(57)【要約】【課題】低消費電力化を図り易いサーマルプリントヘッドを得ることを目的とする。【解決手段】基板１と、該基板上に形成された発熱抵抗体２と、該発熱抵抗体と一部重なるように基板上に配置されて発熱抵抗体に接続された電極３と、発熱抵抗体および電極を覆う保護層５とを有し、電極のうちで発熱抵抗体に重なる領域と発熱抵抗体とを含んでヘッド部Ｈが構成されるサーマルプリントヘッド１０での上記保護層５を、ヘッド部上に位置する第１保護層５ａと該第１保護層５ａの周囲に配置された第２保護層５ｂとにより形成し、かつ第１保護層５ａの熱伝導率を第２保護層５ｂの熱伝導率よりも高くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された発熱抵抗体と、該発熱抵抗体と一部重なるように前記基板上に配置されて前記発熱抵抗体に接続された電極と、前記発熱抵抗体および前記電極を覆う保護層とを有し、前記電極のうちで前記発熱抵抗体に重なる領域と前記発熱抵抗体とを含んでヘッド部が構成されるサーマルプリントヘッドであって、
前記保護層は、前記ヘッド部上に位置する第１保護層と、該第１保護層の周囲に配置された第２保護層とを有し、前記第１保護層の熱伝導率は前記第２保護層の熱伝導率よりも高いことを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記保護層上に積層された耐磨耗性層を更に有することを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記耐磨耗性層は、前記ヘッド部の上方に位置する第１耐磨耗性層と、該第１耐磨耗性層の周囲に配置された第２耐磨耗性層とを有し、前記第１耐磨耗性層の熱伝導率は前記第２耐磨耗性層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記保護層上に積層された導電層を更に有することを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
前記導電層は、前記ヘッド部の上方に位置する第１導電層と、該第１導電層の周囲に配置された第２導電層とを有し、前記第１導電層の熱伝導率は前記第２導電層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項６】
前記保護層上に積層された耐磨耗性と導電性とを有する被覆層を更に有することを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項７】
前記被覆層は、前記ヘッド部の上方に位置する第１被覆層と、該第１被覆層の周囲に配置された第２被覆層とを有し、前記第１被覆層の熱伝導率は前記第２被覆層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルプリンタに好適に用いられるサーマルプリントヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、一般的なサーマルプリントヘッド３０は、電気絶縁性の基板１と、この基板１上に形成された発熱抵抗体２と、発熱抵抗体２に一部重なるようにして形成されて当該発熱抵抗体２への通電に用いられる電極３と、上記の発熱抵抗体２および電極３を覆うガラス系材料等からなる保護層４とを有している。電極３のうちで発熱抵抗体２に重なる領域と当該発熱抵抗体２とを含んでヘッド部Ｈが構成される。電極３に通電すると発熱抵抗体２が発熱し、この熱が保護層４に伝導して、紙等の印字媒体への印画が可能になる。
【０００３】
熱伝導率の高い材料によって保護層４を形成すると、ヘッド部Ｈで生じた熱エネルギーが保護層４に効率よく伝導されるので、サーマルプリントヘッド３０の低消費電力化を図ることができる。必要に応じて、保護層４上に耐磨耗性を有する被覆層を形成してサーマルプリントヘッド３０の耐磨耗性を向上させたり、保護層４上に導電層を形成してサーマルプリントヘッド３０の表面での静電気の帯電を防いだりする等の処理が更に施される。
【０００４】
近年では、サーマルプリンタに対して更なる高速駆動性と低消費電力化が求められており、サーマルプリントヘッドについても低消費電力化に対応することが求められている。
【特許文献１】特開２００５−３１３５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発熱抵抗体で生じた熱エネルギーは保護層の厚さ方向にのみ伝導するのではなく、保護層全体に伝導するので、従来のサーマルプリントヘッドにおいては、保護層のうちでヘッド部以外の領域を覆う箇所においても放熱が起こる。当該箇所での放熱は印字媒体への印画に寄与しないので、発熱抵抗体で生じた熱エネルギーの浪費となり、消費電力を増大させる要因となる。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、低消費電力化を図り易いサーマルプリントヘッドを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明のサーマルプリントヘッドは、基板と、該基板上に形成された発熱抵抗体と、該発熱抵抗体と一部重なるように基板上に配置されて発熱抵抗体に接続された電極と、発熱抵抗体および電極を覆う保護層とを有し、電極のうちで発熱抵抗体に重なる領域と発熱抵抗体とを含んでヘッド部が構成されるサーマルプリントヘッドであって、保護層は、ヘッド部上に位置する第１保護層と、該第１保護層の周囲に配置された第２保護層とを有し、第１保護層の熱伝導率は第２保護層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のサーマルプリントヘッドでは、保護層が上記の第１保護層と第２保護層とを有しているので、発熱抵抗体で生じた熱エネルギーは第１保護層に伝導した後、第２保護層へはそれ程伝導しないまま印字媒体への印画に消費されることとなる。発熱抵抗体で生じた熱エネルギーの浪費が減るので、当該サーマルプリントヘッドでは低消費電力化を図ることが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明のサーマルプリントヘッドは、基板と、該基板上に形成された発熱抵抗体と、該発熱抵抗体と一部重なるように基板上に配置されて発熱抵抗体に接続された電極と、発熱抵抗体および電極を覆う保護層とを有し、電極のうちで発熱抵抗体に重なる領域と発熱抵抗体とを含んでヘッド部が構成されるサーマルプリントヘッドであって、保護層は、ヘッド部上に位置する第１保護層と、該第１保護層の周囲に配置された第２保護層とを有し、第１保護層の熱伝導率は第２保護層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。
【００１０】
このサーマルプリントヘッドでは、保護層が上記の第１保護層と第２保護層とを有しているので、発熱抵抗体で生じた熱エネルギーは第１保護層に伝導した後、第２保護層へはそれ程伝導しないまま印字媒体への印画に消費されることとなる。発熱抵抗体で生じた熱エネルギーの浪費が減るので、当該サーマルプリントヘッドでは低消費電力化を図ることが容易である。
【００１１】
第２の発明のサーマルプリントヘッドは、上記第１の発明のサーマルプリントヘッドに含まれるものであり、保護層上に積層された耐磨耗性層を更に有することを特徴とする。このサーマルプリントヘッドでは、印字媒体との摩擦による当該サーマルプリントヘッドの磨耗を上記の耐磨耗性層により抑えることができる。
【００１２】
第３の発明のサーマルプリントヘッドは、上記第２の発明のサーマルプリントヘッドに含まれるものであり、耐磨耗性層は、ヘッド部の上方に位置する第１耐磨耗性層と、該第１耐磨耗性層の周囲に配置された第２耐磨耗性層とを有し、第１耐磨耗性層の熱伝導率は第２耐磨耗性層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。このサーマルプリントヘッドの発熱抵抗体で生じた熱エネルギーは、主に第１保護層を介して第１耐磨耗性層に伝導した後、第２耐磨耗性層へはそれ程伝導しないまま印字媒体への印画に消費されることとなる。第２耐磨耗性層からの放熱が抑えられるので熱エネルギーの浪費が減り、結果としてヘッド部Ｈでの消費電力を抑えて低消費電力化を図ることができる。
【００１３】
第４の発明のサーマルプリントヘッドは、上記第１の発明のサーマルプリントヘッドに含まれるものであり、保護層上に積層された導電層を更に有することを特徴とする。このサーマルプリントヘッドでは、印字媒体との摩擦による当該サーマルプリントヘッド表面での静電気の帯電を上記の導電層により防止することができる。
【００１４】
第５の発明のサーマルプリントヘッドは、上記第４の発明のサーマルプリントヘッドに含まれるものであり、導電層は、ヘッド部の上方に位置する第１導電層と、該第１導電層の周囲に配置された第２導電層とを有し、第１導電層の熱伝導率は第２導電層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。このサーマルプリントヘッドの発熱抵抗体で生じた熱エネルギーは、主に第１保護層を介して第１導電層に伝導した後、第２導電層へはそれ程伝導しないまま印字媒体への印画に消費されることとなる。第２導電層からの放熱が抑えられるので熱エネルギーの浪費が減り、結果としてヘッド部Ｈでの消費電力を抑えて低消費電力化を図ることができる。
【００１５】
第６の発明のサーマルプリントヘッドは、上記第１の発明のサーマルプリントヘッドに含まれるものであり、保護層上に積層された耐磨耗性と導電性とを有する被覆層を更に有することを特徴とする。このサーマルプリントヘッドでは、印字媒体との摩擦による当該サーマルプリントヘッドの磨耗を上記の被覆層により抑えることができると共に、印字媒体との摩擦による当該サーマルプリントヘッド表面での静電気の帯電を上記の被覆層により防止することができる。
【００１６】
第７の発明のサーマルプリントヘッドは、上記第６の発明のサーマルプリントヘッドに含まれるものであり、被覆層は、ヘッド部の上方に位置する第１被覆層と、該第１被覆層の周囲に配置された第２被覆層とを有し、第１被覆層の熱伝導率は第２被覆層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。このサーマルプリントヘッドの発熱抵抗体で生じた熱エネルギーは、主に第１保護層を介して第１被覆層に伝導した後、第２被覆層へはそれ程伝導しないまま印字媒体への印画に消費されることとなる。第２被覆層からの放熱が抑えられるので熱エネルギーの浪費が減り、結果としてヘッド部Ｈでの消費電力を抑えて低消費電力化を図ることができる。
【００１７】
以下、本発明のサーマルプリントヘッドの実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明のサーマルプリントヘッドでの要部の一例を概略的に示す断面図である。同図中の１は基板、２は発熱抵抗体、３は電極、５は保護層、５ａは第１保護層、５ｂは第２保護層、１０はサーマルプリントヘッドをそれぞれ示している。同図に示すサーマルプリントヘッド１０では、電気絶縁性の基板１上に発熱抵抗体２が形成され、この発熱抵抗体２に一部重なるようにして基板１上に電極３が配置されている。電極３は、発熱抵抗体２への通電に用いられるものであり、発熱抵抗体２に接続されている。そして、これら発熱抵抗体２および電極３をガラス系材料等からなる保護層５が覆っている。
【００１９】
上記の保護層５は、第１保護層５ａと当該第１保護層５ａの周囲に配置された第２保護層５ｂとを有している。第１保護層５ａは、第２保護層５ｂの材料よりも熱伝導率が高い材料により形成されて、電極３のうちで発熱抵抗体２に重なる領域と当該発熱抵抗体２とを含んで構成されるヘッド部Ｈを覆っている。例えばガラス系材料の熱伝導率は、その組成（添加剤の使用の有無を含む）を適宜選定することにより調節可能である。
【００２０】
このような構成を有するサーマルプリントヘッド１０では、電極３に通電すると発熱抵抗体２が発熱し、この熱が保護層５に伝導して印字媒体への印画が可能になる。このとき、第１保護層５ａの熱伝導率が第２保護層５ｂの熱伝導率よりも高いことから、発熱抵抗体２で生じた熱エネルギーは、第１保護層５ａに伝導した後、第２保護層５ｂへはそれ程伝導しないまま印字媒体への印画に消費されることとなる。すなわち、発熱抵抗体２で生じ、第１保護層５ａに伝導した熱エネルギーの多くは第２保護層５ｂへ伝導する前に第１保護層５ａの表面に伝導し、印字媒体への印画に消費される。
【００２１】
その結果として、第２保護層５ｂからの放熱が抑えられて熱エネルギーの浪費が減り、ヘッド部Ｈでの消費電力が抑えられる。すなわち、当該サーマルプリントヘッド１０では、低消費電力化を図ることが容易である。
【００２２】
（実施の形態２）
本発明のサーマルプリントヘッドにおいては、保護層上に耐磨耗性層や導電層等の被覆層を設けることができる。耐磨耗性層は耐磨耗性材料により形成されて、印字媒体との摩擦によるサーマルプリントヘッドの磨耗を抑える。また、導電層は導電性材料により形成されて、印字媒体との摩擦によるサーマルプリントヘッド表面での静電気の帯電を防止する。耐磨耗性と導電性とを有する被覆層を保護層上に設けてもよい。
【００２３】
図２は、本発明のサーマルプリントヘッドのうちで保護層上に被覆層を有するものでの要部の一例を概略的に示す断面図である。同図に示すサーマルプリントヘッド１５では、保護層５上に被覆層６が設けられている。この被覆層６として耐磨耗性層、導電層等、どのような物性の層を形成するかは、サーマルプリントヘッド１５の用途や当該サーマルプリントヘッド１５に求められる物性等に応じて適宜選定される。例えば、耐摩耗性層は硬質ガラスやセラミックス等により形成され、導電層は導電性物質を分散させたガラス系材料により形成される。なお、図２示した構成部材のうちで図１に示した構成部材と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
上述の構成を有するサーマルプリントヘッド１５においても、実施の形態１で説明したサーマルプリントヘッド１０（図１参照）におけるのと同様の理由から、第２保護層５ｂからの放熱が抑えられて熱エネルギーの浪費が減る結果として、ヘッド部Ｈでの消費電力が抑えられる。当該サーマルプリントヘッド１５においても、低消費電力化を図ることが容易である。また、被覆層６を有しているので、耐磨耗性や帯電防止性等、所望の物性を改善することも容易である。
【００２５】
（実施の形態３）
本発明のサーマルプリントヘッドに被覆層を設ける場合、当該被覆層は、ヘッド部の上方に位置する第１被覆層と該第１導電層の周囲に配置された第２導電層とを有し、第１導電層の熱伝導率が第２導電層の熱伝導率よりも高いものとすることができる。
【００２６】
図３は、本発明のサーマルプリントヘッドのうちで保護層上に被覆層を有するものでの要部の他の例を概略的に示す断面図である。同図に示すサーマルプリントヘッド２０では、保護層５上に被覆層８が設けられている。この被覆層８は、ヘッド部Ｈの上方に位置する第１被覆層８ａと第１被覆層８ａの周囲に配置された第２被覆層８ｂとを有しており、第１被覆層８ａの熱伝導率は第２被覆層８ｂの熱伝導率よりも高い。当該被覆層８として耐磨耗性層、導電層等、どのような物性の層を形成するかは、サーマルプリントヘッド２０の用途や当該サーマルプリントヘッド２０に求められる物性等に応じて適宜選定される。なお、第１被覆層８ａおよび第２被覆層８ｂそれぞれの熱伝導率は、これらの層の材料の組成（添加剤の使用の有無を含む）を適宜選定することにより調節可能である。図３に示した構成部材のうちで図１に示した構成部材と共通するものについては、図１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
上述の構成を有するサーマルプリントヘッド２０においても、実施の形態１で説明したサーマルプリントヘッド１０（図１参照）におけるのと同様の理由から、第２保護層５ｂからの放熱が抑えられて熱エネルギーの浪費が減る。また、主に第１保護層５ａを介して第１被覆層８ａに伝導した熱エネルギーは、第２被覆層８ｂへはそれ程伝導しないまま印字媒体への印画に消費されることとなるので、第２被覆層８ｂからの放熱が抑えられて熱エネルギーの浪費が減る。
【００２８】
これらの結果として、当該サーマルプリントヘッド２０では、実施の形態２で説明したサーマルプリントヘッド１５（図２参照）に比べてもヘッド部Ｈでの消費電力が抑えられるので、低消費電力化を更に図ることが容易である。そして、被覆層８を有しているので、耐磨耗性や帯電防止性等、所望の物性を改善することも容易である。
【００２９】
以上、実施の形態を３つ挙げて本発明のサーマルプリントヘッドについて説明したが、前述のように、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。例えば、サーマルプリントヘッドが用いられるサーマルプリンタには感熱式や熱転写式等、種々の印画方式があるが、本発明のサーマルプリントヘッドは、当該サーマルプリントヘッドが用いられるサーマルプリンタでの印画方式の種類によらず、消費電力を抑えることが可能なものである。また、サーマルプリンタヘッドでの基板、発熱抵抗体、電極、保護層、および被覆膜それぞれの材料、構造等については従来より種々の材料あるいは構造が採用されているが、本発明のサーマルプリントヘッドは、これらの材料や構造によらず消費電力を抑えることが可能なものである。本発明のサーマルプリントヘッドについては、上述した以外にも種々の変形、修飾、組合せなどが可能である。
【００３０】
本発明のサーマルプリントヘッドは種々のサーマルプリンタに用いることができ、電池駆動型サーマルプリンタのように現在のサーマルプリンタよりも更に消費電力を抑えることが望まれるサーマルプリンタにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のサーマルプリントヘッドでの要部の一例を概略的に示す断面図
【図２】本発明のサーマルプリントヘッドのうちで保護層上に被覆層を有するものでの要部の一例を概略的に示す断面図
【図３】本発明のサーマルプリントヘッドのうちで保護層上に被覆層を有するものでの要部の他の例を概略的に示す断面図
【図４】従来のサーマルプリントヘッドでの要部の一例を概略的に示す断面図
【符号の説明】
【００３２】
１    基板
２    発熱抵抗体
３    電極
４，５    保護層
５ａ    第１保護層
５ｂ    第２保護層
６    被覆層
８    被覆層
８ａ    第１被覆層
８ｂ    第２被覆層
１０，２０，３０    サーマルプリントヘッド
Ｈ    ヘッド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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