JP6001465B2 - Thermal head and thermal printer equipped with the same - 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。 The present invention relates to a thermal head and a thermal printer including the same.
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、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部の駆動を制御する駆動ICが接続されるためのIC端子と、基板上に設けられ、外部と接続されるための外部端子と、基板上に設けられ、発熱部とIC端子とを接続する個別電極と、基板上に設けられ、IC端子と外部端子とを接続する信号電極と、基板上に設けられ、IC端子と外部端子とを接続する第1グランド電極と、基板上に実装される電子部品と外部端子とを接続する引出電極と、を備えるサーマルヘッドが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, various thermal heads have been proposed as printing devices such as facsimiles and video printers. For example, a substrate, a heat generating portion provided on the substrate, an IC terminal provided on the substrate for connecting a driving IC for controlling driving of the heat generating portion, and provided on the substrate and connected to the outside. For providing an external terminal, an individual electrode for connecting the heat generating part and the IC terminal, a signal electrode for connecting the IC terminal and the external terminal, and a signal electrode for connecting the IC terminal and the external terminal. A thermal head is known that includes a first ground electrode that connects an IC terminal and an external terminal, and an extraction electrode that connects an electronic component mounted on a substrate and the external terminal (for example, Patent Document 1). reference).
上記のサーマルヘッドは、形成する画像の細密化および印刷速度の高速化に伴い、駆動ICの動作周波数が高くなることに起因して、駆動ICの電気信号にノイズが生じる場合がある。そのため、ノイズを低減するために基板上に回路抵抗体が形成されており、回路抵抗体から電子部品および引出電極が形成されている。そして、基板上に設けられた引出電極は、ボンディングワイヤにより回路基板上に設けられた配線に電気的に接続されており、電子部品に電流が供給されている。 In the above thermal head, noise may occur in the electric signal of the driving IC due to the increase in the operating frequency of the driving IC as the image to be formed becomes finer and the printing speed increases. Therefore, a circuit resistor is formed on the substrate in order to reduce noise, and an electronic component and an extraction electrode are formed from the circuit resistor. The extraction electrode provided on the substrate is electrically connected to the wiring provided on the circuit board by a bonding wire, and current is supplied to the electronic component.
しかしながら、上述したサーマルヘッドでは、基板の他に回路基板を設ける必要があり、サーマルヘッドを小型化することができない。また、基板上に設けられた各種電極の端部および引出電極の端部は、基板の縁に並んで設けられており、各種電極の端部および引出電極の端部と、基板の縁との間の領域が、デッドスペースとなっていた。すなわち、基板上のスペースを有効に活用できておらず、サーマルヘッドの小型化が図れない問題がある。 However, in the above-described thermal head, it is necessary to provide a circuit board in addition to the board, and the thermal head cannot be reduced in size. In addition, the end portions of the various electrodes provided on the substrate and the end portions of the extraction electrodes are provided side by side with the edge of the substrate, and the end portions of the various electrodes and the end portions of the extraction electrode and the edge of the substrate are provided. The area between them was dead space. That is, there is a problem that the space on the substrate cannot be effectively used and the thermal head cannot be miniaturized.
本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、基板上に設けられた発熱部と、基板上に設けられ、発熱部の駆動を制御する駆動ICが接続されるためのIC端子と、基板上に設けられ、外部と接続されるための外部端子と、基板上に設けられ、発熱部と外部端子とを接続する共通電極と、基板上に設けられ、発熱部とIC端子とを接続する個別電極と、基板上に設けられ、IC端子と前記外部端子とを接続する信号電極と、基板上に設けられ、IC端子と外部端子とを接続する第1グランド電極と、基板上に実装される電子部品と外部端子とを接続する引出電極とを備えている。また、平面視して、第1グランド電極、信号電極、共通電極、および個別電極が外部端子よりも一方側に配置され、信号電極が第1グランド電極を囲むように配置され、かつ共通電極が信号電極を囲むように配置されている。また、引出電極が前記外部端子よりも他方側に引き出されている。 A thermal head according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a heating unit provided on the substrate, an IC terminal to which a driving IC provided on the substrate and controlling driving of the heating unit is connected, An external terminal provided on the substrate for connecting to the outside, a common electrode provided on the substrate for connecting the heat generating portion and the external terminal, and provided on the substrate for connecting the heat generating portion and the IC terminal Mounted on the substrate, an individual electrode that is provided on the substrate, a signal electrode that connects the IC terminal and the external terminal, a first ground electrode that is provided on the substrate and connects the IC terminal and the external terminal, and And an extraction electrode for connecting the electronic component to be connected to the external terminal. In plan view, the first ground electrode, the signal electrode, the common electrode, and the individual electrode are disposed on one side of the external terminal, the signal electrode is disposed so as to surround the first ground electrode, and the common electrode is It arrange | positions so that a signal electrode may be enclosed. Further, the extraction electrode is extracted to the other side from the external terminal.
また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記のいずれかに記載のサーマルヘッドと、発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、発熱部上に記録媒体を押圧する
プラテンローラとを備えている。
A thermal printer according to an embodiment of the present invention includes a thermal head according to any one of the above, a transport mechanism that transports the recording medium onto the heat generating portion, and a platen roller that presses the recording medium onto the heat generating portion. It has.
本発明によれば、効率よく共通電極、信号電極、第1グランド電極、および引出電極を基板上に配置するとともに、サーマルヘッドの小型化を図ることができる。 According to the present invention, the common electrode, the signal electrode, the first ground electrode, and the extraction electrode can be efficiently arranged on the substrate, and the thermal head can be miniaturized.
<第1の実施形態>
以下、サーマルヘッドX1について図1,2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に平面実装されたコネクタ31とを備えている。なお、図1では、コネクタ31の図示を省略し、コネクタ31が配置される領域を一点鎖線で示している。また、保護部材18も省略して示している。
<First Embodiment>
Hereinafter, the thermal head X1 will be described with reference to FIGS. The thermal head X <b> 1 includes a
なお、以下、外部との電気的な接続をするための接続部材としてコネクタ31を用いて説明するが、可堯性のあるフレキシブルプリント配線板、ガラスエポキシ基板あるいはポリイミド基板等、他の部材を用いてもよい。フレキシブルプリント配線板により外部と電気的な接続をする場合、フレキシブルプリント配線板と放熱体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。
Hereinafter, the
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、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、放熱体1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。
The
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(不図示)に印字を行う機能を有する。
The
コネクタ31は、図1,2に示すように、複数のコネクタピン31aと、複数のコネクタピン31aを収納するハウジング31bとを有している。複数のコネクタピン31aは、一方がハウジング31bの外部に露出しており、他方がハウジング31bの内部に収容されている。複数のコネクタピン31aは、ヘッド基体3の各種電極と、外部に設けられた例えば電源との電気的な導通を確保する機能を有しており、それぞれが電気的に独立している。なお、以下コネクタ31として、表面実装コネクタを用いて説明するが、これに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ハウジング31bは、各コネクタピン31aをそれぞれ電気的に独立された状態で収納する機能を有するため、絶縁性の部材により構成されている。そして、ハウジング31bは、外部に設けられたコネクタ(不図示)の着脱により、ヘッド基体3に電気を供給している。コネクタピン31aは、導電性を有する必要があるため、金属あるいは合金により形成されており、ハウジング31bは、例えば、熱硬化性の樹脂、紫外線硬化性の樹脂あるいは光硬化性の樹脂により形成されている。
Since the
以下、ヘッド基体3を構成する各部材について説明する。
Hereinafter, each member constituting the
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。
The
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、基板7の上面の左半分にわたり形成された下地部13aと、複数の発熱部9の配列方向(以下、配列方向と称する)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とを有している。下地部13aは、発熱部9の近傍に設けられており、後述する保護層25の下方に配置されている。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。
A
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で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、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、ガラス粉末に適当な有機溶剤を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7の上面に塗布し、これを焼成することで形成される。
The
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、外部端子2、IC端子4(図2参照)、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26が設けられている。電気抵抗層15は、外部端子2、IC端子4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26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。この電気抵抗層15の露出領域は、図1に示すように、蓄熱層13の隆起部13b上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。
The
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。そのため、発熱部9に電圧が印加されたときに、ジュール発熱によって発熱部9が発熱する。
The plurality of
図1,2に示すように、電気抵抗層15の上面には、外部端子2、IC接続端子4、共通電極17、複数の個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26が設けられている。これらの外部端子2、IC接続端子4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26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。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
外部端子2は、基板7の他方の長辺7b側に複数個配列されており、基板7の配列方向の中央部に配置されている。外部端子2は、平面視して、矩形形状をなしており、それぞれの外部端子2の一端部に、共通電極17、IC−コネクタ電極21、および引出電極1
0の一端部が接続されている。
A plurality of
One end of 0 is connected.
外部端子2上には、導電部材23を介して、コネクタピン31aが配置されている。複数のコネクタピン31aは、それぞれ異なる外部端子2上に配置されており、そのため、各外部端子2が電気的に独立な状態を維持している。
A
IC端子4は、駆動IC11の下方に配置されている。IC端子4は、個別電極19および信号電極8の微細化、各種電極の高密度化、および駆動IC11に送られる信号の複雑化に伴って、平面視における面積が小さくなっている。IC端子4も導電性を有する材料で形成されており、IC端子4上には、はんだ等の導電材料を介して駆動IC11が配置されている。
The
なお、外部端子2およびIC端子4の表面には、必要であれば、Ni、Au、あるいはPdによるめっき層(不図示)を設けてもよい。それにより、外部端子2およびIC端子4と、導電部材23との電気抵抗が大きくなる可能性を低減することができる。
If necessary, a plating layer (not shown) made of Ni, Au, or Pd may be provided on the surfaces of the
以下、サーマルヘッドX1を構成する各種電極について説明する。 Hereinafter, various electrodes constituting the thermal head X1 will be described.
サーマルヘッドX1は、発熱部9と外部端子2とを接続する共通電極17と、発熱部9とIC端子4とを接続する個別電極19と、IC端子4と外部端子2とを接続する信号電極8と、IC端子4と外部端子2とを接続する第1グランド電極6と、基板7上に実装される電子部品12と外部端子2とを接続する引出電極10とを備えている。また、平面視して、第1グランド電極6、信号電極8、共通電極17および個別電極19が外部端子2よりも一方側である発熱部9側に配置され、信号電極8が第1グランド電極6を囲むように配置されている。また、共通電極17が信号電極8を囲むように配置されるとともに、引出電極8が外部端子2よりも他方側、すなわち発熱部9よりも遠い側である基板7の長辺7b側に引き出されている。共通電極17、個別電極19、信号電極8、第1グランド電極6、および引出電極10は、それぞれ基板7上に設けられている。
The thermal head X1 includes a
共通電極17は、基板7の一方の長辺7aに沿って延びる主配線部17aと、基板7の一方の短辺7cおよび他方の短辺7dのそれぞれに沿って延びる2つの副配線部17bと、主配線部17aから各発熱部9に向かって個別に延びる複数のリード部17cと、基板7の他方の長辺7bに沿って延びており、副配線部17bと外部端子2とを接続する接続部17とを有している。共通電極17は、一端部が複数の発熱部9と接続され、他端部が外部端子2に接続されることにより、コネクタ31と各発熱部9との間を電気的に接続している。共通電極17の他端部は、複数の外部端子2のうち両端部に配置されている外部端子2に接続されている。
The
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IC端子4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。
The plurality of
複数のIC−コネクタ接続電極21は、一端部がIC端子4に接続され、他端部が基板7の他方の長辺7b側に引き出された外部端子2に接続されている。そのため、コネクタ31に電気的に接続されることにより、駆動IC11とコネクタ31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IC−コネクタ接続電極21は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。また、複数のIC−コネクタ接続電極21の他端部は、複数の外部端子2のうち、共通電極17に接続された外部端子2に隣り合う外部端子2と接続されている。複数のIC−コネクタ接続電極21としては、第1グランド
電極6および信号電極8を例示することができる。
The plurality of IC-
第1グランド電極6は、個別電極19と、IC端子4と、IC−コネクタ接続電極21と、外部端子2とにより取り囲まれるように配置されており、広い面積を有している。第1グランド電極6は、0〜1Vのグランド電位に保持されており、各駆動IC11と、複数の外部端子2のうち中央部に配置された外部端子2とに接続されている。
The
信号電極8は、駆動IC11に供給される信号を送る機能を有している。信号電極8に供給される信号としては、クロック信号、ラッチ信号、vdd信号、あるいはストローブ信号をあげることができる。信号電極8は、一端部がサーマルヘッドX1の配列方向における両端部に位置する駆動IC11に接続されており、共通電極17の副配線部17bおよび接続部17dに沿って設けられている。信号電極8の他端部は、複数の外部端子2のうち、共通電極17に接続される外部端子2と、第1グランド電極6に接続される外部端子6との間に位置する外部端子2に接続されている。
The
複数のIC−IC接続電極26は、隣り合う駆動IC11を電気的に接続している。複数のIC−IC接続電極26は、それぞれIC−コネクタ接続電極21に対応するように設けられており、上述した各種信号を隣り合う駆動IC11に伝えている。
The plurality of IC-
引出電極10は、基板7に実装される電子部品12に電流を供給する機能を有している。引出電極10は、配列方向に沿って設けられおり、共通電極17の接続部17dと、基板7の他方の長辺7bとの間に配置されている。引出電極10の一端部は、外部端子2に接続されており、引出電極10の他端部は、電子部品12が実装される端子(不図示)に接続されている。
The
また、引出電極10は、基板7の一方の短辺7c側に設けられた引出電極10aと、基板7の他方の短辺7d側に設けられた引出電極10bとを有している。引出電極10aは、一方の引出電極10a1が第1グランド電極6に接続されており、他方の引出電極10a2が共通電極17に接続されている。さらにまた、引出電極10bは、一方の引出電極10b1が第1グランド電極6に接続されており、他方の引出電極10b2が信号電極8に接続されている。この信号電極8には、vdd信号が供給されている。
Further, the
電子部品12は、配列方向の両端部における基板7の他方の長辺7b近傍に実装されている。電子部品12は、引出電極10に接続されており、引出電極10aを介して第1グランド電極6と共通電極17とに並列に接続されている。また、引出電極10bを介して第1グランド電極6と信号電極8とに並列に接続されている。そして、電子部品12は、引出電極10が接続された共通電極17および信号電極8に生じる電気的なノイズを除去する機能を有している。このようなノイズを除去する電子部品12としては、コンデンサ、あるいはシリコンPN接合型のサージアブソーバを例示することができる。
The
サーマルヘッドX1は、基板7上に電子部品12が実装されており、実装された電子部品12が、第1グランド電極6と、共通電極17または引出電極10とに並列に接続されていることにより、サーマルヘッドX1に生じたノイズを除去することができる。また、基板7上に、電子部品12と各種電極とが設けられていることから、別途、回路基板を設ける必要がなくなり、サーマルヘッドX1を小型化することができる。
In the thermal head X1, the
サーマルヘッドX1は、平面視して、第1グランド電極6、信号電極8、共通電極17、および個別電極19が外部端子2よりも基板7の一方の長辺7a側に配置され、信号電極10が第1グランド電極6を囲むように配置され、かつ共通電極17が信号電極10を囲むように配置されている。これにより、第1グランド電極6の面積を大きくすることが
でき、グランド電位を安定化することができる。つまり、第1グランド電極6に接続される位置によってグランド電位が異なる可能性を低減することができる。また、サーマルヘッドX1は、各種信号が送られる信号電極10が、第1グランド電極6と共通電極17とに取り囲まれるように配置されていることから、信号電極10からノイズが生じた場合においても、第1グランド電極6と共通電極17とによりシールドすることができる。このように、サーマルヘッドX1は、外部端子2の基板7の一方の長辺7a側にて、好ましい電極配置がなされている。
In the
また、サーマルヘッドX1は、引出電極10が外部端子2の基板7の他方の長辺7b側に引き出されている。これにより、基板7上に引出電極10を形成するスペースを確保することができる。
In the
ここで、共通電極17あるいは第1グランド電極6の一部を切り欠いて切欠領域を形成し、切欠領域に電子部品12を実装する場合、配列方向に一様な共通電極17あるいは第1グランド電極6を設けることができない場合がある。切欠領域が存在することに起因して、共通電極17あるいは第1グランド電極6の電気抵抗が場所によって異なることとなり、サーマルヘッドX1の印画にムラが生じる可能性がある。
Here, when the
これに対して、サーマルヘッドX1は、基板7の配列方向において、電子部品12が基板7の他方の長辺7bの近傍の両端部に配置されている。そのため、共通電極17あるいは第1グランド電極6に切欠領域を設ける必要がなく、共通電極17および第1グランド電極6の電気抵抗を均一化することができる。そのため、サーマルヘッドX1の印画にムラが生じる可能性を低減することができる。
On the other hand, in the thermal head X1, the
また、サーマルヘッドX1は、共通電極17が信号電極8を取り囲むように配置されているともに、配列方向において、共通電極17の接続部17dが、基板7の両端部に配置されている。そのため、配列方向において、外部端子2の両側に接続部17dが配置されることとなる。それゆえ、共通電極17の接続部17dにて信号電極8を取り囲むともに、外部端子2も接続部17dによりシールドすることができる。
In the thermal head X1, the
さらに、図1に示すように、引出電極10が共通電極17の接続部17dに沿って配置されていることから、引出電極10が、等電位に保持される共通電極17の接続部17dに沿うこととなる。そのため、引出電極10からノイズが生じた場合においても、共通電極17の接続部17dによってシールドすることができる。
Further, as shown in FIG. 1, since the
サーマルヘッドX1では、引出電極10が、配列方向における両端部に引き出されており、かつ共通電極17の接続部17dおよび外部端子2と、基板7の他方の長辺7bとの間に配置されている。そのため、サーマルヘッドX1が外部と接触することにより、基板7の他方の長辺7bにチッピングあるいは欠けが生じた場合においても、共通電極17および外部端子2を保護することができる。
In the thermal head X1, the
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IC−コネクタ接続電極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。駆動IC11としては、内部に複数のスイッチング素子を有する切替部材を用いればよい。
As shown in FIG. 1, the driving
上記の電気抵抗層15、外部端子2、IC端子4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26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、外部端子2、IC端子4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26は、同じ工程によって同時に形成することができる。それにより、サーマルヘッドX1の製造コストを低減することができる。また、外部端子2、IC端子4、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、およびIC−IC接続電極26を同時に形成し、外部端子2をコネクタ31等を用いて接続すればよいため、サーマルヘッドX1を容易に設けることができる。
For example, the
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
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。
The
また、図1,2に示すように、基板7上には、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21、IC−IC接続電極26、および引出電極10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、IC−コネクタ接続電極21、IC−IC接続電極26、および引出電極10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。なお、被覆層27は、共通電極17および個別電極19の保護をより確実にするため、図2に示すように保護層25の端部に重なるようにして形成されている。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。
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, a coating that partially covers the
被覆層27は、IC端子4および外部端子2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。また、駆動IC11は、個別電極19、IC−IC接続電極26およびIC−コネクタ接続電極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、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂からなるハードコート29によって被覆されることで封止されている。
The
図2に示すように、コネクタ31は、基板7上に設けられており、外部端子2と、コネクタピン31aとは、導電部材23により電気的に接続されている。導電部材23は、例えば、はんだ、あるいは電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電接着剤等の、加熱することにより電気的に接続するものを例示することができる。本実施形態においては、リフローする際に熱を加えるはんだを用いて説明する。コネクタピン31aは、導電部材23に覆われることにより電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
サーマルヘッドX1は、コネクタ31の少なくとも一部を保護するための保護部材18が設けられている。保護部材18は、コネクタピン31a、ハウジング31bの上面の一部、および被覆層27の一部を覆うように設けられている。保護部材18は、平面視して、露出部16を完全に覆うように設けられている。
The thermal head X <b> 1 is provided with a
保護部材18は、例えば、熱硬化性樹脂、熱軟化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂により形成することができる。また、各外部端子2が、電気的に独立する必要がある場合は、絶縁性であることが好ましい。
The
また、保護部材18は、コネクタ31のコネクタピン31aを覆うことにより電気的な導通を保護しているが、ハウジング31bの上面の一部にも設けられることが好ましい。これにより、コネクタピン31aの全領域を保護部材18により覆うことができ、さらに電気的な導通を保護することができる。
Moreover, although the
また、保護部材18は、ハウジング31bと基板7の端面7aとの間に設けられることが好ましい。これにより、コネクタ31の上面に設けられた保護部材18により、基板7の厚み方向の接合強度を高めるとともに、ハウジング31bと基板7の他方の長辺7bとの間に設けられた保護部材18により、コネクタピン31aの延びる方向の接合強度を高めることができる。そのため、基板7とコネクタ31との接合強度をさらに高めることができる。特に、ハウジング31bの上面の一部に保護部材18を設けることにより、剥離が生じやすいハウジング31bの上面の接合強度を向上させることができる。なお、基板7の他方の長辺7bとハウジング31bとの間に隙間を設けずに、基板7他方の長辺7bとハウジング31bとが接触する構成としてもよい。
Further, the
なお、導電部材23としてはんだを用いる例を説明したが、異方性導電接着剤を用いてもよい。その場合、露出部16の全域にわたって異方性導電接着剤を設け、ヒーターバーを用いて、異方性導電接着剤を熱圧着することにより、外部端子2と外部とを電気的に接続することができる。
Although an example in which solder is used as the
また、サーマルヘッドX1においては、電子部品12を配列方向の両端部に設けた例を示したが、配列方向の中央部に設けてもよい。その場合においても、引出電極10を外部端子2の基板7の他方の長辺7b側から引き出しているため、共通電極17および第1グランド電極に6に切欠領域を設ける必要がなく、サーマルヘッドX1の印画にムラが生じる可能性を低減することができる。なお、基板7に実装される電子部品12は、1つでもよく、2個以上でもよい。
Moreover, in the thermal head X1, although the example which provided the
次に、サーマルプリンタZ1について、図3を参照しつつ説明する。 Next, the thermal printer Z1 will be described with reference to FIG.
図3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。なお、サーマルヘッドX1は、発熱部9の配列方向が、後述する記録媒体Pの搬送方向Sに直交する方向である主走査方向に沿うようにして、取付部材80に取り付けられている。
As shown in FIG. 3, the thermal printer Z <b> 1 of the present embodiment includes the above-described thermal head X <b> 1, a
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。
The
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、記録媒体Pの搬送方向Sに直交する方向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。
The
電源装置60は、上記のようにサーマルヘッド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、上記のようにサーマルヘッド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。
The
サーマルプリンタZ1は、図3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。
As shown in FIG. 3, the thermal printer Z1 presses the recording medium P onto the
<第2の実施形態>
図4を用いて、サーマルヘッドX2について説明する。図4は、サーマルヘッドX2の一部を拡大した拡大平面図であり、被覆層27、コネクタ31、および保護部材18は省略して示している。図7,8においても同様である。また、図4において、切欠部17eが設けられていない場合の共通電極17を破線で示している。
<Second Embodiment>
The thermal head X2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged plan view in which a part of the thermal head X2 is enlarged, and the
サーマルヘッドX1は、共通電極17が切欠部17eを有しており、切欠部17eに電子部品12が実装されている。その他の構成はサーマルヘッドX1と同様であり、説明を省略する。また、同様の部材には同じ図番号を付している。
In the thermal head X1, the
サーマルヘッドX2は、共通電極17が切欠部17eを有している。切欠部17eは、配列方向において、基板7の両端部に設けられており、基板7の一方の短辺7cおよび他方の短辺7dの近傍に設けられている。切欠部17eは、平面視して、三角形状をなしており、切欠部17eを構成する一辺は斜辺を形成している。
In the thermal head X2, the
ここで、共通電極17を流れる電流は、電流の流れる経路が長くなると、経路の電気抵抗が増大して配線抵抗が高くなるため、共通電極17を流れる電流は、経路の短い信号配線8側を多く流れることとなる。そのため、基板7の一方の短辺7c側および他方の短辺7d側に位置する共通電極17には、電流が流れず、デッドスペースとなる可能性がある。
Here, the current flowing through the
サーマルヘッドX2は、上記のデッドスペースとなる領域に、切欠部17eが設けられており、この切欠部17では共通電極17が形成されていない。そして、切欠部17eに電子部品12が実装され、電子部品12に引出電極10が接続されている。そのため、デッドスペースを有効に活用することができる。それにより、限られた基板7上の領域を有効に活用することができ、サーマルヘッドX2が大型化する可能性を低減することができる。
The thermal head X <b> 2 is provided with a
また、切欠部17eが、平面視して、三角形状をなしており、切欠部17eを構成する
一辺が斜辺を構成するため、斜辺が共通電極17を流れる電流に沿って配置されることとなる。そのため、共通電極17を流れる電流を阻害することなく、サーマルヘッドX2を小型化することができる。
Further, the
なお、平面視した切欠部17eの形状は三角形状に限定されるものではない。平面視した切欠部17eの形状は、矩形状であってもよく、円形状であってもよい。また、斜辺は、直線でなくてもよく、湾曲していてもよい。
Note that the shape of the
<第3の実施形態>
図5,6を用いてサーマルヘッドX3について説明する。図6において、導電部材23および保護部材18は省略して示している。サーマルヘッドX3は、電子部品12および引出電極10の一部が、切欠部17eを構成する斜辺に沿って設けられている。そのため、電子部品12および引出電極10から発生したノイズを共通電極17によりシールドすることができる。
<Third Embodiment>
The thermal head X3 will be described with reference to FIGS. In FIG. 6, the
また、サーマルヘッドX3は、基板7の他方の長辺7bの近傍に第2グランド電極14が設けられている。そして、第2グランド電極14上にコネクタ31が設けられている。コネクタ31は、配列方向における両端部に保持部31cを有している。保持部31cは、導電性を有しており、第2グランド電極14と電気的に接続されている。そのため、コネクタ31の保持部31cは、グランド電位に保持されている。
In the thermal head X3, the
このように、サーマルヘッドX3は、第2グランド電極14上にコネクタ31が設けられていることから、コネクタ31のコネクタピン31aにノイズが生じた場合においても、第2グランド電極14によりシールドすることができる。また、コネクタ31の保持部31cが、グランド電位に保持されていることにより、コネクタ31に、外部からコネクタ(不図示)を差し込んだ際に静電気が生じた場合においても、保持部31cから静電気を逃がすことができ、サーマルヘッドX3が破損する可能性を低減することができる。
Thus, since the thermal head X3 is provided with the
保持部31cは、金属あるいは合金により形成されており、ハウジング31bに樹脂等により固定されている。保持部31cと第2グランド電極14とは、図6(b)には示していないが、例えば、はんだにより電気的に接合されている。保持部31cと第2グランド電極14とがはんだにより接合されることにより、保持部31cと第2グランド電極14との接合強度を向上させることができ、コネクタ31の接合強度を向上させることができる。それにより、外部からコネクタ31を差し込んだ際に、サーマルヘッドX3が破損する可能性を低減することができる。
The holding
第2グランド電極14は、基板7の一方の短辺7cから他方の短辺7dにわたって設けられており、基板7の他方の長辺7bに隣接して設けられている。第2グランド電極14は、第1グランド電極6に接続された外部端子2に電気的に接続されている。そして、引出電極10は、共通電極17の接続部17dと第2グランド電極14との間に配置されている。そのため、引出電極10にノイズが生じた場合においても、共通電極17と第2グランド電極14によりシールドすることができる。
The
なお、サーマルヘッドX3は、コネクタ31の下に第2グランド電極14を設けた例を示したが、コネクタ31の下に第1グランド電極6と接続されていない導電層を設けてもよい。この場合においても、コネクタ31をシールドすることができる。
In addition, although the thermal head X3 showed the example which provided the
以上、本発明の一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〜X4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〜X4を組み合わせてもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning. For example, although the thermal printer Z1 using the thermal head X1 according to the first embodiment is shown, the present invention is not limited to this, and the thermal heads X2 to X4 may be used for the thermal printer Z1. Moreover, you may combine the thermal heads X1-X4 which are some embodiment.
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13a上に配置してもよい。または、蓄熱層13を基板7の上面の全域にわたって設けてもよい。
In the thermal head X1, the raised
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。
In the thermal head X1, the
さらにまた、電気抵抗層15を薄膜形成することにより、発熱部9の薄い薄膜ヘッドを例示して示したが、これに限定されるものではない。例えば、各種電極をパターニングした後に、電気抵抗層15を厚膜形成することにより、発熱部9の厚い厚膜ヘッドに本発明を用いてもよい。
Furthermore, the thin film head of the
また、保護部材18と、駆動IC11を被覆するハードコート29とを同じ材料により形成してもよい。その場合、ハードコート29を印刷する際に、保護部材18が形成される領域にも印刷することで、ハードコート29と保護部材18とを同時に形成することができる。
Further, the
なお、電子部品12としてコンデンサを実装した例を示したが、サーミスタを実装してもよい。その場合においては、一方の引出電極10aを第1グランド電極6に接続された外部端子2と接続し、他方の引出電極10bを他の電極と電気的に接続されていない外部端子2に接続すればよい。
In addition, although the example which mounted the capacitor | condenser as the
図7にサーマルヘッドX1の変形例であるサーマルヘッドX4を示す。サーマルヘッドX4は、コネクタ31が、基板7の配列方向における中央部ではなく、基板7の配列方向における端部に設けられている。そのため、一方の長辺7a側に設けられた副配線部17bと外部端子2とを接続部17dが接続している。また、他方の長辺7b側に設けられた副配線部17bは、外部端子2に接続されている。
FIG. 7 shows a thermal head X4 which is a modification of the thermal head X1. In the thermal head X <b> 4, the
サーマルヘッドX4においても、外部端子2よりも基板7の他方の長辺7b側に引出電極10が引き出されているため、共通電極17および第1グランド電極6の電気抵抗を一定に近づけるとともに、電子部品12を基板7上に実装することができる。
Also in the thermal head X4, since the
図8を用いて他の変形例であるサーマルヘッドX5を説明する。図8は、サーマルヘッドX5を構成する部材を簡略化して示している。 A thermal head X5, which is another modification, will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows simplified members constituting the thermal head X5.
サーマルヘッドX5は、外部端子2と、IC端子4と、第1グランド電極6と、信号電極8と、個別電極19と、引出電極10とにより1つの区画16が形成されており、複数の区画16が基板7上に設けられている。共通電極17は、全ての区画16に共通して設けられており、基板7の配列方向の両端部に副配線部17fを有しており、各区画16の間に共通部17gが設けられている。外部端子2は、それぞれ独立して各種電極に接続されているが、共通部17gには、複数の外部端子2が接続されている。
In the thermal head X5, one
区画16を構成する電極は、平面視して、IC端子4と外部端子2との間に第1グランド電極6が設けられており、第1グランド電極6を取り囲むように信号電極8が設けられている。そして、信号電極8および個別電極19を囲むように共通電極が設けられている。第1グランド電極6、信号電極8、個別電極、および共通電極17は、外部端子2よりも基板7の一方の長辺7a側に設けられている。
The electrode constituting the
引出電極10は、外部端子2よりも基板7の他方の長辺7b側に引き出されており、電子部品12に接続されている。そのため、外部端子2よりも基板7の一方の長辺7a側に設けられた各種電極を切り欠くことなく、電子部品12を基板7に実装することができる。そのため、各種電極の配置を最適なものとすることができる。
The
なお、サーマルヘッドX5では、各区画16に対応して電子部品12が設けられた例を示したが全ての区画16に対応して電子部品12を設けなくともよい。例えば、配列方向における端部に位置する区画16のみに電子部品12を設けてもよい。
In the thermal head X5, the example in which the
X1〜X5 サーマルヘッド
Z1 サーマルプリンタ
1 放熱体
2 外部端子
3 ヘッド基体
4 IC端子
6 第1グランド電極
7 基板
8 信号電極
9 発熱部
10 引出電極
10a 一方の引出電極
10b 他方の引出電極
11 駆動IC
12 電子部品
13 蓄熱層
14 第2グランド電極
15 電気抵抗層
17 共通電極
17a 主配線部
17b 副配線部
17c リード部
17d 接続部
17e 切欠部
19 個別電極
21 IC−コネクタ接続電極
23 導電部材
25 保護層
26 IC−IC接続電極
27 被覆層
29 ハードコート
31 コネクタ
31a コネクタピン
31b ハウジング
31c 保持部
X1 to X5 Thermal Head Z1
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該基板上に設けられた発熱部と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部の駆動を制御する駆動ICが接続されるためのIC端子と、
前記基板上に設けられ、外部と接続されるための外部端子と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部と前記外部端子とを接続する共通電極と、
前記基板上に設けられ、前記発熱部と前記IC端子とを接続する個別電極と、
前記基板上に設けられ、前記IC端子と前記外部端子とを接続する信号電極と、
前記基板上に設けられ、前記IC端子と前記外部端子とを接続する第1グランド電極と、
前記基板上に実装される電子部品と前記外部端子とを接続する引出電極と、を備え、
平面視して、前記第1グランド電極、前記信号電極、前記共通電極、および前記個別電極が前記外部端子よりも一方側に配置され、前記信号電極が前記第1グランド電極を囲むように配置され、かつ前記共通電極が前記信号電極を囲むように配置されるとともに、
前記引出電極が前記外部端子よりも他方側に引き出されていることを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate,
A heat generating part provided on the substrate;
An IC terminal provided on the substrate and connected to a driving IC for controlling the driving of the heat generating unit;
An external terminal provided on the substrate and connected to the outside;
A common electrode provided on the substrate and connecting the heat generating portion and the external terminal;
An individual electrode provided on the substrate and connecting the heat generating portion and the IC terminal;
A signal electrode provided on the substrate and connecting the IC terminal and the external terminal;
A first ground electrode provided on the substrate and connecting the IC terminal and the external terminal;
An extraction electrode that connects the electronic component mounted on the substrate and the external terminal; and
In plan view, the first ground electrode, the signal electrode, the common electrode, and the individual electrode are disposed on one side of the external terminal, and the signal electrode is disposed so as to surround the first ground electrode. And the common electrode is disposed so as to surround the signal electrode,
The thermal head, wherein the extraction electrode is extracted to the other side of the external terminal.
前記基板が平面視して矩形状をなしており、
前記共通電極が、前記基板の一方の長辺に沿った主配線部と、前記基板の短辺に沿った副配線部と、該副配線部と前記外部端子とを接続する接続部と、を有し、
該接続部が、前記発熱部の配列方向において、前記基板の端部に配置されている、請求項1に記載のサーマルヘッド。 A plurality of the heat generating parts are arranged on the substrate,
The substrate has a rectangular shape in plan view,
The common electrode includes a main wiring portion along one long side of the substrate, a sub wiring portion along a short side of the substrate, and a connection portion connecting the sub wiring portion and the external terminal. Have
The thermal head according to claim 1, wherein the connecting portion is disposed at an end portion of the substrate in the arrangement direction of the heat generating portions.
該コネクタの下方に第2グランド電極が設けられている、請求項1乃至5のいずれかに記載のサーマルヘッド。 A connector is connected to the external terminal provided on the surface of the substrate,
The thermal head according to claim 1, wherein a second ground electrode is provided below the connector.
該保持部が、前記第2グランド電極と電気的に接続されている、請求項6または7に記載のサーマルヘッド。 The connector includes a conductive holding portion that holds the connector,
The thermal head according to claim 6 or 7, wherein the holding portion is electrically connected to the second ground electrode.
A thermal head according to any one of claims 1 to 9, a transport mechanism for transporting a recording medium onto the heat generating portion, and a platen roller for pressing the recording medium onto the heat generating portion. Features a thermal printer.
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