热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机的制作方法
专利名称：热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机，尤其涉及在底板上搭载多个热敏头芯片而成的热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机。
背景技术：
在热敏打印机中使用的热敏头通常具有在底板上固定有热敏头部的结构。热敏头部是由散热板以及固定于散热板上的热敏头芯片构成的部件。热敏头芯片具有在由氧化铝等构成的绝缘基板上形成有多个发热体的结构，能够通过在各发热体中流过电流，将对应的点打印到被打印物等上。热敏头芯片的发热经由散热板被散热到底板。因此，作为散热板和底板的材料，选择导热性高的金属材料、例如铝等。
通常，一个热敏头芯片在主扫描方向上的尺寸小于等于250mm左右。因此，在需要更宽的打印宽度的情况下，需要在主扫描方向上连接多个热敏头芯片，由此实现长尺寸化。 这种热敏头在例如专利文献1中做了记载。
专利文献1日本特许2801752号公报
但是，构成热敏头芯片的氧化铝、和构成底板的铝的热膨胀系数差异较大，因此热敏头芯片之间的间隔由于温度变化而变化。具体而言，铝的热膨胀系数比氧化铝的热膨胀系数大几倍，因此在实际使用时如果热敏头芯片与底板的温度上升，则相邻的热敏头芯片之间的间隔变宽。因此，存在没有被打印的区域变宽，打印品质下降的问题。
为了解决这种问题，需要预先将相邻的热敏头芯片之间的间隔设定得较窄。但是， 此情况下，在刚开始使用之后，相邻的热敏头芯片之间的间隔反而比不使用时更窄，有时两者会发生接触，由此产生热敏头芯片破损的可能。根据图9和图10对该现象进行说明。
在对图9所示的热敏头流过了电流的情况下，通电时间与间隔P的变化(设初始值为0)之间的关系如图10所示，图9所示的热敏头如下设置而成在底板100上将多个散热板200相邻固定，在各个散热板200的表面上隔开间隔P设置由基板300a和多个发热体 300b构成的热敏头芯片300和相邻的热敏头芯片300。另外，基板300a由氧化铝构成，底板100和散热板200由铝构成。
即，在开始向发热体300b通电时，从发热体300b产生的热首先传递到基板300a。 由此，基板300a膨胀，因此间隔P变窄。之后，基板300a的热经由散热板200向底板100 传递，因此在通电时间超过了 100秒附近，此次底板100进行膨胀。散热板200和热敏头芯片300被固定于底板100，并且，如上所述，铝的热膨胀系数比氧化铝的热膨胀系数大很多， 因此随着底板100膨胀，间隔P变宽。
这样，在刚开始使用热敏头之后，产生相邻的热敏头芯片300的间隔比不使用时的状态窄的现象，因此有相邻的热敏头芯片彼此接触从而破损的情况。发明内容
因此，本发明的目的在于在由在底板上搭载多个热敏头芯片而成的热敏头中，防止温度变化造成的热敏头芯片的破损。
此外，本发明的目的在于提供使用了这种热敏头的热敏打印机。
本发明的热敏头的特征在于，具有底板；多个热敏头芯片，它们沿主扫描方向排列固定在所述底板上，分别具有基板和设置在所述基板的表面上的多个发热体；以及缓冲部件，其设置在所述多个热敏头芯片之间。此外，本发明的热敏打印机的特征在于，具有上述热敏头。
根据本发明，在多个热敏头芯片之间设置有缓冲部件，因此即使这些热敏头芯片之间的间隔由于温度变化而变窄，两者也不会直接接触。由此，能够防止热敏头芯片的破损。
在本发明中，在设所述多个热敏头芯片的各个在所述主扫描方向上的长度为L、所述底板的热膨胀系数为α 、所述热敏头芯片的所述基板的热膨胀系数为α 2时，所述多个热敏头芯片之间在所述主扫描方向上的间隔以及所述缓冲部件在所述主扫描方向上的厚度均为LX60(al-a2)以下。由此，即使在热敏头的使用环境温度在60°C左右的范围内变化的情况下，也能够防止热敏头芯片的破损。
在本发明中，所述缓冲部件的维氏硬度优选为400kgf/mm2以下。由此，能够有效防止热敏头芯片的破损。
在本发明中，优选所述多个热敏头芯片分别具有设置在所述基板和所述多个发热体之间的蓄热层，设置在所述多个热敏头芯片中的相互相邻的一对热敏头芯片中的所述蓄热层分别具有沿所述主扫描方向相互对置的侧面，所述侧面的至少一方具有越接近该热敏头芯片的所述发热体侧则离另一方的热敏头芯片越远的倾斜面。由此，能够有效防止特别容易破损的蓄热层的破损。
由此，根据本发明，能够提供防止了温度变化造成的热敏头芯片的破损的热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机。
图1是用于说明本发明的优选第1实施方式的热敏头10的结构的概略剖视图。
图2是用于说明本发明的优选第2实施方式的热敏头20的结构的概略剖视图。
图3是用于说明本发明的优选实施方式的热敏打印机400的结构的概略剖视图。
图4是示出实施例1的结果的图表。
图5是示出实施例2的结果的表。
图6是示出比较例1的结果的表。
图7是示出实施例3的结果的表。
图8是示出比较例2的结果的表。
图9是用于说明在主扫描方向上连接多个热敏头芯片而构成的热敏头的结构的概略剖视图。
图10是示出对图9所示的热敏头进行了加热时的加热时间与间隔P的变化之间的关系的曲线图。
标号说明
1、100 底板；2、200 散热板；3、300 热敏头芯片；3a、300a 基板；3b、300b 发4热体；3c 蓄热层；4 缓冲部件；6、6a、6b 导热性树脂；10,20 热敏头；400 热敏打印机； 401 被打印物；401a 被打印面；402a、402b 输送辊；403 压印辊；404 墨带。具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
[第1实施方式]
图1是用于说明本发明的优选第1实施方式的热敏头10的结构的概略剖视图。
如图1所示，本发明的优选第1实施方式的热敏头10构成为具有底板(支撑板)1、 在底板1上沿X方向(主扫描方向)固定的多个(在本实施方式中为两个)散热板2和固定在散热板2上的热敏头芯片3，热敏头芯片3具有基板3a及形成在基板3a的表面上的多个发热体北。此处，底板1和散热板2由铝构成，热敏头芯片3的基板3a由氧化铝构成。 并且，在相邻的热敏头芯片3之间设置有缓冲部件4。缓冲部件4至少被粘接固定于相邻的热敏头芯片3的一方上。
缓冲部件4的厚度被设定为如下厚度无论是在寒冷的环境下使用热敏头10时， 还是在温暖的环境下使用热敏头10时，都能够防止因相邻的热敏头芯片3彼此的接触引起的破损。即，在设多个热敏头芯片3的各个在主扫描方向上的长度为L、底板1的热膨胀系数为α 、热敏头芯片3的基板3a的热膨胀系数为α 2时，优选相邻的热敏头芯片3之间在主扫描方向上的间隔以及缓冲部件4在主扫描方向上的厚度A为LX60(a 1-α 2)以下。 由此，即使在热敏头10的使用环境在60°C左右的范围(例如-40°C至20°C)内变化的情况下，也能够防止热敏头芯片3的破损。
作为缓冲部件4的材料，优选为例如聚酰亚胺。但是，缓冲部件不限于树脂，还能够使用金属或加入了填充物的树脂等复合材料。缓冲部件4的硬度优选维氏硬度(Hv)为 400kgf/mm2以下。这是因为，当缓冲部件4的维氏硬度超过400kgf/mm2时，在热敏头芯片3 中产生破损的可能性变高。
此外，缓冲部件4的硬度优选洛氏硬度(R标尺)为20以上。这是因为，如果使用洛氏硬度(R标尺)小于20的材料(例如硅酮树脂)作为缓冲部件4，则在相邻的热敏头芯片3之间的间隔缩小时，产生硅酮树脂溢出到热敏头芯片之间的间隙上方的问题。作为洛氏硬度(R标尺)为20以上的材料，除了上述聚酰亚胺以外，例如还可列举聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺、氟树脂等。
由此，根据本实施方式，在多个热敏头芯片3之间设置有缓冲部件4，因此即使这些热敏头芯片3之间的间隔由于温度变化而变窄，热敏头芯片3彼此也不会直接接触。由此，能够防止热敏头芯片3的破损。
[第2实施方式]
在第2实施方式中，对在热敏头芯片中具有蓄热层的热敏头中的优选结构进行说明。
图2是用于说明本发明的优选第2实施方式的热敏头20的结构的概略剖视图。在图2中，对与图1所示的热敏头10相同的结构要素标注相同标号，并省略重复说明。
如图2所示，本发明的优选第2实施方式的热敏头20构成为具有在底板1上沿X 方向(主扫描方向)固定的多个(在本实施方式中为三个)散热板2和分别固定在多个散热板2上的多个热敏头芯片3。
热敏头芯片3分别具有基板3a、多个发热体北以及设置在基板3a与发热体北之间的蓄热层3c。与第1实施方式同样，在相邻的热敏头芯片3之间设置有缓冲部件4。并且，在本实施方式中，设置在多个热敏头芯片3中的相互相邻的一对热敏头芯片3中的蓄热层3c分别具有沿X方向(主扫描方向)相互对置的侧面3cs，侧面3cs的至少一方具有越接近热敏头芯片3的发热体北侧则离另一方的热敏头芯片3越远的倾斜面。
蓄热层3c由涂装玻璃或在真空装置内形成的SiO2层形成，与由氧化铝形成的基板3a相比非常容易破损。但是，根据上述结构，除了在相邻的热敏头芯片3之间设置有缓冲部件4以外，相邻的蓄热层3c的侧面3cs的至少一方具有越接近热敏头芯片3的发热体北侧(朝向Y方向)则离另一方的热敏头芯片3越远的倾斜面，因此能够抑制相邻的蓄热层3c彼此接触并挤压，从而有效防止蓄热层3c的破损。另外，在本实施方式中，在发热体北中也成为相邻的侧面的一方具有朝向Y方向而从另一方热敏头芯片3远离的倾斜面的结构，由此，能够更有效防止发热体北的破损。但是，在本发明中这并非必需的结构，只要至少在特别容易破裂材质的蓄热层3c中成为上述结构即可。
接着，对本发明的优选实施方式的热敏打印机进行说明。
图3是用于说明本发明的优选实施方式的热敏打印机400的结构的概略剖视图。
如图3所示，热敏打印机400构成为具有被打印物401、输送辊40 和402b、压印辊403、墨带404以及热敏头10 (或20)。
热敏打印机400在宽度较宽的被打印物401上进行打印，为了与其进行对应，采用了通过在主扫描方向上连接多个热敏头芯片而实现了长尺寸化结构的热敏头10(或20)。 并且，如在上述实施方式中所说明那样，在热敏头10 (或20)中，在多个热敏头芯片之间设置有缓冲部件4 (参照图1 (或图2))。
被打印物401被收纳为滚筒状，并由输送辊40 和40 夹持。被输送辊40 和 402b夹持的被打印物401进一步被放置到压印辊403上。并且，通过使输送辊40h、402b 以及压印辊403旋转，从而输送被打印物401。此外，压印辊403被设置成隔着墨带404和被打印物401位于热敏头10 (或20)的下部。
利用这种热敏打印机400的打印如下进行通过输送辊40h、402b以及压印辊 403输送被打印物401，将热敏头10 (或20)按压至被打印物401以使热敏头10 (或20)和压印辊403夹持墨带404和被打印物401，并使热敏头10发热来使墨带404的墨溶融。
由此，根据上述实施方式的利用了热敏头10 (或20)的热敏打印机400，即使在使用环境温度有很大差异的场所使用热敏打印机400，也能够防止热敏头芯片3的破损(破裂)，不存在发热体北的损伤，并且能够防止破裂的碎片对基板3a的损伤，因此能够进行良好的打印。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更，这些变更当然也包含在本发明的范围内。
例如，图2的侧面3cs也可以是曲面，并且该倾斜还可以到达基板3a的上部。此外，侧面3cs也可以处于各热敏头芯片3的两侧。
在图1中，热敏头芯片3被固定在散热板2上，该散热板2被固定在底板1上，但是热敏头芯片3也可以被直接固定在底板1上。此外，在图1中，也可以在一个散热板2上固定多个热敏头芯片3。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但是本发明不限定于该实施例。
[实施例1]
对于具有图2所示的结构的热敏头20，针对以下情况进行了试验将使用了不锈钢SUS303作为缓冲部件4的热敏头20放置在-40°C的环境温度下，判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。不锈钢SUS303包含0. 15%以下的C、1.0%以下的 Si,2. 0 % 以下的 Mn、8. 0 10. 0 % 的 Ni、17. 0 19. 0 % 的 Cr，其维氏硬度为 200kgf/ mm2。将热敏头芯片3的长度(宽度)设为256mm。此外，将缓冲部件4在X方向上的厚度设为热敏头芯片3的长度(宽度)χ使用环境温度的温度差(例如一40°C 20°C)χ (底板1的热膨胀系数一热敏头芯片3的基板如的热膨胀系数)=2%χ60χ1.5χ10一 5Ν230μιηο
如图4所示，上述试验的结果为，在使用了不锈钢SUS303作为缓冲部件4的上述结构的热敏头20中，确认到在蓄热层3c没有产生破损。
[实施例2]
在具有图2所示的结构的热敏头20中，针对以下情况进行了试验将使用了铬钼钢SCM440作为缓冲部件4的热敏头20放置在_40°C的环境温度下，判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。铬钼钢SCM440在钼中添加了 0.4%的Fe、0. 7%的C、1.0%的Mn、 0.25%的Cr，其维氏硬度为330kgf/mm2。与实施例1同样，将热敏头芯片3的长度(宽度) 以及缓冲部件4在X方向上的厚度分别设为了 256mm和230 μ m。
如图5所示，对于上述试验的结果，在使用了铬钼钢SCM440作为缓冲部件4的上述结构的热敏头20中，确认到在蓄热层3c没有产生破损。
[比较例1]
在具有图2所示的结构的热敏头20中，针对以下情况进行了试验将使用了铜合金C6782作为缓冲部件4的热敏头20放置在_40°C的环境温度下，判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。铜合金C6782在Cu为55.0 60. 5%的黄铜中添加了 2.0%以下的 Al、3.0%以下的胞、1.5%以下的？。其维氏硬度为4601^€/1111112。与实施例1同样，将热敏头芯片3的长度(宽度)以及缓冲部件4在X方向上的厚度分别设为了 256mm和230 μ m。
如图6所示，作为上述试验的结果，在使用了铜合金C6782作为缓冲部件4的上述结构的热敏头20中，确认到在蓄热层3c产生破损。
[实施例3]
使用铬钼钢SCM440(参照实施例2)作为缓冲部件4，制作了具有图2所示的结构的热敏头20。并且，针对以下情况进行了试验在以A为基准对相邻的热敏头芯片3之间在X方向上的间隔以及缓冲部件4在主扫描方向上的厚度进行了各种设定的情况下， 判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。此处，在设热敏头芯片的长度(宽度)为L、 底板1的热膨胀系数为α 1、热敏头芯片的基板3a的热膨胀系数为α 2的情况下，用A = LX60(a 1-α2)定义Α。另外，假定热敏头20的使用环境在60°C左右的范围(例如_40°C 至20°C)内变化的情况来设定了本式中的常数60。
如图7所示，上述试验的结果为，在将热敏头芯片3之间的间隔以及缓冲部件4的厚度分别设为Α/4、Α/2、Α、5/4 · Α、3/2 · A、2A的任意一个情况下，都确认到在蓄热层3c中没有产生破损。
[比较例2]
制作了从具有图2所示的结构的热敏头20中去除了缓冲部件4的热敏头20。并且，针对以下情况进行了试验在以A为基准对相邻的热敏头芯片3之间在X方向上的间隔进行了各种设定的情况下，判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。此处，与上述实施例 3 同样，用 A = LX 60 (α 1-α 2)定义 A。
如图8所示，上述试验的结果为，在将热敏头芯片3之间的间隔分别设为A/4、A/2、 Α、5/4 · A、3/2 · A、2A的情况下，在间隔A增大为大于A时，确认到在蓄热层3c中没有产生破损。另一方面，在间隔为A以下的情况下，确认到蓄热层3c中产生破损。
权利要求
1.一种热敏头，其特征在于，具有底板；多个热敏头芯片，它们沿主扫描方向排列固定在所述底板上，分别具有基板和设置在所述基板的表面上的多个发热体；以及缓冲部件，其设置在所述多个热敏头芯片之间。
2.根据权利要求1所述的热敏头，其特征在于，在设所述多个热敏头芯片的各个在所述主扫描方向上的长度为L、所述底板的热膨胀系数为α 、所述热敏头芯片的所述基板的热膨胀系数为α 2时，所述多个热敏头芯片之间的在所述主扫描方向上的间隔以及所述缓冲部件在所述主扫描方向上的厚度均为 LX60(a 1-a 2)以下。
3.根据权利要求1所述的热敏头，其特征在于，所述缓冲部件的维氏硬度为400kgf/mm2以下。
4.根据权利要求1所述的热敏头，其特征在于，所述多个热敏头芯片分别具有设置在所述基板和所述多个发热体之间的蓄热层，设置在所述多个热敏头芯片中相互相邻的一对热敏头芯片中的所述蓄热层分别具有沿所述主扫描方向相互对置的侧面，所述侧面的至少一方具有越接近该热敏头芯片的所述发热体侧则离另一方的热敏头芯片越远的倾斜面。
5.一种热敏打印机，其中，该热敏打印机具有权利要求1 4中的任意一项所述的热敏头。
全文摘要
本发明提供热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机。本发明的课题在于在底板上搭载多个热敏头芯片而成的热敏头中，防止温度变化造成的热敏头芯片的破损。作为解决手段，该热敏头具有底板(1)；多个热敏头芯片，它们沿主扫描方向排列固定在底板(1)上，分别具有基板(3a)和设置在基板(3a)的表面上的多个发热体(3b)；以及缓冲部件(4)，其设置在多个热敏头芯片(3)之间。在相邻的热敏头芯片(3)之间设置有缓冲部件(4)，因此即使这些热敏头芯片之间的间隔由于温度变化而变窄，两者也不会直接接触。由此，能够防止热敏头芯片(3)的破损。
文档编号B41J2/335GK102529415SQ201110341
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者八卷光也, 内田和仁, 土谷淳平, 小林瑞纪 申请人:Tdk株式会社
技术领域：
本发明涉及热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机，尤其涉及在底板上搭载多个热敏头芯片而成的热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机。
背景技术：
在热敏打印机中使用的热敏头通常具有在底板上固定有热敏头部的结构。热敏头部是由散热板以及固定于散热板上的热敏头芯片构成的部件。热敏头芯片具有在由氧化铝等构成的绝缘基板上形成有多个发热体的结构，能够通过在各发热体中流过电流，将对应的点打印到被打印物等上。热敏头芯片的发热经由散热板被散热到底板。因此，作为散热板和底板的材料，选择导热性高的金属材料、例如铝等。
通常，一个热敏头芯片在主扫描方向上的尺寸小于等于250mm左右。因此，在需要更宽的打印宽度的情况下，需要在主扫描方向上连接多个热敏头芯片，由此实现长尺寸化。 这种热敏头在例如专利文献1中做了记载。
专利文献1日本特许2801752号公报
但是，构成热敏头芯片的氧化铝、和构成底板的铝的热膨胀系数差异较大，因此热敏头芯片之间的间隔由于温度变化而变化。具体而言，铝的热膨胀系数比氧化铝的热膨胀系数大几倍，因此在实际使用时如果热敏头芯片与底板的温度上升，则相邻的热敏头芯片之间的间隔变宽。因此，存在没有被打印的区域变宽，打印品质下降的问题。
为了解决这种问题，需要预先将相邻的热敏头芯片之间的间隔设定得较窄。但是， 此情况下，在刚开始使用之后，相邻的热敏头芯片之间的间隔反而比不使用时更窄，有时两者会发生接触，由此产生热敏头芯片破损的可能。根据图9和图10对该现象进行说明。
在对图9所示的热敏头流过了电流的情况下，通电时间与间隔P的变化(设初始值为0)之间的关系如图10所示，图9所示的热敏头如下设置而成在底板100上将多个散热板200相邻固定，在各个散热板200的表面上隔开间隔P设置由基板300a和多个发热体 300b构成的热敏头芯片300和相邻的热敏头芯片300。另外，基板300a由氧化铝构成，底板100和散热板200由铝构成。
即，在开始向发热体300b通电时，从发热体300b产生的热首先传递到基板300a。 由此，基板300a膨胀，因此间隔P变窄。之后，基板300a的热经由散热板200向底板100 传递，因此在通电时间超过了 100秒附近，此次底板100进行膨胀。散热板200和热敏头芯片300被固定于底板100，并且，如上所述，铝的热膨胀系数比氧化铝的热膨胀系数大很多， 因此随着底板100膨胀，间隔P变宽。
这样，在刚开始使用热敏头之后，产生相邻的热敏头芯片300的间隔比不使用时的状态窄的现象，因此有相邻的热敏头芯片彼此接触从而破损的情况。发明内容
因此，本发明的目的在于在由在底板上搭载多个热敏头芯片而成的热敏头中，防止温度变化造成的热敏头芯片的破损。
此外，本发明的目的在于提供使用了这种热敏头的热敏打印机。
本发明的热敏头的特征在于，具有底板；多个热敏头芯片，它们沿主扫描方向排列固定在所述底板上，分别具有基板和设置在所述基板的表面上的多个发热体；以及缓冲部件，其设置在所述多个热敏头芯片之间。此外，本发明的热敏打印机的特征在于，具有上述热敏头。
根据本发明，在多个热敏头芯片之间设置有缓冲部件，因此即使这些热敏头芯片之间的间隔由于温度变化而变窄，两者也不会直接接触。由此，能够防止热敏头芯片的破损。
在本发明中，在设所述多个热敏头芯片的各个在所述主扫描方向上的长度为L、所述底板的热膨胀系数为α 、所述热敏头芯片的所述基板的热膨胀系数为α 2时，所述多个热敏头芯片之间在所述主扫描方向上的间隔以及所述缓冲部件在所述主扫描方向上的厚度均为LX60(al-a2)以下。由此，即使在热敏头的使用环境温度在60°C左右的范围内变化的情况下，也能够防止热敏头芯片的破损。
在本发明中，所述缓冲部件的维氏硬度优选为400kgf/mm2以下。由此，能够有效防止热敏头芯片的破损。
在本发明中，优选所述多个热敏头芯片分别具有设置在所述基板和所述多个发热体之间的蓄热层，设置在所述多个热敏头芯片中的相互相邻的一对热敏头芯片中的所述蓄热层分别具有沿所述主扫描方向相互对置的侧面，所述侧面的至少一方具有越接近该热敏头芯片的所述发热体侧则离另一方的热敏头芯片越远的倾斜面。由此，能够有效防止特别容易破损的蓄热层的破损。
由此，根据本发明，能够提供防止了温度变化造成的热敏头芯片的破损的热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机。
图1是用于说明本发明的优选第1实施方式的热敏头10的结构的概略剖视图。
图2是用于说明本发明的优选第2实施方式的热敏头20的结构的概略剖视图。
图3是用于说明本发明的优选实施方式的热敏打印机400的结构的概略剖视图。
图4是示出实施例1的结果的图表。
图5是示出实施例2的结果的表。
图6是示出比较例1的结果的表。
图7是示出实施例3的结果的表。
图8是示出比较例2的结果的表。
图9是用于说明在主扫描方向上连接多个热敏头芯片而构成的热敏头的结构的概略剖视图。
图10是示出对图9所示的热敏头进行了加热时的加热时间与间隔P的变化之间的关系的曲线图。
标号说明
1、100 底板；2、200 散热板；3、300 热敏头芯片；3a、300a 基板；3b、300b 发4热体；3c 蓄热层；4 缓冲部件；6、6a、6b 导热性树脂；10,20 热敏头；400 热敏打印机； 401 被打印物；401a 被打印面；402a、402b 输送辊；403 压印辊；404 墨带。具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
[第1实施方式]
图1是用于说明本发明的优选第1实施方式的热敏头10的结构的概略剖视图。
如图1所示，本发明的优选第1实施方式的热敏头10构成为具有底板(支撑板)1、 在底板1上沿X方向(主扫描方向)固定的多个(在本实施方式中为两个)散热板2和固定在散热板2上的热敏头芯片3，热敏头芯片3具有基板3a及形成在基板3a的表面上的多个发热体北。此处，底板1和散热板2由铝构成，热敏头芯片3的基板3a由氧化铝构成。 并且，在相邻的热敏头芯片3之间设置有缓冲部件4。缓冲部件4至少被粘接固定于相邻的热敏头芯片3的一方上。
缓冲部件4的厚度被设定为如下厚度无论是在寒冷的环境下使用热敏头10时， 还是在温暖的环境下使用热敏头10时，都能够防止因相邻的热敏头芯片3彼此的接触引起的破损。即，在设多个热敏头芯片3的各个在主扫描方向上的长度为L、底板1的热膨胀系数为α 、热敏头芯片3的基板3a的热膨胀系数为α 2时，优选相邻的热敏头芯片3之间在主扫描方向上的间隔以及缓冲部件4在主扫描方向上的厚度A为LX60(a 1-α 2)以下。 由此，即使在热敏头10的使用环境在60°C左右的范围(例如-40°C至20°C)内变化的情况下，也能够防止热敏头芯片3的破损。
作为缓冲部件4的材料，优选为例如聚酰亚胺。但是，缓冲部件不限于树脂，还能够使用金属或加入了填充物的树脂等复合材料。缓冲部件4的硬度优选维氏硬度(Hv)为 400kgf/mm2以下。这是因为，当缓冲部件4的维氏硬度超过400kgf/mm2时，在热敏头芯片3 中产生破损的可能性变高。
此外，缓冲部件4的硬度优选洛氏硬度(R标尺)为20以上。这是因为，如果使用洛氏硬度(R标尺)小于20的材料(例如硅酮树脂)作为缓冲部件4，则在相邻的热敏头芯片3之间的间隔缩小时，产生硅酮树脂溢出到热敏头芯片之间的间隙上方的问题。作为洛氏硬度(R标尺)为20以上的材料，除了上述聚酰亚胺以外，例如还可列举聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺、氟树脂等。
由此，根据本实施方式，在多个热敏头芯片3之间设置有缓冲部件4，因此即使这些热敏头芯片3之间的间隔由于温度变化而变窄，热敏头芯片3彼此也不会直接接触。由此，能够防止热敏头芯片3的破损。
[第2实施方式]
在第2实施方式中，对在热敏头芯片中具有蓄热层的热敏头中的优选结构进行说明。
图2是用于说明本发明的优选第2实施方式的热敏头20的结构的概略剖视图。在图2中，对与图1所示的热敏头10相同的结构要素标注相同标号，并省略重复说明。
如图2所示，本发明的优选第2实施方式的热敏头20构成为具有在底板1上沿X 方向(主扫描方向)固定的多个(在本实施方式中为三个)散热板2和分别固定在多个散热板2上的多个热敏头芯片3。
热敏头芯片3分别具有基板3a、多个发热体北以及设置在基板3a与发热体北之间的蓄热层3c。与第1实施方式同样，在相邻的热敏头芯片3之间设置有缓冲部件4。并且，在本实施方式中，设置在多个热敏头芯片3中的相互相邻的一对热敏头芯片3中的蓄热层3c分别具有沿X方向(主扫描方向)相互对置的侧面3cs，侧面3cs的至少一方具有越接近热敏头芯片3的发热体北侧则离另一方的热敏头芯片3越远的倾斜面。
蓄热层3c由涂装玻璃或在真空装置内形成的SiO2层形成，与由氧化铝形成的基板3a相比非常容易破损。但是，根据上述结构，除了在相邻的热敏头芯片3之间设置有缓冲部件4以外，相邻的蓄热层3c的侧面3cs的至少一方具有越接近热敏头芯片3的发热体北侧(朝向Y方向)则离另一方的热敏头芯片3越远的倾斜面，因此能够抑制相邻的蓄热层3c彼此接触并挤压，从而有效防止蓄热层3c的破损。另外，在本实施方式中，在发热体北中也成为相邻的侧面的一方具有朝向Y方向而从另一方热敏头芯片3远离的倾斜面的结构，由此，能够更有效防止发热体北的破损。但是，在本发明中这并非必需的结构，只要至少在特别容易破裂材质的蓄热层3c中成为上述结构即可。
接着，对本发明的优选实施方式的热敏打印机进行说明。
图3是用于说明本发明的优选实施方式的热敏打印机400的结构的概略剖视图。
如图3所示，热敏打印机400构成为具有被打印物401、输送辊40 和402b、压印辊403、墨带404以及热敏头10 (或20)。
热敏打印机400在宽度较宽的被打印物401上进行打印，为了与其进行对应，采用了通过在主扫描方向上连接多个热敏头芯片而实现了长尺寸化结构的热敏头10(或20)。 并且，如在上述实施方式中所说明那样，在热敏头10 (或20)中，在多个热敏头芯片之间设置有缓冲部件4 (参照图1 (或图2))。
被打印物401被收纳为滚筒状，并由输送辊40 和40 夹持。被输送辊40 和 402b夹持的被打印物401进一步被放置到压印辊403上。并且，通过使输送辊40h、402b 以及压印辊403旋转，从而输送被打印物401。此外，压印辊403被设置成隔着墨带404和被打印物401位于热敏头10 (或20)的下部。
利用这种热敏打印机400的打印如下进行通过输送辊40h、402b以及压印辊 403输送被打印物401，将热敏头10 (或20)按压至被打印物401以使热敏头10 (或20)和压印辊403夹持墨带404和被打印物401，并使热敏头10发热来使墨带404的墨溶融。
由此，根据上述实施方式的利用了热敏头10 (或20)的热敏打印机400，即使在使用环境温度有很大差异的场所使用热敏打印机400，也能够防止热敏头芯片3的破损(破裂)，不存在发热体北的损伤，并且能够防止破裂的碎片对基板3a的损伤，因此能够进行良好的打印。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更，这些变更当然也包含在本发明的范围内。
例如，图2的侧面3cs也可以是曲面，并且该倾斜还可以到达基板3a的上部。此外，侧面3cs也可以处于各热敏头芯片3的两侧。
在图1中，热敏头芯片3被固定在散热板2上，该散热板2被固定在底板1上，但是热敏头芯片3也可以被直接固定在底板1上。此外，在图1中，也可以在一个散热板2上固定多个热敏头芯片3。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但是本发明不限定于该实施例。
[实施例1]
对于具有图2所示的结构的热敏头20，针对以下情况进行了试验将使用了不锈钢SUS303作为缓冲部件4的热敏头20放置在-40°C的环境温度下，判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。不锈钢SUS303包含0. 15%以下的C、1.0%以下的 Si,2. 0 % 以下的 Mn、8. 0 10. 0 % 的 Ni、17. 0 19. 0 % 的 Cr，其维氏硬度为 200kgf/ mm2。将热敏头芯片3的长度(宽度)设为256mm。此外，将缓冲部件4在X方向上的厚度设为热敏头芯片3的长度(宽度)χ使用环境温度的温度差(例如一40°C 20°C)χ (底板1的热膨胀系数一热敏头芯片3的基板如的热膨胀系数)=2%χ60χ1.5χ10一 5Ν230μιηο
如图4所示，上述试验的结果为，在使用了不锈钢SUS303作为缓冲部件4的上述结构的热敏头20中，确认到在蓄热层3c没有产生破损。
[实施例2]
在具有图2所示的结构的热敏头20中，针对以下情况进行了试验将使用了铬钼钢SCM440作为缓冲部件4的热敏头20放置在_40°C的环境温度下，判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。铬钼钢SCM440在钼中添加了 0.4%的Fe、0. 7%的C、1.0%的Mn、 0.25%的Cr，其维氏硬度为330kgf/mm2。与实施例1同样，将热敏头芯片3的长度(宽度) 以及缓冲部件4在X方向上的厚度分别设为了 256mm和230 μ m。
如图5所示，对于上述试验的结果，在使用了铬钼钢SCM440作为缓冲部件4的上述结构的热敏头20中，确认到在蓄热层3c没有产生破损。
[比较例1]
在具有图2所示的结构的热敏头20中，针对以下情况进行了试验将使用了铜合金C6782作为缓冲部件4的热敏头20放置在_40°C的环境温度下，判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。铜合金C6782在Cu为55.0 60. 5%的黄铜中添加了 2.0%以下的 Al、3.0%以下的胞、1.5%以下的？。其维氏硬度为4601^€/1111112。与实施例1同样，将热敏头芯片3的长度(宽度)以及缓冲部件4在X方向上的厚度分别设为了 256mm和230 μ m。
如图6所示，作为上述试验的结果，在使用了铜合金C6782作为缓冲部件4的上述结构的热敏头20中，确认到在蓄热层3c产生破损。
[实施例3]
使用铬钼钢SCM440(参照实施例2)作为缓冲部件4，制作了具有图2所示的结构的热敏头20。并且，针对以下情况进行了试验在以A为基准对相邻的热敏头芯片3之间在X方向上的间隔以及缓冲部件4在主扫描方向上的厚度进行了各种设定的情况下， 判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。此处，在设热敏头芯片的长度(宽度)为L、 底板1的热膨胀系数为α 1、热敏头芯片的基板3a的热膨胀系数为α 2的情况下，用A = LX60(a 1-α2)定义Α。另外，假定热敏头20的使用环境在60°C左右的范围(例如_40°C 至20°C)内变化的情况来设定了本式中的常数60。
如图7所示，上述试验的结果为，在将热敏头芯片3之间的间隔以及缓冲部件4的厚度分别设为Α/4、Α/2、Α、5/4 · Α、3/2 · A、2A的任意一个情况下，都确认到在蓄热层3c中没有产生破损。
[比较例2]
制作了从具有图2所示的结构的热敏头20中去除了缓冲部件4的热敏头20。并且，针对以下情况进行了试验在以A为基准对相邻的热敏头芯片3之间在X方向上的间隔进行了各种设定的情况下，判断在蓄热层3c中是否产生破损(破裂)。此处，与上述实施例 3 同样，用 A = LX 60 (α 1-α 2)定义 A。
如图8所示，上述试验的结果为，在将热敏头芯片3之间的间隔分别设为A/4、A/2、 Α、5/4 · A、3/2 · A、2A的情况下，在间隔A增大为大于A时，确认到在蓄热层3c中没有产生破损。另一方面，在间隔为A以下的情况下，确认到蓄热层3c中产生破损。
权利要求
1.一种热敏头，其特征在于，具有底板；多个热敏头芯片，它们沿主扫描方向排列固定在所述底板上，分别具有基板和设置在所述基板的表面上的多个发热体；以及缓冲部件，其设置在所述多个热敏头芯片之间。
2.根据权利要求1所述的热敏头，其特征在于，在设所述多个热敏头芯片的各个在所述主扫描方向上的长度为L、所述底板的热膨胀系数为α 、所述热敏头芯片的所述基板的热膨胀系数为α 2时，所述多个热敏头芯片之间的在所述主扫描方向上的间隔以及所述缓冲部件在所述主扫描方向上的厚度均为 LX60(a 1-a 2)以下。
3.根据权利要求1所述的热敏头，其特征在于，所述缓冲部件的维氏硬度为400kgf/mm2以下。
4.根据权利要求1所述的热敏头，其特征在于，所述多个热敏头芯片分别具有设置在所述基板和所述多个发热体之间的蓄热层，设置在所述多个热敏头芯片中相互相邻的一对热敏头芯片中的所述蓄热层分别具有沿所述主扫描方向相互对置的侧面，所述侧面的至少一方具有越接近该热敏头芯片的所述发热体侧则离另一方的热敏头芯片越远的倾斜面。
5.一种热敏打印机，其中，该热敏打印机具有权利要求1 4中的任意一项所述的热敏头。
全文摘要
本发明提供热敏头以及使用了该热敏头的热敏打印机。本发明的课题在于在底板上搭载多个热敏头芯片而成的热敏头中，防止温度变化造成的热敏头芯片的破损。作为解决手段，该热敏头具有底板(1)；多个热敏头芯片，它们沿主扫描方向排列固定在底板(1)上，分别具有基板(3a)和设置在基板(3a)的表面上的多个发热体(3b)；以及缓冲部件(4)，其设置在多个热敏头芯片(3)之间。在相邻的热敏头芯片(3)之间设置有缓冲部件(4)，因此即使这些热敏头芯片之间的间隔由于温度变化而变窄，两者也不会直接接触。由此，能够防止热敏头芯片(3)的破损。
文档编号B41J2/335GK102529415SQ201110341
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者八卷光也, 内田和仁, 土谷淳平, 小林瑞纪 申请人:Tdk株式会社
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