WO2016104479A1 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

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WO2016104479A1
WO2016104479A1 PCT/JP2015/085780 JP2015085780W WO2016104479A1 WO 2016104479 A1 WO2016104479 A1 WO 2016104479A1 JP 2015085780 W JP2015085780 W JP 2015085780W WO 2016104479 A1 WO2016104479 A1 WO 2016104479A1
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thermal head
substrate
heat generating
recording medium
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友惟 田中
元 洋一
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a thermal head and a thermal printer.
  • thermal heads have been proposed as printing devices such as facsimiles or video printers.
  • a substrate a heat storage layer provided on the substrate and having a raised portion, a heat generating portion provided on the raised portion, a protective layer provided on the heat generating portion, and a coating layer provided on the protective layer (For example, refer to Patent Document 1).
  • the thermal head described above has a problem that the covering layer is formed away from the raised portion and the sealing performance is still low.
  • a thermal head includes a substrate, a heat storage layer having a raised portion provided on the substrate, a heat generating portion provided on the raised portion, and a protective layer provided on the heat generating portion. And a coating layer provided on the protective layer. Moreover, the said coating layer has the 1st site
  • a thermal printer includes the thermal head described above, a transport mechanism that transports a recording medium onto the heat generating unit, and a pressing mechanism that presses the recording medium toward the heat generating unit.
  • the sealing performance of the thermal head can be improved.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of a connector constituting the thermal head according to the first embodiment, wherein (a) is a top view and (b) is a bottom view.
  • 1A and 1B show a thermal head according to a first embodiment, in which FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a thermal printer according to a first embodiment.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a thermal printer according to a first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a thermal head according to a second embodiment and a state in which a recording medium is conveyed.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a thermal head according to a third embodiment and a state in which a recording medium is conveyed.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a thermal head according to a fourth embodiment and illustrating a state where a recording medium is conveyed.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a thermal head according to a fifth embodiment and a state where a recording medium is conveyed.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of the thermal head X1.
  • FIG. 2 schematically shows the protective layer 25, the covering layer 27, and the sealing member 12 with a one-dot chain line. Moreover, in FIG. 4, the area
  • the thermal head X1 includes a head base 3, a connector 31, a sealing member 12, a heat sink 1, and an adhesive member 14.
  • the head substrate 3 is placed on the heat sink 1 with an adhesive member 14 interposed therebetween.
  • the head base 3 heats the heat generating portion 9 when an external voltage is applied to print on a recording medium (not shown).
  • the connector 31 electrically connects the outside and the head base 3.
  • the sealing member 12 joins the connector 31 and the head base 3.
  • the heat radiating plate 1 is provided to radiate the heat of the head base 3.
  • the adhesive member 14 bonds the head base 3 and the heat sink 1.
  • the heat radiating plate 1 has a rectangular parallelepiped shape and has a base portion 1a on which the substrate 7 is placed.
  • the heat radiating plate 1 is made of, for example, a metal material such as copper, iron, or aluminum, and has a function of radiating heat that does not contribute to printing out of heat generated in the heat generating portion 9 of the head base 3. .
  • the head base 3 is formed in a rectangular shape in plan view, and each member constituting the thermal head X1 is provided on the substrate 7 of the head base 3.
  • the head base 3 has a function of printing on a recording medium (not shown) in accordance with an electric signal supplied from the outside.
  • the adhesive member 14 is disposed on the upper surface of the base portion 1a of the radiator 1 and joins the head base 3 and the radiator plate 1 together.
  • Examples of the adhesive member 14 include a double-sided tape or a resinous adhesive.
  • the substrate 7 is disposed on the base 1a of the heat radiating plate 1 and has a rectangular shape in plan view. Therefore, the substrate 7 includes one long side 7a, the other long side 7b, one short side 7c, the other short side 7d, the side surface 7e, the first main surface 7f, and the second main surface 7g. And have.
  • the side surface 7e is provided on the connector 31 side.
  • Each member constituting the head base 3 is provided on the first main surface 7f.
  • the second main surface 7g is provided on the heat radiating plate 1 side.
  • the substrate 7 is formed of, for example, an electrically insulating material such as alumina ceramic or a semiconductor material such as single crystal silicon.
  • the heat storage layer 13 is provided on the first main surface 7 f of the substrate 7.
  • the heat storage layer 13 includes a raised portion 13 a that protrudes upward from the substrate 7.
  • the raised portion 13a extends in a strip shape along the arrangement direction of the plurality of heat generating portions 9, and has a substantially semi-elliptical cross section. Further, the raised portion 13a functions so as to favorably press the recording medium P to be printed (see FIG. 7) against the protective layer 25 formed on the heat generating portion 9.
  • the raised portion 13a is preferably provided with a height of 15 to 90 ⁇ m from the substrate 7.
  • the heat storage layer 13 is made of glass having low thermal conductivity, and temporarily stores part of the heat generated in the heat generating portion 9. Therefore, the time required to raise the temperature of the heat generating part 9 can be shortened, and it functions to improve the thermal response characteristics of the thermal head X1.
  • the heat storage layer 13 is formed, for example, by applying a predetermined glass paste obtained by mixing a glass powder with an appropriate organic solvent onto the upper surface of the substrate 7 by screen printing or the like known in the art, and baking it.
  • the electrical resistance layer 15 is provided on the upper surface of the substrate 7 and the upper surface of the heat storage layer 13, and various electrodes constituting the head base 3 are provided on the electrical resistance layer 15.
  • the electrical resistance layer 15 is patterned in the same shape as various electrodes constituting the head base 3, and has an exposed region where the electrical resistance layer 15 is exposed between the common electrode 17 and the individual electrode 19. Each exposed region constitutes the heat generating portion 9 and is arranged in a row on the raised portion 13a.
  • the plurality of heat generating portions 9 are illustrated in a simplified manner in FIG. 2, but are arranged with a density of 100 dpi to 2400 dpi (dot per inch), for example.
  • the electric resistance layer 15 is made of a material having a relatively high electric resistance value, such as TaN, TaSiO, TaSiNO, TiSiO, TiSiCO, or NbSiO. Therefore, when a voltage is applied to the heat generating portion 9, the heat generating portion 9 generates heat due to Joule heat generation.
  • the common electrode 17 includes main wiring portions 17a and 17d, a sub wiring portion 17b, and a lead portion 17c.
  • the common electrode 17 electrically connects the plurality of heat generating portions 9 and the connector 31.
  • the main wiring portion 17 a extends along one long side 7 a of the substrate 7.
  • the sub wiring part 17b extends along one short side 7c and the other short side 7d of the substrate 7, respectively.
  • the lead portion 17c extends individually from the main wiring portion 17a toward each heat generating portion 9.
  • the main wiring portion 17 d extends along the other long side 7 b of the substrate 7.
  • the plurality of individual electrodes 19 are electrically connected between the heat generating portion 9 and the drive IC 11.
  • the individual electrode 19 divides the plurality of heat generating portions 9 into a plurality of groups, and electrically connects the heat generating portions 9 of each group and the drive IC 11 provided corresponding to each group.
  • the plurality of IC-connector connection electrodes 21 are electrically connected between the driving IC 11 and the connector 31.
  • the plurality of IC-connector connection electrodes 21 connected to each drive IC 11 are composed of a plurality of wirings having different functions.
  • the ground electrode 4 is disposed so as to be surrounded by the individual electrode 19, the IC-connector connection electrode 21, and the main wiring portion 17d of the common electrode 17, and has a wide area.
  • the ground electrode 4 is held at a ground potential of 0 to 1V.
  • connection terminal 2 is provided on the other long side 7 b side of the substrate 7 in order to connect the common electrode 17, the individual electrode 19, the IC-connector connection electrode 21 and the ground electrode 4 to the connector 31.
  • the connection terminal 2 is provided corresponding to the connector pin 8, and when connecting to the connector 31, the connector pin 8 and the connection terminal 2 are connected so as to be electrically independent from each other.
  • the plurality of IC-IC connection electrodes 26 are electrically connected to adjacent drive ICs 11.
  • the plurality of IC-IC connection electrodes 26 are provided so as to correspond to the IC-connector connection electrodes 21, respectively, and transmit various signals to the adjacent drive IC 11.
  • a material layer constituting each of the electrodes is sequentially laminated on the heat storage layer 13 by a conventionally well-known thin film forming technique such as a sputtering method, and then the laminate is conventionally known. It is formed by processing into a predetermined pattern using photoetching or the like.
  • the various electrodes constituting the head base 3 can be formed simultaneously by the same process.
  • the drive IC 11 is disposed corresponding to each group of the plurality of heat generating units 9 and is connected to the other end of the individual electrode 19 and one end of the IC-connector connection electrode 21.
  • the drive IC 11 has a function of controlling the energization state of each heat generating unit 9.
  • a switching member having a plurality of switching elements inside may be used as the drive IC 11.
  • the driving IC 11 is sealed with a hard coat 29 made of a resin such as an epoxy resin or a silicone resin while being connected to the individual electrode 19, the IC-IC connection electrode 26 and the IC-connector connection electrode 21.
  • a hard coat 29 made of a resin such as an epoxy resin or a silicone resin
  • the protective layer 25 protects the area covered with the heat generating portion 9, the common electrode 17 and the individual electrode 19 from corrosion due to adhesion of moisture or the like contained in the atmosphere, or wear due to contact with the recording medium to be printed. belongs to.
  • the protective layer 25 can be formed using SiN, SiO 2 , SiON, SiC, diamond-like carbon, or the like, and the protective layer 25 may be formed of a single layer or may be formed by stacking these layers. May be.
  • Such a protective layer 25 can be produced using a thin film forming technique such as sputtering or a thick film forming technique such as screen printing.
  • a coating layer 27 that partially covers the common electrode 17, the individual electrode 19, and the IC-connector connection electrode 21 is provided on the substrate 7.
  • the covering layer 27 is formed by oxidizing the region covered with the common electrode 17, the individual electrode 19, the IC-IC connection electrode 26 and the IC-connector connection electrode 21 by contact with the atmosphere or moisture contained in the atmosphere. It is intended to protect against corrosion due to adhesion.
  • the connector 31 and the head base 3 are fixed by the connector pin 8, the conductive bonding material 23, and the sealing member 12.
  • the conductive bonding material 23 is disposed between the connection terminal 2 and the connector pin 8.
  • an anisotropic conductive adhesive in which conductive particles are mixed in solder or an electrically insulating resin is used. It can be illustrated.
  • a plating layer (not shown) of Ni, Au, or Pd may be provided between the conductive bonding material 23 and the connection terminal 2.
  • the conductive bonding agent 23 is not necessarily provided. In this case, the connection terminal 2 and the connector pin 8 may be directly electrically connected by holding the substrate 7 with the connector pin 8 using the clip-type connector pin 8.
  • the connector 31 has a plurality of connector pins 8 and a housing 10 that houses the plurality of connector pins 8. One of the plurality of connector pins 8 is exposed to the outside of the housing 10, and the other is accommodated inside the housing 10.
  • the plurality of connector pins 8 are electrically connected to the connection terminals 2 of the head base 3 and are electrically connected to various electrodes of the head base 3.
  • the connector pin 8 is formed of a conductive member, and is formed of a metal or an alloy.
  • the housing 10 can be formed of an insulating member, and can be formed of, for example, a resin material such as PA (polyamide), PBT (polybutylene terephthalate), LCP (liquid crystal polymer).
  • the sealing member 12 has a first sealing member 12a and a second sealing member 12b.
  • the first sealing member 12 a is located on the first main surface 7 f of the substrate 7, and the second sealing member 12 b is located on the second main surface 7 g of the substrate 7.
  • the first sealing member 12 a is provided so as to seal the connector pin 8 and various electrodes, and the second sealing member 12 b is provided so as to seal the connector pin 8.
  • the sealing member 12 is provided so that the connection terminals 2 and the connector pins 8 are not exposed to the outside.
  • an epoxy-based thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a visible light curable resin is used. Can be formed.
  • the 1st sealing member 12a and the 2nd sealing member 12b may be formed with the same material, and may be formed with another material.
  • FIG. 5 shows the conveyance state of the recording medium P.
  • the platen roller, the electric resistance layer, and various electrodes are not shown.
  • FIGS. 5B shows the conveyance direction S of the recording medium P, and the same applies to FIGS.
  • the covering layer 27 has a first portion 27 a and a second portion 27 b and is provided on the protective layer 25.
  • the second part 27b is thinner than the first part 27a.
  • the covering layer 27 has a function of sealing the heat generating portion 9 and various electrodes provided below.
  • the first portion 27a is disposed so as to be spaced apart from each other with a gap (gap 16) between the raised portions 13a in plan view, and is formed over substantially the entire area of the substrate 7. More specifically, the first portion 27 a is provided between the raised portion 13 a and one long side 7 a of the substrate 7 so as to extend in the main scanning direction. The first portion 27a is also provided between the raised portion 13a and the other long side 7b of the substrate 7 so as to extend in the main scanning direction. In the first portion 27a provided between the raised portion 13a and the other long side 7b of the substrate 7, an opening in which the drive IC 11 is arranged and an opening in which the connector pin 8 is arranged are provided.
  • the first part 27 a has a function of protecting each member provided on the substrate 7.
  • the first portion 27a has a function of protecting each member provided on the substrate 7 from contact with the recording medium P being conveyed (see FIG. 5B).
  • the first portion 27a preferably has a thickness of 10 to 30 ⁇ m.
  • the thickness is 10 ⁇ m or more, the corrosion resistance can be improved. Further, when the thickness is 30 ⁇ m or less, the conveyance of the recording medium P is hardly hindered.
  • the first portion 27a needs to have a function of corrosion resistance and wear resistance, and can be formed of, for example, an epoxy resin material, a polyimide resin material, or the like.
  • an epoxy resin material bisphenol A type epoxy resin or bisphenol F type epoxy resin can be used.
  • the second part 27b is formed continuously from the first part 27a, and is provided between the first part 27a and the raised portion 13a. Therefore, the second portion 27 b is disposed on the gap 16. Although not shown in FIG. 5, the second portion 27b is provided so as to extend in the main scanning direction. The second portion 27b seals the protective layer 25 provided in the gap 16 between the first portion 27a and the raised portion 13a, and the heat generating portion 9 and various electrodes formed inside the protective layer 25 are sealed. It is sealed.
  • the second portion 27b is formed to be thinner than the first portion 27a, and the thickness of the second portion 27b can be 0.01 to 1 ⁇ m.
  • the thickness of the second portion 27b is not less than 0.01 ⁇ m, the sealing performance of the thermal head X1 can be improved.
  • the thickness of the second portion 27b is not more than 1 ⁇ m, the conveyance of the recording medium P is inhibited. It becomes difficult to do.
  • the second portion 27b needs to have a corrosion resistance function, and can be formed of, for example, an epoxy resin material, a polyimide resin material, or the like.
  • an epoxy resin material bisphenol A type epoxy resin or the like can be used.
  • the thermal head is configured so that each member provided on the substrate is covered with a protective layer, a coating layer, a hard coat, or a sealing member so that each member does not corrode.
  • the coating layer has high corrosion resistance to the external environment, and in order to improve the sealing performance of the thermal head, it is preferable to form the coating layer in the vicinity of the heat generating portion.
  • the platen roller located on the heat generating portion comes into contact with the coating layer, so that the pressing force of the platen roller is dispersed and the recording medium P is applied to the recording medium P. May affect printing. For this reason, it is necessary to form the recording medium at a predetermined distance from the raised portion so that the recording medium is conveyed on the heat generating portion.
  • each member provided on the substrate communicates with the outside. As a result, there is a problem that the sealing performance of the thermal head is deteriorated. Thereby, each member provided on the substrate may be corroded.
  • the coating layer 27 includes a first portion 27a disposed with a gap (gap 16) with respect to the raised portion 13a, and a second portion disposed between the raised portion 13a and the first portion 27a.
  • the height of the second portion 27b from the substrate 7 is lower than the height of the first portion 27a from the substrate 7.
  • the second portion 27b of the covering layer 27 can be sealed, and as shown in FIG. 5B, the recording medium P is lifted by the first portion 27a. It becomes the structure which the site
  • the wear of the second portion 27b can be suppressed by the first portion 27a, and the sealing performance of the thermal head X1 can be improved.
  • the height of the first part 27a from the substrate 7 is the part of the first part 27a that is the highest from the substrate 7, and the height of the second part 27b from the substrate 7 is the second part. This is the part of 27b that is the highest from the substrate 7.
  • the height from these substrates 7 can be measured using, for example, a surface roughness meter. Also, the height from the substrate 7 can be measured by cutting the thermal head X1 in the thickness direction and measuring the cut surface.
  • the recording medium P and the second portion 27b are in contact with each other even if the second portion 27b is disposed so as to fill the gap 16. It becomes difficult to do. As a result, the sealing performance of the thermal head X1 can be improved.
  • first portion 27a and the second portion 27b are formed of the same material system.
  • connection state between the first part 27a and the second part 27b is improved, and a resin material having high wettability is selected as the ceramic material forming the protective layer 25 as the resin material of the second part 27b.
  • the sealing performance of the thermal head X1 can be improved.
  • the first part 27a and the second part 27b are formed of the same material system.
  • 27a and the second portion 27b are substantially equivalent, and the possibility of sticking can be reduced.
  • the first portion 27a is formed of a composite of bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin
  • the second portion 27b is formed of bisphenol A type epoxy resin. preferable. Thereby, the sealing performance of the thermal head X1 can be improved.
  • the first portion 27a is formed of a composite of bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin
  • the second portion 27b is formed of bisphenol A type epoxy resin.
  • the electrical resistance value of the part 27b is higher than the electrical resistance value 27b of the first part 27a. Therefore, it becomes a structure in which an electric current does not flow easily through the second portion 27b arranged near the heat generating portion 9, and the insulation of the thermal head X1 can be improved.
  • part 27b can be measured by measuring the electrical resistance value per unit length using a resistance measuring device.
  • part 27b contain the bisphenol A type epoxy resin
  • part 27b is the content rate of the bisphenol A type epoxy resin in the 1st site
  • the first portion 27a and the second portion 27b can be distinguished by the presence or absence of the bisphenol F-type epoxy resin, and the portion where the bisphenol F-type epoxy resin is present is the first portion 27a and the bisphenol F-type epoxy.
  • the part without resin can be used as the second part 27b.
  • the covering layer 27 can be formed by the following method, for example.
  • a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, and imidazole are mixed to produce a resin for the first portion 27a.
  • bisphenol A type epoxy resin and imidazole are mixed and the resin for 2nd site
  • the resin for the first portion 27a is applied to the substrate 7 by printing. At that time, the resin for the first portion 27a is applied so that the raised portion 13a and the gap 16 are formed.
  • the resin for the second portion 27b is applied between the raised portion 13a and the resin for the first portion 27a.
  • the resin for the second portion 27b is applied by screen printing or a dispenser so as to seal the gap 16.
  • the coating layer 27 may be formed by applying the resin for the first part 27a and the resin for the second part 27b in a mixed state.
  • it can be formed by applying a mixed resin of the resin for the first part 27a and the resin for the second part 27b, leaving it for a predetermined time after application, and then curing it.
  • the thermal printer Z ⁇ b> 1 of the present embodiment includes the above-described thermal head X ⁇ b> 1, a transport mechanism 40, a platen roller 50 that is a pressing mechanism, a power supply device 60, and a control device 70. .
  • the thermal head X1 is attached to an attachment surface 80a of an attachment member 80 provided in a housing (not shown) of the thermal printer Z1.
  • the thermal head X1 is attached to the attachment member 80 so as to be along a main scanning direction which is a direction orthogonal to the conveyance direction S of the recording medium P described later.
  • the transport mechanism 40 includes a drive unit (not shown) and transport rollers 43, 45, 47, and 49.
  • the transport mechanism 40 transports a recording medium P such as thermal paper or image receiving paper onto which ink is transferred in the direction of arrow S in FIG. 6 and then onto the protective layer 25 positioned on the plurality of heat generating portions 9 of the thermal head X1. It is for carrying.
  • the drive unit has a function of driving the transport rollers 43, 45, 47, and 49, and for example, a motor can be used.
  • the transport rollers 43, 45, 47, and 49 are formed by, for example, covering cylindrical shaft bodies 43a, 45a, 47a, and 49a made of metal such as stainless steel with elastic members 43b, 45b, 47b, and 49b made of butadiene rubber or the like. Can be configured.
  • the recording medium P is an image receiving paper or the like to which ink is transferred, an ink film is transported together with the recording medium P between the recording medium P and the heat generating portion 9 of the thermal head X1.
  • the platen roller 50 has a function of pressing the recording medium P onto the protective layer 25 located on the heat generating portion 9 of the thermal head X1.
  • the platen roller 50 is disposed so as to extend along a direction orthogonal to the conveyance direction S of the recording medium P, and both ends thereof are supported and fixed so as to be rotatable while the recording medium P is pressed onto the heat generating portion 9. ing.
  • the platen roller 50 can be configured by, for example, covering a cylindrical shaft body 50a made of metal such as stainless steel with an elastic member 50b made of butadiene rubber or the like.
  • the power supply device 60 has a function of supplying a current for causing the heat generating portion 9 of the thermal head X1 to generate heat and a current for operating the driving IC 11 as described above.
  • the control device 70 has a function of supplying a control signal for controlling the operation of the drive IC 11 to the drive IC 11 in order to selectively heat the heat generating portion 9 of the thermal head X1 as described above.
  • the thermal printer Z1 presses the recording medium P onto the heat generating part 9 of the thermal head X1 by the platen roller 50, and conveys the recording medium P onto the heat generating part 9 by the conveying mechanism 40.
  • the heat generating unit 9 is selectively heated by the power supply device 60 and the control device 70 to perform predetermined printing on the recording medium P.
  • the recording medium P is an image receiving paper or the like
  • printing is performed on the recording medium P by thermally transferring ink of an ink film (not shown) conveyed together with the recording medium P to the recording medium P.
  • platen roller 50 as a press mechanism, things other than the platen roller 50 may be used.
  • the thermal head X2 will be described with reference to FIG.
  • symbol is attached
  • the coating layer 127 is different from the coating layer 27 of the thermal head X1.
  • the covering layer 127 has a first part 27 a, a second part 127 b, and a third part 127 c, and is provided on the protective layer 25.
  • the third portion 127c is provided on the raised portion 13a and is formed integrally with the second portion 127b.
  • the third portion 127c is formed continuously from the second portion 127b and is provided on the raised portion 13a. Therefore, the edge of the raised portion 13a is sealed by the second portion 127b and the third portion 127c.
  • the third part 127c is formed to be thinner than the first part 27a, and the thickness of the third part 127c can be 0.01 to 1 ⁇ m.
  • part 127c can be formed with an epoxy resin material, a polyimide resin material, etc. similarly to the 2nd site
  • the covering layer 127 includes a third portion 127c disposed on the raised portion 13a. Therefore, the second portion 127b and the third portion 127c are configured to cover the edge of the raised portion 13a that is in the vicinity of the boundary between the raised portion 13a and the substrate 7. Thereby, the sealing performance of the gap 16 can be improved.
  • the thermal head X2 can ensure the sealing performance of the gap 16 by the second part 127b and the third part 127c.
  • the thermal head X2 has a configuration in which the height of the third portion 127c from the substrate 7 is lower than the height of the first portion 27a from the substrate 7. Therefore, the recording medium P is supported by the first portion 27a and is transported onto the heat generating portion 9, and the possibility that the recording medium P comes into contact with the third portion 127c can be reduced. This can reduce the possibility of scratches.
  • the thickness of the second part 127b and the third part 127c is thinner than the thickness of the first part 27a, the heat generated by the heat generating portion 9 is transmitted through the second part 127b and the third part 127c to the first part 27a. It is possible to suppress the transmission to.
  • part 127c is provided in the area
  • the third part 127c can be formed simultaneously with the second part 127b. That is, the resin for the first part 27a is applied so that the gap 16 is formed, and then the resin for the second part 127b and the third part 127c is formed from the first part 127c to the ridge 13a. It can form by apply
  • the height of the third part 127c from the substrate 7 is the part of the third part 127c that is the highest from the substrate 7, and can be measured using a surface roughness meter.
  • the thermal head X3 will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the coating layer 227 is different from that of the coating layer 27 of the thermal head X1.
  • the covering layer 227 has a first part 27 a, a second part 227 b, and a third part 227 c and is provided on the protective layer 25.
  • part 27a has the corner
  • the second portion 227b is provided in the gap 16 between the first portion 27a and the raised portion 13a.
  • part 227c is provided on the protruding part 13a, and is provided over the whole region of the protruding part 13a.
  • the third portion 227c is provided over the entire region of the raised portion 13a, the third portion 227c is provided over the entire region of the protective layer 25 located on the raised portion 13a. Therefore, even when a pinhole is generated in the protective layer 25, the protective layer 25 can be sealed by the third portion 227c. Thereby, the possibility that the heat generating portion 9 and the various electrodes sealed by the protective layer 25 are corroded can be reduced.
  • the arithmetic surface roughness (Ra) of the third part 227c is smaller than the arithmetic surface roughness (Ra) of the second part 227b.
  • the second portion 227b is formed in the gap 16 on the substrate 7 having a rough surface, the adhesion between the second portion 227b and the substrate 7 can be improved. Therefore, the sealing performance of the gap 16 can be improved.
  • the height of the third part 227c from the substrate 7 is higher than the height of the first part 27a from the substrate 7. Even in such a case, the recording medium P is conveyed toward the heat generating portion 9 by the corner portion 227d of the first portion 27a, and the friction between the first portion 27a1 and the third portion 227c in the conveyance of the recording medium P. Since the forces are substantially equal, sticking can be suppressed by smoothly transporting the recording medium P, and the possibility of scratches on the recording medium P can be reduced.
  • the height of the first portion 27a located on the downstream side in the transport direction S of the recording medium P from the substrate 7 may be lower than the height of the third portion 227c from the substrate 7.
  • the recording medium P conveyed from the heat generating part 9 is configured not to come into contact with the corner portion 227d of the first portion 27a located on the downstream side in the conveying direction S, and the recording medium P can be smoothly conveyed. .
  • the thermal head X4 will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the coating layer 327 is different from that of the coating layer 227 of the thermal head X3.
  • the covering layer 327 has a first part 327a, a second part 227b, and a third part 227c, and is provided on the protective layer 25.
  • the height of the raised portion 13a from the substrate 7 is formed to be lower than the height of the first portion 327a from the substrate 7. Therefore, the height of the third portion 227c from the substrate 7 is formed to be lower than the height of the first portion 327a from the substrate 7.
  • the thermal head X4 is configured such that the height of the raised portion 13a from the substrate 7 is lower than the height of the first portion 327a from the substrate 7. Therefore, the transported recording medium P is transported as shown in FIG. That is, the recording medium P comes into contact with the third portion 227c after contacting the first portion 327a having a high height from the substrate 7.
  • the possibility that the second portion 227b contacts the recording medium P can be further reduced.
  • the sealing performance of the thermal head X4 can be further improved.
  • the thermal head X5 will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the coating layer 427 is different from that of the coating layer 127 of the thermal head X2.
  • the covering layer 427 has a first part 427 a, a second part 127 b, and a third part 127 c, and is provided on the protective layer 25. And the 1st site
  • the filler 18 is contained in order to improve the wear resistance of the first portion 27a, and is contained in an amount of 25 to 35% by weight.
  • Examples of the filler include silica, alumina, glass, talc, clay, and mica.
  • the coating layer 427 is formed of a resin, the first part 427a contains the filler 18, and the second part 127b and the third part 127c do not contain the filler 18. is doing. Thereby, the 1st site
  • the second portion 127b and the third portion 127c do not contain the filler 18, even when the second portion 127b and the third portion 127c and the recording medium P are in contact with each other, the filler 18 and the recording medium are used. The possibility of scratches on the recording medium P can be reduced without contact with P.
  • first part 427a contains the pigment 20 inside
  • second part 127b and the third part 127c do not contain the pigment 20 inside.
  • the pigment 20 is contained in order to improve the visibility of the first portion 27a, and is contained in an amount of 0.1 to 10% by weight.
  • the coating layer 427 is formed of a resin, the first part 427a contains the pigment 20, and the second part 127b and the third part 127c do not contain the pigment 20. is doing. Thereby, the 1st site
  • the second portion 127b and the third portion 127c do not contain the pigment 20, even when the second portion 127b and the third portion 127c and the recording medium P are in contact with each other, the pigment 20 and the recording medium are used. The possibility of scratches on the recording medium P can be reduced without contact with P.
  • the first part 427a is applied to many regions on the substrate 7 of the thermal head X5, it is difficult to adjust the coating amount.
  • the first part 427a contains the pigment 20, so that the first part 427a contains the pigment 20. Visibility is improved and the thermal head X5 can be manufactured with high accuracy.
  • the second part 127b and the third part 127c may be provided on the gap 16 and the raised part 13a located between the first part 427a and the raised part 13a, and the second part 127b and the third part 127a may be provided.
  • the range in which the part 127c is applied is narrow. Therefore, it is easy to adjust the application amounts of the second part 127b and the third part 127c, and the application state of the second part 127b and the third part 127c can be managed without visual recognition. Therefore, the second portion 127b and the third portion 127c do not need to contain the pigment 20.
  • the first portion 427a contains the filler 18 and the pigment 20, but the first portion 427a may contain only the filler 18 or only the pigment 20. You may do it.
  • FIG. 10 shows an example in which the second part 127b and the third part 127c do not contain the filler 18 and the pigment 20, but the second part 127b or the third part 127c does not contain the filler 18 and the pigment 20. It may be the case.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • 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. Further, a plurality of thermal heads X1 to X5 that are embodiments may be combined.
  • the coating layer 27 is provided on the upstream side and the downstream side in the transport direction S of the recording medium P of the heat generating unit 9 has been shown, but the coating layer 27 is provided only on the upstream side in the transport direction S.
  • the covering layer 27 may be provided only on the downstream side in the transport direction S. Even when the coating layer 27 is provided on the upstream side and the downstream side in the transport direction S, the first to fifth embodiments may be applied to only one of them, and provided on the upstream side and the downstream side. Different embodiments may be applied to each of the covering layers 27.
  • the thin film head of the heat generating portion 9 is illustrated by forming the electric resistance layer 15 as a thin film, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention may be used for a thick film head of the heat generating portion 9 by forming a thick film of the electric resistance layer 15 after patterning various electrodes.
  • planar head in which the heat generating portion 9 is formed on the first main surface 7f of the substrate 7 has been described as an example, but the present invention may be applied to the end face head in which the heat generating portion 9 is provided on the end surface of the substrate 7. Good.
  • the heat storage layer 13 may form a base portion (not shown) in a region other than the raised portion 13a.
  • the heat generating portion 9 is formed by forming the common electrode 17 and the individual electrode 19 on the heat storage layer 13 and forming the electric resistance layer 15 only in the region between the common electrode 17 and the individual electrode 19. Good.
  • the sealing member 12 may be formed of the same material as the hard coat 29 that covers the drive IC 11. In that case, when the hard coat 29 is printed, the hard coat 29 and the sealing member 12 may be formed at the same time by printing also in the region where the sealing member 12 is formed.

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Abstract

【課題】 封止性の向上したサーマルヘッドを提供する。 【解決手段】 サーマルヘッドX1は、基板7と、基板7上に設けられた、隆起部13aを有する蓄熱層13と、隆起部13a上に設けられた発熱部9と、発熱部9上に設けられた保護層25と、保護層25上に設けられた被覆層27とを備え、被覆層27は、隆起部13aに対して間をあけて配置された第1部位27aと、隆起部13aと第1部位27aとの間に配置された第2部位27bとを有しており、第2部位27bの基板7からの高さが、第1部位27aの基板7からの高さよりも低いことにより、サーマルヘッドX1の封止性を向上させることができる。

Description

サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
 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、隆起部を有する蓄熱層と、隆起部上に設けられた発熱部と、発熱部上に設けられた保護層と、保護層上に設けられた被覆層とを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平07-195719号公報
 しかしながら、上記に記載のサーマルヘッドは、被覆層が隆起部と離れて形成されており、いまだ封止性が低いという問題がある。
 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、隆起部を有する蓄熱層と、前記隆起部上に設けられた発熱部と、前記発熱部上に設けられた保護層と、前記保護層上に設けられた被覆層とを備えている。また、前記被覆層は、前記隆起部に対して間をあけて配置された第1部位と、前記隆起部と前記第1部位との間に配置された第2部位とを有している。また、前記第2部位の前記基板からの高さが、前記第1部位の前記基板からの高さよりも低い。
 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、前記発熱部上に向けて前記記録媒体を押圧する押圧機構とを備える。
 本発明によれば、サーマルヘッドの封止性を向上させることができる。
第1の実施形態に係るサーマルヘッドの概略を示す分解斜視図である。 図1に示すサーマルヘッドを示す平面図である。 図2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ヘッドを構成するコネクタ近傍を拡大して示しており、(a)は上面図、(b)は底面図である。 第1の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、(a)は断面図、(b)は記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。 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、記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。 第3の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。 第4の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。 第5の実施形態に係るサーマルヘッドを示し、記録媒体を搬送した状態を示す断面図である。
 <第1の実施形態>
 以下、サーマルヘッドX1について図1~5を参照して説明する。図1は、サーマルヘッドX1の構成を概略的に示している。図2は、保護層25、被覆層27、および封止部材12を一点鎖線にて概略的に示している。また、図4では封止部材12が設けられる領域を破線で示している。
 サーマルヘッドX1は、ヘッド基体3と、コネクタ31と、封止部材12と、放熱板1と、接着部材14とを備えている。サーマルヘッドX1は、放熱板1上に接着部材14を介してヘッド基体3が載置されている。ヘッド基体3は、外部からの電圧が印加することにより発熱部9を発熱させ記録媒体(不図示)に印画を行っている。コネクタ31は、外部とヘッド基体3とを電気的に接続している。封止部材12は、コネクタ31とヘッド基体3とを接合している。放熱板1は、ヘッド基体3の熱を放熱するために設けられている。接着部材14は、ヘッド基体3と放熱板1とを接着している。
 放熱板1は、直方体形状をなしており、基板7が載置される台部1aを有している。放熱板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、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。
 接着部材14は、放熱体1の台部1aの上面に配置されており、ヘッド基体3と放熱板1とを接合している。接着部材14としては、両面テープ、あるいは樹脂性の接着剤を例示することができる。
 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、放熱板1の台部1a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、側面7eと、第1主面7fと、第2主面7gとを有している。側面7eはコネクタ31側に設けられている。第1主面7f上にヘッド基体3を構成する各部材が設けられている。第2主面7gは、放熱板1側に設けられている。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の第1主面7fには、蓄熱層13が設けられている。蓄熱層13は、基板7の上方へ向けて突出した隆起部13aを備えている。隆起部13a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13a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している。隆起部13aは、基板7からの高さが15~90μmで設けられることが好ましい。
 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。
 電気抵抗層15は、基板7の上面および蓄熱層13の上面に設けられており、電気抵抗層15上には、ヘッド基体3を構成する各種電極が設けられている。電気抵抗層15は、ヘッド基体3を構成する各種電極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。各露出領域は発熱部9を構成しており、隆起部13a上に列状に配置されている。
 複数の発熱部9は、説明の便宜上、図2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系等の電気抵抗値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。
 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。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。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。
 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。
 上記のヘッド基体3を構成する各種電極は、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、ヘッド基体3を構成する各種電極は、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、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。
 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。
 基板7の第1主面7fに設けられた蓄熱層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。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。
 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。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。
 コネクタ31とヘッド基体3とは、コネクタピン8、導電性接合材23、および封止部材12により固定されている。導電性接合材23は、接続端子2とコネクタピン8との間に配置されており、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。なお、導電性接合材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、導電性接合剤23は必ずしも設けなくてもよい。この場合、クリップ式のコネクタピン8を用いて、コネクタピン8で基板7を挟持することにより、接続端子2とコネクタピン8とを直接電気的に接続すればよい。
 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の接続端子2に電気的に接続されており、ヘッド基体3の各種電極と電気的に接続されている。
 コネクタピン8は導電性を有する部材により形成されており、金属あるいは合金により形成されている。ハウジング10は、絶縁性の部材により形成することができ、例えば、PA(ポリアミド)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、LCP(液晶ポリマー)などの樹脂材料により形成することができる。
 封止部材12は、第1封止部材12aと第2封止部材12bとを有している。第1封止部材12aは基板7の第1主面7f上に位置しており、第2封止部材12bは基板7の第2主面7g上に位置している。第1封止部材12aは、コネクタピン8と各種電極とを封止するように設けられており、第2封止部材12bは、コネクタピン8を封止するように設けられている。
 封止部材12は、接続端子2、およびコネクタピン8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。なお、第1封止部材12aと第2封止部材12bとが同じ材料により形成されていてもよく、別の材料により形成されていてもよい。
 図5を用いて被覆層27について詳細に説明する。なお、図5は、記録媒体Pの搬送状態を示しており、図5においては、プラテンローラ、電気抵抗層、各種電極の図示を省略して示している。なお、図7~10においても同様である。また、図5(b)においては、記録媒体Pの搬送方向Sを図示しており、図7~10においても同様である。
 被覆層27は、第1部位27aと第2部位27bとを有しており、保護層25上に設けられている。第2部位27bは、第1部位27aよりも厚みが薄くなっている。被覆層27は、下方に設けられた発熱部9および各種電極を封止する機能を有している。
 第1部位27aは、平面視して、隆起部13aと間(隙間16)をあけて互いに離間されるように配置されており、基板7上の略全域にわたって形成されている。より具体的には、第1部位27aは、隆起部13aと基板7の一方の長辺7aとの間に、主走査方向に延びるように設けられている。また、第1部位27aは、隆起部13aと基板7の他方の長辺7bとの間にも、主走査方向に延びるように設けられている。隆起部13aと基板7の他方の長辺7bとの間に設けられた第1部位27aには、駆動IC11が配置される開口と、コネクタピン8が配置される開口が設けられている。
 第1部位27aは、基板7上に設けられた各部材を保護する機能を有している。また、第1部位27aは、搬送される記録媒体P(図5(b)参照)との接触から、基板7上に設けられた各部材を保護する機能を有している。
 そのため、第1部位27aは、厚みが10~30μmであることが好ましい。厚みが10μm以上であることにより、耐腐食性を向上させることができる。また、厚みが30μm以下であることにより、記録媒体Pの搬送を阻害しにくくなる。
 第1部位27aは、耐腐食性、耐摩耗性の機能を有する必要があり、例えば、エポキシ系樹脂材料、ポリイミド系樹脂材料等により形成することができる。エポキシ系樹脂材料としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、あるいはビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いることができる。
 第2部位27bは、第1部位27aから連続して形成されており、第1部位27aと、隆起部13aとの間に設けられている。そのため、第2部位27bは、隙間16上に配置されている。図5には示されていないが、第2部位27bは、主走査方向に延びるように設けられている。第2部位27bは、第1部位27aと隆起部13aとの間の隙間16に設けられた保護層25を封止しており、保護層25の内部に形成された発熱部9および各種電極を封止している。
 第2部位27bは、第1部位27aよりも厚みが薄く形成されており、第2部位27bの厚みは、0.01~1μmとすることができる。第2部位27bの厚みが0,01μm以上であることにより、サーマルヘッドX1の封止性を高めることができる、第2部位27bの厚みが1μm以下であることにより、記録媒体Pの搬送を阻害しにくくなる。
 第2部位27bは、耐腐食性の機能を有する必要があり、例えば、エポキシ系樹脂材料、ポリイミド系樹脂材料等により形成することができる。エポキシ系樹脂材料としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等を用いることができる。
 ここで、サーマルヘッドは、基板上に設けられた各部材を、保護層、被覆層、ハードコート、あるいは封止部材により被覆しており、各部材が腐食しないように構成されている。被覆層は、外部環境に対する耐腐食性が高く、サーマルヘッドの封止性を向上させるためには、被覆層を発熱部の近傍にまで形成することが好ましい。
 しかしながら、被覆層を発熱部の近傍にまで形成すると、発熱部上に位置するプラテンローラが、被覆層に接触してしまうことにより、プラテンローラの押圧力が分散してしまい、記録媒体Pへの印画に影響を与える可能性がある。そのため、記録媒体が発熱部上を搬送されるように、隆起部と所定の間をあけて形成する必要がある。
 その結果、隆起部と被覆層との所定の間には、保護層のみが形成されることとなり、保護層にピンホール等の欠陥があると、基板上に設けられた各部材が外部と連通することとなり、サーマルヘッドの封止性が悪くなる問題がある。それにより、基板上に設けられた各部材が腐食するおそれがある。
 これに対して、被覆層27は、隆起部13aに対して間(隙間16)をあけて配置された第1部位27aと、隆起部13aと第1部位27aとの間に配置された第2部位27bとを有しており、第2部位27bの基板7からの高さが、第1部位27aの基板7からの高さよりも低くなっている。
 そのため、被覆層27の第2部位27bで封止することができるとともに、図5(b)に示すように、第1部位27aにより記録媒体Pが持ちあげられることとなり、記録媒体Pと第2部位27bとが接触しにくい構成となる。
 その結果、第2部位27bにより隙間16を封止しつつ、第1部位27aにより第2部位27bの摩耗を抑制することができ、サーマルヘッドX1の封止性を向上させることができる。
 なお、第1部位27aの基板7からの高さとは、第1部位27aのうち最も基板7からの高さが高い部位であり、第2部位27bの基板7からの高さとは、第2部位27bのうち最も基板7からの高さが高い部位である。これらの基板7からの高さは、例えば、表面粗さ計を用いて測定することができる。また、サーマルヘッドX1を厚み方向に切断し、切断面を測定することにより、基板7からの高さを測定することもできる。
 また、第2部位27bの厚みが、第1部位27aの厚みよりも薄いことから、第2部位27bが隙間16を埋めるように配置されたとしても、記録媒体Pと第2部位27bとが接触しにくい構成となる。その結果、サーマルヘッドX1の封止性を向上させることができる。
 また、第1部位27aと第2部位27bとが同じ材料系により形成されることが好ましい。それにより、第1部位27aと第2部位27bとの接続状態が良好になるとともに、第2部位27bの樹脂材料として保護層25を形成するセラミックス材料に濡れ性が高い樹脂材料を選択することにより、サーマルヘッドX1の封止性を向上させることができる。
 また、第2部位27bと記録媒体Pとが接触した場合においても、第1部位27aと第2部位27bとが同じ材料系により形成されているため、記録媒体Pに対する摩擦係数が、第1部位27aおよび第2部位27bで略同等となり、スティッキングが生じる可能性を低減することができる。
 具体的には、第1部位27aは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、およびビスフェノールF型エポキシ樹脂の複合体により形成されており、第2部位27bは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂により形成されていることが好ましい。それにより、サーマルヘッドX1の封止性を向上させることができる。
 また、第1部位27aは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、およびビスフェノールF型エポキシ樹脂の複合体により形成されており、第2部位27bは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂により形成されていることにより、第2部位27bの電気抵抗値は、第1部位27aの電気抵抗値27bよりも高くなる。そのため、発熱部9の近くに配置された第2部位27bに電流が流れにくい構成となり、サーマルヘッドX1の絶縁性を向上させることができる。
 なお、第1部位27aおよび第2部位27bの電気抵抗値は、抵抗測定器を用いて単位長さ当たりの電気抵抗値を測定することにより計測することができる。
 また、第1部位27aおよび第2部位27bはビスフェノールA型エポキシ樹脂を含んでおり、第2部位27bにおけるビスフェノールA型エポキシ樹脂の含有率が、第1部位27aにおけるビスフェノールA型エポキシ樹脂の含有率よりも多いことにより、第2部位27bの耐熱性および耐摩耗性を向上させることができる。それにより、サーマルヘッドX1の耐久性を向上させることができる。
 なお、上記の場合、第1部位27aと第2部位27bとは、ビスフェノールF型エポキシ樹脂の有無により区別することができ、ビスフェノールF型エポキシ樹脂がある部位を第1部位27a、ビスフェノールF型エポキシ樹脂がない部位を第2部位27bとすることができる。
 被覆層27は、例えば、以下の方法により形成することができる。
 第1部位27aを形成するために、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、およびイミダゾールを混合して第1部位27a用樹脂を作製する。また、第2部位27bを形成するために、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、およびイミダゾールを混合して第2部位27b用樹脂を作製する。
 次に、印刷により第1部位27a用樹脂を基板7に塗布する。その際に、隆起部13aと隙間16が生じるように第1部位27a用樹脂を塗布する。
 次に、隆起部13aと第1部位27a用樹脂との間に、第2部位27b用樹脂を塗布する。第2部位27b用樹脂は、隙間16を封止するように、スクリーン印刷、あるはディスペンサ等によって塗布する。
 また、第1部位27a用樹脂と第2部位27b用樹脂とを混合させた状態で塗布し、被覆層27を形成してもよい。この場合、第1部位27a用樹脂と第2部位27b用樹脂との混合樹脂を、塗布し、塗布後に所定時間放置した後に硬化させることにより、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、押圧機構であるプラテンローラ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6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上に位置する保護層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6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。
 なお、押圧機構としてプラテンローラ50を用いて説明したが、プラテンローラ50以外のものを用いてもよい。
 <第2の実施形態>
 図7を用いてサーマルヘッド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じ符号を付しており、以下同様とする。サーマルヘッドX2は、被覆層127が、サーマルヘッドX1の被覆層27と異なっている。
 被覆層127は、第1部位27aと、第2部位127bと、第3部位127cとを有しており、保護層25上に設けられている。第3部位127cは、隆起部13a上に設けられており、第2部位127bと一体的に形成されている。
 第3部位127cは、第2部位127bから連続して形成されており、隆起部13a上に設けられている。そのため、第2部位127bおよび第3部位127cにより、隆起部13aの縁を封止している。
 第3部位127cは、第2部位127bと同様に、第1部位27aよりも厚みが薄く形成されており、第3部位127cの厚みは、0.01~1μmとすることができる。第3部位127cは、第2部位127bと同様に、エポキシ系樹脂材料、ポリイミド系樹脂材料等により形成することができる。
 被覆層127は、隆起部13a上に配置された第3部位127cを備えている。そのため、第2部位127bおよび第3部位127cが、隆起部13aと基板7との境界近傍である隆起部13aの縁を覆うような構成となる。それにより、隙間16の封止性を向上させることができる。
 特に、隆起部13aが上方へ向けて隆起していることから、隙間16のうち隆起部13aと基板7との境界近傍では、被覆層27の封止性が低くなりやすい。しかしながら、サーマルヘッドX2は、第2部位127bおよび第3部位127cにより隙間16の封止性を確保することができる。
 また、サーマルヘッドX2は、第3部位127cの基板7からの高さが、第1部位27aの基板7からの高さよりも低い構成を有している。そのため、記録媒体Pが第1部位27aにより支えられ、発熱部9上に搬送されることとなり、記録媒体Pが、第3部位127cとが接触する可能性を低減することができ、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。
 さらに、第2部位127bおよび第3部位127cの厚みが、第1部位27aの厚みよりも薄いことから、発熱部9が発熱した熱が、第2部位127bおよび第3部位127cを通じて第1部位27aに伝わることを抑制することができる。
 また、第3部位127cが、隆起部13aのうち、発熱部9上以外の領域に設けられている。すなわち、第3部位127cは、発熱部9上に設けられていない構成となっている。そのため、発熱部9により発熱した熱が、第3部位127cを通らずに、保護膜25を介して記録媒体Pに伝わることとなる。その結果、サーマルヘッドX2の印画効率が低下する可能性を低減することができる。
 第3部位127cは、第2部位127bと同時に形成することができる。すなわち、第1部位27a用樹脂を隙間16が形成されるように塗布し、続いて、第2部位127bおよび第3部位127c用樹脂を第1部位127cから、隆起部13a上まで形成されるように塗布することにより、形成することができる。
 なお、第3部位127cの基板7からの高さとは、第3部位127cのうち最も基板7からの高さが高い部位であり、表面粗さ計を用いて測定することができる。
 <第3の実施形態>
 図8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、被覆層227の構成が、サーマルヘッドX1の被覆層27と異なっている。
 被覆層227は、第1部位27aと、第2部位227bと、第3部位227cとを有しており、保護層25上に設けられている。第1部位27aは、隆起部13a側に角部227dを有している。第2部位227bは、第1部位27aと隆起部13aとの間の隙間16に設けられている。第3部位227cは、隆起部13a上に設けられており、隆起部13aの全域にわたって設けられている。
 第3部位227cは、隆起部13aの全域にわたって設けられていることから、隆起部13aに位置する保護層25の全域にわたって設けられることとなる。そのため、保護層25にピンホールが生じた場合においても、第3部位227cによって保護層25を封止することができる。それにより、保護層25により封止された発熱部9および各種電極が腐食する可能性を低減することができる。
 また、第3部位227cの算術表面粗さ(Ra)が、第2部位227bの算術表面粗さ(Ra)よりも小さくなっている。それにより、第3部位227cと記録媒体Pとが接触した場合においても、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。また、第2部位227bは、第1部位27aよりも高さが低いことにより、記録媒体Pと接触する可能性が低くなっている。
 また、第2部位227bは、表面粗さの粗い基板7上である隙間16に形成されているため、第2部位227bと基板7との密着力を向上させることができる。そのため、隙間16の封止性を向上することができる。
 また、第3部位227cの基板7からの高さが、第1部位27aの基板7からの高さよりも高くなっている。その場合においても、記録媒体Pが、第1部位27aの角部227dにより発熱部9に向けて搬送されることとなり、記録媒体Pの搬送において、第1部位27a1と第3部位227cとの摩擦力が略等しくなるために、記録媒体Pがスムーズに搬送されることによりスティッキングを抑制できるとともに、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。
 なお、記録媒体Pの搬送方向Sの下流側に位置する第1部位27aの基板7からの高さが、第3部位227cの基板7からの高さよりも低くなっていてもよい。その場合、発熱部9から搬送された記録媒体Pが、搬送方向Sの下流側に位置する第1部位27aの角部227dに接触しにくい構成となり、記録媒体Pをスムーズに搬送することができる。
 <第4の実施形態>
 図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、被覆層327がサーマルヘッドX3の被覆層227と構成が異なっている。
 被覆層327は、第1部位327aと、第2部位227bと、第3部位227cとを有しており、保護層25上に設けられている。隆起部13aの基板7からの高さは、第1部位327aの基板7からの高さよりも低くなるように形成されている。それゆえ、第3部位227cの基板7からの高さは、第1部位327aの基板7からの高さよりも低くなるように形成されている。
 サーマルヘッドX4は、隆起部13aの基板7からの高さが、第1部位327aの基板7からの高さよりも低くなるように構成されている。そのため、搬送された記録媒体Pは、図9に示すように搬送されることとなる。すなわち、記録媒体Pは、基板7からの高さの高い第1部位327aに接触した後、第3部位227cに接触することとなる。
 その結果、第2部位227bが、記録媒体Pと接触する可能性をさらに低減することができる。それにより、サーマルヘッドX4の封止性をさらに向上させることができる。
 <第5の実施形態>
 図10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、被覆層427がサーマルヘッドX2の被覆層127と構成が異なっている。
 被覆層427は、第1部位427aと、第2部位127bと、第3部位127cとを有しており、保護層25上に設けられている。そして、第1部位427aは、内部にフィラー18を含有しており、第2部位127bおよび第3部位127cは、内部にフィラー18を含有していない。
 フィラー18は、第1部位27aの耐摩耗性を向上させるために含有されており、重量%で25~35重量%含有されている。フィラーとしては、シリカ、アルミナ、ガラス、タルク、クレー、あるいはマイカを例示することができる。
 サーマルヘッドX5は、被覆層427は、樹脂で形成されており、第1部位427aはフィラー18を含有しており、第2部位127bおよび第3部位127cはフィラー18を含有していない構成を有している。それにより、フィラー18を含有している第1部位427aは、耐摩耗性を向上させることができ、信頼性の向上したサーマルヘッドX5とすることができる。
 また、第2部位127bおよび第3部位127cは、フィラー18を含有していないことから、第2部位127bおよび第3部位127cと、記録媒体Pとが接触した場合においても、フィラー18と記録媒体Pとが接触することなく、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。
 また、第1部位427aは、内部に顔料20を含有しており、第2部位127bおよび第3部位127cは、内部に顔料20を含有していない。
 顔料20は、第1部位27aの視認性を向上させるために含有されており、重量%で0.1~10重量%含有されている。
 サーマルヘッドX5では、被覆層427は、樹脂で形成されており、第1部位427aは顔料20を含有しており、第2部位127bおよび第3部位127cは顔料20を含有していない構成を有している。それにより、顔料20を含有している第1部位427aは、耐摩耗性を向上させることができ、信頼性の向上したサーマルヘッドX5とすることができる。
 また、第2部位127bおよび第3部位127cは、顔料20を含有していないことから、第2部位127bおよび第3部位127cと、記録媒体Pとが接触した場合においても、顔料20と記録媒体Pとが接触することなく、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。
 また、第1部位427aは、サーマルヘッドX5の基板7上の多くの領域に塗布されるため塗布量の調整が難しいが、第1部位427aが顔料20を含有することにより、第1部位427aの視認性が向上し、サーマルヘッドX5を精度よく製造することができる。
 これに対して、第2部位127bおよび第3部位127cは、第1部位427aと隆起部13aとの間に位置する隙間16および隆起部13a上に設けられればよく、第2部位127bおよび第3部位127cが塗布される範囲は狭くなっている。そのため、第2部位127bおよび第3部位127cの塗布量の調整は容易であり、視認せずとも第2部位127bおよび第3部位127cの塗布状態を管理することができる。それゆえ、第2部位127bおよび第3部位127cは顔料20を含有する必要がない。
 なお、図10のサーマルヘッドX5では、第1部位427aが、フィラー18および顔料20を含有する例を示したが、第1部位427aが、フィラー18のみ含有していてもよく、顔料20のみ含有していてもよい。
 また、図10では、第2部位127bおよび第3部位127cが、フィラー18および顔料20を含有しない例を示したが、第2部位127bまたは第3部位127cが、フィラー18および顔料20を含有しない場合であってもよい。
 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。
 例えば、サーマルヘッドX1では、発熱部9の記録媒体Pの搬送方向Sの上流側および下流側に、被覆層27を設けた例を示したが、搬送方向Sの上流側にのみ被覆層27を設けてもよく、搬送方向Sの下流側にのみ被覆層27を設けてもよい。また、搬送方向Sの上流側および下流側に被覆層27を設けた場合においても、いずれか一方のみに第1~第5の実施形態を適応してもよく、上流側および下流側に設けられた被覆層27のそれぞれに、異なる実施形態を適用してもよい。
 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。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。
 また、発熱部9が基板7の第1主面7f上に形成された平面ヘッドを例示して説明したが、発熱部9が基板7の端面に設けられた端面ヘッドに本発明を用いてもよい。
 また、蓄熱層13が隆起部13a以外の領域に下地部(不図示)を形成してもよい。
 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を形成してもよい。
 なお、封止部材12を、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、封止部材12が形成される領域にも印刷して、ハードコート29と封止部材12とを同時に形成してもよい。
 X1~X5 サーマルヘッド
 Z1 サーマルプリンタ
 1 放熱板
 3 ヘッド基体
 7 基板
 9 発熱部
 11 駆動IC
 12 封止部材
 13 蓄熱層
  13a 隆起部
 14 接着部材
 25 保護層
 27,127,227,327,427 被覆層
  27a,327a,427a 第1部位
  27b,127b,227b, 第2部位
  127c,227c, 第3部位
 31 コネクタ
 

Claims (12)

  1.  基板と、
    前記基板上に設けられた、隆起部を有する蓄熱層と、
    前記隆起部上に設けられた発熱部と、
    前記発熱部上に設けられた保護層と、
    前記保護層上に設けられた被覆層とを備え、
    前記被覆層は、前記隆起部に対して間をあけて配置された第1部位と、
    前記隆起部と前記第1部位との間に配置された第2部位とを有しており、
    前記第2部位の前記基板からの高さが、前記第1部位の前記基板からの高さよりも低いサーマルヘッド。
  2.  前記第2部位の厚みが、前記第1部位の厚みよりも薄い、請求項1に記載のサーマルヘッド。
  3.  前記被覆層は、前記隆起部上に配置された第3部位を備える、請求項1または2に記載のサーマルヘッド。
  4.  前記第3部位の算術表面粗さ(Ra)が、前記第2部位の算術表面粗さ(Ra)よりも小さい、請求項3に記載のサーマルヘッド。
  5.  前記第3部位の前記基板からの高さが、前記第1部位の前記基板からの高さよりも低い、請求項3または4に記載のサーマルヘッド。
  6.  前記隆起部の前記基板からの高さが、前記第1部位の前記基板からの高さよりも低い、請求項1~5のいずれか1項に記載のサーマルヘッド。
  7.  前記第3部位は、前記隆起部のうち、前記発熱部上以外の領域に設けられている、請求項3~6のいずれか1項に記載のサーマルヘッド。
  8.  前記被覆層は、樹脂で形成されており、
    前記第1部位はフィラーを含有し、前記第2部位はフィラーを含有しない、請求項1~7のいずれか1項に記載のサーマルヘッド。
  9.  前記被覆層は、樹脂で形成されており、
    前記第1部位は顔料を含有し、前記第2部位は顔料を含有しない、請求項1~7のいずれか1項に記載のサーマルヘッド。
  10.  前記第2部位の電気抵抗値は、前記第1部位の電気抵抗値よりも高い、請求項1~9のいずれか1項に記載のサーマルヘッド。
  11.  前記第1部位および前記第2部位はビスフェノールA型エポキシ樹脂を含んでおり、
     前記第2部位における前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂の含有率が、前記第1部位における前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂の含有率よりも多い、請求項1~10のいずれか1項に記載のサーマルヘッド。
  12.  請求項1~11のうちいずれか1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、
    前記発熱部上に向けて前記記録媒体を押圧する押圧機構とを備えるサーマルプリンタ。
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