JP5340095B2 - Recording head and recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、記録ヘッドおよび記録装置に関し、特に、複数の発熱素子が配列した発熱素子列を有するヘッド基体を、接着剤層および両面テープで放熱体に接着してなる記録ヘッド、および記録ヘッドと該記録ヘッドのヘッド基体側に記録媒体を押圧するプラテンローラとを具備する記録装置に関する。 The present invention relates to a recording head and a recording apparatus, and in particular, a recording head formed by adhering a head base having a heating element array in which a plurality of heating elements are arranged to a radiator with an adhesive layer and a double-sided tape, and a recording head; The present invention relates to a recording apparatus including a platen roller that presses a recording medium toward a head substrate side of the recording head.
ファクシミリやレジスターなどのプリンタとしては、サーマルヘッドおよびプラテンローラを備えるサーマルプリンタが用いられている。このようなサーマルプリンタに搭載されているサーマルヘッドとしては、ヘッド基板表面上に複数の発熱素子が配列されたヘッド基体と、該ヘッド基体に機械的に接続され、かつ複数の発熱素子に対して電気的に接続されている配線部材とを備えているものがある。 As a printer such as a facsimile or a register, a thermal printer including a thermal head and a platen roller is used. As a thermal head mounted on such a thermal printer, a head substrate in which a plurality of heating elements are arranged on the surface of a head substrate, a mechanical connection to the head substrate, and a plurality of heating elements. Some have a wiring member that is electrically connected.
プラテンローラは、例えば感熱紙などの記録媒体を発熱素子側の保護層に対して押し当てる機能を有するものである。このような構成のサーマルプリンタでは、所望の画像に応じて発熱素子を発熱させるとともに、発熱素子上の保護層に記録媒体をプラテンローラで略均等に押圧することにより発熱素子の発する熱を記録媒体に対して良好に伝達させている。記録媒体に対する所望の印画は、この処理を繰り返すことにより行われている。 The platen roller has a function of pressing a recording medium such as thermal paper against the protective layer on the heating element side. In the thermal printer having such a configuration, the heating element is heated according to a desired image, and the recording medium is pressed against the protective layer on the heating element with a platen roller substantially uniformly, thereby generating heat generated by the heating element. Good transmission against. Desired printing on the recording medium is performed by repeating this process.
図16は、従来のサーマルヘッド(記録ヘッドの一種)X1を示すもので、サーマルヘッドX1は、放熱体80にヘッド基体50を接着して構成されている。
FIG. 16 shows a conventional thermal head (a kind of recording head) X1. The thermal head X1 is configured by adhering a
ヘッド基体50は、主面が長方形状のヘッド基板51と、グレーズ層52と、電気抵抗層53と、電極配線54と、保護層55とを含んで構成されている。
The
電気抵抗層53は、電力供給によって発熱する発熱素子53aを有している。電極配線54から電圧が印加される電気抵抗層53のうち電極配線54が上に形成されていない部位が発熱素子53aとして機能している。
The
グレーズ層52は、平坦状の基部52aと突出部52bとを有しており、発熱素子53aは、グレーズ層52の突出部52b上に位置しており、主走査方向に沿って略同一の離間距離で一列に配列されている。
The
そして、ヘッド基体50は、図16(b)に示したように、放熱性樹脂からなる接着剤層56と、両面テープ57とで放熱体80に接合されている。すなわち、突出部52bに形成された発熱素子53aの直下に位置するヘッド基板51の下面は、放熱体80に形成された2条の凹溝58間の突出面に放熱性樹脂からなる接着剤層56で接着されている。ヘッド基板51の下面と、発熱素子53aの直下に位置する部分および溝部58以外の放熱体80との間は、両面テープ57にて接着されている。なお、図16(b)では、理解を容易にするため、ヘッド基板51の上面にはグレーズ層52の突出部52bのみ記載した。
As shown in FIG. 16B, the
グレーズ層52の突出部52bに形成された発熱素子53aの直下に位置するヘッド基板51の下面は、放熱性樹脂からなる接着剤層56で接着し、発熱素子53aの直下に位置する部分および溝部58以外の放熱体80との間は、両面テープ57にて接合した理由は、セラミックスからなるヘッド基板51と放熱体80との熱膨張率の差によって、ヘッド基体50を湾曲させるような力が作用するが、両面テープ57の横方向の柔軟性により、ヘッド基体50と放熱体80との熱膨張による延びの差を吸収し、サーマルヘッドX1の湾曲を抑制するためである。
The lower surface of the
そして、従来、発熱部53aの下方に在る接着剤層56はプラテンローラからの強い押圧力により収縮し易いため、長時間のサーマルヘッドX1の使用により、主走査方向に延びる発熱素子53a群が形成されたヘッド基板51の面が傾斜したり、放熱体80とヘッド基板51との間の接着剤層56に界面剥離が部分的に引き起こされて、印画の濃度ムラが生じてくるという問題があったため、接着剤層56に、この接着剤層56の厚みとほぼ同一の粒径を有するセラミックス等からなるスペーサ粒子を含有させていた(特許文献1参照)。
Conventionally, since the
しかしながら、従来のサーマルヘッドX1では、放熱体80とヘッド基板51とを同一粒径のスペーサ粒子を介して接着剤層56で接合していたため、放熱体80とヘッド基板51との間隔は、発熱素子53aの配列方向の中央部と両端部とで一定であり、発熱素子53aの配列方向の中央部と両端部とで放熱特性が殆ど同じであり、蓄熱が大きい発熱素子53aの配列方向の中央部と蓄熱が小さい発熱素子53aの配列方向の両端部とで温度差が生じ、主走査方向の位置により印画濃度が変化するという問題があった。
However, in the conventional thermal head X1, since the
本発明は、印画の濃度ムラを抑制できる記録ヘッドおよび記録装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a recording head and a recording apparatus that can suppress density unevenness of a print.
本発明の記録ヘッドは、上面に複数の発熱素子が配列された発熱素子列を有するヘッド基体を放熱体上に配置し、前記ヘッド基体の下面における前記発熱素子列の直下の領域を、前記発熱素子の配列方向に延びる帯状の接着剤層を介して前記放熱体に接着してなり、前記ヘッド基体の下面における前記発熱素子列の直下の領域以外の領域を両面テープを介して前記放熱体に接着してなる記録ヘッドであって、前記接着剤層および前記両面テープのうち少なくとも一方の中に、前記発熱素子の配列方向に所定間隔をおいて前記ヘッド基体と前記放熱体とに当接するスペーサ粒子を配置し、前記発熱素子の配列方向における中央部のスペーサ粒子の粒径を前記発熱素子の配列方向における両端部のスペーサ粒子の粒径よりも小さくし、前記ヘッド基体と前記放熱体との間隔が、前記発熱素子の配列方向における両端部よりも前記発熱素子の配列方向における中央部で狭くなっていることを特徴とする。 In the recording head of the present invention, a head base having a heat generating element array in which a plurality of heat generating elements are arranged on the upper surface is disposed on a heat radiating body, and a region immediately below the heat generating element array on the lower surface of the head base is disposed on the heat generating element. It is bonded to the heat radiating body through a strip-shaped adhesive layer extending in the arrangement direction of the elements, and the area other than the area directly below the heating element array on the lower surface of the head base is attached to the heat radiating body via a double-sided tape. A recording head formed by bonding, wherein at least one of the adhesive layer and the double-sided tape is a spacer that is in contact with the head substrate and the heat dissipating member at a predetermined interval in the arrangement direction of the heating elements. Particles are arranged, and the particle diameter of the spacer particles at the center in the arrangement direction of the heating elements is made smaller than the particle diameter of the spacer particles at both ends in the arrangement direction of the heating elements, Distance between the body and the radiator, characterized in that narrows in the central portion in the arrangement direction of the heat generating element than the end portions in the arrangement direction of the heating elements.
このような記録ヘッドでは、発熱素子の配列方向における中央部のスペーサ粒子の粒径を、発熱素子の配列方向における両端部のスペーサ粒子の粒径よりも小さくし、発熱素子の配列方向の中央部におけるヘッド基体と放熱体との間隔を、発熱素子の配列方向の両端部におけるヘッド基体と放熱体との間隔よりも狭いため、発熱素子の配列方向の中央部におけるヘッド基体の放熱性が向上し、連続印刷する際にも、発熱素子の配列方向における蓄熱による濃度ムラを抑制でき、安定した印画が得られる。 In such a recording head, the particle size of the spacer particles in the central part in the arrangement direction of the heating elements is made smaller than the particle size of the spacer particles in both ends in the arrangement direction of the heating elements, and the central part in the arrangement direction of the heating elements Since the distance between the head base and the heat dissipating element in the head is narrower than the distance between the head base and the heat dissipating element at both ends in the arrangement direction of the heat generating elements, the heat dissipation of the head base at the central part in the arrangement direction of the heat generating elements is improved. Even during continuous printing, density unevenness due to heat storage in the arrangement direction of the heating elements can be suppressed, and a stable print can be obtained.
また、本発明の記録ヘッドは、前記放熱体のヘッド基体側は、前記発熱素子の配列方向における中央部が、前記発熱素子の配列方向における両端部よりもヘッド基体側に突出していることを特徴とする。このような記録ヘッドでは、放熱体にスペーサ粒子を介して接着するヘッド基体は、発熱素子の配列方向で平坦状、もしくはプラテンローラ側が凸となるように湾曲させることが可能となる。これにより、例えば、発熱素子の配列方向における両側が支持されるプラテンローラで、記録媒体をヘッド基体側に十分に押圧することができるとともに、プラテンローラによる記録媒体のヘッド基体側への押圧力をほぼ均一とでき、印画かすれを抑制できる。 In the recording head of the present invention, on the head base side of the heat radiating body, a central portion in the arrangement direction of the heat generating elements protrudes toward the head base side from both ends in the arrangement direction of the heat generating elements. And In such a recording head, the head substrate bonded to the heat radiating member via spacer particles can be curved so that it is flat in the arrangement direction of the heat generating elements or the platen roller side is convex. Accordingly, for example, the platen roller that supports both sides in the arrangement direction of the heating elements can sufficiently press the recording medium toward the head substrate side, and the pressing force of the platen roller toward the head substrate side of the recording medium can be reduced. It can be made almost uniform and blurring of printing can be suppressed.
さらに、本発明の記録ヘッドは、前記ヘッド基体の前記放熱体と反対側の面は、前記発熱素子の配列方向における中央部が、前記発熱素子の配列方向における両端部よりも突出していることを特徴とする。このような記録ヘッドでは、ヘッド基体は、発熱素子の配列方向で、プラテンローラ側が凸となるように湾曲し、例えば、発熱素子の配列方向における両側が支持されるプラテンローラで、記録媒体をヘッド基体側に十分に押圧することができるとともに、プラテンローラによる記録媒体のヘッド基体側への押圧力をほぼ均一とでき、印画かすれを抑制できる。 Further, in the recording head of the present invention, the surface of the head base opposite to the heat dissipating member is such that the central portion in the arrangement direction of the heating elements protrudes from both end portions in the arrangement direction of the heating elements. Features. In such a recording head, the head substrate is curved so that the platen roller side is convex in the arrangement direction of the heating elements. For example, the recording medium is a head plate that is supported by both sides in the arrangement direction of the heating elements. In addition to being able to sufficiently press the substrate side, the pressing force of the recording medium to the head substrate side by the platen roller can be made substantially uniform, and blurring of printing can be suppressed.
また、本発明の記録装置は、上記記録ヘッドと、該記録ヘッドのヘッド基体側に記録媒体を押圧するプラテンローラとを具備するとともに、前記プラテンローラは、前記発熱素子の配列方向における両端部が回転可能に支持されていることを特徴とする。このような記録装置では、発熱素子の配列方向における両側が支持されるプラテンローラで、記録媒体をヘッド基体側に十分に押圧することができるとともに、プラテンローラによる記録媒体押圧力をほぼ均一とでき、印画かすれを抑制できる。 The recording apparatus of the present invention includes the recording head and a platen roller that presses a recording medium against the head substrate side of the recording head, and the platen roller has both end portions in the arrangement direction of the heating elements. It is characterized by being rotatably supported. In such a recording apparatus, the platen roller supported on both sides in the arrangement direction of the heat generating elements can sufficiently press the recording medium toward the head substrate side, and the recording medium pressing force by the platen roller can be made substantially uniform. , Blurring of printing can be suppressed.
本発明の記録ヘッドでは、発熱素子の配列方向の中央部におけるヘッド基体と放熱体との間隔を、発熱素子の配列方向の両端部におけるヘッド基体と放熱体との間隔よりも狭くしたため、発熱素子の配列方向の中央部におけるヘッド基体の放熱性が向上し、連続印刷する際にも、発熱素子の配列方向における蓄熱による濃度ムラを抑制でき、安定した印画が得られる。 In the recording head of the present invention, the distance between the head base and the heat radiating body at the center in the arrangement direction of the heat generating elements is narrower than the distance between the head base and the heat radiating elements at both ends in the arrangement direction of the heat generating elements. The heat dissipation of the head substrate at the center in the arrangement direction of the ink is improved, and density unevenness due to heat storage in the arrangement direction of the heating elements can be suppressed even during continuous printing, and a stable print can be obtained.
図1(a)は本発明に係る記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッドXの概略構成を示す平面図であり、(b)はサーマルヘッドXの側面図である。 FIG. 1A is a plan view showing a schematic configuration of a thermal head X as an example of an embodiment of a recording head according to the present invention, and FIG. 1B is a side view of the thermal head X.
図2(a)は図1に示したサーマルヘッドXの要部を拡大した図であり、(b)は(a)に示したIIb−IIb線に沿った断面図である。なお、図2(a)では、駆動IC、配線部材、放熱体、保護層を、(b)では放熱体を、便宜上省略した。 2A is an enlarged view of the main part of the thermal head X shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIb-IIb shown in FIG. In FIG. 2A, the driving IC, the wiring member, the heat radiating body, and the protective layer are omitted from FIG. 2B, and the heat radiating body is omitted from FIG.
サーマルヘッドXは、ヘッド基体10と、駆動IC20と、配線部材30と、放熱体40とを含んで構成されている。
The thermal head X includes a
ヘッド基体10は、ヘッド基板11と、グレーズ層12と、電気抵抗層13と、電極配線14と、保護層15とを含んで構成されている。
The
ヘッド基板11は、グレーズ層12と、電気抵抗層13と、電極配線14と、保護層15と、駆動IC20とを支持する機能を有するものである。このヘッド基板11は、矢印D6方向視において矢印方向D1−D2に延びる矩形状に構成されており、主面が長方形状とされている。ヘッド基板11を形成する材料としては絶縁材料が挙げられ、例えばアルミナセラミックスなどのセラミックス、ガラス材料等の無機材料が好適に用いられる。
The
このヘッド基板11の厚み方向D5−D6におけるD5方向側の上面には、フォトリソグラフィーによる電気抵抗層13および電極配線14のパターニング形成が容易になるとともに、平滑性を高められるという理由、製造が容易であるという理由から、グレーズ層12が全体に渡って設けられている。
On the upper surface on the D5 direction side in the thickness direction D5-D6 of the
グレーズ層12は、電気抵抗層13の後述する発熱素子13aにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有するものである。すなわち、グレーズ層12は、発熱素子13aの温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッドXの熱応答特性を高める役割を担うものである。このグレーズ層12を形成する材料としては、例えばガラスが挙げられる。このグレーズ層12は、基部12aと、突出部12bとを有している。
The
基部12aは、ヘッド基板11の上面全体に渡って略平坦状に設けられており、その厚みは、20〜250μmとされている。突出部12bは、記録媒体を発熱素子13a上に位置する保護層15に対して良好に押し当てるのに寄与する部位である。この突出部12bは、基部12aより厚み方向D5−D6におけるD5方向に突出している。また、この突出部12bは、主走査方向D1−D2に延びる帯状に構成されている。この突出部12bは、主走査方向D1−D2に直交する副走査方向D3−D4における断面形状が略半楕円状に構成されている。本実施形態では、発熱素子13aの保持された状態での配列方向がサーマルヘッドXの主走査方向となる。なお、グレーズ層12は、ヘッド基板11上面の全面に形成する必要はない。
The base portion 12a is provided in a substantially flat shape over the entire upper surface of the
電気抵抗層13は、グレーズ層12上に形成されている。電気抵抗層13の厚みは、0.01〜0.5μmとされている。本実施形態では、電極配線14から電圧が印加される電気抵抗層13のうち電極配線14が形成されていない部位が発熱素子13aとして機能しており、発熱素子13aは、グレーズ層12の突出部12b上に形成されている。電気抵抗層13を形成する材料としては、例えばTaN系材料、TaSiO系材料、TaSiNO系材料、TiSiO系材料、TiSiCO系材料、またはNbSiO系材料が挙げられる。
The electrical resistance layer 13 is formed on the
発熱素子13aは、電極配線14からの電圧印加により発熱するものである。この発熱素子13aは、電極配線14からの電圧印加による発熱温度が、例えば200〜550℃の範囲となるように構成されている。
The
また、発熱素子13aは、矢印D1−D2方向に所定間隔をおいて一列に形成されており、発熱素子列を形成している。なお、本発明では、発熱素子列は2列以上であっても良い。
Further, the
電極配線14は、第1電極配線141と、第2電極配線142と、第3電極配線143とを含んで構成されている。
The
第1電極配線141は、その端部が複数の発熱素子13aの一端側、及び図示しない電源に対して接続されている。この第1電極配線141の一端部は、発熱素子13aの矢印D3方向側に位置している。
The end portion of the
第2電極配線142は、各々の一端部が発熱素子13aの他端側に接続され、他端部が駆動IC20に接続されている。この第2電極配線142の一端部は、発熱素子13aの矢印D4方向側に位置している。
The
第3電極配線143は、第2電極配線142と離間して形成されており、言い換えれば第3電極配線143は、第2電極配線142に近接して設けられている。この第3電極配線143は、複数の駆動IC20と配線部材30との間に設けられている。また、この第3電極配線143は、駆動IC20および配線部材30に接続されている。言い換えれば、第3電極配線143は、駆動IC20と配線部材30とを電気的に接続する機能を有しており、発熱素子13aの駆動に寄与している。ここで、「発熱素子の駆動に寄与する」とは、発熱素子13aの駆動または駆動制御にともなって電流が流れることをいう。この第3電極配線143は、その一端部に駆動IC20が接続され、その他端部に配線部材30が接続されている。
The
第1電極配線141、第2電極配線142、第3電極配線143を形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅のいずれか一種の金属、またはこれらの合金が挙げられる。その厚みは、0.7〜1.2μmとされている。
As a material for forming the
保護層15は、発熱素子13aと、電極配線14とを保護する機能を有するものである。この保護層15は、発熱素子13aと電極配線14の一部とを覆っている。保護層15を形成する材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン系材料、SiC系材料、SiN系材料、SiCN系材料、SiAlON系材料、SiO2系材料、またはTaO系材料が挙げられ、スパッタリング法等により形成される。ここで「ダイヤモンドライクカーボン系材料」とは、sp3混成軌道をとる炭素原子(C原子)の割合が1[原子%]以上100[原子%]未満の範囲であるものをいう。なお、保護層15は、見やすさの観点から、図2(a)では省略している。
The
駆動IC20は、複数の発熱素子13aへの電力供給を制御する機能を有するものである。この駆動IC20は、その接続端子がハンダからなる導電性接続部材49を介して、第2電極配線142上および第3電極配線143に接続されている。このような構成とすることにより、電極配線14を介して入力される電気信号に応じて発熱素子13aを選択的に発熱させることができる。
The
図3は、配線部材30の概略構成を表す分解斜視図である。配線部材30は、その接続端子が、ハンダからなる導電性接続部材49を介して、第1電極配線141、第3電極配線143に接続されている。この配線部材30は、外部から伝送される電気信号を駆動IC20および電極配線14に伝達する機能を有している。この電気信号としては、発熱素子13aおよび駆動IC20の供給電力と、発熱素子13aの電力供給状態を選択的に制御するための画像情報などが挙げられる。本実施形態の配線部材30は、配線体31と、外部接続端子32と、支持板33と、接着層34とを含んで構成されている。
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a schematic configuration of the
配線体31は、第1配線体311と、第2配線体312と、配線部313とを有している。この配線体31としては、例えば可撓性を有するものが採用されている。ここで、可撓性とは、JIS規格K7171に規定される曲げ弾性率が例えば2.5×103〜4.5×103N/mm2であることをいう。
The
第1配線体311と第2配線体312とは、複数の配線部313を支持し、その電気的絶縁性を確保する機能を有している。この第1配線体311と第2配線体312とは、配線部313を挟持している。この第1配線体311と第2配線体312とを形成する材料としては、例えばポリイミド系樹脂と、エポキシ系樹脂と、アクリル系樹脂とを含む可撓性を有する樹脂材料が挙げられる。本実施形態において配線体31は、ポリイミド系樹脂により形成されており、その熱膨張係数は、約1.1×10−5K−1である。本実施形態における第1配線体311と第2配線体312との厚みとしては、例えば0.5〜2.0mmの範囲が挙げられる。
The
配線部313を形成する材料としては、金、銀、銅、アルミニウムのいずれか一種の金属またはその合金などが挙げられる。本実施形態において配線部313は、銅により形成されており、その熱膨張係数は、約1.7×10−5K−1である。
Examples of the material for forming the
外部接続端子32は、外部から電気信号が入力される部位である。この外部接続端子32は、駆動IC20および電極配線14に電気的に接続されている。なお、外部接続端子32は、見やすさの観点から、図3において省略している。
The
支持板33は、配線体31を支持する機能を有するものである。この支持板33を形成する材料としては、例えばセラミックス、樹脂、セラミックスおよび樹脂の複合材が挙げられる。ここで、セラミックスとしては、例えばアルミナセラミックス、窒化アルミニウムセラミックス、炭化珪素セラミックス、窒化珪素セラミックス、ガラスセラミックス、ムライト質焼結体が挙げられ、樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、およびポリエステル系樹脂などの熱硬化型、紫外線硬化型、または化学反応硬化型のものが挙げられる。本実施形態において支持板33は、ガラス繊維にエポキシ系樹脂を含有させたものにより形成されており、その熱膨張係数は、約1.7×10−5K−1である。
The
接着層34は、配線体31と、支持板33とを接着する機能を有している。この接着層34の厚みとしては、例えば10〜35μmの範囲が挙げられる。
The
放熱体40は、発熱部13aを駆動することによって生じた熱を外部に伝達する機能を有するものである。また、本実施形態において放熱体40は、ヘッド基体10および配線部材30の支持母材として機能している。放熱体40を形成する材料としては、例えば銅またはアルミニウムを含む金属材料が挙げられる。ここで「熱伝導性の高い材料」とは、ヘッド基板11を構成する材料よりも高い熱伝導率を有するものを意味する。特に、熱伝導性の観点から金属材料、特にアルミニウムからなる放熱体40が望ましい。
The
記録ヘッドは、複数の発熱素子13aが一列に配列した発熱素子列を上面に有するヘッド基体10が放熱体40上に配置されており、ヘッド基体10の下面の発熱素子列の直下の領域(以下、発熱素子列と対向する部分ということがある)が、言い換えると、発熱素子列の直下におけるヘッド基体10の面が、図4に示すように、発熱素子13aの配列方向(矢印D1−D2方向)に延びる帯状の熱伝導性の良好な放熱性樹脂からなる接着剤層16を介して放熱体40の上面に接合され、さらに、ヘッド基体10の下面と、発熱素子13aの直下の領域以外の領域、言い換えれば、発熱素子13aの直下に位置する部分および凹溝18以外の放熱体40の上面との間は、両面テープ17にて接着されている。
In the recording head, a
また、支持板33と放熱体40との間も、両面テープ17にて接着されている。放熱性樹脂からなる接着剤層16としては、例えばフィラーを含有する、シリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、およびポリエステル系樹脂などの熱硬化型、常温硬化型、または化学反応硬化型のもので、市販の樹脂が挙げられる。
The
そして、本発明では、図4に示すように、接着剤層16中には、ヘッド基体10と放熱体40とに当接するスペーサ粒子19が存在している。スペーサ粒子19は、図4(a)に示すように、帯状の接着剤層16の幅方向中央部に、かつ、発熱素子13aの配列方向(矢印D1−D2方向、さらに言い換えると接着剤層16の長さ方向)に所定間隔をおいて1列に配置されている。発熱素子13aの配列方向における放熱体40の接着剤層側の表面は平坦とされ、発熱素子13aの配列方向におけるヘッド基板11の厚みは一定とされている。
In the present invention, as shown in FIG. 4,
すなわち、接着剤層16における発熱素子13aの配列方向の両端部と、それらの中央部にスペーサ粒子19が配置され、3個のスペーサ粒子19が直線状に配列されている。そして、発熱素子13aの配列方向における中央部のスペーサ小粒子19aの粒径が、発熱素子13aの配列方向における両端部のスペーサ大粒子19bの粒径よりも小さく設定されている。接着剤層16の厚みは、ヘッド基体10と放熱体40とに当接するスペーサ粒子19の粒径と同一となるため、ヘッド基体10と放熱体40との間隔は、図4(b)に示すように、発熱素子13aの配列方向における中央部が両端部よりも狭くなっている。
That is, the
なお、図4(a)は、図4(c)のヘッド基体10を除去した状態を示すもので、理解を容易にするため、スペーサ粒子19を実線で記載した。
FIG. 4A shows a state in which the
このような記録ヘッドでは、発熱素子13aの配列方向における中央部のスペーサ小粒子19aの粒径が、発熱素子13aの配列方向における両端部のスペーサ大粒子19bの粒径よりも小さいため、発熱素子13aの配列方向の中央部におけるヘッド基体10と放熱体40との間隔は、発熱素子13aの配列方向の両端部におけるヘッド基体10と放熱体40との間隔よりも狭くなり、発熱素子13aの配列方向の中央部におけるヘッド基体10の放熱性が向上し、連続印刷する際にも蓄熱による濃度ムラを抑制でき、安定した印画を得ることができる。
In such a recording head, the particle size of the spacer
スペーサ粒子19は、セラミック粒子、ガラスセラミック粒子、ガラス粒子、プラスチック粒子等が用いられるが、平坦度維持という観点からはセラミック粒子が望ましく、耐スクラッチ性という観点からは、プラスチック粒子が望ましい。スペーサ粒子19は、球形状が望ましいが、多少いびつな形状であっても良い。スペーサ粒子19は少なくとも3個以上存在する。スペーサ粒子19の個数は多いほど、ヘッド基体10の放熱体40への固定が安定化する。
The
スペーサ小粒子19a、スペーサ大粒子19bの粒径は、発熱素子13aの配列方向の中央部と両端部の温度差(蓄熱温度差)により設定できる。例えば、中央部と両端部の温度差が大きい場合には、スペーサ小粒子19aの粒径をさらに小さくすることにより中央部と両端部の温度差を小さくできる。中央部と両端部の温度差は、記録ヘッドの発熱素子13aの配列方向の長さが長い場合には大きくなる傾向にある。一般に、スペーサ粒子の粒径は、10〜150μmとされ、スペーサ大粒子19bの粒径は、スペーサ小粒子19aの1.2〜3倍程度とされている。
The particle diameters of the spacer
また、スペーサ粒子の粒径に多少のばらつきがあっても、柔らかいスペーサ粒子、例えばプラスチック粒子であれば変形したり、また硬いスペーサ粒子、例えばセラミック粒子であれば、少し変形したり放熱体表面に食い込んだりして、殆どのスペーサ粒子は、放熱体40とヘッド基体10とに当接することになる。
Even if there is some variation in the particle size of the spacer particles, the spacer particles may be deformed if they are soft spacer particles such as plastic particles, or may be slightly deformed if they are hard spacer particles such as ceramic particles. As a result, most of the spacer particles come into contact with the
発熱素子13aの配列方向の中央部の放熱性を高めるためには、スペーサ小粒子19aの熱伝導率をスペーサ大粒子19bの熱伝導率よりも高くすることで対応できる。例えば、スペーサ大粒子19bをプラスチック粒子で形成し、スペーサ小粒子19aをプラスチック粒子の表面を金属でコーティングしたもので構成することができる。また、プラスチック粒子を用いることで、ある程度変形するため、振動、変位等を吸収することができるという効果もある。
In order to improve the heat dissipation of the central part in the arrangement direction of the
本発明では、図5に示すように、複数個の小径のスペーサ小粒子19aからなるスペーサ粒子集合体を、接着剤層16における発熱素子13aの配列方向の中央部に配置し、それらの両側に大径のスペーサ大粒子19bを配置しても良い。図5(a)は、発熱素子13aの配列方向の中央部に複数個の小径のスペーサ小粒子19aを所定間隔をおいて直線状に配置した例であり、図5(b)は、発熱素子13aの配列方向の中央部に複数個の小径のスペーサ小粒子19aをランダムに配置した例である。
In the present invention, as shown in FIG. 5, a spacer particle aggregate composed of a plurality of small-diameter spacer
いずれの場合にも、発熱素子13aの配列方向の中央部におけるヘッド基体10と放熱体40との間隔は、発熱素子13aの配列方向の両端部におけるヘッド基体10と放熱体40との間隔よりも狭くなり、中央部におけるヘッド基体10の放熱性が向上し、さらに発熱素子13aの配列方向の中央部に複数個の小径のスペーサ小粒子19aからなるスペーサ粒子集合体が存在するため、これらのスペーサ小粒子19aが当接する放熱体40から、図4(a)の場合よりも放熱することができる。なお、プラスチック粒子からなるスペーサ粒子を用いる場合には、放熱性を向上すべく、金属で被覆したプラスチック粒子をスペーサ粒子として用いることが望ましい。
In any case, the distance between the
図6は、本発明のさらに他の形態を示すもので、この形態では、接着剤層16中に、発熱素子13aの配列方向に所定間隔をおいてヘッド基体10と放熱体40とに当接するスペーサ粒子19が存在するとともに、発熱素子13aの配列方向における中央部のスペーサ粒子19の粒径が、発熱素子13aの配列方向における両端部のスペーサ粒子19の粒径よりも小さく設定されており、中央部のスペーサ小粒子19aと両端部のスペーサ大粒子19bとの間に、中央部のスペーサ小粒子19aと両端部のスペーサ大粒子19bとの中間の大きさの粒径を有するスペーサ中粒子19cが配置されている。
FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
すなわち、ヘッド基体10と放熱体40との間には、3種類の大きさのスペーサ粒子19a、19b、19cが配置されており、中央部のスペーサ小粒子19aから両端部に向けて、次第に大きくなるスペーサ中粒子19c、スペーサ小粒子19bが配置されている。このような記録ヘッドでも、発熱素子13aの配列方向の中央部におけるヘッド基体10と放熱体40との間隔は、発熱素子13aの配列方向の両端部におけるヘッド基体10と放熱体40との間隔よりも狭くなり、中央部におけるヘッド基体10の放熱性を向上できるとともに、発熱素子13aの配列方向におけるヘッド基体10の形状を安定させることができる。この場合、大中小のスペーサ粒子19として、ヘッド基体10と放熱体40とに当接するという理由から、ある程度変形可能なプラスチック粒子を用いることが望ましい。
That is, three types of
なお、ヘッド基体10と放熱体40との間には、3種類以上の大きさのスペーサ粒子19を配置しても良い。
Note that three or more types of
また、図7は、本発明のさらに他の形態を示すもので、この形態では、放熱体40のヘッド基体10側は、発熱素子13aの配列方向における中央部が、両端部よりもヘッド基体10側に突出しており、このようにヘッド基体10側の面が凸となった放熱体40の面に、ヘッド基体10がスペーサ粒子19を介して接着剤層16で接合されている。スペーサ粒子19は、発熱素子13aの配列方向における中央部のスペーサ小粒子19aの粒径が、発熱素子13aの配列方向における両端部のスペーサ大粒子19bの粒径よりも小さく設定されている。これにより、ヘッド基体10の放熱体40と反対側の面が、発熱素子13aの配列方向において平坦とされている。なお、ヘッド基体10のヘッド基板11は厚みが一定とされている。
FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the central portion in the arrangement direction of the
図7の記録ヘッドでは、大きさが異なるスペーサ粒子19を介して放熱体40にヘッド基体10を接着剤層16で接合したとしても、ヘッド基体10の表面、すなわち、プラテンローラが押圧する発熱素子13aの高さを、発熱素子13aの配列方向において同一高さとすることができる。
In the recording head of FIG. 7, even if the
さらに、図8に示すように、放熱体40の発熱素子13aの配列方向における中央部のヘッド基体10側を、図7よりもさらにヘッド基体10側に突出させると、ヘッド基体10の放熱体40と反対側の面は、発熱素子13aの配列方向における中央部が、両端部よりも外方(プラテンローラ側)に突出した形状とすることができる。言い換えると、ヘッド基体10の発熱素子13aの配列方向における中央部が突出した形状とできる。このような記録ヘッドでは、ヘッド基体10は、発熱素子13aの配列方向で、放熱体40と反対側が凸となるように湾曲し、例えば、発熱素子13aの配列方向における両側が支持されるプラテンローラ61で、発熱素子13aの配列方向中央部であっても、両端部と同様に記録媒体をヘッド基体10側に十分に押圧することができるとともに、プラテンローラ61による記録媒体のヘッド基体10側への押圧力をほぼ均一とすることができ、印画かすれを抑制できる。なお、図8は、プラテンローラ61等を誇張して記載した。
Further, as shown in FIG. 8, when the
図9は、本発明のさらに他の形態を示すもので、この形態では、両面テープ17中に、発熱素子13aの配列方向に所定間隔をおいてヘッド基体10と放熱体40とに当接するスペーサ粒子19が存在するとともに、発熱素子13aの配列方向における中央部のスペーサ粒子19の粒径が、発熱素子13aの配列方向における両端部のスペーサ粒子19の粒径よりも小さく設定されている。
FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a spacer that contacts the
すなわち、スペーサ粒子19は、図9(a)に示すように、発熱素子列の両側の両面テープ17中に、かつ、発熱素子13aの配列方向(矢印D1−D2方向)に所定間隔をおいて1列に配置されている。すなわち、発熱素子13aの配列方向の両端部と、それらの中央部にスペーサ粒子19が配置され、3個のスペーサ粒子19が直線状に配列されている。なお、図9(a)は、(b)のヘッド基体10を除去した状態を示すもので、理解を容易にするため、スペーサ粒子19を実線で記載した。スペーサ粒子19は、発熱素子列の両側の両面テープ17中に2列以上形成しても良い。
That is, as shown in FIG. 9A, the
この形態でも、発熱素子13aの配列方向における中央部のスペーサ小粒子19aの粒径が、発熱素子13aの配列方向における両端部のスペーサ大粒子19bの粒径よりも小さいため、発熱素子13aの配列方向の中央部におけるヘッド基体10と放熱体40との間隔は、発熱素子13aの配列方向の両端部におけるヘッド基体10と放熱体40との間隔よりも狭くなり、発熱素子13aの配列方向の中央部におけるヘッド基体10の放熱性が向上し、連続印刷する際にも蓄熱による濃度ムラを抑制でき、安定した印画を得ることができる。さらに、この場合、接着剤層16の両側に位置するヘッド基体10と放熱体40とを、スペーサ粒子19を含有する両面テープ17で接着固定したので、発熱素子列の両側に位置するヘッド基体10をスペーサ粒子19で支持でき、ヘッド基体10を放熱体40に安定した状態で固定することができる。
Also in this form, the particle size of the spacer
本発明では、スペーサ粒子19を押圧したときに、スペーサ粒子19が両面テープ17内にめりこみ埋没し、スペーサ粒子19が、ヘッド基体10と放熱体40とに当接する必要があるため、両面テープ17は、厚み方向中央部に不織布等の基材がないものを用いることが望ましい。例えば、アクリル系粘着剤を使用した基材がない両面テープを用いることができる。
In the present invention, when the
両面テープ17の厚みは、スペーサ粒子19の粒径とほぼ同じ厚みとされ、ヘッド基体10と放熱体40との間隔とほぼ同一である。
The thickness of the double-
なお、この形態の場合についても、図5で説明したように、発熱素子13aの配列方向の中央部に複数個の小径のスペーサ小粒子19aからなるスペーサ粒子集合体を設けても良く、また図6で説明したように、3種類の大きさのスペーサ粒子19を用いても良く、さらに図7、8で説明したように、放熱体40のヘッド基体10側を、発熱素子13aの配列方向における中央部を両端部よりもヘッド基体10側に突出させ、このようにヘッド基体10側に凸となった放熱体40の表面にヘッド基体10をスペーサ粒子19を介して接着剤層16で接合することができ、これらの場合には、それぞれ図5〜8の説明で記載したような効果を得ることができる。
In the case of this embodiment as well, as described in FIG. 5, a spacer particle aggregate made up of a plurality of small-diameter spacer
図10は、本発明のさらに他の形態を示すもので、この形態では、接着剤層16中および両面テープ17中に、発熱素子13aの配列方向に所定間隔をおいてヘッド基体10と放熱体40とに当接するスペーサ粒子19が存在するとともに、発熱素子13aの配列方向における中央部のスペーサ粒子19の粒径が、発熱素子13aの配列方向における両端部のスペーサ粒子19の粒径よりも小さく設定されている。これにより、発熱素子13aの配列方向の中央部におけるヘッド基体10の放熱性をさらに向上できる。
FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
なお、この形態の場合についても、図5で説明したように、発熱素子13aの配列方向の中央部に複数個の小径のスペーサ小粒子19aからなるスペーサ粒子集合体を設けても良く、また図6で説明したように、3種類の大きさのスペーサ粒子19を用いても良く、さらに図7、8で説明したように、放熱体40のヘッド基体10側を、発熱素子13aの配列方向における中央部を両端部よりもヘッド基体10側に突出させ、このようにヘッド基体10側に凸となった放熱体40の面にヘッド基体10をスペーサ粒子19を介して接着剤層16で接合することができ、これらの場合には、それぞれ図5〜8の説明で記載したような効果を得ることができる。
In the case of this embodiment as well, as described in FIG. 5, a spacer particle aggregate made up of a plurality of small-diameter spacer
図11は、接着剤層16および両面テープ17中に、3種類の大きさのスペーサ粒子19a、19b、19cを配置して、ヘッド基体10を放熱体40に接合した形態である。
FIG. 11 shows a configuration in which three types of
図12は、本発明のさらに他の形態を示すもので、この形態では、ヘッド基体40を接着する両面テープ17のみならず、配線部材30を固定するための両面テープ17にも、複数のスペーサ粒子19からなるスペーサ粒子列が形成されている。このようなサーマルヘッドでは、同一粒径のスペーサ粒子19が所定間隔をおいて配列したスペーサ粒子列を2行形成したもので支持板33が支持され、両面テープ17で接着されるため、支持板33を安定して接着することができ、配線部材30の傾斜を抑制し、ヘッド基体10と配線部材30との接合強度を向上できる。
FIG. 12 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a plurality of spacers are provided not only on the double-
図13は、本発明のさらに他の形態を示すもので、この形態では、ヘッド基体10は、接着剤層16と、この接着剤層16の片側に配置された両面テープ17とにより放熱体40に接着されており、接着剤層16および両面テープ17には複数のスペーサ粒子19が一列に配列されている。このようなサーマルヘッドであっても、発熱素子13aの配列方向における中央部のスペーサ粒子19の粒径を、発熱素子13aの配列方向における両端部のスペーサ粒子19の粒径よりも小さく設定することにより、発熱素子13aの配列方向の中央部におけるヘッド基体10の放熱性を向上できる。
FIG. 13 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
なお、ヘッド基体10のヘッド基板11は、熱伝導性の観点から薄く(1mm以下)形成された場合には、ヘッド基板11が変形し易くなるため、本発明を好適に用いることができる。また、ヘッド基板11の長さが100mm以上ある場合、すなわち、発熱素子列が長い場合にも、ヘッド基板11が変形し易くなるため、本発明を好適に用いることができる。さらにヘッド基板11の幅(矢印D3−D4方向の長さ)が10mm以下の場合にも、ヘッド基板11が変形し易くなるため、本発明を好適に用いることができる。
In addition, when the
特に、画像用、医療用の記録ヘッドでは、ヘッド基板11が長くなる傾向にあるため、本発明を好適に用いることができる。
<記録ヘッドの製造方法>
次に、本発明の記録ヘッドの製造方法を記録ヘッドの一例である上述のサーマルヘッドXを例に挙げて示す。
In particular, in the recording head for images and medical use, since the
<Method for manufacturing recording head>
Next, the manufacturing method of the recording head of the present invention will be described by taking the above-described thermal head X as an example of the recording head as an example.
まず、素体準備工程を行う。具体的には、複数のヘッド基板領域を有する母基板を準備する。次に、グレーズ層形成工程を行う。具体的には、母基板の上面全面にグレーズ層12を形成する。この形成方法としては、例えば印刷法および焼成法などの周知のものが挙げられる。
First, an element body preparation step is performed. Specifically, a mother substrate having a plurality of head substrate regions is prepared. Next, a glaze layer forming step is performed. Specifically, the
次に、各ヘッド基板領域上に形成されたグレーズ層12の上面全面に抵抗体膜を成膜する。この成膜方法としては、例えばスパッタリング技術および蒸着技術を含む従来周知のものが挙げられる。次に、抵抗体膜の上面全面に導電膜を成膜する。この導電膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング技術および蒸着技術を含む従来周知のものが挙げられる。
Next, a resistor film is formed on the entire upper surface of the
次に、導電膜および抵抗体膜を所定パターンにエッチングし、電極配線14を形成した後、再度エッチングし、電極配線14を一部除去し、抵抗体膜の一部を露出させて発熱素子13aとして機能させる。このとき、複数の発熱素子13aからなる素子列を矢印方向D1、D2に沿って配列させる。このエッチング方法としては、例えばフォトレジスト技術およびウェットエッチング技術の組み合わせを含む従来周知のものが挙げられる。
Next, the conductive film and the resistor film are etched into a predetermined pattern to form the
次に、保護層15形成工程を行う。具体的には、スパッタリング法により発熱部13aと電極配線14の一部とを覆うように保護層15を形成する。
Next, a
次に、母基板分割工程を行う。具体的には、母基板をヘッド基板領域ごとに分割し、複数のヘッド基板11を得る。
Next, a mother substrate dividing step is performed. Specifically, the mother substrate is divided into head substrate regions to obtain a plurality of
次に、配線部材を準備する。具体的には、まず、第1配線体311と、第2配線体312と、配線部313とを含んで構成される配線体31を準備する。次に、支持板33の上面に接着剤34を塗布し、配線体31を支持板33に接合する。
Next, a wiring member is prepared. Specifically, first, a
次に、配線部材接着工程を行う。具体的には、まず、ヘッド基体10の第1電極配線141上、第3電極配線143上に導電性接続部材49となるハンダペーストを塗布する。次に、第1電極配線141、第3電極配線143と配線部材30の接続端子とをハンダペーストを介して対向させ、加熱し、第1電極配線141、第3電極配線143と配線部材30の接続端子とを熱溶融したハンダにより固着する。
Next, a wiring member bonding step is performed. Specifically, first, a solder paste that becomes the
次に、駆動IC搭載工程を行う。具体的には、まず、第2電極配線142と第3電極配線143に導電性接続部材49となるハンダペーストを塗布し、第2電極配線142および第3電極配線143にハンダペーストを介して駆動IC20の接続端子を対向させ、次に、ハンダペーストを熱溶融させ、第2電極配線142および第3電極配線143と、駆動IC20の接続端子とを接続する。
Next, a driving IC mounting process is performed. Specifically, first, a solder paste that becomes the
次に、放熱体40上にヘッド基体10および配線部材30を接合する。具体的に説明する。矢印D1−D2方向に凹溝18が形成された放熱体40の前記凹溝18間の突出面に、ディスペンサ等の塗布装置を用い放熱性の接着剤を塗布する。
Next, the
一方、凹溝18間の突出面以外の放熱体40の上面には、両面テープ17を貼り付ける。この後、スペーサ粒子19を、ディスペンサ等により、接着剤層16および/または両面テープ17の上面に所定間隔をおいて一列に配置する。放熱性の接着剤を塗布する工程と、両面テープ17を貼り付ける工程は逆でも良い。
On the other hand, the double-
そして、接着剤が塗布され、両面テープ17が貼り付けられた放熱体40の上面に、ヘッド基体10を配置し、ヘッド基体10を放熱体40側に押圧することにより、スペーサ粒子19を接着剤内、両面テープ17内に埋没させ、両面テープ17にヘッド基体10の下面を接着するとともに、接着剤を硬化させた接着剤層16でヘッド基体10を接合し、図4〜図13に示すような記録ヘッドを作製することができる。
Then, the
なお、予め、スペーサ粒子が所定間隔をおいて埋設された両面テープを、放熱体40の上面に貼り付けても良い。
Note that a double-sided tape in which spacer particles are embedded at a predetermined interval may be attached to the upper surface of the
以上のようにして、サーマルヘッドXが形成される。
<記録装置>
図14は、本発明の記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタYの概略構成を示す図である。
As described above, the thermal head X is formed.
<Recording device>
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a thermal printer Y which is an example of an embodiment of a recording apparatus of the present invention.
サーマルプリンタYは、サーマルヘッドXと、搬送機構59と、制御機構69とを有している。
The thermal printer Y includes a thermal head X, a
搬送機構59は、記録媒体Pを矢印D3方向に搬送しつつ、該記録媒体PをサーマルヘッドXの発熱素子13aに接触させる機能を有するものである。この搬送機構59は、プラテンローラ61と、搬送ローラ62、63、64、65とを含んで構成されている。
The
プラテンローラ61は、記録媒体Pを発熱素子13a側に押し付ける機能を有するものである。このプラテンローラ61は、発熱素子13a上に位置する保護層15に接触した状態で回転可能に両端部が支持されている。このプラテンローラ61は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、この弾性部材は、例えば厚みの寸法が3〜15mmの範囲のブタジエンゴムにより形成されている。
The
搬送ローラ62、63、64、65は、記録媒体Pを搬送する機能を有するものである。すなわち、搬送ローラ62、63、64、65は、サーマルヘッドXの発熱素子13aとプラテンローラ61との間に記録媒体Pを供給するとともに、サーマルヘッドXの発熱素子13aとプラテンローラ61との間から記録媒体Pを引き抜く役割を担うものである。これらの搬送ローラ62、63、64、65は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ61と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。
The
制御機構69は、駆動IC20に画像情報を供給する機能を有するものである。つまり、制御機構69は、外部接続端子32を介して発熱部13aを選択的に駆動する画像情報を駆動IC20に供給する役割を担うものである。
The
サーマルプリンタYは、サーマルヘッドXと、記録媒体Pを搬送する搬送機構59とを備える。そのため、サーマルプリンタYは、サーマルヘッドXの有する効果を享受することができる。したがって、サーマルプリンタYは、印画かすれを抑制し、画質を高めることができる。
The thermal printer Y includes a thermal head X and a
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。 While specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
ヘッド基体および放熱体を準備した。ヘッド基体は、幅9mm、長さ168mm、厚み1mmのアルミナ基板からなるヘッド基板を用い、このヘッド基板の長さ方向に発熱素子列が形成されていた。放熱体はAlからなり、幅20mm、長さ170mm、厚み4mmであり、発熱素子列と対応する部分に2条の凹溝が形成されている。 A head base and a radiator were prepared. As the head substrate, a head substrate made of an alumina substrate having a width of 9 mm, a length of 168 mm, and a thickness of 1 mm was used, and a heating element array was formed in the length direction of the head substrate. The radiator is made of Al and has a width of 20 mm, a length of 170 mm, and a thickness of 4 mm, and two grooves are formed in a portion corresponding to the heating element array.
凹溝間の突出面以外の放熱体の上面に厚み50μmの両面テープ(3M製468:アクリル系粘着剤を使用した基材のないタイプ)を貼り付けた。 A 50 μm-thick double-sided tape (manufactured by 3M 468: a type without a base material using an acrylic adhesive) was attached to the upper surface of the radiator other than the protruding surface between the concave grooves.
放熱体の凹溝間の突出面にディスペンサを用い、加熱硬化型の放熱性樹脂(モメンティブ製:TSE3280G)を50μmの厚みで形成した。 A dispenser was used on the projecting surfaces between the concave grooves of the heat radiator, and a heat-curable heat dissipating resin (Momentive: TSE3280G) was formed to a thickness of 50 μm.
放熱性樹脂の上に、スペーサ粒子(セキスイ化学工業製:ミクロパール(プラスチック粒子))を配置した。発熱素子の配列方向の中央部付近に粒径が50μのスペーサ小粒子を、両端部に粒径が125μのスペーサ大粒子を、図4に示すように配置した。 Spacer particles (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .: Micropearl (plastic particles)) were placed on the heat-dissipating resin. As shown in FIG. 4, small spacer particles having a particle size of 50 μ are arranged near the central portion in the arrangement direction of the heating elements, and large spacer particles having a particle size of 125 μ are arranged at both ends.
ヘッド基体をスペーサ粒子が配置された放熱性樹脂上面に配置し、発熱素子列とICとの間の平らな領域をプレス機で放熱体側に押し付け、ヘッド基体を放熱体に密着させ、プレスした状態でオーブンにより放熱性樹脂を加熱硬化させ、本発明のサーマルヘッドを作製した。 The head substrate is placed on the top surface of the heat-dissipating resin on which spacer particles are placed, and the flat area between the heating element array and the IC is pressed against the heat-dissipator side with a press, and the head substrate is in close contact with the heat-dissipator and pressed Then, the heat-dissipating resin was cured by heating in an oven to produce the thermal head of the present invention.
また、発熱素子の配列方向の中央部と両端部で同じ粒径:125μのスペーサ粒子を分布させたヘッドを上記と同様にして作製し、比較用サーマルヘッドを作製した。 Further, a head in which spacer particles having the same particle diameter: 125 μm were distributed in the central part and both ends in the arrangement direction of the heating elements was produced in the same manner as described above to produce a comparative thermal head.
印画開始位置を0とし、主走査方向に10cm、80cmの位置から副走査方向に一定間隔で数点、印画の濃度測定を行い、濃度の安定度を観察し、図15(a)に示した。図15(a)において、125μm径中央とは、中央部と両端部が125μのスペーサ粒子を用いた場合で、主走査方向に80cmの位置での濃度、125μm径端とは、中央部と両端部が125μのスペーサ粒子を用いた場合で、主走査方向に10cmの位置での濃度、50μm径中央とは、中央部が50μmのスペーサ粒子で、両端部が125μのスペーサ粒子を用いた場合で、主走査方向に80cmの位置での濃度を示す。 The print start position was set to 0, the print density was measured at a fixed interval from the position of 10 cm and 80 cm in the main scanning direction at a certain interval in the sub-scanning direction, and the density stability was observed, as shown in FIG. . In FIG. 15A, the 125 μm diameter center means the case where spacer particles having a center part and both end parts of 125 μ are used, the concentration at the position of 80 cm in the main scanning direction, and the 125 μm diameter end means the center part and both ends. In the case of using 125 μm spacer particles in the main scanning direction, the concentration at a position of 10 cm in the main scanning direction and the 50 μm diameter center means that the center part is 50 μm spacer particles and both end parts are 125 μm spacer particles. The density at a position of 80 cm in the main scanning direction is shown.
また、印画開始位置を0とし、副走査方向に印画開始位置から10cmの位置で、主走査方向に一定間隔で数点、印画の濃度測定を行い、濃度の安定度を観察した。印画の濃度測定は、国際規格のISO5シリーズに基づき、Macbeth製RD914型で行った。結果を図15(b)に示した。
Also, the print start position was set to 0, the print density was measured at a fixed interval in the main scan direction at a
また、印画の濃度測定後に、本発明のサーマルヘッドについて、放熱体からヘッド基体を剥離したところ、2種類のスペーサ粒子は接着剤層の表面に露出しており、これから、放熱体とヘッド基体にスペーサ粒子が当接していることを確認した。 In addition, after measuring the density of the print, when the head substrate was peeled off from the radiator for the thermal head of the present invention, two types of spacer particles were exposed on the surface of the adhesive layer. It was confirmed that the spacer particles were in contact.
図15(a)から、中央部が50μmのスペーサ粒子で、両端部が125μのスペーサ粒子を用いた場合には、印字送り方向で濃度ムラが小さいことがわかる。 From FIG. 15A, it can be seen that density unevenness is small in the print feed direction when spacer particles having a central portion of 50 μm and spacer particles having both ends of 125 μm are used.
また、図15(b)から、本発明のサーマルヘッドでは主走査方向の濃度に大きな変化がみられないことがわかる。これは、中央部のスペーサ粒径が両端に比べて小さく、中央部においてヘッドと放熱板との距離が近くなるため、ヘッド中央部でより放熱性を向上させることができ、連続印字のときにも蓄熱による濃度ムラなどのない安定した印画が得られることがわかる。 Further, FIG. 15B shows that the thermal head of the present invention does not show a large change in the density in the main scanning direction. This is because the spacer particle size at the center is smaller than at both ends, and the distance between the head and the heat sink is closer at the center, so heat dissipation can be improved at the center of the head. It can also be seen that a stable print without density unevenness due to heat storage can be obtained.
一方、比較例のサーマルヘッドは、ヘッドの中央および両端部のスペーサ粒径が同じため、ヘッド基板と放熱板の距離が同じであり、ヘッド中央部の蓄熱に放熱が追いつかなくなり中央部の濃度が濃くなりムラになりことがわかる。 On the other hand, the thermal head of the comparative example has the same spacer particle size at the center and both ends of the head, so the distance between the head substrate and the heat sink is the same, and heat dissipation cannot catch up with the heat storage in the center of the head, and the concentration in the center is low. It turns out to be dark and uneven.
さらに、本発明者は、両面テープに上記と同様のスペーサ粒子を配置したサーマルヘッドを作製した。すなわち、発熱素子の配列方向の中央部付近に粒径が50μのスペーサ小粒子を、両端部付近に粒径が125μのスペーサ大粒子を、図9に示すように配置した。これについても濃度の安定度を観察し、図15(a)に示した。 Furthermore, the present inventor has produced a thermal head in which spacer particles similar to those described above are arranged on a double-sided tape. That is, small spacer particles having a particle size of 50 μ are arranged near the center in the arrangement direction of the heating elements, and large spacer particles having a particle size of 125 μ are arranged near both ends as shown in FIG. Also for this, the stability of the concentration was observed and shown in FIG.
この場合であっても、主走査方向の濃度に大きな変化がみられず、ヘッド中央部でより放熱性を向上させることができ、連続印字のときにも蓄熱による濃度ムラなどのない安定した印画が得られることがわかる。 Even in this case, there is no significant change in the density in the main scanning direction, heat dissipation can be improved at the center of the head, and stable printing without density unevenness due to heat storage even during continuous printing. It can be seen that
X サーマルヘッド
Y サーマルプリンタ
10 ヘッド基体
11 ヘッド基板
12 グレーズ層
13 電気抵抗層
13a 発熱素子
14 電極配線
141 第1電極配線
142 第2電極配線
143 第3電極配線
15 保護層
16 接着剤層
17 両面テープ
18 凹溝
19 スペーサ粒子
19a スペーサ小粒子
19b スペーサ大粒子
19c スペーサ中粒子
20 駆動IC
30 配線部材
40 放熱体
59 搬送機構
61 プラテンローラ
62、63、64、65 搬送ローラ
69 制御機構
P 記録媒体
X thermal head Y
30
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