JP2016155361A - サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】濃度ムラの改善した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および発熱部９を有するヘッド基体３と、ヘッド基体３に隣り合うように配置され、ヘッド基体３に電気的に接続された外部基板５と、発熱部９の駆動を制御するとともに、基板７上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ＩＣ１１と、複数の駆動ＩＣ１１を被覆する被覆部材２９とを備え、平面視したときに、複数の駆動ＩＣ２９が配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第１領域Ｅ１と、複数の第１領域Ｅ１以外の複数の第２領域Ｅ２とを有し、主走査方向に第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２とが交互に配置されており、複数の蓄熱部材３３が、主走査方向に沿って複数の第２領域Ｅ２に設けられており互いに離間していることにより、サーマルヘッドＸ１の濃度ムラを改善することができる。【選択図】図４

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。

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、および基板上に設けられた発熱部を有するヘッド基体と、ヘッド基体に隣り合うように配置され、ヘッド基体に電気的に接続された外部基板と、発熱部の駆動を制御するとともに、基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ＩＣと、複数の駆動ＩＣを被覆する被覆部材とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、上記のサーマルヘッドは、平面視したときに、複数の駆動ＩＣが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第１領域と、複数の第１領域以外の複数の第２領域とを有し、主走査方向に第１領域と第２領域とが交互に配置されている。

特開２００４−５８５４１号公報

駆動ＩＣは、サーマルヘッドの駆動に伴って熱を発生させており、第１領域の温度が第２領域の温度よりも高くなっている。そのため、第１領域および第２領域の温度ばらつきが生じてしまい、サーマルヘッドの印画に濃度ムラが生じる可能性がある。

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板、および前記基板上に設けられた発熱部を有するヘッド基体と、前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記ヘッド基体に電気的に接続された外部基板と、前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ＩＣと、複数の前記駆動ＩＣを被覆する被覆部材とを備える。また、前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ＩＣが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第１領域と、複数の前記第１領域以外の複数の第２領域とを有し、主走査方向に前記第１領域と前記第２領域とが交互に配置されている。また、複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第２領域に設けられており、互いに離間している。

本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドは、基板、および前記基板上に設けられた発熱部を有するヘッド基体と、前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記発熱部と電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に隣り合うように配置され、前記配線基板と電気的に接続された外部基板と、前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記配線基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ＩＣと、複数の前記駆動ＩＣを被覆する被覆部材とを備える。また、前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ＩＣが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第１領域と、複数の前記第１領域以外の複数の第２領域とを有し、主走査方向に前記第１領域と前記第２領域とが交互に配置されている。また、複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第２領域に設けられており、互いに離間している。

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、複数の発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、複数の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。

本発明によれば、サーマルヘッドの温度ばらつきを低減させることができ、印画ムラが生じる可能性を低減することができる。

第１の実施形態に係るサーマルヘッドを概略的に示す斜視図である。 図１に示すサーマルヘッドの平面図である。 （ａ）は図２に示すＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は図２に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１に示すサーマルヘッドを示し（ａ）は概略を示す平面図、（ｂ）は図４（ａ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明のサーマルプリンタの一実施形態の概略構成を示す図である。 第２の実施形態に係るサーマルヘッドを示す平面図である。 第３の実施形態に係るサーマルヘッドを示し（ａ）は概略を示す平面図、（ｂ）は図７（ａ）に示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。 第４の実施形態に係るサーマルヘッドを示し（ａ）は概略を示す平面図、（ｂ）は図８（ａ）に示すＶ−Ｖ線断面図である。 図８に示すサーマルヘッドを示し（ａ）はＦＰＣの配線の概略を示す平面図、（ｂ）は拡大して示す平面図である。 第５の実施形態に係るサーマルヘッドを概略的に示す斜視図である。 図１０に示すサーマルヘッドを示し（ａ）は概略を示す平面図、（ｂ）は図８（ａ）に示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。

＜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。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２では、ＦＰＣ５、保護層２５、被覆層２７、および蓄熱部材３３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。

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、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、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。

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。

ＦＰＣ５は、ヘッド基体３と電気的に接続されており、コネクタ３１を介して外部と電気的に接続されている、ＦＰＣ５は可撓性のフレキシブルプリント配線板により形成されている。

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。

ヘッド基体３の基板７上には、複数の発熱部９と、複数の駆動ＩＣ１１とが設けられており、複数の駆動ＩＣ１１を覆うように被覆部材２９が設けられている。被覆部材２９は、第１部位２９ａと第２部位２９ｂとを有している。なお、第１部位２９ａおよび第２部位２９ｂ２についての説明は後述する。

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、平板形状をなしており、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とを有している。下地部１３ａは、基板７の上面の全域にわたり形成されている。隆起部１３ｂは、主走査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。隆起部１３ｂは、印画する記録媒体を、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。

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、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２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。

なお、電気抵抗層１５は、共通電極１７、個別電極１９および接続電極２１と同形状にパターニングされていなくてもよく、共通電極１７と個別電極１９との間にのみ形成されていてもよい。

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。

共通電極１７は、主配線部１７ａ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の一方の長辺に沿って延びている。副配線部１７ｂは、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。共通電極１７は、リード部１７ｃが複数の発熱部９と接続され、副配線部１７ｂ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。

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。

複数の接続電極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。

上記の電気抵抗層１５、共通電極１７、個別電極１９および接続電極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。

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、ＳｉＯ、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。

また、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。

駆動ＩＣ１１は、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。

図４に示すように、駆動ＩＣ１１は、主走査方向に複数設けられており、互いに離間した状態で配列されている。そのため、サーマルヘッドＸ１は、平面視したときに、複数の駆動ＩＣ１１が配置された領域を副走査方向に延ばした第１領域Ｅ１と、複数の第１領域Ｅ１以外の複数の第２領域Ｅ２とを有している。そして、サーマルヘッドＸ１は、主走査方向に第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２とが交互に配列されている。

被覆部材２９は、複数の駆動ＩＣ１１を被覆するように、複数の駆動ＩＣ１１にわたって主走査方向に延びるように設けられている。被覆部材２９は、第１部位２９ａと第２部位２９ｂとを有している。第１部位２９ａは、第１領域Ｅ１に配置されており、駆動ＩＣ１１を被覆している。第２部位２９ｂは、第２領域Ｅ２に配置されており、隣り合う駆動ＩＣ１１の間に配置されている。第１部位２９ａと第２部位２９ｂとは、主走査方向に交互に配置されており、一体的に形成されている。

被覆部材２９は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂により形成することができる。なお、被覆部材２９を紫外線硬化樹脂により形成してもよい。

ＦＰＣ５は、基材５ａと、内部配線５ｂと、カバー部材５ｃとを有している。基材５ａは、平面視して、矩形状をなしており、主走査方向に長く形成されている。内部配線５ｂは、基材５ａ上に形成されており、ヘッド基体３とコネクタ３１とを電気的に接続するようにパターニングされている。カバー部材５ｃは、内部配線５ｂの略全体を覆うように設けられている。カバー部材５ｃから露出した内部配線５ｂと、ヘッド基体３の接続電極２１とが接続領域Ｅ３において電気的に接続されている。

接合材２３は、内部配線５ｂと接続電極２１とを電気的に接続している。接合材２３としては、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。

複数の蓄熱部材３３は、主走査方向に沿って複数の第２領域Ｅ２にそれぞれ設けられており、隣り合う蓄熱部材３３は互いに離間した状態で配置されている。すなわち、隣り合う第２領域Ｅ２に一つずつ設けられている。蓄熱部材３３は、ＦＰＣ５の基材５ａ上に設けられており、下方に内部配線５ｂが配置されている。また、蓄熱部材３３は、接続領域Ｅ３に設けられており、下方に接合材２３が配置されている。

蓄熱部材３３は、発熱部９により生じた熱を蓄熱している。例えば、発熱部９により生じた熱は、基板７上の各部材を伝熱して蓄熱部材３３に伝熱される。蓄熱部材３３に伝熱された熱は、蓄熱部材３３によって蓄熱される。

蓄熱部材３３は、例えば、被覆部材２９と同じ熱硬化性のエポキシ樹脂により作製することができる。また、蓄熱層１３と同じようなガラス材料により形成することもできる。蓄熱部材３３として、被覆部材２９と同じ熱硬化性のエポキシ樹脂を用いた場合、熱伝導率は０．８〜１．６Ｗ／ｍ・Ｋとなる。そのため、被覆部材２９は、ヘッド基体３を構成する部材のうち、熱容量が大きいものとなる。

ここで、駆動ＩＣは、サーマルヘッドの駆動に伴って発熱している。被覆部材は、駆動ＩＣを被覆しているため、熱の一部は外部へ放熱されるものの被覆部材に熱が蓄熱する可能性がある。そして、駆動ＩＣの有無により、第１部位に蓄熱する熱量が、第２部位に蓄熱する熱量よりも多くなる場合がある。そのため、被覆部材は、主走査方向に温度のばらつきが生じてしまい、サーマルヘッドも主走査方向に温度のばらつきが生じる可能性がある。その結果、サーマルヘッドの印画に濃度ムラが生じる可能性がある。

これに対して、サーマルヘッドＸ１は、複数の蓄熱部材３３が、主走査方向に沿って複数の第２領域Ｅ２に設けられており、互いに離間した状態で配置されている。そのため、発熱部９の熱は、発熱部９から基板７上の各部材を伝熱して蓄熱部材３３に蓄熱されることとなり、蓄熱部材３３の温度が上昇する。その結果、第２部位２９ｂに隣り合うように蓄熱部材３３が設けられることにより、第２部位２９ｂの放熱を抑えることができる。こ
れにより、第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２との温度差を低減することができる。その結果、サーマルヘッドＸ１の主走査方向における温度ばらつきを低減することができる。

また、複数の蓄熱部材３３が、ＦＰＣ５上に設けられている。それにより、発熱部９の熱が共通電極１７（図２参照）を介して蓄熱部材３３に蓄熱されることとなる。より詳細には、発熱部９の熱は、共通電極１７を伝熱し、接合材２３を介して内部配線５ｂに伝熱される。そして、内部配線５ｂに伝熱された熱は、内部配線５ｂのパターンに沿って伝熱しつつ、基材５ａを介して設けられた蓄熱部材３３に伝熱されることとなる。その結果、第２部位２９ｂの放熱を抑えることができ、第２部位２９ｂを温めることができる。それゆえ、サーマルヘッドＸ１の第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２との温度差を低減することができる。

また、複数の蓄熱部材３３は、第２領域Ｅ２のみに設けられている。それにより、複数の蓄熱部材３３が、第１部位２９ａの放熱を抑える可能性を低減することができる。その結果、第１部位２９ａに蓄積された熱を放熱しつつ、第２部位２９ｂの放熱を抑えることができる。それゆえ、サーマルヘッドＸ１の第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２との温度差を低減することができる。

なお、蓄熱部材３３は、第２領域Ｅ２のみならず、第１領域Ｅ１にも設けられていてもよい。その場合、第２領域Ｅ２に設けられた蓄熱部材３３の体積が、第１領域Ｅ１に設けられた蓄熱部材３３の体積よりも多いことが好ましい。それにより、第２領域Ｅ２の温度を第１領域Ｅ１の温度に近づけることができる。

また、蓄熱部材３３は、被覆部材２９と離間して設けられている。それにより、被覆部材２９の第２部位２９ｂの高さが、高くなる可能性を低減することができる。すなわち、蓄熱部材３３の存在により、第２部位２９ｂと蓄熱部材３３とが一体化し、第２部位２９ｂの高さが高くなることを抑えることができる。それにより、第２部位２９ｂが記録媒体Ｐ（図５参照）と接触する可能性を低減することができる。

被覆部材２９および蓄熱部材３３は、例えば以下の方法により形成することができる。まず、ヘッド基体３に各部材を形成し、駆動ＩＣ１１を搭載する。次に、複数の駆動ＩＣ１１にわたって被覆部材２９を形成するように、エポキシ樹脂をディスペンサーあるいは印刷により塗布、硬化する。

続いて、ヘッド基体３と放熱体１とを両面テープにより一体化し、ヘッド基体３とＦＰＣ５とを接続領域Ｅ３にて接合する。続いて、ＦＰＣ５の基材５ａ上に蓄熱部材３３を形成するために、エポキシ樹脂をディスペンサーあるいは印刷により塗布、硬化する。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。

なお、蓄熱部材３３をＦＰＣ５上に設けた例を示したがこれに限定されるものではない。蓄熱部材３３は、基板７上における第２領域Ｅ２に設けてもよい。この場合においても、第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２の温度差を低減することができる。

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。

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、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。

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。

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。

＜第２の実施形態＞
図６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、被覆部材１２９と蓄熱部材１３３とが一体化して形成されている。また、ヘッド基体３にコネクタ１３１が直接接合されており、ＦＰＣ５（図１参照）が設けられていない。その他の点は、サーマルヘッドＸ１と同様であり説明を省略する。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。

コネクタ１３１は、例えば、クリップ式のコネクタ等により形成されており、ヘッド基体３の基板７をコネクタピン（不図示）により狭持している。コネクタピンのうち基板７の上面に設けられたコネクタピンは、接続電極２１（図２参照）上に設けられており、ヘッド基体３とコネクタ１３１とは、電気的に導通している。

被覆部材１２９は、第１部位１２９ａと第２部位１２９ｂとを有しており、主走査方向に長く形成されている。第２部位１２９ｂは、蓄熱部材１３３と一体化しており、第１部位１２９ａに比べて第２部位１２９ｂの副走査方向の長さは長くなっている。

サーマルヘッドＸ２は、被覆部材１２９と蓄熱部材１３３とが一体的に設けられている。そのため、被覆部材１２９を形成する際に、同時に蓄熱部材１３３を形成することがで
き、簡単な方法でサーマルヘッドＸ２を作製することができる。また、被覆部材１２９と蓄熱部材１３３とが一体的に設けられていることにより、第２部位１２９ｂの高さが高くなる可能性を低減することができる。

また、サーマルヘッドＸ２は、コネクタ１３１がヘッド基体３に直接接合されている。そのため、ＦＰＣ５を設ける必要がなく、サーマルヘッドＸ２の副走査方向の長さを小型化することができる。なお、サーマルヘッドＸ２では、ヘッド基体３にコネクタ１３１を直接接合する例を示したが、ＦＰＣ５を介して接続してもよい。

＜第３の実施形態＞
図７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、被覆部材２２９と蓄熱部材２３３とが一体化して形成されている点以外は、サーマルヘッドＸ１と同様であり説明を省略する。

被覆部材２２９は、第１部位２２９ａと第２部位２２９ｂとを有しており、主走査方向に長く形成されている。第２部位２２９ｂは、蓄熱部材２３３と一体化しており、第１部位２２９ａに比べて第２部位２２９ｂの副走査方向の長さは長くなっている。そして、第２部位２２９ｂは、一部がＦＰＣ５上に形成されている。

サーマルヘッドＸ３は、被覆部材２２９と蓄熱部材２３３とが一体的に設けられている。そのため、被覆部材２２９を形成する際に、同時に蓄熱部材２３３を形成することができ、簡単な方法でサーマルヘッドＸ３を作製することができる。また、被覆部材２２９と蓄熱部材２３３とが一体的に設けられていることにより、第２部位２２９ｂの高さが高くな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、第２部位２２９ｂの一部がＦＰＣ５上に形成されている。そのため、ＦＰＣ５のヘッド基体３側の端部を、第２部位２２９ｂにより覆うことができ、ＦＰＣ５のヘッド基体３側の端部が、ヘッド基体３から剥離する可能性を低減することができる。

サーマルヘッドＸ３は、ヘッド基体３に各部材を形成した後、ヘッド基体３と放熱体１とを両面テープにより一体化し、ヘッド基体３とＦＰＣ５とを接続領域Ｅ３にて接合し、複数の駆動ＩＣ１１にわたって被覆部材２２９を形成するように、エポキシ樹脂をディスペンサーあるいは印刷により塗布、硬化することにより作製することができる。

なお、第２部位２２９ｂのみＦＰＣ５上に形成された例を示したが、第１部位２２９ａもＦＰＣ５まで形成してもよい。その場合、ＦＰＣ５のヘッド基体３側の端部を、主走査方向にわたって覆うことができ、さらにＦＰＣ５のヘッド基体３側の端部が、ヘッド基体３から剥離する可能性を低減することができる。

＜第４の実施形態＞
図８，９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、ＦＰＣ３０５および蓄熱部材３３３の構成がサーマルヘッドＸ１と異なっており、その他の点は同一であるため説明を省略する。

ＦＰＣ５は、基材３０５ａと、内部配線３０５ｂと、カバー部材３０５ｃと、露出部３０５ｄとを備えている。ＦＰＣ３０５は、基材３０５ａ上に内部配線３０５ｂがパターニングされており、接続領域Ｅ３において、内部配線３０５ｂの一部がカバー部材３０５ｃから露出している。

内部配線３０５ｂは、共通電極３０５ｂ１と、接続電極３０５ｂ２と、グランド電極３０５ｂ３と、ビアホール３０５ｂ４を備えている。また、図８（ｂ）では簡略化して示しているが、ＦＰＣ３０５は多層配線基板であり、図９（ａ）に示すようにビアホール３０５ｄ４を介して、積層された内部配線３０５ｂが電気的に接続されている。

共通電極３０５ｂ１は、ヘッド基体３の副配線部１７ｂ（図２参照）と電気的に接続されている。共通電極３０５ｂ１は、ＦＰＣ５の主走査方向における両端部から、ＦＰＣ３０５の外周に沿って設けられており、コネクタ３１に引き出されている。

接続電極３０５ｂ２は、ヘッド基体３の接続電極２１（図２参照）と電気的に接続されており、駆動ＩＣ１１（図２参照）に対応して複数設けられている。接続電極３０５ｂ２は、ビアホール３０５ｄ４を介して下層に設けられた内部配線（不図示）に接続されており、コネクタ３１に引き出されている。

グランド電極３０５ｂ３は、ヘッド基体３の接続電極２１と電気的に接続されている。グランド電極３０５ｂ３は、０〜１Ｖのグランド電位に保持されており、ヘッド基体３をグランド電位に接続している。グランド電極３０５ｂ３は、共通電極３０５ｂ１と、接続電極３０５ｂ２との間に設けられている。

露出部３０５ｄは、平面視して、接続領域Ｅ３に位置する基材３０５ａが切り欠かれ、内部配線３０５ｂのグランド電極３０５ｂ３が露出している。露出部３０５ｄの下方には、接合材２３が設けられており、露出部３０５ｄの下方にて、ヘッド基体３とＦＰＣ３０５とが電気的に接続されている。そして、露出部３０５ｄ上には蓄熱部材３３３が設けられており、蓄熱部材３３３が露出部３０５ｄにてグランド電極３０５ｂ３と直接接触している。

また、蓄熱部材３３３が、グランド電極３０５ｂ３上に設けられている。それにより、蓄熱部材３３３を効率よく温めることができる。すなわち、グランド電極３０５ｂ３は、大きな平面視面積を有しているため、熱伝導率が大きく、発熱部９からの熱が伝熱されやすい構成となっている。そのため、サーマルヘッドＸ４は、蓄熱部材３３３に効率よく伝熱することができる。

サーマルヘッドＸ４は、接続領域Ｅ３に位置する基材３０５ａが切り欠かれ、グランド電極３０５ｂ３が露出した露出部３０５ｄを有しており、蓄熱部材３３３が露出部３０５ｄ上に設けられている。そのため、発熱部９に生じた熱を効率よく蓄熱部材３３３に伝熱することができ、蓄熱部材３３３が第２領域Ｅ２の温度を上昇させることができる。

すなわち、発熱部９により生じた熱は、ヘッド基体３の各種電極に伝熱し、接続領域Ｅ３まで伝熱される。接続領域Ｅ３まで伝熱した熱は、接合材２３を介してＦＰＣ３０５の内部配線３０５ｂに伝熱される。そして、内部配線３０５ｂに伝熱された熱は、露出部３０５ｄに設けられた蓄熱部材３３３に伝熱されることとなる。このようにして、蓄熱部材３３３の温度を効率よく上昇させることができる。

また、露出部３０５ｄの主走査方向における長さが、露出部３０５ｄに位置するグランド電極３０５ｂ３の主走査方向における長さよりも長いことが好ましい。それにより、蓄熱部材３３３は、グランド電極３０５ｂ３上のみならず、カバー部材３０５ｃ上に設けられることとなる。その結果、ＦＰＣ３０５と蓄熱部材３３３との接合強度を向上させることができる。

また、ＦＰＣ３０５が露出部３０５ｄを有しており、露出部３０５ｄが接続領域Ｅ３上
に設けられている。それにより、ＦＰＣ３０５とヘッド基体３との熱膨張率の差により、平面視して、ヘッド基体３が湾曲する可能性を低減することができる。

なお、グランド電極３０５ｂ３に露出部３０５ｄ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３０５ｂ１に露出部３０５ｄを設けてもよく、接続電極３０５ｂ２に露出部３０５ｄを設けてもよい。

＜第５の実施形態＞
図１０，１１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、配線基板６を備えている点でサーマルヘッドＸ１と異なっており、その他の点は同一であり説明を省略する。

サーマルヘッドＸ５は、放熱体１と、ヘッド基体３と、配線基板６と、ＦＰＣ５と、コネクタ３１とを備えている。ヘッド基体３は、配線基板６と電気的に接続されており、配線基板６は、ＦＰＣ５と電気的に接続されている。そのため、ヘッド基体３は、配線基板６およびＦＰＣ５を介して外部と電気的に接続されている。

配線基板６は、ヘッド基体３と隣り合うように配置されている。配線基板６は、上面に配線導体３５が形成されており、ヘッド基体３とＦＰＣ５とを電気的に接続している。配線基板６上には複数の駆動ＩＣ１１が主走査方向に沿って設けられており、複数の駆動ＩＣ１１に接続されたボンディングワイヤを介して、ヘッド基体３の接続電極２１（図２参照）に接続されている。

配線基板６としては、可撓み性のあるフレキシブル配線基板、あるいは硬質なプリント配線基板を用いればよい。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。

被覆部材２９は、複数の駆動ＩＣ１１にわたって形成されており、第１部位２９ａと第２部位２９ｂとを有している。被覆部材２９は、配線基板６上からヘッド基体３上にわたって形成されている。

配線基板６の上面には、ＦＰＣ５が、被覆部材２９と隣り合うように配線導体３５に電気的に接続されている。そして、ＦＰＣ５の上面には蓄熱部材３３が、第２領域Ｅ２に設けられている。

サーマルヘッドＸ５は、蓄熱部材３３が、主走査方向に沿って複数の第２領域Ｅ２に設けられており、互いに離間した状態で配置されている。発熱部９に生じた熱は、ヘッド基体３の各部材を伝熱して、ボンディングワイヤを介して配線基板６に伝熱することとなる。配線基板６に伝熱した熱は、配線導体３５を伝熱して接続領域Ｅ３に伝熱する。そして接続領域Ｅ３に伝熱した熱は、蓄熱部材３３に伝熱し、蓄熱部材３３が蓄熱することとなる。

その結果、第２部位２９ｂに隣り合うように蓄熱部材３３が、第２部位２９ｂの放熱を抑えることができる。これにより、第１領域Ｅ１と第２領域Ｅ２との温度差を低減することができる。その結果、サーマルヘッドＸ５の主走査方向における温度ばらつきを低減することができる。

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〜Ｘ５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〜Ｘ５を組み合わせてもよい。

また、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１３ａ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。

また、電気抵抗層１５を薄膜形成技術により形成した薄膜ヘッドを例示したが、電気抵抗層１５を印刷等の厚膜形成技術により形成した厚膜ヘッドに本発明を適用してもよい。また、発熱部９を基板７の主面上に設けた平面ヘッドを例示したが、発熱部９を基板７の端面上に設けた端面ヘッドに本発明を適用してもよい。

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（外部基板）
６ 配線基板
７ 基板
９ 発熱部
１１ 駆動ＩＣ
１３ 蓄熱層
１５ 電気抵抗層
１７ 共通電極
１９ 個別電極
２１ 接続電極
２３ 接合材
２５ 保護層
２７ 被覆層
２９ 被覆部材
３１ コネクタ
３３ 蓄熱部材
３５ 配線導体
Ｅ１ 第１領域
Ｅ２ 第２領域
Ｅ３ 接続領域

Claims (17)

1. 基板、および前記基板上に設けられた発熱部を有するヘッド基体と、
   前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記ヘッド基体に電気的に接続された外部基板と、
   前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ＩＣと、
   複数の前記駆動ＩＣを被覆する被覆部材とを備えるサーマルヘッドにおいて、
   前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ＩＣが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第１領域と、複数の前記第１領域以外の複数の第２領域とを有し、主走査方向に前記第１領域と前記第２領域とが交互に配置されており、
   複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第２領域に設けられており、互いに離間していることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 複数の前記蓄熱部材が、前記外部基板上に設けられている、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 複数の前記蓄熱部材は、前記第２領域のみに設けられている、請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記被覆部材と前記蓄熱部材とが離間して設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
5. 前記被覆部材と前記蓄熱部材とが一体的に設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
6. 前記ヘッド基体が、前記駆動ＩＣと電気的に接続された第１電極を備え、
   前記外部基板が、基材と、前記基材上に設けられた第２電極と、前記第２電極の一部を被覆したカバー部材とを備え、
   前記ヘッド基体の前記第１電極と、前記外部基板の前記カバー部材から露出した前記第２電極とが接続領域にて電気的に接続されており、
   前記蓄熱部材が、前記第２電極の上方に設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
7. 前記外部基板は、平面視して、前記接続領域に位置する前記基材が切り欠かれ、第２電極が露出した露出部を有しており、
   前記蓄熱部材が、前記露出部上に設けられている、請求項６に記載のサーマルヘッド。
8. 平面視して、前記露出部の主走査方向における長さが、前記露出部に位置する前記第２電極の主走査方向における長さよりも長い、請求項７に記載のサーマルヘッド。
9. 基板、および前記基板上に設けられた発熱部を有するヘッド基体と、
   前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記発熱部と電気的に接続された配線基板と、
   前記配線基板に隣り合うように配置され、前記配線基板と電気的に接続された外部基板と、
   前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記配線基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ＩＣと、
   複数の前記駆動ＩＣを被覆する被覆部材とを備えるサーマルヘッドにおいて、
   前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ＩＣが配置された領域を副
   走査方向に延ばした複数の第１領域と、複数の前記第１領域以外の複数の第２領域とを有し、主走査方向に前記第１領域と前記第２領域とが交互に配置されており、
   複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第２領域に設けられており、互いに離間していることを特徴とするサーマルヘッド。
10. 複数の蓄熱部材が、前記外部基板上に設けられている、請求項９に記載のサーマルヘッド。
11. 複数の前記蓄熱部材は、前記第２領域のみに設けられている、請求項９または１０に記載のサーマルヘッド。
12. 前記被覆部材と前記蓄熱部材とが離間して設けられている、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
13. 前記被覆部材と前記蓄熱部材とが一体的に設けられている、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
14. 前記ヘッド基体が、前記駆動ＩＣと電気的に接続された第１電極を備え、
    前記外部基板が、基材と、前記基材上に設けられた第２電極と、前記第２電極の一部を被覆したカバー部材とを備え、
    前記ヘッド基体の前記第１電極と、前記外部基板の前記カバー部材から露出した前記第２電極とが接続領域にて電気的に接続されており、
    前記蓄熱部材が、前記第２電極の上方に設けられている、請求項９〜１３のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
15. 前記外部基板は、平面視して、前記接続領域に位置する前記基材が切り欠かれ第２電極が露出した露出部を有しており、
    前記蓄熱部材が、前記露出部上に設けられている、請求項１４に記載のサーマルヘッド。
16. 平面視して、前記露出部の主走査方向における長さが、前記露出部に位置する前記第２電極の主走査方向における長さよりも長い、請求項１５に記載のサーマルヘッド。
17. 請求項１〜１６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。

Images