JP2010284861A - Thermal head, and method for driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルヘッドとその駆動方法に関するものである。 The present invention relates to a thermal head and a driving method thereof.
一般に、サーマルヘッドは、薄膜の発熱抵抗体層の一方と他方に、それぞれ発熱抵抗体層に重なるように2つの電極を配置した構成となっている。そして、2つの電極間に電圧を印加することにより、発熱抵抗体層に電流を流してジュール熱を発生させる仕組みになっている(例えば、特許文献1を参照)。 In general, the thermal head has a configuration in which two electrodes are disposed on one and the other of the thin heating resistor layers so as to overlap the heating resistor layers, respectively. Then, by applying a voltage between the two electrodes, a current is passed through the heating resistor layer to generate Joule heat (see, for example, Patent Document 1).
サーマルヘッドを用いて転写材料を昇華させる場合は、転写材料の昇華温度(昇華点)以上に発熱抵抗体層を発熱させる必要がある。一方、2つの電極間に電圧を印加して発熱抵抗体層を発熱させる場合は、2つの電極間の距離(発熱抵抗体層が発熱する範囲)が長くなるほど、電圧降下の影響で発熱温度にばらつきが生じやすくなる。このため、長尺状に形成された発熱抵抗体層を均一な温度で発熱させるには、印加電圧を十分に高く設定する必要がある。 When sublimating a transfer material using a thermal head, it is necessary to cause the heating resistor layer to generate heat above the sublimation temperature (sublimation point) of the transfer material. On the other hand, when a voltage is applied between two electrodes to cause the heating resistor layer to generate heat, the longer the distance between the two electrodes (the range in which the heating resistor layer generates heat), the higher the heating temperature due to the voltage drop. Variation tends to occur. For this reason, it is necessary to set the applied voltage sufficiently high in order to cause the heating resistor layer formed in a long shape to generate heat at a uniform temperature.
本発明は、長尺状に形成された発熱抵抗体層を発熱させて転写材料を昇華させる場合に、従来よりも電極間に印加する電圧を低く抑えながら、発熱抵抗体層の長手方向にわたって転写材料を昇華させることができる仕組みを提供することを目的とする。 In the present invention, when the transfer resistor is sublimated by generating heat from the elongated heating resistor layer, the voltage is applied across the longitudinal direction of the heating resistor layer while keeping the voltage applied between the electrodes lower than before. An object is to provide a mechanism capable of sublimating a material.
本発明に係るサーマルヘッドは、絶縁性の基板と、前記基板上に長尺状に形成された発熱抵抗体層と、前記発熱抵抗体層に電気的に接続する状態で、前記発熱抵抗体層の長手方向に互いに距離を隔てて設けられたn個(nは3以上の自然数)の電極と、前記n個の電極に対して、前記発熱抵抗体層の長手方向の異なる位置に設けられた2つの電極を1つの組として、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する駆動手段とを備えた構成となっている。 The thermal head according to the present invention includes an insulating substrate, a heating resistor layer formed in an elongated shape on the substrate, and the heating resistor layer in a state of being electrically connected to the heating resistor layer. N electrodes (n is a natural number of 3 or more) provided at a distance from each other in the longitudinal direction of the heating resistor layer and the n electrodes at different positions in the longitudinal direction of the heating resistor layer. The two electrodes are combined into one set, and each set includes a driving unit that individually applies a voltage between the two electrodes.
上記構成のサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体層の長手方向に設けられたn個の電極により、発熱抵抗体層が複数の領域に分割され、当該分割された各々の領域に、各組に属する2つの電極を用いて、個別に電圧が印加される。このため、長尺状の発熱抵抗体層を従来のように1回の電圧の印加により一括して発熱させる場合に比較して、予め設定された温度まで発熱抵抗体層を発熱させるために必要な電圧が低くなる。したがって、単位面積当たり同一の発熱量を得るための最大電圧を抑制することが可能となる。 In the thermal head having the above configuration, the heating resistor layer is divided into a plurality of regions by n electrodes provided in the longitudinal direction of the heating resistor layer, and each of the divided regions belongs to each set. A voltage is individually applied using two electrodes. For this reason, it is necessary for heating the heating resistor layer to a preset temperature as compared to the case where the long heating resistor layer is heated collectively by applying a single voltage as in the prior art. The voltage becomes low. Therefore, it is possible to suppress the maximum voltage for obtaining the same calorific value per unit area.
本発明によれば、長尺状に形成された発熱抵抗体層を発熱させて転写材料を昇華させる場合に、従来よりも電極間に印加する電圧を低く抑えながら、発熱抵抗体層の長手方向にわたって転写材料を昇華させることができる。 According to the present invention, when the transfer resistor is sublimated by generating heat in the elongated heating resistor layer, the longitudinal direction of the heating resistor layer is suppressed while keeping the voltage applied between the electrodes lower than in the past. The transfer material can be sublimated over the entire area.
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下に記述する実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications and improvements have been made within the scope of deriving specific effects obtained by the constituent requirements of the invention and combinations thereof. Including form.
本発明の実施の形態については、以下の順序で説明する。
1.第1の実施の形態(サーマルヘッドの構造、サーマルヘッドの製造方法、サーマルヘッドの駆動方法)
2.第2の実施の形態(サーマルヘッドのヘッド構造、サーマルヘッドの製造方法、サーマルヘッドの駆動方法)
Embodiments of the present invention will be described in the following order.
1. First embodiment (thermal head structure, thermal head manufacturing method, thermal head driving method)
2. Second Embodiment (Head Structure of Thermal Head, Thermal Head Manufacturing Method, Thermal Head Driving Method)
<第1の実施の形態>
(サーマルヘッドの構造)
図1は本発明の第1の実施の形態に係るサーマルヘッドの主要部の構成を示すもので、(A)は平面図、(B)は(A)のx1−x1断面図、(C)は(A)のy1−y1断面図、(D)は(A)のy2−y2断面図である。サーマルヘッド11は、基板12と、発熱抵抗体層13と、複数の電極14と、絶縁層15とを備えた構成となっている。
<First Embodiment>
(Structure of thermal head)
1A and 1B show a configuration of a main part of a thermal head according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a sectional view taken along line x1-x1 in FIG. (Y) sectional view of y1-y1 of (A), (D) is a y2-y2 sectional view of (A). The
基板12は、絶縁性の基板であって、例えば、ガラス基板を用いて構成されている。基板12は、平面視長方形の平板状に形成されている。
The board |
発熱抵抗体層13は、基板12の一方の主面上に長尺状に形成されている。発熱抵抗体層13は、例えば、モリブデンなどの金属材料によって形成されるものである。発熱抵抗体層13は、電気的に所望の抵抗値となるように、例えば、厚さが数十nmの薄膜状に形成されている。発熱抵抗体層13は、一方向に帯状に延在する状態で長尺状に形成されている。
The
ここでは、発熱抵抗体層13を1つしか表示しないが、発熱抵抗体層13の数は1つに限らず、必要に応じて複数形成されるものである。その場合、図示はしないが、複数の発熱抵抗体層13を、当該発熱抵抗体層13の幅方向(図1(A)の上下方向)に並べて配列してもよいし、当該発熱抵抗体層13の長手方向(図1(A)の左右方向)に並べて配列してもよい。また、複数の発熱抵抗体層13を、当該発熱抵抗体層13の幅方向及び長手方向(長さ方向)の両方向に並べて配列してもよい。
Here, only one
発熱抵抗体層13の長手方向においては、発熱抵抗体層13の一部13aが、絶縁層15よりも外側にはみ出すように引き出されている。発熱抵抗体層13の一部13aは、絶縁層15の長辺部から外側に外れたところで電極14の上に覆い被さっている。発熱抵抗体層13は、その一部13aを除いて、一様な幅で連続した帯状に形成されている。
In the longitudinal direction of the
電極14は、1つの発熱抵抗体層13につき少なくとも3つ設けられるものである。電極14の個数は、必要に応じて増やすことができるが、ここでは簡単のため1つの発熱抵抗体層13に対して3つの電極14を設けている。電極14は、例えば、アルミニウムなどの電極材料によって形成されるものである。電極14のシート抵抗は、発熱抵抗体層13のシート抵抗に比較して十分に小さいものとなっている。例えば、電極14のシート抵抗は、0.1Ω/□以下、発熱抵抗体層13のシート抵抗は、数Ω/□程度となっている。3つの電極14は、発熱抵抗体層13の長手方向に均一な距離を隔てて配置されている。具体的には、発熱抵抗体層13の長手方向の両端部付近に1つずつ電極14が設けられるとともに、発熱抵抗体層13の長手方向の中間部に1つの電極14が設けられている。
At least three
電極14は、発熱抵抗体層13に電気的に接続する状態で設けられている。電極14は、発熱抵抗体層13の長手方向に対して、それと交差(より具体的には直交)する向きで平面視長方形に形成されている。電極14の一部14aは、前述した発熱抵抗体層13の一部13aと同じ位置(平面的に重なる位置)で、絶縁層15よりも外側にはみ出すように引き出されている。電極14の一部14aは、発熱抵抗体層13の一部13aよりも外側に大きく引き出されている。電極14の他部は、図例のように絶縁層15よりも外側にはみ出すようにしてもよいし、絶縁層15の長辺部と位置を揃えてもよい。
The
絶縁層15は、発熱抵抗体層13と同様に一方向に長い長尺状に形成されている。絶縁層15は、例えば、窒化シリコンなどの絶縁材料によって形成されるものである。絶縁層15は、発熱抵抗体層13の一部13aを除いて、発熱抵抗体層13よりも幅の広い帯状に形成されている。このため、発熱抵抗体層13は、基板12の一主面上で絶縁層15の上に積層されている。絶縁層15は、発熱抵抗体層13よりも長く形成されている。絶縁層15は、電極14の一部14aを除いて、電極14を覆う状態で基板12の一主面上に形成されている。
The insulating
このため、基板12の一主面上で電極14が形成されている部分では、基板12側から順に、電極14、絶縁層15及び発熱抵抗体層13が積み重なっている。また、基板12の一主面上で電極14が形成されていない部分では、基板12側から順に、絶縁層15及び発熱抵抗体層13が積み重なっている。
For this reason, in the part in which the
絶縁層15は、発熱抵抗体層13の長手方向で、少なくとも発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域に形成されるものである。ただし、本実施の形態においては、絶縁層15の上に積層される発熱抵抗体層13を段差なく形成するために、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域を含めて、絶縁層15を長尺状に長く形成している。発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域とは、両者の物理的な接触の有無にかかわらず、基板12を平面的に見たときに、両者(13,14)が重なり合う領域をいう。
The insulating
絶縁層15は、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域に、基板12の厚み方向で発熱抵抗体層13と電極14の間に介在する状態で形成されている。また、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域では、発熱抵抗体層13の一部13aと電極14の一部14aが、それぞれ絶縁層15の一方の長辺部よりも外側にはみ出しており、このはみ出し部分(13a,14a)で発熱抵抗体層13と電極14が物理的に接触している。そして、この物理的な接触によって電極14が発熱抵抗体層13に電気的に接続している。
The insulating
(サーマルヘッドの製造方法)
次に、本発明の第1の実施の形態に係るサーマルヘッド11の製造方法の一例について説明する。
(Method for manufacturing thermal head)
Next, an example of a method for manufacturing the
まず、基板12の一主面に例えば蒸着法によってアルミニウムの膜を形成した後、当該アルミニウムの膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法によりパターニングすることにより、アルミニウムからなる複数の電極14を形成する。
First, after forming an aluminum film on one main surface of the
次に、基板12の主面上に複数の電極14を覆うように窒化シリコンの膜をCVD(化学気相成長(Chemical Vapor Deposition))法によって形成する。このとき、窒化シリコンの膜の表面に段差が生じる場合は、CMP(化学的機械研磨)法等によって膜の表面を平坦化しておく。次に、窒化シリコンの膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法によりパターニングすることにより、窒化シリコンからなる絶縁層15を形成する。
Next, a silicon nitride film is formed on the main surface of the
次に、基板12の主面上に絶縁層15を覆う状態でモリブデンの膜をスパッタリング法により形成した後、当該モリブデンの膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法によりパターニングすることにより、モリブデンからなる発熱抵抗体層13を形成する。
Next, after forming a molybdenum film on the main surface of the
(サーマルヘッドの駆動方法)
次に、本発明の第1の実施の形態に係るサーマルヘッド11に適用可能な駆動方法の一例について説明する。本発明の実施の形態で記述する「サーマルヘッドの駆動方法」は、例えば、図2に示すような構成によって実現されるものである。いま、サーマルヘッド11の構成として、長尺状の発熱抵抗体層13に対し合計n個(1〜n)の電極14が設けられているものとする。各々の電極14につながる配線は、駆動部20に引き込まれている。
(Thermal head drive method)
Next, an example of a driving method applicable to the
駆動部20は、発熱抵抗体層13に導通する2つの電極(14,14)間に電圧を印加により、発熱抵抗体層13を発熱させるように駆動するものである。その際、駆動部20は、発熱抵抗体層13の長手方向の異なる位置に設けられた2つの電極14を1つの組として、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加するように駆動する。駆動部20は、電源回路部21とスイッチング回路部22とを備えている。電源回路部21は、サーマルヘッド11を駆動するための電源を供給するものである。スイッチング回路部22は、電源回路部21から供給される電源を用いて、予め設定された駆動方法(後述)に基づくスイッチング動作により、n個の電極14に選択的に電圧を印加するものである。電源回路部21が供給する電源は直流電源であっても交流電源であってもよいが、ここでは一例として直流電源を供給するものとする。また、図2においては、簡単のため発熱抵抗体層13を1つしか表示していないが、発熱抵抗体層13は、所望する転写材料の転写パターンに応じて複数設けられるものである。
The drive unit 20 drives the
転写材料は、サーマルヘッド11を駆動するにあたって、発熱抵抗体層13に近接(又は接触)して配置されるものである。転写材料は、加熱により昇華して、図示しない被転写部に転写される。転写材料は、発熱抵抗体層13の発熱によって加熱されたときに昇華する材料であれば、どのような材料であってもよい。
When the
次に、図2に示す構成を用いて実現されるサーマルヘッド11の具体的な駆動方法について説明する。まず、図3(A),(B)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向に並ぶ3つの電極14を、第1電極14−1、第2電極14−2及び第3電極14−3と区別する。第1電極14−1及び第3電極14−3は、発熱抵抗体層13の長手方向の両端部に配置されたもので、第2電極14−2は、発熱抵抗体層13の長手方向の中間部に配置されたものである。
Next, a specific driving method of the
そうした場合、第1電極14−1と第2電極14−2を1つの組として、これら2つの電極間に電圧を印加すると、第1電極14−1と第2電極14−2の間で発熱抵抗体層13に電流が流れる。このとき、例えば、第2電極14−2が形成されている部分では、第2電極14−2と発熱抵抗体層13との電気的な接続が、絶縁層15を外れたところでなされている。このため、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域で、かつそれらの間に絶縁層15が介在する領域では、シート抵抗が相対的に低い電極14には電流が流れず、シート抵抗が相対的に高い発熱抵抗体層13に電流が流れる。こうした現象は、第1電極14−1が形成されている部分でも同様に発生する。このため、図3(A)に示すように、第1電極14−1と第2電極14−2の間に電圧を印加した場合は、発熱抵抗体層13の長手方向において、図中Lh1の範囲で発熱抵抗体層13に電流が流れる。発熱抵抗体層13に電流が流れるとジュール熱が発生する。したがって、図中Lh1の範囲で発熱抵抗体層13が発熱することになる。
In such a case, when the first electrode 14-1 and the second electrode 14-2 are taken as one set and a voltage is applied between the two electrodes, heat is generated between the first electrode 14-1 and the second electrode 14-2. A current flows through the
これに対して、第2電極14−2と第3電極14−3を1つの組として、これら2つの電極間に電圧を印加すると、第2電極14−2と第3電極14−3の間で発熱抵抗体層13に電流が流れる。そして、第3電極14−3が形成されている部分では、前述した第2電極14−2が形成されている部分と同様の現象が発生する。このため、図3(B)に示すように、第2電極14−2と第3電極14−3の間に電圧を印加した場合は、発熱抵抗体層13の長手方向において、図中Lh2の範囲で発熱抵抗体層13に電流が流れる。したがって、図中Lh2の範囲で発熱抵抗体層13が発熱することになる。
On the other hand, when a voltage is applied between the two electrodes 14-2 and the third electrode 14-3 as a set, the gap between the second electrode 14-2 and the third electrode 14-3. Thus, a current flows through the
実際にサーマルヘッド11を駆動する場合は、第1電極14−1と第2電極14−2の間に電圧を印加する期間と、第2電極14−2と第3電極14−3の間に電圧を印加する期間を、時間軸上でタイミングをずらして設定する。そして、第1の駆動期間では、第1電極14−1と第2電極14−2の間に電圧を印加し、第2の駆動期間では、第2電極14−2と第3電極14−3の間に電圧を印加する。また、これと逆に、第1の駆動期間では、第2電極14−2と第3電極14−3の間に電圧を印加し、第2の駆動期間では、第1電極14−1と第2電極14−2の間に電圧を印加してもよい。
When the
これにより、第1の駆動期間と第2の駆動期間を合わせると、発熱抵抗体層13の長手方向では、各々の駆動期間で発熱抵抗体層13が発熱する範囲が相互につながることになる。このため、第1の駆動期間と第2の駆動期間に分けて駆動しても、第1電極14−1から第2電極14−2を経由して第3電極14−3に至る範囲で、発熱抵抗体層13が通電によるジュール熱で発熱する。また、発熱抵抗体層13は自身の長手方向で複数の領域に分割され、当該分割された各々の領域に、各組に属する2つの電極14を用いて、個別に電圧が印加される。このため、長尺状の発熱抵抗体層13を従来のように1回の電圧の印加(通電)により一括して発熱させる場合に比較して、予め設定された温度(以下、「規定の温度」とも記す)まで発熱抵抗体層13を発熱させるために必要な電圧が低くなる。したがって、単位面積当たり同一の発熱量を得るための最大電圧を抑制することができる。その結果、長尺状に形成された発熱抵抗体層13を発熱させて転写材料を昇華させる場合に、従来よりも電極間に印加する電圧を低く抑えながら、発熱抵抗体層13の長手方向にわたって転写材料を昇華させることができる。
Thus, when the first driving period and the second driving period are combined, in the longitudinal direction of the
また、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域では、絶縁層15の介在によって電極14と電気的に分離された発熱抵抗体層13に電流が流れる。このため、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域であっても、発熱抵抗体層13を規定の温度まで発熱させることができる。したがって、発熱抵抗体層13の長手方向で転写材料をシームレスに昇華させることができる。その結果、発熱抵抗体層13の発熱によって昇華させた転写材料を、連続したライン状のパターンで被転写部に転写(熱転写)することが可能となる。
In the region where the
ちなみに、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域で、仮に、絶縁層15を介在させずに、発熱抵抗体層13と電極14を直に接触させた場合は、シート抵抗が相対的に小さい電極14に電流が流れ、シート抵抗が相対的に大きい発熱抵抗体層13には電流がほとんど流れない。このため、発熱抵抗体層13の長手方向において、電極14と重なり合う部分では発熱抵抗体層13の発熱量が非常に小さくなり、実質的に発熱する範囲が狭くなる。
Incidentally, in the region where the
したがって、絶縁層15が介在しない構成では、第1の駆動期間と第2の駆動期間に分けて、第1電極14−1と第2電極14−2の間、及び、第2電極14−2と第3電極14−3の間に、それぞれ電圧を印加した場合に、第2電極14−2と重なり合う部分では発熱抵抗体層13が規定の温度まで発熱しない。このため、発熱抵抗体層13の長手方向で転写材料をシームレスに昇華させることができなくなる。
Therefore, in the configuration in which the insulating
<第2の実施の形態>
(サーマルヘッドの構造)
図4は本発明の第2の実施の形態に係るサーマルヘッドの主要部の構成を示すもので、(A)は平面図、(B)は(A)のx1−x1断面図、(C)は(A)のy1−y1断面図、(D)は(A)のy2−y2断面図である。なお、本発明の第2の実施の形態においては、上記第1の実施の形態で挙げた構成部分と同様の部分に同じ符号を付して説明する。サーマルヘッド11は、基板12と、発熱抵抗体層13と、複数の電極14と、絶縁層15とを備えた構成となっている。
<Second Embodiment>
(Structure of thermal head)
4A and 4B show the configuration of the main part of the thermal head according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view, FIG. 4B is a sectional view taken along line x1-x1 in FIG. (Y) sectional view of y1-y1 of (A), (D) is a y2-y2 sectional view of (A). Note that, in the second embodiment of the present invention, the same reference numerals are given to the same components as those described in the first embodiment. The
基板12は、絶縁性の基板であって、例えば、ガラス基板を用いて構成されている。基板12は、平面視長方形の平板状に形成されている。基板12は導通部16を一体に有している。導通部16は、基板12に埋め込まれた状態で設けられている。導通部16は、電極14の数に合わせて4つ設けられている。4つの導通部16は、発熱抵抗体層13の長手方向に均等な間隔を隔てて設けられている。各々の導通部16は、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域内に、基板12を貫通する状態で設けられている。基板12の厚み方向において、導通部16の一方は基板12の一方の主面に露出し、導通部16の他方は基板12の他方の主面に露出している。各々の導通部16は、例えば、基板12に貫通孔を設け、この貫通孔を例えばモリブデンなどの導電性材料で埋め込むことにより基板12に設けられている。基板12に設けられた貫通孔を導電性材料で埋め込む方法としては、例えば、めっき法、蒸着法などの手法を用いることが可能である。
The board |
発熱抵抗体層13は、基板12の一方の主面上に長尺状に形成されている。発熱抵抗体層13は、例えば、モリブデンなどの金属材料によって形成されるものである。発熱抵抗体層13は、電気的に所望の抵抗値となるように、例えば、厚さが数十nmの薄膜状に形成されている。発熱抵抗体層13は、一方向に帯状に延在する状態で長尺状に形成されている。発熱抵抗体層13の数は1つに限らず、必要に応じて複数形成されるものである。
The
発熱抵抗体層13の長手方向には4箇所にわたってコンタクト部17が設けられている。コンタクト部17は、発熱抵抗体層13の一部として形成してもよいし、発熱抵抗体層13とは別に形成してもよい。コンタクト部17を発熱抵抗体層13の一部として形成する場合は、発熱抵抗体層13とコンタクト部17が同じ材料(例えば、モリブデンなど)で形成されることになる。コンタクト部17は、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域に、絶縁層15を貫通する状態で設けられている。前述した導通部16は、基板12の一方の主面側において、コンタクト部17に物理的に接触することにより、当該コンタクト部17に導通する状態で設けられている。
Four
電極14は、1つの発熱抵抗体層13につき4つ設けられている。電極14の個数は、必要に応じて増やすことができるが、ここでは簡単のため1つの発熱抵抗体層13に対して4つの電極14を設けている。電極14は、例えば、アルミニウムなどの電極材料によって形成されるものである。電極14と発熱抵抗体層13のシート抵抗の関係は、上記第1の実施の形態と同様である。4つの電極14は、発熱抵抗体層13の長手方向に均一な距離を隔てて配置されている。具体的には、発熱抵抗体層13の長手方向の両端部付近に1つずつ電極14が設けられるとともに、発熱抵抗体層13の長手方向の中間部から左右均等な位置に1つずつ電極14が設けられている。
Four
上記4つの電極14は、基板12の発熱抵抗体層13が形成されている側とは反対側の面に、導通部16に導通する状態で設けられている。すなわち、発熱抵抗体層13は、基板12の一方の主面側に設けられ、4つの電極14は、基板12の他方の主面側に設けられている。つまり、発熱抵抗体層13と電極14は、基板12の表裏面に裏表の位置関係で設けられている。このような位置関係で発熱抵抗体層13と電極14を形成した場合は、基板12の一方の主面上に発熱抵抗体層13と電極14をまとめて形成する場合に比べて、それらの占有面積を削減することができる。このため、サーマルヘッドの小型化を図ることが可能となる。
The four
電極14は、基板12の他方の主面側において、導通部16に物理的に接触することにより、当該導通部16に導通する状態で設けられている。また、基板12を平面的にみて、電極14が形成されている部分では、基板12の厚み方向に、電極14、基板12の導通部16、コンタクト部17及び発熱抵抗体層13が順に積層されている。このため、電極14は、導通部16及びコンタクト部17を介して、発熱抵抗体層13に電気的に接続されている。
The
絶縁層15は、コンタクト部17が形成されている部分を除いて、基板12の厚み方向で発熱抵抗体層13と電極14の間に介在する状態で形成されている。絶縁層15は、基板12の一方の主面上、当該主面に接触する状態で形成されている。絶縁層15は、平面的にみて発熱抵抗体層13と重なり合うように長尺状に形成されている。また、基板12の一方の主面には、絶縁層15を介して発熱抵抗体層13が積層されている。ただし、コンタクト部17が形成されている部分には、絶縁層15が発熱抵抗体層13の長手方向で途切れている。
The insulating
(サーマルヘッドの製造方法)
次に、本発明の第2の実施の形態に係るサーマルヘッド11の製造方法の一例について説明する。
(Method for manufacturing thermal head)
Next, an example of a method for manufacturing the
まず、導通部16が設けられた状態の基板12を用意して、当該基板12の一方の主面に、導通部16の露出部分を覆う状態で、窒化シリコンの膜をCVD法によって形成する。次に、窒化シリコンの膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法によりパターニングすることにより、窒化シリコンからなる絶縁層15を形成する。このとき、コンタクト部17が形成される部分(導通部16の形成領域内)で絶縁層15を途切れさせておく。
First, the
次に、基板12の一方の主面上に絶縁層15を覆う状態でモリブデンの膜をスパッタリング法により形成した後、当該モリブデンの膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法によりパターニングすることにより、モリブデンからなる発熱抵抗体層13を形成する。このとき、絶縁層15の途切れ部分にもモリブデンを付着させることにより、発熱抵抗体層13と一体にコンタクト部17を形成する。
Next, a molybdenum film is formed by sputtering on one main surface of the
なお、コンタクト部17を発熱抵抗体層13と別に形成する場合は、前述したように窒化シリコンの膜をCVD法によって形成した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により、コンタクト部17の形成部位に対応して窒化シリコンの膜に貫通孔を形成する。次に、その貫通孔を埋め込むように、例えば、蒸着法により窒化シリコンの膜を覆う状態で金属膜を形成した後、余分な金属材料をCMP法等により除去することにより、コンタクト部17を形成する。次に、窒化シリコンの膜を、コンタクト部17を残すように、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によりパターニングすることにより、窒化シリコンからなる絶縁層15を形成する。
When the
次に、基板12の他方の主面上に、導通部16の露出部分を覆う状態で、例えば蒸着法によってアルミニウムの膜を形成した後、当該アルミニウムの膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法によりパターニングすることにより、アルミニウムからなる複数の電極14を形成する。なお、電極14の形成は、発熱抵抗体層13、絶縁層15及びコンタクト部17を形成する前に行なってもよい。
Next, an aluminum film is formed on the other main surface of the
(サーマルヘッドの駆動方法)
次に、本発明の第2の実施の形態に係るサーマルヘッド11に適用可能な駆動方法の一例について説明する。ここで記述する駆動方法は、上記第1の実施の形態と同様に、上記図2に示す構成を用いて実現されるものである。
(Thermal head drive method)
Next, an example of a driving method applicable to the
まず、図5(A)〜(D)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向に並ぶ4つの電極14を、第1電極14−1、第2電極14−2及び第3電極14−3と第4電極14−4と区別する。第1電極14−1及び第4電極14−3は、発熱抵抗体層13の長手方向の両端部に配置されたもので、第2電極14−2及び第3電極14−3は、第1電極14−1及び第4電極14−3よりも発熱抵抗体層13の長手方向の内側に配置されたものである。
First, as shown in FIGS. 5A to 5D, four
そうした場合、第1電極14−1と第3電極14−3を1つの組として、これら2つの電極間に電圧を印加すると、第1電極14−1と第3電極14−3の間で発熱抵抗体層13に電流が流れる。このとき、例えば、第3電極14−3が形成されている部分では、第3電極14−3と発熱抵抗体層13との電気的な接続が、導通部16及びコンタクト部17を介してなされている。このため、コンタクト部17が形成されている部分を含めて発熱抵抗体層13に電流が流れる。この現像は、第1電極14−1が形成されている部分でも同様に発生する。このため、図5(A),(B)に示すように、第1電極14−1と第3電極14−3の間に電圧を印加した場合は、発熱抵抗体層13の長手方向において、コンタクト部17の形成部位を含めて図中Lh1の範囲で発熱抵抗体層13に電流が流れる。発熱抵抗体層13に電流が流れるとジュール熱が発生する。したがって、図中Lh1の範囲で発熱抵抗体層13が発熱することになる。
In such a case, when the first electrode 14-1 and the third electrode 14-3 are combined into one set and a voltage is applied between the two electrodes, heat is generated between the first electrode 14-1 and the third electrode 14-3. A current flows through the
これに対して、第2電極14−2と第4電極14−4を1つの組として、これら2つの電極間に電圧を印加すると、第2電極14−2と第4電極14−4の間で発熱抵抗体層13に電流が流れる。そして、第2電極14−2が形成されている部分と第4電極14−4が形成されている部分では、前述した第3電極14−3が形成されている部分と同様の現象が発生する。このため、図5(C),(D)に示すように、第2電極14−2と第4電極14−4の間に電圧を印加した場合は、発熱抵抗体層13の長手方向において、コンタクト部17の形成部位を含めて図中Lh2の範囲で発熱抵抗体層13に電流が流れる。したがって、図中Lh2の範囲で発熱抵抗体層13が発熱することになる。
On the other hand, when a voltage is applied between the two electrodes 14-2 and the fourth electrode 14-4 as a set, the gap between the second electrode 14-2 and the fourth electrode 14-4. Thus, a current flows through the
実際にサーマルヘッド11を駆動する場合は、第1電極14−1と第3電極14−3の間に電圧を印加する期間と、第2電極14−2と第4電極14−4の間に電圧を印加する期間とを、時間軸上でタイミングをずらして設定する。そして、第1の駆動期間では、第1電極14−1と第3電極14−3の間に電圧を印加し、第2の駆動期間では、第2電極14−2と第4電極14−4の間に電圧を印加する。また、これと反対に、第1の駆動期間では、第2電極14−2と第4電極14−4の間に電圧を印加し、第2の駆動期間では、第1電極14−1と第3電極14−3の間に電圧を印加してもよい。
When the
これにより、第1の駆動期間と第2の駆動期間を合わせると、発熱抵抗体層13の長手方向では、各々の駆動期間で発熱抵抗体層13が発熱する範囲が相互に重なり合うことになる。すなわち、発熱抵抗体層13の長手方向において、第2電極14−2と第3電極14−3との間の区間は、第1の駆動期間と第2の駆動期間の両方で共通に発熱する区間となる。このため、第1の駆動期間と第2の駆動期間に分けて駆動しても、第1電極14−1から第2電極14−2及び第3電極14−3を経由して第4電極14−4に至る範囲で、発熱抵抗体層13が通電によるジュール熱で発熱する。また、発熱抵抗体層13は自身の長手方向で複数の領域に分割され、当該分割された各々の領域、各組に属する2つの電極14を用いて、個別に電圧が印加される。このため、長尺状の発熱抵抗体層13を従来のように1回の電圧の印加(通電)により一括して発熱させる場合に比較して、規定の温度まで発熱抵抗体層13を発熱させるために必要な電圧が低くなる。したがって、単位面積当たり同一の発熱量を得るための最大電圧を抑制することができる。その結果、長尺状に形成された発熱抵抗体層13を発熱させて転写材料を昇華させる場合に、従来よりも電極間に印加する電圧を低く抑えながら、発熱抵抗体層13の長手方向にわたって転写材料を昇華させることが可能となる。
As a result, when the first driving period and the second driving period are combined, in the longitudinal direction of the
また、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域では、電極14に導通するコンタクト部17を通して発熱抵抗体層13に電流が流れる。このため、発熱抵抗体層13と電極14とが重なり合う領域であっても、発熱抵抗体層13を発熱させることができる。したがって、発熱抵抗体層13の長手方向で転写材料をシームレスに昇華させることができる。その結果、発熱抵抗体層13の発熱によって昇華させた転写材料を、連続したライン状のパターンで被転写部に転写(熱転写)することが可能となる。
In the region where the
本発明の実施の形態に係るサーマルヘッドの駆動方法は、前述した駆動方法の一例を含めて、主に2つの方法がある。一つは、発熱抵抗体層の長手方向で隣り合う2つの電極を1つの組として、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する方法(以下、「第1の駆動方法」)である。もう一つは、発熱抵抗体層の長手方向で隣り合う3つの電極のうちの両側の電極を1つの組として、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する方法(以下、「第2の駆動方法」)である。 There are mainly two methods for driving the thermal head according to the embodiment of the present invention, including the example of the driving method described above. One is a method in which two electrodes adjacent to each other in the longitudinal direction of the heating resistor layer are taken as one set, and a voltage is individually applied between the two electrodes for each set (hereinafter referred to as “first driving method”). It is. The other is a method in which electrodes on both sides of the three electrodes adjacent in the longitudinal direction of the heating resistor layer are set as one set, and a voltage is individually applied between the two electrodes for each set (hereinafter, “ Second driving method ").
第1の駆動方法は、長尺状に形成された1つの発熱抵抗体層につき、発熱抵抗体層の長手方向に3個以上の電極が設けられている場合に適用可能である。第2の駆動方法は、長尺状に形成された1つの発熱抵抗体層につき、発熱抵抗体層の長手方向に4個以上の電極が設けられている場合に適用可能である。また、第1の駆動方法は、1つの発熱抵抗体層13に3つ以上の電極14が設けられていれば、上記図1及び図4に示す構成のサーマルヘッド11の両方に適用可能である。同様に、第2の駆動方法は、1つの発熱抵抗体層13に4つ以上の電極14が設けられていれば、上記図1及び図4に示す構成のサーマルヘッド11の両方に適用可能である。
The first driving method is applicable when three or more electrodes are provided in the longitudinal direction of the heating resistor layer for one heating resistor layer formed in a long shape. The second driving method is applicable when four or more electrodes are provided in the longitudinal direction of the heating resistor layer for one heating resistor layer formed in a long shape. The first driving method can be applied to both the
ここでは一例として、図6に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向に均等な間隔を隔てて合計7つの電極14が形成されている場合を想定する。7つの電極14は、発熱抵抗体層13の長手方向の一端(図の左端)から他端(図の右端)に向かって1番目から7番目まで順に並んでいる。このため、発熱抵抗体層13の長手方向の一端側から数えて、1番目の電極14、2番目の電極14、3番目の電極14、4番目の電極14、5番目の電極14、6番目の電極14、7番目の電極14と区別する。
Here, as an example, as shown in FIG. 6, it is assumed that a total of seven
(第1の駆動方法)
第1の駆動方法においては、電圧を印加する対象となる2つの電極の組み合わせを変えた第1の駆動条件と第2の駆動条件を適用して、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する。
(First driving method)
In the first driving method, by applying the first driving condition and the second driving condition in which the combination of two electrodes to which a voltage is applied is changed, each pair is individually connected between the two electrodes. Apply voltage.
第1の駆動条件では、発熱抵抗体層13の一端側から数えて、奇数番目の電極と、当該奇数番目の電極に隣り合いかつ当該奇数番目の電極よりも発熱抵抗体層の長手方向の他端側に配置された偶数番目の電極と、を1つの組とする。第2の駆動条件では、発熱抵抗体層13の長手方向の一端側から数えて、偶数番目の電極と、当該偶数番目の電極に隣り合いかつ当該偶数番目の電極よりも発熱抵抗体層の長手方向の他端側に配置された奇数番目の電極と、を1つの組とする。
Under the first driving condition, counting from the one end side of the
前述した7つの電極14に当てはめて考えると、第1の駆動条件では、図7(A)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向の一端側から数えて、1番目の電極14と2番目の電極14、3番目の電極14と4番目の電極14、5番目の電極14と6番目の電極14を、それぞれ1つの組とする。また、第2の駆動条件では、図7(B)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向の一端側から数えて、2番目の電極14と3番目の電極14、4番目の電極14と5番目の電極14、6番目の電極14と7番目の電極14を、それぞれ1つの組とする。
When applied to the seven
そして、複数の駆動期間に分けて、各組に属する2つの電極間に電圧を印加する。例えば、第1の駆動期間では、図8(A)に示すように、第1の駆動条件で1つの組とした、1番目の電極14と2番目の電極14の間、3番目の電極14と4番目の電極14の間、5番目の電極14と6番目の電極14の間に、それぞれ個別に電圧を印加する。また、第1の駆動期間では、1番目の電極14と2番目の電極14の間、3番目の電極14と4番目の電極14の間、5番目の電極14と6番目の電極14の間に、それぞれ同時に電圧を印加する。
Then, a voltage is applied between two electrodes belonging to each set in a plurality of driving periods. For example, in the first driving period, as shown in FIG. 8A, the
次に、第2の駆動期間では、図8(B)に示すように、第2の駆動条件で1つの組とした、2番目の電極14と3番目の電極14の間、4番目の電極14と5番目の電極14の間、6番目の電極14と7番目の電極14の間に、それぞれ個別に電圧を印加する。また、第2の駆動期間では、2番目の電極14と3番目の電極14の間、4番目の電極14と5番目の電極14の間、6番目の電極14と7番目の電極14の間に、それぞれ同時に電圧を印加する。
Next, in the second driving period, as shown in FIG. 8B, the fourth electrode is formed between the
これにより、例えば上記第1の実施の形態に係るサーマルヘッド11の基本構成を例にとると、第1の駆動期間では、図9(A)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、1番目の電極14と2番目の電極14の間、3番目の電極14と4番目の電極14の間、5番目の電極14と6番目の電極14の間で、それぞれ、一方の電極から他方の電極に至る範囲内で発熱抵抗体層13が発熱する。また、第2の駆動期間では、図9(B)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、2番目の電極14と3番目の電極14の間、4番目の電極14と5番目の電極14の間、6番目の電極14と7番目の電極14の間で、それぞれ、一方の電極から他方の電極に至る範囲内で発熱抵抗体層13が発熱する。
Thus, for example, taking the basic configuration of the
また、上記とは逆に、第1の駆動期間では、第2の駆動条件で1つの組とした、2番目の電極14と3番目の電極14の間、4番目の電極14と5番目の電極14の間、6番目の電極14と7番目の電極14の間に、それぞれ個別にかつ同時に電圧を印加し、第2の駆動期間では、第1の駆動条件で1つの組とした、1番目の電極14と2番目の電極14の間、3番目の電極14と4番目の電極14の間、5番目の電極14と6番目の電極14の間に、それぞれ個別にかつ同時に電圧を印加してもよい。
Contrary to the above, in the first driving period, the
このようにサーマルヘッド11を駆動する場合は、2回の駆動期間で、すべての組の電極間に電圧を印加することが可能となる。ただし、本発明はこれに限らず、例えば、次のような手順で電圧を印加してもよい。
When the
すなわち、第1の駆動期間では、図10(A)に示すように、第1の駆動条件で1つの組とした1番目の電極14と2番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第2の駆動期間では、図10(B)に示すように、第2の駆動条件で1つの組とした2番目の電極14と3番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第3の駆動期間では、図10(C)に示すように、第1の駆動条件で1つの組とした3番目の電極14と4番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第4の駆動期間では、図10(D)に示すように、第2の駆動条件で1つの組とした4番目の電極14と5番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第5の駆動期間では、図10(E)に示すように、第1の駆動条件で1つの組とした5番目の電極14と6番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第6の駆動期間では、図10(F)に示すように、第2の駆動条件で1つの組とした6番目の電極14と7番目の電極14の間に電圧を印加する。つまり、1回の駆動期間ごとに1組ずつ電圧を印加する。
That is, in the first driving period, as shown in FIG. 10A, a voltage is applied between the
これにより、例えば上記第1の実施の形態に係るサーマルヘッド11の基本構成を例にとると、第1の駆動期間では、図11(A)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、1番目の電極14と2番目の電極14の間の範囲内で、発熱抵抗体層13が発熱する。まだ、第2の駆動期間では、図11(B)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、2番目の電極14と3番目の電極14の間の範囲内で、発熱抵抗体層13が発熱する。以降の駆動期間でも、同様に発熱抵抗体層13が発熱する。そして、第6の駆動期間では、図11(C)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、6番目の電極14と7番目の電極14の間の範囲内で、発熱抵抗体層13が発熱する。
Thus, for example, taking the basic configuration of the
なお、ここでは一例として、発熱抵抗体層13の一端側から他端側に向かって、電圧印加の対象となる2つの電極14の位置を順に遷移させるようにしているが、電圧を印加する順番は任意に変更可能である。例えば、第1の駆動期間で、1番目の電極14と2番目の電極14の間に電圧を印加し、次の第2の駆動期間で、5番目の電極14と6番目の電極14の間に電圧を印加し、次の第3の駆動期間で、2番目の電極14と3番目の電極14の間に電圧を印加し、…といった具合に、任意に変更可能である。
Here, as an example, the positions of the two
第1の駆動方法を適用してサーマルヘッド11を駆動した場合は、ある組に属する2つの電極間の範囲で発熱する発熱抵抗体層13の発熱範囲と、それと別の組に属する2つの電極間の範囲で発熱する発熱抵抗体層13の発熱範囲を、発熱抵抗体層13の長手方向で相互につなぎあわせることが可能となる。また、単位面積当たり同一の発熱量を得るための最大電圧を最小限に抑えることが可能となる。
When the
また、第1の駆動条件で電圧が印加される2つの電極間で発熱する発熱抵抗体層13の発熱範囲と、第2の駆動条件で電圧が印加される2つの電極間で発熱する発熱抵抗体層13の発熱範囲を、発熱抵抗体層13の長さ方向で相互につなぎあわせることが可能となる。このため、発熱抵抗体層13が発熱する範囲を相互につなぎあわせた状態で、発熱抵抗体層13を長手方向にわたって発熱させることができる。
Further, the heating range of the
(第2の駆動方法)
第2の駆動方法においても、上記第1の駆動方法と同様に、電圧を印加する対象となる2つの電極の組み合わせを変えた第1の駆動条件と第2の駆動条件を適用して、各組ごとに2つの電極間に電圧を印加する。ただし、電圧を印加する対象となる電極の組み合わせ方式が、第1の駆動方法とは異なる。
(Second driving method)
In the second driving method, similarly to the first driving method, each of the first driving condition and the second driving condition in which the combination of two electrodes to which a voltage is applied is changed is applied. A voltage is applied between two electrodes for each set. However, the combination method of the electrodes to which the voltage is applied is different from the first driving method.
すなわち、第1の駆動条件では、発熱抵抗体層13の一端側から数えて、奇数番目の電極と、当該奇数番目の電極との間に偶数番目の電極を挟んで当該偶数番目の電極に隣り合いかつ当該偶数番目の電極よりも発熱抵抗体層の長手方向の他端側に配置された奇数番目の電極と、を1つの組とする。第2の駆動条件では、発熱抵抗体層13の長手方向の一端側から数えて、偶数番目の電極と、当該偶数番目の電極との間に奇数番目の電極を挟んで当該奇数番目の電極に隣り合いかつ当該奇数番目の電極よりも発熱抵抗体層の長手方向の他端側に配置された偶数番目の電極と、を1つの組とする。
In other words, under the first driving condition, the even-numbered electrode is sandwiched between the odd-numbered electrode and the odd-numbered electrode, counting from one end side of the
前述した7つの電極14に当てはめて考えると、第1の駆動条件では、図12(A)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向の一端側から数えて、1番目の電極14と3番目の電極14、3番目の電極14と5番目の電極14、5番目の電極14と7番目の電極14を、それぞれ1つの組とする。また、第2の駆動条件では、図12(B)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向の一端側から数えて、2番目の電極14と4番目の電極14、4番目の電極14と6番目の電極14を、それぞれ1つの組とする。
When applied to the seven
そして、複数の駆動期間に分けて、各組に属する2つの電極間に電圧を印加する。例えば、第1の駆動期間では、図13(A)に示すように、第1の駆動条件で1つの組とした1番目の電極14と3番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第2の駆動期間では、図13(B)に示すように、第2の駆動条件で1つの組とした2番目の電極14と4番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第3の駆動期間では、図13(C)に示すように、第1の駆動条件で1つの組とした3番目の電極14と5番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第4の駆動期間では、図13(D)に示すように、第2の駆動条件で1つの組とした4番目の電極14と6番目の電極14の間に電圧を印加する。次に、第5の駆動期間では、図13(E)に示すように、第1の駆動条件で1つの組とした5番目の電極14と7番目の電極14の間に電圧を印加する。
Then, a voltage is applied between two electrodes belonging to each set in a plurality of driving periods. For example, in the first driving period, as shown in FIG. 13A, a voltage is applied between the
これにより、例えば上記第1の実施の形態に係るサーマルヘッド11の基本構成を例にとると、第1の駆動期間では、図14(A)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、1番目の電極14と3番目の電極14の間の範囲内で、発熱抵抗体層13が発熱する。また、第2の駆動期間では、図14(B)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、2番目の電極14と4番目の電極14の間の範囲内で、発熱抵抗体層13が発熱する。まだ、第3の駆動期間では、図14(C)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、3番目の電極14と5番目の電極14の間の範囲内で、発熱抵抗体層13が発熱する。
Thus, for example, taking the basic configuration of the
また、第4の駆動期間では、図15(A)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、4番目の電極14と6番目の電極14の間の範囲内で、発熱抵抗体層13が発熱する。また、第5の駆動期間では、図15(B)に示すように、発熱抵抗体層13の長手方向において、5番目の電極14と7番目の電極14の間の範囲内で、発熱抵抗体層13が発熱する。
Further, in the fourth drive period, as shown in FIG. 15A, the heating resistor is within the range between the
このようにサーマルヘッド11を駆動すれば、今回の駆動期間で発熱抵抗体層13の発熱する範囲と、次回の駆動期間で発熱抵抗体層13の発熱する範囲とが、発熱抵抗体層13の長手方向で隣り合う位置関係で相互に重なり合うことになる。例えば、今回の駆動期間が第2の駆動期間で、次回の駆動期間が第3の駆動期間であると仮定すると、上記図14(B),(C)に示すように、第2の駆動期間で発熱抵抗体層13が発熱する範囲と、第3の駆動期間で発熱抵抗体層13が発熱する範囲とが、部分的に重なり合うことになる。こうした発熱範囲の部分的な重なりは、第1の駆動期間から第2の駆動期間に遷移する場合や、第3の駆動期間から第4の駆動期間に遷移する場合、さらには第4の駆動期間から第5の駆動期間に遷移する場合にも、同様に生じる。
If the
このため、発熱抵抗体層13の発熱範囲を相互に重ね合わせるように、複数の駆動期間にわけてサーマルヘッド11を駆動することができる。また、発熱抵抗体層13の発熱範囲が各々の駆動期間で相互に重なり合うようにサーマルヘッド11を駆動することにより、発熱抵抗体層13を発熱させて転写材料を昇華させる場合に、発熱抵抗体層13の長手方向にわたって転写材料を残らず確実に昇華させることができる。さらに、今回の駆動期間で発熱させた発熱抵抗体層13の発熱量を、次回の駆動期間に有効に利用することができる。
For this reason, the
ただし、電圧を印加する順番は、上記の順番に限らず、任意に変更可能である。例えば、第1の駆動期間では、1番目の電極14と3番目の電極14の間に電圧を印加し、第2の駆動期間では、3番目の電極14と5番目の電極14の間に電圧を印加し、第3の駆動期間では、5番目の電極14と7番目の電極14の間に電圧を印加する。さらに、第4の駆動期間では、2番目の電極14と4番目の電極14の間に電圧を印加し、第5の駆動期間では、4番目の電極14と6番目の電極14の間に電圧を印加する、といった具合に変更可能である。
However, the order in which the voltages are applied is not limited to the above order, and can be arbitrarily changed. For example, a voltage is applied between the
また、1つの駆動期間では、1番目の電極14と3番目の電極14の間、及び、5番目の電極14と7番目の電極14の間に、それぞれ同時に電圧を印加することが可能である。さらに、1つの駆動期間では、1番目の電極14と3番目の電極14の間、及び、2番目の電極14と4番目の電極14の間に、それぞれ同時に電圧を印加することが可能である。また、これ以外の組み合わせでも、電圧を印加する対象となる電極14の位置が異なる組同士であれば、同時に電圧を印加することが可能である。
In one driving period, a voltage can be applied simultaneously between the
第2の駆動方法を適用してサーマルヘッド11を駆動した場合は、ある組に属する2つの電極間の範囲で発熱する発熱抵抗体層13の発熱範囲と、それと別の組に属する2つの電極間の範囲で発熱する発熱抵抗体層13の発熱範囲を、発熱抵抗体層13の長手方向で相互に重ね合わせることが可能となる。
When the
また、第1の駆動条件で電圧が印加される2つの電極間で発熱する発熱抵抗体層13の発熱範囲と、第2の駆動条件で電圧が印加される2つの電極間で発熱する発熱抵抗体層13の発熱範囲を、発熱抵抗体層13の長手方向で相互に重ね合わせることが可能となる。このため、発熱抵抗体層13が発熱する範囲を相互に重ね合わせた状態で、発熱抵抗体層13を長手方向にわたって発熱させることができる。
Further, the heating range of the
なお、上記図9、図11、図14、図15においては、上記第1の実施の形態で採用したサーマルヘッド11の基本構成を例に挙げて、発熱抵抗体層13の発熱範囲を模式的に示したが、第2の実施の形態で採用したサーマルヘッド11の基本構成でも同様の範囲で発熱抵抗体層13が発熱することは言うまでもない。
9, 11, 14, and 15, the basic structure of the
11…サーマルヘッド、12…基板、13…発熱抵抗体層、14…電極、15…絶縁層、16…導通部、17…コンタクト部、20…駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基板上に長尺状に形成された発熱抵抗体層と、
前記発熱抵抗体層に電気的に接続する状態で、前記発熱抵抗体層の長手方向に互いに距離を隔てて設けられたn個(nは3以上の自然数)の電極と、
前記n個の電極に対して、前記発熱抵抗体層の長手方向の異なる位置に設けられた2つの電極を1つの組として、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する駆動手段と
を備えるサーマルヘッド。 An insulating substrate;
A heating resistor layer formed in an elongated shape on the substrate;
N electrodes (n is a natural number of 3 or more) provided at a distance from each other in the longitudinal direction of the heating resistor layer in a state of being electrically connected to the heating resistor layer;
Driving means for individually applying a voltage between the two electrodes for each group, with two electrodes provided at different positions in the longitudinal direction of the heating resistor layer as one set for the n electrodes And thermal head.
請求項1記載のサーマルヘッド。 2. The thermal head according to claim 1, wherein the driving unit applies a voltage between the two electrodes for each set, with two electrodes adjacent in the longitudinal direction of the heating resistor layer as one set.
前記駆動手段は、前記発熱抵抗体層の長手方向で隣り合う3つの電極のうちの両側2つの電極を1つの組として、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する
請求項1記載のサーマルヘッド。 N is 4 or more,
2. The driving means applies two voltages individually between the two electrodes for each set, with two electrodes on both sides of the three electrodes adjacent in the longitudinal direction of the heating resistor layer as one set. The thermal head described.
前記発熱抵抗体層の長手方向の一端から他端に向かって1番目からn番目まで並んだ前記n個の電極のうち、
前記発熱抵抗体層の長手方向の一端側から数えて、奇数番目の電極と、当該奇数番目の電極に隣り合いかつ当該奇数番目の電極よりも前記発熱抵抗体層の長手方向の他端側に配置された偶数番目の電極と、を1つの組とする第1の駆動条件と、
前記発熱抵抗体層の長手方向の一端側から数えて、偶数番目の電極と、当該偶数番目の電極に隣り合いかつ当該偶数番目の電極よりも前記発熱抵抗体層の長手方向の他端側に配置された奇数番目の電極と、を1つの組とする第2の駆動条件と、
を適用して、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する
請求項2記載のサーマルヘッド。 The driving means includes
Among the n electrodes arranged from the first to the nth from one end to the other end in the longitudinal direction of the heating resistor layer,
Counting from one end side in the longitudinal direction of the heating resistor layer, the odd-numbered electrode, adjacent to the odd-numbered electrode, and closer to the other end side in the longitudinal direction of the heating resistor layer than the odd-numbered electrode A first driving condition in which the even-numbered electrodes arranged are set as one set;
Counting from one end side in the longitudinal direction of the heating resistor layer, the even-numbered electrode, adjacent to the even-numbered electrode, and closer to the other end side in the longitudinal direction of the heating resistor layer than the even-numbered electrode A second driving condition in which the arranged odd-numbered electrodes are one set;
The thermal head according to claim 2, wherein a voltage is individually applied between two electrodes for each set.
前記発熱抵抗体層の長手方向の一端から他端に向かって1番目からn番目まで並んだ前記n個の電極のうち、
前記発熱抵抗体層の長手方向の一端側から数えて、奇数番目の電極と、当該奇数番目の電極との間に偶数番目の電極を挟んで当該偶数番目の電極に隣り合いかつ当該偶数番目の電極よりも前記発熱抵抗体層の長手方向の他端側に配置された奇数番目の電極と、を1つの組とする第1の駆動条件と、
前記発熱抵抗体層の長手方向の一端側から数えて、偶数番目の電極と、当該偶数番目の電極との間に奇数番目の電極を挟んで当該奇数番目の電極に隣り合いかつ当該奇数番目の電極よりも前記発熱抵抗体層の長手方向の他端側に配置された偶数番目の電極と、を1つの組とする第2の駆動条件と、
を適用して、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する
請求項3記載のサーマルヘッド。 The driving means includes
Among the n electrodes arranged from the first to the nth from one end to the other end in the longitudinal direction of the heating resistor layer,
Counting from one end side in the longitudinal direction of the heating resistor layer, the even-numbered electrode is sandwiched between the odd-numbered electrode and the odd-numbered electrode, and the even-numbered electrode is adjacent to the even-numbered electrode. A first driving condition in which an odd-numbered electrode disposed on the other end side in the longitudinal direction of the heating resistor layer with respect to the electrode is one set;
Counting from one end side in the longitudinal direction of the heating resistor layer, the odd-numbered electrode is sandwiched between the even-numbered electrode and the even-numbered electrode, and the odd-numbered electrode is adjacent to the odd-numbered electrode. A second driving condition in which an even-numbered electrode disposed on the other end side in the longitudinal direction of the heating resistor layer with respect to the electrode is one set;
The thermal head according to claim 3, wherein a voltage is individually applied between two electrodes for each set.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のサーマルヘッド。 An insulating layer is formed between the heating resistor layer and the electrode in the thickness direction of the substrate at least in a region where the heating resistor layer and the electrode overlap in the longitudinal direction of the heating resistor layer. In addition, a part of the heating resistor layer and a part of the electrode are pulled out in a state of protruding from the insulating layer in a direction intersecting with a longitudinal direction of the heating resistor layer, and the electrode is heated by the leading part. The thermal head according to claim 1, wherein the thermal head is electrically connected to the resistor layer.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のサーマルヘッド。 An insulating layer is formed between the heating resistor layer and the electrode in the thickness direction of the substrate at least in a region where the heating resistor layer and the electrode overlap in the longitudinal direction of the heating resistor layer. The contact part is provided in a state of penetrating the insulating layer, and the electrode is electrically connected to the heating resistor layer through the contact part. Thermal head.
前記電極は、前記基板の前記発熱抵抗体層が形成されている側とは反対側の面に、前記導電部に導通する状態で設けられている
請求項7記載のサーマルヘッド。 The substrate has a conductive portion that penetrates the substrate and is electrically connected to the contact portion in a region where the heating resistor layer and the electrode overlap.
The thermal head according to claim 7, wherein the electrode is provided on the surface of the substrate opposite to the side on which the heating resistor layer is formed in a state of being electrically connected to the conductive portion.
前記n個の電極に対して、前記発熱抵抗体層の長手方向の異なる位置に設けられた2つの電極を1つの組として、各組ごとに2つの電極間に個別に電圧を印加する
サーマルヘッドの駆動方法。 An insulating substrate, a heating resistor layer formed in a long shape on the substrate, and a distance from each other in the longitudinal direction of the heating resistor layer while being electrically connected to the heating resistor layer In driving a thermal head provided with n electrodes (n is a natural number of 3 or more) provided,
A thermal head that individually applies a voltage between two electrodes for each set, with two electrodes provided at different positions in the longitudinal direction of the heating resistor layer as a set for the n electrodes. Driving method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009139911A JP2010284861A (en) | 2009-06-11 | 2009-06-11 | Thermal head, and method for driving the same |
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CN113132570A (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | Imaging module and electronic equipment |
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- 2009-06-11 JP JP2009139911A patent/JP2010284861A/en active Pending
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