热敏头及印字装置的制作方法

专利名称：热敏头及印字装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及热敏头及印字装置，其对利用热能而反应的热敏纸选择性 地进行加热，由此进行印字。
背景技术：
作为印字装置的一种，公知的有热敏印字机。热敏印字机具备在陶瓷 基板上直线地配置有通过通电而选择性地发热的微小发热体的热敏头。该 热敏头采用了通过选择性地熔融热敏纸的发色层上含有的发色剂而在热 敏纸上印字的热敏发色方式。在利用该热敏发色方式进行印字的热敏头 中，如下述特许文献l所述，作为蓄热层发挥功能的釉层设置于微小发热 体的下部。釉层有在陶瓷基板的大致整个面形成釉层的平面釉类型、和 限定于微小发热体的周边部而成膜的局部釉类型两种。近年来，在使微小 发热体高速响应而高速印字的情况下，高速散热性优异，因此广泛采用能 够避免因微小发热体的残留热而产生拖尾现象的局部釉类型。另外，热敏纸的构成为，在纤维质的基纸上积层有底涂层，在该底涂 层上还积层有发色层。底涂层具有提高热敏纸的平滑度的功能，还有冷却 而固定己熔融的发色剂的功能。专利文献1:特开平7-137317号公报但是，近年来，公知的是，作为廉价的热敏纸，多采用不具备底涂层 的热敏纸，熔融的发色剂在冷却固定前被分离，发色剂熔融物等的印字沉 淀物例如附着于与釉层上的微小发热体邻接的台阶区域而堆积。这样的印字沉淀物如图8所示，表示印字浓度的OD (Optical Density)值随着附着 量增大而降低，印字变薄，因此，存在印字品质降低的问题。另外，所述 的打印机希望是紧凑型的，必须尽可能抑制成本。为解决上述问题，本发明提供一种打印机，其具备热敏头，其对热 敏纸进行印字；辊，其经由所述热敏纸与所述热敏头对置配置，且输送所 述热敏纸，所述打印机的特征在于，所述热敏头具备基板；蓄热层，其 形成于所述基板的局部，蓄积流入的热；发热体，其形成于所述蓄热层上，熔融所述热敏纸含有的发色剂，所述发热体配置于比所述蓄热层上的中心 靠热敏纸输送方向上游侧。根据该发明，发热体配置于比蓄热层的中心靠热敏纸输送方向上游 侧，因此，由发热体加热的热敏纸一边与蓄热层接触一边徐徐冷却，从而， 在热敏纸中含有的发色剂从熔融状态冷却的过程中产生的印字沉淀物徐 徐生成，并且，印字沉淀物不会附着于一个部位而堆积，因此可以避免由 印字沉淀物造成的印字品质的降低。另外，由于蓄热层自身的大小不变化， 因此能够维持现有的打印机的尺寸，并且能够抑制成本。另外，其特征在于，在相对于所述发热体的热敏纸输送方向下游侧的 所述蓄热层上，形成有与所述热敏纸抵接的平行于所述基板的面。由此， 由于可以从热敏纸更平滑地脱离，因此，印字沉淀物不会附着于一个部位 而堆积，从而可以避免印字沉淀物造成的印字品质的降低。另外，其特征在于，所述蓄热层的宽度为1.5mm以上。通过在该值的 范围内构成，适度的蓄热效果和印字沉淀物的附着量降低，能够在品质不 劣化的情况下进行印字。另外，其特征在于，所述蓄热层的厚度为一定。由此，由发热体加热 的热敏纸的发色层面一边与蓄热层上可靠地接触一边徐徐冷却，因此可以 实现能高速印字且维持印字品质的印字装置。另外，其特征在于，所述发热体在与所述热敏纸的输送方向交叉的方 向上排列。由此，可以实现能高速印字且维持印字品质的印字装置。另外，其特征在于，所述辊配置为，通过所述辊的轴中心的相对于所 述热敏头的基板的垂线和所述热敏头交叉的位置位于比形成有所述发热 体的位置靠所述热敏纸输送方向下游侧。由此，可以提高印字沉淀物的除 去效果，可以避免印字沉淀物造成的印字品质降低。


图1是表示作为本发明的印字装置的实施方式的打印机的外观结构的 立体图；图2是盖框架打开状态的打印机机构部的立体图； 图3是盖框架关闭状态的打印机机构部的立体图； 图4是打印机机构部的侧剖面图；图5是从打印机机构部的侧面方向看到的热敏头的图；图6 (a)是从压纸巻轴方向看到的热敏头的俯视图，(b)是热敏头的 剖面图，(c)是另一例的热敏头的剖面图；图7 (a)是表示印字像的拖尾量相对于釉层厚度的倾向的图，(b)是 表示印字沉淀物的附着量相对于釉层体积的倾向的图，(c)是表示印字附 着量相对于釉层宽度的倾向的图；图8是表示印字浓度相对于印字沉淀物附着量的倾向的图。符号说明1、打印机2、面板3、上壳体4、下壳体5、上部盖6、刀具盖7、开放按钮8、打印机机构部9、盖开放杆10、盖框架11、、自动切断机组件12.、引线组13、主体框架14、支轴15、 盖部16、中继基板17、巻筒纸支架18、 压纸巻轴19、 压纸巻轴齿轮20、 压纸巻轴轴承21、 槽部22、 送纸传递齿轮23、 送纸电动机24、 近端检测器么J、 X寸fq26、 促动器27、 狭槽28、 底面29、 背面30、 纸检测器31、 孔32、 可动刀 32a、孔 32b、孔33、 固定刀34、 叶片遮光器35、 遮光器弹簧38、 槽部39、 热敏头40、 头支轴41、 头按压板42、 弹簧43、 陶瓷基板44、 盖检测器45、 引导斜面部46、 连接器47、 散热板48、导入部50、支承槽部 130、环氧模 135、玻璃环氧基板 140、发热电阻 150、釉层 160、保护膜 P、平滑面 S、热敏纸具体实施方式

下面，根据

本发明的实施方式。 实施方式图1是表示使用了本发明的热敏头的打印机1的外观结构的立体图。 该打印机1为热敏打印机，适用于应用于POS系统等的收据打印机等。该 打印机1使用巻筒状的热敏纸S (图4)，由在该热敏纸S上打印信息的打 印机机构部8 (图2)、用于将印字的热敏纸S切断的纸切断部及用于收容 保持热敏纸S的巻筒纸收容部等构成。打印机机构部8 (图2)固定于由树脂构成的下壳体4上，侧面部及 后方部被上壳体3覆盖，其前方部分由面板2覆盖。另外，在面板2的上 部配置有纸切断部。该纸切断部被刀具盖6覆盖，该刀具盖6可以向箭头 A方向滑动而拉出。另外，在上壳体3的另一侧设置有开放按钮7，该开放按钮7用于在 取出热敏纸S时驱动内部的盖开放杆9而使内部的盖框架10 (图2)转动。 在此，盖框架10 (图2)与上部盖5结合。而且，向箭头B方向按下开放 按钮7时，盖开放杆9向顺时针方向旋转而解开锁定机构，上部盖5向箭 头C方向打开，由此，巻筒纸支架17 (图2)露出。图2及图3是表示打印机机构部8的外观的立体图，图2是盖框架10 打开状态的打印机机构部8的立体图，图3是盖框架10闭合状态的打印 机机构部8的立体图。打印机机构部8具有在由金属等构成的主体框架13上开闭自如的 盖框架IO、收容可动刀32及其驱动装置的自动切断机组件11。在这种情况下，未切断热敏纸S时，可动刀32被收容于自动切断机组件11的内部， 可动刀32的刃部不露出。这时，可动刀32处于所谓的待机位置。与可动刀32剪刀状交叉的固定刀33以与自动切断机组件11对置的 方式配置于盖框架10上。在固定刀33的上部设置有叶片遮光器34。叶片 遮光器34被遮光器弹簧35向覆盖固定刀33的刃部的方向施力，但是， 如图3所示，在闭合盖框架10的状态下，叶片遮光器34的一部分与设置 在主体框架13上的卡合部抵接，叶片遮光器34仅在开放方向能够提升。 由此，构成为固定刀33的刃部露出，可动刀32移动时，可交叉成剪刀状 的状态。盖框架10以设置于主体框架13的两侧的上端部的支轴14为中心摆 动，即能够开闭自如地安装。另外，在盖框架10上设置有在关闭盖框架 10时用于避让与热敏纸S接触的圆弧状的盖部15。另外，改变本打印机 的设置角度时，该盖部15也作为承受热敏纸S的保持构件发挥功能。在主体框架13的右侧面设置有用于检测盖框架IO被关闭的状态的盖 检测器44。盖检测器44是透过型的光学式检测器，根据盖框架IO的局部 是否遮断检测器的光轴，来检测盖框架IO是否被正确地关闭。另外，作为检测器，除盖检测器44之外，还设置有后述的纸检测器 30和近端检测器24。这各种检测器和自动切断机组件11、以及后述的送 纸电动机23的引线组12与固定于主体框架13的右侧面的中继基板16连 接。另外，控制中继基板16和本打印机的主电路基板(未图示)利用FFC 等连接。在打开盖框架10的内部配置有树脂制的巻筒纸支架17。在巻筒纸支 架17上设置有检测纸的有无的纸检测器30。纸检测器30是反射型的光学 式检测器，在比纸检测器30靠上游侧，设置有使附着于热敏纸S上的异 物和纸粉向下方落下的孔31，以使检测器不会因纸粉等的影响而误动作。 另外，在巻筒纸支架17上设置有与主体框架13的左右侧面板卡合的狭槽 27，狭槽27与主体框架13的左右侧面板卡合时，由于巻筒纸支架17的 宽度方向被限制，因此巻筒纸收容部的内侧相对于热敏纸S维持适当的宽度。而且，由圆筒形的橡胶辊构成的压纸巻轴18通过压纸巻轴轴承20可 转动地支承于盖框架10上。在压纸巻轴18的一方压入有压纸巻轴齿轮19。 在主体框架13上设置有槽部21，关闭盖框架10时，压纸巻轴18被引导 至设置于散热板47 (图4)的端部的引导斜面部45 (图4)后，压纸巻轴 轴承20与槽部21抵接，压纸巻轴18被定位于规定的位置。另外，利用 热敏头39 (图4)作用于压纸巻轴18的加压力，在盖框架10上作用向下 的力，压纸巻轴18的位置被定位。而且，压纸巻轴齿轮19与送纸传递齿 轮22啮合，来自送纸电动机23的动力向压纸巻轴18传递，由此，压纸 巻轴18向规定的方向旋转。另外，在主体框架13的左侧面，以支轴25为中心可转动地安装有用 于检测热敏纸S的纸的剩余量已变少的近端检测器24。这是为了在改变本 打印机的设置角度时，与其相一致，将近端检测器24设定于最适当位置。 例如，如图2所示，将盖框架10的底面28设置在下面时，近端检测器24 的促动器26固定于进入设置于盖框架10上的孔32a中的位置。另一方面， 将盖框架10的背面29设置在下面时，促动器26固定于进入孔32b中的 位置。在主体框架13的左右侧面设置有支承热敏头39 (图4)及头按压 板41 (图4)的支承槽部50。图4是表示打印机机构部8的侧剖面图，表示热敏纸S被保持在巻筒 纸支架17上，向排出方向(D)送纸的状态。在该图4中，热敏纸S表示 在大径的状态，伴随送纸，热敏纸S成为小径，从而热敏纸S落入槽部 38。而且，使用上述的近端检测器24可以检测热敏纸S已经成为小径。图5是从打印机机构部8的侧面方向看到的热敏头39的图。如该图 所示，热敏头39是将散热板47作为基体而构成的。在该热敏头39的两 侧面设置有头支轴40，该头支轴40支承于设置于主体框架13上的支承槽 部50的一部分上。在散热板47的一面配置有由氧化铝陶瓷等构成的陶瓷 基板43。该陶瓷基板43配置于与压纸巻轴18对置的位置，被配置于散热 板47的另一面侧的弹簧42的一端部向压纸巻轴18方向施力。另外，该 弹簧42的另一端部固定于头按压板41 ，头按压板41支承于设置于主体框 架13上的支承槽部50b。根据以上的构成，压纸巻轴18将热敏纸S从热敏纸S的一面S2侧向热敏头39的方向推压，并且，与压纸巻轴18对置 的陶瓷基板43在热敏纸S的另一面Sl相接夹持。在该状态下，通过压纸 巻轴18旋转，热敏纸S依次通过热敏头39。这时，热敏纸S的另一面S1 由热敏头39选择性地加热，通过了热敏头39的热敏纸S被引导至引导斜 面部45的端部而向排出方向(D)输送。图6 (a)是从压纸巻轴18方向看到的热敏头39的俯视图，(b)是用 切断线(A-A)将图6 (a)所示的热敏头39切断的剖面图。另外，在该 图6中，热敏纸S的排出方向(D)为从右向左的方向。最初，如图6(a)、 (b)所示，在陶瓷基板43与压纸巻轴18对置侧的面上，在进给热敏纸S 的方向(左方向)的端部附近的一区域，形成有用玻璃等构成且厚度(h) 大致一定的釉层150。在该釉层150上，形成有大致平行于陶瓷基板43 的具有规定宽度(W)的平滑面P。另外，在该平滑面P上，在热敏纸S 被送来的方向(右方向)侧，和热敏纸的排出方向(D)正交配置有将通 电的电流转换成热的线状发热电阻140。该发热电阻140是宽度为200U m 左右、高度为6um左右的形态。数百个微小发热体直线排列，通过各个 发热体选择地通电，只有通电的微小发热体瞬时发热。该发热电阻140配 置于压纸巻轴18与热敏头39的大致接点的上游侧，换言之，压纸巻轴18 的轴中心配置于比热敏头39的发热体140靠下游侧。釉层150作为将从通电的发热电阻140流入的热进行蓄热的蓄热层发 挥功能，并且在对于发热电阻140的通电停止时，具有快速地向散热板47 方向散热的功能。另外，釉层150具有使陶瓷基板43的表面粗糙度平滑， 从而使在该釉层150上成膜的微细图案容易形成的效果。因此，在釉层150 上，未图示的扇形电极或共有电极成膜于发热电阻140附近。另外，由铅 玻璃等构成且保护配置于陶瓷基板43上的各构件的保护膜160在釉层150 的最外面跨越大致整个面而成膜。另外，在陶瓷基板43的面上，在送来热敏纸S的方向(右方向)侧 的端部，配置有密封了用于选择性地对发热电阻140供电的驱动IC等的 环氧模130，悬架有与该环氧模130进行了接线的玻璃环氧基板135。而 且，在玻璃环氧基板135的另一端部设置有通过FFC等与控制该打印机1 的主电路基板(未图示)连接的连接器46 (图5)。根据上述构成，通过压纸巻轴18旋转，热敏纸S朝向排出方向(D)输送，在从一面S2侧被按压的状态下，另一面的Sl与陶瓷基板43上的 发热电阻140依次相接。这时，发热电阻140根据经由连接器46从主电 路基板(未图示)发送的印字信号，按微小发热体进行发热。其结果是， 热敏纸S在宽度方向选择性地被加热。在该热敏纸S的另一面Sl侧形成 多种发色剂由粘结剂分开保持的状态的发色层，因此，与已被加热的微小 发热体相接的发色层转变成熔融状态。在此，转变为熔融状态的发色层随 着热敏纸S的移动，与接触的发热电阻140分离，从而解除按压状态，热 敏纸S的另一面S1在釉层150上的平滑面P上滑动。这时，另一面S1比 平滑面P温度高，因此热敏纸S具有的热能通过釉层150的平滑面P向釉 层150侧移动。但是，釉层150预先蓄积自发热电阻140传递的热，除此之外，发热 电阻140向釉层150上的右方向偏移配置。因此，由于平滑面P具有充分 的长度，所以熔融状态的发色层不会急剧冷却，而是渐渐冷却而凝固。因 此，印字沉淀物的产生不会集中于釉层150上的规定位置，而是被适度分 散。另外，釉层150的厚度(h)大致一定且表面没有凸凹，除此之外， 平滑面P的面粗度是平滑的，因此，进给的热敏纸S使在另一面Sl产生 的印字沉淀物不附着于平滑面P，可以从平滑面P依次平滑地脱离。而且， 随着热敏纸S的己被加热的部分从釉层150依次脱离，发色层进一步被冷 却而凝固。其结果是，热敏纸S的发色状态被固定，发色层转变为稳定的 状态。这样一来，与印字信号对应的信息依次在热敏纸S上印字。脱离了釉层150的热敏纸S朝向排出方向(D)输送，热敏纸S的另 一面S1与引导斜面部45抵接，由此不弯曲地导向上方，通过设置于盖框 架10上的导入部48 (图4)导向纸切断部。导向纸切断部的热敏纸S通 过可动刀32和固定刀33之间，向打印机l的外部输出。压纸巻轴18的中心线垂线Pc理想是相对于热敏头的发热体中心位置 Ph配置于排出侧。由于压纸巻轴是弹性体，因此旋转时变形。由此，发热 体的载荷增强，热敏纸S和发热体的贴紧度提高。从发热体向热敏纸的热 传导良好，能够得到鲜明的印字。印字后，从发热体中心位置Ph向排出 侧也成为保持贴紧的状态，可以将附着于头表面的印字沉淀物抖落在排出侧。另外，利用蓄积在釉层150的热可以防止印字沉淀物的头粘接。假如 附着有印字沉淀物，也是附着在离开发热体的部位，因此，对印字品质的 影响降低。根据试验结果，压纸巻轴中心Pc和发热体中心Ph的距离为0.2mm 0.5mm的距离最适合。为0.5以上时，发热体和压纸巻轴的贴紧度 减弱，存在印字变薄的倾向。在此，参照图7 (a) ~ (c)，对釉层150的形状尺寸进行说明。图7 (a)是表示印字像的拖尾量相对于釉层150厚度(h)的倾向的图。所谓 高速印字表示热敏头39附近的送纸速度大概为170 200mm/秒以上时的印 字。所谓低速印字表示热敏头39附近的送纸速度大概为150mm/秒以下时 的印字。如该图7 (a)所示，无论高速印字及低速印字，通过使釉层150 的厚度(h)变薄，釉层150的蓄热容量降低，热响应性提高，由此，拖 尾量降低，从而印字品质提高。因此，釉层150的厚度(h)优选极薄， 但是，在本实施方式中，釉层150的厚度(h)小于20um时，蓄热效果 变少，印字浓度变薄。另一方面，图7 (b)是表示印字沉淀物附着量相对于釉层150体积的 倾向的图。如该图7 (b)所示，越使釉层150的体积变大，印字沉淀物附 着量越降低。但是，在本实施方式中，釉层150的厚度(h)超过50um 时，蓄热效果增大，拖尾量增加，印字品质降低。因此，考虑到这些特性， 在本实施方式中，将釉层150的厚度(h)设定为20 50ym。图7 (c)是表示将釉层150的厚度(h)设定为20~50um时，印字 沉淀物附着量相对于釉层150宽度(W)的倾向的图。如图7 (c)所示， 釉层150的宽度(W)超过1.5mm时，印字沉淀物附着量急剧降低。因此， 在本实施方式中，将釉层150的宽度(W)设定为1.5mm以上。而且，通 过采用如上所述尺寸的釉层150,拖尾量和印字沉淀物附着量与目前相比 大幅减少，实现了印字品质不会劣化的热敏头39。以上，参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是，具体的结构 不局限于该实施方式，也包含不脱离本发明宗旨的范围内的设计变更等。 例如，如图6 (c)所示，也包含发热体140配置于釉层150的中心的情况。
权利要求
1、一种打印机，其具备热敏头，其对热敏纸进行印字；辊，其经由所述热敏纸与所述热敏头对置配置，且输送所述热敏纸，所述打印机的特征在于，所述热敏头具备基板；蓄热层，其形成于所述基板的局部，蓄积流入的热；发热体，其形成于所述蓄热层上，熔融所述热敏纸含有的发色剂，所述发热体配置于比所述蓄热层上的中心靠热敏纸输送方向上游侧。
2、 如权利要求1所述的打印机，其特征在于，在相对于所述发热体的热敏纸输送方向下游侧的所述蓄热层上，形成 有与所述热敏纸抵接的平行于所述基板的面。
3、 如权利要求1或2所述的打印机，其特征在于， 所述蓄热层的宽度为1.5mm以上。
4、 如权利要求1 3中任一项所述的打印机，其特征在于， 所述蓄热层的厚度为一定。
5、 如权利要求1 4中任一项所述的打印机，其特征在于， 所述发热体在与所述热敏纸的输送方向交叉的方向上排列。
6、 如权利要求1 5中任一项所述的打印机，其特征在于， 所述辊配置为，通过所述辊的轴中心的相对于所述热敏头的基板的垂线和所述热敏头交叉的位置位于比形成有所述发热体的位置靠所述热敏 纸输送方向下游侧。
7、 一种热敏头，其与从一侧向另一侧移动的热敏纸压接，使所述热 敏纸含有的发色剂熔融，由此进行印字，所述热敏头的特征在于，具有 基板；蓄热层，其形成于所述基板上，蓄积流入的热；发热体，其通过选择性地加热所述热敏纸，熔融所述热敏纸含有的发色剂，所述发热体形成于所述蓄热层上，并且配置于从所述蓄热层的中心偏 向所述一侧的位置上。
8、 一种打印机，其具有热敏头，其通过使热敏纸含有的发色剂熔融而进行印字；辊，其经由所述热敏纸与所述热敏头对置配置，且输送所述热敏纸，所述打印机的特征在于，所述辊配置为，通过所述辊的轴中心的相对于所述热敏头的基板的垂 线和所述热敏头交叉的位置位于比形成有所述发热体的位置靠所述热敏 纸输送方向下游侧。
9、 一种打印机，其具有热敏头，其通过使热敏纸含有的发色剂熔融而进行印字；辊，其经由所述热敏纸与所述热敏头对置配置，且输送所述热敏纸，所述打印机的特征在于，所述热敏头具备基板；蓄热层，其形成于所述基板的局部，蓄积流入的热；发热体，其形成于所述蓄热层上，熔融所述热敏纸含有的发色剂，所述热敏纸输送方向上的从所述发热体到蓄热层的端部的长度为 1.5mm以上。
全文摘要
本发明提供一种避免印字沉淀物附着造成的印字浓度降低的热敏头。在从一侧向另一侧移动的热敏纸(S)上印字的热敏头(39)具备形成于陶瓷基板(43)的局部区域上，蓄积流入的热的釉层(150)；比釉层(150)上的中心偏向所述一侧配置，选择性地对被按压相接的热敏纸(S)进行加热，从而使所述热敏纸所含有的发色剂熔融的发热电阻(140)，在比所述发热电阻(140)靠所述另一侧的釉层(150)上，形成有由所述发热电阻(140)加热的热敏纸(S)滑动的平滑面(P)。
文档编号B41J2/335GK101274541SQ20081008658
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月20日 优先权日2007年3月27日
发明者中岛聪, 大泽光平, 小薮晃 申请人:精工爱普生株式会社