JP4565724B2 - Thermal printer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はサーマルヘッドを用いて感熱紙等の記録媒体に感熱記録を行なうサーマルプリンタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のサーマルプリンタは、例えば図3に示す如く、基板12の上面に、頂部に凸部13aを有する断面山状のグレーズ層13を被着させるとともに、該グレーズ層13の凸部13a上に発熱抵抗体14を配設し、これらを保護膜15で被覆したサーマルヘッド11と、該サーマルヘッド11上に配置され、感熱紙等の記録媒体を前記グレーズ層13の凸部13aに押圧する円柱状のプラテンローラ16と、を備えており、記録媒体をプラテンローラ16によってサーマルヘッド11上に搬送しながら、サーマルヘッド11の発熱抵抗体14を画像データに基づいて選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルプリンタとして機能する。
【0003】
尚、前記サーマルヘッド11のグレーズ層13は、ガラス等の低熱伝導性材料により形成され、その内部で発熱抵抗体14の発した熱の一部を蓄積及び放散することによりサーマルヘッド11の熱応答特性を良好に維持するようになっている。
【0004】
また前記グレーズ層13の凸部13aは、印画時、発熱抵抗体14に対する記録媒体の押圧力を有効に高めるためのものであり、かかる凸部13aを形成する場合は、まず“なだらか”な断面円弧状のグレーズ層をガラスペーストの塗布及び焼き付けによって形成し、しかる後、グレーズ層表面のうち、頂部を除く部位を所定の深さまでエッチング除去して、頂部に略台形状の凸部13aを残すことにより例えば2μm〜4μmの厚みに形成されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のサーマルプリンタにおいては、サーマルヘッド11の発熱抵抗体14がグレーズ層13の凸部13a上に設けられており、プラテンローラ16からの押圧力は凸部13a付近に集中する形となっている。このため、グレーズ層13の加工精度等に起因して凸部13aの高さにバラツキが生じると、サーマルヘッド11に対するプラテンローラ16の押圧力が不均一になり、印画を行うと、記録媒体が引っ掛かりながら搬送される“スティッキング”を起こして印画が不鮮明になったり、或いは、記録媒体がサーマルヘッド11に対して局所的に強く押圧された状態で搬送されることにより大きなノイズを発生するといった欠点を有していた。
【0006】
そこでこのような欠点を解消するために、プラテンローラ16の取り付け位置を上下に細かく微調整してサーマルヘッド11に対するプラテンローラ16の押圧力を最適化することも考えられるが、その場合、押圧力の調整作業に大変な手間と労力を要し、サーマルプリンタの生産性が著しく低下する欠点が誘発される。
【0007】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、記録媒体に鮮明な印画を形成することが可能で、かつ記録媒体の搬送に伴うノイズを小さくすることができる、生産性に優れたサーマルプリンタを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルプリンタは、基板の上面に、頂部に凸部を有する断面山状のグレーズ層を被着させるとともに、該グレーズ層上に発熱抵抗体を取着させて、前記凸部上に前記発熱抵抗体を配設し、一対の電極を前記凸部を挟む位置で前記発熱抵抗体に接続してなるサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に配置され、記録媒体を前記グレーズ層の前記凸部に押圧するプラテンとからなるサーマルプリンタにおいて、前記凸部上に位置する前記発熱抵抗体の上面を、前記凸部を挟んで対向する前記一対の電極の端部よりも上方へ突出させているとともに、前記凸部を有する前記グレーズ層の上面で、かつ前記凸部の両側に、前記グレーズ層の一部を隆起させた一対の隆起部を形成し、前記グレーズ層に対する前記プラテンの押圧力を前記凸部及び前記一対の隆起部に分散させて印加するようになしたことを特徴とするものである。
【0011】
本発明のサーマルプリンタによれば、サーマルヘッドの基板上に設けられるグレーズ層の上面で、かつ発熱抵抗体が配設される凸部の両側に、グレーズ層の一部を隆起させた一対の隆起部を形成し、プラテンからの押圧力を凸部と一対の隆起部の3カ所に分散させて印加するようになしたことから、プラテンは一対の隆起部によって凸部の両側で良好に支持されるようになり、グレーズ層の加工精度等に起因して凸部の高さにバラツキが生じたとしても、凸部の高さに係わらず、凸部に対して適度な押圧力を印加することができるようになる。従って、印画に際して記録媒体はサーマルヘッド上に常に安定的に搬送されるようになり、スティッキングや大きな印画ノイズの発生を有効に抑えて、記録媒体に鮮明な画像を形成することが可能となる。
【0012】
しかも本発明のサーマルプリンタによれば、プラテンの取り付け位置を上下に細かく微調整しなくても上述した適度の押圧力を得ることができるため、サーマルプリンタの組み立て作業が比較的簡単になり、サーマルプリンタの生産性向上に供することができる利点もある。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の一形態に係るサーマルプリンタの構成を示す分解斜視図、図2は図1のサーマルプリンタの断面図であり、図中の1はサーマルヘッド、7はプラテンローラ(プラテン)である。
【0014】
前記サーマルヘッド1は、矩形状をなす基板2の上面に、断面山状のグレーズ層3を帯状に被着させるとともに、該グレーズ層3上に多数の発熱抵抗体4を取着させた構造を有している。
【0015】
前記基板2は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料から成り、その上面でグレーズ層3や多数の発熱抵抗体4,電極5,保護膜6等を支持するための支持母材として機能する。
【0016】
前記基板2は、アルミナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシートを得、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜いた上、高温で焼成することによって製作される。
【0017】
また前記基板2の上面に設けられているグレーズ層3はガラス等の低熱伝導性材料により断面山状をなすように形成され、その頂部には凸部3aが、該凸部3aの副走査方向(発熱抵抗体4の配列方向と直交する方向)の両側には一対の隆起部3b,3bが凸部3aと略等しい高さに設けられている。
【0018】
前記グレーズ層3の凸部3aは、グレーズ層3の一部を隆起させることにより例えば幅50μm〜200μm、厚み2μm〜4μmの寸法で形成されており、該凸部3a上には発熱抵抗体4が配設され、凸部3aでもって発熱抵抗体4を上方に突出せしめている。
【0019】
前記グレーズ層3は、発熱抵抗体4を上方に突出させることにより記録媒体に対する押圧力を有効に高めるとともに、その内部で発熱抵抗体4の発する熱の一部を蓄積及び放散することによりサーマルヘッド1の熱応答特性を良好に維持する作用を為す。
【0020】
また前記凸部3aの両側に設けられている一対の隆起部3b,3bは、グレーズ層3の一部を2μm〜4μmほど隆起させることにより、前述した凸部3aと略等しい高さで、凸部3aのエッジより例えば30μm〜500μmだけ離間する位置に配されており、これらの隆起部3b,3bには、サーマルヘッド1上にプラテンローラ7を配置させた際、プラテンローラ7の押圧力が印加され、プラテンローラ7を凸部3aと共に支持するようになっている。
【0021】
尚、前記グレーズ層3は、まずガラス粉末に適当な有機溶剤を添加・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2の上面に30〜200μmの厚みで帯状に印刷・塗布するとともに、これを高温で焼き付けることによって断面円弧状のガラス層を形成し、しかる後、得られたガラス層の一部表面を所定の深さ、例えば深さ2μm〜4μmの領域までエッチング除去し、所定位置に凸部3aと隆起部3bとを残すことによって形成される。
【0022】
またこのようなグレーズ層3の凸部3a上に配されている発熱抵抗体4は、例えば300dpi(dot per inch)の密度で主走査方向に直線状に配列されており、該各発熱抵抗体4はTaSiOやTiSiO,TiCSiO等の電気抵抗材料により形成されているため、その両端に接続される電極5等を介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印画ドットを形成するのに必要な所定の温度、例えば150℃〜300℃の温度となる。
【0023】
このような発熱抵抗体4や電極5は、従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリング法やフォトリソグラフィー技術,エッチング技術等を採用することによって所定厚み、所定パターンをなすように被着・形成される。
【0024】
更に前記発熱抵抗体4や電極5の上面には保護膜6が被着され、該保護膜6によって発熱抵抗体4や電極5等の表面を被覆するようにしている。
【0025】
前記保護膜6は、窒化珪素や炭化珪素等の無機質材料により形成されており、発熱抵抗体4や電極5を記録媒体の摺接による磨耗や大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護する作用を為す。
【0026】
前記保護膜6は、上述の無機質材料を従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリングや真空蒸着法等を採用し、例えば3μm〜13μmの厚みに被着させることによって発熱抵抗体4等の上面に形成される。
【0027】
尚、このようにして得られる保護膜6は、その厚みが略一定で、表面形状は下地に応じたものとなるため、グレーズ層3の凸部3aと隆起部3b,3b上でプラテンローラ7側に突出した形となる。
【0028】
そして、上述したサーマルヘッド1上にはプラテンローラ7が配置される。
前記プラテンローラ7は、例えばSUS等から成る回転軸8の周りにブタジエンゴム等を巻き付けて円柱状に成形して成り、回転軸8が発熱抵抗体4の真上に位置するように取り付けられる。
【0029】
前記プラテンローラ7は、サーマルヘッド1の表面、具体的には、前述した凸部3a及び隆起部3b,3b上に位置する保護膜6の表面に対して10N/cm〜50N/cmの押圧力で押圧されるようになっており、図示しないモーター等でプラテンローラ7を回転させながら、該ローラ7とサーマルヘッド1との間に記録媒体を順次、送り込むことにより、記録媒体がサーマルヘッド1の表面に押圧されつつ、副走査方向に搬送される。
【0030】
このようなプラテンローラ7の押圧力は、グレーズ層3の凸部3aとその両側に配されている一対の隆起部3b,3bの3カ所に分散して印加されるようになっているため、プラテンローラ7は一対の隆起部3b,3bによって凸部3aの両側で良好に支持されることとなり、サーマルヘッド1を製作する際にグレーズ層3の加工精度等に起因して凸部3aの高さにバラツキが生じたとしても、その高さに係わらず、凸部3aに対して適度な押圧力を印加することができるようになる。従って、記録媒体はサーマルヘッド1上に常に安定的に搬送されるようになり、スティッキングや大きな印画ノイズの発生を有効に抑えて、記録媒体に鮮明な画像を形成することが可能となる。
【0031】
しかもこの場合、プラテンローラ7の取り付け位置を上下に細かく微調整しなくても上述した適度の押圧力を得ることができるため、サーマルプリンタの組み立て作業が比較的簡単になり、サーマルプリンタの生産性向上にも供することができる。
【0032】
かくして上述した本形態のサーマルプリンタは、記録媒体をプラテンローラ7によってサーマルヘッド1の発熱抵抗体4上に搬送しながら、発熱抵抗体4を画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を発熱抵抗体4上の保護膜6に押圧される記録媒体へ伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルプリンタとして機能する。
【0033】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【0034】
例えば、上述の形態においてはグレーズ層3の凸部3aを一対の隆起部3b,3bの中心に配置させるようにしたが、これに代えて凸部3aを隆起部3aの一方に近づけて配置させるようにしても構わない。
【0035】
【発明の効果】
本発明のサーマルプリンタによれば、サーマルヘッドの基板上に設けられるグレーズ層の上面で、かつ発熱抵抗体が配設される凸部の両側に、グレーズ層の一部を隆起させた一対の隆起部を形成し、プラテンからの押圧力を凸部と一対の隆起部の3カ所に分散させて印加するようになしたことから、プラテンは一対の隆起部によって凸部の両側で良好に支持されるようになり、グレーズ層の加工精度等に起因して凸部の高さにバラツキが生じたとしても、凸部の高さに係わらず、凸部に対して適度な押圧力を印加することができるようになる。従って、印画に際して記録媒体はサーマルヘッド上に常に安定的に搬送されるようになり、スティッキングや大きな印画ノイズの発生を有効に抑えて、記録媒体に鮮明な画像を形成することが可能となる。
【0036】
しかも本発明のサーマルプリンタによれば、プラテンの取り付け位置を上下に細かく微調整しなくても上述した適度の押圧力を得ることができるため、サーマルプリンタの組み立て作業が比較的簡単になり、サーマルプリンタの生産性向上に供することができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一形態に係るサーマルプリンタの構成を示す分解斜視図である。
【図2】図1のサーマルプリンタの断面図である。
【図3】従来のサーマルプリンタの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・サーマルヘッド、2・・・基板、3・・・グレーズ層、3a・・・凸部、3b・・・隆起部、4・・・発熱抵抗体、6・・・保護膜、7・・・プラテン(プラテンローラ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal printer that performs thermal recording on a recording medium such as thermal paper using a thermal head.
[0002]
[Prior art]
In the conventional thermal printer, for example, as shown in FIG. 3, a
[0003]
The
[0004]
Further, the convex portion 13a of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional thermal printer described above, the
[0006]
Therefore, in order to eliminate such drawbacks, it is conceivable to finely adjust the mounting position of the
[0007]
The present invention has been devised in view of the above drawbacks, and its purpose is to be able to form a clear print on a recording medium, and to reduce the noise associated with the conveyance of the recording medium. The object is to provide an excellent thermal printer.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Thermal printer of the present invention, the upper surface of the substrate, the cross-sectional mountain shape of the glaze layer having a convex portion at the top along with the depositing, by attaching the heating resistor to the glaze layer, the on the convex portion arranged a heating resistor, a thermal head formed by connecting a pair of electrodes to the heating resistor at a position sandwiching the convex portion, is disposed on the thermal head, the convex portion of the recording medium said glaze layer in platen Toka Ranaru thermal printer that presses a, the upper surface of the heating resistor positioned on the convex portion, with which also is protruded upward from an end portion of the pair of electrodes facing each other across the protruding portion , the upper surface of the glaze layer having the convex portion, and on both sides of the convex portion to form a pair of ridges is raised the portion of the glaze layer, the pressing force of the platen with respect to the glaze layer Convex It is characterized in that no to apply by dispersing fine pair of ridges.
[0011]
According to the thermal printer of the present invention, a pair of raised portions in which a part of the glaze layer is raised on the upper surface of the glaze layer provided on the substrate of the thermal head and on both sides of the convex portion on which the heating resistor is disposed. Since the pressing force from the platen is distributed and applied to the three portions of the convex portion and the pair of raised portions, the platen is favorably supported on both sides of the convex portion by the pair of raised portions. Even if the height of the convex portion varies due to the processing accuracy of the glaze layer, an appropriate pressing force is applied to the convex portion regardless of the height of the convex portion. Will be able to. Therefore, the recording medium is always stably conveyed on the thermal head at the time of printing, and it becomes possible to form a clear image on the recording medium while effectively suppressing the occurrence of sticking and large printing noise.
[0012]
In addition, according to the thermal printer of the present invention, the above-mentioned appropriate pressing force can be obtained without finely adjusting the mounting position of the platen in the vertical direction. There is also an advantage that the productivity of the printer can be improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a thermal printer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the thermal printer of FIG. 1, 1 is a thermal head, and 7 is a platen roller (platen). is there.
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
When the
[0017]
Further, the glaze layer 3 provided on the upper surface of the
[0018]
The convex portion 3a of the glaze layer 3 is formed to have a width of 50 μm to 200 μm and a thickness of 2 μm to 4 μm, for example, by raising a part of the glaze layer 3, and the heating resistor 4 is formed on the convex portion 3a. Is provided, and the heating resistor 4 is projected upward by the convex portion 3a.
[0019]
The glaze layer 3 effectively increases the pressing force against the recording medium by protruding the heating resistor 4 upward, and stores and dissipates a part of the heat generated by the heating resistor 4 in the thermal head. The heat response characteristic of 1 is maintained well.
[0020]
Further, the pair of raised portions 3b, 3b provided on both sides of the convex portion 3a has a height substantially equal to the convex portion 3a described above by raising a part of the glaze layer 3 by 2 μm to 4 μm. For example, when the
[0021]
The glaze layer 3 is formed by first printing a predetermined glass paste obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent to glass powder in a band shape with a thickness of 30 to 200 μm on the upper surface of the
[0022]
The heating resistors 4 arranged on the convex portions 3a of the glaze layer 3 are arranged in a straight line in the main scanning direction at a density of, for example, 300 dpi (dot per inch). 4 is made of an electric resistance material such as TaSiO, TiSiO, TiCSiO, etc., so that when power is applied through the
[0023]
Such a heating resistor 4 and
[0024]
Further, a protective film 6 is deposited on the upper surface of the heating resistor 4 and the
[0025]
The protective film 6 is formed of an inorganic material such as silicon nitride or silicon carbide, and the heating resistor 4 and the
[0026]
The protective film 6 is formed on the upper surface of the heating resistor 4 or the like by applying the above-described inorganic material to a thickness of 3 μm to 13 μm, for example, using a well-known thin film forming technique such as sputtering or vacuum deposition. Is done.
[0027]
The protective film 6 obtained in this way has a substantially constant thickness and a surface shape corresponding to the base, so that the
[0028]
A
The
[0029]
The
[0030]
Since the pressing force of the
[0031]
In addition, in this case, since the above-mentioned appropriate pressing force can be obtained without finely adjusting the mounting position of the
[0032]
Thus, in the thermal printer of the present embodiment described above, while the recording medium is conveyed onto the heating resistor 4 of the
[0033]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned form, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0034]
For example, in the above-described embodiment, the convex portion 3a of the glaze layer 3 is arranged at the center of the pair of raised portions 3b, 3b. Instead, the convex portion 3a is arranged close to one of the raised portions 3a. It doesn't matter if you do.
[0035]
【The invention's effect】
According to the thermal printer of the present invention, a pair of raised portions in which a part of the glaze layer is raised on the upper surface of the glaze layer provided on the substrate of the thermal head and on both sides of the convex portion on which the heating resistor is disposed. Since the pressing force from the platen is distributed and applied to the three portions of the convex portion and the pair of raised portions, the platen is favorably supported on both sides of the convex portion by the pair of raised portions. Even if the height of the convex portion varies due to the processing accuracy of the glaze layer, an appropriate pressing force is applied to the convex portion regardless of the height of the convex portion. Will be able to. Therefore, the recording medium is always stably conveyed on the thermal head at the time of printing, and it becomes possible to form a clear image on the recording medium while effectively suppressing the occurrence of sticking and large printing noise.
[0036]
In addition, according to the thermal printer of the present invention, the above-mentioned appropriate pressing force can be obtained without finely adjusting the mounting position of the platen in the vertical direction. There is also an advantage that the productivity of the printer can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a thermal printer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the thermal printer of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional thermal printer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
該サーマルヘッド上に配置され、記録媒体を前記グレーズ層の前記凸部に押圧するプラテンと
からなるサーマルプリンタにおいて、
前記凸部上に位置する前記発熱抵抗体の上面を、前記凸部を挟んで対向する前記一対の電極の端部よりも上方へ突出させているとともに、
前記凸部を有する前記グレーズ層の上面で、かつ前記凸部の両側に、前記グレーズ層の一部を隆起させた一対の隆起部を形成するとともに、前記凸部の上面と前記一対の隆起部の上面とを断面視で同じ円弧に沿って形成し、前記グレーズ層に対する前記プラテンの押圧力を前記凸部及び前記一対の隆起部に分散させて印加するようになしたことを特徴とするサーマルプリンタ。A glaze layer having a mountain-shaped cross section having a convex portion at the top is deposited on the upper surface of the substrate, and a heating resistor is attached on the glaze layer, and the heating resistor is disposed on the convex portion. A thermal head formed by connecting a pair of electrodes to the heating resistor at a position sandwiching the convex portion;
In a thermal printer comprising a platen disposed on the thermal head and pressing a recording medium against the convex portion of the glaze layer,
The upper surface of the heating resistor located on the convex portion protrudes upward from the ends of the pair of electrodes facing each other across the convex portion, and
A pair of raised portions formed by raising a part of the glaze layer is formed on the upper surface of the glaze layer having the convex portion and on both sides of the convex portion, and the upper surface of the convex portion and the pair of raised portions And the upper surface of the plate is formed along the same circular arc in a cross-sectional view, and the pressing force of the platen against the glaze layer is distributed and applied to the convex portion and the pair of raised portions. Printer.
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