(57)【要約】【課題】ニアエッジ構造のサーマルプリントヘッドにおいて発熱領域よりも下流側の温度の低下を抑制する【解決手段】サーマルプリントヘッドは、絶縁板２２と保温層２５と抵抗体２３電極２８と保護層２９とを有する。絶縁板２２は、長方形で一方の長辺７３に接して斜面７２が形成されている。保温層２５は、絶縁板上に、絶縁板２２の長辺７３上に一方の辺が重なるように延びる突条２１を持つ形状に形成されている。抵抗体２３は、突条２１の長辺７３に近いほうの斜面で突条２１が延びる方向に間隔を置いて配列されている。電極２８は、抵抗体２３の表面に突条２１の長辺７３に近いほうの斜面に位置する間隙７１を挟んで対向して設けられる。保護層２９は、保温層２５と抵抗体２３と電極２８とを覆う。【選択図】図１
2014200954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形で一方の長辺に接して板厚が薄い部分が形成された絶縁板と、前記長辺上に一方の辺が重なるように延びる突条を持つ形状に形成されて前記絶縁板上に設けられた保温層と、を有する絶縁基板と、
前記突条の前記端縁に近いほうの斜面で前記突条が延びる方向に間隔を置いて配列された複数の抵抗体と、
前記抵抗体の表面に前記突条の前記端縁に近いほうの斜面に位置する間隙を挟んで対向して設けられた電極と、
前記絶縁基板と前記抵抗体と前記電極とを覆う保護層と、
を具備することを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記板厚が薄い部分は前記長辺に接する斜面であることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記斜面と平坦部との境界は前記抵抗体が配列された領域での前記絶縁基板の法線方向に位置していることを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記斜面と前記法線方向とのなす角は前記平坦部と前記法線方向のなす角にほぼ等しいことを特徴とする請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
長方形で一方の長辺に接して板厚が薄い部分が形成された絶縁板と、前記長辺上に一方の辺が重なるように延びる突条を持つ形状に形成されて前記絶縁板上に設けられた保温層と、を有する絶縁基板と、前記突条の前記端縁に近いほうの斜面で前記突条が延びる方向に間隔を置いて配列された複数の抵抗体と、前記抵抗体の表面に前記突条の前記端縁に近いほうの斜面に位置する間隙を挟んで対向して設けられた電極と、前記絶縁基板と前記抵抗体と前記電極とを覆う保護層と、を有するサーマルプリントヘッドと、
前記抵抗体が配列された領域での法線方向に位置し、前記発熱抵抗体が配列された方向に平行な軸を持つプラテンローラと、
を具備することを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリントヘッドは、主走査方向に配列された複数の抵抗発熱体を発熱させ、その熱により感熱記録紙などの被印刷体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンター、イメージャー、シールプリンターなどの記録機器に広く利用されている。
【０００３】
一般的なサーマルプリントヘッドは、放熱板と、放熱板に取り付けられた発熱体板と、発熱体板と同じ側で放熱板に取り付けられた回路基板とを備えている。この発熱体板の放熱板と相対する表面の反対側の表面の帯状に延びる発熱領域には、発熱抵抗体が所定の間隔で直線状に配列されている。また、発熱体を駆動する駆動回路の一部となるドライバＩＣは、たとえば発熱体板に搭載されている。
【０００４】
このようなサーマルプリントヘッドを用いたプリンタは、一般的に、所定の弾性を持つ材料で円筒状に形成されたプラテンローラを備えている。このプラテンローラは、主走査方向を軸として、その側面が支持基板上の発熱領域に接するように配置され、その軸を中心に回転可能に設けられる。プラテンローラの回転によって、プラテンローラと発熱領域の間に挿入された媒体は、主走査方向に垂直な副走査方向に移動する。プラテンローラによって媒体を発熱領域に押し付けつつ、その媒体を副走査方向に移動させ、発熱領域の発熱パターンを媒体の移動とともに変化させることにより、所望の画像を被印刷体上に形成する。
【０００５】
また、被印刷媒体がドライバＩＣなどを保護している樹脂と干渉しないように、ニアエッジ構造を採用している場合がある。ニアエッジ構造では、セラミック板の表面に突条に形成したグレーズ層の頂点を挟んでドライバＩＣの反対側に発熱領域を配置し、発熱領域を発熱体板の端部のごく近傍に設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６２８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
突条に形成した保温層の稜線を挟んでドライバＩＣの反対側に発熱領域を配置したニアエッジ構造のサーマルプリントヘッドでは、セラミック板の表面に突条に形成したグレーズ層が設けられている。発熱領域は、この突条よりも端部側、すなわち突条の頂部の稜線よりも被印刷媒体の搬送方向の下流側に設けられている。このため、ニアエッジ構造の場合、表面が平坦なセラミック板の表面にグレーズ層の突条を設けると、発熱領域を挟んで下流側の方が保温層であるグレーズ層の厚さが上流側に比べて薄くなる。保温層が薄くなると、発熱体板の表面の温度が低くなってしまう。その結果、被印刷媒体にダメージが生じたり、エネルギー効率が悪化したりする場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ニアエッジ構造のサーマルプリントヘッドにおいて発熱領域よりも下流側の温度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明は、サーマルプリントヘッドにおいて、長方形で一方の長辺に接して板厚が薄い部分が形成された絶縁板と、前記長辺上に一方の辺が重なるように延びる突条を持つ形状に形成されて前記絶縁板上に設けられた保温層と、を有する絶縁基板と、前記突条の前記端縁に近いほうの斜面で前記突条が延びる方向に間隔を置いて配列された複数の抵抗体と、前記抵抗体の表面に前記突条の前記端縁に近いほうの斜面に位置する間隙を挟んで対向して設けられた電極と、前記絶縁基板と前記抵抗体と前記電極とを覆う保護層と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、サーマルプリンタにおいて、長方形で一方の長辺に接して板厚が薄い部分が形成された絶縁板と、前記長辺上に一方の辺が重なるように延びる突条を持つ形状に形成されて前記絶縁板上に設けられた保温層と、を有する絶縁基板と、前記突条の前記端縁に近いほうの斜面で前記突条が延びる方向に間隔を置いて配列された複数の抵抗体と、前記抵抗体の表面に前記突条の前記端縁に近いほうの斜面に位置する間隙を挟んで対向して設けられた電極と、前記絶縁基板と前記抵抗体と前記電極とを覆う保護層と、を有するサーマルプリントヘッドと、前記抵抗体が配列された領域での法線方向に位置し、前記発熱抵抗体が配列された方向に平行な軸を持つプラテンローラと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ニアエッジ構造のサーマルプリントヘッドにおいて発熱領域よりも下流側の温度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における発熱体板の部分断面図である。
【図２】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における一部切欠き上面図である。
【図３】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態を用いたサーマルプリンタの一部の断面図である。
【図４】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第２の実施の形態における発熱体板の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るサーマルプリントヘッドのいくつかの実施の形態を、図面を参照して説明する。この実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの一実施の形態における発熱体板の部分断面図である。図２は、本実施の形態におけるサーマルプリントヘッドの一部切欠き上面図である。図３は、本実施の形態のサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタの一部の断面図である。
【００１５】
本実施の形態のサーマルプリントヘッド１０は、たとえば発熱体板２０、回路基板４０および放熱板３０を有している。発熱体板２０には、帯状に延びる発熱領域２４が形成されている。この発熱体板２０は、放熱板３０に載置されている。放熱板３０は、たとえばアルミニウムなどの金属で形成された板である。発熱領域２４に所定の発熱パターンを形成するための制御信号や駆動電力は、回路基板４０に入力され、さらに回路基板４０と電気的に接続された発熱体板２０に入力される。
【００１６】
このサーマルプリントヘッド１０を用いたサーマルプリンタは、所定の弾性を持つ材料で円筒状に形成されたプラテンローラ５０を有している。このプラテンローラ５０は、主走査方向に平行な直線上に軸５２を持つ。また、プラテンローラ５０の側面が発熱領域２４に接するように配置され、軸５２を中心に回転可能に設けられる。
【００１７】
プラテンローラ５０の回転によって、プラテンローラ５０と発熱領域２４との間に挿入された感熱記録媒体６０は、主走査方向に対して垂直な副走査方向に移動する。感熱記録媒体６０は、発色温度以上に加熱されると発色する、たとえば感熱紙である。プラテンローラ５０によって感熱記録媒体６０を発熱領域２４に押し付けつつ、その感熱記録媒体６０を副走査方向に移動させ、発熱領域２４の発熱パターンを感熱記録媒体６０の移動とともに変化させることにより、所望の画像を感熱記録媒体６０上に形成する。
【００１８】
発熱体板２０は、絶縁板２２と、保温層２５と、抵抗体２３と、電極２８と、保護層２９とを有している。絶縁板２２は、たとえばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁体で形成された長方形の板である。絶縁板２２の一方の長辺７３側の表面は削られて、斜面７２が形成されている。
【００１９】
保温層２５は、絶縁板２２の表面に、たとえば酸化珪素（ＳｉＯ２）で形成されている。また、保温層２５には、突条２１が形成されている。突条２１は、絶縁板２２の一方の長辺７３に接して斜面７２を含む領域に設けられている。
【００２０】
抵抗体２３は、保温層２５の表面に層状に、たとえばサーメットで形成されている。抵抗体２３は、絶縁板２２の長辺７３が延びる方向に間隔をおいて配列されている。また、抵抗体２３は、それぞれ突条２１を跨いで延びている。
【００２１】
電極２８は、抵抗体２３の表面に層状に、たとえばアルミニウムで形成される。また、電極２８は、突条２１の長辺７３に近いほうの斜面に位置する抵抗体が延びる方向の間隙７１を挟んで対向して設けられている。電極２８を流れてきた電流は、この間隙７１の部分では抵抗体２３を通ることとなるため、抵抗体２３の間隙７１に対応する部分が発熱領域２４となる。この発熱部は、絶縁板２２の長辺７３が延びる方向、すなわち主走査方向に間隔をおいて配列されて、主走査方向に延びる発熱領域２４を形成している。
【００２２】
このように、本実施の形態のサーマルプリントヘッド１０は、突条２１に形成した保温層２５の稜線を挟んでドライバＩＣ４２の反対側に発熱領域２４が設けられたニアエッジ構造を有している。
【００２３】
保温層２５と抵抗体２３と電極２８とは、保護層２９で覆われている。電極２８の一部の表面には、保護層２９は設けられておらず、その部分にボンディングワイヤ４４が接続される。このボンディングワイヤ４４を介して、電極２８は、回路基板上のドライバＩＣ４２と接続されている。ドライバＩＣ４２およびボンディングワイヤ４４は、樹脂４８で封止されている。
【００２４】
発熱領域２４における法線方向８０に絶縁板２２の斜面７２と平坦部との境界は位置している。また、法線方向８０と斜面７２とのなす角は、法線方向と絶縁板２２の平坦部とのなす角に等しい。
【００２５】
次に、サーマルプリントヘッドの製造方法を説明する。
【００２６】
まず、セラミックで絶縁板を形成する。この絶縁板は、最終的に製造される発熱体板２０が複数切り出される大きさとする。次に、この絶縁板にダイサなどで、斜面７２に対応する溝を形成する。
【００２７】
その後、この絶縁板上に、ガラスペーストをパターン印刷する。ここで印刷されるガラスペーストは、複数の発熱体板２０のそれぞれの突条２１に対応する位置に帯状の盛り上がり部分が形成されたパターンとする。
【００２８】
次に、ガラスペーストが印刷された絶縁板を焼成する。これにより、パターン印刷されたガラスが溶融し、絶縁板に固着する。この結果、突条２１を備えた保温層２５が形成される。
【００２９】
その後、保温層２５の表面に抵抗体２３および電極２８を形成する。より具体的には、まず、保温層２５の表面に、サーメットなどの抵抗材料をスパッタリングなどで固着させる。その後、突条２１の斜面に突条２１が延びる方向に間隔を置いて配列した抵抗体を形成するように、エッチングにより抵抗体２３をパターニングする。さらに、抵抗体２３が形成された板に、アルミニウムなどの導電性材料をスパッタリングなどで固着させる。その後、突条２１の斜面に位置する間隙７１を挟んで抵抗体２３に沿って延びるように、エッチングにより電極２８をパターニングする。抵抗体２３および電極２８を形成した後に、保温層２５と抵抗体２３と電極２８とを覆う保護層２９を形成する。
【００３０】
次に、保護層２９までが形成された板を、ダイシングなどによって、斜面７２に対応する溝の底部で板厚方向に切断し、複数の発熱体板２０に分割する。
【００３１】
このようにして形成された発熱体板２０を、回路基板４０とともに放熱板３０に載置する。また、発熱体板２０と回路基板４０をボンディングワイヤ４４で結線し、さらにボンディングワイヤ４４による結線部を樹脂４８で封止することなどにより、サーマルプリントヘッド１０が製造される。
【００３２】
このようなサーマルプリントヘッド１０では、ニアエッジ構造であるものの、絶縁板２２の端部に斜面７２を設けているため、発熱領域２４よりも下流側の保温層の厚さがあまり減少しない。このため、発熱領域２４よりも下流側で発熱体板２０の表面温度の低下が、上流側に比べてそれほど大きくない。したがって、ニアエッジ構造のサーマルプリントヘッドであっても、発熱領域２４よりも下流側の温度の低下を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、発熱領域２４の法線方向に絶縁板２２の斜面７２と平坦部との境界線が位置するようになっている。また、法線方向８０と斜面７２とのなす角は、法線方向と絶縁板２２の平坦部とのなす角に等しい。このため、ある程度の領域で、発熱領域２４を挟んで上流側および下流側の保温層の厚さが対称になっている。このため、発熱領域２４を挟んで上流側および下流側の発熱体板２０の表面の温度分布が対称に近くなる。
【００３４】
このように、サーマルプリントヘッドの絶縁板２２の端部を削ることによって、保温層の厚さを変化させ、最適な温度分布を得ることができる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第２の実施の形態における発熱体板の部分断面図である。
【００３６】
本実施の形態では、絶縁板２２の一方の長辺７３側の表面は削られて、板厚が薄い平坦部７４と段差７５が形成されている。このようなサーマルプリントヘッドにおいても、全体が平坦な絶縁板を用いる場合に比べて、発熱領域２４よりも下流側の保温層の厚さが大きい。このため、発熱領域２４よりも下流側で発熱体板２０の表面温度の低下が、上流側に比べてそれほど大きくない。したがって、ニアエッジ構造のサーマルプリントヘッドであっても、発熱領域２４よりも下流側の温度の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…サーマルプリントヘッド、２０…発熱体板、２１…突条、２２…絶縁板、２３…抵抗体、２４…発熱領域、２５…保温層、２８…電極、２９…保護層、３０…放熱板、４０…回路基板、４２…ドライバＩＣ、４４…ボンディングワイヤ、４８…樹脂、５０…プラテンローラ、５２…軸、６０…感熱記録媒体、７１…間隙、７２…斜面、７３…長辺、７４…平坦部、７５…段差、８０…法線方向
【図１】
2014200954.tif 000003
【図２】
2014200954.tif 000004
【図３】
2014200954.tif 000005
【図４】
2014200954.tif 000006