(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持板に取り付けられた基板と、
走行可能な熱転写リボンの幅方向に延在し、プラテンに向かって前記熱転写リボンと共に押し当て可能に前記基板上に配設された細長い凸状の発熱体と、
前記支持板に一体に形成され、前記基板上の前記発熱体よりも前記熱転写リボンの走行方向下流側に配置された出っ張り部と、
前記出っ張り部に前記発熱体に向かって一体に突出するように設けられ、前記発熱体に沿わされた後の前記熱転写リボンを案内するガイド部と、を備えてなり、
前記ガイド部は、前記発熱体と平行であって前記熱転写リボンの中央部分を案内する平行部と、前記平行部の幅方向の両側部分に対称に設けられ、前記熱転写リボンの両端部分を両端に至るほど弛緩状態にして案内する第１及び第２傾斜部と、からなり、
さらに、前記平行部の突出端部は、
前記熱転写リボンが凸状の前記発熱体を巻き込むとともに、前記発熱体の、前記熱転写リボンを前記プラテンに押し当てる押し当て点を含む記録媒体上の接平面から前記熱転写リボンが遠ざかるように配置されているサーマルヘッド。
【請求項２】
前記発熱体は、幅方向の両端部分を除いた中央部分で印字する印字幅を有し、前記平行部の幅方向の長さは、前記印字幅より広い請求項１記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記発熱体に向かう前記熱転写リボンを前記基板に擦らせないように浮かせる第２ガイド部を前記基板に設けた請求項１又は２記載のサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に配設された細長い発熱体を熱転写リボンの幅方向に押し当て、前記熱転写リボン上のインクを前記発熱体の熱で溶融し、溶融したインクをプラテン上の記録媒体に転写して印字を行うためのサーマルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のサーマルヘッドは、基板の表面の端に細長い発熱体を配置するとともに、この基板の背面に金属製の支持板を張り付けて構成される。
【０００３】
熱転写式印刷装置にあっては、前記支持板の一端を揺動自在に支持し、前記支持板を揺動させると、前記基板の端の前記発熱体が熱転写リボンを介してプラテンに向かって押し当て可能なように、前記サーマルヘッドが組み込まれる。また、前記プラテン上には記録媒体が位置している。
【０００４】
前記記録媒体と前記サーマルヘッドとを相対移動させ、この相対移動とともに前記熱転写リボンを走行させながら、発熱体を構成する多数の発熱素子の所定部位の発熱により熱転写リボン上のインクを溶融させ、溶融したインクを前記記録媒体に転写することにより、前記記録媒体への連続した印字が行われる。
【０００５】
このようなサーマルヘッドでは、熱転写リボンが発熱体に沿って走行する構成になっているため、良好な印字を確保するために、熱転写リボンが発熱体に沿って安定して走行することが求められる。特に幅が広い熱転写リボンを用いる場合、蛇行が発生しやすい。蛇行が発生すると、熱転写リボンに皺が発生して、印字にカスレが生じてしまう。そこで、必要に応じて、サーマルヘッドに熱転写リボンの走行を案内して蛇行を防止するのためのガイドが設けられる。
【０００６】
特公平７−９８３９９号公報には、このような蛇行防止用のガイド部を設けたサーマルヘッドが提案されている。熱転写リボンの走行方向下流側に、熱転写リボンに対応する幅を有する凹状の溝ガイドを設け、熱転写リボンの両端を溝状ガイドの両端に当てること又は沿わせることにより規制し、蛇行を防止しようとするタイプのサーマルヘッドである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱転写リボンの両端を凹状の溝ガイドで規制し、前記両端に中央に寄せようという力を作用させても、熱転写リボンが薄い帯状であるため、蛇行を防止するという実行力が殆どないという問題点があった。特に幅が広い熱転写リボンに対して、凹状の溝ガイドを適用すると、熱転写リボンの両端にシワが発生し、良好な印字を維持できなくなるという問題点が生じる。このように、蛇行の発生防止と、シワの発生防止とは相反する要求となっている。
【０００８】
本発明は、かかる従来の技術の問題点に鑑みなされたものであり、熱転写リボンの蛇行を確実に防止するとともに、シワの発生をも極力防止できるサーマルヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、支持板に取り付けられた基板と、
走行可能な熱転写リボンの幅方向に延在し、プラテンに向かって前記熱転写リボンと共に押し当て可能に前記基板上に配設された細長い凸状の発熱体と、
前記支持板に一体に形成され、前記基板上の前記発熱体よりも前記熱転写リボンの走行方向下流側に配置された出っ張り部と、
前記出っ張り部に前記発熱体に向かって一体に突出するように設けられ、前記発熱体に沿わされた後の前記熱転写リボンを案内するガイド部と、を備えてなり、
前記ガイド部は、前記発熱体と平行であって前記熱転写リボンの中央部分を案内する平行部と、前記平行部の幅方向の両側部分に対称に設けられ、前記熱転写リボンの両端部分を両端に至るほど弛緩状態にして案内する第１及び第２傾斜部と、からなり、
さらに、前記平行部の突出端部は、
前記熱転写リボンが凸状の前記発熱体を巻き込むとともに、前記発熱体の、前記熱転写リボンを前記プラテンに押し当てる押し当て点を含む記録媒体上の接平面から前記熱転写リボンが遠ざかるように配置されているサーマルヘッドである。
【００１０】
プラテンに向かって熱転写リボンと共に押し当て可能に基板上に配設された細長い発熱体を構成する多数の発熱素子を選択的に発熱させ、熱転写リボンのインクを記録媒体に転写して印字する。発熱体を備えたサーマルヘッドと記録媒体とは相対移動し、この相対移動に伴って熱転写リボンも走行する。
【００１１】
この熱転写リボンの走行方向下流に配設された出っ張り部に前記発熱体に向かって突出するガイド部が設けられているため、発熱体の発熱により印字を終えた熱転写リボンがこのガイド部で案内される。このガイド部の中央の平行部は前記発熱体と平行であるため、前記発熱体に向かって前記平行部が突出する程度により、前記発熱体と前記記録媒体の当接部分から前記熱転写リボンを引き剥がす剥離角度が決まる。この剥離角度が適切になるように、前記ガイド部の前記平行部が前記発熱体に向かって突設する程度が予め決められている。
【００１２】
前記ガイド部の前記平行部の両端に対称に第１及び第２の傾斜部があるため、熱転写リボンが蛇行を始めると、いずれか一方の傾斜部において熱転写リボンの端がより多く弛緩し、他方の傾斜部において熱転写リボンの端がより少なく弛緩する。このように、蛇行が発生すると、熱転写リボンの両端の弛緩程度がアンバンラスとなるため、第１及び第２傾斜部での弛緩の程度が同じになるように蛇行が矯正される。また、熱転写リボンの両端を規制して緊張させるのではなく、両端を弛緩させるため、弛緩部分に基づくシワの発生も少なくなる。また、前記ガイド部を、平行部がない第１及び第２傾斜部だけの形状又は湾曲形状にすることも考えられるが、蛇行を防止することに有効であっても、熱転写リボンの中央部分にシワが発生しやすくなる。従って、平行部とその両端の第１及び第２傾斜部の台形が、シワの発生を防止しつつ、蛇行を矯正するのに有効である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記発熱体は、幅方向の両端部分を除いた中央部分で印字する印字幅を有し、前記平行部の幅方向の長さは、前記印字幅より広い請求項１記載のサーマルヘッドである。
【００１４】
ガイド部の平行部の幅方向の長さが、発熱体を構成する多数の発熱素子の両端の数ドット分を制御構造で不作動にすることで決まる印字幅より広いため、少なくとも印字幅に相当する熱転写リボンが前記第１及び第２の傾斜部で案内されることがなくなり、発熱体の印字幅に接する熱転写リボンの平坦性が確実なものとなる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、前記発熱体に向かう前記熱転写リボンを前記基板に擦らせないように浮かせる第２ガイド部を前記基板に設けた請求項１又は２記載のサーマルヘッドである。
【００１６】
基板の表面に発熱体を駆動するドライバーＩＣなどを設ける場合でも、第２ガイド部に熱転写リボンを案内させて浮かせるため、熱転写リボンが基板に擦られない。そのため、発熱体を設けた基板をプラテンに対してできるだけ平行に近い姿勢で配置することができる。すると、基板の端の例えば半円状突起の頂上付近に発熱体を配置することができ、発熱体の基板への設置が形状的にバランスよく行われる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のサーマルヘッドの斜視図であり、図２は、サーマルヘッドの発熱体及びガイド部が位置する部分の拡大側面図である。
【００１８】
図１において、サーマルヘッド１は、基板２と、基板２を取り付ける支持板３とからなる。基板２には、発熱体１１と、第２ガイド部１２とが備えられている。支持板３には、出っ張り部２１と、第１ガイド部２２とが備えられている。また、第１ガイド部２２は、平行部２３と、その両端の第１傾斜部２４及び第２傾斜部２５とからなる。なお、支持板３は、発熱体１１からの発熱を基板２を介して放熱する機能を有しており、放熱板とも呼ばれる。以下、各部の詳細を説明する。
【００１９】
基板１は、セラミック等で形成された矩形の板の表面に、発熱体１１と、発熱体１１を駆動するドライバーＩＣ１３とを配設してなる。発熱体１１は、熱転写リボン４の幅Ｗ２と略一致する長さに多数の発熱素子を縦長に列設したものである。図２に示されるように、基板２の表面における、熱転写リボン４の走行方向下流側の端に、ガラス等で形成された断面半円状の擦過部１４が取付けられている。この擦過部１４の表面に、断面が円弧状の発熱体１１が埋設状態で取り付けられている。この発熱体１１は、プラテン５上の記録媒体６に押し当たるＡ点に対して、走行方向で±αの中心角となるような円弧状となっている。
【００２０】
図１に戻り、発熱体１１を構成する多数の発熱素子とドライバーＩＣ１３との間の配線は、基板２上に例えばプリント配線として形成されている。このプリント配線の表面は樹脂等で固められている。ドライバーＩＣ１３は、基板２の熱転写リボン４の走行方向上流側の端に表面がやや突出する状態で取り付けられている。また、このドライバーＩＣ１３からの配線は、フラットでフレキシブルな配線１５で構成され、図示されない機器に接続可能となっている。
【００２１】
図示のように、発熱体１１は、熱転写リボン４の幅の分だけ延在する縦長の細長い形状である。そして、発熱体１１を構成する多数の発熱素子は、ドライバーＩＣ１３及び図示されない制御部によりその一つ一つが駆動可能である。そして、発熱体１１のうち、駆動されない両端の数ドットを除いた部分により実際の印字幅Ｗ１が決まるようになっている。
【００２２】
第２ガイド部１２は、例えばステンレス製のロッドであり、発熱体１１とドライバーＩＣ１３の間であって、ドライバーＩＣ１３よりの位置に接着剤等で固定されている。この第２ガイド１２は、固定された状態での高さがドライバーＩＣ１３の高さとほぼ等しいかそれ以上となるような太さに形成されている。この第２ガイド１２により、発熱体１１に向かって走行する熱転写リボン４が浮かされ、熱転写リボン４とドライバーＩＣ１３が互いに接触しないようになっている。
【００２３】
支持板３は、放熱が良好に行える種類の金属で形成され、基板２の背面を取り付ける第１部分２６と、この第１部分２６に連続し全体を揺動させるための第２部分２７とからなる。熱転写リボン４の走行方向上流側に位置する第２部分２７の端は、揺動軸２８に取付け可能である。配線１５は、第２部分２７を経て揺動軸２８の付近まで延在している。
【００２４】
熱転写リボン４の走行方向下流側に位置する基板２の端面２ａより、第１部分２６が更に前記走行方向下流側に出っ張っることにより、出っ張り部２１が支持板３と一体に形成されている。この出っ張り部２１から発熱体１１に向かって一体に突出した第１ガイド部２２が更に形成されている。
【００２５】
この第１ガイド部２２は、発熱体１１に向かって競り上がる台形の山型であって、中央部分の平行部２３と、平行部２３の両端に対称に配置された第１傾斜部２４と第２傾斜部２５とからなる。平行部２３は、発熱体１１の中央位置から幅方向に均等な長さになるように配設されている。また、平行部２３は、熱転写リボン４の走行方向に向かって丸みを帯びた頂上を有し、その頂上の幅方向に連なる稜線は発熱体１１と平行になっている。この平行部２３の幅方向の長さＷ３は、発熱体１１の印字幅Ｗ１より若干広く、リボン幅Ｗ２より狭くなっている。
【００２６】
第１傾斜部２４と第２傾斜部２５は、熱転写リボン４の走行方向に向かって丸みを帯びた頂上を有している。この頂上の幅方向に連なる稜線は、発熱体１１から離れて出っ張り部２１に順次向かうように傾斜している。この第１傾斜部２４及び第２傾斜部２５には、（Ｗ２−Ｗ３）／２だけ、熱転写リボン４が掛かっており、この部分の熱転写リボン４は弛緩状態となっている。第１傾斜部２４と第２傾斜部２５の長さの１／３以上に熱転写リボン４が掛かるようにすることが好ましい。また、第１傾斜部２４及び第２傾斜部２５は図示の如きストレートな傾斜ではなく、上に凸の湾曲形状に沿って傾斜するものであってもよい。
【００２７】
図３により、本発明の他のサーマルヘッドの構造を説明する。図１と異なる部分は、第１ガイド部の形状である。図示の第１ガイド部３２は、出っ張り部２１の上に、基板２の端面２ａから出っ張り部２１の先に向かうように突設されている。この第１ガイド部３２は、端面２ａと平行な面を有する平行部３３と、平行部３３の両端に対称に設けられ、端面２ａに向かって湾曲する第１傾斜部３４と第２傾斜部３５となっている。平行部３３、第１傾斜部３４と第２傾斜部３５のうち熱転写リボン４と接する部分は丸みを帯びるように加工されている。
【００２８】
熱転写リボン４の中央部分は、平行部３３の稜線３３ａにおいて、発熱体１１と平行に案内される。熱転写リボン４の両端部分は、第１傾斜部３４と第２傾斜部３５の稜線３４ａ，３５ａにより、端にいくほど弛緩状態となるように案内されている。
【００２９】
つぎに、図１乃至図３で説明したサーマルヘッドが適用されるシリアル式の熱転写式印刷装置の構造の概要を図４により説明する。
【００３０】
印字ヘッド７には、図１のサーマルヘッド１が、揺動軸２８により、プラテン５に向かって揺動可能に取り付けられている。また、印字ヘッド７には、リボンカートリッジ８が図面の上から嵌め込み自在に取り付けられている。熱転写リボン４は、供給リール４１からガイド４２を経て、サーマルヘッド１の第２ガイド部１２と発熱体１１と第１ガイド部２２を通過し、ガイド４３を経て巻取リール４４に至る。図示例では、サーマルヘッド１が矢印ａ２の方向に揺動し、熱転写リボン４を介して発熱体１１をプラテン５に向かって押し当てている状態を示している。印字ヘッド７が矢印ａ１の方向に走行すると、熱転写リボン４は矢印ａ３の方向に走行し、記録媒体６の上に印字が実行される。
【００３１】
なお、熱転写式印刷装置は、上述したシリアルタイプ以外に、ラインタイプのものも存在する。図１乃至図３で説明したサーマルヘッドは、ラインタイプの熱転写式印刷装置にも適用可能である。
【００３２】
つぎに、上述した構造を有するサーマルヘッド１の作動を以下に説明する。図２において、プラテン５に向かって熱転写リボン４と共に押し当てられた発熱体１１を構成する多数の発熱素子を選択的に発熱させ、熱転写リボン４のインクを記録媒体６に転写して印字する。シリアルタイプ又はラインタイプのいずれであっても、サーマルヘッド１と記録媒体４とは相対的に移動しており、この相対移動に伴って熱転写リボン４も走行し、連続した印字が行われる。
【００３３】
発熱体１１で所定箇所のインクを転写した後の熱転写リボン４は、第１ガイド部２２の平行部２３に至り、図示のＢ点で接して案内される。平行部２３の接点Ｂが紙面長手方向に連続してなす線と、発熱体１１の押し当て点Ａが紙面長手方向に連続してなす線とは平行であるため、発熱体１１に向かって平行部２３が突出する程度で決まるＢ点の位置により、当接部分であるＡ点から熱転写リボン４を引き剥がす剥離角度θが一義的に決まる。この剥離角度θが適切になるように、平行部２３が発熱体１１に向かって突設する程度を予め決めておく。これにより、熱転写後のリボン４が当接部分Ａから直ぐに引き剥がされ、熱転写リボン４から記録媒体６への良好なインクの転写が確保される。
【００３４】
図１において、仮に熱転写リボン４が図面上側に蛇行を始めたとすると、第１傾斜部２４において熱転写リボン４が弛緩される幅が、第２傾斜部２５において熱転写リボン４が弛緩される幅より広くなる。このように、熱転写リボン４の両端の弛緩量に差が生じると、弛緩量の少ない側の熱転写リボン４が弛緩量の多い側の引き込み、両端の弛緩量が等しくなるように、熱転写リボン４の全体を幅方向に移動させる力が作用する。このように、熱転写リボン４の蛇行が第１及び第２傾斜部２４，２５により絶えず矯正される。
【００３５】
また、発熱体１１の両端の数ドットを不作動とすることにより決まる印字幅Ｗ１より、平行部２３の長さＷ３が長い。そのため、熱転写リボン４が第１及び第２傾斜部２４，２５の蛇行矯正により微小に幅方向に動いても、熱転写リボン４のうち実際に印字に使用される部分は、発熱体１１と平行に案内され、印字部分の熱転写リボン４の確実な平坦性が維持される。また、第１及び第２傾斜部２４，２５による蛇行矯正は、熱転写リボン４の全体に及ぶ力で行われるため、熱転写リボン４の両端部分からのシワの発生も殆ど生じることがない。このように、本発明の第１ガイド部２２は、熱転写リボン４の印字部分の平坦性維持と熱転写リボン４の蛇行防止という一見矛盾する要請を同時に達成する。
【００３６】
更に、第２ガイド部１３の作動を以下に説明する。図２で説明したように、発熱体１１は擦過部１４の上に配置される。発熱体１１を良好に配置するためには、半円状の擦過部１４の出来るだけ頂上付近に発熱体１１を位置させることが好ましい。そのためには、基板２とプラテン５をできるだけ平行に近づけて配置することが必要になる。
【００３７】
このようなサーマルヘッド１の配置例が図５に示される。図示のように、基板２とプラテン５とを平行に近づけると、基板２の表面に設けられたドライバＩＣ１３に熱転写リボン４が接するようになる。ドライバＩＣ１３の表面は樹脂で固められているものの、平坦性がない。そのため、熱転写リボン４がドライバＩＣ１３に接すると、熱転写リボン４の蛇行の原因になる。
【００３８】
そこで、基板２のドライバＩＣ１３近くにドライバＩＣとほぼ同じ高さかそれよりも高い第２ガイド部１２を設け、熱転写リボン４をドライバＩＣ１３に接触させることなく第２ガイド部１２で平坦に案内する。すると、第２ガイド部１２で案内される熱転写リボン４が記録媒体６に接しない程度に、Ｃ点に隙間を設け、図示されないリボンカセットからの熱転写リボン４がドライバＩＣ１３に接しない程度に、Ｄ点に隙間を設け、基板２即ち支持板３を出来るだけプラテン５又は記録媒体６に平行に近づけて配置することができる。
【００３９】
その結果、図２において、半円状の擦過部１４の頂上付近に発熱体１１を配置することができ、発熱体１１の基板２への設置が形状的にバランスよく行われ、発熱体１１が精度良く配置できるようになる。
【００４０】
【実施例】
発熱体１１即ち熱転写リボン４の幅Ｗ２が２４ｍｍであって、熱転写リボン４の両端数ドットの不作動で決まる印字幅Ｗ１が２０ｍｍである場合に、２２ｍｍの幅を有する平行部２２ｍｍの両端におのおの４ｍｍの第１及び第２傾斜部２４，２５を有する第１ガイド部２２を使用した。熱転写リボン４の蛇行が原因とみられる印字のカスレは全く生じず、印字は良好であった。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によると、ガイド部の平行部が熱転写リボンの平坦性を確保しながら案内し、ガイド部の傾斜部が熱転写リボンの蛇行を矯正しながら案内するため、熱転写リボンが蛇行しないという安定走行性を確保するとともに、シワの発生を阻止した良好な印刷が可能となる。例えば、幅１５ｍｍ以上の幅広の熱転写リボンにおいては、凹溝のようにリボンの両端を規制することが蛇行に対して有効でないため、平行部とその両端の第１及び第２の傾斜部からなるリボンガイド部が特に有効である。
【００４２】
また、ガイド部における平行部の発熱体に対する突出程度により、前記熱転写リボンを前記発熱体と記録媒体の当接部分から引き剥がす際の剥離角度を決めるため、熱転写リボンが安定的に記録媒体から引き剥がされ、記録媒体へのインクの転写も確実に行われる。
【００４３】
請求項２の発明によると、少なくとも印字幅に相当する熱転写リボンが傾斜部に掛かることなく平行部により案内され、発熱体の印字幅に相当する熱転写リボンの平坦性が確実なものとなるため、傾斜部で弛緩される熱転写リボンが印字に与える影響を切り離し、発熱体による良好な印字を確保できる。
【００４４】
請求項３の発明によると、第２ガイド部により、発熱体を設けた基板をプラテンに対してできるだけ平行に近い姿勢で配置することができ、発熱体の基板への設置が形状的にバランスよく行われるので、サーマルヘッドの特に発熱体の配設加工が精度良くでき、発熱体による良好な印字を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のサーマルヘッドの斜視図である。
【図２】  サーマルヘッドの発熱体及びガイド部が位置する部分の拡大側面図である。
【図３】  本発明の他のサーマルヘッドの斜視図である。
【図４】  本発明のサーマルヘッドが組み込まれた印字装置の要部の上面図である。
【図５】  本発明のサーマルヘッドの好適な組み込み例を示す上面図である。
【符号の説明】
１  サーマルヘッド
２  基板
３  支持板
５  プラテン
１１  発熱体
１２  第２ガイド部
１３  ドライバーＩＣ
２１  出っ張り部
２２，３２  第１ガイド部
２３，３３  平行部
２４，３４  第１傾斜部
２５，３５  第２傾斜部
【図１】
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【図２】
0003832097.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003832097.tif 000005
【図５】
0003832097.tif 000006