JP6050562B2 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - 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、基板上に設けられた複数の発熱部と、基板上に設けられ、複数の発熱部に電気的に接続された複数の電極と、複数の電極に電気的に接続された接続部を有する複数のコネクタピン、および複数のコネクタピンを収容するハウジングを備えており、基板に隣り合うように配置されたコネクタと、基板上で接続部を被覆する被覆部材とを備えるものが知られている(特許文献1参照)。
特開2001−113741号公報
しかしながら、上述したサーマルヘッドでは、ハウジングに外力が生じた際にコネクタが破損する可能性がある。
本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、前記基板上に設けられた複数の発熱部と、前記基板上に設けられ、複数の前記発熱部に電気的に接続された複数の電極と、複数の前記電極に電気的に接続された接続部を有する複数のコネクタピン、および複数の前記コネクタピンを収容するハウジングを備えており、前記基板に隣り合うように配置されたコネクタと、前記基板上で前記接続部を被覆する被覆部材と、を備えている。また、前記ハウジングは、前記基板と反対側に開口を有している。また、前記被覆部材は、前記基板上に位置する第1部位と、前記ハウジング上に位置する第2部位と、を有している。また、平面視して、前記第2部位は、前記開口側に突出した第1突出部を備える。
また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記に記載のサーマルヘッドと、前記発熱部上に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。
本発明によれば、コネクタが破損する可能性を低減することができる。
第1の実施形態に係るサーマルヘッドを示す平面図である。 図1に示すI−I線断面図である。 第1の実施形態に係るサーマルヘッドを構成するコネクタを示し、(a)は斜視図、(b)は一部を拡大して示す斜視図である。 第1の実施形態に係るサーマルヘッドを構成するコネクタを示し、(a)はコネクタピンを示す斜視図、(b)は正面図、(c)は背面図である。 第1の実施形態に係るサーマルヘッドのコネクタ近傍を拡大して示しており、(a)は平面図、(b)は底面図である。 (a)は図5(a)に示すII−II線断面図、(b)は図5(a)に示すIII−III線断面図である。 第1の実施形態に係るサーマルプリンタを示す概略図である。 第2の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、(a)はコネクタのハウジングの斜視図、(b)はコネクタ近傍を拡大して示す平面図である。 第3の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、(a)はコネクタのハウジングの斜視図、(b)はコネクタ近傍を拡大して示す平面図である。 第4の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、(a)はコネクタのハウジングの斜視図、(b)はコネクタ近傍を拡大して示す平面図である。 第5の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、(a)はコネクタのハウジングの斜視図、(b)はコネクタ近傍を拡大して示す平面図である。 第6の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、(a)はコネクタのハウジングの斜視図、(b)はコネクタ近傍を拡大して示す平面図である。 第7の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、(a)はコネクタ近傍を拡大して示す平面図、(b)は図13(a)に示すIV−IV線断面図である。 第8の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、(a)はコネクタ近傍を拡大して示す平面図、(b)は一部をさらに拡大して示す平面図である。
<第1の実施形態>
以下、サーマルヘッドX1について図1〜6を参照して説明する。図1では、保護層25、被覆層27、および被覆部材12を省略して一点鎖線にて示している。
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に接続されたコネクタ31とを備えている。
放熱体1は、直方体形状をなしており、上面に基板7が載置されている。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。
ヘッド基体3は、平面視して、長方形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。
コネクタ31は、図2に示すように、複数のコネクタピン8と、複数のコネクタピン8を収納するハウジング10とを有している。複数のコネクタピン8は、一方がハウジング10の外部に露出しており、他方がハウジング10の内部に収容されている。複数のコネクタピン8は、ヘッド基体3の各種電極と、外部に設けられた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。
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、放熱体1上に配置されており、平面視して、矩形状をなしている。そのため、基板7は、一方の長辺7aと、他方の長辺7bと、一方の短辺7cと、他方の短辺7dとを有している。また、他方の長辺7b側に側面7eを有している。基板7は、例えば、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とを備えている。下地部13aは、基板7の上面の左半分にわたり形成されている。また、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、複数の発熱部9の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状をなしている。また、隆起部13bは、印画する記録媒体P(図7参照)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で発生する熱の一部を一時的に蓄積する。そのため、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ことができる。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。
電気抵抗層15の一部は、蓄熱層13の上面に設けられており、電気抵抗層15の残部は、基板7の上面に設けられている。電気抵抗層15上には、グランド電極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が設けられている。電気抵抗層15は、グランド電極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。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。なお、主走査方向とは、複数の発熱部9が配列されている方向であり、副走査方向とは、主走査方向に直交する方向である。
複数の発熱部9は、説明の便宜上、図1では簡略化して記載しているが、例えば、100dpi〜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。
図1,2に示すように、電気抵抗層15の上面には、グランド電極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。これらのグランド電極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。
共通電極17は、主配線部17a,17dと、副配線部17bと、リード部17cとを備えている。主配線部17aは、基板7の一方の長辺7aに沿って延びている。副配線部17bは、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。主配線部17dは、基板7の他方の長辺7bに沿って延びている。
共通電極17は、複数の発熱部9と、コネクタ31とを電気的に接続している。なお、主配線部17aの電気抵抗値を低下させるために、主配線部17aを他の共通電極17の部位より厚い厚電極部(不図示)としてもよい。それにより、主配線部17aの電気容量を大きくすることができる。
複数の個別電極19は、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を複数の群に分けており、各群の発熱部9と各群に対応して設けられた駆動IC11とを電気的に接続している。
複数のIC−コネクタ接続電極21は、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。
グランド電極4は、個別電極19と、IC−コネクタ接続電極21と、共通電極17の主配線部17dとにより取り囲むように配置されており、広い面積を有している。グランド電極4は、0〜1Vのグランド電位に保持されている。
接続端子2は、共通電極17、個別電極19、IC−コネクタ接続電極21およびグランド電極4をコネクタ31に接続するために、基板7の他方の長辺7b側に設けられている。接続端子2はコネクタピン8に対応して設けられており、コネクタ31に接続する際は、それぞれ電気的に独立するように、コネクタピン8と接続端子2とが接続部32(図6参照)を介して接続されている。
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、各種信号を隣り合う駆動IC11に伝えている。
上記の電気抵抗層15、共通電極17、個別電極19、グランド電極4、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、共通電極17、個別電極19、グランド電極4、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。
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、集積回路(Integrated Circuit)等の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。
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、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によって封止されている。
図1,2に示すように、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。
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上には、共通電極17、個別電極19およびIC−コネクタ接続電極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、IC−IC接続電極26およびIC−コネクタ接続電極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。
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ることが好ましい。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。
被覆層27は、駆動IC11と接続される個別電極19、IC−IC接続電極26およびIC−コネクタ接続電極21を露出させるための開口部27aが形成されている。そして、開口部27aから露出したこれらの配線が駆動IC11に接続されている。また、被覆層27は、基板7の他方の長辺7b側に、接続端子2を露出させるための開口部27bが設けられている。開口部27bから露出した接続端子2は、コネクタピン8と電気的に接続される。
コネクタ31とヘッド基体3とは、コネクタピン8、接合材23、および被覆部材12により固定されている。図1,2に示すように、グランド電極4の接続端子2およびIC−コネクタ接続電極21の接続端子2上には、コネクタピン8が配置されている。図2に示すように、接続端子2と、コネクタピン8とは、接合材23により電気的に接続されている。
接合材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を例示することができる。本実施形態においては、はんだを用いて説明する。コネクタピン8は、接合材23に覆われることにより、接続端子2と電気的に接続されている。なお、接合材23と接続端子2との間にNi、Au、あるいはPdによるめっき層(不図示)を設けてもよい。なお、接合材23は必ずしも設けなくてもよい。
以下、図3〜6を用いて、コネクタ31および被覆部材12について詳細に説明する。
コネクタ31は、複数のコネクタピン8と、複数のコネクタピン8を収容するハウジング10とを備えている。コネクタ31は、基板7に隣り合うように配置されている。
コネクタピン8は、上部コネクタピン8aと、下部コネクタピン8bと、連結部8cと、引出部8dとを備え、一体的に形成されている。コネクタピン8は、上部コネクタピン8aと下部コネクタピン8bとが連結部8cにより連結されており、連結部8cから引出部8dが引き出されている。複数のコネクタピン8は、主走査方向に間隔をあけて配列されている。コネクタピン8同士は、互いに離間しており、隣り合うコネクタピン8は、電気的に絶縁されている。
上部コネクタピン8aは、接続端子2(図1参照)上に配置されており、接続部32にて接続端子2と電気的に接続されている。下部コネクタピン8bは、ヘッド基体3の基板7の下方に配置されており、上部コネクタピン8aと下部コネクタピン8bとで基板3を挟持している。連結部8cは、上部コネクタピン8aと下部コネクタピン8bとに連結されており、基板7の厚み方向に延びるように設けられている。引出部8dは、ヘッド基体3から離れる方向に引き出されており、ハウジング10に接合されている。コネクタ31とヘッド基体3とは、上部コネクタピン8aと下部コネクタピン8bとの間に、ヘッド基体3が挿入されることにより電気的、および機械的に接合されている。
下部コネクタピン8bは、第1部位8b1と、第2部位8b2とを有している。第1部位8b1は、連結部8cから遠ざかる方向に延びている。第2部位8b2は、第1部位8b1から連続して設けられ、第1部位8b1に対して傾斜しつつ連結部8cに近づく方向に延びている。また、第2部位8b2は接触部8b3を有しており、接触部8b3は、基板7と接触している。
連結部8cは、上部コネクタピン8aと下部コネクタピン8bとを連結しており、基板7の厚み方向に延びるように設けられている。連結部8cには、引出部8dが接続されており、外部からケーブル(不図示)を引出部8dに接続することにより、サーマルヘッドX1に電圧が供給される。
ハウジング10は、箱状の形状をなしており、各コネクタピン8をそれぞれ電気的に独立された状態で収容する。ハウジング10は、開口10iが基板7の反対側に設けられている。ハウジング10の開口10iには外部からケーブルを接続したソケットが挿通され、外部に設けられたケーブル等の着脱により、ヘッド基体3に電気を供給している。
ハウジング10は、上壁10aと、下壁10bと、側壁10cと、前壁10dと、延出部10eと、位置決め部10fと、突起部10gとを備えている。ハウジング10は、上壁10aと、下壁10bと、側壁10cと、前壁10dとにより、開口10iが形成されている。
延出部10eは、側壁10cから基板7の下方へ向けて突出した状態で設けられており、延出部10eと基板7とは離間した状態で配置されている。また、延出部10eは、コネクタピン8よりもハウジング10から突出している。
位置決め部10fは、挿通されたヘッド基体3の位置決めを行う機能を有しており、コネクタピン8の連結部8cよりも基板7に近い側に配置されている。ハウジング10が位置決め部10fを備えることにより、コネクタピン8の連結部8cにヘッド基体3が突き当てられない構成となり、コネクタピン8に湾曲等が生じて破損する可能性を低減することができる。
突起部10gは、上壁10aから突出し、副走査方向に延びるように設けられている。突起部10gと上壁10aとにより、角部10jが形成されている。突起部10gは、上部コネクタピン8aを保護する機能を有しており、突起部10gの上端は、上部コネクタピン8aの上端よりも高い位置に設けられている。それにより、記録媒体P(図7参照)等とハウジング10とが接触した場合に、突起部10gが記録媒体P等と接触することとなり、上部コネクタピン8aが記録媒体P等に接触する可能性を低減することができる。突起部10gは、ハウジング10の主走査方向における上壁10aの両端部に設けられている。
ハウジング10の前壁10dにはコネクタピン8の引出部8dが埋設されており、ハウジング10にコネクタピン8が接合されている。そのため、下部コネクタピン8bは、引出部8dを中心に変形することとなる。その結果、下部コネクタピン8bのうち、第1部位8b1、および、第1部位8b1と引出部8dとを連結する連結部8cが変形することが可能となり、基板7の挿入を効率よく行うことができる。
被覆部材12は、基板7上で上部コネクタピン8aの接続部32を被覆している。被覆部材12は、第1部位12aと第2部位12bとを備えている。第1部位12aは、被覆部材12のうち基板7上に設けられる部位であり、主走査方向に延びるように設けられている。第2部位12bは、被覆部材12のうちコネクタ31上に設けられる部位であり、主走査方向に延びるように設けられている。平面視して、第2部位12bは、第1突出部12b1を備えている。
第1突出部12b1は、ハウジング10の上壁10a上に設けられており、前壁10d上に位置する上壁10aから、ハウジング10の開口10i側の副走査方向に突出している。第1突出部12b1は、前壁10d上に位置する第2部位12bから、ハウジング10の開口10iに向けて、0.5〜2mm程度突出している。
ここで、サーマルヘッドX1と外部との電気的な接続は、ハウジング10の開口10iにソケットを着脱することにより行われている。ハウジング10にソケットを挿入する際、あるいはハウジング10からソケットを引き抜く際に、ハウジング10に外力が生じる場合がある。ハウジング10に外力が生じると、ハウジング10の開口10i近傍にひび割れ等の破損が生じる場合がある。
これに対して、第2部位12bは、ハウジング10の開口10i側に突出した第1突出部12b1を備えている。そのため、第1突出部12b1がハウジング10の開口10i近傍上に設けられることとなり、ハウジング10の開口10i近傍上に、被覆部材12が設けられることとなる。それゆえ、被覆部材12がハウジング10の開口10i近傍を補強することができる。その結果、ハウジング10に外力が生じた場合においても、ハウジング10が破損する可能性を低減することができる。
また、ハウジング10からソケットを引き抜く際に、図5(a)における左右方向(主走査方向)の大きな外力が、ハウジング10に生じる場合がある。そのため、主走査方向におけるハウジング10の両端部からひび割れが進行し、ハウジング10が破損する可能性がある。
これに対して、第1突出部12b1は、主走査方向における上壁10aの両端部に配置されている。そのため、第1突出部12b1により、主走査方向におけるハウジング10の両端部を補強することができる。それにより、主走査方向におけるハウジング10の両端部にひび割れが生じる可能性を低減することができ、ハウジング10が破損する可能性を低減することができる。
また、突起部10gは、上壁10aから突出するように設けられており、記録媒体P等と接触する可能性がある。突起部10gと記録媒体P等とが接触すると、突起部10gと上壁10aとにより形成された角部10jに応力が生じ、角部10jにひび割れが生じる可能性がある。角部10jにひび割れが生じると、角部10jのひび割れが進展し、ハウジング10が破損する可能性がある。
これに対して、ハウジング10は、主走査方向における上壁10aの両端部に設けられ、上壁10aから突出し副走査方向に延びる突起部10gを備えており、第1突出部12b1は、突起部10gと上壁10aにより構成される角部10jに配置されている。
第1突出部12b1が、角部10jに配置されていると、角部10jを被覆部材12により補強することができ、角部10jにひび割れが生じる可能性を低減することができる。そのため、ハウジング10が破損する可能性を低減することができる。
また、突起部10gは、上壁10aから突出し副走査方向に延びるように設けられているため、被覆部材12は、突起部10gに沿って流れることとなり、第1突出部12b1をハウジング10の開口10iに向けて導出することができる。
被覆部材12は、接続端子2、および上部コネクタピン8aが外部に露出しないように設けられており、例えば、エポキシ系の熱硬化性の樹脂、紫外線硬化性の樹脂、あるいは可視光硬化性の樹脂により形成することができる。
以下、サーマルヘッドX1の各部材の接合について説明する。
まず、ヘッド基体3を構成する各部材が形成された基板7と、コネクタ31とを接合するために、上部コネクタピン8aと下部コネクタピン8bとの間に基板7を挿入する。次に、各上部コネクタピン8aに接合材23を印刷により塗布し、リフローする。それにより、コネクタ31と基板7とが電気的、および機械的に接合される。
次に、上部コネクタピン8aおよび接続端子2を被覆するように、被覆部材12を塗布する。被覆部材12は、上部コネクタピン8aおよび接続端子2が露出しないように、基板7上からハウジング10の上壁10a上にわたって塗布する。そして、発熱部9から遠ざかる方向に、第1部位12aから突出するように、被覆部材12を塗布して第1突出部12b1を形成する。
被覆部材12を熱硬化性の樹脂により形成した場合、被覆部材12を加熱して硬化させ、被覆部材12が設けられたヘッド基体3を両面テープ等が設けられた放熱体1上に、ヘッド基体3を載置することにより、サーマルヘッドX1を作製することができる。なお、被覆部材12を塗布したヘッド基体3を両面テープ等が設けられた放熱体1上に、ヘッド基体3を載置した後に被覆部材12を硬化してもよい。
また、第1突出部12b1は、必ずしもハウジング10の主走査方向における両端部に設けなくてもよい。例えば、第1突出部12b1をハウジング10の主走査方向における中央部に設けてもよい。また、例えば、第1突出部12b1をハウジング10の主走査方向における両端部のうちいずれか一方の端部に設けてもよい。これらの場合においても、第1突出部12b1が、ハウジング10の開口10i近傍上に設けられることとなり、ハウジング10の開口10iを補強することができる。
次に、サーマルプリンタZ1について、図7を参照しつつ説明する。
図7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、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。
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7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、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。
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。
サーマルプリンタZ1は、図7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8を用いてサーマルヘッドX2について説明する。サーマルヘッドX2は、ハウジング110の形状、および被覆部材112の形状がサーマルヘッドX1と異なっており、その他の構成はサーマルヘッドX1と同様である。なお、同一の部材については同一の番号を付し、以下同様とする。
ハウジング110は、上壁110aと、下壁110bと、側壁110cと、前壁(不図示)とを備えており、箱形状をなしている。ハウジング110の開口110iは、基板7と反対側に配置されている。ハウジング110は、上壁110aから突出し、副走査方向に延びる突起部110gを有している。また、上壁110aには、突起部110gに隣り合うように、副走査方向に延びる第1溝114が設けられている。第1溝114は、副走査方向における上壁110aの一端から他端にわたって形成されている。
被覆部材112は、第1部位112aと第2部位112bとを有している。第2部位112bは、第1突出部112b1を有している。第1突出部112b1は、ハウジング110の開口110i側に向けて延在するように設けられている。
突起部110gの主走査方向における幅Waは、側壁110cの主走査方向における幅Wbよりも大きくなっている。そのため、突起部110gの剛性を高めることができる。その結果、突起部110gが記録媒体P(図7参照)等と接触したとしても、剛性の高い突起部110gが設けられていることにより、突起部110gが破損する可能性を低減することができる。その結果、ハウジング110が破損する可能性を低減することができる。
また、突起部110gの主走査方向における幅Waを大きくすることにより、基板7の厚み方向における突起部110gの高さを大きくすることなく、突起部110gの剛性を高めることができる。それにより、記録媒体P(図7参照)が突起部110gに接触する可能性を低減することができる。その結果、記録媒体Pにキズが生じる可能性を低減することができる。
第1溝114が、突起部110gに隣り合うように、上壁110aに設けられており、第1突出部112b1が第1溝114に配置されている。そのため、被覆部材112をハウジング110の上壁110aに塗布した場合に、被覆部材112が、第1溝114の内部にまで配置されることとなる。その結果、被覆部材112が、毛細管現象によりハウジング110の開口110i側に導出されることとなる。それゆえ、第1突出部112b1の副走査方向における長さを長くすることができ、ハウジング110をさらに補強することができる。
突起部110gの主走査方向における幅Waは、例えば、0.5〜1.2cmとすることができ、側壁110cの主走査方向における幅Wbは、例えば、0.3〜0.8cmとすることができる。
突起部110gの主走査方向における幅Waが、側壁110cの主走査方向における幅Wbの1.05〜1.5倍であることが好ましい。それにより、突起部110gの剛性を高めることができる。
また、側壁110cと上壁110aとにより構成される角部110hに、面取り加工を施してもよい。それにより、角部110hに応力が集中する可能性を低減することができ、角部110hを起点にして、ハウジング110にひび割れが生じる可能性を低減することができる。
<第3の実施形態>
図9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、ハウジング210の形状、および被覆部材212の形状がサーマルヘッドX2と異なっており、その他の構成はサーマルヘッドX2と同様である。
ハウジング210は、上壁210aと、下壁210bと、側壁210cと、前壁(不図示)とを備えており、箱形状をなしている。ハウジング210は、上壁210aから突出し、副走査方向に延びる突起部210gを有している。また、突起部210gには、副走査方向に延びる第2溝216が設けられている。第2溝216は、副走査方向における上壁210aの一端から他端にわたって形成されている。
被覆部材212は、第1部位212aと第2部位212bとを有している。第2部位212bは、第1突出部212b1を有している。第1突出部212b1は、ハウジング210の開口210i側に第1部位212aから突出するように設けられており、先端が、ハウジング210の開口210i付近にまで延在するように設けられている。第1突出部212b1は、第2溝216内に配置されている。
突起部210gに副走査方向に沿った第2溝216が設けられており、第1突出部212b1が第2溝216に配置されている。そのため、被覆部材212をハウジング210の上壁210aに塗布した場合に、被覆部材212が、第2溝216の内部にまで配置されることとなる。その結果、被覆部材212が、毛細管現象によりハウジング210の開口210i側に導出されることとなる。その結果、第1突出部212b1の副走査方向における長さを長くすることができ、ハウジング210をさらに補強することができる。
なお、第1突出部212b1は、第2溝216内にのみ配置されている例を示したが、第2溝216の周囲にはみ出していてもよい。
<第4の実施形態>
図10を用いてサーマルヘッドX4について説明する。サーマルヘッドX4は、ハウジング310の形状、および被覆部材312の形状がサーマルヘッドX2と異なっており、その他の構成はサーマルヘッドX2と同様である。
ハウジング310は、上壁310aと、下壁310bと、側壁310cと、前壁(不図示)とを備えており、箱形状をなしている。ハウジング310は、副走査方向に沿って延びる突起部310gを有している。突起部310gは、ハウジング310の開口310i側に切欠部318が設けられている。そのため、ハウジング310の開口310i側に上壁310aの一部が露出している。
被覆部材312は、第1部位312aと第2部位312bとを有している。第2部位312bは、第1突出部312b1を有しており、第1突出部312b1の一部が延伸部312b3となっている。延伸部312b3は、突起部310gの切欠部318に配置されており、第1突出部312b1と一体的に形成されている。そのため、第1突出部312b1は、上壁310a上の第2部位312bからハウジング310の開口310i側に向けて突出した後、主走査方向に延びるように設けられている。
突起部310gは、ハウジング310の開口310i側に切欠部318が設けられており、切欠部318に第1突出部312b1である延伸部312b3が配置されている。それにより、第1突出部312b1は、上壁310a上の第2部位312bからハウジング310の開口310i側に向けて突出した後、主走査方向に延びるように設けられることとなる。
その結果、主走査方向におけるハウジング310の両端部の開口310i近傍に位置する側壁310c上に、第1突出部312b1を配置することができ、側壁310cを第1突出部312b1により補強することができる。それにより、主走査方向におけるハウジング310の両端部にひび割れが生じる可能性を低減することができ、ハウジング310が破損する可能性を低減することができる。
<第5の実施形態>
図11を用いてサーマルヘッドX5について説明する。サーマルヘッドX5は、ハウジング410の形状、および被覆部材412の形状がサーマルヘッドX4と異なっており、その他の構成はサーマルヘッドX4と同様である。
ハウジング410は、上壁410aと、下壁410bと、側壁410cと、前壁(不図示)とを備えており、箱形状をなしている。ハウジング410は、副走査方向に沿って延びる突起部410gを有している。突起部410gには、基板7から遠い側に切欠部418が設けられている。そして、切欠部418に対応する上壁410aに、主走査方向に延びる第3溝420が設けられている。なお、切欠部418に対応する上壁410aとは、上壁410aのうち切欠部418の下方に位置する部位を示している。
被覆部材412は、第1部位412aと第2部位412bとを有している。第2部位412bは、第1突出部412b1とを有しており、第1突出部412b1の一部が延伸部412b3となっている。延伸部412b3は、第3溝420の内部に配置されている。そのため、第1突出部412b1は、上壁410a上の第2部位412bからハウジング410の開口410i側に向けて突出した後、主走査方向に延びるように設けられ、延伸部412b3が第3溝420に収容されている。
切欠部418に対応する上壁410aに、主走査方向に延びる第3溝420が設けられており、第3溝420に第1突出部412b1である延伸部412b3が配置されている。そのため、切欠部418の付近まで延伸した第1突出部412b1が、第3溝420の内部に流れ込むこととなり、切欠部418近傍に被覆部材412を配置することができる。それにより、側壁410cを被覆部材412にて補強することができる。
その結果、主走査方向におけるハウジング410の両端部の開口410i近傍に位置する側壁410c上に、第1突出部412b1を配置することができ、側壁410cを第1突出部412b1により補強することができる。それにより、主走査方向におけるハウジング410の両端部にひび割れが生じる可能性を低減することができ、ハウジング410が破損する可能性を低減することができる。
なお、第3溝420の内部に被覆部材412の延伸部412b3が充填されていることが好ましい。また、延伸部412b3は、第3溝420の周囲にあふれていてもよい。
<第6の実施形態>
図12を用いてサーマルヘッドX6について説明する。サーマルヘッドX6は、ハウジング510の形状、および被覆部材512の形状がサーマルヘッドX4と異なっており、その他の構成はサーマルヘッドX4と同様である。
ハウジング510は、上壁510aと、下壁510bと、側壁510cと、前壁(不図示)とを備えており、箱形状をなしている。側壁510c上には、副走査方向に沿って延びる突起部510gが設けられており、突起部510gは、ハウジング510の開口510i側に切欠部518が設けられている。そして、切欠部518に隣り合う突起部510gに、主走査方向にのびる第4溝522が設けられている。
被覆部材512は、第1部位512aと第2部位512bとを有している。第2部位512bは、第1突出部512b1を有しており、第1突出部512b1の一部が延伸部512b3となっている。延伸部512b3は、第4溝522の内部に配置されている。そのため、第1突出部512b1は、上壁510a上の第2部位512bからハウジング510の開口510i側に向けて突出した後、主走査方向に延びるように設けられ、延伸部512b3が第4溝522に収容されている。
切欠部518に隣り合う突起部510gに、主走査方向に延びる第4溝522が設けられており、第4溝522に第1突出部512b1である延伸部512b3が配置されている。そのため、切欠部518の近傍まで延伸した第1突出部512b1が、第4溝522の内部に流れ込むこととなり、切欠部518近傍に被覆部材512を配置することができる。その結果、切欠部518近傍を被覆部材512にて補強することができ、基部518の下方に位置する側壁510cを補強することができる。
その結果、主走査方向におけるハウジング510の両端部の開口510i近傍に位置する側壁510c上に、第1突出部512b1を配置することができ、側壁510cを第1突出部512b1により補強することができる。それにより、主走査方向におけるハウジング510の両端部にひび割れが生じる可能性を低減することができ、ハウジング510が破損する可能性を低減することができる。
なお、サーマルヘッドX6では、第4溝522のみ設けた構成を示したが、サーマルヘッドX5のように第3溝422(図11参照)をさらに設けてもよい。その場合、側壁510cを第1突出部512b1によりさらに補強することができる。
<第7の実施形態>
図13を用いてサーマルヘッドX7について説明する。サーマルヘッドX7は、被覆部材612の形状がサーマルヘッドX1と異なっており、その他の構成はサーマルヘッドX1と同様である。
被覆部材612は、第1部位612aと第2部位612bとを有している。第2部位612bは、第1突出部612b1を有している。第1突出部612b1は、突起部10g上に配置された重畳部612b4を有している。
重畳部612b4は、基板7側の突起部10g上に設けられており、突起部10gの一部を覆うように設けられており、上壁10a上に設けられた第1部位612aと連続的に設けられている。そのため、突起部10gと上壁10aとにより形成された角部10j上にも設けられており、被覆部材612が角部10jを被覆している。
重畳部612b4が、突起部10g上に設けられていることから、ハウジング10と被覆部材612との接合面積を増加させることができる。それにより、ハウジング10と被覆部材612との接合強度を向上させることができ、コネクタ31と基板7との接合強度を向上させることができる。その結果、コネクタ31が基板7から剥離する可能性を低減することができる。
また、第1突出部612b1が、上壁10a上から突起部10g上にまで設けられていることから、突起部10gと上壁10aとにより形成された角部10jを被覆部材612で被覆することができる。それにより、突起部10gと上壁10aとの界面である角部10jを被覆部材612により補強することができる。その結果、角部10jからひび割れが生じる可能性を低減することができる。
<第8の実施形態>
図14を用いてサーマルヘッドX8について説明する。サーマルヘッドX8は、被覆部材712の形状がサーマルヘッドX1と異なっており、その他の構成はサーマルヘッドX1と同様である。
被覆部材712は、第1部位712aと第2部位712bとを有している。第1部位712aは、平面視して、突起部10gを副走査方向に延ばした領域に向けて突出した第2突出部712a1を有している。また、第1部位712aは、コネクタピン8側に窪んだ窪み部712a2を有している。
第2突出部712a1は、平面視して、突起部10gを副走査方向に延ばした領域に設けられている。突起部10gを副走査方向に延ばした領域とは、平面視して、突起部10gを基板7側に向けて副走査方向に延ばし、基板7と重畳する領域を示している。
第2突出部712a1は第1部位712aと一体的に形成されている。第2部位712bは、第1突出部712b1を有している。第1突出部712b1は、突起部10g上に設けられた重畳部712b4を有している。
第1部位712aは、平面視して、突起部10gを副走査方向に延ばした領域に向けて突出した第2突出部712a1を有している。それにより、基板7上の突起部10gを副走査方向に延ばした領域に、被覆部材712が設けられることとなる。その結果、基板7と、被覆部材712との接触面積を増加させることができ、ハウジング10と被覆部材712との接合強度を向上させることができる。それゆえ、コネクタ31と基板7との接合強度を向上させることができ、コネクタ31が基板7から剥離する可能性を低減することができる。
また、平面視して、被覆部材712が、突起部10gの基板7側の縁を取り囲むように配置されている。そのため、図14(a)の左右方向(主走査方向)に、ハウジング10に外力が生じた場合においても、被覆部材712が外力を緩和するように作用し、ハウジング10に生じる外力を低減することができる。その結果、ハウジング10が破損する可能性を低減することができる。
窪み部712a2は、基板7上に設けられた第1部位712aに形成されており、コネクタピン8側に向けて窪んでいる。なお、コネクタピン8側に向けて窪んでいるとは、平面視して、第1部位712aの主走査方向における両端部に位置する縁が、コネクタピン8側に向けて窪んでいることを示している。
ここで、ハウジング10に外力が生じて、図14(a)における時計回りまたは反時計周りの回転モーメントが生じた場合に、コネクタ31が基板7から剥離する可能性がある。
これに対して、平面視して、第1部位712aは、コネクタピン8側に窪んだ窪み部712a2を有していることから、ハウジング10に生じた回転モーメントが、窪み部712a2を中心に働くこととなる。その結果、窪み部712a2よりもコネクタ31の開口(不図示)の反対側に位置する第1部位712aが、回転モーメントを緩和するように作用する。それゆえ、ハウジング10に生じた回転モーメントを低減することができ、コネクタ31が基板7から剥離する可能性を低減することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の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〜X8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〜X8を組み合わせてもよい。
サーマルヘッドX1〜X8では、コネクタ31が、主走査方向の中央部に配置された例を示したが、主走査方向の両端部に設けてもよい。
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を厚膜形成した厚膜ヘッドに本発明を用いてもよい。さらに、発熱部9を基板7の端面に形成する端面ヘッドに本技術を用いてもよい。
また、サーマルヘッドX1の接続端子2をコネクタピン8に直接接続した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、配線基板を別途設け、配線基板の一方の端子と接続端子2とを電気的に接続し、配線基板の他方の端子とコネクタピン8とを電気的に接続することにより、ヘッド基体3とコネクタ31とを電気的に接続してもよい。
また、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、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。
また、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。
なお、被覆部材12を、駆動IC11を被覆するハードコート29と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、被覆部材12が形成される領域にも印刷して、ハードコート29と被覆部材12とを同時に形成してもよい。
X1〜X8 サーマルヘッド
Z1 サーマルプリンタ
1 放熱体
2 接続端子
3 ヘッド基体
4 グランド電極
7 基板
8 コネクタピン
9 発熱部
10 ハウジング
10a 上壁
10b 下壁
10c 側壁
10d 前壁
10e 延出部
10f 位置決め部
10g 突起部
10i 開口
11 駆動IC
12 被覆部材
12a 第1部位
12b 第2部位
12b1 第1突出部
13 蓄熱層
15 電気抵抗層
17 共通電極
19 個別電極
21 IC−コネクタ接続電極
23 接合材
25 保護層
26 IC−IC接続電極
27 被覆層
29 ハードコート
32 接続部

Claims (13)

  1. 基板と、
    前記基板上に設けられた複数の発熱部と、
    前記基板上に設けられ、複数の前記発熱部に電気的に接続された複数の電極と、
    複数の前記電極に電気的に接続された接続部を有する複数のコネクタピン、および複数の前記コネクタピンを収容するハウジングを備えており、前記基板に隣り合うように配置されたコネクタと、
    前記基板上で前記接続部を被覆する被覆部材と、を備え、
    前記ハウジングは、前記基板と反対側に開口を有しており、
    前記被覆部材は、前記基板上に位置する第1部位と、前記ハウジング上に位置する第2部位と、を有しており、
    平面視して、前記第2部位は、前記開口側に突出した第1突出部を備えることを特徴とするサーマルヘッド。
  2. 前記第1突出部が、主走査方向における前記ハウジングの両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。
  3. 前記ハウジングは、上壁と、下壁と、前記上壁と前記下壁とを接続する一対の側壁と、前記基板側に設けられた前壁とを有し、前記上壁、前記下壁、一対の前記側壁、および前記前壁により前記開口が形成されており、
    前記ハウジングは、主走査方向における前記上壁の両端部に設けられ、前記上壁から突出し副走査方向に延びる突起部を備え、
    前記第1突出部が、前記突起部と前記上壁とにより形成された角部に配置されている、請求項1または2に記載のサーマルヘッド。
  4. 前記突起部の主走査方向における幅は、前記側壁の主走査方向における幅よりも大きい、請求項3に記載のサーマルヘッド。
  5. 前記突起部に隣り合うように、前記上壁に副走査方向に延びる第1溝が設けられており、前記第1溝に前記第1突出部が配置されている、請求項3または4に記載のサーマルヘッド。
  6. 前記突起部に副走査方向に延びる第2溝が設けられており、前記第2溝に前記第1突出部が配置されている、請求項3〜5のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
  7. 前記突起部は、前記開口側に切欠部が設けられており、前記切欠部に前記第1突出部が配置されている、請求項3〜6のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
  8. 前記切欠部に対応する前記上壁に、主走査方向に延びる第3溝が設けられており、前記第3溝に前記第1突出部が配置されている、請求項7に記載のサーマルヘッド。
  9. 前記切欠部に隣り合う前記突起部に、主走査方向に延びる第4溝が設けられており、前記第4溝に前記第1突出部が配置されている、請求項7または8に記載のサーマルヘッド。
  10. 前記第1突出部が、前記突起部上にも設けられている、請求項3〜9のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
  11. 前記第1部位は、平面視して、前記突起部を副走査方向に延ばした領域に向けて突出した第2突出部を有する請求項3〜10のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
  12. 平面視して、前記第1部位は、前記コネクタピン側に窪んだ窪み部を有する、請求項3〜11のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
  13. 請求項1〜12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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