JP5955979B2 - 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
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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、基板と、基板上に配列された複数の発熱部と、基板上に設けられ、発熱部と電気的に接続された電極と、電極に電気的に接続された駆動ＩＣと、駆動ＩＣを被覆するとともに、搬送された記録媒体と接触する被覆部材とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記従来のサーマルヘッドでは、記録媒体が被覆部材を伝わって搬送される際に、記録媒体と被覆部材との摩擦が大きく、発熱部上に記録媒体を円滑に搬送できない可能性がある。それに伴い、記録媒体への印画にかすれ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、基板と、該基板上に配列された複数の発熱部と、前記基板上に設けられ、前記発熱部と電気的に接続された電極と、該電極に電気的に接続された駆動ＩＣと、該駆動ＩＣを被覆するとともに、樹脂の硬化体からなる被覆部材と、を備えている。また、該被覆部材は、前記基板から遠ざかる方向に向けて突出した第１突出部と、該第１突出部から離間しており、該第１突出部と前記発熱部との間に位置しており、前記基板から遠ざかる方向に向けて突出した第２突出部と、を有し、前記第１突出部の前記基板に対する突出高さが、前記第２突出部の前記基板に対する突出高さよりも高いことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記のサーマルヘッドと、前記発熱部上に前記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ている。
本発明によれば、記録媒体への印画にかすれが生じる可能性を低減させることができる。
＜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１では、ＦＰＣ５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。また、各図面には、主走査方向Ｘ、副走査方向Ｙ、厚さ方向Ｚを記載している。また、図２，３，５，８，１０，１４には、記録媒体の搬送方向Ｓを記載している。
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１では、ＦＰＣ５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。また、各図面には、主走査方向Ｘ、副走査方向Ｙ、厚さ方向Ｚを記載している。また、図２，３，５，８，１０，１４には、記録媒体の搬送方向Ｓを記載している。
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、板状の台部１ａと、台部１ａから突出した突起部１ｂとを有している。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、台部１ａ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Ｐ（図３参照）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、ヘッド基体３に電流および電気信号を供給する機能を有した配線基板である。ＦＰＣ５は、導電性接合材２３を介してヘッド基体３の接続電極２１と接続されている。それにより、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが電気的に接続されている。導電性接合材２３は、半田材料あるいは異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を例示することができる。
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。補強板は、ＦＰＣ５の下面に両面テープあるいは接着剤等によって接着されることにより、ＦＰＣ５を補強することができる。
なお、配線基板としてＦＰＣ５を用いた例を示したが、可堯性のあるＦＰＣ５でなく、硬質な配線基板を用いてもよい。硬質なプリント配線基板としては、ガラスエポキシ基板あるいはポリイミド基板等の樹脂により形成された基板を例示することができる。また、配線基板とヘッド基体３との電気的な接続としてワイヤボンディングを用いてもよい。
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、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Ｘ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、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、図１に示すように、隆起部１３ｂ上にて、主走査方向Ｘ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１で簡略化して記載しているが、例えば、６００ｄｐｉ〜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。
図１，２に示すように、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、複数の副配線部１７ｂと、複数のリード部１７ｃとを有している。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、一端部が複数の発熱部９と接続され、他端部が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。
駆動ＩＣ１１は、図１に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されているとともに、個別電極１９の他端部と接続電極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。
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。
図１，２に示すように、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。なお、図１では、説明の便宜上、保護層２５の形成領域を一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。
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、図１，２に示すように、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、駆動ＩＣ１１と接続される個別電極１９、および接続電極２１を露出させるための開口部（不図示）が形成されており、開口部を介してこれらの配線が駆動ＩＣ１１に接続されている。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、個別電極１９および接続電極２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１の保護、および駆動ＩＣ１１とこれらの配線との接続部の保護のため被覆部材２９によって被覆され、封止されている。
被覆部材２９は、複数の駆動ＩＣ１１に跨って、主走査方向Ｘに延びるように設けられている。図２〜４に示すように、被覆部材２９は、第１突出部２と、第２突出部４とを有している。第１突出部２は、基板７から遠ざかる方向に向けて突出している。第２突出部４は、第１突出部２から離間しており、第１突出部２と発熱部９との間に位置しており、基板７から遠ざかる方向に向けて突出している。言い換えると、第１突出部２および第２突出部４は上方に向けて互いに突出している。また、被覆部材２９は、第１突出部２と第２突出部４との間に凹部６が設けられている。
図３，４を用いて、被覆部材２９について詳細に説明する。なお、図４においては、説明の便宜上、基板７上に設けられた各種電極を省略して示している。図７，８，１３，１４においても同様である。
第１突出部２は、基板７の厚み方向（以下、厚み方向Ｚと称する場合がある）に突出高さｈ１だけ突出している。第２突出部４は、厚み方向Ｚに突出高さｈ２だけ突出している。なお、突出高さとは、基板７に対する突出高さを意味しており、例えば、接触式または非接触式の表面粗さ計を用いることにより測定することができる。
このように、第１突出部２と第２突出部４とが、記録媒体Ｐが位置する方向に向けて突出していることから第１突出部２および第２突出部４と接触しながら記録媒体Ｐが搬送されることとなる。
そして、副走査方向Ｙの上流側から下流側を見て、第１突出部２と第２突出部４との間に窪んだ凹部６が設けられており、記録媒体Ｐは、副走査方向Ｙの上流側から下流側に進むにつれて、第１突出部２と接触した後に、凹部６が設けられた位置では被覆部材２９とは接触せず、第２突出部４と接触することとなる。
そのため、記録媒体Ｐと被覆部材２９とが、面接触ではなく、図３に示すように、第１突出部２と第２突出部４とで点接触することとなる。それにより、記録媒体Ｐと被覆部材２９との間に生じる摩擦力が大きくなる可能性を低減することができ、発熱部９上に円滑に記録媒体Ｐを搬送することができる。その結果、記録媒体Ｐと発熱部９上の保護膜２５との接触不良が生じる可能性を低減することができ、記録媒体Ｐへの印画にかすれが生じる可能性を低減することができる。
また、被覆部材２９が、第１突出部２と第２突出部４とを備えることから、記録媒体Ｐと被覆部材２９の第１突出部２とが点接触になった場合においても、第２突出部４にて接触応力を分散することができ、記録媒体Ｐにしわが生じる可能性、および記録媒体Ｐが破損する可能性を低減することができる。
第１突出部２の基板７に対する突出高さｈ１が、第２突出部４の基板７に対する突出高さｈ２よりも高い。すなわち、副走査方向Ｙの上流側に位置する第１突出部２が、副走査方向Ｙの下流側に位置する第２突出部４よりも高い構成となる。そのため、記録媒体Ｐが、副走査方向Ｙの上流側から下流側に進むにつれて、徐々に基板７からの距離を短くすることができ、基板７から発熱部９までの高さに近づけることができ、発熱部９に向けて円滑に記録媒体Ｐを搬送することができる。
ｈ２／ｈ１は、０．７３〜１．５の範囲であると好ましい。ｈ２／ｈ１が０．７３〜１．５であることにより、上述の効果が得られる。また、ｈ２／ｈ１が１．０〜１．５である場合においても、第２突出部４と第１突出部２とにより記録媒体Ｐを円滑に搬送することができる。
また、被覆部材２９は、第１突出部２と第２突出部４との間に凹部６が設けられている。そのため、第１突出部２と記録媒体Ｐとの接触により、記録媒体Ｐから、記録媒体Ｐの表面に設けられた表面処理剤（不図示）が剥離して紙カスが生じた場合においても、凹部６に紙カスを収容することができる。このため、紙カスが、発熱部９にまで搬送される可能性を低減することができる。
図３に示すように、第１突起部２の下方に駆動ＩＣ１１が位置していることが好ましい。すなわち、本実施形態では、第１突起部２の突出端が、駆動ＩＣ１１の上方に配置されている。
ここで、駆動ＩＣ１１の駆動により生じた熱が、第１突出部２から記録媒体Ｐに伝熱する場合がある。そして、過剰な熱が記録媒体Ｐに伝熱した場合、記録媒体Ｐの表面状態を劣化させる場合がある。
サーマルヘッドＸ１は、副走査方向Ｙの上流側に位置する第１突出部２の下方に駆動ＩＣ１１が位置する構成を有しているため、駆動ＩＣ１１と記録媒体Ｐとの間に十分な量の被覆部材２９が配置されることになる。そのため、駆動ＩＣ１１から生じた熱が、記録媒体Ｐに過剰に伝熱させることを低減することができ、記録媒体Ｐの表面状態を劣化させる可能性を低減することができる。
さらに、第１突起部２の突出端が、駆動ＩＣ１１の上方に配置されている。それにより、駆動ＩＣ１１の上方に存在する被覆部材２９の量を多くすることができる。そのため、駆動ＩＣ１１の上方に存在する被覆部材２９の量が不足する可能性を低減することができ、駆動ＩＣ１１が破損する可能性を低減することができる。なお、接触応力の分散の観点から、平面視して、第１突出部２の突出端は、駆動ＩＣ１１の重心の上方にあることがさらに好ましい。
被覆部材２９は、主走査方向Ｘに沿って複数の駆動ＩＣ１１を跨って設けられていることが好ましい。すなわち、図４に示すように、被覆部材２９が複数の駆動ＩＣ１１を跨って設けられると、記録媒体Ｐと被覆部材２９との間に隙間８が生じることとなる。
つまり、被覆部材２９は、駆動ＩＣ１１の上方に位置する領域Ｒ１と、領域Ｒ１以外に位置する領域Ｒ２に設けられることになる。領域Ｒ２に位置する被覆部材２９の高さは、領域Ｒ１に位置する被覆部材２９の高さよりも低く、記録媒体Ｐが搬送されると隙間８が生じることとなる。
このように、記録媒体Ｐと被覆部材２９との間に隙間８が生じると、記録媒体Ｐと被覆部材２９との接触面積が減少することとなり、記録媒体Ｐと被覆部材２９とに生じる摩擦力をさらに低減することができる。また、記録媒体Ｐと被覆部材２９との間に隙間８が生じているため、隙間８上を搬送された部位から、記録媒体Ｐが被覆部材２９から剥離することとなり、円滑に記録媒体Ｐを被覆部材２９から剥離させることができる。
また、領域Ｒ１に位置する被覆部材２９の高さは、領域Ｒ２に位置する被覆部材２９の高さよりも高いことから、領域Ｒ１に位置する被覆部材２９の量、つまり駆動ＩＣ１１の上方に設けられた被覆部材２９の量を十分なものとすることができる。
被覆部材２９は、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂により形成することができる。第１突出部２と第２突出部４とを同様の材料により形成してもよく、異なる材料により形成してもよい。例えば、第１突出部２を形成する材料を、第２突出部４を形成する材料よりも硬度が高いものを用いることにより、第１突出部２が第２突出部４に比べて摩耗する可能性を低減することができる。
第１突出部２および第２突出部４を備える被覆部材２９は、例えば、以下のように作製することができる。
まず、ディスペンサー等を用いて第１突出部２を形成するエポキシ樹脂を被覆層２７上に塗布する。この際に、駆動ＩＣ１１を被覆するように設けることが好ましい。そして、塗布したエポキシ樹脂を乾燥させる。なお、印刷によりエポキシ樹脂を塗布してもよい。
次に、第２突出部４を形成するエポキシ樹脂を被覆層２７および第１突出部２上に塗布する。具体的には、第１突出部２の発熱部９側の縁を被覆するようにエポキシ樹脂をディスペンサーにより塗布する。そして、塗布したエポキシ樹脂を乾燥させ、第１突出部２および第２突出部４を形成するエポキシ樹脂を熱硬化する。これにより、被覆部材２９を形成することができる。
なお、第２突出部４を形成するエポキシ樹脂を塗布する前に、第１突出部２を形成するエポキシ樹脂を塗布して、熱硬化してもよいし、エポキシ樹脂の粘度を調整して、２本のディスペンサーを用いて同時にエポキシ樹脂を塗布してもよい。
このように、被覆部材２９が、主走査方向Ｘに延びるように設けられていることから、ディスペンサーあるいは印刷工程により、エポキシ樹脂を一度に塗布することにより、被覆部材２９を一体的に設けることができ、容易にサーマルヘッドＸ１を作成することができる。
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。
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、主走査方向Ｘ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、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、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６〜８を用いてサーマルヘッドＸ２について説明する。図６〜８に示す一点鎖線は、駆動ＩＣ１１の重心の上方を通る仮想線を示している。
図６〜８を用いてサーマルヘッドＸ２について説明する。図６〜８に示す一点鎖線は、駆動ＩＣ１１の重心の上方を通る仮想線を示している。
サーマルヘッドＸ２は、平面視して、第１突出部２の記録媒体Ｐと接触する縁１０の形状が波形状に設けられている。また、平面視して、第２突出部４の記録媒体Ｐと接触する縁１２が副走査方向Ｙに対して略直交して設けられている。なお、副走査方向Ｙに対して略直交とは、副走査方向Ｙと縁１２とのなす角度が、９０±１５°であることを示し、製造誤差の範囲を含むものである。
平面視して、第１突出部２は、発熱部９側に延出した第１延出部１０ｃと、発熱部９の反対側に延出した第２延出部１０ａとを備えている。そして、第１延出部１０ｃと第２延出部１０ａとは、主走査方向Ｘに交互に配置されている。そのため、平面視して、第１突出部２の縁１０が波形状になっている。
サーマルヘッドＸ２は、平面視して、第１突出部２の記録媒体Ｐと接触する縁１０の形状が波形状に設けられていることから、第１突出部２上を搬送される記録媒体Ｐと、第１突出部２の縁１０との接触状態が、主走査方向Ｘの位置により異なることとなる。
具体的には、第１突出部２の縁１０が、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に対して上流側に位置する状態Ａ（図８（ａ）参照）と、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に位置する状態Ｂ（図８（ｂ）参照）と、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に対して下流側に位置する状態Ｃ（図８（ｃ）参照）と、からなっている。
図８（ａ）に示すように、状態Ａでは、第１突出部２の縁１０（第２延出部１０ａ）と記録媒体Ｐとが接触しない状態となっている。図８（ｂ）に示すように、状態Ｂでは、第１突出部２の縁１０ｂと記録媒体Ｐとが接触している状態となっている。図８（ｃ）に示すように、状態Ｃでは、第１突出部２の縁１０（第１延出部１０ｃ）と記録媒体Ｐとが接触しており、かつ第１突出部２の縁１０から記録媒体Ｐが押圧力を受ける状態となっている。
このように、記録媒体Ｐは、主走査方向Ｘにおいて、非接触状態である状態Ａがあるため、記録媒体Ｐと第１突出部２との摩擦力を低減することができる。また、接触状態である状態Ｂ，Ｃがあるため、第１突出部２により、記録媒体Ｐが基板７側に押しつけられる可能性を低減することができる。さらに、記録媒体Ｐの搬送中にしわが生じる可能性を低減することができる。
第１突出部２の記録媒体Ｐと接触する縁１０とは、第１突出部２のうち最も上方に位置する部位である。
平面視して、第１突出部２の縁１０の形状が波形状について説明する。まず、主走査方向Ｘに平行な仮想線を、副走査方向Ｙの下流側から被覆部材２９へ向けて副走査方向Ｙに近づけたときに、最初に第１突出部２の縁１０と接した仮想線を仮想線Ｌｃとし、副走査方向Ｙの上流側から被覆部材２９へ向けて副走査方向Ｙに近づけたときに、最初に第１突出部２の縁１０と接した仮想線を仮想線Ｌａとする。この場合に、仮想線Ｌａと仮想線Ｌｃとが一致しない状態を第１突出部２の縁の形状が波形状とする。
なお、主走査方向Ｘに平行な仮想線を、副走査方向Ｙの下流側から被覆部材２９へ向けて副走査方向Ｙに近づけたときに、２番目に第１突出部２の縁１０と接した仮想線を仮想線Ｌｃ２とし、副走査方向Ｙの上流側から被覆部材２９へ向けて副走査方向Ｙに近づけたときに、二番目に第１突出部２の縁１０と接した仮想線を仮想線Ｌａ２とし、仮想線Ｌａ２と仮想線Ｌｃ２とが一致しない場合、および３番目以降の仮想線が一致しない場合についても第１突出部２の縁の形状が波形状であるといえる。
第１延出部１０ｃは、仮想線Ｌａと仮想線Ｌｃとを二等分する中間線Ｌｂに対して、副走査方向Ｙの下流側に１００〜３００μｍの延出長さＷ10cを有していることが好ましい。また、第２延出部１０ａは、中間線Ｌｂに対して、副走査方向Ｙの上流側に１００〜３００μｍの延出長さＷ10aを有していることが好ましい。それにより、記録媒体Ｐの搬送中にしわが生じる可能性を低減することができる。
このような被覆部材２９は、上述したようにディスペンサーにてエポキシ樹脂を塗布する際に、ディスペンサーを副走査方向Ｙに周期的に移動させながら主走査方向Ｘにエポキシ樹脂を塗布することにより作製することができる。また、ディスペンサーにより主走査方向Ｘにエポキシ樹脂を塗布、硬化させた後、エポキシ樹脂を研磨することにより作製することもできる。
また、サーマルヘッドＸ２は、平面視して、第２突出部４の記録媒体Ｐと接触する縁１２が副走査方向Ｙに対して直交して設けられていることから、第２突出部４と、記録媒体Ｐとの接触状態を主走査方向Ｘに均一なものに近づけることができ、発熱部９に主走査方向Ｘにおいて同じ状態の記録媒体Ｐを供給することができる。それにより、印画のかすれをさらに低減することができる。
つまり、サーマルヘッドＸ２では、第１突出部２にて、摩擦力の低減および記録媒体Ｐにしわが生じる可能性を低減することができ、副走査方向Ｙの下流側にある第２突出部４にて、記録媒体Ｐの主走査方向Ｘにおける状態を均一に近づけることで、より印画のかすれを低減することができる。
＜第３の実施形態＞
図９，１０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、被覆層２７に第３突出部１４を有する点がサーマルヘッドＸ２と構成が異なり、その他の点は同様である。
図９，１０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、被覆層２７に第３突出部１４を有する点がサーマルヘッドＸ２と構成が異なり、その他の点は同様である。
第３突出部１４は、基板７から突出高さｈ３で、基板７から遠ざかる方向に向けて突出している。そして、第３突出部１４の突出高さｈ３が、第２突出部４の突出高さｈ２よりも低い構成となっている。すなわち、副走査方向Ｙの上流側に位置する第２突出部４が、副走査方向Ｙの下流側に位置する第３突出部１４よりも高い構成となる。そのため、記録媒体Ｐが、副走査方向Ｙの上流側から下流側に進むにつれて、徐々に基板７からの距離を短くすることができ、基板７からの発熱部９への高さに近づけることができ、発熱部９に向けて円滑に記録媒体Ｐを搬送することができる。なお、ｈ３／ｈ２は、０．０３〜０．２の範囲であることが好ましい。
また、サーマルヘッドＸ３は、基板７からの突出高さが、第１突出部２の突出高さｈ１、第２突出部４の突出高さｈ２、第３突出部１４の突出高さｈ３の順で低くなっている。つまり、副走査方向Ｙにおいて、上流側から下流側に向けて、第１突出部２、第２突出部４、および第３突出部１４の突出高さが、順に低くなっている。そのため、発熱部９に円滑に記録媒体Ｐを搬送することができる。
また、副走査方向Ｙにおいて被覆層２７の第３突出部１４と被覆部材２９との間に、第３突出部１４より低い領域が設けられていることから、記録媒体Ｐに紙カスが生じた場合においても、この第３突出部１４より低い領域に紙カスを収容することができる。このため、発熱部９に紙カスが供給される可能性を低減することができる。
第３突出部１４は、第１突出部２および第２突出部４と同様に、ディスペンサーにより形成することができる。なお、記録媒体Ｐと接触する第３突出部１４のみ被覆層２７よりも硬度の高い材料により形成することが好ましい。それにより、第３突出部１４が摩耗する可能性を低減することができる。
なお、第３突出部１４が被覆層２７の表面から突出している例を示したが、被覆層２７の端部に第３突出部１４を設けてもよい。具体的には、被覆層２７の縁の高さを、被覆層２７の他の領域に比べて高くすることにより、第３突出部１４を形成してもよい。それにより、第３突出部１４を容易に作製することができる。
＜第４の実施形態＞
図１１に示すように、第４の実施形態Ｘ４は、被覆部材２９が、複数の駆動ＩＣ１１を跨って、主走査方向Ｘに延びるように設けられておらず、駆動ＩＣ１１ごとに被覆部材２９が独立して設けられている。そのため、被覆部材２９は、主走査方向Ｘに独立した状態で複数設けられている。
図１１に示すように、第４の実施形態Ｘ４は、被覆部材２９が、複数の駆動ＩＣ１１を跨って、主走査方向Ｘに延びるように設けられておらず、駆動ＩＣ１１ごとに被覆部材２９が独立して設けられている。そのため、被覆部材２９は、主走査方向Ｘに独立した状態で複数設けられている。
このような場合においても、被覆部材２９が、第１突出部（不図示）および第２突出部（不図示）を有することから、記録媒体Ｐにかすれが生じる可能性を低減することができる。
＜第５の実施形態＞
図１２〜１４を用いて、サーマルヘッドＸ５について説明する。なお、図１４については、第２の実施形態における図８に対応する図である。
図１２〜１４を用いて、サーマルヘッドＸ５について説明する。なお、図１４については、第２の実施形態における図８に対応する図である。
サーマルヘッドＸ５は、平面視して、第２突出部４の記録媒体Ｐと接触する縁１２の形状が波形状に設けられている。また、平面視して、第２突出部４は、発熱部９側に延出した第３延出部１２ｃと、発熱部９の反対側に延出した第４延出部１２ａとを備えている。そして、第３延出部１２ｃと第４延出部１２ａとは、主走査方向Ｘに交互に配置されている。
それにより、サーマルヘッドＸ５は、記録媒体Ｐと、第１突出部２の縁１０および第２突出部４の縁１２との接触状態が、主走査方向Ｘにおいて変化することとなる。
具体的には、第１突出部２の縁１０が、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に対して上流側に位置する状態Ａ（図１４（ａ）参照）と、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に位置する状態Ｂ（図１４（ｂ）参照）と、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に対して下流側に位置する状態Ｃ（図１４（ｃ）参照）と、からなっている。
また、第２突出部４の縁１２が、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に対して上流側に位置する状態Ａ（図１４（ａ）参照）と、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に位置する状態Ｂ（図１４（ｂ）参照）と、副走査方向Ｙにおいて駆動ＩＣ１１の重心の上方に対して下流側に位置する状態Ｃ（図１４（ｃ）参照）と、からなっている。
そのため、図１４（ａ）に示すように、状態Ａでは、第１突出部２の縁１０（第２延出部１０ａ）および第２突出部４の縁１２（第４延出部１２ａ）と記録媒体Ｐとが接触しない状態となっている。図１４（ｂ）に示すように、状態Ｂでは、第１突出部２の縁１０ｂおよび第２突出部４の縁１２ｂと記録媒体Ｐとが接触している状態となっている。図１４（ｃ）に示すように、状態Ｃでは、第１突出部２の縁１０（第１延出部１０ｃ）および第２突出部４の縁１２（第３延出部１２ｃ）と記録媒体Ｐとが接触しており、かつ第１突出部２の縁１０ｃから記録媒体Ｐが押圧力を受ける状態となっている。
このように、記録媒体Ｐは、主走査方向Ｘにおいて、非接触状態である状態Ａがあるため、記録媒体Ｐと第１突出部２および第２突出部４との摩擦力を低減することができる。また、接触状態である状態Ｂ，Ｃがあるため、第１突出部２により、記録媒体Ｐが基板７側に押しつけられる可能性を低減することができる。さらに、記録媒体Ｐの搬送中にしわが生じる可能性を低減することができる。
また、第１延出部１０ｃと第３延出部１２ｃとが、副走査方向Ｙにおいて隣り合うように配置されている。さらに、第２延出部１０ａと第４延出部１２ａとが、副走査方向Ｙにおいて隣り合うように配置されている。そのため、平面視して、第１突出部２の縁１０と第２突出部３の縁１２とが略平行になっている。
それにより、第１突出部２および第２突出部４と記録媒体Ｐとの接触状態が、主走査方向Ｘにおいて略同様になっている。その結果、記録媒体Ｐの接触状態が、副走査方向Ｙにおいて均一に近づくこととなり、記録媒体Ｐにスティッキングが生じる可能性を低減することができる。
また、図１３（ｂ）に示すように、第１延出部１０ｃの延出長さＷ10cが、第３延出部１２ｃの延出長さＷ12cよりも長く、第２延出部１０ａの延出長さＷ10aが、第４延出部１２ａの延出長さＷ12aよりも長くなっている。
そのため、記録媒体Ｐと最初に接触する第１突出部２の縁１０の位置が、主走査方向Ｘにおいて、副走査方向Ｙに大きくばらつくこととなる。そのため、記録媒体Ｐと第１突出部２の縁１０との主走査方向Ｘにおける接触状態を大きく変化させることができる。その結果、スティッキングが生じやすい、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸ５との最初の接触においても、スティッキングが生じる可能性を低減することができる。
また、発熱部９の近傍に配置される第２突出部４の縁１２の位置が、主走査方向Ｘにおいて、副走査方向Ｙに小さくばらつくこととなる。そのため、記録媒体Ｐと第２突出部４の縁１２との主走査方向Ｘにおける接触状態の変化を小さくすることができる。その結果、大きな押圧力が生じる発熱部９の近傍において、記録媒体Ｐと第２突出部４の縁１２との主走査方向Ｘにおける接触状態の変化が小さいため、主走査方向Ｘに均一な状態で発熱部９上に記録媒体Ｐを搬送することができる。
第２突出部４の記録媒体Ｐと接触する縁１２とは、第２突出部４のうち最も上方に位置する部位である。平面視して、第２突出部４の縁１２の形状が波形状とは、上述した第１突出部２の縁１０の形状が波形状と同じである。
第３延出部１２ｃは、仮想線Ｌａと仮想線Ｌｃとを二等分する中間線Ｌｂに対して、副走査方向Ｙの下流側に１００〜３００μｍの延出長さＷ12cを有していることが好ましい。また、第４延出部１２ａは、中間線Ｌｂに対して、副走査方向Ｙの上流側に１００〜３００μｍの延出長さＷ12aを有していことが好ましい。それにより、記録媒体Ｐの搬送中にしわが生じる可能性を低減することができる。
なお、図１５に示すサーマルヘッドＸ６のように、第１突出部２の縁１０の形状が、側面視して波形状であってもよい。また、第２突出部４の縁１２の形状が、側面視して波形状であってもよい。
このような場合であっても、記録媒体Ｐと、第１突出部２の縁１０および第２突出部１２との接触状態が、主走査方向Ｘにおいて変化することとなり、記録媒体Ｐの搬送中にしわが生じる可能性を低減することができる。
以上、複数の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〜Ｘ６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〜Ｘ６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１３ｂ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、サーマルヘッドＸ１では、電気抵抗層１５上に共通電極１７および個別電極１９が形成されているが、共通電極１７および個別電極１９の双方が発熱部９（電気抵抗体）に接続されている限り、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層１３上に共通電極１７および個別電極１９を形成し、共通電極１７と個別電極１９との間の領域のみに電気抵抗層１５を形成することにより、発熱部９を構成してもよい。
さらにまた、薄膜形成された電気抵抗層１５上に各種電極のパターニングを設けた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層上に各種電極のパターニングを設けた後に、厚膜形成された電気抵抗層１５を設けてもよい。
Ｘ１〜Ｘ６ サーマルヘッド
Ｚ１ サーマルプリンタ
１ 放熱体
２ 第１突出部
３ ヘッド基体
４ 第２突出部
５ フレキシブルプリント配線板
６ 凹部
７ 基板
８ 隙間
９ 発熱部（電気抵抗体）
１０ 第１突出部の縁
１１ 駆動ＩＣ
１２ 第２突出部の縁
１３ 蓄熱層
１４ 第３突出部
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
Ｚ１ サーマルプリンタ
１ 放熱体
２ 第１突出部
３ ヘッド基体
４ 第２突出部
５ フレキシブルプリント配線板
６ 凹部
７ 基板
８ 隙間
９ 発熱部（電気抵抗体）
１０ 第１突出部の縁
１１ 駆動ＩＣ
１２ 第２突出部の縁
１３ 蓄熱層
１４ 第３突出部
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
Claims (15)
- 基板と、
該基板上に配列された複数の発熱部と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部と電気的に接続された電極と、
該電極に電気的に接続された駆動ＩＣと、
駆動ＩＣを被覆するとともに、樹脂の硬化体からなる被覆部材と、を備え、
該被覆部材は、
前記基板から遠ざかる方向に向けて突出した第１突出部と、
該第１突出部から離間しており、該第１突出部と前記発熱部との間に位置しており、前記基板から遠ざかる方向に向けて突出した第２突出部と、を有し、
前記第１突出部の前記基板に対する突出高さが、前記第２突出部の前記基板に対する突出高さよりも高いことを特徴とするサーマルヘッド。 - 前記被覆部材は、前記第１突出部と前記第２突出部との間に凹部が設けられている、請求項１に記載のサーマルヘッド。
- 前記第１突出部の下方に前記駆動ＩＣが位置している、請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
- 前記被覆部材が、前記発熱部の配列方向に延びるように設けられている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
- 平面視して、前記第１突出部の記録媒体と接触する縁の形状が、波形状である、請求項４に記載のサーマルヘッド。
- 平面視して、前記第１突出部が、前記発熱部側に延出した第１延出部と、前記発熱部の反対側に延出した第２延出部とを備え、
前記第１延出部と前記第２延出部とが、前記発熱部の配列方向に交互に配置されている、請求項５に記載のサーマルヘッド。 - 平面視して、前記第２突出部の前記記録媒体と接触する縁が、前記記録媒体の搬送方向に対して略直交している、請求項６に記載のサーマルヘッド。
- 平面視して、前記第２突出部の前記記録媒体と接触する縁の形状が、波形状である、請求項６に記載のサーマルヘッド。
- 平面視して、前記第２突出部が、前記発熱部側に延出した第３延出部と、前記発熱部の反対側に延出した第４延出部とを備え、
前記第３延出部と前記第４延出部とが、前記発熱部の配列方向に交互に配置されている、請求項８に記載のサーマルヘッド。 - 前記第１延出部と前記第３延出部とが、前記発熱部の副走査方向において隣り合うように配置され、前記第２延出部と前記第４延出部とが、前記発熱部の副走査方向において隣り合うように配置されている、請求項９に記載のサーマルヘッド。
- 前記第１延出部の延出長さが、前記第３延出部の延出長さよりも長く、前記第２延出部の延出長さが、前記第４延出部の延出長さよりも長い、請求項１０に記載のサーマルヘッド。
- 前記発熱部と前記被覆部材との間に被覆層が設けられており、
前記被覆層が、前記基板から遠ざかる方向に向けて突出した第３突出部を有している、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。 - 前記第３突出部の前記基板に対する突出高さが、前記第２突出部の前記基板に対する突出高さよりも低い、請求項１２に記載のサーマルヘッド。
- 基板と、
該基板上に配列された複数の発熱部と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部と電気的に接続された電極と、
該電極に電気的に接続された駆動ＩＣと、
駆動ＩＣを被覆するとともに、搬送された記録媒体と接触する被覆部材と、を備え、
該被覆部材は、
前記基板から遠ざかる方向に向けて突出した第１突出部と、
該第１突出部から離間しており、該第１突出部と前記発熱部との間に位置しており、前記基板から遠ざかる方向に向けて突出した第２突出部と、を有しており、
前記被覆部材が、前記発熱部の配列方向に延びるように設けられており、平面視して、前記第１突出部の前記記録媒体と接触する縁の形状が、波形状であることを特徴とするサーマルヘッド。 - 請求項１乃至１４のうちいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
前記発熱部上に前記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。
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