JP6401078B2 - 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、および基板上に設けられた発熱部を有するヘッド基体と、ヘッド基体に隣り合うように配置され、ヘッド基体に電気的に接続された外部基板と、発熱部の駆動を制御するとともに、基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、複数の駆動ICを被覆する被覆部材とを備えるものが知られている(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 head base having a substrate and a heat generating portion provided on the substrate, an external substrate disposed adjacent to the head base and electrically connected to the head base, and driving of the heat generating portion are controlled. An apparatus including a plurality of drive ICs arranged along the main scanning direction on a substrate and a covering member that covers the plurality of drive ICs is known (for example, see Patent Document 1).
また、上記のサーマルヘッドは、平面視したときに、複数の駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に第1領域と第2領域とが交互に配置されている。 The thermal head includes a plurality of first areas extending in the sub-scanning direction and a plurality of second areas other than the plurality of first areas when viewed in plan. The first area and the second area are alternately arranged in the main scanning direction.
駆動ICは、サーマルヘッドの駆動に伴って熱を発生させており、第1領域の温度が第2領域の温度よりも高くなっている。そのため、第1領域および第2領域の温度ばらつきが生じてしまい、サーマルヘッドの印画に濃度ムラが生じる可能性がある。 The drive IC generates heat as the thermal head is driven, and the temperature of the first region is higher than the temperature of the second region. For this reason, temperature variations in the first region and the second region occur, and there is a possibility that density unevenness occurs in the print of the thermal head.
本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板、および前記基板上に設けられた発熱部を有するヘッド基体と、前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記ヘッド基体に電気的に接続された外部基板と、前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、複数の前記駆動ICを被覆する被覆部材とを備える。また、前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の前記第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に前記第1領域と前記第2領域とが交互に配置されている。また、複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第2領域に設けられており、互いに離間している。 A thermal head according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a head base having a heat generating portion provided on the substrate, and is disposed adjacent to the head base, and is electrically connected to the head base. And a plurality of drive ICs arranged along the main scanning direction on the substrate, and a covering member that covers the plurality of drive ICs. The thermal head includes a plurality of first regions extending in the sub-scanning direction and a plurality of second regions other than the plurality of first regions when viewed in plan. The first area and the second area are alternately arranged in the main scanning direction. Further, a plurality of heat storage members are provided in the plurality of second regions along the main scanning direction, and are separated from each other.
本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドは、基板、および前記基板上に設けられた発熱部を有するヘッド基体と、前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記発熱部と電気的に接続された配線基板と、前記配線基板に隣り合うように配置され、前記配線基板と電気的に接続された外部基板と、前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記配線基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、複数の前記駆動ICを被覆する被覆部材とを備える。また、前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の前記第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に前記第1領域と前記第2領域とが交互に配置されている。また、複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第2領域に設けられており、互いに離間している。 A thermal head according to another embodiment of the present invention includes a substrate, a head base having a heat generating portion provided on the substrate, and is disposed adjacent to the head base and is electrically connected to the heat generating portion. A wiring board that is disposed adjacent to the wiring board and electrically connected to the wiring board, and controls the driving of the heat generating portion, and on the wiring board in the main scanning direction. A plurality of drive ICs arranged along the same; and a covering member that covers the plurality of drive ICs. The thermal head includes a plurality of first regions extending in the sub-scanning direction and a plurality of second regions other than the plurality of first regions when viewed in plan. The first area and the second area are alternately arranged in the main scanning direction. Further, a plurality of heat storage members are provided in the plurality of second regions along the main scanning direction, and are separated from each other.
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、複数の発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、複数の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 a recording medium onto a plurality of heating units, and presses the recording medium onto the plurality of heating units. And a platen roller.
本発明によれば、サーマルヘッドの温度ばらつきを低減させることができ、印画ムラが生じる可能性を低減することができる。 According to the present invention, the temperature variation of the thermal head can be reduced, and the possibility of occurrence of uneven printing can be reduced.
<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2では、FPC5、保護層25、被覆層27、および蓄熱部材33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。
<First Embodiment>
Hereinafter, the thermal head X1 will be described with reference to FIGS. The thermal head X1 includes a
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、放熱板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
FPC5は、ヘッド基体3と電気的に接続されており、コネクタ31を介して外部と電気的に接続されている、FPC5は可撓性のフレキシブルプリント配線板により形成されている。
The FPC 5 is electrically connected to the
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。
A reinforcing plate (not shown) made of a resin such as a phenol resin, a polyimide resin, or a glass epoxy resin may be provided between the FPC 5 and the
ヘッド基体3の基板7上には、複数の発熱部9と、複数の駆動IC11とが設けられており、複数の駆動IC11を覆うように被覆部材29が設けられている。被覆部材29は、第1部位29aと第2部位29bとを有している。なお、第1部位29aおよび第2部位29b2についての説明は後述する。
A plurality of
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、平板形状をなしており、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、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。
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、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。
The
電気抵抗層15の露出領域は、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。複数の発熱部9は、説明の便宜上、図2で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。
The exposed regions of the
なお、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いなくてもよく、共通電極17と個別電極19との間にのみ形成されていてもよい。
The
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。
A
共通電極17は、主配線部17a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、リード部17cが複数の発熱部9と接続され、副配線部17b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。
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。
The plurality of
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。
The plurality of
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。
For example, the
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。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。
On the
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、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。
A covering
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、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。
The
駆動IC11は、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、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。
The
図4に示すように、駆動IC11は、主走査方向に複数設けられており、互いに離間した状態で配列されている。そのため、サーマルヘッドX1は、平面視したときに、複数の駆動IC11が配置された領域を副走査方向に延ばした第1領域E1と、複数の第1領域E1以外の複数の第2領域E2とを有している。そして、サーマルヘッドX1は、主走査方向に第1領域E1と第2領域E2とが交互に配列されている。
As shown in FIG. 4, a plurality of
被覆部材29は、複数の駆動IC11を被覆するように、複数の駆動IC11にわたって主走査方向に延びるように設けられている。被覆部材29は、第1部位29aと第2部位29bとを有している。第1部位29aは、第1領域E1に配置されており、駆動IC11を被覆している。第2部位29bは、第2領域E2に配置されており、隣り合う駆動IC11の間に配置されている。第1部位29aと第2部位29bとは、主走査方向に交互に配置されており、一体的に形成されている。
The covering
被覆部材29は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂により形成することができる。なお、被覆部材29を紫外線硬化樹脂により形成してもよい。
The covering
FPC5は、基材5aと、内部配線5bと、カバー部材5cとを有している。基材5aは、平面視して、矩形状をなしており、主走査方向に長く形成されている。内部配線5bは、基材5a上に形成されており、ヘッド基体3とコネクタ31とを電気的に接続するようにパターニングされている。カバー部材5cは、内部配線5bの略全体を覆うように設けられている。カバー部材5cから露出した内部配線5bと、ヘッド基体3の接続電極21とが接続領域E3において電気的に接続されている。
The
接合材23は、内部配線5bと接続電極21とを電気的に接続している。接合材23としては、半田材料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材料(ACF)を例示することができる。
The
複数の蓄熱部材33は、主走査方向に沿って複数の第2領域E2にそれぞれ設けられており、隣り合う蓄熱部材33は互いに離間した状態で配置されている。すなわち、隣り合う第2領域E2に一つずつ設けられている。蓄熱部材33は、FPC5の基材5a上に設けられており、下方に内部配線5bが配置されている。また、蓄熱部材33は、接続領域E3に設けられており、下方に接合材23が配置されている。
The plurality of
蓄熱部材33は、発熱部9により生じた熱を蓄熱している。例えば、発熱部9により生じた熱は、基板7上の各部材を伝熱して蓄熱部材33に伝熱される。蓄熱部材33に伝熱された熱は、蓄熱部材33によって蓄熱される。
The
蓄熱部材33は、例えば、被覆部材29と同じ熱硬化性のエポキシ樹脂により作製することができる。また、蓄熱層13と同じようなガラス材料により形成することもできる。蓄熱部材33として、被覆部材29と同じ熱硬化性のエポキシ樹脂を用いた場合、熱伝導率は0.8〜1.6W/m・Kとなる。そのため、被覆部材29は、ヘッド基体3を構成する部材のうち、熱容量が大きいものとなる。
The
ここで、駆動ICは、サーマルヘッドの駆動に伴って発熱している。被覆部材は、駆動ICを被覆しているため、熱の一部は外部へ放熱されるものの被覆部材に熱が蓄熱する可能性がある。そして、駆動ICの有無により、第1部位に蓄熱する熱量が、第2部位に蓄熱する熱量よりも多くなる場合がある。そのため、被覆部材は、主走査方向に温度のばらつきが生じてしまい、サーマルヘッドも主走査方向に温度のばらつきが生じる可能性がある。その結果、サーマルヘッドの印画に濃度ムラが生じる可能性がある。 Here, the driving IC generates heat as the thermal head is driven. Since the covering member covers the driving IC, a part of the heat is radiated to the outside, but heat may be stored in the covering member. Depending on the presence or absence of the driving IC, the amount of heat stored in the first part may be larger than the amount of heat stored in the second part. For this reason, the covering member has a temperature variation in the main scanning direction, and the thermal head may also have a temperature variation in the main scanning direction. As a result, the density unevenness may occur in the print of the thermal head.
これに対して、サーマルヘッドX1は、複数の蓄熱部材33が、主走査方向に沿って複数の第2領域E2に設けられており、互いに離間した状態で配置されている。そのため、発熱部9の熱は、発熱部9から基板7上の各部材を伝熱して蓄熱部材33に蓄熱されることとなり、蓄熱部材33の温度が上昇する。その結果、第2部位29bに隣り合うように蓄熱部材33が設けられることにより、第2部位29bの放熱を抑えることができる。こ
れにより、第1領域E1と第2領域E2との温度差を低減することができる。その結果、サーマルヘッドX1の主走査方向における温度ばらつきを低減することができる。
On the other hand, in the thermal head X1, the plurality of
また、複数の蓄熱部材33が、FPC5上に設けられている。それにより、発熱部9の熱が共通電極17(図2参照)を介して蓄熱部材33に蓄熱されることとなる。より詳細には、発熱部9の熱は、共通電極17を伝熱し、接合材23を介して内部配線5bに伝熱される。そして、内部配線5bに伝熱された熱は、内部配線5bのパターンに沿って伝熱しつつ、基材5aを介して設けられた蓄熱部材33に伝熱されることとなる。その結果、第2部位29bの放熱を抑えることができ、第2部位29bを温めることができる。それゆえ、サーマルヘッドX1の第1領域E1と第2領域E2との温度差を低減することができる。
A plurality of
また、複数の蓄熱部材33は、第2領域E2のみに設けられている。それにより、複数の蓄熱部材33が、第1部位29aの放熱を抑える可能性を低減することができる。その結果、第1部位29aに蓄積された熱を放熱しつつ、第2部位29bの放熱を抑えることができる。それゆえ、サーマルヘッドX1の第1領域E1と第2領域E2との温度差を低減することができる。
The plurality of
なお、蓄熱部材33は、第2領域E2のみならず、第1領域E1にも設けられていてもよい。その場合、第2領域E2に設けられた蓄熱部材33の体積が、第1領域E1に設けられた蓄熱部材33の体積よりも多いことが好ましい。それにより、第2領域E2の温度を第1領域E1の温度に近づけることができる。
The
また、蓄熱部材33は、被覆部材29と離間して設けられている。それにより、被覆部材29の第2部位29bの高さが、高くなる可能性を低減することができる。すなわち、蓄熱部材33の存在により、第2部位29bと蓄熱部材33とが一体化し、第2部位29bの高さが高くなることを抑えることができる。それにより、第2部位29bが記録媒体P(図5参照)と接触する可能性を低減することができる。
Further, the
被覆部材29および蓄熱部材33は、例えば以下の方法により形成することができる。まず、ヘッド基体3に各部材を形成し、駆動IC11を搭載する。次に、複数の駆動IC11にわたって被覆部材29を形成するように、エポキシ樹脂をディスペンサーあるいは印刷により塗布、硬化する。
The covering
続いて、ヘッド基体3と放熱体1とを両面テープにより一体化し、ヘッド基体3とFPC5とを接続領域E3にて接合する。続いて、FPC5の基材5a上に蓄熱部材33を形成するために、エポキシ樹脂をディスペンサーあるいは印刷により塗布、硬化する。このようにして、サーマルヘッドX1を作製することができる。
Subsequently, the
なお、蓄熱部材33をFPC5上に設けた例を示したがこれに限定されるものではない。蓄熱部材33は、基板7上における第2領域E2に設けてもよい。この場合においても、第1領域E1と第2領域E2の温度差を低減することができる。
In addition, although the example which provided the
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。 Next, the thermal printer Z1 will be described with reference to FIG.
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。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. 5, 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。
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。
As shown in FIG. 5, the thermal printer Z1 presses the recording medium P onto the
<第2の実施形態>
図6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、被覆部材129と蓄熱部材133とが一体化して形成されている。また、ヘッド基体3にコネクタ131が直接接合されており、FPC5(図1参照)が設けられていない。その他の点は、サーマルヘッドX1と同様であり説明を省略する。なお、同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。
<Second Embodiment>
The thermal head X2 will be described with reference to FIG. The thermal head X2 is formed by integrating a covering
コネクタ131は、例えば、クリップ式のコネクタ等により形成されており、ヘッド基体3の基板7をコネクタピン(不図示)により狭持している。コネクタピンのうち基板7の上面に設けられたコネクタピンは、接続電極21(図2参照)上に設けられており、ヘッド基体3とコネクタ131とは、電気的に導通している。
The
被覆部材129は、第1部位129aと第2部位129bとを有しており、主走査方向に長く形成されている。第2部位129bは、蓄熱部材133と一体化しており、第1部位129aに比べて第2部位129bの副走査方向の長さは長くなっている。
The covering
サーマルヘッドX2は、被覆部材129と蓄熱部材133とが一体的に設けられている。そのため、被覆部材129を形成する際に、同時に蓄熱部材133を形成することがで
き、簡単な方法でサーマルヘッドX2を作製することができる。また、被覆部材129と蓄熱部材133とが一体的に設けられていることにより、第2部位129bの高さが高くなる可能性を低減することができる。
In the thermal head X2, a covering
また、サーマルヘッドX2は、コネクタ131がヘッド基体3に直接接合されている。そのため、FPC5を設ける必要がなく、サーマルヘッドX2の副走査方向の長さを小型化することができる。なお、サーマルヘッドX2では、ヘッド基体3にコネクタ131を直接接合する例を示したが、FPC5を介して接続してもよい。
In the thermal head X2, the
<第3の実施形態>
図7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、被覆部材229と蓄熱部材233とが一体化して形成されている点以外は、サーマルヘッドX1と同様であり説明を省略する。
<Third Embodiment>
The thermal head X3 will be described with reference to FIG. The thermal head X3 is the same as the thermal head X1 except that the covering
被覆部材229は、第1部位229aと第2部位229bとを有しており、主走査方向に長く形成されている。第2部位229bは、蓄熱部材233と一体化しており、第1部位229aに比べて第2部位229bの副走査方向の長さは長くなっている。そして、第2部位229bは、一部がFPC5上に形成されている。
The covering
サーマルヘッドX3は、被覆部材229と蓄熱部材233とが一体的に設けられている。そのため、被覆部材229を形成する際に、同時に蓄熱部材233を形成することができ、簡単な方法でサーマルヘッドX3を作製することができる。また、被覆部材229と蓄熱部材233とが一体的に設けられていることにより、第2部位229bの高さが高くなる可能性を低減することができる。
In the thermal head X3, a covering
また、サーマルヘッドX3は、第2部位229bの一部がFPC5上に形成されている。そのため、FPC5のヘッド基体3側の端部を、第2部位229bにより覆うことができ、FPC5のヘッド基体3側の端部が、ヘッド基体3から剥離する可能性を低減することができる。
Further, in the thermal head X3, a part of the
サーマルヘッドX3は、ヘッド基体3に各部材を形成した後、ヘッド基体3と放熱体1とを両面テープにより一体化し、ヘッド基体3とFPC5とを接続領域E3にて接合し、複数の駆動IC11にわたって被覆部材229を形成するように、エポキシ樹脂をディスペンサーあるいは印刷により塗布、硬化することにより作製することができる。
In the thermal head X3, after forming each member on the
なお、第2部位229bのみFPC5上に形成された例を示したが、第1部位229aもFPC5まで形成してもよい。その場合、FPC5のヘッド基体3側の端部を、主走査方向にわたって覆うことができ、さらにFPC5のヘッド基体3側の端部が、ヘッド基体3から剥離する可能性を低減することができる。
In addition, although the example in which only the
<第4の実施形態>
図8,9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、FPC305および蓄熱部材333の構成がサーマルヘッドX1と異なっており、その他の点は同一であるため説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
The thermal head X4 will be described with reference to FIGS. The thermal head X4 is different from the thermal head X1 in the configuration of the
FPC5は、基材305aと、内部配線305bと、カバー部材305cと、露出部305dとを備えている。FPC305は、基材305a上に内部配線305bがパターニングされており、接続領域E3において、内部配線305bの一部がカバー部材305cから露出している。
The
内部配線305bは、共通電極305b1と、接続電極305b2と、グランド電極305b3と、ビアホール305b4を備えている。また、図8(b)では簡略化して示しているが、FPC305は多層配線基板であり、図9(a)に示すようにビアホール305d4を介して、積層された内部配線305bが電気的に接続されている。
The
共通電極305b1は、ヘッド基体3の副配線部17b(図2参照)と電気的に接続されている。共通電極305b1は、FPC5の主走査方向における両端部から、FPC305の外周に沿って設けられており、コネクタ31に引き出されている。
The common electrode 305b1 is electrically connected to the
接続電極305b2は、ヘッド基体3の接続電極21(図2参照)と電気的に接続されており、駆動IC11(図2参照)に対応して複数設けられている。接続電極305b2は、ビアホール305d4を介して下層に設けられた内部配線(不図示)に接続されており、コネクタ31に引き出されている。
The connection electrode 305b2 is electrically connected to the connection electrode 21 (see FIG. 2) of the
グランド電極305b3は、ヘッド基体3の接続電極21と電気的に接続されている。グランド電極305b3は、0〜1Vのグランド電位に保持されており、ヘッド基体3をグランド電位に接続している。グランド電極305b3は、共通電極305b1と、接続電極305b2との間に設けられている。
The ground electrode 305b3 is electrically connected to the
露出部305dは、平面視して、接続領域E3に位置する基材305aが切り欠かれ、内部配線305bのグランド電極305b3が露出している。露出部305dの下方には、接合材23が設けられており、露出部305dの下方にて、ヘッド基体3とFPC305とが電気的に接続されている。そして、露出部305d上には蓄熱部材333が設けられており、蓄熱部材333が露出部305dにてグランド電極305b3と直接接触している。
In the exposed
また、蓄熱部材333が、グランド電極305b3上に設けられている。それにより、蓄熱部材333を効率よく温めることができる。すなわち、グランド電極305b3は、大きな平面視面積を有しているため、熱伝導率が大きく、発熱部9からの熱が伝熱されやすい構成となっている。そのため、サーマルヘッドX4は、蓄熱部材333に効率よく伝熱することができる。
A
サーマルヘッドX4は、接続領域E3に位置する基材305aが切り欠かれ、グランド電極305b3が露出した露出部305dを有しており、蓄熱部材333が露出部305d上に設けられている。そのため、発熱部9に生じた熱を効率よく蓄熱部材333に伝熱することができ、蓄熱部材333が第2領域E2の温度を上昇させることができる。
The thermal head X4 has an exposed
すなわち、発熱部9により生じた熱は、ヘッド基体3の各種電極に伝熱し、接続領域E3まで伝熱される。接続領域E3まで伝熱した熱は、接合材23を介してFPC305の内部配線305bに伝熱される。そして、内部配線305bに伝熱された熱は、露出部305dに設けられた蓄熱部材333に伝熱されることとなる。このようにして、蓄熱部材333の温度を効率よく上昇させることができる。
That is, the heat generated by the
また、露出部305dの主走査方向における長さが、露出部305dに位置するグランド電極305b3の主走査方向における長さよりも長いことが好ましい。それにより、蓄熱部材333は、グランド電極305b3上のみならず、カバー部材305c上に設けられることとなる。その結果、FPC305と蓄熱部材333との接合強度を向上させることができる。
The length of the exposed
また、FPC305が露出部305dを有しており、露出部305dが接続領域E3上
に設けられている。それにより、FPC305とヘッド基体3との熱膨張率の差により、平面視して、ヘッド基体3が湾曲する可能性を低減することができる。
The
なお、グランド電極305b3に露出部305dを設けた例を示したがこれに限定されるものではない。共通電極305b1に露出部305dを設けてもよく、接続電極305b2に露出部305dを設けてもよい。
In addition, although the example which provided the exposed
<第5の実施形態>
図10,11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、配線基板6を備えている点でサーマルヘッドX1と異なっており、その他の点は同一であり説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
The thermal head X5 will be described with reference to FIGS. The thermal head X5 is different from the thermal head X1 in that the
サーマルヘッドX5は、放熱体1と、ヘッド基体3と、配線基板6と、FPC5と、コネクタ31とを備えている。ヘッド基体3は、配線基板6と電気的に接続されており、配線基板6は、FPC5と電気的に接続されている。そのため、ヘッド基体3は、配線基板6およびFPC5を介して外部と電気的に接続されている。
The thermal head X5 includes a
配線基板6は、ヘッド基体3と隣り合うように配置されている。配線基板6は、上面に配線導体35が形成されており、ヘッド基体3とFPC5とを電気的に接続している。配線基板6上には複数の駆動IC11が主走査方向に沿って設けられており、複数の駆動IC11に接続されたボンディングワイヤを介して、ヘッド基体3の接続電極21(図2参照)に接続されている。
The
配線基板6としては、可撓み性のあるフレキシブル配線基板、あるいは硬質なプリント配線基板を用いればよい。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。
As the
被覆部材29は、複数の駆動IC11にわたって形成されており、第1部位29aと第2部位29bとを有している。被覆部材29は、配線基板6上からヘッド基体3上にわたって形成されている。
The covering
配線基板6の上面には、FPC5が、被覆部材29と隣り合うように配線導体35に電気的に接続されている。そして、FPC5の上面には蓄熱部材33が、第2領域E2に設けられている。
On the upper surface of the
サーマルヘッドX5は、蓄熱部材33が、主走査方向に沿って複数の第2領域E2に設けられており、互いに離間した状態で配置されている。発熱部9に生じた熱は、ヘッド基体3の各部材を伝熱して、ボンディングワイヤを介して配線基板6に伝熱することとなる。配線基板6に伝熱した熱は、配線導体35を伝熱して接続領域E3に伝熱する。そして接続領域E3に伝熱した熱は、蓄熱部材33に伝熱し、蓄熱部材33が蓄熱することとなる。
In the thermal head X5, the
その結果、第2部位29bに隣り合うように蓄熱部材33が、第2部位29bの放熱を抑えることができる。これにより、第1領域E1と第2領域E2との温度差を低減することができる。その結果、サーマルヘッドX5の主走査方向における温度ばらつきを低減することができる。
As a result, 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〜X5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〜X5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 X5 may be used for the thermal printer Z1. Moreover, you may combine the thermal heads X1-X5 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を形成せず、基板7上に電気抵抗層15を配置してもよい。
In the thermal head X1, the raised
また、電気抵抗層15を薄膜形成技術により形成した薄膜ヘッドを例示したが、電気抵抗層15を印刷等の厚膜形成技術により形成した厚膜ヘッドに本発明を適用してもよい。また、発熱部9を基板7の主面上に設けた平面ヘッドを例示したが、発熱部9を基板7の端面上に設けた端面ヘッドに本発明を適用してもよい。
Further, although the thin film head 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
3 ヘッド基体
5 フレキシブルプリント配線板(外部基板)
6 配線基板
7 基板
9 発熱部
11 駆動IC
13 蓄熱層
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
31 コネクタ
33 蓄熱部材
35 配線導体
E1 第1領域
E2 第2領域
E3 接続領域
X1 to X5 Thermal head Z1
6
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記ヘッド基体に電気的に接続された外部基板と、
前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、
複数の前記駆動ICを被覆する被覆部材とを備えるサーマルヘッドにおいて、
前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の前記第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に前記第1領域と前記第2領域とが交互に配置されており、
複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第2領域に設けられており、互いに離間しているおり、
複数の前記蓄熱部材が、前記外部基板上に設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate, and a head substrate having a heat generating portion provided on the substrate;
An external substrate disposed adjacent to the head substrate and electrically connected to the head substrate;
A plurality of driving ICs arranged along the main scanning direction on the substrate for controlling the driving of the heat generating unit;
In a thermal head comprising a covering member that covers a plurality of the drive ICs,
The thermal head includes a plurality of first areas extending in the sub-scanning direction and a plurality of second areas other than the plurality of first areas when viewed in plan. And the first region and the second region are alternately arranged in the main scanning direction,
A plurality of heat storage members are provided in the plurality of second regions along the main scanning direction, and are separated from each other ,
A thermal head , wherein the plurality of heat storage members are provided on the external substrate .
前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記ヘッド基体に電気的に接続された外部基板と、
前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、
複数の前記駆動ICを被覆する被覆部材とを備えるサーマルヘッドにおいて、
前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の前記第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に前記第1領域と前記第2領域とが交互に配置されており、
複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第2領域に設けられており、互いに離間しており、
前記被覆部材と前記蓄熱部材とが一体的に設けられていることを特徴とするサーマルヘ
ッド。 A substrate, and a head substrate having a heat generating portion provided on the substrate;
An external substrate disposed adjacent to the head substrate and electrically connected to the head substrate;
A plurality of driving ICs arranged along the main scanning direction on the substrate for controlling the driving of the heat generating unit;
In a thermal head comprising a covering member that covers a plurality of the drive ICs,
The thermal head includes a plurality of first areas extending in the sub-scanning direction and a plurality of second areas other than the plurality of first areas when viewed in plan. And the first region and the second region are alternately arranged in the main scanning direction,
A plurality of heat storage members are provided in the plurality of second regions along the main scanning direction, and are separated from each other,
A thermal head in which the covering member and said heat storage member is characterized by being integrally provided.
前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記ヘッド基体に電気的に接続された外部基板と、
前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、
複数の前記駆動ICを被覆する被覆部材とを備えるサーマルヘッドにおいて、
前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の前記第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に前記第1領域と前記第2領域とが交互に配置されており、
複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第2領域に設けられており、互いに離間しており、
前記ヘッド基体が、前記駆動ICと電気的に接続された第1電極を備え、
前記外部基板が、基材と、前記基材上に設けられた第2電極と、前記第2電極の一部を被覆したカバー部材とを備え、
前記ヘッド基体の前記第1電極と、前記外部基板の前記カバー部材から露出した前記第2電極とが接続領域にて電気的に接続されており、
前記蓄熱部材が、前記第2電極の上方に設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate, and a head substrate having a heat generating portion provided on the substrate;
An external substrate disposed adjacent to the head substrate and electrically connected to the head substrate;
A plurality of driving ICs arranged along the main scanning direction on the substrate for controlling the driving of the heat generating unit;
In a thermal head comprising a covering member that covers a plurality of the drive ICs,
The thermal head includes a plurality of first areas extending in the sub-scanning direction and a plurality of second areas other than the plurality of first areas when viewed in plan. And the first region and the second region are alternately arranged in the main scanning direction,
A plurality of heat storage members are provided in the plurality of second regions along the main scanning direction, and are separated from each other,
The head base includes a first electrode electrically connected to the drive IC;
The external substrate includes a base material, a second electrode provided on the base material, and a cover member that covers a part of the second electrode,
The first electrode of the head base and the second electrode exposed from the cover member of the external substrate are electrically connected in a connection region;
A thermal head in which the heat storage member, characterized in that provided above the second electrode.
前記蓄熱部材が、前記露出部上に設けられている、請求項5に記載のサーマルヘッド。 The external substrate has an exposed portion in which the base material located in the connection region is cut out and the second electrode is exposed in plan view,
The thermal head according to claim 5 , wherein the heat storage member is provided on the exposed portion.
前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記発熱部と電気的に接続された配線基板と、
前記配線基板に隣り合うように配置され、前記配線基板と電気的に接続された外部基板と、
前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記配線基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、
複数の前記駆動ICを被覆する被覆部材とを備えるサーマルヘッドにおいて、
前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の前記第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に前記第1領域と前記第2領域とが交互に配置されており、
複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第2領域に設けられており、互いに離間しており、
複数の蓄熱部材が、前記外部基板上に設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate, and a head substrate having a heat generating portion provided on the substrate;
A wiring board disposed adjacent to the head base and electrically connected to the heat generating part;
An external board disposed adjacent to the wiring board and electrically connected to the wiring board;
A plurality of driving ICs arranged along the main scanning direction on the wiring board for controlling the driving of the heat generating portion;
In a thermal head comprising a covering member that covers a plurality of the drive ICs,
The thermal head includes a plurality of first areas extending in the sub-scanning direction and a plurality of second areas other than the plurality of first areas when viewed in plan. And the first region and the second region are alternately arranged in the main scanning direction,
A plurality of heat storage members are provided in the plurality of second regions along the main scanning direction, and are separated from each other ,
A thermal head , wherein a plurality of heat storage members are provided on the external substrate .
前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記発熱部と電気的に接続された配線基板と、
前記配線基板に隣り合うように配置され、前記配線基板と電気的に接続された外部基板と、
前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記配線基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、
複数の前記駆動ICを被覆する被覆部材とを備えるサーマルヘッドにおいて、
前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の前記第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に前記第1領域と前記第2領域とが交互に配置されており、
複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第2領域に設けられており、互いに離間しており、
前記被覆部材と前記蓄熱部材とが一体的に設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate, and a head substrate having a heat generating portion provided on the substrate;
A wiring board disposed adjacent to the head base and electrically connected to the heat generating part;
An external board disposed adjacent to the wiring board and electrically connected to the wiring board;
A plurality of driving ICs arranged along the main scanning direction on the wiring board for controlling the driving of the heat generating portion;
In a thermal head comprising a covering member that covers a plurality of the drive ICs,
The thermal head includes a plurality of first areas extending in the sub-scanning direction and a plurality of second areas other than the plurality of first areas when viewed in plan. And the first region and the second region are alternately arranged in the main scanning direction,
A plurality of heat storage members are provided in the plurality of second regions along the main scanning direction, and are separated from each other,
A thermal head in which the covering member and said heat storage member is characterized by being integrally provided.
前記ヘッド基体に隣り合うように配置され、前記発熱部と電気的に接続された配線基板と、
前記配線基板に隣り合うように配置され、前記配線基板と電気的に接続された外部基板と、
前記発熱部の駆動を制御するとともに、前記配線基板上に主走査方向に沿って配列された複数の駆動ICと、
複数の前記駆動ICを被覆する被覆部材とを備えるサーマルヘッドにおいて、
前記サーマルヘッドは、平面視したときに、複数の前記駆動ICが配置された領域を副走査方向に延ばした複数の第1領域と、複数の前記第1領域以外の複数の第2領域とを有し、主走査方向に前記第1領域と前記第2領域とが交互に配置されており、
複数の蓄熱部材が、主走査方向に沿って複数の前記第2領域に設けられており、互いに離間しており、
前記ヘッド基体が、前記駆動ICと電気的に接続された第1電極を備え、
前記外部基板が、基材と、前記基材上に設けられた第2電極と、前記第2電極の一部を被覆したカバー部材とを備え、
前記ヘッド基体の前記第1電極と、前記外部基板の前記カバー部材から露出した前記第2電極とが接続領域にて電気的に接続されており、
前記蓄熱部材が、前記第2電極の上方に設けられていることを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate, and a head substrate having a heat generating portion provided on the substrate;
A wiring board disposed adjacent to the head base and electrically connected to the heat generating part;
An external board disposed adjacent to the wiring board and electrically connected to the wiring board;
A plurality of driving ICs arranged along the main scanning direction on the wiring board for controlling the driving of the heat generating portion;
In a thermal head comprising a covering member that covers a plurality of the drive ICs,
The thermal head includes a plurality of first areas extending in the sub-scanning direction and a plurality of second areas other than the plurality of first areas when viewed in plan. And the first region and the second region are alternately arranged in the main scanning direction,
A plurality of heat storage members are provided in the plurality of second regions along the main scanning direction, and are separated from each other,
The head base includes a first electrode electrically connected to the drive IC;
The external substrate includes a base material, a second electrode provided on the base material, and a cover member that covers a part of the second electrode,
The first electrode of the head base and the second electrode exposed from the cover member of the external substrate are electrically connected in a connection region;
A thermal head in which the heat storage member, characterized in that provided above the second electrode.
前記蓄熱部材が、前記露出部上に設けられている、請求項12に記載のサーマルヘッド。 The external substrate has an exposed portion where the base electrode located in the connection region is cut out and the second electrode is exposed in plan view,
The thermal head according to claim 12 , wherein the heat storage member is provided on the exposed portion.
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。 The thermal head according to any one of claims 1 to 14 , and
A transport mechanism for transporting a recording medium onto the heat generating unit;
A thermal printer comprising: a platen roller that presses the recording medium onto the heat generating portion.
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