JP6927767B2 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

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、基板上に位置する蓄熱層と、少なくとも一部が蓄熱層上に位置する発熱部と、基板上に設けられ、発熱部に電気的に繋がっている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）。

特開平４−３３８５５７号公報

本開示のサーマルヘッドは、基板と、蓄熱層と、発熱部とを備えている。前記蓄熱層は、前記基板上に位置する。前記発熱部は、少なくとも一部が前記蓄熱層上に位置する。前記電極は、前記基板上に位置し、前記発熱部に電気的に繋がっている。また、前記発熱部は、第１部位と第２部位とを有している。前記第１部位は、前記基板との間に前記蓄熱層が位置する。前記第２部位は、前記基板との間に前記蓄熱層が位置していない。

本開示のサーマルプリンタは、上記サーマルヘッドと、搬送機構と、プラテンローラとを備えている。前記搬送機構は、前記発熱部上を通過するように記録媒体を搬送する。前記プラテンローラは、前記録媒体を押圧する。

図１は、サーマルヘッドＸ１の概略を示す平面図である。 図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、図１に示すサーマルヘッドＸ１の発熱部近傍を拡大して示す断面図である。 図４は、図１に示すサーマルヘッドＸ１の発熱部近傍を拡大して示す模式図である。 図５は、サーマルヘッドＸ１の製造過程を示す断面図である。 図６は、サーマルプリンタＺ１の概略構成を示す概略図である。 図７は、サーマルヘッドＸ２の発熱部近傍を拡大して示す断面図である。 図８は、サーマルヘッドＸ２の発熱部近傍を拡大して示す模式図である。

従来のサーマルヘッドは、発熱部が蓄熱層上に位置しており、発熱部の熱を蓄熱層が蓄熱することにより、サーマルヘッドを所望の温度まで昇温させる時間を短くすること（以下、昇温特性と称する）ができた。

近年、サーマルヘッドは、高速印画が求められており、蓄熱層において蓄熱性を維持しつつ、次の印画に備えて発熱部の熱を効率よく放熱する必要がある。しかしながら、従来のサーマルヘッドでは、発熱部の放熱性が十分ではなかった。

本開示のサーマルヘッドは、蓄熱層の蓄熱性を維持しつつ、発熱部の熱を効率よく放熱することができる。以下、本開示のサーマルヘッドおよびそれを用いたサーマルプリンタ
について、詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
以下、サーマルヘッドＸ１について図１〜５を参照して説明する。図１では、フレキシブルプリント配線板５（以下、ＦＰＣ５という）、保護層２５、およびコネクタ３１を一点鎖線にて省略して示している。図４では、保護層２５を省略して示しており、電気抵抗層１５の下方に位置する蓄熱層１３をハッチングにて示している。

サーマルヘッドＸ１は、放熱体１と、ヘッド基体３と、ＦＰＣ５とを備えている。ヘッド基体３は放熱体１上に載置されている。ＦＰＣ５は、一部がヘッド基体３上に載置されており、ヘッド基体３と電気的に接続されている。

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、台部１ａと、突起部１ｂとを有している。台部１ａは、板状であり、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。突起部１ｂは、台部１ａから上方に向けて突出している。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。

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６参照）に印画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、絶縁性の樹脂層５ａの内部に、パターニングされた配線５ｂが複数設けられており、ヘッド基体３に電流および電気信号を供給する配線基板である。ＦＰＣ５にはコネクタ３１が設けられており、コネクタ３１が、ＦＰＣ５と外部とを電気的に接続している。

ＦＰＣ５の配線５ｂは、導電性接合材２３を介してヘッド基体３に電気的に接続されている。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。導電性接合剤２３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性樹脂を例示することができる。なお、導電性接合剤２３として半田材料を用いる場合に、後述する接続電極２１にＡｕ、Ｎｉ、あるいはＰｄ等のメッキを設けてもよい。それにより、半田材料の濡れ性を高めることができる。

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。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。

なお、配線基板としてＦＰＣ５を用いた例を示したが、可撓性のある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、ＦＰＣ５を設けずに、コネクタ３１をヘッド基体３に直接接続してもよい。

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は、上面７ａと、下面７ｂと、第１側面７ｃと、第２側面７ｄと、斜面７ｅと、
を備えている。第１側面７ｃおよび斜面７ｅは、上面７ａと下面７ｂとを接続しており、第２側面７ｄは上面７ａと下面７ｂとを接続している。斜面７ｅは、上面７ａと第１側面７ｃとを接続しており、上面７ａに対して傾斜している。上面７ａと斜面７ｅとのなす角は、１９０〜２３０°とすることができる。

基板７上には、蓄熱層１３が設けられている。具体的には、上面７ａ上には第１蓄熱層１３ａが形成されており、第１側面７ｃ上には第２蓄熱層１３ｂが形成されている。

第１蓄熱層１３ａは、上面７ａ上に設けられており、主走査方向に沿って、斜面７ｅと隣り合うように設けられている。第１蓄熱層１３ａは、斜面７ｅ上には設けられていない。第１蓄熱層１３ａは、発熱部９を通り、上面７ａに対して直交する方向の断面において、上面７ａより上方に突出して設けられており、第１蓄熱層１３ａの上面が弧状をなしている。そして、第１蓄熱層１３ａの上面は、斜面７ｅと連続的に形成されている。

第２蓄熱層１３ｂは、第１側面７ｃ上に設けられており、主走査方向に沿って、斜面７ｅと隣り合うように設けられている。第２蓄熱層１３ｂは、斜面７ｅ上に設けられていない。第２蓄熱層１３ｂは、発熱部９を通り、第１側面７ｃに対して直交する方向の断面において、第１側面７ｃより側方に突出して設けられており、第２蓄熱層１３ｂの上面が弧状をなしている。そして、第２蓄熱層１３ｂの上面は、斜面７ｅと連続的に形成されている。第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂは、発熱部９で発生した熱を一時的に蓄熱する機能を有する。

第２蓄熱層１３ｂは、第１蓄熱層１３ａと離間して配置されており、第１蓄熱層１３ａと第２蓄熱層１３ｂとが、熱的に独立した状態で設けられている。それにより、蓄熱層１３全体として熱容量が大きくなりすぎず、放熱性が低下しにくい。

第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂ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。それにより、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ことができる。

第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂ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それぞれ印刷した後、ガラスペーストを焼成することにより作製することができる。

電気抵抗層１５は、基板７および蓄熱層１３上に設けられている。すなわち、電気抵抗層１５は、基板７の上面７ａ、斜面７ｅ、第１側面７ｃ、下面７ｂ、第２側面７ｄおよび蓄熱層１３上に設けられている。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、第１蓄熱層１３ａ、斜面７ｅ、および第２蓄熱層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。すなわち、電気抵抗層１５のうち、共通電極１７と個別電極１９とが設けられていない領域が、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、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、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、１７ｄ、１７ｅと、副配線部１７ｂと、リード部１７ｃと、端子部１７ｆとを備えている。主配線部１７ａは、第１側面７ｃ上に設けられており、主走査方向に延びるように設けられている。主配線部１７ｄは、下面７ｂ上に設けられており、下面７ｂの略全域にわたって設けられている。主配線部１７ｅは、第２側面７ｄ上に設けられており、第２側面７ｄの略全域にわたって設けられている。

副配線部１７ｂは、第２側面７ｄの近傍における上面７ａ上に設けられており、副走査方向に沿って設けられている。端子部１７ｆは、上面７ａの主走査方向における両端部に配置されており、副配線部１７ｂから副走査方向に延びるように設けられている。端子部１７ｆは、ＦＰＣ５の配線パターン５ｂと電気的に接続される。リード部１７ｃは、斜面７ｅ上に設けられており、主配線部１７ａから各発熱部９に向かって個別に延びるように設けられている。

共通電極１７は、斜面７ｅ上から、第１側面７ｃ、下面７ｂ、および第２側面７ｄをわたって上面７ａの第２側面７ｄ側に引き出されており、端子部１７ｆにより外部と電気的に接続されている。

複数の個別電極１９は、斜面７ｅから上面７ａに引き出されており、発熱部９と駆動ＩＣ１１と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、上面７ａ上に設けられており、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５と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。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スイッチングＩＣを用いることができる。

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基板７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２，３に示すように、基板７の斜面７ｅ、上面７ａの一部、第１側面７ｃ、および下面７ｂの一部上に、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、ＳｉＣＮ、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る。保護層２５は、本実施形態のように単層で構成してもよく、複数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２，３に示すように、基板７の上面７ａ、下面７ｂ、および第２側面７ｄ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。

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。

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。また、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、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被覆部材２９によって封止されている。

図３〜５を用いて、発熱部９および蓄熱層１３について詳細に説明する。

蓄熱層１３は、第１蓄熱層１３ａと第２蓄熱層１３ｂとを有している。第１蓄熱層１３ａは、上面７ａ上に設けられており、第２蓄熱層１３ｂは第１側面７ｃ上に設けられている。そして、第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂは互いに離間しており、斜面７ｅ上には蓄熱層１３は設けられていない。

発熱部９は、電気抵抗層１５のうち、共通電極１７と個別電極１９との間に位置する部位である。電気抵抗層１５は基板７の上面７ａ、斜面７ｅ、および第１側面７ｃにわたって設けられており、発熱部９においても、基板７の上面７ａ、斜面７ｅ、および第１側面７ｃにわたって設けられている。

発熱部９は、第１部位９ａおよび第２部位９ｂを有している。第１部位９ａは、基板７との間に蓄熱層１３（第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂ）が位置している。第２部位９ｂは、基板７との間に蓄熱層１３（第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂ）が位置しておらず、基板７上に設けられている。

そのため、第１部位９ａは、基板７との間にある蓄熱層１３により、発熱部９の熱を蓄熱することができ、発熱部９の熱を保持することができる。それにより、次の印画時までに発熱部９の温度が下がりにくくなり、サーマルヘッドＸ１の昇温特性を向上させることができる。

そして、発熱部９が、第２部位９ｂをさらに有することから、発熱部９の熱を第２部位９ｂから基板７へ放熱することができ、発熱部９の熱を効率よく放熱することができる。その結果、放熱性の向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。

すなわち、発熱部９が第１部位９ａおよび第２部位９ｂを有することにより、印画され
ない程度の熱を保持しつつ、放熱性を向上させることにより、サーマルヘッドＸ１の昇温特性を維持しつつ、精細な印画を行うことができる。

なお、第１部位９ａと上面７ａとの間に第１蓄熱層１３ａが位置するとは、第１蓄熱層１３ａが設けられた上面７ａに対して垂直な方向に位置する第１蓄熱層１３ａ上に、発熱部９が位置することを意味する。第１部位９ａと第１側面７ｃとの間に第２蓄熱層１３ｂが位置するとは、第２蓄熱層１３ｂが設けられた第１側面７ｃに対して垂直な方向に位置する第２蓄熱層１３ｂ上に、発熱部９が位置することを意味する。

発熱部９の副走査方向における長さは、７５〜１５０μｍとすることができる。また、第１部位９ａの副走査方向における長さは、例えば、２５〜７５μｍとすることができる。また、第２部位９ｂの副走査方向における長さは、例えば、５０〜１５０μｍとすることができる。また、第１部位９ａは、発熱部９の全体に対して３０〜７０％であり、第２部位９ｂは、発熱部９の全体に対して３０〜７０％であることにより、昇温特性を維持しつつ、放熱性を高めることができる。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸ１では、第１部位９ａは、発熱部９における副走査方向の両端部に位置していてもよい。このような構成を有するときには、発熱部９に生じる温度分布をより緩和することができる。

すなわち、第１部位９ａが、発熱部９における副走査方向の両端部に位置することにより、発熱部９における副走査方向の両端部の蓄熱性を高めることができる。その結果、発熱部９における副走査方向の温度分布を均一なものに近付けることができ、高精細な印画を行うことができる。

なお、発熱部９における副走査方向の端部とは、発熱部９全体のうち、副走査方向の端部から、それぞれ４０％程度の領域を示している。そして、蓄熱層１３は、副走査方向の端部のうち、一部に形成されていればよく、端部全体にわたって形成されていてもよい。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸ１では、第２部位９ｂは、第１部位９ａ同士の間に位置していてもよい。このような構成を有するときには、蓄熱層１３により蓄熱された熱の一部を、効率よく基板７に放熱することができる。さらに、発熱部９における副走査方向の中央部に位置してもよい。この場合、発熱部９に生じるヒートスポットによる温度分布を緩和することができる。

すなわち、発熱部９は、副走査方向における中央部に発熱部９により生じた熱が集中し、ヒートスポットが生じて、副走査方向において、中央部が高くなる不均一な温度分布が生じやすい。

しかしながら、第２部位９ｂが、発熱部９における副走査方向の中央部に位置することにより、第２部位９ｂが発熱部９の熱を効率よく放熱することができ、ヒートスポットを緩和することができる。それにより、副走査方向において、発熱部９の温度分布を均一なものに近づけることができ、高精細な印画を行うことができる。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸ１では、基板７が、上面７ａと、上面
ａに隣り合う斜面７ｅと、斜面７ｅに隣り合う第１側面７ｃとを有しており、第２部位９ｂは、斜面７ｅ上に位置している。このような構成を有するときには、効率的に発熱部９の熱を放熱することができる。

すなわち、基板７は、斜面７ｅに対応する部位が、疑似的に基板７の体積が小さくなっ
ているため、熱容量が小さく放熱しにくい構成となっているが、第２部位９ｂが、斜面７ｅ上に位置することにより、発熱部９の熱を、蓄熱層１３を介することなく、基板７に放熱することができ、効率よく発熱部９の熱を放熱することができる。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸ１では、第２蓄熱層１３ｂの熱容量が、第１蓄熱層１３ａの熱容量よりも大きくなっている。このような構成を有するときには、精細な印画を行うことができる。

すなわち、記録媒体Ｐが、第１蓄熱層１３ａ側から第２蓄熱層側１３ｂに向けて搬送された場合に、サーマルヘッドＸ１では、記録媒体Ｐが剥離する第２蓄熱層１３ｂ側の発熱部９の温度が低下しにくくなり、記録媒体Ｐが剥離する際にも、記録媒体Ｐに供給される熱量が不足されにくく、印画かすれが生じにくくなる。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸ１では、第１蓄熱層１３ａの基板７からの高さが、第２蓄熱層１３ｂの基板７からの高さよりも低い。このような構成を有するときには、記録媒体Ｐの搬送経路を確保しつつ、発熱部９の熱の蓄熱を確保することができる。

すなわち、第１蓄熱層１３ａの基板７からの高さを第２蓄熱層１３ｂの基板７からの高さより低くすることにより、第１蓄熱層１３ａが記録媒体Ｐの搬送経路を阻害しにくくなるとともに、第２蓄熱層１３ｂにより、発熱部９の熱の蓄熱を確保することができる。それにより、記録媒体Ｐとの接触状態を良好に保ちつつ、発熱部９の熱を効率よく蓄熱することができる。

第１蓄熱層１３ａ、および第２蓄熱層１３ｂの高さは、それぞれ５〜９０μｍとすることができる。

なお、第１蓄熱層１３ａの基板７からの高さとは、図３に示すように、発熱部９を通るように副走査方向に沿って厚み方向に切断し、第１蓄熱層１３ａの上面７ａから最も遠くにある部位の高さを測定して求めることができる。また、第２蓄熱層１３ｂの基板７からの高さとは、上記の断面において、第２蓄熱層１３ｂの第１側面７ｃから最も遠くにある部位の高さを測定して求めることができる。なお、いずれの高さの測定においても、例えば、サーマルヘッドＸ１を上記のように３箇所において切断し、それぞれの断面にて測定した高さを平均して求めることができる。

また、記録媒体Ｐが、第２蓄熱層１３ｂ側から第１蓄熱層側１３ａに向けて搬送される場合に、記録媒体Ｐが、第２蓄熱層１３ｂにより温められることとなり、記録媒体Ｐの印画開始時においても、記録媒体Ｐに供給される熱量が不足されにくくなり、印画かすれが生じにくくなる。

なお、第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂの熱容量の大小関係は、図３に示すように、発熱部９を通るように副走査方向に沿って厚み方向に切断し、第１蓄熱層１３ａの断面積、および第２蓄熱層１３ｂの断面積を測定することにより確認することができる。すなわち、上記断面において、第２蓄熱層１３ｂの断面積が、第１蓄熱層１３ａの断面積よりも大きければよい。

第１蓄熱層１３ａ、第２蓄熱層１３ｂおよび斜面７ｅの形成方法について、図５を用いて説明する。

まず、矩形状の基板７を準備する。そして、基板７の上面７ａおよび第１側面７ｃにより形成される角部を、ガラスペーストに浸漬し、ディップコーティングした後にガラスペ
ーストを焼成して、図５に破線で示すように蓄熱層を形成する。続いて、斜面７ｅを形成するように、面取り加工を施し、基板７の角部、および蓄熱層の一部を研磨する。それにより、第１蓄熱層１３ａ、第２蓄熱層１３ｂおよび斜面７ｅの形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６を参照しつつ説明する。

図６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。

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、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上を通過するように図６の矢印Ｓ方向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、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、発熱部９上を通過するように記録媒体Ｐを搬送機構４０によって搬送する。そして、サーマルプリンタＺ１は、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を用いて第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２について説明する。なお、サーマルヘッドＸ１と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。

サーマルヘッドＸ２は、基板７と電気抵抗層１５との間に耐エッチング層２０８を有している点で、サーマルヘッドＸ１と構成が異なっている。

耐エッチング層２０８は、上面７ａ、斜面７ｅ、および第１側面７ｃ上にわたって設けられている。より詳細には、耐エッチング層２０８は、上面７ａ、第１蓄熱層１３ａ、斜面７ｅ、第２蓄熱層１３ｂおよび第１側面７ｃ上に設けられている。耐エッチング層２０８は、後述する電気抵抗層、および各種電極をフォトエッチングにより配線パターンを形成する際に、エッチング液から第１蓄熱層１３ａ、および第２蓄熱層１３ｂがエッチングされることを抑制する耐エッチング層として機能している。

耐エッチング層２０８は、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＮ、あるいはＳｉＡＬＯＮ等の材料を用いて、スパッタリング等の薄膜形成技術により形成することができる。耐エッチング層２０８の厚みは、０．０１〜１μｍとすることにより、耐エッチング性を確保することができる。

本実施形態のサーマルヘッドＸ２では、耐エッチング層２０８が、斜面７ｅ上に形成されており、耐エッチング層２０８上に第１部位９ａが位置している。このような構成を有するときには、耐エッチング層２０８により、斜面７ｅの表面が平滑に覆われることとなり、第１部位９ａを均一に形成することができる。それにより、精細な印画を行うことができる。

また、本実施形態のサーマルヘッドＸ２では、耐エッチング層２０８が、第１蓄熱層１３ａ、斜面７ｅ、および第２蓄熱層１３ｂを被覆しており、耐エッチング層２０８の端部は、第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂをこえて位置している。言い換えると、耐エッチング層２０８の端部は、第１蓄熱層１３ａよりも発熱部９から遠い側まで配置されており、耐エッチング層２０８の端部は、第２蓄熱層１３ｂよりも発熱部９から遠い側まで配置されている。

このような構成を有するときには、発熱部９の熱は、第１部位９ａから斜面７ｅに向けて放熱するとともに、斜面７ｅ上に位置する耐エッチング層２０８を介して、上面７ａおよび第１側面７ｃから放熱されることとなる。その結果、発熱部９の熱を効率よく放熱することができる。

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、Ｘ２を組み合わせてもよい。

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が形成されている例を示したが、共通電極１７および個別電極１９の双方が発熱部９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、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を形成したものでもよく、この場合、電気抵抗層１５の領域が発熱部９となる。

また、第１部位９ａは、発熱部９における副走査方向の両端部のうち一方の端部に位置していてもよい。このような場合においては、発熱部９における副走査方向の端部の蓄熱性を高めることができる。

つまり、発熱部９の熱は、共通電極１７または個別電極１９に放熱されやすく、発熱部９における副走査方向の端部の温度が低下しやすいおそれがあるが、副走査方向のうち一方の端部に、蓄熱層１３が位置することにより、発熱部９の熱を蓄熱することができる。その結果、発熱部９における副走査方向の温度分布を均一なものに近づけることができ、
高精細な印画を行うことができる。

また、電気抵抗層１５を厚膜抵抗体により形成した厚膜ヘッドに本発明を適用してもよい。この場合、共通電極１７と個別電極１９とを櫛歯状に形成し、共通電極１７と個別電極１９とをまたがるように厚膜抵抗体を形成すればよい。なお、その場合、発熱部９は、共通電極１７と個別電極１９との間に位置し、下方に共通電極１７と個別電極１９とが形成されていない領域となる。

また、共通電極１７が、基板７の上面７ａ上に、副配線部１７ｂおよび端子部１７ｆを設ける例を示したが、これに限定されるものではない。基板７の上面７ａ上に、副配線部１７ｂおよび端子部１７ｆを設けずに、基板７の下面７ｂ上に設けられた主配線部１７ｄと、ＦＰＣ５とをジャンパー線により電気的に接続してもよい。

また、基板７が斜面７ｅを有する構成を示したが、これに限定されるものではない。基板７が斜面７ｅを有さずに、発熱部９が上面７ａに設けられた平面ヘッドに用いてもよい。発熱部９を上面９ａに設ける場合に、１つの第１蓄熱層１３ａを設けてもよく、複数の第１蓄熱層１３ａを設けてもよい。

なお、サーマルヘッドＸ１では、第１蓄熱層１３ａおよび第２蓄熱層１３ｂを形成した例を示したが、これに限定されるものではない。第１蓄熱層１３ａのみを形成してもよく、第２蓄熱層１３ｂのみを形成してもよい。また、蓄熱層１３が斜面７ｅに形成されない例を示したが、蓄熱層１３を斜面７ｅに形成してもよい。

Ｘ１〜Ｘ２ 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（ＦＰＣ）
７ 基板
７ａ 上面
７ｂ 下面
７ｃ 第１側面（側面）
７ｄ 第２側面
７ｅ 斜面
９ 発熱部
第１部位 ９ａ
第２部位 ９ｂ
１３ 蓄熱層
１３ａ 第１蓄熱層
１３ｂ 第２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 導電性接合材
２５ 保護層
２７ 被覆層
２９ 被覆部材
２０８ 耐エッチング層

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板上に位置する蓄熱層と、
   少なくとも一部が前記蓄熱層上に位置する発熱部と、
   前記基板上に位置し、前記発熱部に電気的に繋がっている電極と、を備え、
   前記発熱部は、前記基板との間に前記蓄熱層が位置する第１部位と、前記基板との間に前記蓄熱層が位置しない第２部位とを有しており、
   前記第１部位は、前記発熱部における副走査方向の両端部のうち一方の端部に位置することを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記基板は、上面と、下面と、前記上面および前記下面の間に位置する斜面とを有しており、
   前記第２部位は、前記斜面上に位置する、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 基板と、
   前記基板上に位置する蓄熱層と、
   少なくとも一部が前記蓄熱層上に位置する発熱部と、
   前記基板上に位置し、前記発熱部に電気的に繋がっている電極と、を備え、
   前記発熱部は、前記基板との間に前記蓄熱層が位置する第１部位と、前記基板との間に前記蓄熱層が位置しない第２部位とを有しており、
   前記基板は、上面と、下面と、前記上面および前記下面の間に位置する斜面および側面とを有しており、
   前記第２部位は、前記斜面上に位置しており、
   前記蓄熱層は、前記上面上に位置する第１蓄熱層と、前記側面上に位置する第２蓄熱層と、を有しており、
   前記第２蓄熱層の熱容量が、前記第１蓄熱層の熱容量よりも大きい、サーマルヘッド。
4. 前記第１蓄熱層の前記上面からの高さが、前記第２蓄熱層の前記側面からの高さよりも低い、請求項３に記載のサーマルヘッド。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
   前記発熱部上を通過するように記録媒体を搬送する搬送機構と、
   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。

Images