(57)【要約】【課題】  インクフィルムの皺を減らし、印刷品質の良好なサーマルヘッドを提供する。【解決手段】  第１の凸部１ａに形成された発熱素子４ａをインクフィルム２１と記録媒体２２を介して当接したプラテン２０との間で加熱させて、インクフィルムのインクを記録媒体に転写させるサーマルヘッド１であって、発熱素子４ａから延在した電極５，６と接続されたドライバーＩＣ７と、ドライバーＩＣを封止する封止材８と、発熱素子がプラテンと当接する部分の中央より前記インクフィルムの搬送経路の上流側に第１の凸部の頂点と封止材の頂点とを結ぶ線１０を越えて突出している第２の凸部１ｂを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の凸部に形成された発熱素子をインクフィルムと記録媒体を介して当接したプラテンとの間で加熱させて、前記インクフィルムのインクを前記記録媒体に転写させるサーマルヘッドであって、
前記発熱素子から延在した電極と接続されたドライバーＩＣと、
前記ドライバーＩＣを封止する封止材と、
前記発熱素子が前記プラテンと当接する部分の中央より前記インクフィルムの搬送経路の上流側に前記第１の凸部の頂点と前記封止材の頂点とを結ぶ線を越えて突出している第２の凸部を有することを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
第１の凸部に形成された発熱素子をインクフィルムと記録媒体を介して当接したプラテンとの間で加熱させて、前記インクフィルムのインクを前記記録媒体に転写させるサーマルヘッドであって、
前記発熱素子が前記プラテンと当接する部分の中央より前記インクフィルムの搬送経路の上流側に第２の凸部を有し、
前記第１の凸部における前記発熱素子が前記プラテンと当接する部分から、前記第２の凸部までの間に前記インクフィルムと接触しない非接触部を有することを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項３】
前記第２の凸部は、前記インクフィルムの搬送経路と接する案内部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
前記案内部は、前記インクフィルムの搬送経路に沿った方向の長さが５０μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のサーマルヘッド。
【請求項５】
前記案内部は、前記発熱素子が前記プラテンと当接する部分の中央より前記上流側に向けて、２００〜５００μｍ離れた位置から始まることを特徴とする請求項３または４に記載のサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラテンとインクフィルムを利用する熱転写式のプリンタに用いられるサーマルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、サーマルヘッドの発熱素子を加熱させて、インクリボンやインクシートなどのインクフィルムのインクを用紙に転写させて印刷する熱転写式プリンタが知られていた。熱転写式プリンタは、高記録品質、低騒音、低コスト、メンテナンスの容易性などの理由により、コンピュータ、ファクシミリ、ワードプロセッサなどの出力装置として多用されている。
【０００３】
図４は、従来のサーマルヘッド１０１の断面構造の概略図である。従来のサーマルヘッド１０１は、図４に示すように、放熱性基板１０２の表面に保温層１０３が形成されている。保温層１０３には基板１０２の一方の端部１０２ａ近傍において所定の高さで突出する凸部１０３ａが形成されている。更に、サーマルヘッド１０１は、凸部１０３ａを含む保温層１０３の表面の一部に発熱抵抗体１０４が形成され、発熱抵抗体１０４の両端に発熱抵抗体１０４に電力エネルギーを供給するための共通電極１０５及び個別電極１０６が形成されている。発熱抵抗体１０４の共通電極１０５と個別電極１０６とで挟まれた部分１０４ａは、共通電極１０５と個別電極１０６から電力エネルギーを供給することで発熱する発熱素子１０４ａとなっており、図４の紙面に対して垂直な方向において、ドット状に整列されて複数個形成されている。
【０００４】
また、発熱素子１０４ａ、共通電極１０５及び個別電極１０６の表面には発熱素子１０４ａ、共通電極１０５及び個別電極１０６の酸化や摩耗を防止するため保護層（図示せず）が積層形成されている。
【０００５】
図４に示すように、基板１０２の他方の端部１０２ｂ側には、共通電極１０５及び個別電極１０６に接続するドライバーＩＣ１０７が配設され封止材１０８によって封止されている。また、基板１０２の他方の端部１０２ｂからは、ＦＰＣ（フレキシブル基板）等からなる端子部１０９が引き出されている。
【０００６】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、従来のサーマルヘッド１０１による印刷動作を説明するための概略断面図である。サーマルヘッド１０１を用いて印刷する場合、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、インクフィルム１１１（図５において点線で示す）と用紙１１２（図５において一点鎖線で示す）とを介してサーマルヘッド１０１の発熱素子１０４ａをプラテン１１０に当接させる（以下、発熱素子とプラテンの当接する部分を「当接部」と呼び、その中央を「当接位置」と呼ぶ）と共に、インクフィルム１１１と用紙を矢印の方向に移動させる。そして、印刷情報に基づいて複数の発熱素子１０４ａを選択的に発熱させて、インクフィルム１１１を加熱することにより、インクフィルム１１１のインクが記録媒体に転写されて、用紙に文字や画像等を印刷することができる。
【０００７】
従来の熱転写プリンタにおいては、当接部でインクフィルム１１１に皺が寄らないように、インクフィルム１１１の搬送経路内にインクフィルム１１１の弛みを取り除くための部材が設けられていた。
【０００８】
従来、弛みを取り除くための部材としては、インクフィルム１１１の搬送経路の上流側（インクフィルム１１１の未使用側）にローラを設け、ローラによってインクフィルム１１１にテンションを付与していた（特許文献１の図１参照）。図５（Ａ）においては、ローラ１１３、１１４を設け、インクフィルム１１１をローラ１１３とローラ１１４の間を通過させてインクフィルム１１１にテンションを付与していた。
【０００９】
また、図５（Ｂ）に示すように、インクフィルム１１１の搬送経路の上流側に案内板１１５（リボンガイドとも称される）を設け、案内板１１５によってインクフィルム１１１にテンションを付与し、インクフィルム１１１の弛みを取り除いていた（特許文献２の図１参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１６２０号公報
【特許文献２】特開平８−１５６３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の熱転写プリンタにおいては、インクフィルム１１０の弛みを取り除くために設けられていた部材１１２，１１３，１１４で一旦インクフィルム１１０の皺が除去されても、サーマルヘッド１０１の発熱素子１０４ａとプラテン１１１の当接部までインクフィルム１１０を搬送する間に再び弛みが発生し、皺を生じる虞があった。
【００１２】
これは、上記の部材１１２，１１３，１１４が、サーマルヘッドとは別の部品に設けられていたため、避けられない問題であった。図５（Ａ）のローラ１１２，１１３であれば、熱転写プリンタの本体やインクフィルムを収納するケース（カートリッジ）に設けられており、図５（Ｂ）の案内板１１４であれば、サーマルヘッドを保持するサーマルヘッドユニット等に設けられていた。
【００１３】
加えて、近年、一枚の基板１０２に形成するサーマルヘッドの個数を増やすために、サーマルヘッド１０１の大きさ、特に、インクフィルム１１０の搬送方向と平行な方向における長さ（図４における基板１０２の端部１０２ａから１０２ｂまでの長さ）を短くする試みがなされている。サーマルヘッド１０１の長さを短くすると、凸部１０３ａとドライバＩＣ１０７及び封止材１０８との距離も近くなるため、プラテン１１１とサーマルヘッド１０１との配置を従来と同様の構成とすると、ドライバＩＣ１０７及び封止材１０８がプラテン１１１と接触してしまう場合があった。
【００１４】
このため、従来に比べて、プラテン１１１に対してサーマルヘッド１０１の当接角を大きくする必要があった。なお、当接角とは、サーマルヘッド１０１とプラテン１１１の当接位置におけるプラテン１１１の接線に対するサーマルヘッド１０１のなす角度を指す。
【００１５】
サーマルヘッド１０１の当接角が小さければ、インクフィルム１１０が当接部に進入するときもスムーズに行くが、サーマルヘッド１０の当接角が大きくなると、インクフィルム１１０がつかえ易くなってしまう。
【００１６】
更に、サーマルヘッド１０１の当接角が小さい場合は、当接位置の上流側においてサーマルヘッド１０１がインクフィルム１１０と接触して皺を伸ばすことができていたが、当接角が大きい場合は、当接位置の上流側においてサーマルヘッド１０１とインクフィルム１１０との接触する面積が少なくなるので、インクフィルム１１０の皺の影響が強くなり、印刷品質が低下していた。
【００１７】
本発明は前述した点に鑑みてなされたもので、インクフィルムの皺を減らし、印刷品質の良好なサーマルヘッドを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するため本発明のサーマルヘッドは、第１の凸部に形成された発熱素子をインクフィルムと記録媒体を介して当接したプラテンとの間で加熱させて、前記インクフィルムのインクを前記記録媒体に転写させるサーマルヘッドであって、前記発熱素子から延在した電極と接続されたドライバーＩＣと、前記ドライバーＩＣを封止する封止材と、前記発熱素子が前記プラテンと当接する部分の中央より前記インクフィルムの搬送経路の上流側に前記第１の凸部の頂点と前記封止材の頂点とを結ぶ線を越えて突出している第２の凸部を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のサーマルヘッドは、第１の凸部に形成された発熱素子をインクフィルムと記録媒体を介して当接したプラテンとの間で加熱させて、前記インクフィルムのインクを前記記録媒体に転写させるサーマルヘッドであって、前記発熱素子が前記プラテンと当接する部分の中央より前記インクフィルムの搬送経路の上流側に第２の凸部を有し、前記第１の凸部における前記発熱素子が前記プラテンと当接する部分から、前記第２の凸部までの間に前記インクフィルムと接触しない非接触部を有することを特徴とするサーマルヘッド。
【００２０】
更に、本発明のサーマルヘッドにおいて、前記第２の凸部が、前記インクフィルムの搬送経路と接する案内部を備えていることが好ましい。
【００２１】
更に、本発明のサーマルヘッドにおいて、前記案内部が、前記インクフィルムの搬送経路に沿った方向の長さが５０μｍ以上であることが好ましい。
【００２２】
更に、本発明のサーマルヘッドにおいて、前記案内部が、前記発熱素子が前記プラテンと当接する部分の中央より前記上流側に向けて、２００〜５００μｍ離れた位置から始まることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のサーマルヘッドは、発熱素子がプラテンと当接する部分（当接部）の中央（当接位置）よりインクフィルムの搬送経路の上流側に第１の凸部の頂点と封止材の頂点とを結ぶ線を越えて突出している第２の凸部を有することにより、インクフィルムが当接部に進入するときのインクフィルムに対するサーマルヘッドの角度を小さくすることができるので、インクフィルムが、当接部にスムーズに進入することができ、当接部の上流側でインクフィルムがつかえて皺になることを防止できる。
【００２４】
また、本発明のサーマルヘッドは、当接位置よりインクフィルムの搬送経路の上流側に第２の凸部を有し、当接部から、第２の凸部までの間にインクフィルムと接触しない非接触部を有することにより、第２の凸部によって妨げられることなく発熱素子がインクフィルムを加熱することができ、良好な印刷品質を保つことができる。
【００２５】
更に、本発明のサーマルヘッドにおいて、第２の凸部が、インクフィルムの搬送経路と接する案内部を備えていると、インクフィルム２１の搬送経路の上流側において案内部がインクフィルムと接触し、インクフィルムの皺を伸ばすことができる。このように、サーマルヘッドそのものにインクフィルムの弛みを取り除くための案内部を設置したので、当接部のすぐ近くでインクフィルムの皺を伸ばすことができ、当接部までの間に再びインクフィルムに弛みが発生し、皺を生じる虞が少なくなる。
【００２６】
更に、本発明のサーマルヘッドにおいて、案内部のインクフィルムの搬送経路に沿った方向の長さが５０μｍ以上であることにより、インクフィルムの皺をより効果的に取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図３を参照して説明する。図１は本発明のサーマルヘッド１の全体の構成を示す概略断面図であり、図２は本発明のサーマルヘッド１による印刷動作を説明するための概略断面図であり、図３は図２の要部の拡大図である。
【００２８】
本発明のサーマルヘッド１は、図１及び図２に示すように、第１の凸部１ａに発熱素子４ａが形成され、発熱素子から延在した電極５，６と接続されるドライバーＩＣ７と、ドライバーＩＣ７を封止する封止材８とを有し、発熱素子４ａとプラテン２０とが当接する当接部１ｃ（図３参照）の中央である当接位置１ｄ（図３参照）よりもインクフィルム２１の搬送経路の上流側に第２の凸部１ｂを有している。
【００２９】
サーマルヘッド１の第１の凸部１ａは、図１に示すように、基板２の一方の端部２ａ側において、基板２の上に積層された保温層３をフォトリソ技術等により加工して設けることができる。また、第１の凸部１ａとして、基板２の表面の一部を所定の高さに突出させて設けることもできる。なお、サーマルヘッド１の基板２としては、放熱性の良いものが使用され、保温層３としては、保温性の良いグレーズ等が使用される。
【００３０】
第１の凸部１ａには発熱素子４ａが形成されており、図２に示すように、動作時において、サーマルヘッド１を当接角で傾けて、発熱素子４ａがインクフィルム２１（図２において点線で示す）と記録媒体２２（図２において一点鎖線で示す）を介してプラテン２０と当接できるようになっている。
【００３１】
第１の凸部１ａの形状は、サーマルヘッドの当接角、当接位置等から、プラテン２０との当接に適した形状に適宜設計される。例えば、第１の凸部１ａとして、当接部１ｃにおいて断面形状が曲率半径１．５〜４ｍｍの曲線を有する曲面とすることができる。
【００３２】
発熱素子４ａは、第１の凸部１ａの少なくとも一部を含むように形成された発熱抵抗体４の両端に電力エネルギーを供給するための共通電極５及び個別電極６を配置した構成である。発熱素子４ａは、共通電極５及び個別電極６から、両電極５，６に挟まれた部分の発熱抵抗体４に電力エネルギーを供給することで発熱するものである。発熱素子４ａは、図１の紙面に対して垂直方向にドット状に整列されて複数個設けられている。
【００３３】
発熱抵抗体４は、スパッタリング等でＴａ−ＮやＴａ−ＳｉＯ２等を成膜することで形成できる。また、共通電極５及び個別電極６は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等のスパッタリング及びフォトリソ技術等により積層されパターン形成することができる。なお、一般的に、発熱素子４ａの一方の端部２ａ側に共通電極５が、他方の端部２ｂ側に個別電極６が形成される。
【００３４】
複数の発熱素子４ａは、図２に示すように、動作時において、インクフィルム２１及び記録媒体２２を介してプラテン２０と当接して当接部１ｃ（図３参照）を形成し、この状態で選択的に発熱させて、インクフィルム２１のインクを記録媒体２２に転写して印刷を行うことができる。
【００３５】
ドライバーＩＣ７は、基板２の他方の端部２ｂ側に設けられており、発熱素子４ａから延在した共通電極５及び個別電極６と接続されている。ドライバーＩＣ７は、例えば複数の発熱素子４ａに供給する通電パルスの電圧を制御して、発熱素子４ａの発熱量を制御するようになっている。ドライバーＩＣ７は、機械的、熱的ストレス、水分等の外的要因から保護するため、封止材８によって封止されている。
【００３６】
ドライバーＩＣ７と封止材８の形態としては、図１に示すように、基板２上の共通電極５及び個別電極６に直接ドライバーＩＣ７を実装し、実装領域を封止材８で封止するＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）でもよいし、ドライバーＩＣを封止材でパッケージした上で、サーマルヘッド１に実装してもよい。
【００３７】
サーマルヘッド１の第２の凸部１ｂは、発熱素子４ａとプラテン２０との当接位置１ｄよりもインクフィルム２１の搬送経路の上流側（図１においては基板２の他方の端部２ｂ側）に設けられている。一般的に、インクフィルム２１は、図１及び図２において示すように、発熱素子４ａに対してドライバーＩＣ７及び封止材８が配置された側から供給されるので、ドライバーＩＣ７及び封止材８の配置は、当接位置１ｄよりもインクフィルム２１の搬送経路の上流側になる。
【００３８】
第２の凸部１ｂは、図１に示すように、個別電極６の上に新たな凸部層９を別途積層することで形成してもよいが、基板２の一部の厚さを厚くして第２の凸部１ｂを形成しても、保温層３の一部の膜厚を厚くして第２の凸部１ｂを形成しても、個別電極６の膜厚を厚くして第２の凸部１ｂを形成してもよい。
【００３９】
第２の凸部１ｂが、前記第１の凸部の頂点と前記封止材の頂点とを結ぶ線１０（図１において点線で示す）を越えて突出していると、インクフィルム２１が当接部１ｃに進入するときのインクフィルム２１に対するサーマルヘッド１の角度を小さくすることができる。この結果、インクフィルム２１は、当接部１ｃにスムーズに進入することができ、当接部１ｃの上流側でインクフィルム２１がつかえて皺になることを防止できる。
【００４０】
また、第２の凸部１ｂを当接位置１ｄの近くに設けると、発熱素子４ａの加熱が不十分になり、インクフィルム２１のインクを転写する機能を阻害することになる。このため、第１の凸部１ａにおける当接部１ｃから、第２の凸部１ｂまでの間にインクフィルムと接触しない非接触部３１をサーマルヘッド１に設けることが好ましい
【００４１】
更に、第２の凸部１ｂは、インクフィルム２１の搬送経路と接する案内部９ａを備えていることが好ましい。案内部９ａは、インクフィルム２１の搬送経路の上流側においてインクフィルム２１と接触し、インクフィルム２１の皺を伸ばすことができる。このように、サーマルヘッド１そのものにインクフィルム２１の弛みを取り除くための案内部９ａを設置したので、当接部１ｃのすぐ近くでインクフィルム２１の皺を伸ばすことができ、当接部１ｃまでの間に再びインクフィルム２１に弛みが発生し、皺を生じる虞は少なくなった。
【００４２】
案内部９ａは、インクフィルム２１の搬送経路に沿った方向の長さ（図３の距離Ｌ１）が５０μｍ以上であることが好ましい。案内部９ａが５０μｍ以上搬送経路に沿っていれば、インクフィルム２１の皺をより効果的に取り除くことができる。
【００４３】
また、案内部９ａは、当接位置１ｄよりインクフィルム２１の搬送経路の上流側に向けて、２００〜５００μｍ（図３の距離Ｌ２）離れた位置から始まることが好ましい。これは、発熱素子４ａの断面形状が曲率半径１．５〜４ｍｍの曲線を有する場合、発熱素子４ａとして機能する領域を確保するために当接位置１ｄから２００〜５００μｍの間に案内部９ａが存在していないことが好ましいからである。なお、距離Ｌ２が範囲を持つのは、発熱素子４ａの断面形状である曲率半径１．５〜４ｍｍの曲線が範囲を有するためである。
【００４４】
また、図１乃至３においては、案内部９ａは平面であるが、インクフィルム２１の搬送経路に沿った断面形状が曲線を有する曲面とすることもできる。
【００４５】
更に、サーマルヘッド１は、発熱抵抗体４や共通電極５、個別電極６の上面に、発熱抵抗体４、及び共通電極５、個別電極６の酸化や摩耗を防止するための、耐酸化性及び耐摩耗性に優れた保護層を設けていてもよい。特に、インクフィルム２１と摺動する第２の凸部１ｂの案内部９ａの上に保護層を設けることは好ましい。保護層としては、スパッタリング等により形成されたＳｉ−Ｏ−Ｎや、ＳｉＡｌＯＮ等の硬質セラミックを用いることができる。
【００４６】
また、サーマルヘッド１は、基板１の他端部１ｂ側において、ドライバーＩＣ７の外部端子１１に接続されるＦＰＣ（フレキシブル基板）等からなる外部端子部１２が引き出されている。
【００４７】
このような本発明のサーマルヘッド１は、放熱性の良いヘッド取付台（図示せず）等に取り付けられて、印刷中に保温層３に蓄熱される熱を基板２を介して放熱するようになっている。また  ヘッド取付台は、プリンタ側のキャリッジ（図示せず）等に支持されて回動可能になっている。そして、本発明のサーマルヘッド１を用いた熱転写式のプリンタは、ヘッド取付台を回動させることにより、サーマルヘッド１がヘッドダウンして発熱素子４ａがインクフィルム２１に圧接可能になっている。
【００４８】
そして、サーマルヘッド１をヘッドダウンさせた状態で、キャリッジ（図示せず）を移動させてサーマルヘッドを矢印Ａ方向に移動させると共に、印刷情報に基づいて、発熱素子４ａに選択的に通電することにより、発熱素子４ａがジュール熱を発生して選択的に発熱する。この発熱素子４ａの発熱により、インクフィルム２１が選択的に加熱されて、インクフィルム２１のインク（図示せず）が転写され、プラテン２０上に位置する記録媒体２２に文字、あるいは画像等が印刷可能になっている。
【００４９】
また、サーマルヘッド１がラインヘッドの場合は、例えばサーマルヘッド１を移動させないで、インクフィルム２１と記録媒体２２とを矢印Ｂ方向に移動させることにより、記録媒体２２に文字等の画像を印刷できるようになっている。
【００５０】
本発明のサーマルヘッド１と共に使用されるインクフィルム２１は、プラスチックフィルムのようなベースフィルムに熱溶融性インクや熱昇華性インクを塗布したものであり、インクリボンやインクシートを含む。
【００５１】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のサーマルヘッドの全体の構成を示す概略断面図
【図２】本発明のサーマルヘッドによる印刷動作を説明するための概略断面図
【図３】図２の要部を拡大した図
【図４】従来のサーマルヘッドの全体の構成を示す概略断面図
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ従来のサーマルヘッドによる印刷動作を説明するための概略断面図
【符号の説明】
【００５３】
１  サーマルヘッド
１ａ  第１の凸部
１ｂ  第２の凸部
１ｃ  当接部
１ｄ  当接位置
４ａ  発熱素子
５  共通電極
６  個別電極  
７  ドライバーＩＣ
８  封止材  
９ａ  案内部
１０  第１の凸部の頂点と封止材の頂点とを結ぶ線
２０  プラテン
２１  インクフィルム
２２  記録媒体
３１  非接触部
【図１】
2005205839.tif 000003
【図２】
2005205839.tif 000004
【図３】
2005205839.tif 000005
【図４】
2005205839.tif 000006
【図５】
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