專利名稱：熱能頭和以及使用這種熱能頭的打印裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將墨帶上的彩色材料熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)上的熱能頭和打印裝置。
背景技術(shù)：
作為將圖像或字符打印到打印介質(zhì)上的打印裝置，具有一種熱轉(zhuǎn)移打印裝置(此后簡單稱為打印裝置)，該打印裝置將形成設(shè)置在墨帶的一個表面上的墨層的彩色材料升華，以便將彩色材料熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)上，由此打印彩色圖像或字符。打印裝置設(shè)置用于將墨帶上的彩色材料轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)上的熱能頭以及布置在面向熱能頭的位置上并支承墨帶和打印介質(zhì)的壓輥。在打印裝置中，墨帶和打印介質(zhì)重疊，使得墨帶面向熱能頭，并且打印介質(zhì)面向壓輥，并且墨帶和打印介質(zhì)在熱能頭和壓輥之間運行，同時壓輥將墨帶和打印介質(zhì)壓靠在熱能頭上。在這種情況下，打印裝置通過熱能頭將熱能從墨帶的后表面?zhèn)仁┘釉谂c熱能頭和壓輥之間運行的墨帶的墨層上，并且通過熱能升華彩色材料，以便將彩色材料熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)上，由此打印彩色圖像或字符。
順便說說，作為用于這種類型的打印裝置的熱能頭，JP-A-8216443中披露一種打印裝置。如圖18所示，熱能頭100主要包括陶瓷襯底101、由玻璃制成并形成在陶瓷襯底101上的平釉面層102a以及部分釉面層102b以及形成在部分釉面層102b上的熱量產(chǎn)生電阻器103。另外，信號電極104a設(shè)置在熱量產(chǎn)生電阻器103的一端上，而公共電極104b形成在其另一端上。另外，耐磨層105形成在電極104a、104b之間的熱量產(chǎn)生電阻器103的一部分以及電極104a、104b上。另外，陶瓷襯底101通過粘合劑層106粘接到熱量輻射構(gòu)件107上。
由于如上所述的熱能頭100用來將熱能施加在墨帶上以便在打印過程中將彩色材料熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)上，需要實現(xiàn)熱效率的改善，并為此，熱輻射構(gòu)件設(shè)置有形成在陶瓷襯底101的側(cè)部上的間隙區(qū)段108。在熱能頭100中，傳導(dǎo)到熱量輻射構(gòu)件107的熱量通過設(shè)置間隙區(qū)段108來減小，以便改善熱量產(chǎn)生電阻器103周圍的熱量存儲性能，因此實現(xiàn)熱效率的改善。
但是，雖然熱效率的改善可通過所述文件的熱能頭100來實現(xiàn)，由于包括陶瓷襯底101、形成在陶瓷襯底101上的平釉面層102a和部分釉面層102b以及形成在部分釉面層102b上的熱量產(chǎn)生電阻器103，并且設(shè)置這些部件的另外陶瓷襯底101經(jīng)由粘合劑層106粘接到熱量輻射構(gòu)件107上，這需要極度復(fù)雜的制造過程，因此使其難以實現(xiàn)制造效率的進一步改善。

發(fā)明內(nèi)容
因此希望一種能夠?qū)崿F(xiàn)制造效率改善的熱能頭以及一種使用這種熱能頭的打印裝置。
另外，還希望提供一種能夠進一步實現(xiàn)響應(yīng)的改進并實現(xiàn)熱效率改進的熱能頭以及一種使用這種熱能頭的打印裝置。
另外，還希望提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)實際強度改進的熱能頭以及一種使用這種熱能頭的打印裝置。
按照本發(fā)明的實施例，提供一種熱能頭，該熱能頭包括具有預(yù)定厚度并設(shè)置與底層的一個表面形成整體的大致半圓柱形伸出區(qū)段的底層、形成在伸出區(qū)段上的熱量產(chǎn)生電阻器以及設(shè)置在熱量產(chǎn)生電阻器的兩側(cè)上的一對電極。在這種情況下，在該對電極之間暴露的每個熱量產(chǎn)生電阻器的一部分限定為熱量產(chǎn)生區(qū)段，并且底層設(shè)置形成在伸出區(qū)段的相對側(cè)上的凹槽區(qū)段，并且具有位于底層的另一表面上的開口。
另外，按照本發(fā)明的另一實施例，提供一種裝備有所述熱能頭的打印裝置。
按照本發(fā)明的實施例，通過在底層內(nèi)形成凹槽區(qū)段，變得難以從底層的另一表面輻射熱量，因此可以實現(xiàn)熱效率的改善，并且另外，底層的熱量存儲能量減小，因此可以實現(xiàn)響應(yīng)的改善。另外，按照本發(fā)明的實施例，由于將設(shè)置有位于底層上的熱量產(chǎn)生電阻器和電極的頭區(qū)段粘接到熱量輻射構(gòu)件上，可以消除現(xiàn)有技術(shù)中的陶瓷襯底，因此可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡化，并且還可以實現(xiàn)生產(chǎn)效率改善。


圖1是使用采用本發(fā)明實施例的熱能頭的打印裝置的示意圖；圖2是表示熱能頭和條帶引導(dǎo)件之間的關(guān)系的透視圖；
圖3是熱能頭的透視圖；圖4是熱能頭的透視圖；圖5是頭區(qū)段的截面圖；圖6是頭區(qū)段的平面圖；圖7是底層的截面圖；圖8是按照圖5所示的頭區(qū)段的變型實例的頭區(qū)段的截面圖，其中凹槽區(qū)段具有從頂面的側(cè)部朝著開口端的側(cè)部增加的寬度；圖9A是設(shè)置增強區(qū)段的玻璃層的平面圖，并且圖9B是其截面圖；圖10是圖9A和9B所示玻璃層的截面圖；圖11是表示作為玻璃層材料的玻璃材料的截面圖；圖12是表示玻璃層的截面圖；圖13是表示熱量產(chǎn)生電阻器和一對電極在玻璃層上形成圖案的狀態(tài)的截面圖；圖14是表示電阻器保護層設(shè)置在熱量產(chǎn)生電阻器和該對電極上的狀態(tài)的截面圖；圖15是表示凹槽區(qū)段使用刀具的成形過程中的狀態(tài)的截面圖；圖16是熱能頭的透視圖；圖17是表示玻璃層通過粘合劑層粘接到熱輻射構(gòu)件上的狀態(tài)的截面圖；以及圖18是現(xiàn)有技術(shù)的熱能頭的截面圖。
具體實施例方式
此后，將參考附圖詳細描述使用采用本發(fā)明實施例的熱能頭的熱轉(zhuǎn)移打印裝置。
圖1所示的熱轉(zhuǎn)移打印裝置1(此后稱為打印裝置1)是用于將墨帶的彩色材料升華以便將彩色材料熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)上并且使用采用本發(fā)明實施例作為記錄頭的熱能頭2的染色劑升華打印機。打印裝置1將通過熱能頭2產(chǎn)生的熱能施加在墨帶3上，由此升華墨帶3上的彩色材料，以便將其熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4上，因此打印彩色圖像或字符。打印裝置1是家用打印裝置，并且能夠在作為打印介質(zhì)4的具有例如明信片尺寸的物體上打印。
這里使用的墨帶3由長樹脂薄膜形成，并且在熱轉(zhuǎn)移過程中還未使用的墨帶3的一部分圍繞供應(yīng)卷筒3a卷繞的同時在熱轉(zhuǎn)移過程中已經(jīng)使用的墨帶4的一部分圍繞卷繞卷筒3b卷繞的狀態(tài)下容納在墨盒中。墨帶3設(shè)置有在長樹脂薄膜的一側(cè)上重復(fù)形成在一個平面內(nèi)的轉(zhuǎn)移層3c，轉(zhuǎn)移層3c包括由黃色材料形成的墨層、由品紅色材料形成的墨層、由蘭綠色材料形成的墨層，并且層壓層由層壓薄膜形成，以便熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4上，從而改善打印在打印介質(zhì)4上的圖像或字符的穩(wěn)定性。
如圖1所示，打印裝置1設(shè)置熱能頭2、布置在面向熱能頭2的位置上的壓輥5、用于引導(dǎo)安裝其上的墨帶3運行的多個條帶引導(dǎo)件6a、6b、用于將打印介質(zhì)4和墨帶3一起在熱能頭2和壓輥5之間運行的夾緊輥子7a以及主導(dǎo)輥子7b、用于將已經(jīng)進行打印的打印介質(zhì)4彈出的彈出輥子8以及用于朝著熱能頭2承載打印介質(zhì)4的供應(yīng)輥子9。
如圖2所示，通過利用例如螺釘?shù)墓潭?gòu)件11將附接構(gòu)件10附接在打印裝置1的殼體側(cè)部上，將熱能頭2設(shè)置在打印裝置1上。用于引導(dǎo)墨帶3的條帶引導(dǎo)件6a、6b布置在熱能頭2的前部和后部，即相對于熱能頭2位于墨帶3從中進入的側(cè)部以及墨帶3從中彈出的側(cè)部。條帶引導(dǎo)件6a、6b在熱能頭2的前部和后部并在熱能頭2和壓輥2之間引導(dǎo)墨帶3和打印介質(zhì)4，使得相互重疊的墨帶3和打印介質(zhì)4鄰靠在與其大致相互垂直的熱能頭2上，因此，熱能頭2的熱能可以可靠地供應(yīng)到墨帶3上。
條帶引導(dǎo)件6a相對于熱能頭2布置在墨帶3從中進入的側(cè)部。墨帶引導(dǎo)件6b在下端表面12內(nèi)具有彎曲表面，并且引導(dǎo)從布置在熱能頭2的上部位置上的供應(yīng)卷筒3a供應(yīng)的墨帶3，以便在熱能頭2和壓輥5之間進入。條帶引導(dǎo)件6b相對于熱能頭2布置在墨帶3從中彈出的側(cè)部內(nèi)。條帶引導(dǎo)件6b具有均勻形成在下端上的平區(qū)段13以及從與熱能頭2相對的平區(qū)段13的端部大致垂直升高并且用來將墨帶3與打印介質(zhì)4分離的分離區(qū)段14。條帶引導(dǎo)件6b在熱轉(zhuǎn)移過程之后通過平區(qū)段13去除墨帶3的熱量，并且接著通過分離區(qū)段14大致垂直于打印介質(zhì)4升高墨帶3，以便將墨帶3與打印介質(zhì)4分離。條帶引導(dǎo)件6b通過例如螺釘?shù)墓潭?gòu)件15附接在熱能頭2上。
在具有這種構(gòu)造的打印裝置1中，如圖1所示，卷繞卷筒3b在卷繞方向上卷繞，以便在卷繞方向上運行墨帶3，并且打印介質(zhì)4夾持在夾緊輥子7a和主導(dǎo)棍子7b之間，并且通過在彈出方向上(圖1箭頭A的方向)在熱能頭2和壓輥5之間轉(zhuǎn)動主導(dǎo)輥子7b和彈出輥子8并同時將壓輥5壓靠熱能頭2而在彈出方向上運行。在進行打印時，熱能首先從熱能頭2施加在墨帶3的黃色墨層上以便將黃色材料熱轉(zhuǎn)移到在與墨帶3重疊的同時運行的打印介質(zhì)4上，隨后品紅色材料熱轉(zhuǎn)移到熱轉(zhuǎn)移有黃色材料的圖像形成區(qū)段上，接著藍綠色材料熱轉(zhuǎn)移到熱轉(zhuǎn)移黃色和品紅色材料的圖像形成區(qū)段上，并且最后熱轉(zhuǎn)移層壓薄膜以便完成彩色圖像或字符的打印。
用于這種打印裝置1的熱能頭2可打印在垂直于打印介質(zhì)4的運行方向的方向上(即打印介質(zhì)4的寬度方向上)在兩個邊緣上具有邊框的加框圖像，以及沒有邊框的無框圖像。
熱能頭2形成為在由圖3所示的箭頭L的方向標示的方向上具有大于打印介質(zhì)4寬度的尺寸，使得彩色材料可熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4的寬度方向上的兩個邊緣上。如圖3所示，熱能頭2設(shè)置附接在熱輻射構(gòu)件50上以便將墨帶3的彩色材料熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4上的頭區(qū)段20。如圖4和5所示，頭區(qū)段20設(shè)置由玻璃制成的底層21、布置在底層21上的熱量產(chǎn)生電阻器22、布置在熱量產(chǎn)生電阻器22兩側(cè)上的一對電極23a、23b以及布置在熱量產(chǎn)生電阻器22的周邊上以及附近的電阻器保護層24。在熱能頭2中，在該對電極23a、23b之間暴露的熱量產(chǎn)生電阻器22的一部分限定為熱量產(chǎn)生區(qū)段22a。
如圖4和5所示，底層21設(shè)置由具有例如大約500℃的軟化點的玻璃制成并且與其形成整體以便在面向墨帶3的一個表面21a上具有大致矩形形狀從而具有大致半圓柱形形狀的伸出區(qū)段25，并且凹槽區(qū)段26設(shè)置在伸出區(qū)段25的相對側(cè)上，在底層21的另一表面上具有開口端。在底層21中，通過在底層21的寬度方向以及長度方向(圖2的L方向)上的大致中央處形成伸出區(qū)段25，以便具有大致圓柱形形狀，改善與其上運行的墨帶3的接觸狀態(tài)，因此熱能可靠地施加在其上運行的墨帶3上以便使得彩色材料熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4上。換言之，類似于車輛的擋風(fēng)玻璃略微彎曲以便獲得優(yōu)選的彈水性能，在這種情況下，伸出區(qū)段25形成為大致半圓柱形形狀，以便使其可以確保墨帶3的彩色材料熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4上。
如圖4和5所示，設(shè)置在底層21的內(nèi)表面上的凹槽區(qū)段26形成為具有面向大致線性布置在伸出區(qū)段25上的熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的線22b。另外，在底層21內(nèi)，用于存儲由熱量產(chǎn)生區(qū)段22a產(chǎn)生的熱量的熱量存儲區(qū)段27限定在伸出區(qū)段25和凹槽區(qū)段26的頂表面31a之間。
底層21具有如下構(gòu)造，其中通過形成在底層21內(nèi)具有凹槽區(qū)段26的間隙區(qū)段，凹槽區(qū)段26內(nèi)的空氣使其在底層21內(nèi)難以輻射熱量產(chǎn)生區(qū)段22a產(chǎn)生的熱能，因此變得容易有效地將熱能施加在墨帶3上。另一方面，通過在底層21內(nèi)形成凹槽區(qū)段26，熱量存儲區(qū)段27變薄，以便減小熱量存儲能力，因此可以在短時間周期內(nèi)實現(xiàn)熱量輻射。如上所述，由于減小了設(shè)置凹槽區(qū)段26的底層21的熱量儲槽能力，熱量輻射變得能夠在短時間內(nèi)進行，因此可以改善熱能頭2的響應(yīng)，并且另外由于底層21具有難以輻射熱量的構(gòu)造，可以改善熱效率，因此可以減小熱能頭2的功率消耗。
應(yīng)該注意到足夠的是底層21由具有由玻璃作為代表的預(yù)定表面性能、熱性能等的材料制成，并且這里玻璃的概念包括例如合成石英的合成寶石或人工石、合成紅寶石或合成藍寶石或高密度陶瓷。
如上所述形成在底層21上的熱量產(chǎn)生電阻器22如圖5所示布置在底層21的一個表面上。熱量產(chǎn)生電阻器22由例如Ta-N或Ta-SiO2的具有高電阻和高熱阻的材料制成。熱量產(chǎn)生電阻器22設(shè)置形成在其兩側(cè)上的一對電極23a、23b。該對電極23a、23b將來自于未詳細示出的電源的電流供應(yīng)給熱量產(chǎn)生區(qū)段22a，以便使得熱量產(chǎn)生區(qū)段22產(chǎn)生熱量。該對電極由例如鋁、金或銅的具有良好導(dǎo)電性的材料制成。該對電極23a、23b之間的間隙暴露熱量產(chǎn)生電阻器22，以便限定熱量產(chǎn)生區(qū)段22a，從而將熱能施加在墨帶3上。熱量產(chǎn)生區(qū)段22a大致線性形成在伸出區(qū)段25上，并且各自形成為具有略微大于點尺寸的大致矩形或方形形狀。
應(yīng)該注意到形成熱量產(chǎn)生電阻器22的區(qū)域不需要設(shè)置在底層21的一個表面21a的整個表面上，所提供的區(qū)域足夠大于將熱量產(chǎn)生區(qū)段22a電連接到該對電極23a、23b上的區(qū)域。
如圖3和6所示，該對電極23a、23b包括電連接到所有熱量產(chǎn)生區(qū)段22a上的公共電極23a以及單獨電連接到每個熱量產(chǎn)生區(qū)段22a上的單個電極23b，并且在熱量產(chǎn)生區(qū)段22a上相互遠離地形成在熱量產(chǎn)生電阻器22上。
如圖6所示，公共電極23a布置在與下面描述的電源柔性板80在底層21的伸出區(qū)段25上粘接其上的側(cè)部相對的一側(cè)上。公共電極23a電連接到所有熱量產(chǎn)生區(qū)段22a上，并且其兩端沿著底層21的窄側(cè)通向電源柔性板80粘接其上以便電連接到電源柔性板80上的側(cè)部上，并且經(jīng)由電源柔性板80電連接到電連接到未示出的電源上的剛性板70上，由此將電源與每個熱量產(chǎn)生區(qū)段22a電連接。
如圖6所示，單個電極23b布置在橫過底層21的伸出區(qū)段25粘接有下面描述的信號柔性板90的側(cè)部上。單個電極23b一對一設(shè)置在熱量產(chǎn)生區(qū)段22上。單個電極23b電連接到連接到控制回路上的信號柔性板90上，以便控制剛性板70的熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的驅(qū)動。
公共電極23a和單個電極23b為由用于控制熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的驅(qū)動的回路選擇的熱量產(chǎn)生區(qū)段22a供應(yīng)電流長達預(yù)定時間周期，由此使得熱量產(chǎn)生區(qū)段22a產(chǎn)生熱量以便將溫度升高到足夠升化將要熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4上的彩色材料的點。
如圖4和5所示，設(shè)置成頭區(qū)段20的最外部層的電阻器保護層24覆蓋整個熱量產(chǎn)生電阻器22和公共電極23a以及單個電極23b的熱產(chǎn)生區(qū)段22a側(cè)端部，并且保護熱產(chǎn)生區(qū)段22a和圍繞熱量產(chǎn)生區(qū)段22a布置的該對電極23a、23b不在熱能頭2和墨帶相互接觸時造成摩擦等情況。電阻器保護層24由包括具金屬的無機材料制成，這種材料具有出色的機械性能，例如在高溫下的高強度和耐磨性以及例如熱阻和熱沖擊阻力和熱傳導(dǎo)性的熱性能，并且由例如包括硅(Si)、鋁(A1)、氧(O)和氮(N)的SIALON(商標名稱)制成。應(yīng)該注意到與電阻器保護層24類似的層可設(shè)置在凹槽區(qū)段26上，特別是在頂表面31a上。
這里將參考圖7詳細描述底層21。底層21具有大致0.19mm的厚度T1，并且在其一個表面21a上設(shè)置具有例如0.098mm的高度H和例如0.9mm寬度W1的伸出區(qū)段25。
底層21的凹槽26形成具有其頂部31a定位在底層21的一個表面21a之上的深度，即在具有大致半圓柱形的伸出區(qū)段25內(nèi)側(cè)。應(yīng)該注意到圖5中的虛線表示伸出區(qū)段25內(nèi)的底層21的一個表面21a的延伸線。凹槽區(qū)段26具有定位在底層21的一個表面之上的頂表面31a，以便使得伸出區(qū)段25的表面25a和凹槽區(qū)段26的頂表面31a之間的熱量存儲區(qū)段27變薄，從而減小熱量存儲能力，因此實現(xiàn)熱能頭2的響應(yīng)的改進。明顯的是雖然與定位在伸出區(qū)段25內(nèi)的頂部31a的情況相比不太有效，頂部31a也可定位在伸出區(qū)段25之下。
另外，在熱量存儲區(qū)段27中，伸出區(qū)段25的表面25a形成有極其平緩的圓弧表面。例如伸出區(qū)段25的表面25a形成具有2.5mm的半徑R1。另一方面，凹槽區(qū)段26的頂部31a形成有大致沿著伸出區(qū)段25的表面25a成形的圓弧表面。例如，凹槽區(qū)段26的頂表面31a形成具有2.4725mm的半徑R2。如上所述，在熱量存儲區(qū)段27內(nèi)，伸出區(qū)段25的表面25a和凹槽區(qū)段26的頂表面31a形成大致相同的圓弧表面，使得熱量存儲區(qū)段27的厚度T2變得大致均等。例如，熱量存儲區(qū)段27形成具有0.0275mm的厚度T2。如上所述，熱量存儲區(qū)段27形成具有大致均等的厚度，因此，熱能可均勻存儲。
順便說說，由于熱量存儲區(qū)段27形成具有減小熱量存儲能力的小厚度，熱量存儲區(qū)段27需要具有足夠的實際強度，以便防止壓輥5的壓力造成的損壞。如上所述，由于熱量存儲區(qū)段27具有大致均勻的厚度，可以消除或至少減小熱量存儲區(qū)段27內(nèi)的應(yīng)力集中，因此使其可以增加實際強度。另外，限定在側(cè)壁30和凹槽區(qū)段26的頂表面31a之間的拐角區(qū)段形成具有圓弧曲線。拐角區(qū)段31b各自形成有具有0.03mm的半徑R3。通過將凹槽區(qū)段26的兩個拐角區(qū)段31b形成曲線，與例如兩個拐角31b形成垂直的情況相比，伸出區(qū)段25可將壓輥5施加的壓力更好地分布到周邊上，因此使其可以增加實際強度。
具有大致具有厚度T2的熱量存儲區(qū)段27的寬度W2設(shè)置成與該對電極23a、23b之間暴露的熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的寬度W3相同。特別是熱量存儲區(qū)段27的寬度為W2限定為兩個拐角31b的曲線的內(nèi)端之間的距離，并且設(shè)置成等于熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的寬度W3。例如，兩個拐角31b的曲線內(nèi)端離開凹槽區(qū)段26的側(cè)壁30距離0.03mm定位，并且寬度W2和W3各自設(shè)置成0.2mm。因此，熱量產(chǎn)生區(qū)段22a配置成定位在具有大致均勻厚度的熱量存儲區(qū)段27的正上方，以便大致均勻地存儲熱能，因此可以將熱能從熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的區(qū)域內(nèi)部均勻地施加在墨帶3。應(yīng)該注意到從實際強度等觀點，伸出區(qū)段25的寬度W1(此例為0.9mm)最好是具有大致均勻厚度T2的熱量存儲區(qū)段27的寬度W2(此例為0.2mm)的三倍或多倍。
另外，具有大致均勻厚度T2的熱量存儲區(qū)段27的寬度W2也可設(shè)置成大于熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的寬度W3。因此，由于減小熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的每側(cè)上的熱量存儲區(qū)段27一部分的厚度，即熱量傳導(dǎo)路徑變窄，熱量存儲區(qū)段27內(nèi)存儲的熱能難以輻射到伸出區(qū)段25的周邊區(qū)段28。
另外，熱量存儲區(qū)段27的兩側(cè)25b在形成有熱量存儲區(qū)段27的區(qū)域內(nèi)各自形成為具有小于伸出區(qū)段25的表面25a的半徑R1的表面曲率半徑R4。換言之，伸出區(qū)段25的表面25a內(nèi)的彎曲表面的兩側(cè)25b上的彎曲表面各自形成有比形成在熱量存儲區(qū)段27內(nèi)的伸出區(qū)段25的部分的表面25a的彎曲表面更加彎曲的表面。因此，可以使得墨帶3更加容易進入或離開熱量產(chǎn)生區(qū)段22a。另外，通過將熱量儲槽區(qū)段27的兩側(cè)25b的每個彎曲表面形成具有小于設(shè)置有熱量存儲區(qū)段27的表面25a的半徑R1的曲率半徑R4，即通過將每個彎曲表面形成為更加銳利，伸出區(qū)段25可形成為在熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的每側(cè)上具有熱量存儲區(qū)段27的較小厚度，與顛倒情況相比，因此存儲在熱量存儲區(qū)段27內(nèi)的熱量難以輻射到伸出區(qū)段25的周邊區(qū)段28。
另外，凹槽區(qū)段26的側(cè)壁30形成為從底側(cè)21的另一表面大致垂直升高，并且具有例如0.26mm的恒定寬度W4。因此，與凹槽區(qū)段26形成沿著朝著開口側(cè)的方向增加其寬度的情況相比，即使伸出區(qū)段25通過壓輥5施壓，也可防止側(cè)部30的升高點的應(yīng)力集中，因此可以增加實際強度。應(yīng)該注意到如果凹槽區(qū)段26的兩個拐角區(qū)段31b沒有設(shè)置彎曲表面，即沒有形成直角，側(cè)壁30之間的寬度W4可設(shè)置成等于熱量存儲區(qū)段27的寬度W2。
這里，現(xiàn)在將描述實際上投入使用并且如圖5和7所示的熱能頭2的尺寸。等于或大于熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的寬度W3的凹槽區(qū)段26的寬度W4是例如在0.05mm-0.7mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.2mm-0.7mm的范圍內(nèi)，并且另外優(yōu)選是0.26mm。另外，熱量存儲區(qū)段27的厚度T2是例如在0.01mm-0.1mm，優(yōu)選在0.02mm-0.04mm的范圍內(nèi)，并且另外優(yōu)選為0.0275mm。
應(yīng)該注意到凹槽區(qū)段26可設(shè)置由傾斜表面30a形成的側(cè)壁，使得寬度從頂表面31a逐漸增加。因此，在通過使用壓模熱壓模制來模制凹槽區(qū)段26的情況下，去模變得更加簡單，因此可以改善生產(chǎn)效率。
在頭區(qū)段20的底層21中，如圖9A、9B和10所示，凹槽區(qū)段26設(shè)置成面向大致線性平行于頭區(qū)段20的長度方向(圖10的L方向)布置的熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的線22b，并且用于增加強度的第一增強區(qū)段32在其配置方向上設(shè)置在熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的兩側(cè)上。第一增強區(qū)段32通過將底層21形成具有較大厚度來形成。第一增強區(qū)段32的厚度T4大于伸出區(qū)段25的厚度T3(T4＞T3)。第一增強區(qū)段32可在長度方向上在頭區(qū)段20的兩側(cè)內(nèi)增強伸出區(qū)段25。
另外，如圖9A和9B以及圖10所示，除了第一增強區(qū)段32之外，底層21還設(shè)置各自形成在第一增強區(qū)段32內(nèi)以便具有從伸出區(qū)段25朝著第一增強區(qū)段32逐漸增加的厚度T5的第二增強區(qū)段33。因此，在底層21中，伸出區(qū)段25進一步通過設(shè)置第一增強區(qū)段32之外的第二增強區(qū)段33來增強。
如上所述，通過沿著長度方向形成第一增強區(qū)段32和第二增強區(qū)段33，可以增強底層21的實際強度，因此由壓輥5的壓力造成的伸出區(qū)段25的變形和損壞。
具有底層21的頭區(qū)段20可如下所述制造。首先，如圖11所示，制備將要用作底層21的材料的玻璃材料41，并且接著如圖12所示，通過在玻璃材料41上進行熱壓制過程，以便模制在其上表面上具有伸出區(qū)段25的底層21。
隨后，如圖13所示，使用例如濺射的薄膜成形技術(shù)，形成熱量產(chǎn)生電阻器22的電阻器薄膜形成在設(shè)置有伸出區(qū)段25的底層21的表面上，并且另外，形成該對電極23a、23b的傳導(dǎo)薄膜接著利用具有良好導(dǎo)電性的例如鋁的材料形成，以便具有預(yù)定厚度。
隨后，如圖14所示，熱量產(chǎn)生電阻器22和該對電極23a、23b使用例如光刻方法的圖案形成技術(shù)形成圖案，并且熱量產(chǎn)生區(qū)段22a通過在該對電極23a、23b之間暴露熱量產(chǎn)生電阻器22來形成。底層21在不形成任何的熱量產(chǎn)生電阻器22或該對電極23a、23b的部分內(nèi)暴露。
隨后，如圖14所示，使用例如濺射工藝的薄膜成形技術(shù)，將電阻器保護層24在熱量產(chǎn)生電阻器22和該對電極23a、23b上形成具有預(yù)定厚度的例如SIALON。
隨后，如圖15所示，通過例如切刀42切割，將具有凹入形狀的凹槽區(qū)段26形成在與形成伸出區(qū)段25的底層21的表面相對的表面上，即位于熱能頭2的內(nèi)側(cè)的表面上，以便面向熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的線22b，因此制造頭區(qū)段20。如圖17所示，通過切刀42形成凹槽區(qū)段26，第一增強區(qū)段32和第二增強區(qū)段33可在一系列切割過程中設(shè)置在底層21上。
應(yīng)該注意到在通過切割過程形成凹槽區(qū)段26之后，可以在凹槽區(qū)段26的內(nèi)表面上進行氫氟酸處理，以便去除凹槽區(qū)段26的內(nèi)表面上的劃痕。另外，凹槽區(qū)段26可通過例如切割工藝的加工工藝之外的蝕刻工藝或熱壓工藝形成。
另外，在如圖8所示形成具有傾斜表面30a的凹槽區(qū)段26的側(cè)壁30的情況下，由于側(cè)壁30從頂表面31a朝著開口側(cè)變寬，去模變得容易，并且因此，凹槽26可通過使用壓模的熱壓工藝形成。另外，在通過熱壓工藝形成凹槽區(qū)段26的情況下，可以通過上模形成伸出區(qū)段25，并且通過下模形成凹槽區(qū)段26，因此同時形成伸出區(qū)段25和凹槽區(qū)段26。
如圖3和16所示，在具有如上所述的頭區(qū)段20的熱能頭20中，頭區(qū)段20經(jīng)由粘合劑層60布置在熱量輻射構(gòu)件50上，并且頭區(qū)段20和設(shè)置有用于頭區(qū)段20的控制回路的剛性板70通過電源柔性板80和信號柔性板90相互電連接。在熱能頭2中，通過朝著熱量輻射構(gòu)件50彎曲電源柔性板80和信號柔性板90，剛性板70布置在熱量輻射構(gòu)件50的側(cè)表面上。
熱量輻射構(gòu)件50用于在熱轉(zhuǎn)移彩色材料時有效地輻射由頭區(qū)段20產(chǎn)生的熱能，并且由具有高的熱傳導(dǎo)性的例如鋁的材料制成。如圖3和16所示，熱量輻射構(gòu)件50設(shè)置有在寬度方向的大致中央處并沿著長度方向(圖16的L方向)形成在上表面上的附接有頭區(qū)段20的附接伸出區(qū)段51。另外，熱量輻射構(gòu)件50設(shè)置用于沿著形成在電源柔性板80和信號柔性板90朝其彎曲的側(cè)表面的上端處的側(cè)表面彎曲的引導(dǎo)電源柔性板80和信號柔性板80的傾斜區(qū)段52以及用于定位形成在傾斜區(qū)段52的下端處的剛性板70的第一缺口區(qū)段53。另外，熱量輻射構(gòu)件50設(shè)置形成為使得設(shè)置在信號柔性板90上的隨后描述的半導(dǎo)體芯片91布置在熱量輻射構(gòu)件50的側(cè)部上的第二缺口區(qū)段54。
如圖17所示，頭區(qū)段20經(jīng)由粘合劑層60附接在熱量輻射構(gòu)件50的附加伸出區(qū)段51上。粘合劑層60具有熱傳導(dǎo)性，并且由具有彈性的粘合劑形成。由于粘合劑層60具有熱傳導(dǎo)性，它有效地將頭區(qū)段20產(chǎn)生的熱量輻射到熱量輻射構(gòu)件50上。另外，由于粘合劑層60具有彈性，即使頭區(qū)段20和熱量輻射構(gòu)件50由于熱膨脹系數(shù)不同而不同地膨脹或收縮，也可以在頭區(qū)段20產(chǎn)生熱量時防止頭區(qū)段20與熱量輻射構(gòu)件50分離。粘合劑層60的厚度例如是大約50μm。
如圖17所示，粘合劑層60由具有熱傳導(dǎo)性的例如熱固液體硅酮橡膠的樹脂制成，其包括具有高硬度和熱傳導(dǎo)性的填充劑61。容納其中的填充劑61是例如顆?；蚓€性形狀的氧化鋁。粘合劑層60包括在頭區(qū)段20和熱量輻射構(gòu)件50之間用作間隔件的填充劑61，并且因此不通過由壓輥5壓靠的頭區(qū)段20壓縮，因此保持恒定厚度，使得底層21的底端29側(cè)壁上的端部29a不朝著熱量輻射構(gòu)件50變形。即使壓力從壓輥5施加，頭區(qū)段20也可防止張力集中在凹槽區(qū)段26的兩側(cè)上，并且另外壓輥5施加的壓力可通過填充劑61的轉(zhuǎn)動運動而在平行方向上偏移。
如圖3所示布置在熱量輻射構(gòu)件50的側(cè)表面上的剛性板70設(shè)置未示出的電源線，并且用于將電流從電源供應(yīng)到頭區(qū)段20和未示出控制回路上，控制回路設(shè)置有多個安裝其上的電氣部件，并用來控制頭區(qū)段20的驅(qū)動。如圖3所示，形成電源線和信號線的柔性板71電連接到剛性板70上。剛性板70在熱量輻射構(gòu)件50的側(cè)表面上布置在第一缺口53內(nèi)，并且在兩側(cè)上通過例如螺釘?shù)墓潭?gòu)件72固定在熱量輻射構(gòu)件50上。
如圖3和6所示，電連接到剛性板70上的電源柔性板80在其一端電連接到用于剛性板70的未示出電源的連線上，并且在其另一端電連接到頭區(qū)段20的公共電極23a上，由此將頭區(qū)段20的公共電極23a和剛性板70的連線電連接，以便為每個熱量產(chǎn)生區(qū)段22a供應(yīng)電流。
另外，如圖3和6所示，電連接到剛性板70的控制回路上的信號柔性板90在其一端電連接到剛性板70的未示出的控制回路上，并且在其另一端電連接到頭區(qū)段20的單個電極23b上。
如6和16所示，每個信號柔性板90設(shè)置有半導(dǎo)體芯片，其設(shè)置用于驅(qū)動布置在其一個表面上的頭區(qū)段20的每個熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的驅(qū)動回路，并且設(shè)置用于將半導(dǎo)體芯片91和布置在相同表面和與頭區(qū)段20連接的側(cè)部上的每個單個電極23b電連接的連接端子92。
設(shè)置在每個信號柔性板90上的半導(dǎo)體芯片91如圖16所示布置在信號柔性板90內(nèi)。如圖6所示，半導(dǎo)體芯片91包括用于將與從剛性板70的控制回路傳遞的打印數(shù)據(jù)相對應(yīng)的串行信號轉(zhuǎn)換成并行信號的移位寄存器93以及用于控制熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的熱量產(chǎn)生驅(qū)動的轉(zhuǎn)換元件94。移位寄存器93將與打印數(shù)據(jù)相對應(yīng)的串行信號轉(zhuǎn)換成并行信號，并且鎖定所轉(zhuǎn)換的并行信號。轉(zhuǎn)換元件94設(shè)置在布置在每個熱量產(chǎn)生區(qū)段22a上的每個單個電極23b上。通過移位寄存器93鎖定的并行信號控制轉(zhuǎn)換元件94的接通/斷開，以便控制每個熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的電流供應(yīng)和供應(yīng)時間周期，因此驅(qū)動和控制熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的熱量產(chǎn)生。
如上所述，按照熱能頭2，通過將具有用于將串行信號轉(zhuǎn)換成并行信號的位移寄存器93的半導(dǎo)體芯片91布置在信號柔性板90上以便將頭區(qū)段20的單個電極23b和剛性板70的控制回路連接，可以在剛性板70和信號柔性板90之間使用串行傳遞，因此可以減小電連接點的數(shù)量。
如圖3和16所示，在具有如上所述的構(gòu)造的熱能頭2中，半導(dǎo)體芯片91面向熱量輻射構(gòu)件50的第二缺口54，并且電源柔性板80和信號柔性板90沿著熱量輻射構(gòu)件50的傾斜區(qū)段52彎曲，使得半導(dǎo)體芯片91來到內(nèi)側(cè)，因此剛性板70定位在熱量輻射構(gòu)件50的第一缺口53內(nèi)。因此，在熱能頭2中，通過將剛性板70布置在熱量輻射構(gòu)件50的側(cè)表面上，可以實現(xiàn)最小化，并且因此，整個打印裝置1可減小尺寸。因此，采用熱能頭2，特別是對于家用打印裝置來說，可以實現(xiàn)打印裝置1所需的減小尺寸。另外，在熱能頭2中，頭區(qū)段20可經(jīng)由粘合劑層60簡單設(shè)置在熱量輻射構(gòu)件50上，該構(gòu)造可以簡化，并且可以容易制造，因此可以改善生產(chǎn)效率。在熱能頭2中，通過將半導(dǎo)體芯片91布置在內(nèi)側(cè)，并且將剛性板70布置在熱量輻射構(gòu)件50的側(cè)表面上，可以實現(xiàn)最小化，并且因此，如圖1和2所示，打印介質(zhì)4的入口側(cè)內(nèi)的條帶引導(dǎo)件6a可以更加靠近熱能頭2布置。因此，使用熱能頭2的打印裝置1可將墨帶3和打印介質(zhì)4引導(dǎo)到剛好進入熱能頭2和壓輥5之間間隙之前的位置上，因此可以使得墨帶3和打印介質(zhì)4適當(dāng)進入熱能頭2和壓輥5之間的間隙。因此，在打印裝置1中，由于可以使得墨帶3和打印介質(zhì)4適當(dāng)進入熱能頭2和壓輥5之間的間隙，使得墨帶3和打印介質(zhì)4相對于熱能頭2形成大致直角，因此熱能頭2的熱能適當(dāng)?shù)厥┘釉谀珟?上。
如圖1和2所示，在打印圖像或字符時，使用所述熱能頭2的打印裝置1在熱能頭2和壓輥5之間運行墨帶3和打印介質(zhì)4，同時通過壓輥5將墨帶3和打印介質(zhì)4壓靠熱能頭。接著，墨帶3的彩色材料熱轉(zhuǎn)移到在熱能頭2和壓輥5之間運行的打印介質(zhì)4上。在進行彩色材料熱轉(zhuǎn)移時，與打印數(shù)據(jù)相對應(yīng)并傳遞到剛性板70的控制回路上的串行信號通過設(shè)置在信號柔性板90上的半導(dǎo)體芯片91的移位寄存器93轉(zhuǎn)換成并行信號，由此轉(zhuǎn)換的并行信號鎖定，并且通過鎖定的并行信號控制為每個單個電極23b提供的轉(zhuǎn)換元件94的接通/斷開時間周期。在熱能頭2中，在轉(zhuǎn)換元件94接通時，電流流過連接到轉(zhuǎn)換元件上的熱量產(chǎn)生區(qū)段22a長達預(yù)定時間周期，熱量產(chǎn)生區(qū)段22a產(chǎn)生熱量，并且因此產(chǎn)生的熱能施加在墨帶3上，因此彩色材料升華以便熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4上。在轉(zhuǎn)換元件94斷開時，流過連接到轉(zhuǎn)換元件94上的熱量產(chǎn)生區(qū)段22a的電流停止，由于熱量產(chǎn)生區(qū)段22a停止產(chǎn)生熱量，熱能不施加在墨帶3上，并且因此彩色材料不熱轉(zhuǎn)移到打印介質(zhì)4上。在打印裝置1中，用于打印數(shù)據(jù)的每一條線的串行信號從熱能頭2的控制回路傳遞到信號柔性板90的半導(dǎo)體芯片91上，并且通過重復(fù)如上所述的操作，黃色材料熱轉(zhuǎn)移到圖像形成區(qū)段上。在黃色材料熱轉(zhuǎn)移之后，品紅色和藍綠色材料和層壓薄膜順序以類似方式熱轉(zhuǎn)移到圖像形成區(qū)段上，因此打印一禎圖像。
由于凹槽區(qū)段26設(shè)置在熱能頭2的頭區(qū)段20的底層21上，在墨帶3的彩色材料熱轉(zhuǎn)移時，凹槽區(qū)段26內(nèi)的空氣使其難以將熱量產(chǎn)生區(qū)段22a產(chǎn)生的熱能輻射到其內(nèi)側(cè)，因此可以將熱能有效地施加在墨帶3上。另一方面，過在底層21內(nèi)形成凹槽區(qū)段26，熱量存儲區(qū)段27變薄，以便減小熱量存儲能力，因此可以在短時間周期內(nèi)實現(xiàn)熱量輻射。如上所述，由于減小了設(shè)置凹槽區(qū)段26的底層21的熱量儲槽能力，熱量輻射變得能夠在短時間內(nèi)進行，因此可以改善熱能頭2的響應(yīng)，并且另外由于底層21具有難以輻射熱量的構(gòu)造，可以改善熱效率，因此可以減小熱能頭2的功率消耗。另外，由于通過將熱量產(chǎn)生電阻器22、該對電極23a、23b等整體形成在底層21上來構(gòu)成頭區(qū)段20，并且通過經(jīng)由粘合劑層60將頭區(qū)段20附接到熱量輻射構(gòu)件50上來構(gòu)成熱能頭，可以實現(xiàn)整個構(gòu)造的簡化，因此可以實現(xiàn)生產(chǎn)率的改善。另外，由于在熱能頭2中，剛性板70經(jīng)由電源柔性板80和信號柔性板90布置在熱量輻射構(gòu)件50的側(cè)表面上以便將頭區(qū)段20和剛性板70相互電連接，可以實現(xiàn)最小化，并且另外，可以有助于整個打印裝置1的最小化。
應(yīng)該注意到雖然熱能頭2在通過家用打印裝置1打印明信片的情況下用作實例，它不局限于家用打印裝置1，而是可以適用于商用打印裝置，其尺寸不特別受到限制，除了明信片之外，它也可適用于L尺寸相紙或普通紙，并且即使在這些情況下也可實現(xiàn)高速打印。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到根據(jù)結(jié)構(gòu)要求和其它因素可以進行多種變型、組合、分組合以及選型，只要它們在所附權(quán)利要求或等同概念的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種熱能頭，包括具有預(yù)定厚度的底層，并且底層設(shè)置與底層的一個表面形成整體的大致半圓柱形伸出區(qū)段；形成在伸出區(qū)段上的熱量產(chǎn)生電阻器；以及設(shè)置在熱量產(chǎn)生電阻器的兩側(cè)上的一對電極；其中，在該對電極之間暴露的每個熱量產(chǎn)生電阻器的一部分限定為熱量產(chǎn)生區(qū)段，以及底層設(shè)置形成在伸出區(qū)段的相對側(cè)上的凹槽區(qū)段，并且具有位于底層的另一表面上的開口。
2.如權(quán)利要求1所述的熱能頭，其特征在于凹槽區(qū)段的頂表面定位在伸出區(qū)段內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的熱能頭，其特征在于凹槽區(qū)段的頂表面沿著伸出區(qū)段的表面形成，以便使得凹槽區(qū)段的頂表面和伸出區(qū)段的表面之間的厚度大致恒定。
4.如權(quán)利要求3所述的熱能頭，其特征在于凹槽區(qū)段的頂表面和伸出區(qū)段的表面之間的厚度大致恒定的區(qū)域的寬度是等于或大于熱量產(chǎn)生區(qū)段的寬度的寬度。
5.如權(quán)利要求1所述的熱能頭，其特征在于凹槽區(qū)段設(shè)置由頂表面和凹槽區(qū)段的側(cè)壁限定的拐角區(qū)段，其形成大致圓弧形狀的彎曲表面。
6.如權(quán)利要求1所述的熱能頭，其特征在于凹槽區(qū)段的寬度在從頂表面?zhèn)鹊介_口端側(cè)的范圍上保持大致恒定。
7.如權(quán)利要求1所述的熱能頭，其特征在于凹槽區(qū)段的寬度沿著從頂表面?zhèn)鹊介_口端側(cè)的方向變寬。
8.一種打印裝置，包括熱能頭，包括具有預(yù)定厚度的底層，并且底層設(shè)置與底層的一個表面形成整體的大致半圓柱形伸出區(qū)段；形成在伸出區(qū)段上的熱量產(chǎn)生電阻器；以及設(shè)置在熱量產(chǎn)生電阻器的兩側(cè)上的一對電極；其中，在該對電極之間暴露的每個熱量產(chǎn)生電阻器的一部分限定為熱量產(chǎn)生區(qū)段，以及底層設(shè)置形成在伸出區(qū)段的相對側(cè)上的凹槽區(qū)段，并且具有位于底層的另一表面上的開口。
全文摘要
一種熱能頭包括具有預(yù)定厚度并設(shè)置與底層的一個表面形成整體的大致半圓柱形伸出區(qū)段的底層；形成在伸出區(qū)段上的熱量產(chǎn)生電阻器；以及設(shè)置在熱量產(chǎn)生電阻器的兩側(cè)上的一對電極；其中在該對電極之間暴露的每個熱量產(chǎn)生電阻器的一部分限定為熱量產(chǎn)生區(qū)段，以及底層設(shè)置形成在伸出區(qū)段的相對側(cè)上的凹槽區(qū)段，并且具有位于底層的另一表面上的開口。
文檔編號B41J2/335GK101037047SQ2007100878
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者小川升, 狩谷泉, 柳瀨光雄, 森川徹 申請人:索尼株式會社