JP5977719B2 - サーマルヘッド - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッドに関する。

従来、サーマルプリンタに用いられるサーマルヘッドが知られている。サーマルヘッドは、交互に対向してかみ合うように形成された共通電極と個別電極との上層に、帯状の発熱体を形成して成る。例えば特許文献１には、共通電極と個別電極とが対向した部分の長さよりも広い幅の発熱体を設けたサーマルヘッドが記載されている（例えば第２図）。また、特許文献２には、共通電極と個別電極とが対向した部分の長さよりも狭い幅の発熱体を設けたサーマルヘッドが記載されている（例えば図３）。

特開昭６３−１４９１６５号公報 特開平７−２９０７３８号公報

特許文献１に記載のサーマルヘッドには、ドット間の電気的な遮断が不十分になり、パルストリミング時の抵抗測定における誤差が大きくなるという問題があった。また、特許文献２に記載のサーマルヘッドには、発熱体に覆われていない電極部から熱が逃げ、発色効率が低下するという問題があった。

請求項１に記載のサーマルヘッドは、絶縁基板上に形成され、副走査方向に延在する複数の第１延在部を有する共通電極と、前記絶縁基板上に形成され、前記副走査方向に延在し前記複数の第１延在部と交互に対向してかみ合う様に形成された第２延在部をそれぞれが有する複数の個別電極と、前記複数の第１延在部および前記複数の第２延在部の上層に帯状に形成された発熱体とを備え、前記複数の第１延在部は、両端が前記発熱体の領域から露出するように形成され、前記複数の第２延在部は、先端が前記発熱体の領域に収まるように形成され、前記複数の第２延在部の少なくとも先端は前記発熱体に接触していることを特徴とする。

本発明によれば、パルストリミング時の抵抗測定における誤差が小さく、且つ発色効率のよいサーマルヘッドを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るサーマルヘッド１００の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るサーマルヘッド１００の構成を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るサーマルヘッド２００の構成を示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るサーマルヘッド３００の構成を示す平面図である。 発熱体１が偏って形成された例を示す平面図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るサーマルヘッド１００の構成を示す断面図である。サーマルヘッド１００は、支持板５上に固定された絶縁基板４およびプリント配線板９を備える。絶縁基板４は、セラミックなどの絶縁体によって形成される。絶縁基板４上には、例えば金などの導体をフォトリソグラフ法を用いて、不要な部分をエッチングにより除去することで、共通電極２と複数の個別電極３とが形成される。共通電極２および複数の個別電極３の上層には、例えば厚膜印刷により、帯状の発熱体１が形成される。プリント配線板９上には、２つのドライバＩＣ６と、印字制御等を行う外部機器にサーマルヘッド１００を接続するためのコネクタ１０が設けられている。各々の個別電極３の一端は、いずれかのドライバＩＣ６に金線７で接続される。金線７およびドライバＩＣ６は、封止樹脂８によりモールドされている。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るサーマルヘッド１００の構成を示す平面図である。共通電極２は、副走査方向（図２の紙面上下方向）に沿って延在する複数の第１延在部２０を有する。複数の個別電極３はそれぞれ、副走査方向に沿って延在する第２延在部３０を有する。これら複数の第１延在部２０と複数の第２延在部３０は、交互に対向してかみ合うように形成される。複数の第２延在部３０のピッチＰは、例えば約１２５μｍである。複数の第１延在部２０のピッチも同一である。

発熱体１は、複数の第１延在部２０と複数の第２延在部３０に跨がって形成され、第１延在部２０と第２延在部３０の配列方向である主走査方向に延出されている。発熱体１の幅Ｗ１は、例えば約１６０μｍである。

なお、図２ではサーマルヘッド１００の一部を拡大して図示している。図２には４つの第１延在部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと３つの第２延在部３０ａ、３０ｂ、３０ｃとが図示されているが、実際には共通電極２はより多数の第１延在部２０を有する。また、複数の個別電極３もそれら多数の第１延在部２０に対応して多数が存在する。

不図示のドライバ回路は、共通電極２から発熱体１を介して各々の個別電極３に電流を流す。これにより、第１延在部２０と第２延在部３０とが交互に対向してかみ合う様に形成された部分の間にある発熱体１部分に電流が流れ、その部分が発熱する。この熱を感熱紙などの印字媒体に与えることで印字が行われる。

発熱体１の領域から第２延在部３０の先端が露出（突出）するように第２延在部３０を形成すると、発熱体１の熱が第２延在部３０の露出した部分から逃げてしまう。これにより、サーマルヘッド１００の印字効率が低下する。本実施形態では、第２延在部３０の先端が発熱体１の領域に収まっている。従って、上述したような発熱体１からの熱の逃げが生じない。これにより、サーマルヘッド１００の印字効率が向上する。

他方、第１延在部２０は第２延在部３０とは異なり、第１延在部２０の先端が発熱体１の領域外に長さＷ２だけ露出（突出）するように形成されている。第１延在部２０をこのように形成することで、第１延在部２０の先端が発熱体１の領域に収まっている場合に比べて、発熱体１のパルストリミングにおける抵抗値の測定精度を高くすることができる。

例えば図２では、発熱体１の領域に、左から順に第１延在部２０ａ、第２延在部３０ａ、第１延在部２０ｂ、第２延在部３０ｂ、第１延在部２０ｃ、第２延在部３０ｃ、第１延在部２０ｄが並んでいる。第１延在部２０と第２延在部３０とは互いにかみ合って配置されている。隣接する第１延在部２０ａと第１延在部２０ｂとの間には第２延在部３０ａが形成されている。同様に、隣接する第２延在部３０ａと第２延在部３０ｂとの間には第１延在部２０ｂが形成されている。

パルストリミングを行う際、製造者は、共通電極２と個別電極３との間に所定の定電流を流す。そして、このときの共通電極２と第２延在部３０との間の電圧値を、個別電極３ごとに測定することで、当該個別電極３における発熱体１の抵抗値を測定する。仮に第１延在部２０の長さが図２に示した長さよりも短く、先端が発熱体１の領域に収まっていた場合、図２に矢印３１で示したように、第１延在部２０ｂの隣にある第１延在部２０ｃからも、発熱体１を介して第２延在部３０ａに電流が流れてしまう。このような電流の回り込みが発生すると、共通電極２と第２延在部３０ａとの間にある発熱体１の抵抗値が正確に測定できない。

本実施形態では、第１延在部２０が発熱体１の領域外に長さＷ２だけ露出している。このため、帯状の発熱体１は、各第１延在部２０により完全に仕切られている。これにより、上述した電流の回り込みは生じず、抵抗値の測定精度が向上する。

なお、発熱体１の副走査方向における幅Ｗ１を、例えば図２に破線３８で示す位置まで大きくし、第１延在部２０の根元（第１延在部２０が延在開始している部分）までをも発熱体１により覆ってしまうことも考えられる。換言すると、第１延在部２０を、先端を除き全て発熱体１で覆ってしまうことも考えられる。しかしながら、サーマルヘッド１００をそのように構成してしまうと、共通電極２から第１延在部２０を介さずに発熱体１に電流が流れてしまう。つまり、発熱体１全体のうち、印字を行いたい部分以外の場所に電流が分散してしまう。その結果、印字効率が低下してしまうので、図２に示すように、第１延在部２０の根元部分と発熱体１との間には、一定の間隙が存在することが望ましい。換言すると、第１延在部２０の両端は、発熱体１の領域から露出（突出）していることが望ましい。

上述した第１の実施の形態によるサーマルヘッドによれば、次の作用効果が得られる。
（１）複数の第１延在部２０を、先端が発熱体１の領域から露出するように形成した。このようにしたので、パルストリミング時の抵抗測定における誤差が小さいサーマルヘッドを提供することができる。

（２）複数の第２延在部３０を、先端が発熱体１の領域に収まるように形成した。このようにしたので、発色効率のよいサーマルヘッドを提供することができる。

（３）複数の第１延在部２０を、根元部分が発熱体１の領域から露出するように形成した。このようにしたので、発色効率のよいサーマルヘッドを提供することができる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るサーマルヘッド２００の構成を示す平面図である。以下、本実施形態のサーマルヘッド２００の、第１の実施の形態に係るサーマルヘッド１００との相違点を中心に説明する。

本実施形態の第１延在部２０は、第１拡大部３２を有する。第１拡大部３２は、第１延在部２０の他の部分よりも主走査方向（紙面の左右方向）に幅広な部分である。第１拡大部３２は、第１延在部２０の全体のうち、上層に発熱体１が存在する部分の中央に設けられている。換言すると、発熱体１の副走査方向（紙面の上下方向）の中央と、第１拡大部３２の中央とは略一致する。

本実施形態の第２延在部３０は、先端が第２拡大部３３として形成されている。第２拡大部３３は、第１拡大部３２と同様に、第２延在部３０の他の部分よりも主走査方向（紙面の左右方向）に幅広な部分である。第２拡大部３３は、その中央が発熱体１の副走査方向（紙面の上下方向）の中央と略一致するように形成されている。

第１拡大部３２および第２拡大部３３の長さＷ３（紙面上下方向のサイズ）は、例えば発熱体１の幅Ｗ１（紙面上下方向のサイズ）の４０％〜６０％程度とすることが望ましい。第１拡大部３２および第２拡大部３３の幅Ｘ２（紙面左右方向のサイズ）は、例えば第１延在部２０および第２延在部３０の幅Ｘ１（紙面左右方向のサイズ）の１１０％〜１５０％程度とすることが望ましい。

このように形成された第１拡大部３２と第２拡大部３３との間隔は、それ以外の場所における第１延在部２０と第２延在部３０との間隔よりも当然に短くなる。そのため、共通電極２から発熱体１を介して個別電極３に流れる電流は、第１拡大部３２と第２拡大部３３との間により集中して流れる。その結果、サーマルヘッド２００は、第１の実施の形態に係るサーマルヘッド１００に比べて、更に高い発色効率を実現する。

上述した第２の実施の形態によるサーマルヘッドによれば、第１の実施の形態によるサーマルヘッドと同様の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（１）複数の第１延在部２０の、上層に発熱体１が存在する部分に、主走査方向に幅広な第１拡大部３２を設けた。このようにしたので、発色効率を更に高めることが可能になる。

（２）複数の第２延在部３０の先端を、主走査方向に幅広な第２拡大部３３として形成した。このようにしたので、発色効率を更に高めることが可能になる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態に係るサーマルヘッド３００の構成を示す平面図である。以下、本実施形態のサーマルヘッド３００の、第２の実施の形態に係るサーマルヘッド２００との相違点を中心に説明する。

サーマルヘッド３００は、複数の個別電極３の各々に対応する確認マーク４０を有する。確認マーク４０は略矩形形状を有し、複数の第１延在部２０の間であって、複数の第２延在部３０の延長線上に形成される。確認マーク４０は、共通電極２や個別電極３と同様に、絶縁基板４上に例えば金などの導体をフォトリソグラフ法を用いて、不要な部分をエッチングにより除去することで形成される。

確認マーク４０は、第２延在部３０から共通電極２の方向（紙面上方向）に距離Ｗ５だけ離れた位置に設けられる。距離Ｗ５は、第１拡大部３２の下端から個別電極３の方向（紙面下方向）へ延びる第１延在部２０の距離Ｗ６と略同一距離である。確認マーク４０をこのような位置に配置することで、発熱体１が正しい位置に形成されているか否かを容易に視認することができるようになる。以下、この点について詳述する。

図５（ａ）は、発熱体１が共通電極２寄りに形成された例を示す平面図である。発熱体１から第１拡大部３２や第２拡大部３３が突出してしまうと、第１拡大部３２や第２拡大部３３を設けたことによる印字効率の向上効果を得られなくなってしまう。本実施形態では、第１拡大部３２および第２拡大部３３の副走査方向における幅Ｗ３と、第１拡大部３２および第２拡大部３３から確認マーク４０までの距離Ｗ５との合計が、発熱体１の副走査方向における幅Ｗ１と略同一になるようにこれらの各部を構成している。

従って、第１拡大部３２や第２拡大部３３が発熱体１の下層から突出するほど発熱体１が共通電極２寄りに形成されると、発熱体１は確認マーク４０の少なくとも一部を覆うことになる。このことから、サーマルヘッド３００の製造者は、発熱体１と確認マーク４０との間に間隙があることを目視により確認することで、発熱体１が共通電極２側に偏りすぎていないことを確認することができる。

図５（ｂ）は、発熱体１が個別電極３寄りに形成された例を示す平面図である。本実施形態では、第１拡大部３２および第２拡大部３３の副走査方向における幅Ｗ３と、第１拡大部３２の下端から個別電極３の方向（紙面下方向）へ延びる第１延在部２０の距離Ｗ６との合計が、発熱体１の副走査方向における幅Ｗ１と略同一になるようにこれらの各部を構成している。

従って、第１拡大部３２や第２拡大部３３が発熱体１の下層から突出するほど発熱体１が個別電極３寄りに形成されると、第１延在部２０の先端は発熱体１の下層に収まることになる。このことから、サーマルヘッド３００の製造者は、発熱体１から第１延在部２０の先端が突出していることを目視により確認することで、発熱体１が個別電極３側に偏りすぎていないことを確認することができる。

上述した第３の実施の形態によるサーマルヘッドによれば、第２の実施の形態によるサーマルヘッドと同様の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（１）複数の第１延在部２０の間であって複数の第２延在部３０の延長線上に、発熱体１の位置ずれを視認するための確認マーク４０を形成した。このようにしたので、発熱体１の位置ずれを容易に視認することが可能になる。特に、発熱体１の縁部が波打っている場合にも、複数の第１延在部２０のそれぞれに対する発熱体１の位置ずれを確認することができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
第２の実施形態および第３の実施形態において、第１拡大部３２と第２拡大部３３のいずれか一方のみを設け、他方を設けなくてもよい。

（変形例２）
第３の実施形態で説明した確認マーク４０を、第１の実施形態のサーマルヘッド１００に設けることも可能である。

（変形例３）
第３の実施の形態で説明した確認マーク４０は、必ずしも全ての第１延在部２０の間に設けなくてもよい。例えば、一部の確認マーク４０を間引いてもよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１…発熱体、２…共通電極、３…個別電極、４…絶縁基板、５…支持板、６…ドライバＩＣ、７…金線、８…封止樹脂、９…プリント配線板、１０…コネクタ、１１…コモンパターン、２０…第１延在部、３０…第２延在部、３２…第１拡大部、３３…第２拡大部、４０…確認マーク、１００，２００，３００…サーマルヘッド

Claims (4)

1. 絶縁基板上に形成され、副走査方向に延在する複数の第１延在部を有する共通電極と、
   前記絶縁基板上に形成され、前記副走査方向に延在し前記複数の第１延在部と交互に対向してかみ合う様に形成された第２延在部をそれぞれが有する複数の個別電極と、
   前記複数の第１延在部および前記複数の第２延在部の上層に帯状に形成された発熱体とを備え、
   前記複数の第１延在部は、両端が前記発熱体の領域から露出するように形成され、
   前記複数の第２延在部は、先端が前記発熱体の領域に収まるように形成され、
   前記複数の第２延在部の少なくとも先端は前記発熱体に接触していることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 請求項１に記載のサーマルヘッドにおいて、
   前記複数の第１延在部の、上層に前記発熱体が存在する部分には、主走査方向に幅広な第１拡大部が含まれることを特徴とするサーマルヘッド。
3. 請求項１または２に記載のサーマルヘッドにおいて、
   前記複数の第２延在部の先端は、主走査方向に幅広な第２拡大部として形成されることを特徴とするサーマルヘッド。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のサーマルヘッドにおいて、
   前記複数の第１延在部の間であって前記複数の第２延在部の延長線上に、前記発熱体の位置ずれを視認するための確認マークを形成したことを特徴とするサーマルヘッド。

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