WO2023120093A1 - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/335—Structure of thermal heads
Definitions
- each embodiment can be appropriately combined within a range that does not contradict the processing content.
- the same parts are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
- FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a thermal head 1 according to an embodiment.
- an XYZ orthogonal coordinate system may be set, and the positional relationship of each part may be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system.
- a predetermined direction in the horizontal plane is the X-axis direction
- a direction perpendicular to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction
- a direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction is the Z-axis direction.
- An XY plane containing the X and Y axes is parallel to the horizontal plane.
- the surface where the substrate 7 of the thermal head 1 is fitted with the connector 5 may be parallel to the horizontal plane.
- the Z-axis direction perpendicular to the XY plane is the vertical direction.
- the direction perpendicular to the surface where the substrate 7 of the thermal head 1 is fitted with the connector 5 may be parallel to the Z-axis.
- the thermal head 1 includes a head substrate 2, a radiator plate 3, an adhesive member 4, a connector 5, and a sealing member 6.
- the head base body 2 is formed, for example, in a substantially rectangular parallelepiped shape, and placed on the radiator plate 3 via the adhesive member 4 .
- Each member constituting the thermal head 1 is provided on the substrate 7 of the head substrate 2 .
- the head substrate 2 applies a voltage in accordance with an electric signal supplied from the outside through the connector 5 to generate heat in the heating portion 8 and print on the recording medium P (see FIG. 12).
- a voltage in accordance with an electric signal supplied from the outside through the connector 5 to generate heat in the heating portion 8 and print on the recording medium P (see FIG. 12).
- the connector 5 is joined to the head substrate 2 by a sealing member 6 and electrically connects the head substrate 2 to the outside.
- the adhesive member 4 bonds the head base 2 and the heat sink 3 together.
- the radiator plate 3 is formed, for example, in a substantially rectangular parallelepiped shape, and provided to radiate heat from the head base body 2 .
- the radiator plate 3 is made of, for example, a metal material such as copper, iron, or aluminum, and has a function of dissipating the heat generated in the heat generating portion 8 of the head base 2 that does not contribute to printing.
- FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the thermal head 1 shown in FIG. 1.
- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2.
- the thermal head 1 includes a substrate 7, a heat storage layer 21, a resistance layer 22, a common electrode 23, an individual electrode 24, a first connection electrode 25, a ground electrode 26, a connection terminal 27, a second A connection electrode 28 , a drive IC 30 , a hard coat 31 , a protective layer 32 , a coating layer 33 and a bonding member 34 are further provided.
- the substrate 7 has a rectangular shape in plan view, and has a first long side 7a, a second long side 7b, a first short side 7c, a second short side 7d, a side surface 7e, a first surface 7f and a second surface 7g.
- the substrate 7 is made of, for example, an electrically insulating material such as alumina ceramics or a semiconductor material such as single crystal silicon.
- a connector 5 is provided on the side surface 7 e of the substrate 7 .
- the connector 5 is fixed to the side surface 7 e by connector pins 9 , joining members 34 and sealing members 6 .
- the joining member 34 has electrical conductivity and is arranged between the connection terminal 27 and the connector pin 9 . Examples of the joining member 34 include solder or an anisotropic conductive paste.
- a pad portion (not shown) that is a metal plating layer of Ni, Au, or Pd is provided between the joint member 34 and the connection terminal 27 . Note that the joining member 34 may not necessarily be provided.
- the connector 5 has a plurality of connector pins 9 and a housing 10 that accommodates the plurality of connector pins 9 .
- the plurality of connector pins 9 have first ends exposed outside the housing 10 and second ends housed inside the housing 10 .
- a plurality of connector pins 9 are electrically connected to connection terminals 27 of the head substrate 2 and electrically connected to various electrodes of the head substrate 2 .
- the sealing member 6 is provided so that the connection terminals 27 and the connector pins 9 are not exposed to the outside.
- the sealing member 6 can be made of, for example, an epoxy thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a visible light curable resin.
- the heat storage layer 21 is located on the first surface 7 f of the substrate 7 .
- the heat storage layer 21 has a base portion 21a and a raised portion 21b.
- Base portion 21 a is located over the entire first surface 7 f of substrate 7 .
- the protruding portion 21b protrudes in the thickness direction of the substrate 7 from the base portion 21a. In other words, the raised portion 21b protrudes away from the first surface 7f of the substrate 7 .
- the raised portion 21b is positioned adjacent to the first long side 7a of the substrate 7 and extends along the main scanning direction.
- the raised portion 21b has a substantially semielliptical cross section. Therefore, the protective layer 32 located on the heat-generating portion 8 is in good contact with the recording medium P (see FIG. 12) to be printed.
- the height of the heat storage layer 21 from the first surface 7f of the substrate 7, including the underlying portion 21a and the raised portion 21b, can be 15 to 90 ⁇ m.
- the heat storage layer 21 is made of a material with low thermal conductivity, such as glass, and has the function of temporarily storing part of the heat generated by the heat generating section 8 . Therefore, the heat storage layer 21 can shorten the time required to raise the temperature of the heat generating portion 8 . As a result, the heat storage layer 21 functions to enhance the thermal response characteristics of the thermal head 1 .
- the heat storage layer 21 is formed by, for example, applying a predetermined glass paste obtained by mixing glass powder with an appropriate organic solvent to the upper surface of the substrate 7 by screen printing or the like, and firing the paste.
- the heat storage layer 21 is not limited to a glaze layer made of a glass material.
- the heat storage layer 21 is made of a dielectric material such as silicon oxide, and may be formed by various vapor phase synthesis methods (eg, PVD (Physical Vapor Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition)).
- a plurality of heat generating parts 8 are arranged on the heat storage layer 21 along the longitudinal direction of the substrate 7 . Further, the plurality of heat generating portions 8 are arranged at predetermined intervals between a first short side 7c and a second short side 7d extending along the width direction of the sides of the first surface 7f of the substrate 7. be done.
- the common electrode 23 has main wiring portions 23a and 23d, a sub-wiring portion 23b, and a lead portion 23c.
- the common electrode 23 electrically connects the multiple heat generating portions 8 and the connector 5 .
- the main wiring portion 23 a extends along the first long side 7 a of the substrate 7 .
- Sub-wiring portion 23b extends along first short side 7c and second short side 7d of substrate 7, respectively.
- the individual electrode 24 electrically connects between the heating portion 8 and the drive IC 30 .
- the plurality of heat generating portions 8 are divided into a plurality of groups.
- the individual electrodes 24 electrically connect the plurality of heat generating portions 8 forming each group and the drive ICs 30 corresponding to each group. Note that the drive IC 30 will be described later.
- the first connection electrode 25 electrically connects between the drive IC 30 and the connector 5 .
- a plurality of first connection electrodes 25 are connected to each of the driving ICs 30, and each of these first connection electrodes 25 is composed of one or more wirings having different functions.
- Such a pad portion is made of, for example, a metal material such as Au.
- the pad portion may be made of Ni or Pd instead of Au.
- connection terminal 27 is provided on the second long side 7 b side of the substrate 7 and connects the common electrode 23 , the individual electrode 24 , the first connection electrode 25 and the ground electrode 26 to the connector 5 .
- the connection terminals 27 are provided so as to correspond to the connector pins 9, and when connecting the connector 5, the connector pins 9 and the connection terminals 27 are connected so as to be electrically independent from each other.
- a protective resin layer (not shown) is provided on the upper surface of the connection terminal 27 (the contact surface with the connector pin 9).
- the second connection electrodes 28 electrically connect adjacent drive ICs 30 to each other.
- the second connection electrodes 28 are provided so as to correspond to the first connection electrodes 25, respectively, and transmit various signals to the adjacent drive ICs 30. As shown in FIG.
- the resistance layer 22 and various electrodes can be formed, for example, as follows.
- the materials forming each are sequentially laminated on heat storage layer 21 by a thin film forming technique such as a sputtering method.
- the resistive layer 22 and various electrodes are formed by processing this laminate into a predetermined pattern using conventionally known photoetching or the like. In this manner, various electrodes are electrically connected to the heat generating portion 8 . Its thickness can be, for example, 0.1 to 1 ⁇ m.
- the drive IC 30 is arranged on the first surface 7f side of the substrate 7, for example. Further, the plurality of drive ICs 30 are arranged along the direction in which the heat generating portions 8 are arranged so as to correspond to the groups of the heat generating portions 8 assigned to the respective drive ICs 30 .
- the driving IC 30 is connected to the end of the individual electrode 24 on the side of the driving IC 30 and the end of the first connection electrode 25 on the side of the driving IC 30, and individually activates the respective heat generating portions 8 according to an electric signal supplied from the outside. Electric power for generating heat is supplied to the heating unit 8 .
- the driving IC 30 for example, a switching member having a plurality of switching elements inside can be used.
- the protective layer 32 is a member disposed on the heat storage layer 21 formed on the upper surface 7h1 of the substrate 7 and covering the heat generating section 8, the common electrode 23 and the individual electrodes 24. More specifically, the protective layer 32 is provided so as to partially cover the individual electrodes 24 from the edge of the substrate 7, that is, the first long side 7a, the first short side 7c and the second short side 7d of the substrate 7. As shown in FIG.
- the protective layer 32 protects the heating portion 8, the common electrode 23, and the individual electrodes 24 from corrosion due to the adhesion of moisture contained in the atmosphere, or from abrasion due to contact with the recording medium P on which printing is performed. .
- Protective layer 32 can be formed using, for example, SiN, SiO 2 , SiON, SiC, or diamond-like carbon.
- the protective layer 32 may be composed of a single layer or multiple layers.
- the covering layer 33 is provided on the substrate 7 so as to partially cover the common electrode 23 , the individual electrodes 24 , the first connection electrodes 25 and the protective layer 32 .
- the coating layer 33 protects the coated area from oxidation due to contact with the atmosphere or corrosion due to adhesion of moisture contained in the atmosphere.
- the coating layer 33 is in close contact with the protective layer 32 to cover the end portion of the protective layer 32, thereby preventing the problem that the protective layer 32 is peeled off from the object to be protected, such as the heating portion 8 or various electrodes. Reduce occurrence.
- the drive IC 30 is sealed with the hard coat 31 while being connected to the individual electrodes 24 and the first connection electrodes 25 . This protects the drive IC 30 or the connection between the drive IC 30 and these electrodes.
- Hard coat 31 is made of resin such as epoxy resin or silicone resin.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a main part of the thermal head 1 according to the embodiment.
- the base portion 21a located downstream of the raised portion 21b may not be present. In the absence of the base portion 21a, the temperature of the second portion 8b tends to be lower, so that the designated portion of the recording medium P can be printed with better quality.
- a stepped portion 21c is provided in the vicinity of the top portion 21b1 of the heat storage layer 21 .
- the stepped portion 21c is formed by a rapid decrease in thickness of the heat storage layer 21 in the vicinity of the top portion 21b1 as the transport direction S progresses.
- the stepped portion 21c is not provided so as to rise vertically with respect to the first surface 7f of the substrate 7, but the thickness of the heat storage layer 21 changes along the curved surface at the stepped portion 21c.
- Such a step portion 21c may be provided.
- the protective layer 32 is provided with a sharp corner, so that the recording medium P is torn. This problem can be reduced.
- the temperature of the recording medium P (see FIG. 12) can be increased more quickly in the first portion 8a, so that the speed of the thermal head 1 can be further increased.
- the third embodiment it is possible to achieve both high-speed operation of the thermal head 1 and good print quality, as in the embodiment.
- the heat storage layer 21 and the heat generating portion 8 are located over a plurality of surfaces of the substrate 7 (here, the upper surface 7h1 and the side surface 7h2).
- the angle formed between the upper surface 7h1 facing the first portion 8a and the printing surface of the recording medium P is smaller than the angle formed between the side surface 7h2 facing the second portion 8b and the printing surface of the recording medium P.
- the recording medium P (see FIG. 12) and the upper surface 7h1 are nearly parallel and face each other at a relatively small angle, so the pressing pressure on the recording medium P can be increased.
- the heat transfer efficiency from the heat generating portion 8 to the recording medium P can be improved on the upstream side, and the heat from the heat generating portion 8 is excessively transferred to the recording medium P on the downstream side. can be reduced.
- the thickness of the heat storage layer 21 is T3>T1>T2.
- the protective layer 32 has a convex shape between the first portion 8a and the second portion 8b of the heat generating portion 8, so that the recording medium P (see FIG. 12) is placed over the heat generating portion 8 of the thermal head 1. It can facilitate contact with the protective layer 32 located.
- the thermal printer 100 includes the thermal head 1 described above, a transport mechanism 40, a platen roller 50, a power supply device 60, and a control device .
- the power supply device 60 has a function of supplying a current for heating the heat generating portion 8 of the thermal head 1 and a current for operating the drive IC 30 as described above.
- the control device 70 has a function of supplying a control signal for controlling the operation of the driving IC 30 to the driving IC 30 in order to selectively heat the heat generating portion 8 of the thermal head 1 as described above.
- the thermal printer 100 presses the recording medium P onto the heat generating portion 8 of the thermal head 1 with the platen roller 50 and conveys the recording medium P onto the heat generating portion 8 with the conveying mechanism 40 .
- a predetermined image is printed on the recording medium P. As shown in FIG.
- the recording medium P is an image-receiving paper or the like
- printing is performed on the recording medium P by thermally transferring ink from an ink film (not shown) conveyed together with the recording medium P onto the recording medium P.
- the thermal head 1 includes a substrate 7 , a heat storage layer 21 positioned on the substrate 7 , and a heat generating portion 8 positioned on the heat storage layer 21 . Further, when the transport direction S of the recording medium P is defined as a first direction and the direction opposite to the first direction is defined as a second direction, in the heat storage layer 21, the end portion (first portion) of the heat generating portion 8 on the second direction side The thickness T1 of the portion located under 8a) is thicker than the thickness T2 of the portion located under the end portion (second portion 8b) of the heat generating portion 8 on the first direction side. As a result, it is possible to achieve both high-speed operation of the thermal head 1 and good print quality.
- the heat storage layer 21 has a first heat storage layer 21A and a second heat storage layer 21B.
- the first heat storage layer 21A is located between the end portion (first portion 8a) of the heat generating portion 8 on the second direction side and the substrate 7, and between the end portion (second portion 8b) of the heat generating portion 8 on the first direction side. It is positioned between the substrate 7 and the substrate 7 .
- the second heat storage layer 21B has a smaller thermal conductivity than the first heat storage layer 21A, and is positioned between the substrate 7 and the end portion (first portion 8a) of the heat generating portion 8 on the second direction side. As a result, the speed of the thermal head 1 can be further increased.
- the second heat storage layer 21B is positioned between the first heat storage layer 21A and the heat generating portion 8. As a result, the speed of the thermal head 1 can be further increased.
- the heat storage layer 21 and the heat generating portion 8 are positioned over a plurality of surfaces (the upper surface 7h1 and the side surface 7h2) of the substrate 7. Further, the angle formed by the surface (upper surface 7h1) of the substrate 7 facing the end portion (first portion 8a) of the heat generating portion 8 on the second direction side and the printing surface of the recording medium P is is smaller than the angle formed by the surface (side surface 7h2) of the substrate 7 facing the end (second portion 8b) of the substrate 7 and the printing surface of the recording medium P. As a result, it is possible to achieve both high-speed operation of the thermal head 1 and good print quality at a high level.
- the thickness T3 of the portion of the heat storage layer 21 located on the ridge 7h3 between the surfaces of the substrate 7 is equal to It is thicker than the thickness T1 of the portion located under (the first portion 8a) and the thickness T2 of the portion located under the end (second portion 8b) of the exothermic portion 8 on the first direction side.
- the tolerance of the head mounting angle in the thermal printer 100 can be increased.
- the heat storage layer 21 includes a portion located under the end portion (first portion 8a) of the heat generating portion 8 on the second direction side and It has a stepped portion 21c between the end portion (first portion 8a) and the lower portion. Moreover, the thickness of the heat storage layer 21 changes along the curved surface at the stepped portion 21c. As a result, when the recording medium P is pressed against the heat generating portion 8 by the platen roller 50 , it is possible to reduce the problem that the recording medium P is torn due to the provision of the angled portions in the protective layer 32 .
- the thermal printer 100 includes the above-described thermal head 1, a transport mechanism 40 that transports the recording medium P onto the heat generating section 8, and a platen roller 50 that presses the recording medium P onto the heat generating section 8. And prepare. As a result, it is possible to realize the thermal printer 100 that achieves both high speed and good print quality.
- the heat generating portion 8 may be positioned on the side surface of the substrate 7 on the side of the first long side 7a, or the heat generating portion 8 may extend along the first long side 7a of the substrate 7 from the top surface to the side surface. It may be formed on a slope that is separately formed over .
- the protrusion 7h has a trapezoidal shape in cross-section
- the present disclosure is not limited to such an example, and may have, for example, a polygonal shape in cross-section. .
- thermal head 7 substrate 7h protrusion 7h1 upper surface 7h2 side surface 7h3 edge 8 heat generating portion 8a first portion 8b second portion 21 heat storage layer 21A first heat storage layer 21B second heat storage layer 21c stepped portion 22 resistance layer 23 common electrode 24 individual electrode 40 transport mechanism 50 platen roller 100 thermal printer P recording medium S transport direction T1 to T3 thickness
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Abstract
サーマルヘッドは、基板と、基板の上に位置する蓄熱層と、蓄熱層の上に位置する発熱部と、を備える。また、記録媒体の搬送方向を第1方向とし、かかる第1方向と反対の方向を第2方向とすると、蓄熱層において、発熱部の第2方向側の端部の下に位置する部分の厚さが、発熱部の第1方向側の端部の下に位置する部分の厚さよりも厚い。
Description
開示の実施形態は、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など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、特許文献1参照)。
本開示のサーマルヘッドは、基板と、該基板の上に位置する蓄熱層と、該蓄熱層の上に位置する発熱部と、を備える。また、記録媒体の搬送方向を第1方向とし、該第1方向と反対の方向を第2方向とすると、前記蓄熱層において、前記発熱部の前記第2方向側の端部の下に位置する部分の厚さが、前記発熱部の前記第1方向側の端部の下に位置する部分の厚さよりも厚い。
従来、ファクシミリあるいはビデオプリンタなど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。しかしながら、従来技術では、サーマルヘッドの高速化と良好な印画品質とを両立させる点でさらなる改善の余地があった。
そこで、上記の課題を解決し、サーマルヘッドにおいて高速化と良好な印画品質とを両立させることができる技術の実現が期待されている。
以下、添付図面を参照して、本願の開示するサーマルヘッドおよびサーマルプリンタの実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの開示が限定されるものではない。
また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
<サーマルヘッドの概略構成>
まず、実施形態に係るサーマルヘッド1の概略構成の構成について、図1~図3を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係るサーマルヘッド1の構成を概略的に示した図である。
まず、実施形態に係るサーマルヘッド1の概略構成の構成について、図1~図3を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係るサーマルヘッド1の構成を概略的に示した図である。
なお、以下の説明において、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する場合がある。水平面内の所定の方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向およびY軸方向のそれぞれと直交する方向をZ軸方向とする。X軸およびY軸を含むXY平面は、水平面と平行である。
また、以下の説明において、サーマルヘッド1が備える基板7がコネクタ5と嵌合する面が、水平面と平行である場合がある。XY平面と直交するZ軸方向は、鉛直方向である。以下の説明において、サーマルヘッド1が備える基板7がコネクタ5と嵌合する面に垂直な方向が、Z軸と平行である場合がある。
図1に示すように、実施形態に係るサーマルヘッド1は、ヘッド基体2と、放熱板3と、接着部材4と、コネクタ5と、封止部材6とを備える。
ヘッド基体2は、たとえば、略直方体形状に形成され、接着部材4を介して放熱板3上に載置される。ヘッド基体2の基板7上には、サーマルヘッド1を構成する各部材が設けられる。
ヘッド基体2は、コネクタ5を介して外部より供給された電気信号に従って電圧を印加することで発熱部8を発熱させ、記録媒体P(図12参照)に印画を行う。なお、サーマルヘッド1を構成する各部材については図2および図3を用いて、また、記録媒体Pについては図12を用いて後述する。
コネクタ5は、封止部材6によってヘッド基体2と接合され、外部とヘッド基体2とを電気的に接続する。接着部材4は、ヘッド基体2と放熱板3とを接着する。
放熱板3は、たとえば、略直方体形状に形成され、ヘッド基体2の熱を放熱するために設けられる。放熱板3は、たとえば、銅、鉄またはアルミニウムなどの金属材料で構成され、ヘッド基体2の発熱部8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する。
次に、図2および図3を用いて、サーマルヘッド1を構成する各部材についてさらに説明する。図2は、図1に示すサーマルヘッド1の概略構成を示す平面図である。図3は、図2に示すA-A線の矢視断面図である。
図2および図3に示すように、サーマルヘッド1は、基板7、蓄熱層21、抵抗層22、共通電極23、個別電極24、第1接続電極25、グランド電極26、接続端子27、第2接続電極28、駆動IC30、ハードコート31、保護層32、被覆層33および接合部材34をさらに備える。
基板7は、平面視で矩形状をなしており、第1長辺7a、第2長辺7b、第1短辺7c、第2短辺7d、側面7e、第1面7fおよび第2面7gを有する。基板7は、たとえば、アルミナセラミックスなどの電気絶縁性材料あるいは単結晶シリコンなどの半導体材料などによって構成される。
以下、説明の便宜上、第1面7fを「上面」、第2面7gを「下面」と称する場合がある。同様に、側面7eを基準として第1面7f側を「上」または「上方」、第2面7g側を「下」または「下方」と称する場合がある。
基板7の側面7eには、コネクタ5が設けられる。コネクタ5は、コネクタピン9、接合部材34および封止部材6によって側面7eに固定される。接合部材34は、導電性を有し、接続端子27とコネクタピン9との間に配置される。接合部材34としては、はんだ、または異方性導電接着剤(Anisotropic conductive paste)などを例示することができる。
なお、接合部材34と接続端子27との間には、Ni、Au、あるいはPdによる金属めっき層であるパッド部(図示せず)が設けられる。なお、接合部材34は、必ずしも設けられなくてもよい。
また、コネクタ5は、複数のコネクタピン9と、複数のコネクタピン9を収納するハウジング10とを有する。複数のコネクタピン9は、第1の端部がハウジング10の外部に露出し、第2の端部がハウジング10の内部に収容される。複数のコネクタピン9は、ヘッド基体2の接続端子27に電気的に接続され、ヘッド基体2の各種電極と電気的に接続される。
封止部材6は、第1封止部材6aと第2封止部材6bとを有する。第1封止部材6aは基板7の第1面7f側に、第2封止部材6bは基板7の第2面7g側にそれぞれ位置する。第1封止部材6aは、コネクタピン9と各種電極とを封止するように設けられ、第2封止部材6bは、コネクタピン9と基板7との接触部を封止するように設けられる。
封止部材6は、接続端子27およびコネクタピン9が外部に露出しないように設けられる。封止部材6は、たとえば、エポキシ系の熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、あるいは可視光硬化性樹脂によって構成することができる。
接着部材4は、放熱板3上に配置され、基板7の第2面7gと放熱板3とを接合する。接着部材4としては、両面テープまたは樹脂製の接着剤を例示することができる。
蓄熱層21は、基板7の第1面7f上に位置する。蓄熱層21は、下地部21aと、隆起部21bとを有する。下地部21aは、基板7の第1面7fの全面にわたって位置する。隆起部21bは、下地部21aから基板7の厚さ方向に隆起する。換言すると、隆起部21bは、基板7の第1面7fから遠ざかる方向に突出する。
隆起部21bは、基板7の第1長辺7aに隣り合うように位置し、主走査方向に沿って延びる。隆起部21bは、断面が略半楕円形状である。このため、発熱部8上に位置する保護層32が、印画する記録媒体P(図12参照)に良好に接触する。
下地部21aおよび隆起部21bを含めた、蓄熱層21の基板7の第1面7fからの高さは、15~90μmとすることができる。
蓄熱層21は、熱伝導性の低いガラスなどの材料で構成され、発熱部8で発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有する。そのため、蓄熱層21は、発熱部8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る。その結果、蓄熱層21は、サーマルヘッド1の熱応答特性を高めるように機能する。
蓄熱層21は、たとえば、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、スクリーン印刷などによって基板7の上面に塗布し、これを焼成することで形成される。
なお、本開示において、蓄熱層21はガラス材料で構成されるグレーズ層に限られない。蓄熱層21は、たとえば、酸化ケイ素などの誘電体で構成され、各種の気相合成法(たとえば、PVD(Physical Vapor Deposition)またはCVD(Chemical Vapor Deposition)など)によって形成されてもよい。
抵抗層22は、基板7および蓄熱層21の上に設けられる。抵抗層22上には、ヘッド基体2を構成する各種電極が設けられる。抵抗層22は、ヘッド基体2を構成する各種電極と略等しい形状にパターニングされるとともに、共通電極23と個別電極24との間には、かかる抵抗層22が露出した露出領域を有する。そして、かかる露出領域に、複数の発熱部8が配置される。
複数の発熱部8は、基板7の長手方向に沿って蓄熱層21上に配列される。また、複数の発熱部8は、基板7の第1面7fの辺のうち、短手方向に沿っている第1短辺7cおよび第2短辺7dとの間に所定の間隔を設けて配置される。
発熱部8は、外部より供給された電気信号に従って発熱し、記録媒体Pにインクシート(不図示)のインクを熱転写させる機能を有する。複数の発熱部8は、たとえば、100dpi~2400dpi(dot per inch)などの密度で配置される。
なお、発熱部8を構成する抵抗層22の配置は図示したものに限らず、たとえば共通電極23と個別電極24との間のみに設けられてもよい。
抵抗層22は、たとえば、TaN系、TaSiO系、TaSiNO系、TiSiO系、TiSiCO系またはNbSiO系などの電気抵抗の比較的高い材料で構成される。また、共通電極23および個別電極24は、AlまたはCuなどの金属で構成される。
そして、共通電極23と個別電極24との間に配置された抵抗層22に電圧が印加されると、ジュール加熱によって抵抗層22が発熱し、発熱部8として機能する。すなわち、抵抗層22における、共通電極23と個別電極24との間に位置する部分が、発熱部8として機能する。
共通電極23は、主配線部23a、23dと、副配線部23bと、リード部23cとを有する。共通電極23は、複数の発熱部8と、コネクタ5とを電気的に接続する。主配線部23aは、基板7の第1長辺7aに沿って延びる。副配線部23bは、基板7の第1短辺7cおよび第2短辺7dのそれぞれに沿って延びる。
リード部23cは、主配線部23aから複数の発熱部8のそれぞれに向かって個別に延びる。主配線部23dは、基板7の第2長辺7bに沿って延びる。
個別電極24は、発熱部8と駆動IC30との間を電気的に接続する。具体的には、複数の発熱部8は複数の群に分けられている。個別電極24は、各群を構成する複数の発熱部8と、各群に対応した駆動IC30とをそれぞれ電気的に接続する。なお、駆動IC30については後述する。
第1接続電極25は、駆動IC30とコネクタ5との間を電気的に接続する。駆動IC30のそれぞれには複数の第1接続電極25が接続され、これらの第1接続電極25はそれぞれ、異なる機能を有する1つまたは複数の配線で構成される。
グランド電極26は、個別電極24と、第1接続電極25と、共通電極23の主配線部23dとによって取り囲まれる。グランド電極26は、0~1Vのグランド電位に保持される。
また、共通電極23、個別電極24、第1接続電極25およびグランド電極26の各電極層の上部には、コネクタ5と基板7(接続端子27)とを半田接続するための金属めっき層であるパッド部(図示せず)が設けられる。
かかるパッド部は、たとえば、Auなどの金属材料で構成される。なお、パッド部は、Auの他、NiあるいはPdによって構成されてもよい。コネクタ5と基板7(接続端子27)との半田で接合した半田接合部は、封止部材6によって覆われる。
接続端子27は、基板7の第2長辺7b側に設けられ、共通電極23、個別電極24、第1接続電極25およびグランド電極26と、コネクタ5とを接続する。接続端子27はコネクタピン9に対応するように設けられ、コネクタ5を接続させる際には、それぞれ電気的に独立するようにコネクタピン9と接続端子27とが接続される。
なお、接続端子27の上面(コネクタピン9との接触面)には、保護樹脂層(不図示)が設けられる。
第2接続電極28は、隣り合う駆動IC30同士を電気的に接続する。第2接続電極28は、第1接続電極25に対応するようにそれぞれ設けられ、各種信号を隣り合う駆動IC30同士に伝える。
抵抗層22および各種電極は、たとえば、下記のように形成することができる。各々を構成する材料が、蓄熱層21上に、たとえばスパッタリング法などの薄膜成形技術によって順次積層される。
次に、この積層体を従来周知のフォトエッチングなどを用いて所定のパターンに加工することによって、抵抗層22および各種電極が形成される。このように、各種電極は、発熱部8に電気的に接続される。その厚さは、たとえば0.1~1μmとすることができる。
駆動IC30は、たとえば、基板7の第1面7f側に配置される。また、複数の駆動IC30は、駆動IC30ごとに割り当てられた発熱部8の群と対応するように、発熱部8の配列方向に沿って配置される。
駆動IC30は、個別電極24の駆動IC30側の端部と第1接続電極25の駆動IC30側の端部とに接続され、外部より供給された電気信号にしたがい、それぞれの発熱部8を個別に発熱させるための電力を発熱部8に供給する。駆動IC30としては、たとえば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ることができる。
保護層32は、基板7の上面7h1に形成された蓄熱層21上に配置され、発熱部8、共通電極23および個別電極24を被覆する部材である。より詳細には、保護層32は、基板7の縁、すなわち基板7の第1長辺7a、第1短辺7cおよび第2短辺7dから個別電極24の一部を覆うように設けられる。
保護層32は、発熱部8、共通電極23および個別電極24を被覆した領域において、それらを大気中に含まれる水分などの付着による腐食、あるいは印画する記録媒体Pとの接触による摩耗から保護する。
保護層32は、たとえばSiN、SiO2、SiON、SiC、あるいはダイヤモンドライクカーボンなどを用いて形成することができる。保護層32は、単層で構成されてもよいし、複数の層で構成されてもよい。
被覆層33は、基板7上において、共通電極23、個別電極24、第1接続電極25および保護層32を部分的に被覆するように設けられる。被覆層33は、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る水分などの付着による腐食から保護する。
また、被覆層33は、保護層32と密着するように接触して保護層32の端部を被覆することで、保護層32がたとえば発熱部8または各種電極などの保護対象から剥離する不具合の発生を低減する。
被覆層33は、たとえばエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいはシリコーン系樹脂などの樹脂材料によって構成される。かかる樹脂材料はいずれも、硬化して被覆層33を形成する前には流動性を有する。
被覆層33には、駆動IC30に接続される個別電極24および第1接続電極25を露出させるための開口部(不図示)が形成される。これらの配線は、開口部を介して駆動IC30に接続される。
また、駆動IC30は、個別電極24および第1接続電極25に接続された状態で、ハードコート31によって封止される。これにより、駆動IC30、あるいは駆動IC30とこれらの電極との接続部が保護される。ハードコート31は、たとえばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂などの樹脂によって形成される。
<サーマルヘッドの詳細>
つづいて、実施形態に係るサーマルヘッド1の詳細な構成について、図4を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。
つづいて、実施形態に係るサーマルヘッド1の詳細な構成について、図4を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。
図4に示すように、蓄熱層21の隆起部21bにおける頂部21b1およびその近傍には、発熱部8が設けられる。かかる発熱部8は、抵抗層22において、頂部21b1よりも記録媒体P(図12参照)の搬送方向Sにおける上流側に位置する個別電極24と、頂部21b1よりも下流側に位置する共通電極23のリード部23cとの間の部位である。
具体的には、個別電極24の先端部24aと、共通電極23におけるリード部23cの先端部23c1との間では、電気抵抗が比較的高い抵抗層22に電流が流れるため、かかる抵抗層22が発熱する。これにより、抵抗層22における上述の部位が発熱部8として機能する。
また、発熱部8は、第1部位8aおよび第2部位8bを有する。第1部位8aは、搬送方向Sを第1方向とし、かかる第1方向と反対の方向を第2方向とした場合に、発熱部8の第2方向側(以下、上流側とも呼称する。)の端部である。すなわち、第1部位8aは、発熱部8に対して搬送方向Sの上流側に位置する個別電極24の先端部24aと接する部位である。
また、第2部位8bは、搬送方向Sにおける発熱部8の第1方向側(以下、下流側とも呼称する。)の端部である。すなわち、第2部位8bは、発熱部8に対して搬送方向Sの下流側に位置するリード部23cの先端部23c1と接する部位である。
ここで、実施形態では、蓄熱層21において、第1部位8aの下に位置する部分の厚さT1が、第2部位8bの下に位置する部分の厚さT2よりも厚い。なお、本開示において、「第1部位8a(または第2部位8b)の下」とは、かかる第1部位8a(または第2部位8b)から基板7の第1面7fに対して垂直に向かう方向のことである。
これにより、第2部位8bの周囲よりも第1部位8aの周囲の蓄熱性が向上するため、第1部位8aの温度を第2部位8bの温度よりも高くすることができる。
そして、第1部位8aの温度を高くすることによって、温度が低い(たとえば、室温程度)記録媒体Pが発熱部8に搬送されてきた際に、かかる記録媒体Pを第1部位8aにおいてすばやく昇温することができる。
すなわち、実施形態では、第1部位8aの温度を高くすることによって、記録媒体Pにおける指定の箇所に対してすばやく印画することができる。
さらに、第2部位8bの温度を低くすることによって、上流側で指定の箇所に印画された後に下流側においても高い温度で予期せず過剰に印画される、いわゆる尾引現象が生じることを低減することができる。
すなわち、実施形態では、第2部位8bの温度を低くすることによって、記録媒体Pにおける指定の箇所に対して良好な品質で印画することができる。
また、実施形態では、図5に示すように、隆起部21bよりも下流に位置する下地部21aがなくてもよい。下地部21aがない場合には、第2部位8bの温度がより低くなりやすいので、記録媒体Pにおける指定の箇所に対してより良好な品質で印画することができる。
ここまで説明したように、実施形態によれば、蓄熱層21において、第1部位8aの下に位置する部分の厚さT1を第2部位8bの下に位置する部分の厚さT2よりも厚くすることで、サーマルヘッド1の高速化と良好な印画品質とを両立させることができる。
また、実施形態では、蓄熱層21における頂部21b1の近傍に、段差部21cが設けられる。かかる段差部21cは、頂部21b1の近傍において、搬送方向Sに進むにしたがい蓄熱層21の厚さが急激に減少することで形成される。
このように、第1部位8aと第2部位8bとの間に段差部21cが設けられることで、蓄熱層21において、第1部位8aの下に位置する部分の厚さT1を第2部位8bの下に位置する部分の厚さT2よりも厚くすることができる。
そして、実施形態では、段差部21cが基板7の第1面7fに対して垂直に立ち上がって設けられるのではなく、段差部21cにおいて蓄熱層21の厚さが曲面に沿って変化するように、かかる段差部21cが設けられてもよい。
これにより、段差部21cの上に設けられる保護層32に角が立つ部位が形成されることを低減することができる。したがって、実施形態によれば、プラテンローラ50(図12参照)によって記録媒体Pが発熱部8に押しつけられる際に、保護層32に角が立つ部位が設けられていることで記録媒体Pが破れるという不具合を低減することができる。
なお、段差部21cの形成手法は、フォトリソグラフィなどによるエッチング処理によって、隆起部21bの下流側を削りとってもよいし、蓄熱層21の印刷工程を複数回に分けて実施して、隆起部21bの上流側を厚く形成してもよい。
<別の実施形態1>
つづいて、別の各種実施形態に係るサーマルヘッド1について、図6~図11を参照しながら説明する。図6は、別の実施形態1に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。
つづいて、別の各種実施形態に係るサーマルヘッド1について、図6~図11を参照しながら説明する。図6は、別の実施形態1に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。
図6に示すように、別の実施形態1では、蓄熱層21の構成が上述の実施形態と異なる。具体的には、別の実施形態1では、蓄熱層21が第1蓄熱層21Aおよび第2蓄熱層21Bを有する。第2蓄熱層21Bは、第1蓄熱層21Aよりも熱伝導率が小さい材料で構成される。
そして、別の実施形態1では、第2蓄熱層21Bが、発熱部8の第1部位8aと基板7との間には配置される一方で、発熱部8の第2部位8bと基板7との間には配置されない。これにより、第1部位8a近傍の蓄熱層21において、発熱部8で発生する熱をさらに良好に蓄積することができる。
したがって、別の実施形態1によれば、記録媒体P(図12参照)を第1部位8aにおいてさらにすばやく昇温することができることから、サーマルヘッド1をさらに高速化することができる。
また、別の実施形態1では、第2蓄熱層21Bが、基板7と第1蓄熱層21Aとの間に位置している。これにより、第2蓄熱層21Bを印刷工程で形成した後に、第1蓄熱層21Aを印刷工程で形成することで別の実施形態1の蓄熱層21を形成できることから、サーマルヘッド1の製造工程を簡素化することができる。
<別の実施形態2>
図7は、別の実施形態2に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。図7に示すように、別の実施形態2では、蓄熱層21の配置が上述の別の実施形態1と異なる。具体的には、別の実施形態2では、第2蓄熱層21Bが、第1蓄熱層21Aと発熱部8との間(すなわち、第1蓄熱層21Aと抵抗層22との間)に位置する。
図7は、別の実施形態2に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。図7に示すように、別の実施形態2では、蓄熱層21の配置が上述の別の実施形態1と異なる。具体的には、別の実施形態2では、第2蓄熱層21Bが、第1蓄熱層21Aと発熱部8との間(すなわち、第1蓄熱層21Aと抵抗層22との間)に位置する。
これにより、発熱部8で発生する熱を発熱部8に近い位置で蓄積することができることから、発熱部8で発生する熱をさらに良好に蓄積することができる。
したがって、別の実施形態2によれば、記録媒体P(図12参照)を第1部位8aにおいてさらにすばやく昇温することができることから、サーマルヘッド1をさらに高速化することができる。
さらに、別の実施形態2では、図8に示すように、第2蓄熱層21Bが個別電極24の平坦部の下方まで延長されていてもよい。これにより、発熱部8で発生する熱をより良好に蓄積することができ、高速化についてより有利となる。
<別の実施形態3>
図9は、別の実施形態3に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。図9に示すように、別の実施形態3では、基板7の構成が上述の実施形態と異なる。具体的には、別の実施形態3では、基板7の第1面7fに突起部7hが位置し、かかる突起部7hの上に発熱部8が設けられる。
図9は、別の実施形態3に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。図9に示すように、別の実施形態3では、基板7の構成が上述の実施形態と異なる。具体的には、別の実施形態3では、基板7の第1面7fに突起部7hが位置し、かかる突起部7hの上に発熱部8が設けられる。
突起部7hは、たとえば、断面視で台形状の形状を有する。そして、突起部7hには、第1面7fの一部である上面7h1および側面7h2が設けられる。なお、側面7h2は、突起部7hにおける搬送方向Sの下流側の側面である。
また、別の実施形態3では、かかる突起部7hを覆うように蓄熱層21の隆起部21bが設けられ、かかる隆起部21b上の頂部近傍から下流部にかけての領域に発熱部8が設けられる。
そして、別の実施形態3では、上述の実施形態と同様に、蓄熱層21において、第1部位8aの下に位置する部分の厚さT1が、第2部位8bの下に位置する部分の厚さT2よりも厚い。なお、別の実施形態3では、蓄熱層21において、第1部位8aの下に位置する部分の厚さT1が、第1部位8aと突起部7hの上面7h1との距離に対応し、第2部位8bの下に位置する部分の厚さT2が、第2部位8bと突起部7hの側面7h2との距離に対応する。
これにより、別の実施形態3では、実施形態と同様に、サーマルヘッド1の高速化と良好な印画品質とを両立させることができる。
また、別の実施形態3では、蓄熱層21および発熱部8が、基板7の複数の面(ここでは、上面7h1および側面7h2)に渡って位置する。そして、第1部位8aに向かい合う上面7h1と記録媒体Pの印刷面との成す角度は、第2部位8bに向かい合う側面7h2と記録媒体Pの印刷面との成す角度よりも小さい。
これにより、搬送方向Sの上流側では、記録媒体P(図12参照)と上面7h1とが平行に近く、相対的に小さい角度で向かい合うため、記録媒体Pに対する押し圧を強くすることができる。
一方で、搬送方向Sの下流側では、記録媒体Pと側面7h2とが互いに傾いて、相対的に大きい角度で向かい合うため、記録媒体Pに対する押し圧を弱くすることができる。
すなわち、別の実施形態3では、上流側においては発熱部8から記録媒体Pへの熱伝達効率を向上させることができるとともに、下流側においては発熱部8から記録媒体Pに対して熱が過剰に伝わることを低減することができる。
したがって、別の実施形態3によれば、サーマルヘッド1の高速化と良好な印画品質とを高いレベルで両立させることができる。
また、別の実施形態3では、図10に示すように、突起部7hの上面7h1の面と第1面7fの面とが同一面であって、第1面7fおよび上面7h1から側面7h2にかけていわゆる段差形状であってもよい。このような別の実施形態3でも、上流側においては発熱部8から記録媒体Pへの熱伝達効率を向上させることができるとともに、下流側においては発熱部8から記録媒体Pに対して熱が過剰に伝わることを低減することができる。従って、サーマルヘッド1の高速化と良好な印画品質とを高いレベルで両立させることができる。
<別の実施形態4>
図11は、別の実施形態4に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。図11に示すように、別の実施形態4では、蓄熱層21の構成が上述の別の実施形態3と異なる。具体的には、別の実施形態4では、蓄熱層21において、突起部7hの上面7h1と側面7h2との間に設けられる稜7h3の上に位置する部分の厚さT3が、厚さT1および厚さT2よりも厚い。
図11は、別の実施形態4に係るサーマルヘッド1の要部の一例を示す断面図である。図11に示すように、別の実施形態4では、蓄熱層21の構成が上述の別の実施形態3と異なる。具体的には、別の実施形態4では、蓄熱層21において、突起部7hの上面7h1と側面7h2との間に設けられる稜7h3の上に位置する部分の厚さT3が、厚さT1および厚さT2よりも厚い。
すなわち、この別の実施形態4では、蓄熱層21の厚さがT3>T1>T2となる。
これにより、発熱部8の第1部位8aと第2部位8bとの間において、保護層32が凸形状となることから、記録媒体P(図12参照)をサーマルヘッド1の発熱部8上に位置する保護層32に接触させやすくすることができる。
したがって、別の実施形態4によれば、サーマルプリンタ100(図12参照)におけるヘッド取付角度の許容度を大きくすることができる。
<サーマルプリンタ>
次に、実施形態に係るサーマルプリンタ100について、図12を参照しながら説明する。図12は、実施形態に係るサーマルプリンタ100の構成を概略的に示した図である。
次に、実施形態に係るサーマルプリンタ100について、図12を参照しながら説明する。図12は、実施形態に係るサーマルプリンタ100の構成を概略的に示した図である。
図12に示すように、実施形態に係るサーマルプリンタ100は、上述のサーマルヘッド1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とを備える。
サーマルヘッド1は、サーマルプリンタ100の筐体(不図示)に設けられた取付部材80の取付面80aに取り付けられる。なお、サーマルヘッド1は、搬送方向Sに直交する主走査方向に沿うように、取付部材80に取り付けられる。
搬送機構40は、駆動部(不図示)と、搬送ローラ43、45、47、49とを有する。搬送機構40は、感熱紙、インクが転写される受像紙などの記録媒体Pを矢印で示した搬送方向Sに沿うように、サーマルヘッド1の発熱部8上に配置された保護層32上に搬送する。
駆動部は、搬送ローラ43、45、47、49を駆動させる機能を有し、たとえば、モータを用いることができる。搬送ローラ43、45、47、49は、たとえば、ステンレスなどの金属で構成された円柱状の軸体43a、45a、47a、49aを、ブタジエンゴムなどで構成された弾性部材43b、45b、47b、49bによって被覆したものとすることができる。
なお、記録媒体Pがたとえばインクが転写される受像紙などの場合には、記録媒体Pとサーマルヘッド1の発熱部8との間に、記録媒体Pとともにインクフィルム(不図示)を搬送するとよい。
プラテンローラ50は、記録媒体Pをサーマルヘッド1の発熱部8上に位置する保護層32上に押圧する機能を有する。プラテンローラ50は、主走査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8上に押圧した状態で記録媒体Pの搬送に応じて回転可能となるように両端部が支持固定される。
プラテンローラ50は、たとえば、ステンレスなどの金属で構成された円柱状の軸体50aを、ブタジエンゴムなどで構成された弾性部材50bによって被覆したものとすることができる。
電源装置60は、上記のようにサーマルヘッド1の発熱部8を発熱させるための電流および駆動IC30を動作させるための電流を供給する機能を有する。制御装置70は、上記のようにサーマルヘッド1の発熱部8を選択的に発熱させるために、駆動IC30の動作を制御する制御信号を駆動IC30に供給する機能を有する。
サーマルプリンタ100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1の発熱部8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8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8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が受像紙などの場合は、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。
実施形態に係るサーマルヘッド1は、基板7と、基板7の上に位置する蓄熱層21と、蓄熱層21の上に位置する発熱部8と、を備える。また、記録媒体Pの搬送方向Sを第1方向とし、かかる第1方向と反対の方向を第2方向とすると、蓄熱層21において、発熱部8の第2方向側の端部(第1部位8a)の下に位置する部分の厚さT1が、発熱部8の第1方向側の端部(第2部位8b)の下に位置する部分の厚さT2よりも厚い。これにより、サーマルヘッド1の高速化と良好な印画品質とを両立させることができる。
また、実施形態に係るサーマルヘッド1において、蓄熱層21は、第1蓄熱層21Aと、第2蓄熱層21Bとを有する。第1蓄熱層21Aは、発熱部8の第2方向側の端部(第1部位8a)と基板7との間、および発熱部8の第1方向側の端部(第2部位8b)と基板7との間に位置する。第2蓄熱層21Bは、第1蓄熱層21Aよりも熱伝導率が小さく、発熱部8の第2方向側の端部(第1部位8a)と基板7との間に位置する。これにより、サーマルヘッド1をさらに高速化することができる。
また、実施形態に係るサーマルヘッド1において、第2蓄熱層21Bは、基板7と第1蓄熱層21Aとの間に位置する。これにより、サーマルヘッド1の製造工程を簡素化することができる。
また、実施形態に係るサーマルヘッド1において、第2蓄熱層21Bは、第1蓄熱層21Aと発熱部8との間に位置する。これにより、サーマルヘッド1をさらに高速化することができる。
また、実施形態に係るサーマルヘッド1において、蓄熱層21および発熱部8は、基板7の複数の面(上面7h1、側面7h2)に渡って位置する。また、発熱部8の第2方向側の端部(第1部位8a)に向かい合う基板7の面(上面7h1)と記録媒体Pの印刷面との成す角度は、発熱部8の第1方向側の端部(第2部位8b)に向かい合う基板7の面(側面7h2)と記録媒体Pの印刷面との成す角度よりも小さい。これにより、サーマルヘッド1の高速化と良好な印画品質とを高いレベルで両立させることができる。
また、実施形態に係るサーマルヘッド1において、蓄熱層21において、基板7の複数の面の間の稜7h3の上に位置する部分の厚さT3は、発熱部8の第2方向側の端部(第1部位8a)の下に位置する部分の厚さT1および発熱部8の第1方向側の端部(第2部位8b)の下に位置する部分の厚さT2よりも厚い。これにより、サーマルプリンタ100におけるヘッド取付角度の許容度を大きくすることができる。
また、実施形態に係るサーマルヘッド1において、蓄熱層21は、発熱部8の第2方向側の端部(第1部位8a)の下に位置する部分と、発熱部8の第1方向側の端部(第1部位8a)の下に位置する部分との間に段差部21cを有する。また、段差部21cでは、蓄熱層21の厚さが曲面に沿って変化する。これにより、プラテンローラ50によって記録媒体Pが発熱部8に押しつけられる際に、保護層32に角が立つ部位が設けられていることで記録媒体Pが破れるという不具合を低減することができる。
また、実施形態に係るサーマルプリンタ100は、上記のサーマルヘッド1と、発熱部8の上に記録媒体Pを搬送する搬送機構40と、発熱部8の上に記録媒体Pを押圧するプラテンローラ50と、を備える。これにより、高速化と良好な印画品質とを両立させることができるサーマルプリンタ100を実現することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、発熱部8が基板7における第1面7fの上に位置する場合について示したが、本開示はかかる例に限られない。
たとえば、本開示において、発熱部8が基板7における第1長辺7a側の側面の上に位置していてもよいし、発熱部8が基板7の第1長辺7aに沿って上面から側面にかけて別途形成される斜面の上に形成されていてもよい。
また、上記の実施形態では、突起部7hが断面視で台形状の形状を有する場合について示したが、本開示はかかる例に限られず、たとえば断面視で多角形状の形状などであってもよい。
さらなる効果および他の態様は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 サーマルヘッド
7 基板
7h 突起部
7h1 上面
7h2 側面
7h3 稜
8 発熱部
8a 第1部位
8b 第2部位
21 蓄熱層
21A 第1蓄熱層
21B 第2蓄熱層
21c 段差部
22 抵抗層
23 共通電極
24 個別電極
40 搬送機構
50 プラテンローラ
100 サーマルプリンタ
P 記録媒体
S 搬送方向
T1~T3 厚さ
7 基板
7h 突起部
7h1 上面
7h2 側面
7h3 稜
8 発熱部
8a 第1部位
8b 第2部位
21 蓄熱層
21A 第1蓄熱層
21B 第2蓄熱層
21c 段差部
22 抵抗層
23 共通電極
24 個別電極
40 搬送機構
50 プラテンローラ
100 サーマルプリンタ
P 記録媒体
S 搬送方向
T1~T3 厚さ
Claims (8)
- 基板と、
該基板の上に位置する蓄熱層と、
該蓄熱層の上に位置する発熱部と、
を備え、
記録媒体の搬送方向を第1方向とし、該第1方向と反対の方向を第2方向とすると、前記蓄熱層において、前記発熱部の前記第2方向側の端部の下に位置する部分の厚さが、前記発熱部の前記第1方向側の端部の下に位置する部分の厚さよりも厚い
サーマルヘッド。 - 前記蓄熱層は、
前記発熱部の前記第2方向側の端部と前記基板との間、および前記発熱部の前記第1方向側の端部と前記基板との間に位置する第1蓄熱層と、
前記第1蓄熱層よりも熱伝導率が小さく、前記発熱部の前記第2方向側の端部と前記基板との間に位置する第2蓄熱層と、を有する
請求項1に記載のサーマルヘッド。 - 前記第2蓄熱層は、前記基板と前記第1蓄熱層との間に位置する
請求項2に記載のサーマルヘッド。 - 前記第2蓄熱層は、前記第1蓄熱層と前記発熱部との間に位置する
請求項2または3に記載のサーマルヘッド。 - 前記蓄熱層および前記発熱部は、前記基板の複数の面に渡って位置し、
前記発熱部の前記第2方向側の端部に向かい合う前記基板の面と前記記録媒体の印刷面との成す角度は、前記発熱部の前記第1方向側の端部に向かい合う前記基板の面と前記記録媒体の印刷面との成す角度よりも小さい
請求項1~4のいずれか一つに記載のサーマルヘッド。 - 前記蓄熱層において、前記基板の複数の面の間の稜の上に位置する部分の厚さは、前記発熱部の前記第2方向側の端部の下に位置する部分の厚さおよび前記発熱部の前記第1方向側の端部の下に位置する部分の厚さよりも厚い
請求項5に記載のサーマルヘッド。 - 前記蓄熱層は、前記発熱部の前記第2方向側の端部の下に位置する部分と、前記発熱部の前記第1方向側の端部の下に位置する部分との間に段差部を有し、
前記段差部では、前記蓄熱層の厚さが曲面に沿って変化する
請求項1~6のいずれか一つに記載のサーマルヘッド。 - 請求項1~7のいずれか一つに記載のサーマルヘッドと、
前記発熱部の上に前記記録媒体を搬送する搬送機構と、
前記発熱部の上に前記記録媒体を押圧するプラテンローラと、
を備えるサーマルプリンタ。
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JP2023569238A JPWO2023120093A1 (ja) | 2021-12-24 | 2022-12-01 |
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JP2021211727 | 2021-12-24 |
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---|---|
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---|---|---|---|
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WO (1) | WO2023120093A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6119374A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-28 | Canon Inc | サ−マルヘツド |
JPH09109428A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-04-28 | Tec Corp | サーマルヘッド及びその製造方法 |
JP2000135805A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Kyocera Corp | 感熱記録装置 |
JP2009107201A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Kyocera Corp | サーマルヘッド、サーマルヘッドの製造方法、およびサーマルプリンタ |
CN109693451A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-30 | 山东华菱电子股份有限公司 | 一种热敏打印头用发热基板及其制造方法 |
-
2022
- 2022-12-01 WO PCT/JP2022/044409 patent/WO2023120093A1/ja active Application Filing
- 2022-12-01 JP JP2023569238A patent/JPWO2023120093A1/ja active Pending
- 2022-12-01 CN CN202280080796.9A patent/CN118369214A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6119374A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-28 | Canon Inc | サ−マルヘツド |
JPH09109428A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-04-28 | Tec Corp | サーマルヘッド及びその製造方法 |
JP2000135805A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Kyocera Corp | 感熱記録装置 |
JP2009107201A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Kyocera Corp | サーマルヘッド、サーマルヘッドの製造方法、およびサーマルプリンタ |
CN109693451A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-30 | 山东华菱电子股份有限公司 | 一种热敏打印头用发热基板及其制造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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