CN116323232A - 热敏头以及热敏打印机 - Google Patents

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久内康央
平原诚一郎
山下友树
北原达也
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Abstract

热敏头(X1)具备基板(7)、电极(17、19)和电阻体层(15)。电极(17、19)位于基板(7)的上方,俯视观察下沿着基板(7)的第1方向(D1)延伸。电阻体层(15)位于基板(7)的上方以及电极(17、19)的上方。电极(17、19)具有在与第1方向(D1)交叉的第2方向(D2)上以给定的间隔并排的第1电极(17c)以及第2电极(19)。第1电极(17c)以及第2电极(19)当中的至少一者在位于电阻体层(15)的下方的上表面(19a),第2方向(D2)的中央部比第2方向(D2)的端部更突出。

Description

热敏头以及热敏打印机
技术领域
公开的实施方式涉及热敏头以及热敏打印机。
背景技术
过去,作为传真机或图像打印机等印画设备,提出各种热敏头。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开昭54-99443号公报
专利文献2:JP特开2019-119149号公报
发明内容
实施方式的一方式所涉及的热敏头具备基板、电极和电阻体层。电极位于所述基板的上方,沿着所述基板的第1方向延伸。电阻体层位于所述基板的上方以及所述电极的上方。所述电极具有在与所述第1方向交叉的第2方向上以给定的间隔并排的第1电极以及第2电极。所述第1电极以及所述第2电极当中的至少一者在位于所述电阻体层的下方的上表面,所述第2方向的中央部比所述第2方向的端部更突出。
此外,本发明的一方式所涉及的热敏打印机具备上述记载的热敏头、运送机构和压纸辊。运送机构将记录介质运送到位于基板的上方的发热部上。压纸辊将记录介质按压在发热部上。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的热敏头的概略的立体图。
图2是表示图1所示的热敏头的概略的截面图。
图3是表示图1所示的头基体的概略的俯视图。
图4是图3的IV-IV线截面图。
图5是参考方式所涉及的热敏头的主要部分截面图。
图6是实施方式的第1、第2变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
图7A是图6所示的部分P1的放大截面图。
图7B是图6所示的部分P2的放大截面图。
图8是实施方式的第3变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
图9是实施方式的第4变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
图10是实施方式的第5变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
图11是实施方式的第6变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
图12是实施方式所涉及的热敏打印机的示意图。
图13A是仿真模型的立体图。
图13B是图13A所示的仿真模型的俯视图。
图14A是从长边侧来看图13A所示的仿真模型的侧视图。
图14B是从短边侧来看实施方式所涉及的热敏头的仿真模型的侧视图。
图14C是从短边侧来看参考方式所涉及的热敏头的仿真模型的侧视图。
图15是将仿真中所用的物性值汇总的表。
图16是表示仿真结果的图表。
图17A是表示实施方式所涉及的热敏头的仿真结果的图。
图17B是表示参考方式所涉及的热敏头的仿真结果的图。
具体实施方式
以下参考附图来说明本申请公开的热敏头以及热敏打印机的实施方式。另外,并不通过以下所示的各实施方式限定本发明。
在现有的热敏头的构造中,例如在使印画画质提升这样的方面上尚有改善的余地。本公开鉴于上述而提出,提供一种能提升印画画质的热敏头以及热敏打印机。
<实施方式>
图1是表示实施方式所涉及的热敏头的概略的立体图。如图1所示那样,实施方式所涉及的热敏头X1具备散热体1、头基体3和FPC(柔性印刷布线板)5。头基体3位于散热体1上。FPC5与头基体3电连接。头基体3具备基板7、发热部9、多个驱动IC11和被覆构件29。
散热体1是板状。散热体1俯视观察下具有长方形状。散热体1具有散热功能。具体地,散热体1将头基体3的发热部9中产生的热当中的未贡献于印画的热放出到热敏头X1的外部。在散热体1的上表面通过双面胶带或粘接剂等(未图示)粘接头基体3。散热体1例如用铜、铁或铝等金属材料制作。
头基体3是板状。头基体3俯视观察下是长方形状。头基体3在基板7的上方设置构成热敏头X1的各构件。头基体3按照从外部供给的电信号来在记录介质P(参考图12)进行印字。
驱动IC11位于基板7上。多个驱动IC11沿着主扫描方向设置。驱动IC11是具有控制各发热部9的通电状态的功能的电子部件。作为一例,可以使用在内部具有多个开关元件的切换构件作为驱动IC11。
驱动IC11被以环氧树脂或硅酮树脂等树脂为材料的被覆构件29被覆。被覆构件29遍及多个驱动IC11而设置。被覆构件29是密封件的一例。
FPC5例如在短边方向上具有一对第1端以及第2端。FPC5的第1端与头基体3电连接。FPC5的第2端与连接器31电连接。
FPC5通过导电性接合材料23(参考图2)与头基体3电连接。作为一例,可以使用在焊料材料或电绝缘性的树脂中混入了导电性粒子的各向异性导电膜(ACF),作为导电性接合材料23。
以下、使用图1~图3来说明构成头基体3的各构件。图2是表示图1所示的热敏头的概略的截面图。图3是表示图1所示的头基体的概略的俯视图。
头基体3还具备基板7、共用电极17、独立电极19、第3电极12、第4电极14、端子2、电阻体层15、保护层25和被覆层27。另外,在图1中,省略保护层25以及被覆层27。此外,图3简化表示头基体3的布线。在图3中,省略驱动IC11、保护层25以及被覆层27。此外,在图3中,简化第4电极14的结构。
基板7在俯视观察下形成长方形状,基板7的主面(上表面)7e具有作为一个长边的第1长边7a、作为另一个长边的第2长边7b、第1短边7c和第2短边7d。基板7用氧化铝陶瓷等电绝缘性材料、或单晶硅等半导体材料等制作。
此外,基板7可以具有蓄热层13。蓄热层13从主面7e向基板7的厚度方向突出,是沿着第2方向D2(主扫描方向)带状延伸的部分。蓄热层13具有将进行印画的记录介质良好地压抵在位于发热部9上的保护层25的功能。
另外,蓄热层13可以具有基底部。在该情况下,基底部是遍及基板7的主面7e侧的全域设置的部分。
蓄热层13例如含有玻璃成分。蓄热层13暂时蓄积发热部9中产生的热的一部分。由此,蓄热层13能缩短使发热部9的温度上升所需的时间。即,蓄热层13具有提高热敏头X1的热响应特性的功能。
蓄热层13例如用过去周知的丝网印刷等将在玻璃粉末中混合适当的有机溶剂而得到的给定的玻璃糊膏涂布于基板7的主面7e侧并进行烧成,由此来制作。另外,基板7可以仅具有基底部作为蓄热层13。
如图2所示那样,共用电极17位于基板7的主面7e。共用电极17用有导电性的材料制作。例如,可以使用铝、金、银以及铜当中任意一种金属或它们的合金作为共用电极17。
如图3所示那样,共用电极17具有第1共用电极17a、多个第2共用电极17b、第3共用电极17c和多个端子2。共用电极17与发热部9所具有的多个元件共用地电连接。
第1共用电极17a位于基板7的第1长边7a与发热部9之间。第1共用电极17a在主扫描方向上延伸。多个第2共用电极17b在副扫描方向上延伸。多个(这里是两个)第2共用电极17b当中的一个位于基板7的第1短边7c侧,另一个位于第2短边7d侧。第2共用电极17b将端子2和第1共用电极17a连接。第3共用电极17c从第1共用电极17a向发热部9的各元件梳齿状延伸,一部分在发热部9的相反侧插通。第3共用电极17c在第2方向D2(主扫描方向)上相互空开间隔地分别设置。第3共用电极17c是第1电极的一例。
独立电极19位于基板7的主面7e。独立电极19含有金属成分,具有导电性。独立电极19例如用铝、镍、金、银、铂、钯、铜等金属以及它们的合金形成。多个独立电极19沿着主扫描方向设置。独立电极19位于相邻的两个第3共用电极17c之间。因此,热敏头X1的第3共用电极17c和独立电极19在主扫描方向上交替设置。独立电极19在基板7的第2长边7b侧连接电极焊盘10。独立电极19是第2电极的一例。
第3电极12与电极焊盘10连接。第3电极12在副扫描方向上延伸。在电极焊盘10如上述那样搭载驱动IC11。
第4电极14在主扫描方向上延伸。第4电极14遍及多个第3电极12而设置。第4电极14通过端子2与外部连接。
端子2位于基板7的第2长边7b侧。端子2通过导电性接合材料23(参考图2)与FPC5连接。由此,头基体3与外部电连接。
上述的独立电极19、第3共用电极17c以及第3电极12例如能将在有机溶媒中含有金属成分和玻璃成分的导体糊膏用作电极材料。此外,独立电极19、第3共用电极17c以及第3电极12能用例如丝网印刷法、苯胺印刷法、凹版印刷法、凹版胶印印刷法等在基板7上制作构成各自的材料层。另外,独立电极19、第3共用电极17c以及第3电极12例如也可以在通过溅射法等过去公知的薄膜成形技术依次层叠后,通过使用过去公知的光蚀刻法等将层叠体加工为规定的图案从而来制作。
此外,上述的第1共用电极17a、第2共用电极17b、第4电极14以及端子2能在基板7上用例如丝网印刷法制作构成各自的材料层。第1共用电极17a、第2共用电极17b、第4电极14以及端子2的厚度例如为5~20μm左右。如此地,通过形成厚度厚的电极,能减小头基体3的布线电阻。另外,厚度厚的电极的部分在图3中以点(dot)示出,在以下的附图中也同样。
电阻体层15跨越第3共用电极17c和独立电极19,以从基板7的第1长边7a分离状态设置。电阻体层15当中的位于第3共用电极17c与独立电极19之间的部分作为发热部9的各元件发挥功能。发热部9的各元件在图3中简化地记载,例如可以以100dpi(dots per inch,点每英寸)以上的密度设置。进而,发热部9的各元件可以以200~2400dpi的密度设置。
电阻体层15的厚度例如为3~6μm左右。电阻体层15的薄层电阻例如为500~8000Ω/口左右。此外,电阻体层15的热膨胀率例如为5~10ppm/℃左右。此外,电阻体层15的热传导率例如为0.5~2W/(m·K)左右。
例如可以在各种电极被图案化的基板7,使含有导电成分和玻璃成分的材料糊膏通过丝网印刷法或点胶装置等在主扫描方向上设置成较长的带状,由此来形成电阻体层15。导电成分例如可以包含氧化钌。玻璃成分例如可以包含硼硅酸铅玻璃。
保护层25位于形成于基板7的主面7e(参考图1)的蓄热层13上。保护层25被覆发热部9。保护层25遍及基板7的主扫描方向而设置,以使得从基板7的第1长边7a与电极焊盘10分离。
保护层25具有绝缘性。由此,保护层25保护被覆的区域不受大气中所含的水分等的附着所引起的腐蚀、或与进行印画的记录介质的接触所导致的磨耗的影响。保护层25例如能用玻璃制作。保护层25能使用印刷等厚膜形成技术制作。保护层25例如可以包含硼硅酸铅玻璃。此外,保护层25例如可以进一步含有氧化铝以及氧化锆当中一者或两者。
此外,保护层25可以使用SiN、SiON、SiO2、SiC、C-SiC、TiN、TiAlN、TiC、TiCN、TiSiN、CrN或DLC(diamond-like carbon,类钻碳)等制作。这样的保护层25能使用溅射法等薄膜形成技术制作。
此外,保护层25例如可以具有0.3μm以下的表面粗糙度Ra。
被覆层27位于基板7上,以使得部分地被覆共用电极17、独立电极19、第3电极12以及第4电极14。被覆层27保护被覆的区域不受与大气的接触所引起的氧化、或大气中所含的水分等的附着所导致的腐蚀的影响。被覆层27能用环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、或硅酮系树脂等树脂材料制作。
接下来,使用图4来详细说明实施方式所涉及的热敏头X1的主要部分。图4是图3的IV-IV线截面图。
如图4所示那样,实施方式所涉及的热敏头X1具有蓄热层13、第3共用电极17c、独立电极19、电阻体层15和保护层25。
第3共用电极17c以及独立电极19位于蓄热层13的上方。第3共用电极17c和独立电极19隔开间隔d设置。
电阻体层15位于第3共用电极17c以及独立电极19的上方、和不具有第3共用电极17c以及独立电极19的蓄热层13的上方。由此,第3共用电极17c以及独立电极19分别被夹在蓄热层13与电阻体层15之间而设置。此外,保护层25设为覆盖电阻体层15。
在此,说明第3共用电极17c以及独立电极19的截面形状。第3共用电极17c在位于电阻体层15的下方的上表面17ca,第2方向D2的中央部比第2方向D2的端部更向第3方向D3侧突出。第3方向D3是与第1方向D1(参考图3)以及第2方向D2交叉的方向。同样地,独立电极19在位于电阻体层15的下方的上表面19a,第2方向D2的中央部比第2方向D2的端部更向第3方向D3侧突出。
独立电极19以及第3共用电极17c的宽度w例如是10~50μm左右。此外,独立电极19以及第3共用电极17c的宽度w例如可以是20~30μm左右。此外,独立电极19以及第3共用电极17c的厚度t例如是0.5~5μm左右。此外,独立电极19以及第3共用电极17c的厚度t例如可以是1~2μm左右。独立电极19以及第3共用电极17c的宽度w分别可以相同,也可以不同。此外,独立电极19以及第3共用电极17c的厚度t也分别可以相同,也可以不同。
如此地,独立电极19以及第3共用电极17c的上表面17ca、上表面19a的中央部向第3方向D3侧突出。由此,实施方式所涉及的热敏头X1相比于独立电极19以及第3共用电极17c的上表面17ca、19a平坦为沿着第1方向D1(参考图3)以及第2方向D2的情况,印画画质提升。使用图4、图5来进一步说明该方面。
图5是参考方式所涉及的热敏头的主要部分截面图。如图5所示那样,参考方式所涉及的热敏头Y1除了第3共用电极17c以及独立电极19的截面为矩形状,具有与图4所示的热敏头X1同样的结构。
图4所示的热敏头X1以及图5所示的热敏头Y1若在第3共用电极17c与独立电极19之间施加给定的电压,则进行发热。具体地,在图4所示的热敏头X1中,被夹在第3共用电极17c与独立电极19之间的具有大致梯形状的截面的电阻体层15的部分9a成为主要的发热部位。
另一方面,在图5所示的热敏头Y1中,被夹在第3共用电极17c与独立电极19之间的具有大致梯形状的截面的电阻体层15的部分9b成为主要的发热部位。
在热敏头X1、Y1中,若使第3共用电极17c以及独立电极19的宽度w以及厚度t、第3共用电极17c以及独立电极19的间隔d一致,则部分9a与部分9b比较,截面积以及体积变大。这时,假定为在热敏头X1、Y1之间,图4中第3共用电极17c与独立电极19之间的电阻值相同。在该情况下,若对热敏头X1、Y1施加相同条件的脉冲电压,则发热部位较大的热敏头X1相较于热敏头Y1,热更易于传递至远离部分9a的电阻体层15。因此,能使区划相邻的发热部9(参考图1~3)的上表面17ca以及上表面19a的位于第2方向D2的中央部的上方的电阻体层15的温度适度上升。其结果,电阻体层15的上表面中的部位间的温度差变小。由此,通过热敏头X1印刷的印刷物中的点的联系变得良好,印画画质提升。
热敏头X1中的第3共用电极17c以及独立电极19如上述那样,能在基板7上用例如丝网印刷法、苯胺印刷法、凹版印刷法、凹版胶印印刷法等制作构成各自的材料层。例如,将通过具有所期望的槽形状的凹版制作的糊膏转印到作为中间支承体的支架。接着,适宜调整保持时间、按压强度,将上述糊膏再次转印到蓄热层13的上方。由此,能使具有所期望的形状的材料层位于基板7上。但是,第3共用电极17c以及独立电极19的制作方法并不限于上述,可以用任何方法来设置第3共用电极17c以及独立电极19。
<变形例>
接下来,说明实施方式所涉及的第1~第6变形例所涉及的热敏头X1。图6是实施方式的第1、第2变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
如图6所示那样,第1变形例所涉及的热敏头X1的位于第3共用电极17c(以及独立电极19)的宽度方向(第2方向D2)的中央部的上方的电阻体层15的厚度t1比位于第2方向D2的端部的上方的电阻体层15的厚度t2小。通过如此地使厚度t1比厚度t2小,到位于相比于发热部9(参考图1~图3)而发热量较小的区域R1的电阻体层15的表面为止的热传导距离比到位于区域R2的电阻体层15的表面为止的热传导距离小。其结果,阻体层15的上表面中的部位间的温度差变小。由此,通过热敏头X1印刷的印刷物中的点的联系变得良好,印画画质提升。
此外,第2变形例所涉及的热敏头X1中,在图6所示的部分P1与部分P2之间,界面的凹凸形状相异。图7A是图6所示的部分P1的放大截面图。图7B是图6所示的部分P2的放大截面图。
如图7A、图7B所示那样,第3共用电极17c的上表面17ca与电阻体层15的界面的凹凸(参考图7A)可以比电阻体层15与蓄热层13的界面13a的凹凸(参考图7B)大。在此,关于界面的凹凸,在截面的照片中,测定任意的场所的沿着界面的长度10μm的区域内的最高点与最低点的高低差(最突出的部分与最凹陷的部分的高低差),将其设为界面的凹凸的大小即可。相关的凹凸的大小例如能基于SEM(Scanning Electron Microscope,扫描电子显微镜)图像,通过目视等判别。另外,图示省略,但关于独立电极19的上表面19a与电阻体层15的界面的凹凸,能设为和上表面17ca与电阻体层15的界面的凹凸相同程度。即,上表面19a与电阻体层15的界面的凹凸可以比电阻体层15与蓄热层13的界面的凹凸大。
若减小电阻体层15与蓄热层13的界面的凹凸,则例如位于区域R2的电阻体层15与蓄热层13的界面处的电流路径的偏差变小。此外,若增大上表面17ca与电阻体层15的界面的凹凸,则例如位于区域R1的上表面17ca与电阻体层15的界面电阻变小,能减小界面电阻的偏差。由此,在第2方向D2上相邻的电极间的电阻值的偏差变小,由于能减小由热敏头X1印刷的印刷物中的点间的浓度不均匀,因此,印画画质提升。
接下来,使用图8来说明第3变形例所涉及的热敏头X1。图8是实施方式的第3变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
如图8所示那样,位于第3共用电极17c(以及独立电极19)的上方的保护层25的厚度t3可以比设置在位于第3共用电极17c与独立电极19之间的电阻体层15的上方的保护层25的厚度t4小。
通过减小位于与发热部9(参考图1~图3)比较而发热量小的区域R1的保护层25的厚度,到保护层25的表面为止的热传导距离比到位于区域R2的保护层25的表面为止的热传导距离小。其结果,保护层25的上表面中的部位间的温度差变小。由此,由热敏头X1印刷的印刷物中的点的联系变得良好,印画画质提升。
另外,图8所示的保护层25能以如下那样的步骤制作。即,例如,在位于第3共用电极17c(以及独立电极19)的上方的电阻体层15的上方,例如通过丝网印刷等形成具有不设保护层25的材料层的部分的图案。之后,通过烧成所引起的材料层的软化流动,能使图8所示的保护层25位于电阻体层15的上方。另外,保护层25的制法并没有限制,可以通过任何方法来设置保护层25。
接下来,使用图9来说明第4变形例所涉及的热敏头X1。图9是实施方式的第4变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
如图9所示那样,第3共用电极17c以及独立电极19在上表面17ca、19a,第2方向D2的中央部比第2方向D2的端部更突出。进而,第3共用电极17c以及独立电极19也可以在位于蓄热层13的上方的下表面17cb、19b,第2方向D2的中央部比第2方向D2的端部更向第3方向D3的负方向侧(蓄热层13侧)突出。
此外,在第3共用电极17c中,关于第2方向D2的中央部相对于端部的突出量,是下表面17cb比上表面17ca小。同样地,在独立电极19中,关于第2方向D2的中央部相对于端部的突出量,是下表面19b比上表面19a小。
在图9所示的热敏头X1中,若对第3共用电极17c与独立电极19之间施加给定的电压,则被夹在第3共用电极17c与独立电极19之间的电阻体层15的部分9c成为主要的发热部位。通过下表面17cb、19b侧的突出量比上表面17ca、19a侧的突出量小,能减小位于电阻体层15的与上表面相反的一侧的下侧的部分9c的蓄热层13侧的发热量。此外,能使电阻体层15的上表面侧的温度合适地上升。由此,由热敏头X1印刷的印刷物中的点的联系变得良好,印画画质提升。
在此,下表面17cb、19b侧的突出量(下表面侧突出量)相对于上表面17ca、19a侧的突出量(上表面侧突出量)的比例(下表面侧突出量/上表面侧突出量)例如能设为0.75以下。下表面侧突出量也可以是0。但是,下表面侧突出量/上表面侧突出量的值并不限于上述的范围。
接下来,使用图10来说明第5变形例所涉及的热敏头X1。图10是实施方式的第5变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
如图10所示那样,第3共用电极17c的第2方向D2的端部17ce比第3共用电极17c的下表面17cb的第2方向D2的端部17cc更向第2方向D2突出。此外,位于与端部17ce相反的一侧的第3共用电极17c的端部17cf相较于位于与端部17cc相反的一侧的下表面17cb的端部17cd,更向与第2方向D2相反的一侧突出。
同样地,独立电极19的第2方向D2的端部19e比独立电极19的下表面19b的第2方向的端部19c更向第2方向D2突出。此外,位于与端部19e相反的一侧的独立电极19的端部19f相对于位于与端部19c相反的一侧的下表面19b的端部19d,更向与第2方向D2相反的一侧突出。
即,第3共用电极17c以及独立电极19的至少一者的比下表面17cb、19b更靠近上表面17ca、19a的部分向第3共用电极17c以及独立电极19的另一者突出。另外,在图10所示的示例中,第3共用电极17c以及独立电极19的另一者也是比下表面17cb、19b更靠近上表面17ca、19a的部分向第3共用电极17c以及独立电极19的一者突出,但也可以并非如此。
如此地,第3共用电极17c以及独立电极19当中的最向第2方向D2突出的端部17ce、19e可以分别位于从下表面17cb、19b向第3方向D3离开的位置。在该情况下,通过通电而在第3共用电极17c与独立电极19之间产生的电场的集中点靠近电阻体层15的厚度方向(第3方向D3)的中央部分。由此,由于在第3共用电极17c与独立电极19之间产生的电场当中的位于电阻体层15的内部的部分的比例增加,因此电阻体层15的发热效率提升。
在上述的实施方式以及各变形例所涉及的热敏头X1中,说明为位于电阻体层15的上方的保护层25为单层,但并不限于此。图11是实施方式的第6变形例所涉及的热敏头的主要部分截面图。
图11所示的热敏头X1在取代保护层25而具有第1保护层25a以及第2保护层25b这方面与实施方式所涉及的热敏头X1相异。
第1保护层25a位于电阻体层15的上方。第1保护层25a例如能用玻璃制作。第1保护层25a例如可以包含硼硅酸铅玻璃。此外,第1保护层25a例如可以进一步含有氧化铝以及氧化锆当中一者或两者。
第1保护层25a具有绝缘性。由此,第1保护层25a保护不受大气中所含的水分等的附着所导致的腐蚀的影响。
第2保护层25b位于第1保护层25a的上方。第2保护层25b例如可以使用SiN、SiON、SiO2、SiC、C-SiC、TiN、TiAlN、TiC、TiCN、TiSiN、CrN或DLC等来制作。
第2保护层25b具有绝缘性。由此,第2保护层25b保护不受大气中所含的水分等的附着所导致的腐蚀、或与进行印画的记录介质的接触所导致的磨耗的影响。
接下来,参考图12来说明具有热敏头X1的热敏打印机Z1。图12是实施方式所涉及的热敏打印机的示意图。
实施方式所涉及的热敏打印机Z1具备上述的热敏头X1、运送机构40、压纸辊50、电源装置60和控制装置70。热敏头X1安装在配置于热敏打印机Z1的外壳(未图示)的安装构件80的安装面80a。另外,热敏头X1沿着与运送方向S正交的方向即主扫描方向,安装在安装构件80。
运送机构40具有驱动部(未图示)和运送辊43、45、47、49。运送机构40将热敏纸、转印墨水的图像接受纸等记录介质P沿着箭头所示的运送方向S运送到位于热敏头X1的多个发热部9上的保护层25上。驱动部具有使运送辊43、45、47、49驱动的功能。例如,电动机可以用作驱动部。运送辊43、45、47、49例如可以是将以不锈钢等金属为材料的圆柱状的轴体43a、45a、47a、49a由以丁二烯橡胶等为材料的弹性构件43b、45b、47b、49b被覆的结构。另外,在记录介质P是转印墨水的图像接受纸等的情况下,在记录介质P与热敏头X1的发热部9之间将墨膜(未图示)和记录介质P一起进行运送。
压纸辊50具有将记录介质P按压在位于热敏头X1的发热部9上的保护层25上的功能。压纸辊50被配置成沿着与运送方向S正交的方向延伸,两端部被支承固定,以使得能在将记录介质P按压在发热部9上的状态下旋转。压纸辊50例如可以用含有丁二烯橡胶等的弹性构件50b被覆含有不锈钢等金属的圆柱状的轴体50a来构成。
电源装置60如上述那样具有提供用于使热敏头X1的发热部9发热的电流以及用于使驱动IC11动作的电流的功能。控制装置70如上述那样,具有为了使热敏头X1的发热部9选择性地发热而将控制驱动IC11的动作的控制信号供给到驱动IC11的功能。
热敏打印机Z1通过压纸辊50将记录介质P按压在热敏头X1的发热部9上,通过运送机构40将记录介质P运送到发热部9上,同时通过电源装置60以及控制装置70使发热部9选择性地发热。由此,热敏打印机Z1对记录介质P进行给定的印画。另外,在记录介质P是图像接受纸等的情况下,通过将和记录介质P一起运送的墨膜(未图示)的墨水热转印到记录介质P,来进行向记录介质P的印画。
<实验例>
接下来,说明为了确认本发明的效果而进行的仿真。首先,使用图13A~图14C来说明仿真模型的构造。另外,关于仿真模型,作成实施方式所涉及的热敏头的仿真模型X2和参考方式所涉及的热敏头的仿真模型Y2这两个模型。对在这两个模型中共通的构造,使用相同附图进行说明。
图13A是仿真模型的立体图。图13B是图13A所示的仿真模型的俯视图。图14A是从长边侧来看图13A所示的仿真模型的侧视图。图14B是从短边侧来看仿真模型X2的侧视图。图14C是从短边侧来看仿真模型Y2的侧视图。
仿真模型X2、Y2具有:蓄热层13;位于蓄热层13的上方的电极20A~电极20C;和覆盖蓄热层13以及电极20A~20C的一部分的电阻体层15。另外,在不区别电极20A~20C的情况下,有时仅称作电极20。电极20A以及电极20C、和电极20B当中一者相当于第1电极,另一者相当于第2电极。
蓄热层13具有长边S1=300μm、短边S2=151μm、高度25μm的矩形状。电极20A~20C沿着蓄热层13的长边S1延伸。电极20A~20C在短边S2方向上以等间隔并排设置。电极20A~20C分别宽度为26μm,厚度为1μm。电阻体层15的蓄热层13起的最大高度为6μm。电阻体层15覆盖蓄热层13以及电极20A~20C的各自的长度方向的中央部分。电阻体层15的最大宽度为130μm。
如图14B所示那样,仿真模型X2的电极20的上表面20a具有宽度方向的中央突出的曲面状的形状。即,在仿真模型X2中,在电极20的上表面20a,短边S2方向的中央部比短边S2方向的端部更突出。与此相对,如图14C所示那样,仿真模型Y2的电极20的横截面为矩形状,在这方面与仿真模型X2相异。
图15是将仿真中所用的物性值汇总的表。在图15中,示出电极20、电阻体层15以及蓄热层13的热传导率、比热、密度以及电阻率的值。另外,在仿真模型Y2和X2中,电阻体的电阻率的值稍微相异。这是因为,第1电极与第2电极之间的电阻值(正确是图13B中的部位P11以及P13与部位P12之间的电阻值)在仿真模型Y2和X2中调整成相等。
在以上那样的仿真模型X2、Y2中,施加1脉冲(100μs)的电压,以使得图13B的部位P11、P13成为20V,部位P12成为0V,来对各部位的发热量以及温度进行仿真。将其结果在图16、图17A、图17B示出。
图17A、图17B是表示各部的发热量的图。在图17A、图17B中,发热量多的部分以深的颜色示出。根据图17A、图17B可知,在仿真模型X2中,与仿真模型Y2比较,发热量多的部分向电极20A~20C的宽度方向的中央扩展。另外,在本仿真中,由于未考虑比电极20A以及电极20C更外侧的部分,因此,位于中央的电极20B附近成为最接近于实物的状态。
图16是表示电阻体层15的上表面中的温度的图表,表示在图13B中以MP示出的部分的温度。根据图16可知,在仿真模型X2中,与仿真模型Y2比较,电阻体层15的上表面中的位于电极20B的上方的部分的温度高。
通过以上的仿真,能确认到,在热敏头的印画品质的改善中,本发明是有效的。
以上说明了本公开的实施方式,但本公开并不限定于上述实施方,只要不脱离其主旨,就能进行各种变更。例如,实施方式以及各变形例所涉及的两个以上的第3共用电极17c以及独立电极19可以适宜组合。此外,也可以将第3共用电极17c以及独立电极19当中仅一者设为实施方式以及各变形例所涉及的第3共用电极17c或独立电极19。
此外,作为热敏头X1,例如例示发热部9、蓄热层13、共用电极17以及独立电极19等位于基板7的主面7e的上方的平面头。并不限于此,发热部9、蓄热层13、共用电极17以及独立电极19等也可以位于基板7的主面7e以外的表面。
此外,使用通过印刷形成电阻体层15的所谓的厚膜头进行了说明,但并不限定于厚膜头。也可以使用通过溅射形成电阻体层15的所谓的薄膜头。
此外,也可以不设FPC5而将连接器31与头基体3直接电连接。在该情况下,将连接器31的连接器销(未图示)和电极焊盘10电连接即可。
此外,例示了具有被覆层27的热敏头X1,但被覆层27不一定非要具备。在该情况下,使保护层25(或第1保护层25a以及第2保护层25b)延伸至设置被覆层27的区域即可。
进一步的效果。变形例能由本领域技术人员容易地导出。因此,本公开的更广泛的方式并不限定于以上那样表示且记述的特定的详细以及代表性的实施方式。因此,能不脱离由添附的权利要求书以及其等同物定义的总括的发明的概念的精神或范围地进行各种变更。
符号说明
X1 热敏头
Z1 热敏打印机
1 散热体
3 头基体
7 基板
9 发热部
10 电极焊盘
11 驱动IC
15 电阻体层
17c 第3共用电极
19 独立电极
25 保护层
27 被覆层
29 被覆构件。

Claims (8)

1.一种热敏头,具备:
基板;
电极,位于所述基板的上方,沿着所述基板的第1方向延伸;和
电阻体层,位于所述基板的上方以及所述电极的上方,
所述电极具有在与所述第1方向交叉的第2方向上以给定的间隔并排的第1电极以及第2电极,
所述第1电极以及所述第2电极当中的至少一者在位于所述电阻体层的下方的上表面,所述第2方向的中央部比所述第2方向的端部更突出。
2.根据权利要求1所述的热敏头,其中,
所述第1电极以及所述第2电极当中的至少一者的下表面中的所述第2方向的中央部相对于所述第2方向的端部的突出量比所述上表面中的所述第2方向的中央部相对于所述第2方向的端部的突出量小。
3.根据权利要求1或2所述的热敏头,其中,
所述第1电极以及所述第2电极当中的至少一者的比下表面更靠近所述上表面的部分向所述第1电极以及所述第2电极的另一者突出。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的热敏头,其中,
在所述第1电极以及所述第2电极当中的至少一者中,位于所述第2方向的中央部的上方的所述电阻体层的厚度比位于所述第2方向的端部的上方的所述电阻体层的厚度小。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的热敏头,其中,
所述第1电极以及所述第2电极当中的至少一者的所述上表面与所述电阻体层的界面的凹凸比所述电阻体层与所述基板的界面的凹凸大。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的热敏头,其中,
所述热敏头具备:保护层,位于所述电阻体层的上方,
位于所述第1电极以及所述第2电极的上方的所述保护层的厚度比设置在位于所述第1电极与所述第2电极之间的所述电阻体层的上方的所述保护层的厚度小。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的热敏头,其中,
所述基板在上表面的至少一部分具有蓄热层,
所述电极以及所述电阻体层位于所述蓄热层的上方。
8.一种热敏打印机,具备:
权利要求1~7中任一项所述的热敏头;
运送机构,将记录介质运送到位于所述基板的上方的发热部上;和
压纸辊,将所述记录介质按压在所述发热部上。
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