JP4137544B2 - サーマルヘッドおよび感熱性粘着ラベルの熱活性化装置並びにプリンタ装置 - Google Patents
サーマルヘッドおよび感熱性粘着ラベルの熱活性化装置並びにプリンタ装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱活性成分を備える熱活性シートに対して熱活性エネルギーを付与するサーマルヘッドと該サーマルヘッドを用いた熱活性化装置およびその熱活性化装置を用いたプリンタ装置に係り、特に活性化した熱活性成分のサーマルヘッドへの付着を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、商品に貼付されるラベルの一つに熱活性シート（表面コート層に熱活性成分を含む印刷メディア。例えば感熱性粘着ラベル）があり、例えば食品のＰＯＳラベル、物流・配送ラベル、医療用ラベル、バゲッジタグ、ビン・缶類の表示ラベルの貼付など幅広い分野で使用されている。
この感熱性粘着ラベルは、シート状のラベル基体（例えばベースペーパー）の裏面側に通常時には非粘着性を示し加熱されることにより粘着性を発現する熱活性成分の一種としての感熱性粘着剤層を、表面側に印刷可能面を、それぞれ形成して構成されている。
【０００３】
前記感熱性粘着剤は、熱可塑性樹脂、固体可塑剤等を主成分とするもので、常温では非粘着性であるが、熱活性化装置によって加熱すると活性化されて粘着性が発現する性質を有している。通常、活性化温度は５０〜１５０℃であり、この温度領域で感熱性粘着剤中の固体可塑剤が溶融し、熱可塑性樹脂に粘着性が付与される。そして、溶融した固体可塑剤は過冷却状態を経て徐々に結晶化するため粘着性は所定時間持続され、この粘着性を有している間にガラス瓶等の対象物に貼着して使用される。
【０００４】
なお、感熱性粘着ラベルの印刷可能面は、例えば熱活性成分の一種としての感熱発色層で構成され、一般的なサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタ装置によって、所望の文字や画像等が印刷され、その印刷後に、前記熱活性化装置によって感熱性粘着剤層が活性化されるようになっている。
【０００５】
また、前記サーマルプリンタ装置内に前記熱活性化装置を搭載し、感熱性粘着ラベルへの感熱印刷と感熱性粘着剤層の活性化を連続して行うことができるようにしたプリンタ装置も開発されつつある。
【０００６】
このようなプリンタ装置は、例えば図９に示すような構成となっていた。
【０００７】
図９において、符号Ｐ２はサーマルプリンタユニット、符号Ｃ２はカッターユニット、符号Ａ２は熱活性化ユニット、符号Ｒはロール状に巻回された感熱性粘着ラベルを示す。
【０００８】
サーマルプリンタユニットＰ２は、印刷用サーマルヘッド１００と、該印刷用サーマルヘッド１００に圧接されるプラテンローラ１０１と、プラテンローラ１０１を回転させる図示しない駆動系（例えば電動モータとギア列等）等を備えている。
【０００９】
そして、プラテンローラ１０１を図９ではＤ１方向（時計回り）に回動させることにより、感熱性粘着ラベルＲを引き出し、引き出された感熱性粘着ラベルＲに感熱方式の印刷を行ってから、Ｄ２方向（右側方向）へ搬出するようになっている。
【００１０】
また、プラテンローラ１０１は、図示しない加圧手段（例えば、コイルバネや板バネ等）を備え、その弾撥力によりプラテンローラ１０１の表面がサーマルヘッド１００に圧接されるようになっており、感熱性粘着ラベルＲの押圧手段を兼ねるようになっている。
【００１１】
図９のプリンタユニットＰ２は、図示しない印刷制御装置からの印刷信号に基づいて、印刷用サーマルヘッド１００およびプラテンローラ１０１が稼働することにより感熱性粘着ラベルＲのサーマルコート層５０１に対して所望の印刷を行うことができる。
【００１２】
カッターユニットＣ２は、サーマルプリンタユニットＰ２によって感熱印刷が行われた感熱性粘着ラベルＲを適当な長さで切断するためのものであり、電動モータ等の駆動源（図示省略）によって作動される可動刃２００、固定刃２０１等から構成されている。なお、可動刃２００は図示しない制御装置の制御により所定のタイミングで作動される。
【００１３】
熱活性化ユニットＡ２は、例えば図示しない駆動源によって回動され、切断された感熱性粘着ラベルＲの挿入、排出を行う挿入用ローラ３００と排出用ローラ３０１を備え、その挿入用ローラ３００と排出用ローラ３０１の間に、熱活性用サーマルヘッド４００と、この熱活性用サーマルヘッド４００に圧接されるプラテンローラ４０１が配設されている。プラテンローラ４０１は図示しない駆動系（例えば電動モータとギア列等）を備えており、プラテンローラ４０１をＤ４方向（図９では反時計回り）に回動させ、Ｄ３方向およびＤ５方向に回転する挿入用ローラ３００および排出用ローラ３０１によって感熱性粘着ラベルＲをＤ６方向（図９では右側方向）へ搬送するようになっている。また、プラテンローラ４０１は、図示しない加圧手段（例えば、コイルバネや板バネ等）を備え、その弾撥力によりプラテンローラ４０１の表面が熱活性用サーマルヘッド４００に圧接されるようになっている。
【００１４】
また、符号Ｓで示されるのは、感熱性粘着ラベルＲの排出を検出する排出検出センサである。この排出検出センサＳによる感熱性粘着ラベルＲの排出の検出に基づいて、次の感熱性粘着ラベルＲの印刷、搬送および熱活性が行われる。
【００１５】
熱活性用サーマルヘッド４００は、例えば図１１に示すような構成となっている。
【００１６】
図１１において、符号６００は、放熱性基板としてのセラミック基板である。このセラミック基板６００上には、蓄熱層としてのグレーズ層６０１が全面にわたって例えば６０μｍ程度の厚さで積層されている。なお、このグレーズ層６０１は、例えばガラスペーストを印刷し、所定の温度（例えば約１３００〜１５００℃）で焼成することによって形成される。
【００１７】
グレーズ層６０１上には、Ｔａ−ＳｉＯ２等からなる発熱抵抗体６０２をスパッタリング等によって積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンが形成されている。
【００１８】
なお、同じくグレーズ層６０１上には、発熱抵抗体６０２への給電を制御するＩＣ部６０５が形成され、その上を樹脂等からなる封止部６０６で保護されている。
【００１９】
また、発熱抵抗体６０２の上には、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等をスパッタリング等で例えば２μｍ程度の厚さで積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの電極６０３が形成される。この電極６０３を介してＩＣ部６０５の制御により発熱抵抗体６０２への給電が行われる。
【００２０】
電極６０３と発熱抵抗体６０２の上には、電極６０３および発熱抵抗体６０２の酸化や摩耗を防止するために、Ｓｉ−Ｏ−ＮあるいはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等の硬質セラミックス等からなる保護層６０４がスパッタリング等により積層して形成されている。
【００２１】
そして、上記構成の熱活性用サーマルヘッド４００およびプラテンローラ４０１は、図示しない制御装置によって所定のタイミングで稼働され、熱活性用サーマルヘッド４００への給電により付与される熱によって、図１０のようにサーマルコート層５０１と有色印刷層５０２と感熱性粘着剤層Ｋとを有する感熱性粘着ラベルＲの感熱性粘着剤層Ｋが活性化されて粘着力を発現するようになる。
【００２２】
このような構成のサーマルプリンタユニットＰ２により感熱性粘着ラベルＲの粘着力が発現された後、酒類、薬品瓶などのガラス瓶やプラスチック容器等への表示ラベルの貼付作業、あるいは値札や広告ラベルの貼付作業を行うことにより、従来の一般的な粘着ラベルシートのように剥離シート（ライナー）が不要となるためコストを低減することができるという利点があり、使用後に廃棄物となる剥離シートを必要としないので省資源および環境問題の観点からもメリットがある。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の感熱性粘着ラベルＲの熱活性化ユニットＡ２では、サーマルヘッド４００の表面（保護層６０４）に、感熱性粘着剤およびその感熱性粘着剤の変成物（熱により化学的に変化した物質あるいは炭化した物質など）が付着するという問題があった。
【００２４】
即ち、図１２（ａ）に示すように、プラテンローラ４０１はサーマルヘッド４００の保護層６０４の表面に対して常に圧接された状態にあり、前記カッターユニットＣ２によって所定の長さに切断された感熱性粘着ラベルＲがプラテンローラ４０１と保護層６０４との間に挿入されると、熱活性剤層Ｋが熱活性用サーマルヘッド４００の発熱抵抗体６０２によって加熱されて溶融した熱活性剤の流動体Ｋ１が滞留した状態となる。
【００２５】
この流動体Ｋ１の殆どは、次々に送られてくる感熱性粘着ラベルＲの熱活性剤層Ｋの表面に被着して感熱性粘着ラベルＲの進行方向に掃き出され、保護層６０４の表面で冷えて固化し、徐々に堆積して固着物Ｇ１を形成するようになる。
【００２６】
さらに、上記固着物Ｇ１が形成されるようになると、保護層６０４とプラテンローラ４０１の間にある熱活性剤の流動体Ｋ１が感熱性粘着ラベルＲの進行方向への掃き出しを固着物Ｇ１が邪魔をして妨げるようになる。
【００２７】
そして、保護層６０４とプラテンローラ４０１の間において、熱活性剤の流動体Ｋ１が比較的長時間にわたって熱エネルギーを受け続けることにより、熱活性剤が化学的に変化した物質や炭化した物質などに変化して、発熱抵抗体６０２の直上の保護層６０４の表面に強固に付着した状態（例えば焦げ付いたような状態）となるという問題があった。このように、焦げ付きを生じた状態においては、発熱抵抗体６０２から感熱性粘着ラベルＲの熱活性剤層Ｋへの熱エネルギーの伝達効率が低下して、感熱性粘着ラベルＲの粘着強度が低下するなどの不具合を生じる。
【００２８】
また、熱活性化ユニットＡ２においては、感熱性粘着ラベルＲの熱活性剤層Ｋの始端部および終端部への加熱を確実に行うために、始端部の少し手前で発熱抵抗体６０２への給電を開始し、終端部が通過した後も所定時間にわたって給電を継続するように制御している。そのため、保護層６０４とプラテンローラ４０１の間に感熱性粘着ラベルＲが存在しない時間帯が多少生じ、その状態においてプラテンローラ４０１は保護層６０４に接してカラ回りする状態となる。そして、カラ回りする際に、保護層６０４上の熱活性剤の流動体Ｋ１がプラテンローラ４０１の周面に付着するという問題を生じる（図１２（ｂ）の符号Ｇ２を参照）。
【００２９】
さらに、プラテンローラ４０１の周面に付着した熱活性剤Ｇ２は、発熱抵抗体６０２により度重なる加熱を受けることにより化学的に変化したり、あるいは炭化した変成物となって、プラテンローラ４０１の周面に強固に付着する場合も生じる。
【００３０】
また、プラテンローラ４０１の周面に付着した熱活性剤Ｇ２は、発熱抵抗体６０２による複数回の加熱により溶融して強い粘着力を有するため、搬送されて来る感熱性粘着ラベルＲの表面側に一部が付着して印刷面を汚損する虞もあった。
【００３１】
また、付着した多数の熱活性剤G２によってプラテンローラ４０１の周面の平滑性が損なわれ、搬送されて来る感熱性粘着ラベルＲの熱活性剤層Ｋを均一に加熱できなくなり、十分な粘着力を発揮できない事態を生じるという問題を抱えていた。
【００３２】
またさらに、プラテンローラ４０１の周面に付着した熱活性剤Ｇ２の一部は、感熱性粘着ラベルＲが挿入される側の保護層６０４上に再付着して堆積物Ｇ３を形成する。この堆積物Ｇ３が徐々に成長して大きくなっていくと、到来する感熱性粘着ラベルＲの挿入を妨げるようになるという問題を生じる。
【００３３】
そして、堆積物Ｇ３による感熱性粘着ラベルＲの挿入不良を生じると、プラテンローラ４０１の長時間にわたるカラ回りが発生して、プラテンローラ４０１の駆動モータへの負荷が増大してモータの劣化を早めたり、発熱抵抗体６０２からの熱が感熱性粘着ラベルＲに吸収されないために熱負荷が高まって、発熱抵抗体６０２の寿命を縮める要因ともなる。
【００３４】
なお、上記のような問題点は、熱活性化ユニットのサーマルヘッドに限らず、印刷用サーマルヘッド１００にも同様に発生し得る。
【００３５】
この発明は、上記問題点を解決すべく案出されたものであり、熱活性成分の付着を防止することのできるサーマルヘッドとそのサーマルヘッドを用いた熱活性シートの熱活性化装置およびその熱活性化装置を用いたプリンタ装置を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るサーマルヘッド（Ｈ）は、放熱性基板（セラミック基板１）の上面に蓄熱層（グレーズ層２）を形成し、該蓄熱層の上面に複数の発熱抵抗体（３）と各発熱抵抗体に給電する電極（４ａ，４ｂ）とにより発熱素子列を形成し、それらの上面を保護層（７）で被覆して構成され、熱エネルギーを受けることにより活性化されて、粘着性を発現する感熱性粘着剤からなる感熱性粘着剤層、及び感熱印刷される感熱発色層を備える印刷メディア（感熱性粘着ラベルＲ）に対して前記発熱素子列への給電により前記熱エネルギーを付与するサーマルヘッドであって、前記感熱粘着剤層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドの場合、前記粘着性を発現した前記感熱性粘着剤が前記保護膜に付着することを防止し、一方、感熱印刷される前記感熱発色層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドの場合、前記感熱発色層の成分が前記保護膜に付着することを防止する、樹脂材料からなる熱活性成分付着防止層（８ａ，８ｂ）を、前記保護層の上面に、前記発熱素子列の直上域を挟むように略平行に２条設けるようにした。
【００３７】
これにより、発熱素子列からの熱エネルギーを受けて活性化した熱活性成分は、発熱素子列の直上域から熱活性成分付着防止層の上に掃き出され、堆積することが防止されるため、発熱素子列の直上域に熱活性成分が滞留する事態を回避することできる。したがって、従来のように滞留した熱活性成分が保護膜上で焦げ付いてしまうことを防止することができ、熱活性成分を備える印刷メディアに対する熱伝達効率が低下する事態を未然に回避することができる。
【００３８】
また、前記熱活性成分付着防止層は、低表面エネルギー性の樹脂層で構成されるようにできる。これにより、例えば撥水性あるいは撥油性を発揮する低表面エネルギー性の樹脂層によって熱活性成分の付着を有効に防止することができる。また、前記低表面エネルギー性の樹脂層の硬度は、鉛筆硬度で２Ｂ〜５Ｂの範囲とするとよい。これにより、熱活性成分を備える印刷メディアが、サーマルヘッドとプラテンローラとの間に挿入される際に、樹脂層と印刷メディアの表面とが接触することにより樹脂層の表面が研磨されて常に新生面が現れるため、熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００３９】
また、前記低表面エネルギー性の樹脂層は、シリコン系樹脂またはフッ素系樹脂で構成されるようにできる。これにより、低表面エネルギー性の樹脂層を容易に形成することができる。
【００４０】
また、前記低表面エネルギー性の樹脂層は、フッ素系樹脂層にＳｉ系、Ｔｉ系またはＴａ系の酸化膜、窒化膜またはそれらの複合膜の粉末を微量添加して構成されるようにできる。これにより、優れた撥水性あるいは撥油性を発揮しつつ、膜強度を高めた樹脂層を形成することができる。
【００４１】
また、前記低表面エネルギー性の樹脂層は、フッ素系樹脂に金属元素または炭素を微量添加させて構成されるようにしてもよい。これにより、優れた撥水性あるいは撥油性を発揮しつつ、導電性を有し、静電気破壊耐性を備えた樹脂層を形成することができる。
【００４２】
また、前記熱活性成分付着防止層は、当該熱活性成分付着防止層の厚さをＴ、２条の熱活性成分付着防止層の間隙をＷとした場合に、Ｔ≦Ｗ／１００
の関係が成り立つように構成するとよい。これにより、熱活性成分付着防止層と印刷メディアの表面とを十分に接触させることができるようになり、樹脂層の表面を効率的に研磨して熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００４３】
また、前記２条の熱活性成分付着防止層の対向する面にテーパー加工が施されるようにできる。これにより、熱活性成分付着防止層と印刷メディアとの接触面を広くすることができ、樹脂層の表面を効率的に研磨して熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００４４】
また、前記蓄熱層の断面形状が凸状またはメサ形状とされる場合に、前記熱活性成分付着防止層の表面の位置が、前記発熱素子列の直上面よりも低くなるように構成されるようにしてもよい。これにより、熱活性成分付着防止層を液体材料の塗布によって行う際の膜厚管理が不要となり、簡易な工程で熱活性成分付着防止層を形成することができるようになる。
【００４５】
また、前記熱活性成分付着防止層は、液状の樹脂材料を前記保護膜上に塗布して形成されるようにしてもよい。これにより、液状の樹脂材料を用いて例えばスクリーン印刷、ディップ、噴き付け、ハケ塗り等の手法により熱活性成分付着防止層を容易に形成することができる。
【００４６】
また、前記熱活性成分付着防止層は、接着剤層を介して前記保護膜上に貼付されるようにしてもよい。これにより、例えば熱活性成分付着防止層を予め形成したシート状体の下面に接着剤層を設けた形態とし、そのシート状体を貼付することにより容易に熱活性成分付着防止層を配設することができる。また、熱活性成分付着防止層が摩耗したり汚損した場合にも容易に貼り替えて交換することができるようになる。
【００４７】
また、他の発明に係る感熱性粘着ラベルの熱活性化装置は、熱エネルギーを受けることにより活性化されて粘着性を発現する感熱性粘着剤からなる感熱性粘着剤層がシート状基材の少なくとも一方の面に形成されてなる感熱性粘着ラベルの前記感熱性粘着剤層を加熱して活性化させるための活性化用加熱手段と、該感熱性粘着ラベルを所定の方向に搬送する搬送手段と、前記感熱性粘着ラベルを前記活性化用加熱手段に対して押圧する押圧手段とを少なくとも備える感熱性粘着ラベルの熱活性化装置であって、前記活性化用加熱手段として、前記感熱粘着剤層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドを用いるようにした。
【００４８】
これにより、熱活性成分のサーマルヘッドへの付着を有効に防止されるので、印刷メディアに対する熱伝達効率に優れた感熱性粘着ラベルの熱活性化装置を提供することができる。
【００４９】
また、他の発明に係るプリンタ装置は、前記感熱性粘着ラベルの熱活性化装置を備えるようにした。これにより、印刷済みの印刷メディアを常に良好な熱伝達効率で熱活性化させることのできるプリンタ装置を提供することができる。
【００５０】
また、前記感熱性粘着ラベルには、感熱発色層が形成され、該感熱発色層の熱活性化手段として感熱印刷される前記感熱発色層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドを用いるようにできる。これにより、感熱発色層の成分がサーマルヘッドの表面に付着するのを防止して印刷メディアを常に良好な熱伝達効率で熱活性化させることができ、良好な印刷結果を得ることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５２】
図１は第１の実施形態に係るサーマルヘッドの平面図、図２はそのサーマルヘッドのＡ−Ａ線断面図、図３はこのサーマルヘッドを用いた熱活性化装置の構成を示す概略図である。
【００５３】
図２において、符号Ｈはサーマルヘッド全体を示し、符号１は放熱性基板としてのセラミック基板を示す。
【００５４】
このセラミック基板１上には、蓄熱層としてのグレーズ層２が全面にわたって例えば６０μｍ程度の厚さで積層されている。なお、このグレーズ層２は、例えばガラスペーストを印刷し、所定の温度（例えば約１３００〜１５００℃）で焼成することによって形成される。
【００５５】
グレーズ層２上には、Ｔａ−ＳｉＯ２等からなる発熱抵抗体３をスパッタリング等によって積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンが形成されている。なお、同じくグレーズ層２上には、発熱抵抗体３への給電を制御するＩＣ部５が形成され、その上を樹脂等からなる封止部６で保護されている。
【００５６】
また、発熱抵抗体３の上には、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等をスパッタリング等で例えば２μｍ程度の厚さで積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの電極４ａ，４ｂが形成される。この電極４ａ，４ｂを介してＩＣ部５の制御により発熱抵抗体３への給電が行われる。
【００５７】
電極４ａ，４ｂと発熱抵抗体３の上には、電極４ａ，４ｂおよび発熱抵抗体３の酸化や摩耗を防止するために、Ｓｉ−Ｏ−ＮあるいはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等の硬質セラミックス等からなる保護層７がスパッタリング等により積層して形成されている。
【００５８】
そして、保護層７の上面には、発熱抵抗体３の直上域を挟むように略平行な２条の熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂが設けられている。この熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂは、撥水性あるいは撥油性を発揮し得る低表面エネルギー性の樹脂層で構成されており、具体的には、シリコン系樹脂またはフッ素系樹脂あるいはフッ素系樹脂層にＳｉ系、Ｔｉ系またはＴａ系の酸化膜、窒化膜の粉末またはそれらの複合膜に粉末もしくはフッ素系樹脂に金属元素や炭素を微量添加させた物で構成することができる。
【００５９】
上記樹脂を用いた熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの形成方法は、特には限定されないが、液状材料を用いて、例えばスクリーン印刷、ディップ、噴き付け、ハケ塗り等の方法によって形成することができる。この際に、発熱抵抗体３の直上域に相当する保護層７ａに樹脂が付着しないように、マスキング用テープやマスキングプレートを用いることが望ましい。
【００６０】
また、保護層７の全面に樹脂を塗布し、残したい部分をマスキング用テープ、マスキングプレートあるいはフォトレジスト剤で覆い、メカニカルエッチングやケミカルエッチング等の手法により不要部を除去して熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂを形成するようにしてもよい。なお、その際に、エッチング等を行う前に乾燥等の仮定着を行うようにしてもよい。
【００６１】
また、用いる樹脂の特性によっては、熱硬化、ＵＶ硬化、薬液反応、水や酸素等との化学反応、含有薬剤の蒸発による乾燥工程を経るようにしてもよい。
【００６２】
さらに、保護層７の表面と樹脂材料との密着性が悪い場合には、密着性に優れた中間膜（プライマー）を介したり、保護層７の表面を機械的研磨あるいは化学的研磨によって表面粗さを高めて樹脂との密着性を向上させるようにしてもよい。
【００６３】
また、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの硬度は、熱活性成分を備える印刷メディアとしての感熱性粘着ラベルＲの種類等にもよるが、鉛筆硬度で２Ｂ〜５Ｂの範囲とすることが望ましい。この硬度は、例えば樹脂への添加剤の種類や添加量で調節することが可能である。
【００６４】
そして、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂを、このような硬度とすることにより、図３に示すようにサーマルヘッドＨを備える熱活性化装置Ａ１０において、感熱性粘着ラベルＲがサーマルヘッドＨとプラテンローラ４１との間に挿入される際に、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂと感熱性粘着ラベルＲの表面とが接触することにより熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの表面が研磨されて常に新生面が現れるため、サーマルヘッドＨに対する熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００６５】
なお、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂは、当該熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの厚さをＴ、２条の熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの間隙をＷとした場合に、Ｔ≦Ｗ／１００の関係が成り立つ厚さとすることが望ましい。これにより、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂと感熱性粘着ラベルＲの表面とを十分に接触させることができるようになり、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの表面を効率的に研磨して熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００６６】
また、図３において、サーマルヘッドＨとプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１は、次々に到来する感熱性粘着ラベルＲの裏面側に被着して熱活性成分付着防止層８ｂ上に掃き出されるが、熱活性成分付着防止層８ｂが備える撥水性あるいは撥油性の特性により、冷えて固体化する際に例えば符号Ｇのような粒状のカスとして固まり、従来のように強固に付着することが回避される。したがって、熱活性化装置Ａ１０が稼働していない状態において、熱活性成分付着防止層８ｂの表面を布等によって軽く拭うことにより、粒状のカスＧを容易に除去することができる。
【００６７】
このように、熱活性成分付着防止層８ｂの表面に固体化した熱活性成分が堆積することを防止することができるので、サーマルヘッドＨとプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１を熱活性成分付着防止層８ｂ側に十分に掃き出させることができる。したがって、従来のようにサーマルヘッドＨとプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１が長時間にわたって熱エネルギーを受け続けて、熱活性成分Ｋ１が化学的に変化した物質や炭化した物質などに変化して、発熱抵抗体３の直上の保護層７の表面に強固に付着した状態（例えば焦げ付いたような状態）となる事態を回避できるようになる。
【００６８】
また、サーマルヘッドＨの構成は、図１および図２に示した実施形態に限定されない。例えば、図４に示す第２の実施形態に係るサーマルヘッドＨ１００は、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂの対向する面７０４ａ１，７０４ｂ１にテーパー加工を施した場合を示す。
【００６９】
図４に示す断面図おいて、セラミック基板１上には、蓄熱層としての凸状のグレーズ層７００が所定の厚さで積層され、グレーズ層７００の頂上部には、Ｔａ−ＳｉＯ2等がスパッタリング等によって積層され、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの発熱抵抗体７０２が形成されている。
【００７０】
また、セラミック基板１、グレーズ層７００および発熱抵抗体７０２の上には、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等をスパッタリング等で例えば２μｍ程度の厚さで積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの電極７０１が形成されている。
【００７１】
電極７０１と発熱抵抗体７０２の上には、電極７０１および発熱抵抗体７０２の酸化や摩耗を防止するために、Ｓｉ−Ｏ−ＮあるいはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等の硬質セラミックス等からなる保護層７０３がスパッタリング等により積層して形成されている。
【００７２】
そして、保護層７０３の上面には、発熱抵抗体７０２およびグレーズ層７００の直上域を挟むように略平行な２条の熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂが設けられている。さらに、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂの対向する面７０４ａ１，７０４ｂ１には、テーパー角（θ）（例えば４５度）でテーパーが形成されている。
【００７３】
このようなテーパーは、種々の手法により形成可能であるが、例えば熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂを液状樹脂を用いたスクリーン印刷で形成する場合には、液状樹脂の粘度を低くしたり、硬化条件を緩やかにすることにより対向面を自然に傾斜させてテーパー状とすることができる。
【００７４】
また、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂを形成する工程を２段階に分けて、下層部を粘度の高い条件で形成し、上層部を粘度の低い条件で形成することにより対向面を自然に傾斜させてテーパー状とすることもできる。また、スクリーン印刷やハケ塗り等の手法で樹脂を塗布した後に、メカニカルエッチングやケミカルエッチングで対向面をエッチングしてテーパーを形成することも可能である。
【００７５】
このように熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂの対向する面７０４ａ１，７０４ｂ１にテーパーを形成することにより、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂと感熱性粘着ラベルＲとの接触面を広くすることができ、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂの表面を効率的に研磨して熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００７６】
図５は、第３の実施形態に係るサーマルヘッドＨ２００を示す。この第３の実施形態に係るサーマルヘッドＨ２００は、熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂの表面の位置が、発熱抵抗体８０２の直上面８０３ａよりも低くなるように構成したものである。
【００７７】
図５に示す断面図おいて、セラミック基板１上には、蓄熱層としての凸状またはメサ状のグレーズ層８００が所定の厚さで積層され、グレーズ層８００の頂上部には、Ｔａ−ＳｉＯ２等からなる発熱抵抗体８０２がスパッタリング等によって積層され、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンが形成されている。
【００７８】
また、セラミック基板１、グレーズ層８００および発熱抵抗体８０２の上には、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等をスパッタリング等で例えば２μｍ程度の厚さで積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの電極８０１が形成されている。
【００７９】
電極８０１と発熱抵抗体８０２の上には、電極８０１および発熱抵抗体８０２の酸化や摩耗を防止するために、Ｓｉ−Ｏ−ＮあるいはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等の硬質セラミックス等からなる保護層８０３がスパッタリング等により積層して形成されている。
【００８０】
そして、保護層８０３の上面には、発熱抵抗体８０２の直上面８０３ａよりも低くなるように略平行な２条の熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂが設けられている。熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂは、特には限定されないが、液状樹脂を用いて、例えばスクリーン印刷、ディップ、噴き付け、ハケ塗り等の方法によって形成可能である。かかる方法によって、例えば１０μｍ以下の厚さで熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂを形成することができる。
【００８１】
これにより、熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂを液体材料の塗布によって行う際の膜厚管理が不要となり、簡易な工程で熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂを形成することができる。
【００８２】
また、上述の第１から第３の実施形態では、熱活性成分付着防止層を液状樹脂の塗布あるいは印刷等の手法によって保護層上に直接形成する場合について説明したが、熱活性成分付着防止層の形成の仕方はこれに限定されない。
【００８３】
例えば、図６に示す第４の実施形態に係るサーマルヘッドＨ３００では、粘着シート９０１の上に熱活性成分付着防止層９００を形成したシール状の熱活性成分付着防止部材Ｎを保護層７の表面に貼着させることにより、熱活性成分の付着を防止できるようにしている。
【００８４】
この場合には、熱活性成分付着防止層９００が摩耗したり汚損した場合には、古い熱活性成分付着防止部材Ｎを剥がして新しいものを貼り替えるだけで容易に対処することができ、利便性を向上させることができる。
【００８５】
また、前出の図３において、本実施形態に係るサーマルヘッドＨを熱活性化装置Ａ１０に適用した場合を示したが、サーマルヘッドＨの応用はこれに限らず、感熱式のプリンタ装置にも適用することができる。以下、プリンタ装置について説明する。
【００８６】
図７は、サーマルヘッドＨをサーマルプリンタユニットと熱活性化ユニットとに使用したプリンタ装置Ｍの概略構成を示す。
【００８７】
図７において、符号Ｐ１はサーマルプリンタユニット、符号Ｃ１はカッターユニット、符号Ａ１は熱活性化装置としての熱活性化ユニット、符号Ｒはロール状に巻回された熱活性シート（印刷メディア）としての感熱性粘着ラベルを示す。サーマルプリンタユニットＰ１は、印刷用として上述のサーマルヘッドＨとほぼ同様の構成の印刷用サーマルヘッドＨ１を備え、該印刷用サーマルヘッドＨ１に圧接されるプラテンローラ１１と、プラテンローラ１１を回転させる図示しない駆動系（例えば第１ステッピングモータとギア列等）を備えている。
【００８８】
そして、プラテンローラ１１を図７ではＤ１方向（時計回り）に回動させることにより、感熱性粘着ラベルＲを引き出し、引き出された感熱性粘着ラベルＲに感熱方式の印刷を行ってから、Ｄ２方向（右側方向）へ搬出するようになっている。また、プラテンローラ１１は、図示しない加圧手段（例えば、コイルバネや板バネ等）を備え、その弾撥力によりプラテンローラ１１の表面が印刷用サーマルヘッドＨ１に圧接されるようになっている。
【００８９】
本実施形態で用いた印刷用サーマルヘッドＨ１の発熱抵抗体は、ドット印字が可能なようにヘッドの幅方向に並設された複数の比較的小さな抵抗素子で構成されている。また、感熱性粘着ラベルＲは、例えば前出の図１０に示すような構成となっている。なお、必要に応じて、ベースペーパー５００上に断熱層を設けるようにしてもよい。
【００９０】
本実施形態のプリンタ装置は、後述する制御装置１５００からの印刷信号に基づいて、印刷用サーマルヘッドＨ１および印刷用プラテンローラ１１が稼働することにより感熱性粘着ラベルＲのサーマルコート層５０１に対して所望の印刷を行うことができる。
【００９１】
カッターユニットＣ１は、サーマルプリンタユニットＰ１によって感熱印刷が行われた感熱性粘着ラベルＲを適当な長さで切断するためのものであり、電動モータ等の駆動源（図示省略）によって作動される可動刃２０、固定刃２１等から構成されている。なお、可動刃２０の図示しないカッター駆動部２０Ａは後述する制御装置１５００の制御により所定のタイミングで作動される。
【００９２】
熱活性化ユニットＡ１は、例えば図示しない駆動源によって回動され、切断された感熱性粘着ラベルＲの挿入、排出を行う挿入用ローラ３０と排出用ローラ３１を備え、その挿入用ローラ３０と排出用ローラ３１の間に、上述のサーマルヘッドＨと同様の構成の熱活性用サーマルヘッドＨ２を備え、この熱活性用サーマルヘッドＨ２に圧接される熱活性用プラテンローラ４１が配設されている。熱活性用プラテンローラ４１は駆動系（例えばステッピングモータとギア列等）を備えており、熱活性用プラテンローラ４１をＤ４方向（図７では反時計回り）に回動させ、Ｄ３方向およびＤ５方向に回転する挿入用ローラ３０および排出用ローラ３１によって感熱性粘着ラベルＲをＤ６方向（図７では右側方向）へ搬送するようになっている。なお、熱活性用プラテンローラ４１は、例えば硬質ゴム等で構成される。
【００９３】
図７において符号Ｓは、感熱性粘着ラベルＲの位置を検出する熱活性シート検出手段としての感熱性粘着ラベル検出センサであり、フォトセンサまたはマイクロスイッチ等で構成される。
【００９４】
なお、上記印刷用サーマルヘッドＨ１および熱活性用サーマルヘッドＨ２として、サーマルヘッドＨに代えて前出の図４〜図６の何れかに示す構成のサーマルヘッドを採用することも可能である。
【００９５】
サーマルプリンタ装置の制御装置１５００は、図８に示すように、制御部を統括するワンチップのマイクロコンピュータ１０００と、マイクロコンピュータ１０００によって実行される制御プログラム等を格納するＲＯＭ１０１０と、各種印字フォーマット等を格納するＲＡＭ１０２０と、印字データや印字フォーマットデータ等の入力、設定あるいは呼び出しを行うための操作部１０３０と、印字データ等を表示する液晶表示パネル等で構成される表示部１０４０と、制御部と駆動装置間のデータの入出力を行うインタフェース１０５０とから構成されている。
【００９６】
インタフェース１０５０には、プリンタユニットＰ１の印刷用サーマルヘッドＨ１、熱活性化ユニットＡ１の熱活性用サーマルヘッドＨ２、カッターユニットＣ１のカッター駆動部２０Ａ、第１〜第３ステッピングモータＭ１〜Ｍ３、感熱性粘着ラベル検出センサＳがそれぞれ接続されている。
【００９７】
制御装置１５００の制御によりサーマルプリンタ装置が稼働を開始されると、まず、サーマルプリンタユニットＰ１によって感熱性粘着ラベルＲの印刷可能面（サーマルコート層５０１）に感熱印刷が行われる。
【００９８】
この際に、印刷用サーマルヘッドＨ１は、図１、図２に示す構成および熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂが備える特性により、感熱発色層（有色印刷層５０２）の成分がサーマルヘッドＨ１の保護層７の表面に付着するのを防止して感熱性粘着ラベルＲを常に良好な熱伝達効率で熱活性化させることができ、良好な印刷結果を得ることができる。
【００９９】
次いで、印刷用プラテンローラ１１の回動によってカッターユニットＣ１に搬送された感熱性粘着ラベルＲは、所定タイミングでカッター駆動部２０Ａによって稼働される可動刃２０によって所定の長さに切断される。
【０１００】
続いて、切断後の感熱性粘着ラベルＲは、熱活性化ユニットＡ１の挿入用ローラ３０によって熱活性化ユニットＡ１内に取り込まれ、所定のタイミングで稼働される熱活性用サーマルヘッドＨ２および熱活性用プラテンローラ４１によって熱エネルギーを付与される。これにより、感熱性粘着ラベルＲの感熱性粘着剤層Ｋは、活性化されて粘着力を発揮するようになる。
【０１０１】
この際に、熱活性用サーマルヘッドＨ２とプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１は、次々に到来する感熱性粘着ラベルＲの裏面側に被着して熱活性成分付着防止層８ｂ上に掃き出されるが、熱活性成分付着防止層８ｂが備える撥水性あるいは撥油性の特性により、図３に示したように、冷えて固体化する際に例えば符号Ｇのような粒状のカスとして固まり、従来のように強固に付着することが回避される。したがって、熱活性化ユニットＡ１が稼働していない状態において、熱活性成分付着防止層８ｂの表面を布等によって軽く拭うことにより、粒状のカスＧを容易に除去することができる。
【０１０２】
以上述べたように、熱活性成分付着防止層８ｂの表面に固体化した熱活性成分が堆積することを防止することができるので、熱活性用サーマルヘッドＨ２とプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１を熱活性成分付着防止層８ｂ側に十分に掃き出させることができる。したがって、従来のように熱活性用サーマルヘッドとプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１が長時間にわたって熱エネルギーを受け続けて、熱活性成分Ｋ１が化学的に変化した物質や炭化した物質などに変化して、発熱抵抗体３の直上の保護層７の表面に強固に付着した状態（例えば焦げ付いたような状態）となる事態を回避することができる。
【０１０３】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１０４】
例えば、熱活性成分付着防止層の構成材料としては上述のもののほかに、ＳｉＡｌＯＮ（サイアロン）、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ｓｉ−Ｎ、ＴｉＣ、Ｔｉ−Ｃ、ＴｉO２、Ｃ（ダイヤモンドを含む）、Ｚｒ、ＺｒＮ等の粉末を微量添加した有機材料を用いることも考えられる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るサーマルヘッドは、放熱性基板の上面に蓄熱層を形成し、該蓄熱層の上面に複数の発熱抵抗体と各発熱抵抗体に給電する電極とを備える発熱素子列を形成し、それらの上面を保護層で被覆し、この保護層の上面に、前記発熱素子列の直上域を挟むように略平行な２条の熱活性成分付着防止層を設けるようにしたので、発熱素子列からの熱エネルギーを受けて活性化した熱活性成分は、発熱素子列の直上域から熱活性成分付着防止層の上に掃き出され、堆積することが防止されるため、発熱素子列の直上域に熱活性成分が滞留する事態を回避することでき、従来のように滞留した熱活性成分が保護膜上で焦げ付いてしまうことを防止することができ、熱活性成分を備える印刷メディアに対する熱伝達効率が低下する事態を未然に回避することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示す平面図である。
【図２】第１実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第１実施形態に係るサーマルヘッドを用いた熱活性化装置の構成を示す概略図である。
【図４】第２実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図６】第４実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図７】本発明に係るサーマルヘッドを用いたプリンタ装置の構成を示す概略図である。
【図８】プリンタ装置における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来のサーマルプリンタ装置の構成を示す概略図である。
【図１０】熱活性シートの構成例を示す断面図である。
【図１１】従来のサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図１２】従来のサーマルヘッドにおける感熱性粘着剤等の付着状況を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｈ サーマルヘッド
１ 放熱性基板（セラミック基板）
２ 蓄熱層（グレーズ層）
３ 発熱抵抗体
４ａ，４ｂ 電極
５ ＩＣ部
６ 封止部
７ 保護層
８ａ，８ｂ 熱活性成分付着防止層（低表面エネルギー性の樹脂層）
Ｋ１ 溶融した熱活性剤の流動体
Ｇ 粒状のカス
Ｈ１００ サーマルヘッド
７００ 凸状のグレーズ層
７０１ 電極
７０２ 発熱抵抗体
７０３ 保護層
７０４ａ，７０４ｂ 熱活性成分付着防止層
７００ 凸状のグレーズ層
７０１ 電極
７０２ 発熱抵抗体
７０３ 保護層
７０４ａ，７０４ｂ 熱活性成分付着防止層
７０４ａ１，７０４ｂ１ テーパー部
Ｈ２００ サーマルヘッド
８００ 凸状のグレーズ層
８０１ 電極
８０２ 発熱抵抗体
８０３ 保護層
８０４ａ，８０４ｂ 熱活性成分付着防止層
Ｈ３００ サーマルヘッド
Ｎ 熱活性成分付着防止部材
９００ 熱活性成分付着防止層
９０１ 粘着シート
Ｐ１，Ｐ２ サーマルプリンタユニット
１０ 印刷用サーマルヘッド
１１ 印刷用プラテンローラ
Ｃ１，Ｃ２ カッターユニット
２０ 可動刃
２１ 固定刃
Ａ１，Ａ２ 熱活性化ユニット
３０ 挿入用ローラ
３１ 排出用ローラ
４０ 熱活性用サーマルヘッド
４１ 熱活性用プラテンローラ
Ｈ１，Ｈ２ サーマルヘッド
Ｒ 感熱性粘着ラベル（印刷メディア）
５００ ベースペーパー
５０１ サーマルコート層
５０２ 有色印刷層
Ｋ 熱活性剤層
１５００ 制御装置
１０００ マイクロコンピュータ
１０１０ ＲＯＭ
１０２０ ＲＡＭ
Ｓ 感熱性粘着ラベル検出センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱活性成分を備える熱活性シートに対して熱活性エネルギーを付与するサーマルヘッドと該サーマルヘッドを用いた熱活性化装置およびその熱活性化装置を用いたプリンタ装置に係り、特に活性化した熱活性成分のサーマルヘッドへの付着を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、商品に貼付されるラベルの一つに熱活性シート（表面コート層に熱活性成分を含む印刷メディア。例えば感熱性粘着ラベル）があり、例えば食品のＰＯＳラベル、物流・配送ラベル、医療用ラベル、バゲッジタグ、ビン・缶類の表示ラベルの貼付など幅広い分野で使用されている。
この感熱性粘着ラベルは、シート状のラベル基体（例えばベースペーパー）の裏面側に通常時には非粘着性を示し加熱されることにより粘着性を発現する熱活性成分の一種としての感熱性粘着剤層を、表面側に印刷可能面を、それぞれ形成して構成されている。
【０００３】
前記感熱性粘着剤は、熱可塑性樹脂、固体可塑剤等を主成分とするもので、常温では非粘着性であるが、熱活性化装置によって加熱すると活性化されて粘着性が発現する性質を有している。通常、活性化温度は５０〜１５０℃であり、この温度領域で感熱性粘着剤中の固体可塑剤が溶融し、熱可塑性樹脂に粘着性が付与される。そして、溶融した固体可塑剤は過冷却状態を経て徐々に結晶化するため粘着性は所定時間持続され、この粘着性を有している間にガラス瓶等の対象物に貼着して使用される。
【０００４】
なお、感熱性粘着ラベルの印刷可能面は、例えば熱活性成分の一種としての感熱発色層で構成され、一般的なサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタ装置によって、所望の文字や画像等が印刷され、その印刷後に、前記熱活性化装置によって感熱性粘着剤層が活性化されるようになっている。
【０００５】
また、前記サーマルプリンタ装置内に前記熱活性化装置を搭載し、感熱性粘着ラベルへの感熱印刷と感熱性粘着剤層の活性化を連続して行うことができるようにしたプリンタ装置も開発されつつある。
【０００６】
このようなプリンタ装置は、例えば図９に示すような構成となっていた。
【０００７】
図９において、符号Ｐ２はサーマルプリンタユニット、符号Ｃ２はカッターユニット、符号Ａ２は熱活性化ユニット、符号Ｒはロール状に巻回された感熱性粘着ラベルを示す。
【０００８】
サーマルプリンタユニットＰ２は、印刷用サーマルヘッド１００と、該印刷用サーマルヘッド１００に圧接されるプラテンローラ１０１と、プラテンローラ１０１を回転させる図示しない駆動系（例えば電動モータとギア列等）等を備えている。
【０００９】
そして、プラテンローラ１０１を図９ではＤ１方向（時計回り）に回動させることにより、感熱性粘着ラベルＲを引き出し、引き出された感熱性粘着ラベルＲに感熱方式の印刷を行ってから、Ｄ２方向（右側方向）へ搬出するようになっている。
【００１０】
また、プラテンローラ１０１は、図示しない加圧手段（例えば、コイルバネや板バネ等）を備え、その弾撥力によりプラテンローラ１０１の表面がサーマルヘッド１００に圧接されるようになっており、感熱性粘着ラベルＲの押圧手段を兼ねるようになっている。
【００１１】
図９のプリンタユニットＰ２は、図示しない印刷制御装置からの印刷信号に基づいて、印刷用サーマルヘッド１００およびプラテンローラ１０１が稼働することにより感熱性粘着ラベルＲのサーマルコート層５０１に対して所望の印刷を行うことができる。
【００１２】
カッターユニットＣ２は、サーマルプリンタユニットＰ２によって感熱印刷が行われた感熱性粘着ラベルＲを適当な長さで切断するためのものであり、電動モータ等の駆動源（図示省略）によって作動される可動刃２００、固定刃２０１等から構成されている。なお、可動刃２００は図示しない制御装置の制御により所定のタイミングで作動される。
【００１３】
熱活性化ユニットＡ２は、例えば図示しない駆動源によって回動され、切断された感熱性粘着ラベルＲの挿入、排出を行う挿入用ローラ３００と排出用ローラ３０１を備え、その挿入用ローラ３００と排出用ローラ３０１の間に、熱活性用サーマルヘッド４００と、この熱活性用サーマルヘッド４００に圧接されるプラテンローラ４０１が配設されている。プラテンローラ４０１は図示しない駆動系（例えば電動モータとギア列等）を備えており、プラテンローラ４０１をＤ４方向（図９では反時計回り）に回動させ、Ｄ３方向およびＤ５方向に回転する挿入用ローラ３００および排出用ローラ３０１によって感熱性粘着ラベルＲをＤ６方向（図９では右側方向）へ搬送するようになっている。また、プラテンローラ４０１は、図示しない加圧手段（例えば、コイルバネや板バネ等）を備え、その弾撥力によりプラテンローラ４０１の表面が熱活性用サーマルヘッド４００に圧接されるようになっている。
【００１４】
また、符号Ｓで示されるのは、感熱性粘着ラベルＲの排出を検出する排出検出センサである。この排出検出センサＳによる感熱性粘着ラベルＲの排出の検出に基づいて、次の感熱性粘着ラベルＲの印刷、搬送および熱活性が行われる。
【００１５】
熱活性用サーマルヘッド４００は、例えば図１１に示すような構成となっている。
【００１６】
図１１において、符号６００は、放熱性基板としてのセラミック基板である。このセラミック基板６００上には、蓄熱層としてのグレーズ層６０１が全面にわたって例えば６０μｍ程度の厚さで積層されている。なお、このグレーズ層６０１は、例えばガラスペーストを印刷し、所定の温度（例えば約１３００〜１５００℃）で焼成することによって形成される。
【００１７】
グレーズ層６０１上には、Ｔａ−ＳｉＯ２等からなる発熱抵抗体６０２をスパッタリング等によって積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンが形成されている。
【００１８】
なお、同じくグレーズ層６０１上には、発熱抵抗体６０２への給電を制御するＩＣ部６０５が形成され、その上を樹脂等からなる封止部６０６で保護されている。
【００１９】
また、発熱抵抗体６０２の上には、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等をスパッタリング等で例えば２μｍ程度の厚さで積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの電極６０３が形成される。この電極６０３を介してＩＣ部６０５の制御により発熱抵抗体６０２への給電が行われる。
【００２０】
電極６０３と発熱抵抗体６０２の上には、電極６０３および発熱抵抗体６０２の酸化や摩耗を防止するために、Ｓｉ−Ｏ−ＮあるいはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等の硬質セラミックス等からなる保護層６０４がスパッタリング等により積層して形成されている。
【００２１】
そして、上記構成の熱活性用サーマルヘッド４００およびプラテンローラ４０１は、図示しない制御装置によって所定のタイミングで稼働され、熱活性用サーマルヘッド４００への給電により付与される熱によって、図１０のようにサーマルコート層５０１と有色印刷層５０２と感熱性粘着剤層Ｋとを有する感熱性粘着ラベルＲの感熱性粘着剤層Ｋが活性化されて粘着力を発現するようになる。
【００２２】
このような構成のサーマルプリンタユニットＰ２により感熱性粘着ラベルＲの粘着力が発現された後、酒類、薬品瓶などのガラス瓶やプラスチック容器等への表示ラベルの貼付作業、あるいは値札や広告ラベルの貼付作業を行うことにより、従来の一般的な粘着ラベルシートのように剥離シート（ライナー）が不要となるためコストを低減することができるという利点があり、使用後に廃棄物となる剥離シートを必要としないので省資源および環境問題の観点からもメリットがある。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の感熱性粘着ラベルＲの熱活性化ユニットＡ２では、サーマルヘッド４００の表面（保護層６０４）に、感熱性粘着剤およびその感熱性粘着剤の変成物（熱により化学的に変化した物質あるいは炭化した物質など）が付着するという問題があった。
【００２４】
即ち、図１２（ａ）に示すように、プラテンローラ４０１はサーマルヘッド４００の保護層６０４の表面に対して常に圧接された状態にあり、前記カッターユニットＣ２によって所定の長さに切断された感熱性粘着ラベルＲがプラテンローラ４０１と保護層６０４との間に挿入されると、熱活性剤層Ｋが熱活性用サーマルヘッド４００の発熱抵抗体６０２によって加熱されて溶融した熱活性剤の流動体Ｋ１が滞留した状態となる。
【００２５】
この流動体Ｋ１の殆どは、次々に送られてくる感熱性粘着ラベルＲの熱活性剤層Ｋの表面に被着して感熱性粘着ラベルＲの進行方向に掃き出され、保護層６０４の表面で冷えて固化し、徐々に堆積して固着物Ｇ１を形成するようになる。
【００２６】
さらに、上記固着物Ｇ１が形成されるようになると、保護層６０４とプラテンローラ４０１の間にある熱活性剤の流動体Ｋ１が感熱性粘着ラベルＲの進行方向への掃き出しを固着物Ｇ１が邪魔をして妨げるようになる。
【００２７】
そして、保護層６０４とプラテンローラ４０１の間において、熱活性剤の流動体Ｋ１が比較的長時間にわたって熱エネルギーを受け続けることにより、熱活性剤が化学的に変化した物質や炭化した物質などに変化して、発熱抵抗体６０２の直上の保護層６０４の表面に強固に付着した状態（例えば焦げ付いたような状態）となるという問題があった。このように、焦げ付きを生じた状態においては、発熱抵抗体６０２から感熱性粘着ラベルＲの熱活性剤層Ｋへの熱エネルギーの伝達効率が低下して、感熱性粘着ラベルＲの粘着強度が低下するなどの不具合を生じる。
【００２８】
また、熱活性化ユニットＡ２においては、感熱性粘着ラベルＲの熱活性剤層Ｋの始端部および終端部への加熱を確実に行うために、始端部の少し手前で発熱抵抗体６０２への給電を開始し、終端部が通過した後も所定時間にわたって給電を継続するように制御している。そのため、保護層６０４とプラテンローラ４０１の間に感熱性粘着ラベルＲが存在しない時間帯が多少生じ、その状態においてプラテンローラ４０１は保護層６０４に接してカラ回りする状態となる。そして、カラ回りする際に、保護層６０４上の熱活性剤の流動体Ｋ１がプラテンローラ４０１の周面に付着するという問題を生じる（図１２（ｂ）の符号Ｇ２を参照）。
【００２９】
さらに、プラテンローラ４０１の周面に付着した熱活性剤Ｇ２は、発熱抵抗体６０２により度重なる加熱を受けることにより化学的に変化したり、あるいは炭化した変成物となって、プラテンローラ４０１の周面に強固に付着する場合も生じる。
【００３０】
また、プラテンローラ４０１の周面に付着した熱活性剤Ｇ２は、発熱抵抗体６０２による複数回の加熱により溶融して強い粘着力を有するため、搬送されて来る感熱性粘着ラベルＲの表面側に一部が付着して印刷面を汚損する虞もあった。
【００３１】
また、付着した多数の熱活性剤G２によってプラテンローラ４０１の周面の平滑性が損なわれ、搬送されて来る感熱性粘着ラベルＲの熱活性剤層Ｋを均一に加熱できなくなり、十分な粘着力を発揮できない事態を生じるという問題を抱えていた。
【００３２】
またさらに、プラテンローラ４０１の周面に付着した熱活性剤Ｇ２の一部は、感熱性粘着ラベルＲが挿入される側の保護層６０４上に再付着して堆積物Ｇ３を形成する。この堆積物Ｇ３が徐々に成長して大きくなっていくと、到来する感熱性粘着ラベルＲの挿入を妨げるようになるという問題を生じる。
【００３３】
そして、堆積物Ｇ３による感熱性粘着ラベルＲの挿入不良を生じると、プラテンローラ４０１の長時間にわたるカラ回りが発生して、プラテンローラ４０１の駆動モータへの負荷が増大してモータの劣化を早めたり、発熱抵抗体６０２からの熱が感熱性粘着ラベルＲに吸収されないために熱負荷が高まって、発熱抵抗体６０２の寿命を縮める要因ともなる。
【００３４】
なお、上記のような問題点は、熱活性化ユニットのサーマルヘッドに限らず、印刷用サーマルヘッド１００にも同様に発生し得る。
【００３５】
この発明は、上記問題点を解決すべく案出されたものであり、熱活性成分の付着を防止することのできるサーマルヘッドとそのサーマルヘッドを用いた熱活性シートの熱活性化装置およびその熱活性化装置を用いたプリンタ装置を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るサーマルヘッド（Ｈ）は、放熱性基板（セラミック基板１）の上面に蓄熱層（グレーズ層２）を形成し、該蓄熱層の上面に複数の発熱抵抗体（３）と各発熱抵抗体に給電する電極（４ａ，４ｂ）とにより発熱素子列を形成し、それらの上面を保護層（７）で被覆して構成され、熱エネルギーを受けることにより活性化されて、粘着性を発現する感熱性粘着剤からなる感熱性粘着剤層、及び感熱印刷される感熱発色層を備える印刷メディア（感熱性粘着ラベルＲ）に対して前記発熱素子列への給電により前記熱エネルギーを付与するサーマルヘッドであって、前記感熱粘着剤層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドの場合、前記粘着性を発現した前記感熱性粘着剤が前記保護膜に付着することを防止し、一方、感熱印刷される前記感熱発色層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドの場合、前記感熱発色層の成分が前記保護膜に付着することを防止する、樹脂材料からなる熱活性成分付着防止層（８ａ，８ｂ）を、前記保護層の上面に、前記発熱素子列の直上域を挟むように略平行に２条設けるようにした。
【００３７】
これにより、発熱素子列からの熱エネルギーを受けて活性化した熱活性成分は、発熱素子列の直上域から熱活性成分付着防止層の上に掃き出され、堆積することが防止されるため、発熱素子列の直上域に熱活性成分が滞留する事態を回避することできる。したがって、従来のように滞留した熱活性成分が保護膜上で焦げ付いてしまうことを防止することができ、熱活性成分を備える印刷メディアに対する熱伝達効率が低下する事態を未然に回避することができる。
【００３８】
また、前記熱活性成分付着防止層は、低表面エネルギー性の樹脂層で構成されるようにできる。これにより、例えば撥水性あるいは撥油性を発揮する低表面エネルギー性の樹脂層によって熱活性成分の付着を有効に防止することができる。また、前記低表面エネルギー性の樹脂層の硬度は、鉛筆硬度で２Ｂ〜５Ｂの範囲とするとよい。これにより、熱活性成分を備える印刷メディアが、サーマルヘッドとプラテンローラとの間に挿入される際に、樹脂層と印刷メディアの表面とが接触することにより樹脂層の表面が研磨されて常に新生面が現れるため、熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００３９】
また、前記低表面エネルギー性の樹脂層は、シリコン系樹脂またはフッ素系樹脂で構成されるようにできる。これにより、低表面エネルギー性の樹脂層を容易に形成することができる。
【００４０】
また、前記低表面エネルギー性の樹脂層は、フッ素系樹脂層にＳｉ系、Ｔｉ系またはＴａ系の酸化膜、窒化膜またはそれらの複合膜の粉末を微量添加して構成されるようにできる。これにより、優れた撥水性あるいは撥油性を発揮しつつ、膜強度を高めた樹脂層を形成することができる。
【００４１】
また、前記低表面エネルギー性の樹脂層は、フッ素系樹脂に金属元素または炭素を微量添加させて構成されるようにしてもよい。これにより、優れた撥水性あるいは撥油性を発揮しつつ、導電性を有し、静電気破壊耐性を備えた樹脂層を形成することができる。
【００４２】
また、前記熱活性成分付着防止層は、当該熱活性成分付着防止層の厚さをＴ、２条の熱活性成分付着防止層の間隙をＷとした場合に、Ｔ≦Ｗ／１００
の関係が成り立つように構成するとよい。これにより、熱活性成分付着防止層と印刷メディアの表面とを十分に接触させることができるようになり、樹脂層の表面を効率的に研磨して熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００４３】
また、前記２条の熱活性成分付着防止層の対向する面にテーパー加工が施されるようにできる。これにより、熱活性成分付着防止層と印刷メディアとの接触面を広くすることができ、樹脂層の表面を効率的に研磨して熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００４４】
また、前記蓄熱層の断面形状が凸状またはメサ形状とされる場合に、前記熱活性成分付着防止層の表面の位置が、前記発熱素子列の直上面よりも低くなるように構成されるようにしてもよい。これにより、熱活性成分付着防止層を液体材料の塗布によって行う際の膜厚管理が不要となり、簡易な工程で熱活性成分付着防止層を形成することができるようになる。
【００４５】
また、前記熱活性成分付着防止層は、液状の樹脂材料を前記保護膜上に塗布して形成されるようにしてもよい。これにより、液状の樹脂材料を用いて例えばスクリーン印刷、ディップ、噴き付け、ハケ塗り等の手法により熱活性成分付着防止層を容易に形成することができる。
【００４６】
また、前記熱活性成分付着防止層は、接着剤層を介して前記保護膜上に貼付されるようにしてもよい。これにより、例えば熱活性成分付着防止層を予め形成したシート状体の下面に接着剤層を設けた形態とし、そのシート状体を貼付することにより容易に熱活性成分付着防止層を配設することができる。また、熱活性成分付着防止層が摩耗したり汚損した場合にも容易に貼り替えて交換することができるようになる。
【００４７】
また、他の発明に係る感熱性粘着ラベルの熱活性化装置は、熱エネルギーを受けることにより活性化されて粘着性を発現する感熱性粘着剤からなる感熱性粘着剤層がシート状基材の少なくとも一方の面に形成されてなる感熱性粘着ラベルの前記感熱性粘着剤層を加熱して活性化させるための活性化用加熱手段と、該感熱性粘着ラベルを所定の方向に搬送する搬送手段と、前記感熱性粘着ラベルを前記活性化用加熱手段に対して押圧する押圧手段とを少なくとも備える感熱性粘着ラベルの熱活性化装置であって、前記活性化用加熱手段として、前記感熱粘着剤層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドを用いるようにした。
【００４８】
これにより、熱活性成分のサーマルヘッドへの付着を有効に防止されるので、印刷メディアに対する熱伝達効率に優れた感熱性粘着ラベルの熱活性化装置を提供することができる。
【００４９】
また、他の発明に係るプリンタ装置は、前記感熱性粘着ラベルの熱活性化装置を備えるようにした。これにより、印刷済みの印刷メディアを常に良好な熱伝達効率で熱活性化させることのできるプリンタ装置を提供することができる。
【００５０】
また、前記感熱性粘着ラベルには、感熱発色層が形成され、該感熱発色層の熱活性化手段として感熱印刷される前記感熱発色層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドを用いるようにできる。これにより、感熱発色層の成分がサーマルヘッドの表面に付着するのを防止して印刷メディアを常に良好な熱伝達効率で熱活性化させることができ、良好な印刷結果を得ることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５２】
図１は第１の実施形態に係るサーマルヘッドの平面図、図２はそのサーマルヘッドのＡ−Ａ線断面図、図３はこのサーマルヘッドを用いた熱活性化装置の構成を示す概略図である。
【００５３】
図２において、符号Ｈはサーマルヘッド全体を示し、符号１は放熱性基板としてのセラミック基板を示す。
【００５４】
このセラミック基板１上には、蓄熱層としてのグレーズ層２が全面にわたって例えば６０μｍ程度の厚さで積層されている。なお、このグレーズ層２は、例えばガラスペーストを印刷し、所定の温度（例えば約１３００〜１５００℃）で焼成することによって形成される。
【００５５】
グレーズ層２上には、Ｔａ−ＳｉＯ２等からなる発熱抵抗体３をスパッタリング等によって積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンが形成されている。なお、同じくグレーズ層２上には、発熱抵抗体３への給電を制御するＩＣ部５が形成され、その上を樹脂等からなる封止部６で保護されている。
【００５６】
また、発熱抵抗体３の上には、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等をスパッタリング等で例えば２μｍ程度の厚さで積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの電極４ａ，４ｂが形成される。この電極４ａ，４ｂを介してＩＣ部５の制御により発熱抵抗体３への給電が行われる。
【００５７】
電極４ａ，４ｂと発熱抵抗体３の上には、電極４ａ，４ｂおよび発熱抵抗体３の酸化や摩耗を防止するために、Ｓｉ−Ｏ−ＮあるいはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等の硬質セラミックス等からなる保護層７がスパッタリング等により積層して形成されている。
【００５８】
そして、保護層７の上面には、発熱抵抗体３の直上域を挟むように略平行な２条の熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂが設けられている。この熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂは、撥水性あるいは撥油性を発揮し得る低表面エネルギー性の樹脂層で構成されており、具体的には、シリコン系樹脂またはフッ素系樹脂あるいはフッ素系樹脂層にＳｉ系、Ｔｉ系またはＴａ系の酸化膜、窒化膜の粉末またはそれらの複合膜に粉末もしくはフッ素系樹脂に金属元素や炭素を微量添加させた物で構成することができる。
【００５９】
上記樹脂を用いた熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの形成方法は、特には限定されないが、液状材料を用いて、例えばスクリーン印刷、ディップ、噴き付け、ハケ塗り等の方法によって形成することができる。この際に、発熱抵抗体３の直上域に相当する保護層７ａに樹脂が付着しないように、マスキング用テープやマスキングプレートを用いることが望ましい。
【００６０】
また、保護層７の全面に樹脂を塗布し、残したい部分をマスキング用テープ、マスキングプレートあるいはフォトレジスト剤で覆い、メカニカルエッチングやケミカルエッチング等の手法により不要部を除去して熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂを形成するようにしてもよい。なお、その際に、エッチング等を行う前に乾燥等の仮定着を行うようにしてもよい。
【００６１】
また、用いる樹脂の特性によっては、熱硬化、ＵＶ硬化、薬液反応、水や酸素等との化学反応、含有薬剤の蒸発による乾燥工程を経るようにしてもよい。
【００６２】
さらに、保護層７の表面と樹脂材料との密着性が悪い場合には、密着性に優れた中間膜（プライマー）を介したり、保護層７の表面を機械的研磨あるいは化学的研磨によって表面粗さを高めて樹脂との密着性を向上させるようにしてもよい。
【００６３】
また、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの硬度は、熱活性成分を備える印刷メディアとしての感熱性粘着ラベルＲの種類等にもよるが、鉛筆硬度で２Ｂ〜５Ｂの範囲とすることが望ましい。この硬度は、例えば樹脂への添加剤の種類や添加量で調節することが可能である。
【００６４】
そして、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂを、このような硬度とすることにより、図３に示すようにサーマルヘッドＨを備える熱活性化装置Ａ１０において、感熱性粘着ラベルＲがサーマルヘッドＨとプラテンローラ４１との間に挿入される際に、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂと感熱性粘着ラベルＲの表面とが接触することにより熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの表面が研磨されて常に新生面が現れるため、サーマルヘッドＨに対する熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００６５】
なお、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂは、当該熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの厚さをＴ、２条の熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの間隙をＷとした場合に、Ｔ≦Ｗ／１００の関係が成り立つ厚さとすることが望ましい。これにより、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂと感熱性粘着ラベルＲの表面とを十分に接触させることができるようになり、熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂの表面を効率的に研磨して熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００６６】
また、図３において、サーマルヘッドＨとプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１は、次々に到来する感熱性粘着ラベルＲの裏面側に被着して熱活性成分付着防止層８ｂ上に掃き出されるが、熱活性成分付着防止層８ｂが備える撥水性あるいは撥油性の特性により、冷えて固体化する際に例えば符号Ｇのような粒状のカスとして固まり、従来のように強固に付着することが回避される。したがって、熱活性化装置Ａ１０が稼働していない状態において、熱活性成分付着防止層８ｂの表面を布等によって軽く拭うことにより、粒状のカスＧを容易に除去することができる。
【００６７】
このように、熱活性成分付着防止層８ｂの表面に固体化した熱活性成分が堆積することを防止することができるので、サーマルヘッドＨとプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１を熱活性成分付着防止層８ｂ側に十分に掃き出させることができる。したがって、従来のようにサーマルヘッドＨとプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１が長時間にわたって熱エネルギーを受け続けて、熱活性成分Ｋ１が化学的に変化した物質や炭化した物質などに変化して、発熱抵抗体３の直上の保護層７の表面に強固に付着した状態（例えば焦げ付いたような状態）となる事態を回避できるようになる。
【００６８】
また、サーマルヘッドＨの構成は、図１および図２に示した実施形態に限定されない。例えば、図４に示す第２の実施形態に係るサーマルヘッドＨ１００は、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂの対向する面７０４ａ１，７０４ｂ１にテーパー加工を施した場合を示す。
【００６９】
図４に示す断面図おいて、セラミック基板１上には、蓄熱層としての凸状のグレーズ層７００が所定の厚さで積層され、グレーズ層７００の頂上部には、Ｔａ−ＳｉＯ2等がスパッタリング等によって積層され、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの発熱抵抗体７０２が形成されている。
【００７０】
また、セラミック基板１、グレーズ層７００および発熱抵抗体７０２の上には、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等をスパッタリング等で例えば２μｍ程度の厚さで積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの電極７０１が形成されている。
【００７１】
電極７０１と発熱抵抗体７０２の上には、電極７０１および発熱抵抗体７０２の酸化や摩耗を防止するために、Ｓｉ−Ｏ−ＮあるいはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等の硬質セラミックス等からなる保護層７０３がスパッタリング等により積層して形成されている。
【００７２】
そして、保護層７０３の上面には、発熱抵抗体７０２およびグレーズ層７００の直上域を挟むように略平行な２条の熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂが設けられている。さらに、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂの対向する面７０４ａ１，７０４ｂ１には、テーパー角（θ）（例えば４５度）でテーパーが形成されている。
【００７３】
このようなテーパーは、種々の手法により形成可能であるが、例えば熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂを液状樹脂を用いたスクリーン印刷で形成する場合には、液状樹脂の粘度を低くしたり、硬化条件を緩やかにすることにより対向面を自然に傾斜させてテーパー状とすることができる。
【００７４】
また、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂを形成する工程を２段階に分けて、下層部を粘度の高い条件で形成し、上層部を粘度の低い条件で形成することにより対向面を自然に傾斜させてテーパー状とすることもできる。また、スクリーン印刷やハケ塗り等の手法で樹脂を塗布した後に、メカニカルエッチングやケミカルエッチングで対向面をエッチングしてテーパーを形成することも可能である。
【００７５】
このように熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂの対向する面７０４ａ１，７０４ｂ１にテーパーを形成することにより、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂと感熱性粘着ラベルＲとの接触面を広くすることができ、熱活性成分付着防止層７０４ａ，７０４ｂの表面を効率的に研磨して熱活性成分の付着をより有効に防止することができる。
【００７６】
図５は、第３の実施形態に係るサーマルヘッドＨ２００を示す。この第３の実施形態に係るサーマルヘッドＨ２００は、熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂの表面の位置が、発熱抵抗体８０２の直上面８０３ａよりも低くなるように構成したものである。
【００７７】
図５に示す断面図おいて、セラミック基板１上には、蓄熱層としての凸状またはメサ状のグレーズ層８００が所定の厚さで積層され、グレーズ層８００の頂上部には、Ｔａ−ＳｉＯ２等からなる発熱抵抗体８０２がスパッタリング等によって積層され、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンが形成されている。
【００７８】
また、セラミック基板１、グレーズ層８００および発熱抵抗体８０２の上には、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ等をスパッタリング等で例えば２μｍ程度の厚さで積層し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンの電極８０１が形成されている。
【００７９】
電極８０１と発熱抵抗体８０２の上には、電極８０１および発熱抵抗体８０２の酸化や摩耗を防止するために、Ｓｉ−Ｏ−ＮあるいはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等の硬質セラミックス等からなる保護層８０３がスパッタリング等により積層して形成されている。
【００８０】
そして、保護層８０３の上面には、発熱抵抗体８０２の直上面８０３ａよりも低くなるように略平行な２条の熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂが設けられている。熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂは、特には限定されないが、液状樹脂を用いて、例えばスクリーン印刷、ディップ、噴き付け、ハケ塗り等の方法によって形成可能である。かかる方法によって、例えば１０μｍ以下の厚さで熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂを形成することができる。
【００８１】
これにより、熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂを液体材料の塗布によって行う際の膜厚管理が不要となり、簡易な工程で熱活性成分付着防止層８０４ａ，８０４ｂを形成することができる。
【００８２】
また、上述の第１から第３の実施形態では、熱活性成分付着防止層を液状樹脂の塗布あるいは印刷等の手法によって保護層上に直接形成する場合について説明したが、熱活性成分付着防止層の形成の仕方はこれに限定されない。
【００８３】
例えば、図６に示す第４の実施形態に係るサーマルヘッドＨ３００では、粘着シート９０１の上に熱活性成分付着防止層９００を形成したシール状の熱活性成分付着防止部材Ｎを保護層７の表面に貼着させることにより、熱活性成分の付着を防止できるようにしている。
【００８４】
この場合には、熱活性成分付着防止層９００が摩耗したり汚損した場合には、古い熱活性成分付着防止部材Ｎを剥がして新しいものを貼り替えるだけで容易に対処することができ、利便性を向上させることができる。
【００８５】
また、前出の図３において、本実施形態に係るサーマルヘッドＨを熱活性化装置Ａ１０に適用した場合を示したが、サーマルヘッドＨの応用はこれに限らず、感熱式のプリンタ装置にも適用することができる。以下、プリンタ装置について説明する。
【００８６】
図７は、サーマルヘッドＨをサーマルプリンタユニットと熱活性化ユニットとに使用したプリンタ装置Ｍの概略構成を示す。
【００８７】
図７において、符号Ｐ１はサーマルプリンタユニット、符号Ｃ１はカッターユニット、符号Ａ１は熱活性化装置としての熱活性化ユニット、符号Ｒはロール状に巻回された熱活性シート（印刷メディア）としての感熱性粘着ラベルを示す。サーマルプリンタユニットＰ１は、印刷用として上述のサーマルヘッドＨとほぼ同様の構成の印刷用サーマルヘッドＨ１を備え、該印刷用サーマルヘッドＨ１に圧接されるプラテンローラ１１と、プラテンローラ１１を回転させる図示しない駆動系（例えば第１ステッピングモータとギア列等）を備えている。
【００８８】
そして、プラテンローラ１１を図７ではＤ１方向（時計回り）に回動させることにより、感熱性粘着ラベルＲを引き出し、引き出された感熱性粘着ラベルＲに感熱方式の印刷を行ってから、Ｄ２方向（右側方向）へ搬出するようになっている。また、プラテンローラ１１は、図示しない加圧手段（例えば、コイルバネや板バネ等）を備え、その弾撥力によりプラテンローラ１１の表面が印刷用サーマルヘッドＨ１に圧接されるようになっている。
【００８９】
本実施形態で用いた印刷用サーマルヘッドＨ１の発熱抵抗体は、ドット印字が可能なようにヘッドの幅方向に並設された複数の比較的小さな抵抗素子で構成されている。また、感熱性粘着ラベルＲは、例えば前出の図１０に示すような構成となっている。なお、必要に応じて、ベースペーパー５００上に断熱層を設けるようにしてもよい。
【００９０】
本実施形態のプリンタ装置は、後述する制御装置１５００からの印刷信号に基づいて、印刷用サーマルヘッドＨ１および印刷用プラテンローラ１１が稼働することにより感熱性粘着ラベルＲのサーマルコート層５０１に対して所望の印刷を行うことができる。
【００９１】
カッターユニットＣ１は、サーマルプリンタユニットＰ１によって感熱印刷が行われた感熱性粘着ラベルＲを適当な長さで切断するためのものであり、電動モータ等の駆動源（図示省略）によって作動される可動刃２０、固定刃２１等から構成されている。なお、可動刃２０の図示しないカッター駆動部２０Ａは後述する制御装置１５００の制御により所定のタイミングで作動される。
【００９２】
熱活性化ユニットＡ１は、例えば図示しない駆動源によって回動され、切断された感熱性粘着ラベルＲの挿入、排出を行う挿入用ローラ３０と排出用ローラ３１を備え、その挿入用ローラ３０と排出用ローラ３１の間に、上述のサーマルヘッドＨと同様の構成の熱活性用サーマルヘッドＨ２を備え、この熱活性用サーマルヘッドＨ２に圧接される熱活性用プラテンローラ４１が配設されている。熱活性用プラテンローラ４１は駆動系（例えばステッピングモータとギア列等）を備えており、熱活性用プラテンローラ４１をＤ４方向（図７では反時計回り）に回動させ、Ｄ３方向およびＤ５方向に回転する挿入用ローラ３０および排出用ローラ３１によって感熱性粘着ラベルＲをＤ６方向（図７では右側方向）へ搬送するようになっている。なお、熱活性用プラテンローラ４１は、例えば硬質ゴム等で構成される。
【００９３】
図７において符号Ｓは、感熱性粘着ラベルＲの位置を検出する熱活性シート検出手段としての感熱性粘着ラベル検出センサであり、フォトセンサまたはマイクロスイッチ等で構成される。
【００９４】
なお、上記印刷用サーマルヘッドＨ１および熱活性用サーマルヘッドＨ２として、サーマルヘッドＨに代えて前出の図４〜図６の何れかに示す構成のサーマルヘッドを採用することも可能である。
【００９５】
サーマルプリンタ装置の制御装置１５００は、図８に示すように、制御部を統括するワンチップのマイクロコンピュータ１０００と、マイクロコンピュータ１０００によって実行される制御プログラム等を格納するＲＯＭ１０１０と、各種印字フォーマット等を格納するＲＡＭ１０２０と、印字データや印字フォーマットデータ等の入力、設定あるいは呼び出しを行うための操作部１０３０と、印字データ等を表示する液晶表示パネル等で構成される表示部１０４０と、制御部と駆動装置間のデータの入出力を行うインタフェース１０５０とから構成されている。
【００９６】
インタフェース１０５０には、プリンタユニットＰ１の印刷用サーマルヘッドＨ１、熱活性化ユニットＡ１の熱活性用サーマルヘッドＨ２、カッターユニットＣ１のカッター駆動部２０Ａ、第１〜第３ステッピングモータＭ１〜Ｍ３、感熱性粘着ラベル検出センサＳがそれぞれ接続されている。
【００９７】
制御装置１５００の制御によりサーマルプリンタ装置が稼働を開始されると、まず、サーマルプリンタユニットＰ１によって感熱性粘着ラベルＲの印刷可能面（サーマルコート層５０１）に感熱印刷が行われる。
【００９８】
この際に、印刷用サーマルヘッドＨ１は、図１、図２に示す構成および熱活性成分付着防止層８ａ，８ｂが備える特性により、感熱発色層（有色印刷層５０２）の成分がサーマルヘッドＨ１の保護層７の表面に付着するのを防止して感熱性粘着ラベルＲを常に良好な熱伝達効率で熱活性化させることができ、良好な印刷結果を得ることができる。
【００９９】
次いで、印刷用プラテンローラ１１の回動によってカッターユニットＣ１に搬送された感熱性粘着ラベルＲは、所定タイミングでカッター駆動部２０Ａによって稼働される可動刃２０によって所定の長さに切断される。
【０１００】
続いて、切断後の感熱性粘着ラベルＲは、熱活性化ユニットＡ１の挿入用ローラ３０によって熱活性化ユニットＡ１内に取り込まれ、所定のタイミングで稼働される熱活性用サーマルヘッドＨ２および熱活性用プラテンローラ４１によって熱エネルギーを付与される。これにより、感熱性粘着ラベルＲの感熱性粘着剤層Ｋは、活性化されて粘着力を発揮するようになる。
【０１０１】
この際に、熱活性用サーマルヘッドＨ２とプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１は、次々に到来する感熱性粘着ラベルＲの裏面側に被着して熱活性成分付着防止層８ｂ上に掃き出されるが、熱活性成分付着防止層８ｂが備える撥水性あるいは撥油性の特性により、図３に示したように、冷えて固体化する際に例えば符号Ｇのような粒状のカスとして固まり、従来のように強固に付着することが回避される。したがって、熱活性化ユニットＡ１が稼働していない状態において、熱活性成分付着防止層８ｂの表面を布等によって軽く拭うことにより、粒状のカスＧを容易に除去することができる。
【０１０２】
以上述べたように、熱活性成分付着防止層８ｂの表面に固体化した熱活性成分が堆積することを防止することができるので、熱活性用サーマルヘッドＨ２とプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１を熱活性成分付着防止層８ｂ側に十分に掃き出させることができる。したがって、従来のように熱活性用サーマルヘッドとプラテンローラ４１との間に滞留する溶融状態の熱活性成分Ｋ１が長時間にわたって熱エネルギーを受け続けて、熱活性成分Ｋ１が化学的に変化した物質や炭化した物質などに変化して、発熱抵抗体３の直上の保護層７の表面に強固に付着した状態（例えば焦げ付いたような状態）となる事態を回避することができる。
【０１０３】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１０４】
例えば、熱活性成分付着防止層の構成材料としては上述のもののほかに、ＳｉＡｌＯＮ（サイアロン）、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ｓｉ−Ｎ、ＴｉＣ、Ｔｉ−Ｃ、ＴｉO２、Ｃ（ダイヤモンドを含む）、Ｚｒ、ＺｒＮ等の粉末を微量添加した有機材料を用いることも考えられる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るサーマルヘッドは、放熱性基板の上面に蓄熱層を形成し、該蓄熱層の上面に複数の発熱抵抗体と各発熱抵抗体に給電する電極とを備える発熱素子列を形成し、それらの上面を保護層で被覆し、この保護層の上面に、前記発熱素子列の直上域を挟むように略平行な２条の熱活性成分付着防止層を設けるようにしたので、発熱素子列からの熱エネルギーを受けて活性化した熱活性成分は、発熱素子列の直上域から熱活性成分付着防止層の上に掃き出され、堆積することが防止されるため、発熱素子列の直上域に熱活性成分が滞留する事態を回避することでき、従来のように滞留した熱活性成分が保護膜上で焦げ付いてしまうことを防止することができ、熱活性成分を備える印刷メディアに対する熱伝達効率が低下する事態を未然に回避することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示す平面図である。
【図２】第１実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第１実施形態に係るサーマルヘッドを用いた熱活性化装置の構成を示す概略図である。
【図４】第２実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図６】第４実施形態に係るサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図７】本発明に係るサーマルヘッドを用いたプリンタ装置の構成を示す概略図である。
【図８】プリンタ装置における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来のサーマルプリンタ装置の構成を示す概略図である。
【図１０】熱活性シートの構成例を示す断面図である。
【図１１】従来のサーマルヘッドの構成を示す断面図である。
【図１２】従来のサーマルヘッドにおける感熱性粘着剤等の付着状況を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｈ サーマルヘッド
１ 放熱性基板（セラミック基板）
２ 蓄熱層（グレーズ層）
３ 発熱抵抗体
４ａ，４ｂ 電極
５ ＩＣ部
６ 封止部
７ 保護層
８ａ，８ｂ 熱活性成分付着防止層（低表面エネルギー性の樹脂層）
Ｋ１ 溶融した熱活性剤の流動体
Ｇ 粒状のカス
Ｈ１００ サーマルヘッド
７００ 凸状のグレーズ層
７０１ 電極
７０２ 発熱抵抗体
７０３ 保護層
７０４ａ，７０４ｂ 熱活性成分付着防止層
７００ 凸状のグレーズ層
７０１ 電極
７０２ 発熱抵抗体
７０３ 保護層
７０４ａ，７０４ｂ 熱活性成分付着防止層
７０４ａ１，７０４ｂ１ テーパー部
Ｈ２００ サーマルヘッド
８００ 凸状のグレーズ層
８０１ 電極
８０２ 発熱抵抗体
８０３ 保護層
８０４ａ，８０４ｂ 熱活性成分付着防止層
Ｈ３００ サーマルヘッド
Ｎ 熱活性成分付着防止部材
９００ 熱活性成分付着防止層
９０１ 粘着シート
Ｐ１，Ｐ２ サーマルプリンタユニット
１０ 印刷用サーマルヘッド
１１ 印刷用プラテンローラ
Ｃ１，Ｃ２ カッターユニット
２０ 可動刃
２１ 固定刃
Ａ１，Ａ２ 熱活性化ユニット
３０ 挿入用ローラ
３１ 排出用ローラ
４０ 熱活性用サーマルヘッド
４１ 熱活性用プラテンローラ
Ｈ１，Ｈ２ サーマルヘッド
Ｒ 感熱性粘着ラベル（印刷メディア）
５００ ベースペーパー
５０１ サーマルコート層
５０２ 有色印刷層
Ｋ 熱活性剤層
１５００ 制御装置
１０００ マイクロコンピュータ
１０１０ ＲＯＭ
１０２０ ＲＡＭ
Ｓ 感熱性粘着ラベル検出センサ
Claims (14)
- 放熱性基板の上面に蓄熱層が形成され、該蓄熱層の上面には複数の発熱抵抗体と各発熱抵抗体に給電する電極とを備える発熱素子列が形成され、それらの上面が保護層で被覆されてなり、熱エネルギーを受けることにより活性化されて、粘着性を発現する感熱性粘着剤からなる感熱性粘着剤層、及び感熱印刷される感熱発色層を備える印刷メディアに対して前記発熱素子列への給電により前記熱エネルギーを付与するサーマルヘッドであって、
前記感熱粘着剤層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドの場合、前記粘着性を発現した前記感熱性粘着剤が前記保護膜に付着することを防止し、一方、感熱印刷される前記感熱発色層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドの場合、前記感熱発色層の成分が前記保護膜に付着することを防止する、樹脂材料からなる熱活性成分付着防止層を、前記保護層の上面に、前記発熱素子列の直上域を挟むように略平行に２条設けたことを特徴とするサーマルヘッド。 - 前記熱活性成分付着防止層は、
撥水性あるいは撥油性を有する前記樹脂材料からなる樹脂層で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。 - 前記樹脂層の硬度は、鉛筆硬度で２Ｂ〜５Ｂの範囲とされることを特徴とする請求項２に記載のサーマルヘッド。
- 前記樹脂層は、シリコン系樹脂またはフッ素系樹脂で構成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のサーマルヘッド。
- 前記樹脂層は、フッ素系樹脂層にＳｉ系、Ｔｉ系またはＴａ系の酸化膜、窒化膜またはそれらの複合膜の粉末を微量添加してなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のサーマルヘッド。
- 前記樹脂層は、フッ素系樹脂に金属元素または炭素を微量添加させてなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のサーマルヘッド。
- 前記熱活性成分付着防止層は、当該熱活性成分付着防止層の厚さをＴ、２条の熱活性成分付着防止層の間隙をＷとした場合に、
Ｔ≦Ｗ／１００
の関係が成り立つように構成されることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のサーマルヘッド。 - 前記２条の熱活性成分付着防止層の対向する面にテーパー加工が施されていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載のサーマルヘッド。
- 前記蓄熱層の断面形状が凸状またはメサ形状とされる場合に、前記熱活性成分付着防止層の表面の位置が、前記発熱素子列の直上面よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載のサーマルヘッド。
- 前記熱活性成分付着防止層は、液状の前記樹脂材料が前記保護膜上に塗布されてなることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のサーマルヘッド。
- 前記熱活性成分付着防止層は、接着剤層を介して前記保護膜上に貼付されていることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のサーマルヘッド。
- 熱エネルギーを受けることにより活性化されて粘着性を発現する感熱性粘着剤からなる感熱性粘着剤層がシート状基材の少なくとも一方の面に形成されてなる感熱性粘着ラベルの前記感熱性粘着剤層を加熱して活性化させるための活性化用加熱手段と、該感熱性粘着ラベルを所定の方向に搬送する搬送手段と、前記感熱性粘着ラベルを前記活性化用加熱手段に対して押圧する押圧手段とを少なくとも備える感熱性粘着ラベルの熱活性化装置であって、
前記活性化用加熱手段として、請求項１から請求項１１の何れかに記載の、前記感熱粘着剤層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドを用いることを特徴とする感熱性粘着ラベルの熱活性化装置。 - 前記請求項１２に記載の感熱性粘着ラベルの熱活性化装置を備えることを特徴とするプリンタ装置。
- 前記感熱性粘着ラベルには、感熱発色層が形成され、
該感熱発色層の熱活性化手段として、前記請求項１から請求項１１の何れかに記載の、感熱印刷される前記感熱発色層に対して前記熱エネルギーを付与する前記サーマルヘッドを用いることを特徴とする請求項１３に記載のプリンタ装置。
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