JP2008000977A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】スティッキングの発生を抑制することが可能なサーマルプリントヘッドを提供すること。
【解決手段】基板と、上記基板に形成された発熱抵抗体３と、発熱抵抗体３に通電するための電極と、発熱抵抗体３および上記電極を覆う保護膜４と、を備えるサーマルプリントヘッドＡであって、保護膜４は、発熱抵抗体３および上記電極を直接覆う第１層４１と、第１層４１上に積層された第２層４２および第３層４３とを含んでおり、第１層４１は、ガラスからなり、第２層４２は、複数の細孔４２ａを有する多孔質のガラスからなり、第３層４３は、撥水性を有するとともに、複数の細孔４２ａを埋めない厚さとされている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、たとえば感熱紙に対して印刷するために用いられるサーマルプリントヘッドに関する。

図４は、従来のサーマルプリントヘッドの一例を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたサーマルプリントヘッドＸは、基板９１上に帯状の発熱抵抗体９３が主走査方向に延びるように形成されている。発熱抵抗体９３は、電極９２に跨っている。サーマルプリントヘッドＸは、電極９２と電気的に逆極性の電極（図示略）を備えている。この電極と電極９２との間に電圧が印加されると、これらの電極に挟まれた発熱抵抗体９３が発熱する。この熱が、発熱抵抗体９３を覆う保護膜９４を介して印刷対象である感熱紙に伝えられる。この感熱紙の感熱発色物質が発色することにより、所望の画像または文字を印刷することができる。

しかしながら、ほとんどの場合、上記感熱紙は、明瞭な印字を実現するために、その表面が平滑に仕上げられている。平滑な感熱紙がサーマルプリントヘッドＸの保護膜９４に押し付けられると、保護膜９４に感熱紙が張り付いてしまいやすい。この張り付きによって、感熱紙を保護膜９４に対してスムーズに摺動できなくなる、いわゆるスティッキングが発生する。スティッキングが生じると、印字が乱れるという問題があった。また、スティッキングを抑制するには、感熱紙の送り速度を遅くすることが強いられていた。

また、上記感熱紙の表面には平滑に仕上げるためのコーティング剤が塗布されている場合が多い。このコーティング剤は、一般的に親水性であり、大気中の水分を吸収しやすい。感熱紙が保護膜９４に押し付けられると、吸収されていた水分が感熱紙と保護膜９４との間にしみ出てくる。この水分によって、感熱紙と保護膜９４とがさらに密着してしまい、スティッキングが増長されるという問題があった。
特開平７−１８６４２９号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、スティッキングの発生を抑制することが可能なサーマルプリントヘッドを提供することをその課題とする。

本発明によって提供されるサーマルプリントヘッドは、基板と、上記基板に形成された発熱抵抗体と、上記発熱抵抗体に通電するための電極と、上記発熱抵抗体および上記電極を覆う保護膜と、を備えるサーマルプリントヘッドであって、上記保護膜は、上記発熱抵抗体および上記電極を直接覆う第１層と、上記第１層上に積層された第２層および第３層とを含んでおり、上記第１層は、ガラスからなり、上記第２層は、複数の細孔を有する多孔質のガラスからなり、上記第３層は、撥水性を有するとともに、上記複数の細孔を埋めない厚さとされていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記保護膜と印刷対象である感熱紙などとの接触面積を縮小することが可能である。これにより上記保護膜と感熱紙とが広い面積において密着することを回避することができる。したがって、スティッキングの発生を抑制することが可能であり、印字が乱れることを防止したり、感熱紙の送り速度を速めたりすることができる。また、上記保護膜の表面には複数の細孔が形成された状態となる。このため、感熱紙のコーティング剤などから水分がしみ出てきても、この水分は、上記複数の細孔内に滞留する。また、上記第３層が撥水性を有するため、上記保護膜と感熱紙との接触部分からは、水分が積極的に排除される。したがって、水分によって上記保護膜と感熱紙とが密着することを回避することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第３層は、ポリイミド樹脂からなる。このような構成によれば、上記第３層に十分な撥水性を与えることができる。また、上記第３層を比較的滑らかなものとすることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの一例を示している。本実施形態のサーマルプルプリントヘッドＡは、基板１、電極２Ａ，２Ｂ、発熱抵抗体３、および保護膜４を備えている。サーマルプリントヘッドＡは、副走査方向ｙに相対動される感熱紙などの印刷対象に対して、主走査方向ｘに沿って配列された複数のドットを選択的に順次印刷するためのものである。

基板１は、絶縁性を有しており、たとえばセラミック製である。基板１には、表面を平滑な状態とするためのグレーズ層（図示略）が形成されている。このグレーズ層は、発熱抵抗体３からの熱が基板１に逃げてしまうことを抑制する機能を有する。

電極２Ａ，２Ｂは、電気的に異なる極性とされており、たとえばＡｕなどの金属からなる。電極２Ａ，２Ｂは、副走査方向ｙに延びる複数の帯状部２１，２２を有している。複数の帯状部２１と、複数の帯状部２２とは、それぞれ櫛歯状とされており、主走査方向ｘに沿って交互に配置されている。電極２Ａ，２Ｂは、図外の駆動ＩＣに接続されている。電極２Ａ，２Ｂは、たとえばレジネートＡｕペーストを所定の形状に印刷した後に、このペーストを焼成することによって形成できる。

発熱抵抗体３は、感熱印刷の熱源であり、たとえば酸化ルテニウムからなる。発熱抵抗体３は、主走査方向ｘに延びる帯状であり、複数の帯状部２１，２２に跨っている。隣り合う帯状部２１，２２間に対して上記駆動ＩＣによって選択的に通電されると、発熱抵抗体３のうちこれらの帯状部２１，２２に挟まれた部分が発熱する。この熱によって、感熱紙の１ドット分の領域が発色し、印刷がなされる。発熱抵抗体３は、たとえば酸化ルテニウムを含むペーストを所定の形状に印刷した後に、このペーストを焼成することによって形成できる。

保護膜４は、電極２Ａ，２Ｂおよび発熱抵抗体３を保護するためのものであり、第１層４１、第２層４２、および第３層４３が積層された構造とされている。第１層４１は、電極２Ａ，２Ｂおよび発熱抵抗体３を直接覆う部分であり、たとえばガラス製である。本実施形態においては、第１層４１の厚さは、４μｍ程度とされる。第１層４１は、たとえば電極２Ａ，２Ｂおよび発熱抵抗体３を覆うようにＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、ＰｂＯを含むガラスペーストを印刷した後に、このペーストを焼成することによって形成できる。

第２層４２は、第１層４１上に積層されており、たとえばガラス製である。図３に示すように、第２層４２は、複数の細孔４２ａを有する多孔質状に形成されている。本実施形態においては、第２層４２の厚さが４〜６μｍ程度とされており、細孔４２ａの直径がおおよそ数十μｍ程度とされている。

第２層４２の形成は、たとえば以下のようにして行う。まず、第１層４１上にたとえば導電性ガラスペーストを一様に印刷する。この導電性ガラスペーストは、ＳｉＯ₂、ＺｎＯ、ＣａＯを主成分とするガラスペーストに、たとえばＰｂＯ、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃などからなるガラスに粒径が０．００１〜１μｍ程度の酸化ルテニウムの粒子が０．３〜３０ｗｔ％添加された抵抗ペーストが混入されたものである。第１層４１を形成するためのガラスペーストの軟化点が６８０℃程度であるのに対し、第２層４２を形成するための導電性ガラスペーストのもととなるガラスペーストおよび抵抗ペーストの軟化点は、それぞれ７８５℃および８６５℃である。この導電性ガラスペーストを、たとえば７６０℃の焼成温度で焼成する。この焼成温度は、上記導電性ガラスペーストのもととなるガラスペーストおよび抵抗ペーストのいずれの軟化点よりも低い。このため、上記導電性ガラスペーストは大きく流動することが無い。一方、上記導電性ガラスペーストに含まれた酸化ルテニウムの周囲には気泡が生じる。これらの気泡が複数の細孔４２ａとなることによって、多孔質の第２層４２が形成される。

第３層４３は、図３に示すように第２層４２と第１層４１のうち第２層４２から露出した部分とを覆っている。第３層４３は、撥水性を有しており、たとえばポリイミド樹脂からなる。本実施形態においては、第３層４３の厚さは、１〜１０μｍ程度とされている。このような厚さとされた第３層４３によっては、細孔４２ａは完全に埋められることが無い。これにより、保護膜４は、その表面に複数の細孔４ａが形成されたものとなる。第３層４３は、たとえば印刷または転写を用いて形成することができる。

次に、サーマルプリントヘッドＡの作用について説明する。

本実施形態によれば、保護膜４に複数の細孔４ａが形成されていることにより、保護膜４と感熱紙との接触面積を縮小することが可能である。このため、保護膜４と感熱紙とがたとえば発熱抵抗体３と同程度の面積を有する広い領域において密着することが無い。したがって、スティッキングを抑制することが可能であり、印字が乱れることを防止したり、感熱紙の送り速度を速めたりすることができる。ポリイミド樹脂からなる第３層４３は、比較的滑らかに仕上げられているため、スティッキングの防止を図るのに好適である。

感熱紙の表面に親水性のコーティング剤が塗布されている場合に、このコーティング剤に吸収されていた水分がしみ出てきても、この水分は複数の細孔４ａ内に滞留する。このため、保護膜４と感熱紙との接触部分に水分が留まることによって互いに強く密着してしまうことを回避することができる。これは、スティッキングの防止に好ましい。特に、第３層４３は、撥水性を有するポリイミド樹脂からなるため、上記接触部分に水分が留まることを回避するのに有利である。

本発明に係るサーマルプリントヘッドは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るサーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明で言う第３層は、ポリイミド樹脂によって形成することが好ましいが、これに限定されず、適度な撥水性を有し、比較的平滑である材質によって第３層を形成してもよい。

本発明に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す要部斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。 本発明に係るサーマルプリントヘッドの一例を示す要部拡大断面図である。 従来のサーマルプリントヘッドの一例を示す要部断面図である。

符号の説明

Ａ サーマルプリントヘッド
ｘ 主走査方向
ｙ 副走査方向
１ 基板
２Ａ，２Ｂ 電極
３ 発熱抵抗体
４ 保護膜
４ａ 細孔
２１，２２ 帯状部
４１ 第１層
４２ 第２層
４２ａ 細孔
４３ 第３層

Claims (2)

1. 基板と、
   上記基板に形成された発熱抵抗体と、
   上記発熱抵抗体に通電するための電極と、
   上記発熱抵抗体および上記電極を覆う保護膜と、
   を備えるサーマルプリントヘッドであって、
   上記保護膜は、上記発熱抵抗体および上記電極を直接覆う第１層と、上記第１層上に積層された第２層および第３層とを含んでおり、
   上記第１層は、ガラスからなり、
   上記第２層は、複数の細孔を有する多孔質のガラスからなり、
   上記第３層は、撥水性を有するとともに、上記複数の細孔を埋めない厚さとされていることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
2. 上記第３層は、ポリイミド樹脂からなる、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。

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