JPWO2010087355A1 - 熱記録ヘッドおよびこれを備える熱記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 変換器を良好に動作させることが可能な熱記録ヘッドおよび熱記録装置を提供する。【解決手段】 本発明の熱記録ヘッド１０は、第１制御信号に基づいて駆動されるものであって、発熱素子２３ａを有するヘッド基板２０と、第１制御信号を伝送する配線パターン３１２を表面に有する配線基板３０と、ヘッド基板２０の裏面および配線基板３０の裏面に面しており、ヘッド基板２０および配線基板３０を載置する載置基板４０とを備えている。ヘッド基板２０の表面には発熱素子２３ａに電気的に接続されている、複数の発熱素子２３ａの駆動を制御する制御素子２７が配置されている。配線基板３０の表面には、前記配線パターン３１２に電気的に接続されている、第１制御信号を第２制御信号に変換する変換器３２３が配置されている。載置基板４１は、配線基板３０の表面における変換器３２３の第４配置領域４０ｄに対応する配線基板３０の裏面における対応領域と離間している。【選択図】 図１
Description
本発明は、発熱素子の駆動に寄与する信号を変換する変換器を有する熱記録ヘッドおよびこれを備える熱記録装置に関する。
ファクシミリやレジスターなどのプリンタとしては、サーマルヘッドおよびプラテンローラを備え、感熱紙あるいは熱転写インクリボンおよび普通紙を記録媒体として印画するサーマルプリンタが用いられている。このようなサーマルプリンタに搭載されているサーマルヘッドとしては、ヘッド基板上に配列されている複数の発熱素子と、このヘッド基板上に配置されているとともに発熱素子の駆動を制御する制御素子とを備えるものがある。このプラテンローラは、例えば感熱紙などの記録媒体を発熱素子上に押し当てる機能を有している。このような構成のサーマルプリンタでは、所望の画像に応じて発熱素子を発熱させるともに、発熱素子上に記録媒体をプラテンローラで押圧することにより発熱素子の発する熱を記録媒体に対して良好に伝達させている。この処理を繰り返すことによって、記録媒体に対して所望の画像が印刷される。
このようなサーマルヘッドには、サーマルヘッドの温度を検出するためのサーミスタを搭載するものがあり、例えば特許文献１に開示されている。このようなサーミスタを用いて温度を検出する場合、サーミスタの抵抗値変化を電圧値または電流値の大きさの変化として検出する検出器を用いるが、信号の伝送距離が長くなるとノイズによる影響が大きくなる。一方、伝送距離を短くすべく検出器をヘッド基板上に搭載すると、発熱素子の発する熱により検出器内部の半導体素子のジャンクション定格温度を超えて動作異常を起こしたり、加熱と冷却との温度変化が大きいことによって寿命が短くなったりする場合があった。
このような伝送距離による影響と、発熱素子の発する熱による影響との問題は、サーミスタを用いた温度検出に限るものではなく、発熱素子の駆動に直接的または間接的に寄与する信号を変換する半導体素子を用いた変換器において起こり得る。
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、変換器を良好に動作させることが可能な熱記録ヘッドおよびこれを備える熱記録装置を提供することを目的とする。
本発明の熱記録ヘッドは、第１制御信号に基づいて駆動される熱記録ヘッドであって、基板、および該基板の表面上に配列されている複数の発熱素子を有するヘッド基板と、前記第１制御信号を伝送する配線パターンを表面に有する配線基板と、前記ヘッド基板の裏面および前記配線基板の裏面に面しており、前記ヘッド基板および前記配線基板を載置する載置基板とを備えている。前記ヘッド基板の前記表面または前記配線基板の前記表面には、前記発熱素子に電気的に接続されている、前記複数の発熱素子の駆動を制御する制御素子が配置されている。前記配線基板の前記表面には、前記配線パターンに電気的に接続されている、前記第１制御信号と第２制御信号とを変換する変換器が配置されている。前記載置基板は、前記配線基板の前記表面における前記変換器の配置領域に対応する前記配線基板の前記裏面における対応領域と離間している。
本発明の上記熱記録ヘッドにおいて、前記載置基板は、前記配線基板の前記対応領域に対向する部位に窪み部を有していてもよい。この熱記録ヘッドにおいて、前記窪み部は、前記載置基板における前記ヘッド基板を載置する部位に比べて厚み方向に窪んでおり、前記載置基板に比べて熱伝導率の低い材料によって形成されている支持板を前記窪み部に有しており、前記配線基板の前記対応領域は、前記載置基板に支持板を介して載置されていてもよい。
本発明の上記熱記録ヘッドにおいて、前記載置基板に比べて熱伝導率の低い材料によって形成されている支持板をさらに有しており、前記配線基板の前記対応領域は、前記載置基板に支持板を介して載置されていてもよい。
本発明の上記熱記録ヘッドにおいて、前記配線基板には、前記配置領域を囲繞するように複数の貫通孔が設けられていてもよい。
本発明の上記熱記録ヘッドにおいて、前記配線基板は、前記配線パターンを有する第１配線基板と、前記変換器が配置された第２配線基板とを含んで構成されており、前記第１配線基板と、前記第２配線基板とが配線部材を介して電気的に接続されていてもよい。
本発明の熱記録装置は、上記のように構成された熱記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送機構と、前記変換器との間で第２制御信号を送信または受信する制御機構とを備えることを特徴とする。
本発明の熱記録ヘッドによれば、発熱素子の発する熱が載置基板を介して変換器に伝達されるのを低減することができるため、変換器を良好に動作させることができる。
＜熱記録ヘッドの第１実施形態＞
本発明の熱記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッド１０は、図１および図２に示すように、ヘッド基板２０と、配線基板３０と、載置基板４１とを含んで構成されている。
本発明の熱記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッド１０は、図１および図２に示すように、ヘッド基板２０と、配線基板３０と、載置基板４１とを含んで構成されている。
ヘッド基板２０は、図３〜図５に示すように、基板２１と、蓄熱層２２と、電気抵抗層２３と、導電層２４と、保護層２５と、制御素子としての制御ＩＣ２６と、測温素子２７と、第１電気接続部材２８とを含んで構成されている。
基板２１は、蓄熱層２２と、電気抵抗層２３と、導電層２４と、保護層２５と、制御ＩＣ２６と、測温素子２７とを支持する機能を有している。この基板２１は、平面視において主走査方向Ｄ１，Ｄ２に延びる矩形状に構成されている。ここで、「平面視」とは、厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向視のことをいう。この基板２１を形成する材料としては、例えばセラミックスと、ガラスと、シリコンと、サファイアとが挙げられる。これらの材料の中でも、印画の高密度化の観点からは、ガラスと、シリコンと、サファイアとが好ましい。また、この基板２１の上面には、蓄熱層２２が全体に渡って設けられている。
蓄熱層２２は、電気抵抗層２３の後述する発熱部２３ａにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有している。すなわち、蓄熱層２２は、発熱部２３ａの温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッド１０の熱応答特性を高める役割を担っている。この蓄熱層２２は、基部２２ａと、突出部２２ｂとを有している。
基部２２ａは、基板２１の上面全体に渡って略平坦状に設けられている。
突出部２２ｂは、記録媒体を発熱部２３ａ上に位置する保護層２５に対して良好に押し当てるのに寄与する部位である。この突出部２２ｂは、基部２２ａより厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向に突出している。また、この突出部２２ｂは、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に延びる帯状に形成されている。この突出部２２ｂは、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に直交する副走査方向Ｄ３，Ｄ４における断面形状が略半楕円状に形成されている。
電気抵抗層２３は、電力供給によって発熱する発熱素子として機能する発熱部２３ａを有している。この電気抵抗層２３は、単位長さ当たりの電気抵抗値が導電層２４の単位長さ当たりの電気抵抗値に比べて大きくなるように構成されている。この電気抵抗層２３を形成する材料としては、例えばＴａＮ系材料と、ＴａＳｉＯ系材料と、ＴａＳｉＮＯ系材料と、ＴｉＳｉＯ系材料と、ＴｉＳｉＣＯ系材料と、ＮｂＳｉＯ系材料とが挙げられる。この電気抵抗層２３は、蓄熱層２２上に設けられており、一部が突出部２２ｂ上に設けられている。本実施形態では、導電層２４から電圧が印加される電気抵抗層２３のうち導電層２４が上に形成されていない部位が発熱部２３ａとして機能している。
発熱部２３ａは、電力供給により発熱する発熱素子として機能する部位である。この発熱部２３ａは、導電層２４からの電力供給による発熱温度が例えば２００℃以上５５０℃以下の範囲となるように構成されている。この発熱部２３ａは、蓄熱層２２の突出部２２ｂ上に位置しており、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に沿って略同一の離間距離で配列されている。また、この発熱部２３ａは、平面視において、各々が矩形状に形成されている。さらに、発熱部２３ａは、各々の主走査方向Ｄ１，Ｄ２に沿う幅が略同一の長さに形成されている。また、発熱部２３ａは、各々の副走査方向Ｄ３，Ｄ４に沿う長さも略同一の長さに形成されている。ここで、「略同一」とは、一般的な製造誤差範囲内のものが含まれ、例えば各部位の長さの平均値に対する誤差が１０％以内の範囲のことをいう。ここで、一つの発熱部２３ａの中心と該発熱部２３ａに隣接する他の発熱部２３ａの中心との離間距離は、例えば５．２μｍ以上８４．７μｍ以下の範囲となっている。
導電層２４は、配線パターンとして電気抵抗層２３上に設けられている。また、この導電層２４は、第１導電層２４１と、第２導電層２４２と、第３導電層２４３と、第４導電層２４４とを含んで構成されている。導電層２４を形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、および銅のいずれか一種の金属、またはこれらの合金が挙げられる。
第１導電層２４１は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置する電気抵抗層２３と併せて制御配線として機能しており、この発熱部２３ａへの電力を供給するのに寄与している。この第１導電層２４１は、各々の一端部が個々の発熱部２３ａの一端部に電気的に独立に接続されている。
第２導電層２４２は、端部が複数の発熱部２３ａの他端部および図示しない電源に電気的に接続されている。この第２導電層２４２は、第１導電層２４１と対となって発熱部２３ａに対して電力を供給するのに寄与している。
第３導電層２４３は、第１導電層２４１と離間して配置されている。この第３導電層２４３は、一端部が制御ＩＣ２６に接続されている。また、この第３導電層２４３は、他端部が第１電気接続部材２８に接続されている。
第４導電層２４４は、一端部が測温素子２７に接続されている。また、この第４導電層２４４は、他端部が第１電気接続部材２８に接続されている。
保護層２５は、発熱部２３ａと、導電層２４とを保護する機能を有している。この保護層２５は、発熱部２３ａと、導電層２４の一部とを覆うように設けられている。保護層２５を形成する材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン材料と、ＳｉＣ系材料と、ＳｉＮ系材料と、ＳｉＣＮ系材料と、ＳｉＯＮ系材料と、ＳｉＯＮＣ系材料と、ＳｉＡｌＯＮ系材料と、ＳｉＯ２系材料と、Ｔａ２Ｏ５系材料と、ＴａＳｉＯ系材料と、ＴｉＣ系材料と、ＴｉＮ系材料と、ＴｉＯ２系材料と、ＴｉＢ２系材料と、ＡｌＣ系材料と、ＡｌＮ系材料と、Ａｌ２Ｏ３系材料と、ＺｎＯ系材料と、Ｂ４Ｃ系材料と、ＢＮ系材料とが挙げられる。ここで「ダイヤモンドライクカーボン材料」とは、ｓｐ３混成軌道をとる炭素原子（Ｃ原子）の割合が１原子％以上１００原子％未満の範囲である材料をいう。また、ここで「〜系材料」とは、ＳｉＣ系材料を例に挙げると、Ｓｉ原子と、Ｃ原子とからなる材料であって、化学量論的組成を有する材料は勿論のこと、化学量論的組成からずれた組成比率を有する材料であってもよい。
制御ＩＣ２６は、複数の発熱部２３ａの発熱を制御する機能を有している。この制御ＩＣ２６は、副走査方向Ｄ３，Ｄ４において、発熱部２３ａと離間して配されている。この制御ＩＣ２６は、複数の第１導電層２４１の他端部と、第３導電層２４３の一端部とに接続されている。このような構成とすることにより、制御ＩＣ２６は、入力される駆動信号に基づいて、第３導電層２４３を介して発熱部２３ａに供給される電力を選択的に制御して、発熱を制御することができる。
測温素子２７は、サーマルヘッド１０の温度を測るのに寄与している。この測温素子２７からは、サーマルヘッド１０の温度情報を含む温度信号が出力される。このような測温素子２７としては、例えばサーミスタ素子と、熱電対素子とが挙げられる。このサーミスタ素子および熱電対素子としては、チップ状のものに限られるものでなく、例えば当該素子として機能する部位を有する導電膜でもよい。本実施形態の測温素子２７としては、サーミスタを採用する。
第１電気接続部材２８は、発熱部２３ａを駆動するための電気信号を通信する機能を有している。この第１電気接続部材２８としては、例えばフレキシブルケーブルおよびコネクタの組み合わせが挙げられる。この第１電気接続部材２８は、第１電気配線２８ａと、第２電気配線２８ｂと、第３電気配線２８ｃとを含んで構成されている。
第１電気配線２８ａは、一端が第２導電層２４２に接続されており、他端が第１外部接続部材３１４に接続されている。
第２電気配線２８ｂは、第３導電層２４３を介して制御ＩＣ２６に電気的に接続されている。つまり、制御ＩＣ２６の駆動信号は、第２電気配線２８ｂを介してヘッド基板２０に供給される。
第３電気配線２８ｃは、第４導電層２４４を介して測温素子２７に電気的に接続されている。つまり、測温素子２７から出力される温度信号は、第３電気配線２８ｃを介してヘッド基板２０から伝送される。
図１、図５および図６に示すように、配線基板３０は、第１配線基体３１と、第２配線基体３２とを含んで構成されている。
第１配線基体３１は、第１配線板３１１と、第１配線層３１２と、第２電気接続部材３１３と、第１外部接続部材３１４とを含んで構成されている。
第１配線基板３１１は、第１配線層３１２と、第２電気接続部材３１３と、第１外部接続部材３２４とを支持する機能を有している。第１配線層３１２は、第１電気接続部材２８と、第２電気接続部材３１３および第１外部接続部材３１４とを電気的に接続している。この第１配線層３１２は、第１配線部３１２ａと、第２配線部３１２ｂと、第３配線部３１２ｃとを含んで構成されている。
第１配線部３１２ａは、第１電気配線２８ａと第１外部接続部材３１４とを接続している。第２配線部３１２ｂは、第２電気配線２８ｂと第２電気接続部材３１３とを接続している。第３配線部３１２ｃは、第３電気配線２８ｃと第２電気接続部材３１３とを接続している。
第２電気接続部材３１３は、第４電気配線３１３ａと、第５電気配線３１３ｂとを含んで構成されている。この第２電気接続部材３１３としては、例えばフレキシブルケーブルおよびコネクタの組み合わせが挙げられる。本実施形態の第２電気接続部材３１３では、コネクタとして着脱可能なものが採用されている。
第４電気配線３１３ａは、第２配線部３１２ｂに接続されている。この第４電気配線３１３ａは、制御ＩＣ２６の駆動信号を第２配線基体３２から第１配線基体３１に伝送する機能を有している。
第５電気配線３１３ｂは、第３配線部３１２ｃに接続されている。この第５電気配線３１３ｂは、測温素子２７の温度信号を第３配線部３１２ｃから第２配線基体３２に伝送する機能を有している。
第１外部接続部材３１４は、サーマルヘッド１０への電力供給に寄与しており、図示しない電源に電気的に接続されている。つまり、発熱部２３ａの電力は、第１外部接続部材３１４を介してサーマルヘッド１０に供給される。
第２配線基体３２は、第２配線基板３２１と、第２配線層３２２と、変換器３２３と、第２外部接続部材３２４とを含んで構成されている。
第２配線基板３２１は、第２配線層３２２と、変換器３２３と、第２外部接続部材３２４とを支持する機能を有している。
第２配線層３２２は、第４配線部３２２ａと、第５配線部３２２ｂと、第６配線部３２２ｃとを含んで構成されている。
第４配線部３２２ａは、一端部が第４電気配線３１３ａに接続されており、他端部が第２外部接続部材３２４に接続されている。第５配線部３２２ｂは、一端部が第５電気配線３１３ｂに接続されており、他端部が変換器３２３に接続されている。第６配線部３２２ｃは、一端部が変換器３２３に接続されており、他端部が第２外部接続部材３２４に接続されている。
変換器３２３は、第５配線部３２２ｂを介して入力される温度信号を駆動ＩＣ２６の制御に寄与する制御信号に変換する機能を有している。図７に示すように本実施形態の変換器３２３は、例えば抵抗器３２３ａと、オペアンプ３２３ｂとを含んでおり、電流検出回路を構成している。この抵抗器３２３ａは、測温素子２７としてのサーミスタに電気的に直列に接続されている。また、このオペアンプ３２３ｂは、抵抗器３２３ａの両端に２つの入力端子Ｖｉｎ（＋），Ｖｉｎ（−）が接続されている。このオペアンプ３２３ｂからは、入力端子Ｖｉｎ（＋）に入力された電圧から入力端子Ｖｉｎ（−）に入力された電圧を引いた値にオペアンプ固有の利得を乗じた大きさの電圧が出力端子Ｖｏｕｔから出力される。このようにして、抵抗器３２３ａを流れる温度信号としての電流が制御信号としての電圧に変換される。この制御信号は、第２外部接続部材３２４を介して外部に出力され、駆動ＩＣ２６の駆動信号に反映される。
第２外部接続部材３２４は、駆動ＩＣ２６の制御に寄与する制御信号および駆動信号を外部と交信する機能を有している。
図１および図２に示すように、載置基板４１は、ヘッド基板２０と、配線基板３０における第１配線基体３１の一部とを支持する機能を有している。この第１配線基板４１の載置面４１ａには、ヘッド基板２０、および第１配線基体３１における第１配線基板３１１の一部が載置されている。本実施形態の載置基板４１は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６方向において、載置面４１ａに比べてＤ６方向に窪んでいる窪み部４１ｂを有している。この窪み部４１ｂは、載置基板４１において、主走査方向Ｄ１，Ｄ２におけるＤ１方向側の一端からＤ２方向側の他端に渡って設けられている。この載置基板４１を形成する材料としては、例えばアルミニウムと、銅と、鉄と、アルミナセラミックスなどのセラミックス材料とが挙げられる。
載置基板４１の窪み部４１ｂと配線基板３０の第２配線基体３２との間には、支持板４２が介在している。支持板４２は、第１配線基体３１の一部と、第２配線基体３２とを支持する機能を有している。この支持板４２には、第１配線基体３１の一部と、第２配線基体３２とが載置されている。この支持板４２は、載置基板４１に比べて熱伝導率の低い材料で形成されている。この支持板４２を形成する材料としては、例えばフェノール樹脂が挙げられる。
図８に示すように、本実施形態のサーマルヘッド１０では、載置基板４１の載置面４１における第１配置領域４０ａ上にヘッド基板２０を配置している。また、載置基板４１および支持板４２上に渡って存在する第２配置領域４０ｂ上に第１配線基体３１を配置している。さらに、支持板４２上の第３配置領域４０ｃに第２配線基体３２を配置している。つまり、第２配線基体３２上に配置された変換器３２３は、支持板４２上に配置されている。したがって、変換器３２３は、載置基板４１の窪み部４１ｂ上に配置された支持板４１上に配置されていることにより、載置基板４１が、配線基板３０の表面における変換器３２３の配置領域に対応する配線基板３０の裏面における対応領域と離間している。なお、図８に示す４０ｄは、配線基板３０の表面における変換器３２３の配置領域（以下、第４配置領域４０ｄという）を示す。
以上のように本実施形態のサーマルヘッド１０は、温度信号に基づいて駆動されるものであって、基板２１、および基板２１の表面上に配列されている複数の発熱素子２３ａを有するヘッド基板２０と、温度信号を伝送する配線パターンとしての第１配線層３１２および第２配線層３２２を表面に有する配線基板３０と、ヘッド基板２０の裏面および配線基板３０の裏面に面しており、ヘッド基板２０および配線基板３０を載置する載置基板４１とを備えている。そして、ヘッド基板２０の表面には、発熱素子としての発熱部２３ａに電気的に接続されている、複数の発熱部２３ａの駆動を制御する制御ＩＣ２７（制御素子）が配置されている。配線基板３０の表面には、第１配線層３１２および第２配線層３２２に電気的に接続されている、温度信号（第１制御信号）を制御信号（第２制御信号）に変換する変換器３２３が配置されている。さらに、載置基板４１は、配線基板３０（より詳細には第２配線基体３２）の表面における変換器３２３が配置されているの第４配置領域４０ｄに対応する配線基板３０（より詳細には第２配線基体３２）の裏面における対応領域と離間している。そのため、サーマルヘッド１０では、配線基板３０の表面における変換器３２３が配置されている第４配置領域４０ｄに対応する配線基板３０の裏面における対応領域を、載置基板４１から離間させることによって、発熱部２３ａの発する熱が載置基板４１を介して変換器３２３に伝達されるのを低減することができる。したがって、サーマルヘッド１０では、変換器３２３を良好に動作させることができる。
また、本実施形態のサーマルヘッド１０によれば、載置基板４１が、配線基板３０の上述の裏面の対応領域に対向する部位に窪み部４１ｂを有している。そのため、発熱部２３ａの発する熱が載置基板４１を介して変換器３２３に伝達されるのをより低減することができる。
また、本実施形態のサーマルヘッド１０によれば、窪み部４１ｂは、載置基板４１におけるヘッド基板２０を載置する部位である載置面４１ａに比べて厚み方向Ｄ５，Ｄ６に窪んでおり、載置基板４１に比べて熱伝導率の低い材料によって形成されている支持板４２を窪み部４１ｂにさらに有している。そして、配線基板３０の上述の裏面の対応領域は、載置基板４１に支持板４２を介して載置されている。そのため、発熱部２３ａの発する熱が載置基板４１を介して変換器３２３に伝達されるのを低減するとともに、配線基板３０の第２配線基体３２を良好に支持することができる。
また、本実施形態のサーマルヘッド１０によれば、載置基板４１に比べて熱伝導率の低い材料によって形成されている支持板４２を有しており、配線基板３０の上述の裏面の対応領域が、載置基板４１上に支持板４２を介して載置されている。そのため、発熱部２３ａの発する熱が載置基板４１を介して変換器３２３に伝達されるのを低減するとともに、第２配線基体３２を良好に支持することができる。
また、本実施形態のサーマルヘッド１０によれば、配線基板３０が、第１配線層３１２（配線パターン）を有する第１配線基板３１と、変換器３２３が配置された第２配線基板３２とを含んで構成されており、第１配線基板３１と、第２配線基板３２とが第２電気接続部材３１３（配線部材）を介して電気的に接続されている。そのため、第１配線基板３１を介した熱の伝達をより低減することができ、変換器３２３をより良好に動作させることができる。
また、本実施形態のサーマルヘッド１０によれば、第１配線基板３１と第２配線基板３２とを着脱可能なコネクタにより電気的に接続しているので、例えば変換器３２３に比べてヘッド基板２０の部材としての寿命が短い場合でも、他のヘッド基板２０と交換して変換器３２３を再利用することができる。
＜熱記録ヘッドの第２実施形態＞
図９に示した本発明の熱記録ヘッドの実施形態の他の例であるサーマルヘッド１０Ａは、配線基板３０に代えて配線基板３０Ａを備える点において、サーマルヘッド１０と異なっている。サーマルヘッド１０Ａの他の構成については、サーマルヘッド１０に関して上述したのと同様である。
＜熱記録ヘッドの第２実施形態＞
図９に示した本発明の熱記録ヘッドの実施形態の他の例であるサーマルヘッド１０Ａは、配線基板３０に代えて配線基板３０Ａを備える点において、サーマルヘッド１０と異なっている。サーマルヘッド１０Ａの他の構成については、サーマルヘッド１０に関して上述したのと同様である。
配線基板３０Ａは、第１配線基板３１に代えて第１配線領域ｆ１を、第２配線基板３２に代えて第２配線領域ｆ２を含んで構成されている。配線基板３０Ａでは、第１配置領域ｆ１と第２配置領域ｆ２との間に複数の貫通孔３０Ａａが設けられている。つまり、この配線基板３０Ａでは、貫通孔３０Ａａが第２配置領域ｆ２を囲繞するように設けられている。また、配線基板３０Ａでは、貫通孔３０Ａａ間の間に設けられている配線を介して導通されている。
本実施形態のサーマルヘッド１０Ａによれば、配線基板３０Ａに、変換器３２３を含む第２配線領域ｆ２を囲繞するように複数の貫通孔３０Ａａが設けられている。そのため、配線基板３０Ａを介した熱の伝達を低減することができ、変換器３２３をより良好に動作させることができる。
＜熱記録ヘッドの第３実施形態＞
図１０に示した本発明の熱記録ヘッドの実施形態の他の例であるサーマルヘッド１０Ｂは、ヘッド基板２０に代えてヘッド基板２０Ｂを、配線基板３０に代えて配線基板３０Ｂを備える点において、サーマルヘッド１０と異なっている。サーマルヘッド１０Ｂの他の構成については、サーマルヘッド１０に関して上述したのと同様である。
＜熱記録ヘッドの第３実施形態＞
図１０に示した本発明の熱記録ヘッドの実施形態の他の例であるサーマルヘッド１０Ｂは、ヘッド基板２０に代えてヘッド基板２０Ｂを、配線基板３０に代えて配線基板３０Ｂを備える点において、サーマルヘッド１０と異なっている。サーマルヘッド１０Ｂの他の構成については、サーマルヘッド１０に関して上述したのと同様である。
ヘッド基板２０Ｂは、測温素子２７および第４導電層２４４が省略されている点において、ヘッド基板２０と異なっている。ヘッド基板２０Ｂの他の構成については、ヘッド基板２０に関して上述したのと同様である。
図１０および図１１に示すように、配線基板３０Ｂは、第１配線基体３１Ｂと、第２配線基体３２Ｂとを含んで構成されている。
第１配線基体３１Ｂは、第３配線部３１２ｃおよび第５電気配線３１３ｂが省略されている点において、第１配線基体３１と異なっている。第１配線基体３１Ｂの他の構成については、第１配線基体３１に関して上述したのと同様である。
第２配線基体３２Ｂは、第２配線基板３２１と、第２配線層３２２Ｂと、変換器３２３Ｂと、第２外部接続部材３２４とを含んで構成されている。第２配線基板３２１および第２外部接続部材３２４は、上述したのと同様の構成である。
第２配線層３２２Ｂは、第４配線部３２２Ｂａと、第６配線部３２２Ｂｃとを含んで構成されている。
第４配線部３２２Ｂａは、一端が第４電気配線３１３Ｂａに接続されており、他端が変換器３２３Ｂに接続されている。
第６配線部３２２Ｂｃは、一端が変換器３２３Ｂに接続されており、他端が第２外部接続部材３２４に接続されている。
変換器３２３Ｂは、第６配線部３２２Ｂｃを介して入力される第２制御信号を駆動ＩＣ２６の制御に寄与する駆動信号に信号変換する機能を有している。この第２制御信号としては、例えばユニバーサル・シリアル・バス（以下、「ＵＳＢ」とする）規格に準じたＵＳＢ信号と、米国電気通信工業会／米国電子工業会（ＴＩＡ／ＥＩＡ）のＴＩＡ／ＥＩＡ−６４４（６４４）規格に準じた低電圧差動信号処理を用いたＬＶＤＳ信号とが挙げられる。本実施形態の変換器３２３Ｂは、アナログ／デジタル変換器を含んで構成されている。
サーマルヘッド１０Ｂは、駆動信号に基づいて駆動されているが、第１の実施形態のサーマルヘッド１０と同様、配線基板３０の表面における変換器３２３が配置されている第４配置領域４０ｄに対応する配線基板３０の裏面における対応領域を、載置基板４１から離間させることによって、発熱部２３ａの発する熱が載置基板４１を介して変換器３２３Ｂに伝達されるのを低減することができる。したがって、サーマルヘッド１０Ｂにおいても、変換器３２３Ｂを良好に動作させることができる。
＜熱記録装置＞
図１２は、本発明の熱記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタ１の概略構成を示す図である。
＜熱記録装置＞
図１２は、本発明の熱記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタ１の概略構成を示す図である。
サーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１０と、搬送機構１１と、制御機構１２とを有している。
搬送機構１１は、副走査方向Ｄ３，Ｄ４におけるＤ３方向に記録媒体Ｐを搬送しつつ、該記録媒体Ｐをサーマルヘッド１０の発熱部２３ａ上に位置する保護層２５に接触させる機能を有している。この搬送機構１１は、プラテンローラ１１１と、搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５とを含んで構成されている。
プラテンローラ１１１は、記録媒体Ｐを発熱部２３ａ側に押し付ける機能を有している。このプラテンローラ１１１は、発熱部２３ａ上に位置する保護層２５に接触した状態で回転可能に支持されている。このプラテンローラ１１１は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、この弾性部材は、例えば厚みが３［ｍｍ］以上１５［ｍｍ］以下のブタジエンゴムにより形成されている。
搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、記録媒体Ｐを搬送する機能を有している。すなわち、搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、サーマルヘッド１０の発熱部２３ａとプラテンローラ１１１との間に記録媒体Ｐを供給するとともに、サーマルヘッド１０の発熱部２３ａとプラテンローラ１１１との間から記録媒体Ｐを引き抜く役割を担っている。これらの搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ１１１と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。
制御機構１２は、第２外部接続部材３２４より制御信号を受信するとともに、制御ＩＣ２６に駆動信号を供給する機能を有している。
サーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１０と、変換器３２３との間で制御信号を通信する制御機構１２とを備える。そのため、サーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１０の有する効果を享受することができる。したがって、サーマルプリンタ１は、変換器３２３を良好に動作させ、サーマルヘッド１０を良好に制御することができる。
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
上記実施形態では、熱記録ヘッドの一例としてサーマルヘッド１０を記載したが、本発明はサーマルヘッドに限るものでない。本発明の構成を例えばインクジェットヘッドに採用した場合でも、同様の効果を奏することができる。
上記実施形態では、第１制御信号として温度信号および駆動信号を、第２制御信号として温度情報を含む電圧信号およびＵＳＢ信号等を例に挙げて説明したが、このようなものに限るものではない。第１制御信号としては、熱記録ヘッド内の信号で発熱素子の駆動制御に直接的または間接的に寄与する種々の電気信号が挙げられる。また、第２制御信号としては、熱記録装置との間の送信または受信をする際に用いられる種々の信号が挙げられる。
上記実施形態の第１導電層２４１は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置する電気抵抗層２３と併せて制御配線として機能しているが、このような構成に限るものでなく、例えば第１導電層２４１のみを制御配線として機能させていてもよい。
上記実施形態の第１電気接続部材２８は、１つの部材として構成されているが、このような構成に限られるものではない。例えば電気配線としてのボンディングワイヤと、保護材とで構成されていてもよい。また、図１３に示したように第１配線基体３１Ｃの一部として構成されていてもよい。
上記実施形態の第２配線基体３２は、支持板４２の厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側の上面に載置されているが、このような構成に限るものではなく、例えば支持板４２を介して載置基板４１の副走査方向Ｄ３，Ｄ４におけるＤ４方向側の側面に載置されていてもよい。
上記実施形態の載置基板４１は、上記実施形態に記載したものに限られるものではない。例えば図１４に示すように、窪み部４０Ｄ１ａが載置基板４１Ｄ１の主走査方向Ｄ１，Ｄ２における両端に渡っていなくてもよい。また、図１５に示すように第２配線基体３２Ｄの第３配置領域４０ｃが載置基板４１Ｄ２および支持板４２Ｄ２上に渡って位置していてもよい。さらに、図１６に示すように、窪み部４０Ｄ３ａが第４配置領域４０ｄを囲むように設けられていてもよい。またさらに、図１７に示すように、載置基板４１Ｄ４が副走査方向Ｄ３，Ｄ４におけるＤ３方向側に窪んでいる窪み部４１Ｄ４ｃを有していてもよい。さらにまた、図１８に示すように、載置基板４１Ｄ５が第４配置領域４０ｄの近傍まで設けられており、第２配線基体３２Ｄの一部が載置されるように構成されていてもよい。
本実施形態では、載置基板４１上にヘッド基板２０および配線基板３０を載置する際に用いられる接着材が省略されているが、当然に備えているものとする。また、接着材に代えて例えば面ファスナー、または発泡樹脂などの緩衝体を基部とする両面テープを用いてもよい。
１ サーマルプリンタ（熱記録装置）
１０ サーマルヘッド（熱記録ヘッド）
１１ 搬送機構
１１１ プラテンローラ
１１２，１１３，１１４，１１５ 搬送ローラ
１２ 駆動機構
２０ ヘッド基板
２１ 基板
２２ 蓄熱層
２２ａ 基部
２２ｂ 突出部
２３ 電気抵抗層
２３ａ 発熱部（発熱素子）
２４ 導電層
２４１ 第１導電層（制御配線）
２４２ 第２導電層
２４３ 第３導電層
２５ 保護層
２６ 制御ＩＣ（制御素子）
２７ 測温素子
２８ 第１電気接続部材
２８ａ 第１電気配線
２８ｂ 第２電気配線
２８ｃ 第３電気配線
３０ 配線基板
３０ａ 貫通孔３０ａ
３１ 第１配線基体
３１１ 第１配線基板
３１１ａ 貫通孔
３１２ 第１配線層（配線パターン）
３１２ａ 第１配線部
３１２ｂ 第２配線部
３１２ｃ 第３配線部
３１３ 第２電気接続部材
３１３ａ 第４電気配線
３１３ｂ 第５電気配線
３１４ 第１外部接続部材
３２ 第２配線基体
３２１ 第２配線基板
３２２ 第２配線層（配線パターン）
３２２ａ 第４配線部
３２２ｂ 第５配線部
３２２ｃ 第６配線部
３２３ 変換器
３２３ａ 抵抗器
３２３ｂ オペアンプ
３２４ 第２外部接続部材
４０ａ ヘッド基板の第１配置領域
４０ｂ 第１配線基板の第２配置領域
４０ｃ 第２配線基板の第３配置領域
４０ｄ 変換器の第４配置領域（配置領域）
４１ 載置基板
４１ａ 載置面
４１ｂ 窪み部
４２ 支持板
Ｐ 記録媒体
ｆ１ 第１配線領域
ｆ２ 第２配線領域
１０ サーマルヘッド（熱記録ヘッド）
１１ 搬送機構
１１１ プラテンローラ
１１２，１１３，１１４，１１５ 搬送ローラ
１２ 駆動機構
２０ ヘッド基板
２１ 基板
２２ 蓄熱層
２２ａ 基部
２２ｂ 突出部
２３ 電気抵抗層
２３ａ 発熱部（発熱素子）
２４ 導電層
２４１ 第１導電層（制御配線）
２４２ 第２導電層
２４３ 第３導電層
２５ 保護層
２６ 制御ＩＣ（制御素子）
２７ 測温素子
２８ 第１電気接続部材
２８ａ 第１電気配線
２８ｂ 第２電気配線
２８ｃ 第３電気配線
３０ 配線基板
３０ａ 貫通孔３０ａ
３１ 第１配線基体
３１１ 第１配線基板
３１１ａ 貫通孔
３１２ 第１配線層（配線パターン）
３１２ａ 第１配線部
３１２ｂ 第２配線部
３１２ｃ 第３配線部
３１３ 第２電気接続部材
３１３ａ 第４電気配線
３１３ｂ 第５電気配線
３１４ 第１外部接続部材
３２ 第２配線基体
３２１ 第２配線基板
３２２ 第２配線層（配線パターン）
３２２ａ 第４配線部
３２２ｂ 第５配線部
３２２ｃ 第６配線部
３２３ 変換器
３２３ａ 抵抗器
３２３ｂ オペアンプ
３２４ 第２外部接続部材
４０ａ ヘッド基板の第１配置領域
４０ｂ 第１配線基板の第２配置領域
４０ｃ 第２配線基板の第３配置領域
４０ｄ 変換器の第４配置領域（配置領域）
４１ 載置基板
４１ａ 載置面
４１ｂ 窪み部
４２ 支持板
Ｐ 記録媒体
ｆ１ 第１配線領域
ｆ２ 第２配線領域
Claims (7)
- 第１制御信号に基づいて駆動される熱記録ヘッドであって、
基板、および該基板の表面上に配列されている複数の発熱素子を有するヘッド基板と、
前記第１制御信号を伝送する配線パターンを表面に有する配線基板と、
前記ヘッド基板の裏面および前記配線基板の裏面に面しており、前記ヘッド基板および前記配線基板を載置する載置基板とを備えており、
前記ヘッド基板の前記表面または前記配線基板の前記表面には、前記発熱素子に電気的に接続されている、前記複数の発熱素子の駆動を制御する制御素子が配置されており、
前記配線基板の前記表面には、前記配線パターンに電気的に接続されている、前記第１制御信号と第２制御信号とを変換する変換器が配置されており、
前記載置基板は、前記配線基板の前記表面における前記変換器の配置領域に対応する前記配線基板の前記裏面における対応領域と離間していることを特徴とする熱記録ヘッド。 - 前記載置基板は、前記配線基板の前記対応領域に対向する部位に窪み部を有していることを特徴とする請求項１に記載の熱記録ヘッド。
- 前記窪み部は、前記載置基板における前記ヘッド基板を載置する部位に比べて厚み方向に窪んでおり、
前記載置基板に比べて熱伝導率の低い材料によって形成されている支持板を前記窪み部に有しており、
前記配線基板の前記対応領域は、前記載置基板に支持板を介して載置されていることを特徴とする請求項２に記載の熱記録ヘッド。 - 前記載置基板に比べて熱伝導率の低い材料によって形成されている支持板をさらに有しており、
前記配線基板の前記対応領域は、前記載置基板に支持板を介して載置されていることを特徴とする請求項１に記載の熱記録ヘッド。 - 前記配線基板には、前記配置領域を囲繞するように複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱記録ヘッド。
- 前記配線基板は、前記配線パターンを有する第１配線基板と、前記変換器が配置された第２配線基板とを含んで構成されており、
前記第１配線基板と、前記第２配線基板とが配線部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱記録ヘッド。 - 請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱記録ヘッドと、前記発熱素子上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記変換器との間で前記第２制御信号を送信または受信する制御機構とを備えることを特徴とする熱記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010548525A JP5103534B2 (ja) | 2009-01-28 | 2010-01-27 | 熱記録ヘッドおよびこれを備える熱記録装置 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009016526 | 2009-01-28 | ||
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