜電気抵抗層と、厚膜電気抵抗層に交差するように設けられた第1共通電極および第2共通電極を有する共通電極と、厚膜電気抵抗層に交差するように設けられ、第1共通電極と第2共通電極との間に配置された個別電極と、第1共通電極と個別電極との間に設けられ、厚膜電気抵抗層により形成された第1発熱部と、第2共通電極と個別電極との間に設けられ、厚膜電気抵抗層により形成された第2発熱部と、を有するものが知られている(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 is, for example, a substrate, a thick film electric resistance layer provided on the substrate, provided in a strip shape in the main scanning direction, and having a first edge and a second edge along the main scanning direction, A common electrode having a first common electrode and a second common electrode provided so as to intersect with the membrane electrical resistance layer; a first common electrode and a second common electrode provided so as to intersect with the thick film electrical resistance layer; Between the individual electrode disposed between the first common electrode and the individual electrode, and between the second common electrode and the individual electrode. And a second heat generating portion provided by a thick film electric resistance layer is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述のサーマルヘッドでは、熱効率が未だ低いという問題がある。 However, the above-described thermal head has a problem that the thermal efficiency is still low.
本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、前記基板上に設けられ、主走査方向に帯状に設けられ、主走査方向に沿った第1縁および第2縁を有する厚膜電気抵抗層と、前記厚膜電気抵抗層に交差するように設けられた第1共通電極および第2共通電極を有する共通電極と、前記厚膜電気抵抗層に交差するように設けられ、前記第1共通電極と前記第2共通電極との間に配置された個別電極と、前記第1共通電極と前記個別電極との間に設けられ、前記厚膜電気抵抗層により形成された第1発熱部と、前記第2共通電極と前記個別電極との間に設けられ、前記厚膜電気抵抗層により形成された第2発熱部と、を有している。また、前記第1発熱部は、前記第1縁上に位置する前記厚膜電気抵抗層の長さが、前記第2縁上に位置する前記厚膜電気抵抗層の長さよりも短い。また、前記第2発熱部は、前記第2縁上に位置する前記厚膜電気抵抗層の長さが、前記第1縁上に位置する前記厚膜電気抵抗層の長さよりも短い。 A thermal head according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a thick film electrical resistor provided on the substrate, provided in a strip shape in the main scanning direction, and having a first edge and a second edge along the main scanning direction. A common electrode having a first common electrode and a second common electrode provided to cross the thick film electric resistance layer, and the first common electrode provided to cross the thick film electric resistance layer An individual electrode disposed between an electrode and the second common electrode; a first heat generating portion provided between the first common electrode and the individual electrode and formed by the thick film electric resistance layer; A second heat generating portion provided between the second common electrode and the individual electrode and formed by the thick film electric resistance layer. Further, in the first heat generating portion, the length of the thick film electrical resistance layer located on the first edge is shorter than the length of the thick film electrical resistance layer located on the second edge. In the second heat generating portion, the length of the thick film electric resistance layer located on the second edge is shorter than the length of the thick film electric resistance layer located on the first edge.
また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記に記載のサーマルヘッドと、前記共通電極と前記個別電極とで挟持された前記厚膜電気抵抗層上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記共通電極と前記個別電極とで挟持された前記厚膜電気抵抗層上に、記録媒体を押圧するプラテンローラとを備える。 A thermal printer according to an embodiment of the present invention includes the thermal head described above, and a transport mechanism that transports a recording medium onto the thick film electrical resistance layer sandwiched between the common electrode and the individual electrode. And a platen roller for pressing a recording medium on the thick film electric resistance layer sandwiched between the common electrode and the individual electrode.
本発明によれば、サーマルヘッドX1の熱効率を向上させることができる。 According to the present invention, the thermal efficiency of the thermal head X1 can be improved.
<第1の実施形態>
以下、サーマルヘッドX1について図1〜4を参照して説明する。なお、図2において、保護層25、被覆層27、フレキシブルプリント配線板5(以下、FPC5という)、およびコネクタ31については、一点鎖線にて示している。また、主走査方向をD1、副走査方向D2として示している。
<First Embodiment>
Hereinafter, the thermal head X1 will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the
図1に示すように、サーマルヘッドX1は、放熱板1と、ヘッド基体3と、FPC5と、導電部材23とを有している。
As shown in FIG. 1, the thermal head X <b> 1 includes a
ヘッド基体3は、放熱板1上に配置されており、FPC5と電気的に接続されている。導電部材23は、ヘッド基体3とFPC5とを電気的に接続している。ヘッド基体3は、基板7を有しており、基板7上に厚膜電気抵抗層15が設けられている。厚膜電気抵抗層15のうち、共通電極17(図2参照)と個別電極19(図2参照)とに狭持される領域が、発熱部9として構成されており、発熱部9は主走査方向D1に複数設けられている。
The
発熱部9は、個別電極19により駆動IC11と電気的に接続されており、駆動IC11により各発熱部9に電圧が印加され、各発熱部9を発熱させることにより、サーマルヘッドX1は印画を行っている。駆動IC11上に被覆部材29が設けられており、駆動IC11は封止されている。
The
放熱板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。放熱板1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、導電部材23を介してヘッド基体3と電気的に接続されており、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外部基板である。FPC5は、内部に配線パターン(不図示)を有しており、配線パターンを介してヘッド基体3を外部と電気的に接続している。FPC5と放熱板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。
The FPC 5 is an external substrate that is electrically connected to the
なお、外部基板としてFPC5を用いた例を示したが、可撓性のあるFPC5でなく、硬質な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。 In addition, although the example which used FPC5 as an external board | substrate was shown, you may use a hard 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.
導電部材23は、ヘッド基体3の接続電極21(図2参照)と、FPC5の配線パターンとを電気的に接続している。導電部材23としては、例えば、半田、異方性導電フィルム、あるいは異方性導電樹脂を例示することができる。
The
以下、図2〜4を用いて、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 which comprises the head base |
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。基板7は、平面視して、矩形状をなしており、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。
The
基板7の上面には、蓄熱層13が全面にわたって形成されている。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
蓄熱層13上には、共通電極17、個別電極19、および接続電極21が設けられている。共通電極17、個別電極19、および接続電極21は、発熱部9と外部とを電気的に接続するように、配線パターンを形成している。
On the
厚膜電気抵抗層15は、各種電極が設けられた蓄熱層13上に設けられており、主走査方向D1に帯状に設けられている。厚膜電気抵抗15は、基板7の一方の長辺7aと離間して設けられており、主走査方向D1に沿った第1縁15aと、主走査方向D1に沿った第2縁15bとを有している。第1縁15aは、基板7の一方の長辺7a側に設けられており、第2縁15bは、基板7の他方の長辺7b側に設けられている。
The thick film
厚膜電気抵抗層15の下方には、共通電極17および個別電極19が設けられており、共通電極17および個別電極19は、主走査方向D1に交互に隣り合うように配置されている。そして、厚膜電気抵抗層15のうち、共通電極17と個別電極19とに狭持される領域が発熱部9として構成されている。発熱部9は、主走査方向D1に複数配列されており、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、100dpi〜2400dpi(dot per inch)等の密度で配置されている。
Below the thick film
厚膜電気抵抗層15は、例えば、酸化ルテニウムを導電成分とする厚膜抵抗ペーストを印刷および焼成することにより形成される。厚膜電気抵抗層15の幅は、例えば、50〜200μmとすることができる。厚膜電気抵抗層15の高さは、例えば、5〜50μmとすることができる。
The thick film
共通電極17は、主配線部17aと、副配線部17bと、延伸部17cと、厚電極部17dとを有している。
The
主配線部17aは、基板7の一方の長辺7aに沿って延びており、複数の延伸部17cをそれぞれ連結している。副配線部17bは、主配線部17aから基板7の一方の短辺7cおよび他方の短辺7dにそれぞれに沿って延びるように設けられており、主配線部17
aをFPC5に電気的に接続するために引き出されている。延伸部17cは、主配線部17aから厚膜電気抵抗層15に向かって個別に延びるように複数設けられており、発熱部9を構成している。
The
It is pulled out to electrically connect a to the
厚電極部17dは、基板7の一方の長辺7aに沿って配置されており、共通電極17の他の部位に比べて厚みが厚い構成を有している。そのため、厚電極部17dは、電気抵抗が低い構成となり、共通電極17の電極機能を強化することができる。厚電極部17dの厚さは、例えば0.7〜20μmとすることができ、共通電極17の他の部位の厚さは0.05〜2.0μmとすることができる。
The
個別電極19は、蓄熱層13上に複数設けられている。個別電極19は、延伸部19aと、接続部19bと、端子部19cとを有している。個別電極19は、複数の発熱部9を複数の発熱部群(不図示)に分け、各発熱部群の発熱部9を、各発熱部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。
A plurality of
延伸部19aは、厚膜電気抵抗層15aの下方に設けられており、共通電極17の延伸部17cとにより、発熱部9を構成している。接続部19bは、延伸部19aと端子部19cとを接続している。端子部19cは、駆動IC11の端子(不図示)の下方に設けられており、駆動IC11と電気的に接続されている。なお、延伸部19aとは、主配線部17aよりも基板7の他方の長辺7b側に配置されており、厚膜電気抵抗層15の下方、および厚膜電気抵抗層15aよりも基板7の一方の長辺7a側に配置された部位を示している。
The extending
接続電極21は、蓄熱層13上に複数設けられており、駆動IC11とFPC5とを電気的に接続している。複数の接続電極21は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。
A plurality of
これらの共通電極17、個別電極19および接続電極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。
The
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の端子部19bと接続電極21とに電気的に接続されている。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。
As shown in FIG. 1, the
上記の共通電極17、個別電極19および接続電極21は、例えば、厚電極部17dを印刷および焼成して設けた後に、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、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、厚電極部17dは必ずしも設けなくともよい。また、共通電極17、個別電極19および接続電極21は、同じ工程によって同時に形成することができる。
The
厚膜電気抵抗層15上および蓄熱層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、基板7の一方の長辺7a側に設けられている。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。
A
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いし、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。
The
また、蓄熱層13上には、共通電極17、個別電極19および接続電極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、基板7の他方の長辺7b側に設けられている。
Further, a
被覆層27は、共通電極17、個別電極19および接続電極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形成技術を用いて形成することができる。
The
被覆層27は、個別電極19の端子部19b、および接続電極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および接続電極21に接続された状態で、駆動IC11の保護するため、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材29によって封止されている。
The
図4を用いて、共通電極17、個別電極19、および発熱部9について詳細に説明する。なお、図4(a)においては、保護層25(図3参照)の図示を省略しており、図4(b)においては、分かりやすくするため、基板7、蓄熱層13、および厚膜電気抵抗層15のみを示しており、図7〜10においても同様である。
The
共通電極17は、複数の延伸部17cを有しており、複数の延伸部17cが、それぞれ第1発熱部9aを構成する第1共通電極と、第2発熱部9bを構成する第2共通電極として機能している。そのため、延伸部17c1を第1共通電極17c1、延伸部17c2を第2共通電極17c2と称して、以下説明する。
The
共通電極17は、第1共通電極17c1と第2共通電極17c2とを有している。第1共通電極17c1は、主配線部17aから副走査方向D2に沿って延びるように設けられており、先端が厚膜電気抵抗層15をこえて、厚膜電気抵抗層15よりも基板7の他方の長辺7b側の蓄熱層13上に配置されている。
The
第2共通電極17c2は、個別電極19を間に挟むように、第1共通電極17c1と隣り合って配置されている。第2共通電極17c2は、主配線部17aから副走査方向D2に沿って延びるように設けられており、先端が厚膜電気抵抗層15をこえて、厚膜電気抵抗層15よりも基板7の他方の長辺7b側の蓄熱層13上に配置されている。
The second common electrode 17c2 is disposed adjacent to the first common electrode 17c1 with the
個別電極19は、延伸部19aを有しており、延伸部19aは、第1共通電極17c1と第2共通電極17c2との間に配置されている。延伸部19aは、平面視して、副走査方向D2に対して傾斜するように設けられている。すなわち、延伸部19aは、平面視して、第1共通電極17c1および第2共通電極17c2に対して傾斜するように設けられている。また、延伸部19aは、先端が接続部19bから厚膜電気抵抗層15をこえて、厚膜電気抵抗層15よりも基板7の一方の長辺7a側の蓄熱層13上に配置されている。
The
第1発熱部9aは、第1共通電極17c1と延伸部19aとにより形成されており、平面視して、台形形状をなしている。第1発熱部9aは、第1共通電極17c1から延伸部19aに電圧が印加されることにより、発熱を行なっている。
The first
第1発熱部9aは、厚膜電気抵抗層15の第1縁15a上に設けられた第1部位9a1と、厚膜電気抵抗層15の第2縁15b上に設けられた第2部位9a2とを有している。なお、第1部位9a1とは、第1発熱部9aのうち、第1縁15aの近傍に設けられた領域である。また、第2部位9a1とは、第1発熱部9aのうち、第1縁15aの近傍に設けられた領域である。
The first
第1発熱部9aは、第1部位9a1の主走査方向D1における長さが、第2部位9a2の主走査方向D1における長さよりも短い構成を有している。そのため、第1部位9a1の電気抵抗値が、第2部位9a2の電気抵抗値よりも低くなっている。
The first
第2発熱部9bは、第2共通電極17c2と延伸部19aとにより形成されており、平面視して、台形形状をなしている。また、第2発熱部9bは、主走査方向D1に第1発熱部9aに隣り合うように配置されている。第1発熱部9aは、第2共通電極17c2から延伸部19aに電圧が印加されることにより、発熱を行なっている。
The second
第2発熱部9bは、厚膜電気抵抗層15の第1縁15a上に設けられた第1部位9b1と、厚膜電気抵抗層15の第2縁15b上に設けられた第2部位9b2とを有している。なお、第1部位9b1とは、第2発熱部9bのうち、第1縁15aの近傍に設けられた領域である。また、第2部位9b2とは、第2発熱部9bのうち、第2縁15bの近傍に設けられた領域である。
The second
第2発熱部9bは、第2部位9b2の主走査方向D1における長さが、第1部位9b1の主走査方向D1における長さよりも短い構成を有している。そのため、第1部位9b1の電気抵抗値が、第2部位9b2の電気抵抗値よりも高くなっている。
The second
ここで、厚膜電気抵抗層により第1発熱部を形成すると、断面視して、厚膜電気抵抗層は副走査方向における中央部が最も突出した形状となり、副走査方向における中央部が第1部位および第2部位よりも高く形成される。そのため、記録媒体(図5参照)は、副走査方向における中央部に接触し、第1部位および第2部位とは接触しない、または接触した場合においても、プラテンローラ50(図5参照)からの荷重がかかりにくい構成となる。それゆえ、第1部位および第2部位は発熱しても直接印画には寄与しない構成となっている。これにより、第1部位および第2部位が発熱することにより、サーマルヘッドの熱効率が悪くなる可能性がある。特に、高速印字を行うサーマルヘッドの場合、発熱部9を薄膜により形成する薄膜ヘッドに対して、熱構成が劣る可能性がある。
Here, when the first heat generating portion is formed by the thick film electric resistance layer, the thick film electric resistance layer has a shape in which the central portion in the sub-scanning direction protrudes most in the cross-sectional view, and the central portion in the sub-scanning direction is the first portion. It is formed higher than the part and the second part. Therefore, the recording medium (see FIG. 5) contacts the central portion in the sub-scanning direction and does not contact the first part and the second part, or even when it comes in contact with the platen roller 50 (see FIG. 5). It becomes a configuration that is difficult to apply a load. Therefore, the first part and the second part are configured not to contribute directly to printing even if heat is generated. Thereby, when the 1st part and the 2nd part generate heat, the thermal efficiency of a thermal head may deteriorate. In particular, in the case of a thermal head that performs high-speed printing, there is a possibility that the thermal configuration is inferior to a thin film head that forms the
これに対して、第1発熱部9aは、第1部位9a1の主走査方向D1における長さが、第2部位9a2の主走査方向D1における長さよりも短い構成を有しており、第1部位9a1の電気抵抗値が、第2部位9a2の電気抵抗値よりも高くなっている。
On the other hand, the first
そのため、厚膜電気抵抗層15を形成した後に、抵抗値を調整するためにトリミングを行い、第1発熱部9aに電圧を印加すると、電気抵抗値の低い第1部位9a1が先に酸化されることになる。そのため、電圧を印加するトリミングを行うことで、第1部位9a1の電気抵抗値をさらに高くすることができる。
Therefore, after forming the thick
それにより、第1部位9a1は、サーマルヘッドX1の駆動時にも電流が流れにくい構成となり、第1部位9a1にて無駄な発熱が生じる可能性を低減することができる。それゆえ、サーマルヘッドX1の熱効率を向上させることができる。 As a result, the first portion 9a1 has a configuration in which current does not easily flow even when the thermal head X1 is driven, and it is possible to reduce the possibility that unnecessary heat is generated in the first portion 9a1. Therefore, the thermal efficiency of the thermal head X1 can be improved.
さらに、第2発熱部9bは、第2部位9b2の主走査方向D1における長さが、第1部位9b1の主走査方向D1における長さよりも短い構成を有しており、第2部位9b2の
電気抵抗値が、第1部位9b1の電気抵抗値よりも低くなっている。
Further, the second
そのため、第1発熱部9aと同様に、電圧を印加してトリミングの際に第2発熱部9bに電圧を印加すると、電気抵抗値の高い第2部位9b2が先に酸化されることになる。そのため、トリミングを行うことで、第2部位9b2の電気抵抗値をさらに高くすることができる。
Therefore, similarly to the first
それにより、第2部位9b2は、サーマルヘッドX1の駆動時にも電流が流れにくい構成となり、第2部位9b2にて無駄な発熱が生じる可能性を低減することができる。それゆえ、サーマルヘッドX1の熱効率を向上させることができる。 As a result, the second portion 9b2 has a configuration in which current does not easily flow even when the thermal head X1 is driven, and the possibility that unnecessary heat is generated in the second portion 9b2 can be reduced. Therefore, the thermal efficiency of the thermal head X1 can be improved.
そして、第1発熱部9aの第1部位9a1は電流が流れにくい構成となっていることから、第1発熱部9aのヒートスポットが、第1発熱部9aの副走査方向D2における中央部よりも第2部位9a2側にずれて配置されることとなる。同様に、第2発熱部9bの第2部位9b2は電流が流れにくい構成となっていることから、第2発熱部9bのヒートスポットが、第2発熱部9bの副走査方向D2における中央部よりも第1部位9b1側にずれて配置されることとなる。
And since the 1st site | part 9a1 of the 1st
そのため、隣り合う第1発熱部9a1と第2発熱部9b1とにおいて、ヒートスポットが交互にずれて配置される構成となる。その結果、サーマルヘッドX1は、隣り合う発熱部9のヒートスポットが、副走査方向D2に交互にずれて配置されることとなり、スティッキングが生じる可能性を低減することができる。
Therefore, in the adjacent first heat generating part 9a1 and second heat generating part 9b1, the heat spots are arranged to be alternately shifted. As a result, in the thermal head X1, the heat spots of the adjacent
また、第1共通電極17c1および第2共通電極17c2が副走査方向D2に沿って設けられており、第1発熱部9aおよび第2発熱部9bを構成する延伸部19aが、平面視して、第1共通電極17c1および第2共通電極17c2に対して傾斜している。
The first common electrode 17c1 and the second common electrode 17c2 are provided along the sub-scanning direction D2, and the extending
それにより、延伸部19aを第1共通電極17c1および第2共通電極17c2に対して傾斜させるという簡単な構成により、第1発熱部9aにおいて、第1部位9a1の電気抵抗値を第2部位9a2の電気抵抗値よりも低くするとともに、第2発熱部9bにおいて、第2部位9b2の電気抵抗値を第1部位9b1の電気抵抗値よりも低くすることができる。
Thereby, the electrical resistance value of the first part 9a1 of the first part 9a1 is reduced in the first part 9a2 by the simple configuration in which the extending
延伸部19aの傾斜角θは、3〜20°であることが好ましい。それにより、第1発熱部9aの第1部位9a1および第2発熱部9bの第2部位9b2に、電流が流れる可能性を低減することができる。
The inclination angle θ of the extending
次に、サーマルヘッドX1のトリミング方法について説明する。サーマルヘッドx1は、厚膜電気抵抗層15の自己発生ジュール熱により電気抵抗値を調整する通電過負荷トリミングを行っている。通電過負荷トリミングは、発熱部9ごとに個別に、例えば、30〜80Vのパルス電圧を100μs〜10ms印加することにより、各発熱部9の電気抵抗値を個別に調整することができる。サーマルヘッドX1は、トリミングを行うことにより発熱部9ごとの電気抵抗値のばらつきを低減することができる。
Next, a trimming method of the thermal head X1 will be described. The thermal head x1 performs energization overload trimming that adjusts the electric resistance value by self-generated Joule heat of the thick film
なお、厚膜電気抵抗層15が、電圧を印加してトリミングを行うと、酸化され電気抵抗値が高くな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、電圧を印加してトリミングを行うと、アニールされ電気抵抗値が低くなる厚膜電気抵抗層15に本発明を用いてもよい。
In addition, although the thick film
次に、サーマルプリンタZ1について、図5を参照しつつ説明する。 Next, the thermal printer Z1 will be described with reference to FIG.
図5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、図5に示すSは、記録媒体Pの搬送方向を示している。
As shown in FIG. 5, the thermal printer Z <b> 1 of the present embodiment includes the thermal head X <b> 1, the
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5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がインクに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の主走査方向D1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5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. 5, the thermal printer Z1 presses the recording medium P onto the
<第2の実施形態>
図6,7を用いてサーマルヘッドX2について説明する。サーマルヘッドX2は、発熱部109、共通電極117および個別電極119の構成がサーマルヘッドX1と異なっており、その他の点は同様である。なお、サーマルヘッドX1と同一の部材については同一の番号を付している。
<Second Embodiment>
The thermal head X2 will be described with reference to FIGS. The thermal head X2 is different from the thermal head X1 in the configuration of the
共通電極117は、主配線部117aと、複数の副配線部117bと、延伸部117cとを有している。副配線部117bは、主配線部117aから副走査方向D2に延びるように設けられており、主走査方向D1における両端部と、駆動IC11同士の間に配置されている。そのため、駆動IC11ごとに、同一の配線パターン116が構成されており、サーマルヘッドX2は、主走査方向D1に3つの配線パターン116が配列されている。
The
サーマルヘッドX2は、同一の駆動IC11に接続された複数の個別電極119と、共通電極117とにより配線パターン116を構成している。そして、配線パターン116を構成する個別電極119の延伸部119aは、平面視して、第1共通電極117c1および第2共通電極117c2に対する傾斜角が異なっている。
In the thermal head X2, a
以下、図7を用いて1つの配線パターン116を用いて説明する。
Hereinafter, a
図7(a)に示すように、複数の配線パターン116のうち、主走査方向D1の一端部に位置する配線パターン116の延伸部119aは、第1共通電極117c1および第2共通電極117c2に対して傾斜角θ1(以下、傾斜角θ1と称する)で傾斜した状態で設けられている。
As shown in FIG. 7A, the extending
また、図7(b)に示すように、複数の配線パターン116のうち、主走査方向D1の中央部に位置する配線パターン116の延伸部119aは、第1共通電極117c1および第2共通電極117c2に対して傾斜角θ2(以下、傾斜角θ2と称する)で傾斜した状態で設けられている。
Also, as shown in FIG. 7B, among the plurality of
そして、傾斜角θ1は、傾斜角θ2よりも大きくなるように設けられており、主走査方向D1の一端部に位置する延伸部配線パターン116の119aは、主走査方向D1の中央部に位置する配線パターン116の延伸部119aよりも傾斜した状態で設けられている。
The inclination angle θ1 is provided to be larger than the inclination angle θ2, and the extended
また、図示していないが、主走査方向D1の他端部に位置する配線パターン116の延伸部119aは、第1共通電極117c1および第2共通電極117c2に対して、傾斜角−θ1(以下、傾斜角θ1と称する)で傾斜した状態で設けられている。すなわち、延伸部119aは、配線パターン116の主走査方向D1における中央を境界として、線対称な状態で、第1共通電極117c1および第2共通電極117c2に対して傾斜して設けられている。
Although not shown, the extending
サーマルヘッドX2は、図6に示すように、配線パターン116により形成された発熱部9が配置された領域の主走査方向D1における長さは、配線パターン116を構成する端子119bが配置された領域の主走査方向D1における長さよりも長くなっている。そのため、接続部119bは、配線パターン116の両端部に向うにつれて、副走査方向D2に対する傾斜角が大きくなっている。
In the thermal head X2, as shown in FIG. 6, the length in the main scanning direction D1 of the region where the
サーマルヘッドX2は、傾斜角θ1が傾斜角θ2よりも大きくなるように構成されている。それにより、接続部119bの副走査方向D2に対する傾斜が大きくなることに合わせて、延伸部119aの傾斜を大きくすることができる。その結果、傾斜角θ1,θ2を、個別電極119の接続部119bの傾斜角に近づけることができ、個別電極119に大きく屈曲する部分が形成される可能性を低減することができる。そのため、個別電極119に断線が生じる可能性を低減することができる。
The thermal head X2 is configured such that the inclination angle θ1 is larger than the inclination angle θ2. Accordingly, the inclination of the extending
また、延伸部119aの第1共通電極117c1および第2共通電極117c2に対する傾斜角は、発熱部群9の両端部に向けて徐々に大きくなるように設けられることが好ましい。それにより、さらに、傾斜角θ1,θ2を、個別電極119の接続部119bの傾斜に近づけることができ、個別電極119に断線が生じる可能性をさらに低減することができる。
In addition, the inclination angle of the extending
<第3の実施形態>
図8を用いてサーマルヘッドX3について説明する。サーマルヘッドX3は、発熱部2
09、共通電極217および個別電極219の構成がサーマルヘッドX1と異なっており、その他の点は同様である。なお、サーマルヘッドX1と同一の部材については同一の番号を付している。
<Third Embodiment>
The thermal head X3 will be described with reference to FIG. The thermal head X3 is a heating unit 2
09, the common electrode 217, and the
延伸部219aは、副走査方向D2に延びるように設けられている。また、厚膜電気抵抗層15の下方で主走査方向D1に屈曲しており、先端が厚膜電気抵抗層15よりも基板7の一方の長辺7a側に配置されている。そのため、延伸部219aは、接続部219bから副走査方向D2に延びるように設けられており、厚膜電気抵抗層15の下方で主走査方向D1に屈曲しており、屈曲した後に、副走査方向D2に延びるように設けられている。
The extending
そのため、第1発熱部209aは、第1部位209a1の主走査方向D1における長さが、第2部位209a2の主走査方向D1における長さよりも短い構成を有している。そのため、第1部位209a1の電気抵抗値が、第2部位209a2の電気抵抗値よりも低くなっている。
Therefore, the first
また、第2発熱部209bは、第2部位209b2の主走査方向D1における長さが、第1部位209b1の主走査方向D1における長さよりも短い構成を有している。そのため、第2部位209b2の電気抵抗値が、第1部位209b1の電気抵抗値よりも低くなっている。
The second
そのため、トリミングを行った際に、第1発熱部209aの第1部位209a1、および第2発熱部209bの第2部位209b2を酸化することができ、第1発熱部209aの第1部位209a1、および第2発熱部209bの第2部位209b2の電気抵抗値を高くすることができる。
Therefore, when trimming is performed, the first part 209a1 of the first
それにより、第1発熱部209aの第1部位209a1、および第2発熱部209bの第2部位209b2は、サーマルヘッドX3の駆動時にも電流が流れにくい構成となり、第1発熱部209aの第1部位209a1、および第2発熱部209bの第2部位209b2にて印字に使用されない箇所の発熱が生じる可能性を低減することができる。それゆえ、サーマルヘッドX3の熱効率を向上させることができる。
As a result, the first part 209a1 of the first
なお、延伸部219aが厚膜電気抵抗層15の下方で屈曲している例を示したが、延伸部219aは厚膜電気抵抗層15の下方で湾曲していてもよい。その場合においても、同様の効果を奏することができる。
In addition, although the example in which the extending
<第4の実施形態>
図9を用いてサーマルヘッドX4について説明する。サーマルヘッドX4は、発熱部309、共通電極317および個別電極319の構成がサーマルヘッドX1と異なっており、その他の点は同様である。なお、サーマルヘッドX1と同一の部材については同一の番号を付している。
<Fourth Embodiment>
The thermal head X4 will be described with reference to FIG. The thermal head X4 is different from the thermal head X1 in the configuration of the heat generating portion 309, the
第1共通電極317c1の先端は、厚膜電気抵抗層15の下方に配置されており、厚膜電気抵抗層15よりも基板7の他方の長辺7b側に配置されていない。第2共通電極317c2の先端は、厚膜電気抵抗層15の下方に配置されており、厚膜電気抵抗層15よりも基板7の他方の長辺7b側に配置されていない。延伸部319aの先端は、厚膜電気抵抗層15の下方に配置されており、厚膜電気抵抗層15よりも基板7の一方の長辺7a側に配置されていない。
The tip of the first common electrode 317c1 is disposed below the thick film
すなわち、サーマルヘッドX4は、第1共通電極317c1、第2共通電極317c2
、および延伸部319aの先端が、厚膜電気抵抗層15の下方に配置される構成を有している。
That is, the thermal head X4 includes the first common electrode 317c1 and the second common electrode 317c2.
And the front-end | tip of the extending | stretching
それにより、第1共通電極317c1と延伸部319aの先端、および第2共通電極317c1と延伸部319aの後端の距離が近づきすぎることを抑制することができる。それにより、第1共通電極317c1と延伸部319aの先端、および第2共通電極317c1と延伸部319aの後端にて、静電気による放電が生じる可能性を低減することができ、サーマルヘッドX4が破損する可能性を低減することができる。
Thereby, it is possible to suppress the distance between the first common electrode 317c1 and the distal end of the extending
<第5の実施形態>
図10を用いてサーマルヘッドX5について説明する。サーマルヘッドX5は、発熱部409、共通電極417および個別電極419の構成がサーマルヘッドX1と異なっており、その他の点は同様である。なお、サーマルヘッドX1と同一の部材については同一の番号を付している。
<Fifth Embodiment>
The thermal head X5 will be described with reference to FIG. The thermal head X5 is different from the thermal head X1 in the configuration of the heat generating portion 409, the
延伸部419aは、駆動IC11(図3参照)側に位置する延伸部419aの幅が、駆動IC11と反対側に位置する延伸部419aの幅よりも大きい構成を有している。
The extending
それにより、第1発熱部419aと第2発熱部9bとの間の距離を大きくすることなく、第1発熱部409aの第1部位409a1と、第2発熱部409bの第2部位409b2との電気抵抗値をトリミングにより高くすることができ、第1発熱部409aの第1部位409a1と、第2発熱部409bの第2部位409b2とに電流を流れにくくすることができる。それにより、サーマルヘッドX5の熱効率を向上させることができる。
Thereby, without increasing the distance between the first
さらに、発熱部409の熱は、駆動IC11側に位置する延伸部419aに伝熱しやすくなり、記録媒体P(図5参照)の上流側である駆動IC11側に、発熱部409の熱を伝熱させることができる。その結果、記録媒体Pを予熱することができ、サーマルヘッドX5の熱効率をさらに向上させることができる。
Further, the heat of the heat generating part 409 is easily transferred to the extending
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〜X5をサーマルプリンタZ1に用いてもよい。 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 X5 may be used for the thermal printer Z1.
なお、厚膜電気抵抗層15上に共通電極17および個別電極19を設けた例を示したがこれに限定されるものではない。共通電極17および個別電極19を形成した後に、厚膜電気抵抗層15を設けてもよい。その場合においても、同様の効果を奏することができる。
In addition, although the example which provided the
また、発熱部9を基板7の主面上に形成した例を示したが、発熱部9を基板7の端面に形成する端面型サーマルヘッドにおいても、本発明を実施することができる。
Moreover, although the example which formed the
また、FPC5を設けずにコネクタ31をヘッド基体3に直接電気的に接続してもよい。その場合、コネクタ31のコネクタピン(不図示)と、ヘッド基体3の接続電極21とを導電性接合材23を介して電気的に接続すればよい。
Further, the
X1〜X5 サーマルヘッド
Z1 サーマルプリンタ
1 放熱体
3 ヘッド基体
5 フレキシブルプリント配線板
7 基板
9 発熱部
9a 第1発熱部
9a1 第1部位
9a2 第2部位
9b 第2発熱部
9b1 第1部位
9b2 第2部位
11 駆動IC
13 蓄熱層
15 厚膜電気抵抗層
15a 第1縁
15b 第2縁
17 共通電極
17c1 第1共通電極
17c2 第2共通電極
19 個別電極
19a 延伸部
19b 接続部
19c 端子
21 接続電極
23 接合材
25 保護層
27 被覆層
29 被覆部材
X1 to X5 Thermal Head Z1
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基板上に設けられ、主走査方向に帯状に設けられ、主走査方向に沿った第1縁および第2縁を有する厚膜電気抵抗層と、
前記厚膜電気抵抗層に交差するように設けられた第1共通電極および第2共通電極を有する共通電極と、
前記厚膜電気抵抗層に交差するように設けられ、前記第1共通電極と前記第2共通電極との間に配置された個別電極と、
前記第1共通電極と前記個別電極との間に設けられ、前記厚膜電気抵抗層により形成された第1発熱部と、
前記第2共通電極と前記個別電極との間に設けられ、前記厚膜電気抵抗層により形成された第2発熱部と、を有し、
前記第1発熱部は、前記第1縁上に位置する前記厚膜電気抵抗層の長さが、前記第2縁上に位置する前記厚膜電気抵抗層の長さよりも短く、
前記第2発熱部は、前記第2縁上に位置する前記厚膜電気抵抗層の長さが、前記第1縁上に位置する前記厚膜電気抵抗層の長さよりも短いことを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate,
A thick film electric resistance layer provided on the substrate, provided in a strip shape in the main scanning direction, and having a first edge and a second edge along the main scanning direction;
A common electrode having a first common electrode and a second common electrode provided to intersect the thick film electric resistance layer;
An individual electrode provided to intersect the thick film electrical resistance layer and disposed between the first common electrode and the second common electrode;
A first heat generating portion provided between the first common electrode and the individual electrode and formed by the thick film electric resistance layer;
A second heat generating part provided between the second common electrode and the individual electrode and formed by the thick film electric resistance layer,
In the first heat generating portion, the length of the thick film electric resistance layer located on the first edge is shorter than the length of the thick film electric resistance layer located on the second edge,
The second heat generating portion is characterized in that a length of the thick film electric resistance layer located on the second edge is shorter than a length of the thick film electric resistance layer located on the first edge. Thermal head.
平面視して、前記個別電極は、前記第1共通電極および前記第2共通電極に対して、傾斜している、請求項1に記載のサーマルヘッド。 The common electrode extends along the sub-scanning direction;
2. The thermal head according to claim 1, wherein the individual electrode is inclined with respect to the first common electrode and the second common electrode in a plan view.
前記個別電極が、隣り合う前記延伸部同士の間に複数設けられ、主走査方向に配列されており、
両端部に位置する前記個別電極の前記共通電極に対する傾斜角が、中央部に位置する前記個別電極の前記共通電極に対する傾斜角よりも大きい、請求項2に記載のサーマルヘッド。 The common electrode includes a main wiring portion extending in the main scanning direction, a sub wiring portion extending in the sub scanning direction from both ends of the main wiring portion, and a plurality extending from the main wiring portion toward the thick film electric resistance layer. An extending portion of
A plurality of the individual electrodes are provided between the extending portions adjacent to each other, and are arranged in the main scanning direction,
The thermal head according to claim 2, wherein an inclination angle of the individual electrode located at both ends with respect to the common electrode is larger than an inclination angle of the individual electrode located at a central part with respect to the common electrode.
前記個別電極は、前記厚膜電気抵抗層上で屈曲または湾曲している、請求項1に記載のサーマルヘッド。 The common electrode extends along the sub-scanning direction;
The thermal head according to claim 1, wherein the individual electrode is bent or curved on the thick film electric resistance layer.
前記駆動IC側に位置する前記個別電極の幅が、前記駆動ICと反対側に位置する前記個別電極の幅よりも大きい、請求項1〜5のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。 The individual electrodes are connected to a driving IC,
The thermal head according to any one of claims 1 to 5, wherein a width of the individual electrode located on the drive IC side is larger than a width of the individual electrode located on the opposite side to the drive IC.
前記共通電極の前記延伸部と前記個別電極の前記一端部との間に位置する前記厚膜電気抵抗層により形成された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、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 6,
A transport mechanism for transporting a recording medium onto a heat generating portion formed by the thick film electric resistance layer located between the extending portion of the common electrode and the one end portion of the individual electrode;
A thermal printer comprising a platen roller for pressing a recording medium on the heat generating portion.
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