本发明涉及一种热敏打印头及热敏打印机。
背景技术：
热敏打印头是对感热纸等进行印刷的热敏打印机的主要构成器件。在专利文献1中公开了以往的热敏打印头的一例。该文献中所公开的热敏打印头是在基材上积层着电阻体层及电极层。通过对这些电阻体层及电极层进行图案化，而由所述电阻体层构成沿主扫描方向排列的多个发热部。另外，所述电阻体层及所述电极层被绝缘性的保护层覆盖。所述保护层用来避免因与感热纸等的摩擦而导致所述电极层或所述电阻体层损伤。
如果热敏打印头与感热纸等的按压状态不恰当，那么印刷品质会降低。例如，如果热敏打印头与感热纸等的按压力不充足，那么会产生印刷变浅的不良情况。另外，热敏打印头对热敏打印机的安装精度可能会成为影响印刷品质的因素。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2013-248756号公报
技术实现要素：
[发明要解决的问题]
本发明是基于所述情况而想出的，课题在于提供一种能够提高印刷品质的热敏打印头及热敏打印机。
[解决问题的技术手段]
根据本发明的第1方面而提供的热敏打印头的特征在于具备：主基板，具有主面；多个发热部，支撑在所述主基板的所述主面，且沿主扫描方向排列；以及保护层，覆盖所述多个发热部；且具备发热部釉层，所述发热部釉层介存于所述主基板的所述主面与所述多个发热部之间，在沿所述主基板的厚度方向观察时为沿主扫描方向延伸的带状，且被制成向所述主面所朝向的一侧鼓出的形状；所述保护层的表面形状的当量曲率半径为6,200μm以上且15,000μm以下，所述当量曲率半径是基于在沿所述厚度方向观察时包含所述发热部釉层的部分的最大鼓出高度的1/4的高度、与距所述保护层表面的最大鼓出部为所述最大鼓出高度的1/4的位置上的副扫描方向宽度而算出。
在本发明的优选实施方式中，具备构成所述多个发热部的电阻体层。
在本发明的优选实施方式中，具备用来向所述多个发热部供给电力的电极层。
在本发明的优选实施方式中，所述电阻体层介存于所述主基板的所述主面与所述电极层之间。
在本发明的优选实施方式中，所述主基板包含陶瓷。
在本发明的优选实施方式中，所述电阻体层包含tasio2或tan。
在本发明的优选实施方式中，所述电极层包含al。
在本发明的优选实施方式中，所述电极层具有分别向所述多个发热部延伸的多个独立电极。
在本发明的优选实施方式中，所述电极层针对所述多个发热部具有被设定为与所述多个独立电极不同极性的共用电极。
在本发明的优选实施方式中，所述共用电极具有多个分支部，所述多个分支部分别被在主扫描方向上相邻的2个所述独立电极夹住且包含2个枝部，所述2个枝部与在主扫描方向上相邻的2个所述发热部相连。
在本发明的优选实施方式中，所述电极层具有多个中间电极，所述多个中间电极从在副扫描方向上与所述枝部相反的一侧与2个所述发热部相连，所述2个所述发热部分别与相邻的所述独立电极与所述枝部相连。
在本发明的优选实施方式中，所述多个中间电极在沿所述厚度方向观察时内包于所述发热部釉层。
在本发明的优选实施方式中，具备：副基板，相对于所述主基板在副扫描方向上相邻地配置；以及驱动器ic，搭载于所述副基板，且控制所述多个发热部中的发热。
在本发明的优选实施方式中，所述副基板包含玻璃环氧树脂。
在本发明的优选实施方式中，具备多条导线，所述多条导线将所述电极层与所述驱动器ic(integratedcircuit，集成电路)连接。
在本发明的优选实施方式中，所述多条导线在沿所述厚度方向观察时跨及所述主基板的端缘与所述副基板的端缘。
在本发明的优选实施方式中，具备密封部件，所述密封部件覆盖所述多条导线。
在本发明的优选实施方式中，所述密封部件覆盖所述驱动器ic。
在本发明的优选实施方式中，具备外部连接部，所述外部连接部连接于所述副基板。
在本发明的优选实施方式中，所述外部连接部为软性配线基板。
在本发明的优选实施方式中，具备支撑部件，所述支撑部件从所述主面的相反侧支撑所述主基板及所述副基板。
在本发明的优选实施方式中，所述支撑部件包含金属。
根据本发明的第2方面而提供的热敏打印机的特征在于具备：本发明的第1方面而提供的所述热敏打印头；以及压纸滚筒，被压向所述热敏打印头的所述多个发热部且用来搬送印刷对象材料。
在本发明的优选实施方式中，所述压纸滚筒的半径为所述当量曲率半径的27％以上且65％以下。
[发明效果]
根据本发明，通过使所述当量曲率半径为6,200μm以上且15,000μm以下，能够提高印刷品质。
本发明的其它特征及优势通过参照随附图式而于以下进行的详细说明而变得更加明确。
附图说明
图1是表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头的主要部分俯视图。
图2是表示沿基于本发明的第1实施方式的热敏打印头及热敏打印机的图1的ii-ii线的主要部分剖视图。
图3是表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
图4是表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头的主要部分俯视图。
图5是表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头的主要部分放大俯视图。
图6是表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头的最大鼓出部的测定例的曲线图。
图7是表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头的最大鼓出部的另一测定例的曲线图。
图8是表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头的最大鼓出部的另一测定例的曲线图。
图9是表示当量曲率半径与印刷品质的关系的曲线图。
图10是表示良好的印刷结果例的俯视图。
图11是表示不良印刷结果例的俯视图。
图12是表示不良印刷结果例的俯视图。
图13是表示良好的印刷结果例的俯视图。
图14是表示不良印刷结果例的俯视图。
图15是表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头的变化例的主要部分放大俯视图。
图16是表示基于本发明的第2实施方式的热敏打印头的主要部分放大剖视图。
具体实施方式
以下，参照图式对本发明的优选实施方式具体地进行说明。
图1～图5表示基于本发明的第1实施方式的热敏打印头及热敏打印机。本实施方式的热敏打印机b1具备热敏打印头a1及压纸滚筒91。热敏打印头a1具备主基板1、发热部釉层2、电阻体层3、电极层4、保护层5、副基板6、驱动器ic61、导线62、外部连接部63、密封部件7及支撑部件8。
图1是表示热敏打印头a1的主要部分俯视图。图2是沿表示热敏打印头a1及热敏打印机b1的图1的ii-ii线的主要部分剖视图。图3是表示热敏打印头a1的主要部分放大剖视图。图4是表示热敏打印头a1的主要部分俯视图。图5是表示热敏打印头a1的主要部分放大俯视图。
主基板1成为热敏打印头a1的基础，优选为表面显示绝缘性。主基板1的材质并无特别限定，在本实施方式中，以包含氧化铝等陶瓷的情况为例进行说明。主基板1是沿主扫描方向x延长的长矩形状。主基板1具有在厚度方向z上相互朝向相反侧的主面11及背面12。
发热部釉层2形成于主基板1的主面11，在沿厚度方向z观察时为沿主扫描方向x延长的带状。发热部釉层2被制成向主面11所朝向的一侧(厚度方向z上的图中上侧)鼓出的形状。发热部釉层2例如包含玻璃。
另外，在本实施方式中，在主面11上形成接合部釉层21及辅助玻璃层22。接合部釉层21形成于相对于发热部釉层2在副扫描方向y上隔开的位置，例如为沿主扫描方向x延长的带状。接合部釉层21例如包含玻璃。辅助玻璃层22覆盖主面11中夹于发热部釉层2与接合部釉层21之间的区域。辅助玻璃层22的厚度薄于发热部釉层2的最大厚度。辅助玻璃层22例如包含焙烧温度低于构成发热部釉层2及接合部釉层21的玻璃的玻璃。
电阻体层3支撑于主基板1的主面11。在本实施方式中，电阻体层3形成于发热部釉层2、接合部釉层21及辅助玻璃层22上。电阻体层3具有多个发热部31。多个发热部31沿主扫描方向x排列，且为在使用热敏打印头a1(热敏打印机b1)进行印刷中产生向印刷介质92传递的热的部位。作为电阻体层3的材质，例如可以列举tasio2或tan。另外，电阻体层3的厚度并无特别限定，如果列举其一例，那么例如为0.05μm～0.2μm左右。
电极层4积层于电阻体层3上，由电阻值小于电阻体层3的材质构成。作为这种电极层4的材质，例如可列举al，但并不限定于此，例如也可以使用cu或au等。电极层4的厚度并无特别限定，如果列举其一例，那么例如为0.5μm～2.0μm左右。
在本实施方式中，电阻体层3存在于形成着电极层4的整个区域。另一方面，电极层4使电阻体层3局部露出。电极层4中从电阻体层3露出的部分被设为多个发热部31。
如图4及图5所示，在本实施方式中，电极层4具有多个独立电极41、共用电极42及多个中间电极43。
多个独立电极41分别为大致沿副扫描方向y延伸的带状，且沿主扫描方向x排列。发热部31从独立电极41的副扫描方向y图中上端露出。由此，成为独立电极41与发热部31相连的构成。
共用电极42是被设定为与多个独立电极41不同的极性的电极。共用电极42具有多个分支部421。各分支部421夹于相邻的2个独立电极41之间。分支部421具有2个枝部422。2个枝部422与相邻的2个发热部31相连。
多个中间电极43从在副扫描方向y上与枝部422相反的一侧与2个发热部31相连，所述2个发热部31分别与相邻的41与枝部422相连。中间电极43例如在沿厚度方向z观察时为コ字状。在本实施方式中，多个中间电极43在沿厚度方向z观察时全部内包于发热部釉层2。
通过这种构成，如果将任一独立电极41选择性地置于导通状态，那么在由该独立电极41、发热部31、中间电极43、相邻的发热部31及枝部422构成的导通路径上通电。结果，该导通路径所包含的2个发热部31发热。
多个独立电极41分别具有打线接合部48。打线接合部48是独立电极41中在副扫描方向y上与发热部31为相反侧的部分。在本实施方式中，多个打线接合部48形成于接合部釉层21上。打线接合部48在主扫描方向x上的尺寸相对较大。
如图4所示，共用电极42具有带状部423。带状部423位于比多个打线接合部48更靠副扫描方向y图中下方，且为沿主扫描方向x延长的带状。多个分支部421与带状部423相连且相互导通。
保护层5覆盖多个发热部31而用来保护多个发热部31。在本实施方式中，保护层5覆盖大致整个电阻体层3及电极层4。例如多个打线接合部48从保护层5露出。保护层5例如包含由玻璃等构成的绝缘层。该绝缘层直接与电阻体层3及电极层4抵接。作为该绝缘层的材质，例如可列举sio2。该绝缘层的厚度并无特别限定，如果列举一例，那么为0.6μm～2.0μm左右。另外，保护层5也可以为包含积层于所述绝缘层上的导电层的构成。作为该导电层的材质，例如可列举c/sic、sin或sialon。该导电层的厚度并无特别限定，如果列举一例，那么为4.0～6.0μm左右。
所述构成的保护层5的形状会受主基板1、接合部釉层21、电阻体层3及电极层4的影响。尤其是保护层5的形状大致取决于接合部釉层21。因此，保护层5的保护层表面51中在沿厚度方向z观察时与接合部釉层21重合的部分的形状成为向主面11所朝向的一侧鼓出的形状。保护层表面51中在厚度方向z上与主面11相隔最远的部位被设为最大鼓出部511。
副基板6相对于主基板1在副扫描方向y上相邻地设置。副基板6是沿主扫描方向x延长的长矩形状。副基板6例如具有包含玻璃环氧树脂的基材，且在该基材上形成着配线层。
驱动器ic61通过对多个发热部31选择性地通电，而控制多个发热部31中的发热分布或发热时序等。在本实施方式中，多个驱动器ic61配置于副基板6上。多条导线62接合于驱动器ic61。这些导线62在沿厚度方向z观察时跨及主基板1的端缘与副基板6的端缘，且接合于电极层4的多个独立电极41的打线接合部48。另外，驱动器ic61与副基板6的所述配线层的适当位置也可以由其它多条导线连接。
外部连接部63连接于副基板6，例如在将热敏打印头a1组入至热敏打印机b1时，用来与热敏打印机b1的控制部(省略图示)或电源部(省略图示)电连接。外部连接部63的具体构成并无特别限定，在所图示的例中，例如为软性配线基板。
密封部件7覆盖多条导线62，在本实施方式中，还覆盖驱动器ic61。密封部件7例如包含黑色的树脂。
支撑部件8支撑主基板1及副基板6。支撑部件8的材质并无特别限定，在本实施方式中，包含fe或al等金属。图1所示的支撑部件8沿厚度方向z观察时的形状为一例，支撑部件8的形状或大小并无特别限定。
压纸滚筒91是在热敏打印机b1中用来搬送印刷介质92的零件。压纸滚筒91例如是由表层为橡胶或树脂等的材质构成，且为具有沿主扫描方向x延伸的轴的圆柱形状。本实施方式的压纸滚筒91的半径rp被设为4mm。
图6～图8表示热敏打印头a1的保护层表面51的形状的测量结果例。在该测量中使用接触式的表面形状测量器。此外，在这些图中，副扫描方向y方向上的方向与图3相同，为便于理解，将厚度方向z的大小相对于副扫描方向y放大成20倍左右而表示。
在图6所示的例中，保护层表面51具有根据发热部釉层2的鼓出形状而向图中上方(厚度方向z上方)鼓出的部分、及由相对于发热部釉层2在副扫描方向y上相邻的主面11的部位而形成的相对平坦的部分。最大鼓出部511是保护层表面51中在厚度方向z上与主面11相隔最远的部位。最大高度hm是保护层表面51的所述平坦的部分至最大鼓出部511的高度。1/4高度hq是最大高度hm的1/4的高度。1/4值宽wq是距最大鼓出部511为1/4高度hq的厚度方向z下方的位置上的保护层表面51的副扫描方向y上的宽度。
通过发热部釉层2而大致形成的保护层表面51的形状是平缓地鼓出的形状。在将保护层表面51中包含最大鼓出部511的区域假定为圆弧形状的情况下，作为其假想曲率半径的当量曲率半径re是通过以下的数式1而定义。
[数1]
在图6所示的例中，最大高度hm为54.8μm，1/4高度hq为13.7μm，1/4值宽wq为970μm，当量曲率半径re为8,592μm。在图7所示的例中，最大高度hm为54.1μm，1/4高度hq为13.5μm，1/4值宽wq为959μm，当量曲率半径re为8,522μm。在图8所示的例中，最大高度hm为54.1μm，1/4高度hq为13.5μm，1/4值宽wq为955μm，当量曲率半径re为8,451μm。
图9表示当量曲率半径re与印刷品质指标sa及允许偏移量sb的关系。图中的黑色四边形的标记表示印刷品质指标sa，黑色圆形的标记表示允许偏移量sb。
印刷品质指标sa是根据特定基准将印刷于印刷介质92时的印刷品质进行数值化后的指标。图10表示印刷品质指标sa为1,800以上的情况下的印刷例。图11表示印刷品质指标sa小于1,800的情况下的印刷例。各印刷例中的多个点状部分是与多个发热部31对应的印刷点。在图10所示的印刷例中，多个印刷点是以适当的大小及浓度被印刷。多个印刷点的大小偏差少，相邻的印刷点的间隙少。另一方面，在图11所示的印刷例中，多个印刷点的大小小于图10的印刷点，偏差也大。另外，相邻的印刷点之间到处可见间隙。
图10的印刷例是以适当的压力将热敏打印头a1的多个发热部31压抵于压纸滚筒91的情况。另一方面，图11的印刷例是压纸滚筒91对多个发热部31的按压压力不足的情况。压纸滚筒91的按压压力存在保护层表面51的当量曲率半径re越小越容易增高，当量曲率半径re越大越降低的倾向。因此，在图9中，随着当量曲率半径re增大而印刷品质指标sa降低。为了将印刷品质指标sa维持为作为允许范围的1,800以上，当量曲率半径re必须为15,000μm以下。此外，在此情况下，压纸滚筒91的半径rp(4mm)为当量曲率半径re的27％以上。
允许偏移量sb是维持良好的印刷结果所允许的压纸滚筒91的中心轴与最大鼓出部511在副扫描方向y上的偏移量。在压纸滚筒91的中心轴与最大鼓出部511在副扫描方向y上的位置一致的情况下，获得图13所示的印刷例。另一方面，在相对于压纸滚筒91的中心轴使最大鼓出部511向副扫描方向y一侧偏移0.3mm的情况下，获得图12所示的印刷例。另外，在相对于压纸滚筒91的中心轴使最大鼓出部511向副扫描方向y另一侧偏移0.3mm的情况下，获得图14所示的印刷例。图13所示的印刷例获得良好的印刷点，相对于此，在图12及图14所示的印刷例中，因为压纸滚筒91与多个发热部31的按压状态成为不恰当的状态，所以印刷点不鲜明。
在图10中表示针对各当量曲率半径re对能够维持图13所示的良好的印刷例的允许偏移量sb进行试验所得的结果。根据该图所理解，观察到随着当量曲率半径re增大而允许偏移量sb增大的倾向。作为压纸滚筒91的中心轴与最大鼓出部511在副扫描方向y上偏移的因素，可列举热敏打印头a1对热敏打印机b1的安装精度。在将就热敏打印头a1的安装精度而言实用的0.5mm设为允许偏移量sb的基准的情况下，当量曲率半径re必须为6,200μm以上。此外，在此情况下，压纸滚筒91的半径rp(4mm)为当量曲率半径re的65％以下。
接下来，对热敏打印头a1及热敏打印机b1的作用进行说明。
根据本实施方式，通过使当量曲率半径re为6,200μm以上，如果热敏打印头a1的安装精度为0.5mm以下，那么能够将压纸滚筒91适当地压抵于多个发热部31，从而获得图13所示的良好的印刷结果。另外，通过使当量曲率半径re为15,000μm以下，能够适当地提高压纸滚筒91与多个发热部31的按压压力，从而获得图10所示的良好的印刷结果。因此，根据热敏打印头a1及热敏打印机b1，能够提高印刷品质。
另外，为了提高印刷品质，优选为压纸滚筒91的半径rp为当量曲率半径re的27％以上且65％以下。
为了抑制保护层5的保护层表面51产生过大的凹凸，优选为使电阻体层3及电极层4积层于发热部釉层2上的构成。
隔着多个发热部31而将多个独立电极41及多个分支部421与多个中间电极43隔开配置。由此，在沿主扫描方向x观察时，多个发热部31不与电极层4重合。因此，保护层表面51中沿厚度方向z观察时与多个发热部31重合的沿主扫描方向x延长的带状部分成为相对平坦的形状。该情况适合将保护层5(保护层表面51)、进而多个发热部31均匀地压抵于压纸滚筒91。
通过设置辅助玻璃层22，能够避免在发热部釉层2与主面11的交界形成电阻体层3及电极层4。辅助玻璃层22与发热部釉层2的交界部分比发热部釉层2与主面11的交界部分更容易精加工成平滑的形状。该情况对于抑制电阻体层3及电极层4产生龟裂等而言优选。
图15及图16表示本发明的变化例及其它实施方式。此外，在该图中，对与所述实施方式相同或类似的要素标注与所述实施方式相同的符号。
图15是表示热敏打印头a1的变化例的主要部分放大俯视图。在本变化例中，多个独立电极41沿主扫描方向x排列，且并未在相互之间介存共用电极42。共用电极42具有多个梳齿部424及带状部425。
多个梳齿部424配置在副扫描方向y上隔着多个发热部31与多个独立电极41相反的一侧。各梳齿部424为沿副扫描方向y延伸的形状，且与发热部31相连。带状部425配置在在副扫描方向y上相对于多个发热部31与多个梳齿部424相同的一侧，且为沿主扫描方向x延长的带状。多个梳齿部424与带状部425相连。
带状部425既可以形成于在沿厚度方向z观察时与发热部釉层2重合的位置，也可以形成于避开发热部釉层2的位置。另外，也可以使包含例如ag的金属层积层于带状部425。通过设置该金属层，能够实现导通路径的低电阻化，从而能够抑制通电所导致的发热损耗。
根据这种变化例，也能够提高热敏打印头a1及热敏打印机b1的印刷品质。
图16表示基于本发明的第2实施方式的热敏打印头。本实施方式的热敏打印头a2不具备所述辅助玻璃层22。电阻体层3及电极层4也形成于主面11中夹于发热部釉层2与接合部釉层21之间的区域上。
根据本实施方式，也能够提高热敏打印头a2及使用热敏打印头a2的热敏打印机的印刷品质。
本发明的热敏打印头及热敏打印机并不限定于所述实施方式。本发明的热敏打印头及热敏打印机的各部分的具体构成自如地进行各种设计变更。
电阻体层及电极层的形状等构成并不限定于所述构成，只要为能够使多个发热部通电的构成即可。另外，也可以为在电阻体层与主基板的主面之间介存电极层的构成。
[符号的说明]
a1、a2热敏打印头
b1热敏打印机
1主基板
2发热部釉层
3电阻体层
4电极层
5保护层
6副基板
7密封部件
8支撑部件
11主面
12背面
21接合部釉层
22辅助玻璃层
31发热部
41独立电极
42共用电极
43中间电极
48打线接合部
51保护层表面
61驱动器ic
62导线
63外部连接部
91压纸滚筒
92印刷介质
421分支部
422枝部
423带状部
424梳齿部
425带状部
511最大鼓出部
hm最大高度
re当量曲率半径
rp半径
sa印刷品质指标
sb允许偏移量
x主扫描方向
y副扫描方向
z方向