(57)【要約】  【課題】  駆動に伴う印画の濃度ムラを低減することが可能なサーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ、ならびにサーマルヘッドの駆動方法を提供する。  【解決手段】  本発明のサーマルヘッド１０は、ヘッド基板２０と、ヘッド基板２０上に配列されている複数の発熱部４０ａと、該複数の発熱部４０ａを覆っている保護層６０とを備えており、複数の発熱部４０ａに電力を供給して発熱するものであって、複数の発熱部４０ａの各々は、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなるものであり、保護層６０は、複数の発熱部４０ａの各々の厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側において、当該熱部４０ａの温度が高くなるほど化学摩耗が促進する材料で形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に配列されている複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている被覆層とを備えており、
前記複数の発熱素子に電力を供給して発熱するサーマルヘッドであって、
前記複数の発熱素子の各々は、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなるものであり、
前記被覆層は、前記複数の発熱素子の各々の上において、当該発熱素子の温度が高くなるほど化学摩耗が促進する材料で形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
基板と、該基板上に配列されている複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている被覆層とを備えており、
前記複数の発熱素子に電力を供給して発熱させ、前記被覆層を介して当該熱を伝導するサーマルヘッドであって、
前記被覆層は、前記複数の発熱素子の各々の上に、当該発熱素子の電気抵抗値が小さいほど深さの深い窪みを有していることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項３】
前記窪みは、当該窪みの下に位置している発熱素子の中央部の上に向かうにつれて深くなっていることを特徴とする請求項２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のサーマルヘッドと、記録媒体を前記伝熱部に押圧する押圧機構とを備えることを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項５】
基板と、該基板上に配列されている、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなる複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている、当該発熱素子の温度が高くなるほど化学摩耗が促進する被覆層とを備えているサーマルヘッドを、前記複数の発熱素子に電力を供給して発熱させるのに際して、
前記複数の発熱素子の各々の電気抵抗値を、各々の発熱の繰り返しによって小さくするとともに、
前記複数の発熱素子の各々の上に位置している前記被覆層に、当該被覆層の下に位置している発熱素子の発熱によって前記化学摩耗をさせて、次第に深さが深くなるように窪みを形成することを特徴とするサーマルヘッドの駆動方法。
【請求項６】
前記窪みを、当該窪みの下に位置している発熱素子の中央部の上に向かうにつれて深さが深くなるように形成することを特徴とする請求項５に記載のサーマルヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ、バーコードプリンタ、ビデオプリンタ、またはデジタルフォトプリンタなどの印画デバイスとして用いられるサーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ、ならびにサーマルヘッドの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやレジスターなどのプリンタとしては、サーマルヘッドおよびプラテンローラを備えるサーマルプリンタが用いられている。このようなサーマルプリンタに搭載されるサーマルヘッドとしては、基板上に配列された複数の発熱素子と、この発熱素子上に位置している、当該発熱素子を被覆している被覆層とを有するものがある。プラテンローラは、例えば感熱紙などの記録媒体を発熱素子上に位置する被覆層に対して押し当てる機能を有するものである。このような構成のサーマルプリンタでは、所望の画像に応じて発熱素子を発熱させるともに、発熱素子上に位置する被覆層に対して記録媒体をプラテンローラで略均等に押圧することによって、被覆層と記録媒体との熱伝導性を高め、発熱素子の発する熱を記録媒体に対して良好に伝達させている。記録媒体に対する所望の印画は、この処理を繰り返すことにより行われている。
【０００３】
このようなサーマルプリンタでは、発熱素子の電気抵抗値にバラツキが生じると、この電気抵抗値のバラツキに起因して印画に濃度ムラとなって影響が現れる場合があった。そこで、電気抵抗値のバラツキを低減すべく、発熱素子の電気抵抗値を調節する技術が開発されており、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１６８３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたサーマルヘッドでは、初期状態の電気抵抗値のバラツキに起因する濃度ムラを低減できるものの、サーマルヘッドの駆動に伴う電気抵抗値のバラツキに起因する濃度ムラが生じる場合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、駆動に伴う印画の濃度ムラを低減することが可能なサーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ、ならびにサーマルヘッドの駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１のサーマルヘッドは、基板と、該基板上に配列されている複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている被覆層とを備えており、前記複数の発熱素子に電力を供給して発熱するものであって、前記複数の発熱素子の各々は、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなるものであり、前記被覆層は、前記複数の発熱素子の各々の上において、当該発熱素子の温度が高くなるほど化学摩耗が促進する材料で形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２のサーマルヘッドは、基板と、該基板上に配列されている複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている被覆層とを備えており、前記複数の発熱素子に電力を供給して発熱させ、前記被覆層を介して当該熱を伝導するものであって、前記被覆層は、前記複数の発熱素子の各々の上に、当該発熱素子の電気抵抗値が小さいほど深さの深い窪みを有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２のサーマルヘッドにおいて、前記窪みは、当該窪みの下に位置している発熱素子の中央部上に向かうにつれて深くなっていることが好ましい。
【００１０】
本発明のサーマルプリンタは、上述の本発明のサーマルヘッドと、記録媒体を前記伝熱部に押圧する押圧機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明のサーマルヘッドの駆動方法は、基板と、該基板上に配列されている、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなる複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている、当該発熱素子の温度が高くなるほど化学摩耗が促進する被覆層とを備えているサーマルヘッドを、前記複数の発熱素子に電力を供給して発熱させるのに際して、前記複数の発熱素子の各々の電気抵抗値を、各々の発熱の繰り返しによって小さくするとともに、前記複数の発熱素子の各々の上に位置している前記被覆層に、当該被覆層の下に位置している発熱素子の発熱によって前記化学摩耗をさせて、次第に深さが深くなるように窪みを形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明のサーマルヘッドの駆動方法において、前記窪みを、当該窪みの下に位置している発熱素子の中央部の上に向かうにつれて深さが深くなるように形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１のサーマルヘッドは、基板と、該基板上に配列されている複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている被覆層とを備えており、複数の発熱素子に電力を供給して発熱するものであって、複数の発熱素子の各々は、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなるようものであり、被覆層は、複数の発熱素子の各々の上において、当該発熱素子の温度が高くなるほど化学摩耗が促進する材料で形成されている。そのため、本発明の第１のサーマルヘッドでは、例えば複数の発熱素子の電気抵抗値に駆動に伴うバラツキが生じた場合でも、電気抵抗値が小さく、かつ発する熱量の多い発熱素子上に位置している伝熱部の化学摩耗が促進されるので、当該発する熱量の多い発熱素子上に位置している伝熱部と、記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を低減させることができる。したがって、本発明の第１のサーマルヘッドでは、駆動に伴う発熱素子の電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００１４】
本発明の第２のサーマルヘッドは、基板と、該基板上に配列されている複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている被覆層とを備えており、複数の発熱素子に電力を供給して発熱させ、被覆層を介して当該熱を伝導するものであって、被覆層は、複数の発熱素子の各々の上に、当該発熱素子の電気抵抗値が小さいほど深さの深い窪みを有している。そのため、本発明の第２のサーマルヘッドでは、電気抵抗値が小さく、かつ発する熱量の多い発熱素子上に位置している伝熱部と、記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を伝熱部の窪みによって、低減させることができる。したがって、本発明の第２のサーマルヘッドでは、駆動に伴う発熱素子の電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００１５】
本発明の第２のサーマルヘッドにおいて、窪みは、当該窪みの下に位置している発熱素子の中央部の上に向かうにつれて深くなっている場合、発熱素子において発熱量が最も大きい中央部において、当該中央部と記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を良好に低減することができる。したがって、このサーマルヘッドでは、駆動に伴う発熱素子の電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００１６】
本発明のサーマルプリンタは、上述の本発明のサーマルヘッドを備えているため、本発明に係るサーマルヘッドの有する効果を享受することができる。すなわち、本発明のサーマルプリンタは、印画の濃度ムラを低減することができる。
【００１７】
本発明のサーマルヘッドの駆動方法は、基板と、該基板上に配列されている、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなる複数の発熱素子と、該複数の発熱素子を覆っている、当該発熱素子の温度が高くなるほど化学摩耗が促進する被覆層とを備えているサーマルヘッドを、複数の発熱素子に電力を供給して発熱させるのに際して、複数の発熱素子の各々の電気抵抗値を、各々の発熱の繰り返しによって小さくするとともに、複数の発熱素子の各々の上に位置している被覆層に、当該被覆層の下に位置している発熱素子の発熱によって前記化学摩耗をさせて、次第に深さが深くなるように窪みを形成する。そのため、本発明のサーマルヘッドの駆動方法では、例えば複数の発熱素子の電気抵抗値に駆動に伴うバラツキが生じた場合でも、電気抵抗値が小さく、かつ発する熱量の多い発熱素子上に位置している伝熱部の窪みが深くなるので、当該発する熱量の多い発熱素子上の位置している伝熱部と、記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を低減させることができる。したがって、本発明の第１のサーマルヘッドの駆動方法では、駆動に伴う発熱素子の電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００１８】
本発明のサーマルヘッドの駆動方法において、窪みを、当該窪みの下に位置している発熱素子の中央部の上に向かうにつれて深さが深くなるように形成する場合、発熱素子において発熱量が最も大きい中央部において、当該中央部と記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を良好に低減することができる。したがって、このサーマルヘッドの駆動方法では、駆動に伴う発熱素子の電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のサーマルヘッドの実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示したサーマルヘッドの要部を拡大した平面図である。
【図３】（ａ）は図２に示したIIIa−IIIa線に沿った断面図であり、（b）は図２に示したIIIb−IIIb線に沿った断面図である。
【図４】本発明のサーマルプリンタの実施形態の概略構成を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、図３（ｂ）に示した保護層の窪み部の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜サーマルヘッド＞
図１〜図３に示した本発明のサーマルヘッドの実施の形態の一例であるサーマルヘッド１０は、ヘッド基板２０と、蓄熱層３０と、電気抵抗層４０と、導電層５０と、被覆層としての保護層６０と、制御ＩＣ７０と、外部接続部材８０とを含んで構成されている。
【００２１】
ヘッド基板２０は、蓄熱層３０と、電気抵抗層４０と、導電層５０と、保護層６０と、制御ＩＣ７０とを支持する機能を有するものである。このヘッド基板２０は、平面視において主走査方向Ｄ１，Ｄ２に延びる矩形状に構成されている。ここで、「平面視」とは、厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向視のことをいう。このヘッド基板２０を形成する材料としては、例えばセラミックス、ガラス、シリコン、サファイア、またはエポキシ系樹脂を含む絶縁樹脂が挙げられる。これらの材料の中でも、印画の高密度化の観点からは、ガラス、シリコン、またはサファイアが好ましい。また、このヘッド基板２０の厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側の上面には、蓄熱層３０が全体に渡って設けられている。
【００２２】
蓄熱層３０は、電気抵抗層４０の後述する発熱部４０ａにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有するものである。すなわち、蓄熱層３０は、発熱部４０ａの温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッド１０の熱応答特性を高める役割を担うものである。この蓄熱層３０は、基部３０ａと、突出部３０ｂとを有している。
【００２３】
基部３０ａは、ヘッド基板２０の上面全体に渡って略平坦状に設けられている。
【００２４】
突出部３０ｂは、記録媒体を発熱部４０ａ上に位置する保護層６０に対して良好に押し当てるのに寄与する部位である。この突出部３０ｂは、基部３０ａより厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向に突出している。また、この突出部３０ｂは、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に延びる帯状に構成されている。この突出部３０ｂは、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に直交する副走査方向Ｄ３，Ｄ４における断面形状が略半楕円状に構成されている。
【００２５】
電気抵抗層４０は、電力供給によって発熱する発熱素子として機能する発熱部４０ａを有している。この電気抵抗層４０は、単位長さ当たりの電気抵抗値が導電層５０の単位長さ当たりの電気抵抗値に比べて大きくなるように構成されている。この電気抵抗層４０を形成する材料としては、例えばＴａＮ系材料、ＴａＳｉＯ系材料、ＴａＳｉＮＯ系材料、ＴｉＳｉＣＯ系材料、またはＮｂＳｉＯ系材料が挙げられる。ここで「〜を主とする材料」とは、主とする材料が全体に対して５０質量％以上であるものをいい、例えば添加物を含んでいてもよい。この電気抵抗層４０は、蓄熱層３０上に設けられており、一部が突出部３０ｂ上に設けられている。このような電気抵抗層４０は、例えば蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法、フォトリソグラフィ技術、または印刷技術を用いる種々の周知の製造方法によって形成できる。本例の電気抵抗層４０は、ＴａＳｉＯ系材料によって形成されている。また、本例では、導電層５０から電圧が印加される電気抵抗層４０のうち導電層５０が上に形成されていない部位が発熱部４０ａとして機能している。
【００２６】
発熱部４０ａは、電力供給によって発熱する発熱素子として機能する部位である。この発熱部４０ａは、導電層５０からの電力供給による発熱温度が例えば２００℃以上５５０℃以下の範囲となるように構成されている。この発熱部４０ａは、蓄熱層３０の突出部３０ｂ上に位置しており、主走査方向Ｄ１，Ｄ２に沿って略同一の離間距離で配列されている。また、この発熱部４０ａは、平面視において、各々が矩形状に構成されている。さらに、発熱部４０ａは、各々の主走査方向Ｄ１，Ｄ２に沿う幅が略同一の長さに構成されている。また、発熱部４０ａは、各々の副走査方向Ｄ３，Ｄ４に沿う長さも略同一の長さに構成されている。ここで、「略同一」とは、一般的な製造誤差範囲内のものが含まれ、例えば各部位の長さの平均値に対する誤差が１０％以内の範囲が挙げられる。ここで、一つの発熱部４０ａの中心と該発熱部４０ａに隣接する他の発熱部４０ａの中心との離間距離の値としては、例えば５．２μｍ以上８４．７μｍ以下の範囲が挙げられる。この発熱部４０ａは、電力供給によって発熱する際に、周縁部に比べて中央部の温度が高くなるように構成されている。
【００２７】
導電層５０は、配線パターンとして電気抵抗層４０上に設けられている。また、この導電層５０は、第１導電層５１と、第２導電層５２とを含んで構成されている。導電層５０を主として形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、および銅のいずれか一種の金属、またはこれらの合金が挙げられる。このような導電層５０は、例えば蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法、フォトリソグラフィ技術、または印刷技術を用いる種々の周知の製造方法によって形成できる。
【００２８】
第１導電層５１は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置する電気抵抗層４０と併せて制御配線として機能している。この発熱部４０ａへの電力を供給するのに寄与している。この第１導電層５１は、各々の一端部が個々の発熱部４０ａに電気的に独立に接続されており、各々の他端部が制御ＩＣ７０に電気的に接続されている。
【００２９】
第２導電層５２は、端部が複数の発熱部４０ａの他端部、および外部接続部材８０に電気的に接続されている。この第２導電層５２は、第１導電層５１と対となって発熱部４０ａに対して電力を供給するのに寄与するものである。本例の第２導電層５２は、外部接続部材８０を介して電源としての基準電圧源に電気的に接続されている。
【００３０】
保護層６０は、発熱部４０ａを保護する機能を有するものである。この保護層６０は、第１保護層６１と、第２保護層６２とを含んで構成されている。この保護層６０を主として形成する材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン材料、ＳｉＣ系材料、ＳｉＮ系材料、ＳｉＣＮ系材料、ＳｉＯＮ系材料、ＳｉＯＮＣ系材料、ＳｉＡｌＯＮ系材料、ＳｉＯ２系材料、ＴｉＣ系材料、ＴｉＮ系材料、ＴｉＯ２系材料、ＴｉＢ２系材料、ＡｌＣ系材料、ＡｌＮ系材料、Ａｌ２Ｏ３系材料、ＺｎＯ系材料、Ｂ４Ｃ系材料、またはＢＮ系材料が挙げられる。ここで「ダイヤモンドライクカーボン材料」とは、ｓｐ３混成軌道をとる炭素原子（Ｃ原子）の割合が１原子％以上１００原子％未満の範囲である材料をいう。また、ここで「〜系材料」とは、ＳｉＣ系材料を例に挙げると、Ｓｉ原子と、Ｃ原子とからなる材料であって、化学量論的組成を有する材料は勿論のこと、異なる組成比率を有する材料であってもよい。また、「〜系材料を主とする材料」とは、主とする材料が全体に対して５０質量％以上であるものをいい、例えば添加物を含んでいてもよい。このような保護層６０は、例えば蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法、フォトリソグラフィ技術、または印刷技術を用いる種々の周知の製造方法によって形成できる。
【００３１】
第１保護層６１は、電気抵抗層４０および導電層５０と、第２保護層６２との間に介在している。この第１保護層６１が有する機能としては、例えば発熱部４０ａおよび導電層５０を外部から良好に封止する機能と、発熱部４０ａおよび導電層５０を第２保護層６２から絶縁する機能とが挙げられる。ここで「絶縁」とは、電流が実質的に流れなくなる程度をいい、例えば電気抵抗率が１．０×１０８Ω・ｍ以上であることをいう。ここで、「封止」とは、例えば記録媒体などに含まれるＮａイオン等から導電層５０を形成する材料の腐食を低減することをいう。
【００３２】
本例の第１保護層６１は、ＳｉＮ系材料によって形成されている。電気抵抗層４０をＴｉＳｉＯ系材料で形成し、該電気抵抗層４０と接する保護層６０の第１保護層６１をＳｉＮ系材料で形成することによって、電気抵抗層４０の電気抵抗値は、熱の印加を繰り返すにつれて小さくなるように形成することができる。このように熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなるような他の電気抵抗層４０と第１保護層６１との組み合わせとしては、例えば電気抵抗層４０をＴａＳｉＯ系材料で形成し、かつ第１保護層６１をＳｉＯＮ系材料で形成する組み合わせと、電気抵抗層４０をＴａＳｉＯ系材料で形成し、かつ第１保護層６１をＳｉＮ系材料で形成する組み合わせとが挙げられる。
【００３３】
第２保護層６２は、主として記録媒体に対する摺動面として機能する役割を担っている。この第２保護層６２は、第１保護層６１を形成する材料に比べて耐摩耗性が良好な材料によって形成されている。ここで「耐摩耗性」とは、例えば記録媒体が保護層６０の表面を摺動することによる摩耗に対する耐性をいう。本例の第２保護層６２は、各発熱部４０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側に各々が位置している複数の伝熱部６０ａを有している。この伝熱部６０ａは、印画に際して記録媒体へ発熱部４０ａで生じた熱を主として伝達する部位として機能する。
【００３４】
本例の第２保護層６２は、記録媒体ないし外部雰囲気に含まれる種々のイオン成分と化学反応し、表面部が溶解する材料によって形成されている。このような化学反応によって溶解する材料としては、珪素を含む化合物が挙げられる。また、記録媒体ないし外部雰囲気に含まれる種々のイオン成分としては、珪素と化学的に反応するものが挙げられ、例えばフッ化水素イオンと、水酸化物イオンおよびアンモニウムイオンを含む塩基性化合物のイオンとが挙げられる。さらに、この化学反応は、温度が高くなるほど、反応が促進される。つまり、このサーマルヘッド１０では、発熱部４０ａに電力を供給して、発熱部４０ａを発熱させながら記録媒体を第２保護層６２の表面に摺接させると、記録媒体ないし外部雰囲気から供給されるイオン成分と第２保護層６２とが化学反応し、第２保護層６２の厚みが薄くなっていく。この化学反応による保護層６０の薄化を、ここでは「化学摩耗」という。この化学摩耗は、発熱している発熱部４０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側に位置している伝熱部６０ａにおいて顕著に生じる。
【００３５】
本例の伝熱部６０ａには、厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に窪んでいる窪み６０ｂが設けられている。この窪み６０ｂは、周縁部から中央部に向かうにつれて、すなわち発熱部４０ａの中央部の上に向かうにつれて、深さｄ１が深くなるように設けられている。また、この窪み６０ｂは、該窪み６０ｂが設けられている伝熱部６０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置している発熱部４０ａの電気抵抗値が小さいものほど、深さｄ１が深くなるように設けられている。さらに、この窪み６０ｂは、該窪み６０ｂが設けられている伝熱部６０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置している発熱部４０ａの電気抵抗値が小さいものほど、窪み６０ｂの径が長くなるように設けられている。ここで「窪み６０ｂの径」とは、主走査方向Ｄ１，Ｄ２における窪み６０ｂの長さＷ１と、副走査方向Ｄ３，Ｄ４における窪み６０ｂの長さＷ２との相乗平均値をいう。このような窪み６０ｂは、例えば上述の記録媒体ないし外部雰囲気に含まれる種々のイオン成分と、第２保護層６２とを化学反応させることによって形成することができる。つまり、発熱部４０ａが電力供給によって発熱する際に、周縁部に比べて中央部の温度が高くなるように構成されているので、発熱部４０ａの周縁部に比べて中央部の厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向に位置している伝熱部６０ａにおいて化学摩耗が多く生じて、第２保護層６２の厚みが薄くなる。つまり、窪み６０ｂは、周縁部に比べて中央部に向かうにつれて深さｄ１が深くなる。また、各発熱部４０ａが第２導電層５２を介して基準電圧源に接続されているので、発熱部４０ａの電気抵抗値が小さいものほど発熱量が多くなり、電気抵抗値の小さい発熱部４０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向に位置している伝熱部６０ａに設けられている窪み６０ｂにおいて化学摩耗が多く生じて、第２保護層６２の厚みが薄くなる。つまり、窪み６０ｂは、当該窪み６０ｂの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置している発熱部４０ａの電気抵抗値が小さいほど深さｄ１が深くなる。
【００３６】
また、本例の発熱部４０ａは、電気抵抗値の変動量が調整されている。この電気抵抗値の変動量の調整は、電気抵抗層４０を形成したヘッド基板２０に熱を加えたり、発熱部４０ａの表面にレーザーを照射したり、発熱部４０ａに所定の電気パルスを印加したりすることでできる。
【００３７】
例えば電気抵抗層４０を形成したヘッド基板２０に熱を加える場合、電気抵抗層４０と、雰囲気の酸素との反応によって、当該電気抵抗層４０の表面部に酸化膜を形成することができる。このようにして、電気抵抗層４０の表面部に酸化膜を形成することで電気抵抗層４０を化学的な安定性を高めることができ、第１保護層６１を形成する材料と化学反応するのを低減することができ、電気抵抗値が低下する速度を低減することができる。
【００３８】
また、例えば発熱部４０ａの表面にレーザーを照射する場合、電気抵抗層４０の表面にレーザーを照射することにより、当該電気抵抗層４０の表面に酸化膜を形成することができる。このようにして、電気抵抗層４０の表面部に酸化膜を形成することで電気抵抗層４０を化学的な安定性を高めることができ、第１保護層６１を形成する材料と化学反応するのを低減することができ、熱を印加した際に電気抵抗値が低下する速度を低減することができる。
【００３９】
さらに、例えば発熱部４０ａに所定の電気パルスを印加する場合、通電時間が比較的短く、印加電圧が比較的大きな電気パルスを印加することで電気抵抗層４０を形成する材料の結晶性を高め、電気抵抗層４０を化学的な安定性を高めることができ、第１保護層６１を形成する材料と熱反応するのを低減することができ、熱を印加した際に電気抵抗値が低下する速度を低減することができる。また、通電時間が比較的長く、印加電圧が比較的小さな電気パルスを印加することで、電気抵抗層４０を形成する材料と外雰囲気の酸素とを反応させて、表面部に酸化膜を形成することで、電気抵抗層４０を化学的な安定性を高めることができ、第１保護層６１を形成する材料と熱反応するのを低減することができ、熱を印加した際に電気抵抗値が低下する速度を低減することができる。
【００４０】
この発熱部４０ａの電気抵抗値の変動量の調整をする際に、当該発熱部４０ａの電気抵抗値が小さくなることによる発熱量の増大と、第２保護層６２を形成している材料の化学摩耗の摩耗速度とを調整することが重要となる。例えば、化学摩耗による摩耗速度が遅い材料を第２保護層６２として採用する場合は、同じ熱量を加えた際の発熱部４０ａの電気抵抗値の低下速度が遅くなるように調整することが好ましい。また、第２保護層６２と化学反応するイオン成分を僅かに含有する記録媒体を採用する場合は、同じ熱量を加えた際の発熱部４０ａの電気抵抗値の低下速度が遅くなるように調整することが好ましい。つまり、第２保護層６２として採用する材料と、記録媒体として採用する材料とに応じて、同じ熱量を加えた際の発熱部４０ａの電気抵抗値の低下速度を調整することとなる。
【００４１】
制御ＩＣ７０は、複数の発熱部４０ａの発熱を選択的に制御する機能を有するものである。この制御ＩＣ７０は、副走査方向Ｄ３，Ｄ４において、発熱部４０ａと離間して配されている。この制御ＩＣ７０は、複数の第１導電層５１の他端部に接続されている。このような構成とすることによって、制御ＩＣ７０は、入力される駆動信号に基づいて発熱部４０ａに供給される電力を選択的に制御して、発熱を制御することができる。つまり、本例のサーマルヘッド１０は、入力される駆動信号によって各発熱部４０ａに印加される電力、ひいては加わる熱量にバラツキが生じ、結果として、各発熱部４０ａの電気抵抗値にバラツキが生じることとなる。
【００４２】
外部接続部材８０は、発熱部４０ａを駆動するための電気信号を供給する機能を有するものである。外部接続部材８０は、制御ＩＣ７０に電気的に接続されている。この外部接続部材８０としては、例えばフレキシブルケーブルおよびコネクタの組み合わせが挙げられる。
【００４３】
サーマルヘッド１０は、ヘッド基板２０と、ヘッド基板２０上に配列されている複数の発熱部４０ａと、該複数の発熱部４０ａを覆っている保護層６０とを備えており、複数の発熱部４０ａに電力を供給して発熱するものであって、複数の発熱部４０ａの各々は、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなるものであり、保護層６０は、複数の発熱部４０ａの各々の厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側に位置している伝熱部６０ａを有しており、当該伝熱部６０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置している発熱部４０ａの温度が高くなるほど化学摩耗が促進する材料で形成されている。そのため、サーマルヘッド１０では、例えば複数の発熱部４０ａの電気抵抗値に駆動に伴うバラツキが生じた場合でも、電気抵抗値が小さく、かつ発する熱量の多い発熱部４０ａ上に位置している伝熱部６０ａの化学摩耗が促進されるので、当該発する熱量の多い発熱部４０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側に位置している伝熱部６０ａと、記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を低減させることができる。したがって、サーマルヘッド１０では、駆動に伴う発熱部４０ａの電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００４４】
サーマルヘッド１０は、ヘッド基板２０と、ヘッド基板２０上に配列されている複数の発熱部４０ａと、該複数の発熱部４０ａを覆っている保護層６０とを備えており、複数の発熱部４０ａに電力を供給して発熱させ、保護層６０を介して当該熱を伝導するものであって、保護層６０は、複数の発熱部４０ａの各々の厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側に位置している伝熱部６０ａを有しており、該伝熱部６０ａは、当該伝熱部６０ａの下に位置している発熱部４０ａの電気抵抗値が小さいほど深さｄ１の深い窪み６０ｂを有している。そのため、サーマルヘッド１０では、電気抵抗値が小さく、かつ発する熱量の多い発熱部４０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側に位置している伝熱部６０ａと、記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を伝熱部６０ａの窪みによって、低減させることができる。したがって、サーマルヘッド１０では、駆動に伴う発熱部４０ａの電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００４５】
サーマルヘッド１０において、伝熱部６０ａの窪み６０ｂは、当該伝熱部６０ａの下に位置している発熱部４０ａの中央部上に向かうにつれて深さｄ１が深くなっているので、発熱部４０ａにおいて発熱量が最も大きい中央部において、当該中央部と記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を良好に低減することができる。したがって、サーマルヘッド１０では、駆動に伴う発熱部４０ａの電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００４６】
サーマルヘッド１０の駆動方法は、ヘッド基板２０と、ヘッド基板２０上に配列されている、熱の印加を繰り返すにつれて電気抵抗値が小さくなる複数の発熱部４０ａと、該複数の発熱部４０ａを覆っている、発熱部４０ａの温度が高くなるほど化学摩耗が促進する保護層６０とを備えているものを、複数の発熱部４０ａに電力を供給して発熱させるのに際して、複数の発熱部４０ａの各々の電気抵抗値を、各々の発熱の繰り返しによって小さくするとともに、複数の発熱部４０ａの各々の厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側に位置している保護層６０の伝熱部６０ａを、当該伝熱部６０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置している発熱部４０ａの発熱によって化学摩耗をさせて、次第に深さｄ１が深くなるように窪み６０ｂを形成する。そのため、サーマルヘッド１０の駆動方法では、例えば複数の発熱部４０ａの電気抵抗値に駆動に伴うバラツキが生じた場合でも、電気抵抗値が小さく、かつ発する熱量の多い発熱部４０ａ上に位置している伝熱部６０ａの窪み６０ｂの深さｄ１が深くなるので、当該発する熱量の多い発熱部４０ａの厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ５方向側に位置している伝熱部６０ａと、記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を低減させることができる。したがって、サーマルヘッド１０の駆動方法では、駆動に伴う発熱部４０ａの電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００４７】
サーマルヘッド１０の駆動方法において、伝熱部６０ａの窪みを、発熱部４０ａの中央部上に向かうにつれて深さｄ１が深くなるように窪み６０ｂを形成するので、発熱部４０ａにおいて発熱量が最も大きい中央部において、当該中央部と記録媒体とを圧接させた際の熱伝導性を良好に低減することができる。したがって、サーマルヘッド１０の駆動方法では、駆動に伴う発熱部４０ａの電気抵抗値のバラツキに起因する印画の濃度ムラを低減することができる。
【００４８】
＜サーマルプリンタ＞
図４に示した本発明のサーマルプリンタの実施の形態の一例であるサーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１０と、搬送機構１１と、制御機構１２とを有している。
【００４９】
搬送機構１１は、副走査方向Ｄ３，Ｄ４におけるＤ３方向に記録媒体Ｐを搬送しつつ、該記録媒体Ｐをサーマルヘッド１０の発熱部４０ａ上に位置する保護層６０に接触させる機能を有するものである。この搬送機構１１は、プラテンローラ１１１と、搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５とを含んで構成されている。
【００５０】
プラテンローラ１１１は、記録媒体Ｐを保護層６０の伝熱部６０ａに押し付ける機能を有するものである。このプラテンローラ１１１は、保護層６０の伝熱部６０ａに接触した状態で回転可能に支持されている。また、このプラテンローラ１１１は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、この弾性部材は、例えば厚みの寸法が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲のブタジエンゴムにより形成されている。つまり、このサーマルプリンタ１では、プラテンローラ１１１の弾性力を用いて記録媒体Ｐを保護層６０の伝熱部６０ａに押しつけることによって、記録媒体Ｐとサーマルヘッド１０との熱伝導性を高めている。そのため、サーマルプリンタ１では、保護層６０の伝熱部６０ａに窪み６０ｂによって、プラテンローラ１１１の押圧力が局所的に小さくなり、窪み６０ｂが設けられている領域での実質的な熱伝導性を小さくすることができる。
【００５１】
搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、記録媒体Ｐを搬送する機能を有するものである。すなわち、搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、サーマルヘッド１０の発熱部４０ａとプラテンローラ１１１との間に記録媒体Ｐを供給するとともに、サーマルヘッド１０の発熱部４０ａとプラテンローラ１１１との間から記録媒体Ｐを引き抜く役割を担うものである。これらの搬送ローラ１１２，１１３，１１４，１１５は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ１１１と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。
【００５２】
駆動手段１２は、制御ＩＣ７０に画像情報を供給する機能を有するものである。つまり、駆動手段１２は、外部接続部材８０を介して、発熱部４０ａを選択的に駆動する電気信号を制御ＩＣ７０に供給する役割を担うものである。
【００５３】
サーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１０を備えている。そのため、サーマルプリンタ１は、サーマルヘッド１０の有する効果を享受することができる。つまり、サーマルプリンタ１は、印画の濃度ムラを低減することができる。
【００５４】
以上、本発明の具体的な実施の形態の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００５５】
本例における発熱部４０ａは、第１導電層５１に個別に接続されているが、細隙を介して隔てられた複数の発熱部４０ａが一つの第１導電層５１に接続されていてもよい。
【００５６】
本例の第１導電層５１は、厚み方向Ｄ５，Ｄ６におけるＤ６方向側に位置する電気抵抗層４０と併せて制御配線として機能しているが、このような構成に限るものでなく、例えば第１導電層５１のみを制御配線として機能させていてもよい。
【００５７】
本例の第２導電層５２には、３つ以上の発熱部４０ａが接続されているが、このような構造に限るものでなく、例えば第２導電層５２が２つの発熱部４０ａに接続されるように構成されていてもよい。
【００５８】
本例の保護層６０の窪み６０ａは、第２保護層６２に設けられているが、このような構造に限るものでない。例えば図５（ａ）に示したように保護層６０Ａが単一層で形成されており、当該単一層の保護層６０Ａに窪み６０Ａｂが設けられていてもよい。また、例えば図５（ｂ）に示したように第２保護層６２Ｂに当該第２保護層６２Ｂを貫通する貫通孔６２Ｂａが設けられており、この第２保護層６２Ｂの貫通孔６２Ｂａを側面とし、第１保護層６１Ｂを底面とする窪み６０Ｂｂであっても良い。さらに、例えば図５（ｃ）に示したように、第２保護層６２Ｃに当該第２保護層６２Ｃを貫通する貫通孔６２Ｃａが設けられており、第１保護層６１Ｃに当該第２保護層６２Ｃの周囲に比べて窪んでいる窪み部６１Ｃａが設けられており、この第２保護層６２Ｃの貫通孔６２Ｃａと第１保護層６１Ｃの窪み部６１Ｃａとで構成されている窪み６０Ｃｂであっても良い。
【００５９】
本例の制御ＩＣ７０は、ヘッド基板２０上に設けられているが、このような構成に限るものでなく、例えば外部接続部材８０上に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１    サーマルプリンタ
１０    サーマルヘッド
１１    搬送機構
１１１    プラテンローラ
１１２，１１３，１１４，１１５    搬送ローラ
１２    駆動機構
２０    ヘッド基板（基板）
３０    蓄熱層
３０ａ    基部
３０ｂ    突出部
４０    電気抵抗層
４０ａ    発熱部（発熱素子）
５０    導電層
５１    第１導電層
５２    第２導電層
６０    保護層
６０ａ    伝熱部
６０ｂ    窪み
６１    第１保護層
６２    第２保護層
７０    制御ＩＣ
８０    外部接続部材
Ｐ    記録媒体
ｄ１    窪みの厚み方向における深さ
Ｗ１    窪みの主走査方向に沿った長さ
Ｗ２    窪みの副走査方向に沿った長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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