(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に、頂部に凸部を有する断面山状のグレーズ層を被着させるとともに、該グレーズ層上に発熱抵抗体を取着させて、前記凸部上に前記発熱抵抗体を配設し、一対の電極を前記凸部を挟む位置で前記発熱抵抗体に接続してなるサーマルヘッドと、
該サーマルヘッド上に配置され、記録媒体を前記グレーズ層の前記凸部に押圧するプラテンと
からなるサーマルプリンタにおいて、
前記凸部上に位置する前記発熱抵抗体の上面を、前記凸部を挟んで対向する前記一対の電極の端部よりも上方へ突出させているとともに、
前記凸部を有する前記グレーズ層の上面で、かつ前記凸部の両側に、前記グレーズ層の一部を隆起させた一対の隆起部を形成するとともに、前記凸部の上面と前記一対の隆起部の上面とを断面視で同じ円弧に沿って形成し、前記グレーズ層に対する前記プラテンの押圧力を前記凸部及び前記一対の隆起部に分散させて印加するようになしたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサーマルヘッドを用いて感熱紙等の記録媒体に感熱記録を行なうサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーマルプリンタは、例えば図３に示す如く、基板１２の上面に、頂部に凸部１３ａを有する断面山状のグレーズ層１３を被着させるとともに、該グレーズ層１３の凸部１３ａ上に発熱抵抗体１４を配設し、これらを保護膜１５で被覆したサーマルヘッド１１と、該サーマルヘッド１１上に配置され、感熱紙等の記録媒体を前記グレーズ層１３の凸部１３ａに押圧する円柱状のプラテンローラ１６と、を備えており、記録媒体をプラテンローラ１６によってサーマルヘッド１１上に搬送しながら、サーマルヘッド１１の発熱抵抗体１４を画像データに基づいて選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルプリンタとして機能する。
【０００３】
尚、前記サーマルヘッド１１のグレーズ層１３は、ガラス等の低熱伝導性材料により形成され、その内部で発熱抵抗体１４の発した熱の一部を蓄積及び放散することによりサーマルヘッド１１の熱応答特性を良好に維持するようになっている。
【０００４】
また前記グレーズ層１３の凸部１３ａは、印画時、発熱抵抗体１４に対する記録媒体の押圧力を有効に高めるためのものであり、かかる凸部１３ａを形成する場合は、まず“なだらか”な断面円弧状のグレーズ層をガラスペーストの塗布及び焼き付けによって形成し、しかる後、グレーズ層表面のうち、頂部を除く部位を所定の深さまでエッチング除去して、頂部に略台形状の凸部１３ａを残すことにより例えば２μｍ〜４μｍの厚みに形成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のサーマルプリンタにおいては、サーマルヘッド１１の発熱抵抗体１４がグレーズ層１３の凸部１３ａ上に設けられており、プラテンローラ１６からの押圧力は凸部１３ａ付近に集中する形となっている。このため、グレーズ層１３の加工精度等に起因して凸部１３ａの高さにバラツキが生じると、サーマルヘッド１１に対するプラテンローラ１６の押圧力が不均一になり、印画を行うと、記録媒体が引っ掛かりながら搬送される“スティッキング”を起こして印画が不鮮明になったり、或いは、記録媒体がサーマルヘッド１１に対して局所的に強く押圧された状態で搬送されることにより大きなノイズを発生するといった欠点を有していた。
【０００６】
そこでこのような欠点を解消するために、プラテンローラ１６の取り付け位置を上下に細かく微調整してサーマルヘッド１１に対するプラテンローラ１６の押圧力を最適化することも考えられるが、その場合、押圧力の調整作業に大変な手間と労力を要し、サーマルプリンタの生産性が著しく低下する欠点が誘発される。
【０００７】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、記録媒体に鮮明な印画を形成することが可能で、かつ記録媒体の搬送に伴うノイズを小さくすることができる、生産性に優れたサーマルプリンタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルプリンタは、基板の上面に、頂部に凸部を有する断面山状のグレーズ層を被着させるとともに、該グレーズ層上に発熱抵抗体を取着させて、前記凸部上に前記発熱抵抗体を配設し、一対の電極を前記凸部を挟む位置で前記発熱抵抗体に接続してなるサーマルヘッドと、該サーマルヘッド上に配置され、記録媒体を前記グレーズ層の前記凸部に押圧するプラテンとからなるサーマルプリンタにおいて、前記凸部上に位置する前記発熱抵抗体の上面を、前記凸部を挟んで対向する前記一対の電極の端部よりも上方へ突出させているとともに、前記凸部を有する前記グレーズ層の上面で、かつ前記凸部の両側に、前記グレーズ層の一部を隆起させた一対の隆起部を形成し、前記グレーズ層に対する前記プラテンの押圧力を前記凸部及び前記一対の隆起部に分散させて印加するようになしたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のサーマルプリンタによれば、サーマルヘッドの基板上に設けられるグレーズ層の上面で、かつ発熱抵抗体が配設される凸部の両側に、グレーズ層の一部を隆起させた一対の隆起部を形成し、プラテンからの押圧力を凸部と一対の隆起部の３カ所に分散させて印加するようになしたことから、プラテンは一対の隆起部によって凸部の両側で良好に支持されるようになり、グレーズ層の加工精度等に起因して凸部の高さにバラツキが生じたとしても、凸部の高さに係わらず、凸部に対して適度な押圧力を印加することができるようになる。従って、印画に際して記録媒体はサーマルヘッド上に常に安定的に搬送されるようになり、スティッキングや大きな印画ノイズの発生を有効に抑えて、記録媒体に鮮明な画像を形成することが可能となる。
【００１２】
しかも本発明のサーマルプリンタによれば、プラテンの取り付け位置を上下に細かく微調整しなくても上述した適度の押圧力を得ることができるため、サーマルプリンタの組み立て作業が比較的簡単になり、サーマルプリンタの生産性向上に供することができる利点もある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一形態に係るサーマルプリンタの構成を示す分解斜視図、図２は図１のサーマルプリンタの断面図であり、図中の１はサーマルヘッド、７はプラテンローラ（プラテン）である。
【００１４】
前記サーマルヘッド１は、矩形状をなす基板２の上面に、断面山状のグレーズ層３を帯状に被着させるとともに、該グレーズ層３上に多数の発熱抵抗体４を取着させた構造を有している。
【００１５】
前記基板２は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料から成り、その上面でグレーズ層３や多数の発熱抵抗体４，電極５，保護膜６等を支持するための支持母材として機能する。
【００１６】
前記基板２は、アルミナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシートを得、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜いた上、高温で焼成することによって製作される。
【００１７】
また前記基板２の上面に設けられているグレーズ層３はガラス等の低熱伝導性材料により断面山状をなすように形成され、その頂部には凸部３ａが、該凸部３ａの副走査方向（発熱抵抗体４の配列方向と直交する方向）の両側には一対の隆起部３ｂ，３ｂが凸部３ａと略等しい高さに設けられている。
【００１８】
前記グレーズ層３の凸部３ａは、グレーズ層３の一部を隆起させることにより例えば幅５０μｍ〜２００μｍ、厚み２μｍ〜４μｍの寸法で形成されており、該凸部３ａ上には発熱抵抗体４が配設され、凸部３ａでもって発熱抵抗体４を上方に突出せしめている。
【００１９】
前記グレーズ層３は、発熱抵抗体４を上方に突出させることにより記録媒体に対する押圧力を有効に高めるとともに、その内部で発熱抵抗体４の発する熱の一部を蓄積及び放散することによりサーマルヘッド１の熱応答特性を良好に維持する作用を為す。
【００２０】
また前記凸部３ａの両側に設けられている一対の隆起部３ｂ，３ｂは、グレーズ層３の一部を２μｍ〜４μｍほど隆起させることにより、前述した凸部３ａと略等しい高さで、凸部３ａのエッジより例えば３０μｍ〜５００μｍだけ離間する位置に配されており、これらの隆起部３ｂ，３ｂには、サーマルヘッド１上にプラテンローラ７を配置させた際、プラテンローラ７の押圧力が印加され、プラテンローラ７を凸部３ａと共に支持するようになっている。
【００２１】
尚、前記グレーズ層３は、まずガラス粉末に適当な有機溶剤を添加・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２の上面に３０〜２００μｍの厚みで帯状に印刷・塗布するとともに、これを高温で焼き付けることによって断面円弧状のガラス層を形成し、しかる後、得られたガラス層の一部表面を所定の深さ、例えば深さ２μｍ〜４μｍの領域までエッチング除去し、所定位置に凸部３ａと隆起部３ｂとを残すことによって形成される。
【００２２】
またこのようなグレーズ層３の凸部３ａ上に配されている発熱抵抗体４は、例えば３００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列されており、該各発熱抵抗体４はＴａＳｉＯやＴｉＳｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ等の電気抵抗材料により形成されているため、その両端に接続される電極５等を介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印画ドットを形成するのに必要な所定の温度、例えば１５０℃〜３００℃の温度となる。
【００２３】
このような発熱抵抗体４や電極５は、従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリング法やフォトリソグラフィー技術，エッチング技術等を採用することによって所定厚み、所定パターンをなすように被着・形成される。
【００２４】
更に前記発熱抵抗体４や電極５の上面には保護膜６が被着され、該保護膜６によって発熱抵抗体４や電極５等の表面を被覆するようにしている。
【００２５】
前記保護膜６は、窒化珪素や炭化珪素等の無機質材料により形成されており、発熱抵抗体４や電極５を記録媒体の摺接による磨耗や大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護する作用を為す。
【００２６】
前記保護膜６は、上述の無機質材料を従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリングや真空蒸着法等を採用し、例えば３μｍ〜１３μｍの厚みに被着させることによって発熱抵抗体４等の上面に形成される。
【００２７】
尚、このようにして得られる保護膜６は、その厚みが略一定で、表面形状は下地に応じたものとなるため、グレーズ層３の凸部３ａと隆起部３ｂ，３ｂ上でプラテンローラ７側に突出した形となる。
【００２８】
そして、上述したサーマルヘッド１上にはプラテンローラ７が配置される。
前記プラテンローラ7は、例えばＳＵＳ等から成る回転軸8の周りにブタジエンゴム等を巻き付けて円柱状に成形して成り、回転軸8が発熱抵抗体４の真上に位置するように取り付けられる。
【００２９】
前記プラテンローラ７は、サーマルヘッド１の表面、具体的には、前述した凸部３ａ及び隆起部３ｂ，３ｂ上に位置する保護膜６の表面に対して１０Ｎ／ｃｍ〜５０Ｎ／ｃｍの押圧力で押圧されるようになっており、図示しないモーター等でプラテンローラ７を回転させながら、該ローラ７とサーマルヘッド１との間に記録媒体を順次、送り込むことにより、記録媒体がサーマルヘッド１の表面に押圧されつつ、副走査方向に搬送される。
【００３０】
このようなプラテンローラ７の押圧力は、グレーズ層３の凸部３ａとその両側に配されている一対の隆起部３ｂ，３ｂの３カ所に分散して印加されるようになっているため、プラテンローラ７は一対の隆起部３ｂ，３ｂによって凸部３ａの両側で良好に支持されることとなり、サーマルヘッド１を製作する際にグレーズ層３の加工精度等に起因して凸部３ａの高さにバラツキが生じたとしても、その高さに係わらず、凸部３ａに対して適度な押圧力を印加することができるようになる。従って、記録媒体はサーマルヘッド１上に常に安定的に搬送されるようになり、スティッキングや大きな印画ノイズの発生を有効に抑えて、記録媒体に鮮明な画像を形成することが可能となる。
【００３１】
しかもこの場合、プラテンローラ７の取り付け位置を上下に細かく微調整しなくても上述した適度の押圧力を得ることができるため、サーマルプリンタの組み立て作業が比較的簡単になり、サーマルプリンタの生産性向上にも供することができる。
【００３２】
かくして上述した本形態のサーマルプリンタは、記録媒体をプラテンローラ７によってサーマルヘッド１の発熱抵抗体４上に搬送しながら、発熱抵抗体４を画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を発熱抵抗体４上の保護膜６に押圧される記録媒体へ伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルプリンタとして機能する。
【００３３】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００３４】
例えば、上述の形態においてはグレーズ層３の凸部３ａを一対の隆起部３ｂ，３ｂの中心に配置させるようにしたが、これに代えて凸部３ａを隆起部３ａの一方に近づけて配置させるようにしても構わない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のサーマルプリンタによれば、サーマルヘッドの基板上に設けられるグレーズ層の上面で、かつ発熱抵抗体が配設される凸部の両側に、グレーズ層の一部を隆起させた一対の隆起部を形成し、プラテンからの押圧力を凸部と一対の隆起部の３カ所に分散させて印加するようになしたことから、プラテンは一対の隆起部によって凸部の両側で良好に支持されるようになり、グレーズ層の加工精度等に起因して凸部の高さにバラツキが生じたとしても、凸部の高さに係わらず、凸部に対して適度な押圧力を印加することができるようになる。従って、印画に際して記録媒体はサーマルヘッド上に常に安定的に搬送されるようになり、スティッキングや大きな印画ノイズの発生を有効に抑えて、記録媒体に鮮明な画像を形成することが可能となる。
【００３６】
しかも本発明のサーマルプリンタによれば、プラテンの取り付け位置を上下に細かく微調整しなくても上述した適度の押圧力を得ることができるため、サーマルプリンタの組み立て作業が比較的簡単になり、サーマルプリンタの生産性向上に供することができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態に係るサーマルプリンタの構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１のサーマルプリンタの断面図である。
【図３】従来のサーマルプリンタの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・サーマルヘッド、２・・・基板、３・・・グレーズ層、３ａ・・・凸部、３ｂ・・・隆起部、４・・・発熱抵抗体、６・・・保護膜、７・・・プラテン（プラテンローラ）
【図１】
0004565724.tif 000002
【図２】
0004565724.tif 000003
【図３】
0004565724.tif 000004