(57)【要約】【課題】蓄熱性が得られ、省電力化を図ることができ、しかも高寿命としたサーマルヘッドを提供すること。【解決手段】基板１上に蓄熱層２を介して複数の薄膜状発熱素子４を整列状に形成し、各発熱素子４に共通電極１０ならびに個別電極１１をそれぞれ接続してなり、前記各発熱素子４の下部に密閉空所８が形成されたサーマルヘッドの、前記発熱素子４と密閉空所８との間に、前記密閉空所８に作用する外部荷重を緩衝させうる補強層９を介装させる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に蓄熱層を介して複数の薄膜状発熱素子を整列状に形成し、各発熱素子に共通電極ならびに個別電極をそれぞれ接続してなり、前記各発熱素子の下部に少なくとも１の密閉空所が形成されたサーマルヘッドであって、
前記発熱素子と密閉空所との間に、前記密閉空所に作用する外部荷重を緩衝させうる補強層を介装させたことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記補強層は、Ｓｉと遷移金属の中から選択される少なくとも１つの元素と酸素を含む化合物から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタに使用されるサーマルヘッドに係り、特に、熱効率の良好なサーマルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にサーマルヘッドは、アルミナ、セラミックなどからなる基板上にガラスなどからなる蓄熱層を介して複数の薄膜状のＴａ−ＳｉＯ２　などからなる発熱素子を整列状に形成し、各発熱素子にＡｌ，Ｃｕ，Ａｕなどからなる共通電極ならびに個別電極をそれぞれ接続し、全体を硬質セラミックなどからなる保護層により被覆して構成されている。そして、サーマルヘッドを記録紙に当接させるとともに、発熱素子を選択的に発熱することにより、インクリボンのインクを記録媒体に転写させたり、感熱記録媒体を発色させたりして記録を行うようになっている。
【０００３】
このようなサーマルヘッドの１種として、記録媒体の記録範囲の一辺に相当する長さの範囲に発熱素子を整列配置してなるサーマルヘッドを固定的に配置し、記録媒体を移動させて記録媒体上に記録を行うようにしたラインサーマルヘッドが従来から知られている。
【０００４】
さらに、このようなラインサーマルヘッドの小型のものにおいては、電池による駆動をもなし得るようにした省電力型のものがある。この省電力型のラインサーマルヘッドにおいては、基板などからの放熱を極力防止して、サーマルヘッドを構成する各発熱素子への印加電圧を低下させても、良好な記録をなし得るようにしていた。
【０００５】
このような省電力型のサーマルヘッドとして、各発熱素子の背部に、例えば、１個の発熱素子に対して１つの密閉空所を形成したり、あるいは、発熱素子の背部に多数の孔（密閉空所）を有する多孔質層を形成して、これらを断熱層あるいは保温層として作用させ、発熱素子の熱が基板方向に伝達されにくくしたものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発熱素子の背部に前述のような密閉空所を形成した従来のサーマルヘッドにおいては、記録時の圧接等の外部荷重によって前記密閉空所が圧潰されてしまうといった問題があった。このように断熱層に潰れが発生すれば、良好な断熱効果を得られないのみならず、サーマルヘッドの適正な記録紙への当接も不可となるため、良好な記録結果を得ることは困難となる。
【０００７】
本発明は、このような従来のものにおける問題点を克服し、蓄熱性が得られ、省電力化を図ることができ、しかも高寿命としたサーマルヘッドを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明のサーマルヘッドの特徴は、基板上に蓄熱層を介して複数の薄膜状発熱素子を整列状に形成し、各発熱素子に共通電極ならびに個別電極をそれぞれ接続してなり、前記各発熱素子の下部に密閉空所が形成されたサーマルヘッドであって、前記発熱素子と密閉空所との間に、前記密閉空所に作用する外部荷重を緩衝させうる補強層を介装させた点にある。そして、このような構成を採用したことにより、補強層により、密閉空所が外部荷重により潰れることを防止することができる。
【０００９】
また、本発明のサーマルヘッドの特徴は、前記補強層は、Ｓｉと遷移金属の中から選択される少なくとも１つの元素と酸素を含む化合物から形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、補強層において密閉空所を保護し、かつ、良好な蓄熱性を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るサーマルヘッドの実施形態の構造を示すものである。
【００１１】
図１において、アルミナ、セラミックなどからなる基板１の平面状をなす上面には、ガラスなどからなる蓄熱層２が積層されている。この蓄熱層２の上面は、平面状に形成されており、この蓄熱層２の上面には、ＳｉＯ２　のような材料からなる薄膜状のアンダーコート層３が積層されている。前記アンダーコート層３の上面には、Ｔａ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎなどのような材料からなる電気抵抗が比較的大で、通電により発熱することのできる発熱抵抗体材料をフォトリソ技術により多数に分割してなる複数の発熱素子４が、図１の紙面に垂直な方向に整列配置されている。各発熱素子４は、高位に位置し上面が平面状とされた発熱部５と、その両端の傾斜段部６をもって連接されている低位の接続部７とから構成されている。
【００１２】
そして、本実施形態において、各発熱素子４の発熱部５の傾斜段部６の内側には、前記アンダーコート層３の上面を底面とする密閉空所８が形成されている。この密閉空所８は、各発熱素子４に対向するように少なくとも１個形成されている。また、この密閉空所８内は、真空状態に形成されている。本実施形態においては、各発熱素子４に１対１で対応するように発熱素子４の数と同数の密閉空所８が設けられている。そして、各密閉空所８は、図２および図３に示すように、各発熱素子４の発熱部５の長手方向に延在し、発熱部５の平面形状より小さい平面形状に形成されており、平面視において各発熱部５の内側に位置するようにされている。
【００１３】
さらに、本実施形態においては、前記アンダーコート層３および密閉空所８の上面、すなわち、前記発熱素子４の下面には、Ｓｉと、例えば、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ等の遷移金属の中から選択される少なくとも１つと酸素とを含む化合物からなる補強層９が形成されている。
【００１４】
そして、発熱素子４の前記接続部７には、それぞれＡｌ，Ｃｕ，Ａｕなどの導電率の高い材料からなる共通電極１０ならびに個別電極１１が接続されている。
【００１５】
これらの共通電極１０ならびに個別電極１１は、それぞれ外部配線（図示せず）と接続されており、この外部配線を介して各発熱素子４は記録情報に応じて駆動されるようになっている。なお、前記各発熱素子４、共通電極１０および各個別電極１１の上部は、硬質セラミックなどからなる保護層１２により被覆されている。
【００１６】
本実施形態のサーマルヘッドによれば、各発熱素子４の背部に真空状態にある密閉空所８が位置しているので、発熱素子４の熱が密閉空所８内を介してアンダーコート層３側に伝達されることがない。また、各密閉空所８の下方には、薄膜状のアンダーコート層３を介して蓄熱層２が形成されているので、発熱素子４における蓄熱性に優れ、同一の発熱素子４を単発通電あるいは連続通電しても効率よく発熱させることができる。したがって、電池駆動可能なサーマルヘッドにおいても良好な記録を行うことができる。
【００１７】
さらに、各密閉空所８内は真空状態とされているので、各密閉空所８の外壁となる部位の各発熱素子４が空気に触れることがない。したがって、発熱素子４が酸化して電気抵抗値の上昇を招来し、寿命が短くなるという事態を未然に回避することができ、サーマルヘッドの長寿命化をはかることができる。
【００１８】
また、本実施形態のサーマルヘッドは前記発熱素子４と密閉空所８との間に補強層９を介装させたことにより、密閉空所８が、例えば、このサーマルヘッドをプリンタに搭載して記録する際の加圧等の外部荷重によって圧潰されることを完全に防止することが可能となり、サーマルヘッドを高寿命化することができる。また、前記補強層９を低熱伝導性酸化物により構成することにより、良好な蓄熱性を得ることができる。
【００１９】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００２０】
例えば、保温層あるいは断熱層として、Ｓｉやガラス繊維からなる多孔質層１５を有するサーマルヘッドにあっては、図４に示すように、前記多孔質層１５と発熱素子４との間に前述の材料からなる補強層９が形成された構成とすることができる。前記補強層９の膜厚は、例えば、前記多孔質層と同程度の膜厚で充分である。
【００２１】
このような構成のサーマルヘッドにおいても、前記多孔質層１５に加わる外部荷重を緩衝させて、孔が圧潰されることを防止することができ、サーマルヘッドの高寿命化、省電力化を図ることが可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るサーマルヘッドによれば、補強層により、保温層、断熱層に形成された密閉空所が外部荷重によって圧潰されることを防止して高寿命なサーマルヘッドとなり、密閉空所を保護できれば良好な蓄熱性が得られるので、省電力化を図ることができ、記録結果も高品位なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサーマルヘッドの実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の一部を省略した平面図
【図３】図１の斜視図
【図４】本発明のサーマルヘッドの別の実施形態の要部を示す縦断面図
【符号の説明】
１　基板
２　蓄熱層
３　アンダーコート層
４　発熱素子
５　発熱部
６　傾斜段部
７　接続部
８　密閉空所
９　補強層
１０　共通電極
１１　個別電極
１５　多孔質層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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