JPH0289652A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
- Publication number
- JPH0289652A JPH0289652A JP24104888A JP24104888A JPH0289652A JP H0289652 A JPH0289652 A JP H0289652A JP 24104888 A JP24104888 A JP 24104888A JP 24104888 A JP24104888 A JP 24104888A JP H0289652 A JPH0289652 A JP H0289652A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thermal head
- protective film
- metal layer
- heating resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
- B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ファクシミリ等に適用されるサーマルヘッド
の構造に係わり、特に印画品質の改善に好適な発熱抵抗
体保護膜の構造に関するものである。
の構造に係わり、特に印画品質の改善に好適な発熱抵抗
体保護膜の構造に関するものである。
従来技術におけるサーマルヘッドの構成、％に発熱抵抗
素子部の構造は第６図に示すものが一般的である。この
ヘッドの構造は、スパッタリング。
素子部の構造は第６図に示すものが一般的である。この
ヘッドの構造は、スパッタリング。
蒸着などで薄膜な項次形成しホトリソプロセスによって
作製される薄膜方式の例である。一般的には、アルミナ
基板等の高抵抗基材上にグレーズガラス層が形成された
基板１を使用し、その上に、発熱抵抗層２．配線導体層
３を積層し所望の形状にパターン化する。その後、発熱
抵抗素子部を覆うように保護膜４が形成されている。保
護膜４は一般的には、発熱抵抗素子の抵抗値の経時的な
変化を防止する目的として酸化防止層４１、および記録
面をプラテンロー２５によって圧接され摺動走行する記
録紙６の摩耗に対する耐摩耗層４２を積層したものであ
る。ヘッドは通常、両電極間にパルス状の電圧を印加し
て瞬時に発熱を繰り返す発熱抵抗素子の熱を記録紙６に
与え記録を行なう。
作製される薄膜方式の例である。一般的には、アルミナ
基板等の高抵抗基材上にグレーズガラス層が形成された
基板１を使用し、その上に、発熱抵抗層２．配線導体層
３を積層し所望の形状にパターン化する。その後、発熱
抵抗素子部を覆うように保護膜４が形成されている。保
護膜４は一般的には、発熱抵抗素子の抵抗値の経時的な
変化を防止する目的として酸化防止層４１、および記録
面をプラテンロー２５によって圧接され摺動走行する記
録紙６の摩耗に対する耐摩耗層４２を積層したものであ
る。ヘッドは通常、両電極間にパルス状の電圧を印加し
て瞬時に発熱を繰り返す発熱抵抗素子の熱を記録紙６に
与え記録を行なう。
上記の構造を有するヘッドで記録を行なう場合保護膜４
上を摺動走行する記録紙６との密着状態は記録部が凹状
を有しているため不十分となり、画素（印画されたドツ
ト形状）の形状も小さく、かつサイズも不均一な状態で
同時に凹状溝部に発色溶融した紙カスが堆積し印画品質
までも低下させる原因となる。また規定濃度を得るため
に必要な印加電力も大きくなり効率的にも不利である。
上を摺動走行する記録紙６との密着状態は記録部が凹状
を有しているため不十分となり、画素（印画されたドツ
ト形状）の形状も小さく、かつサイズも不均一な状態で
同時に凹状溝部に発色溶融した紙カスが堆積し印画品質
までも低下させる原因となる。また規定濃度を得るため
に必要な印加電力も大きくなり効率的にも不利である。
これらの改善策として、特開昭５５−５７０４５号では
同様に記録部が凹状を有しているが耐摩耗層４２の上に
さらに摩耗可能な層を形成し、プラテンローラ５の形状
を経時的な摩耗変化で転写させ密着性の改善を図ってい
るが製造コストの面でも効果が小さい。また特開昭６２
−１７５２６６号では発熱抵抗素子の形成される領域が
突起状になるようにあらかじめ基板上に部分グレーズ層
を設はプラテンローラの押付圧力が大きくなるような効
果を狙っている。この場合にも配線導体で生ずる保護膜
の段差（凹状）が発生するためこの段差がなくなるまで
機械的な研磨によって切削除去し保！！膜面を平坦にし
て記録紙の密着性を改善している。いずれの事例におい
ても記録紙の密着性の改善、特に紙カヌの堆積による印
画品質の低下を改善する目的に対しては効果が認められ
るが保護膜の形状を矯正する点で製造コストの面子不利
である。
同様に記録部が凹状を有しているが耐摩耗層４２の上に
さらに摩耗可能な層を形成し、プラテンローラ５の形状
を経時的な摩耗変化で転写させ密着性の改善を図ってい
るが製造コストの面でも効果が小さい。また特開昭６２
−１７５２６６号では発熱抵抗素子の形成される領域が
突起状になるようにあらかじめ基板上に部分グレーズ層
を設はプラテンローラの押付圧力が大きくなるような効
果を狙っている。この場合にも配線導体で生ずる保護膜
の段差（凹状）が発生するためこの段差がなくなるまで
機械的な研磨によって切削除去し保！！膜面を平坦にし
て記録紙の密着性を改善している。いずれの事例におい
ても記録紙の密着性の改善、特に紙カヌの堆積による印
画品質の低下を改善する目的に対しては効果が認められ
るが保護膜の形状を矯正する点で製造コストの面子不利
である。
本発明の目的は前記した従来技術の欠点をなくし、印画
品質の改善と熱効率の向上を図るためのサーマルヘッド
を提供することにある。
品質の改善と熱効率の向上を図るためのサーマルヘッド
を提供することにある。
本発明は上記目的にもとづき従来技術におけろサーマル
ヘッドの発熱抵抗素子部が凹状溝部の構造を有し、印画
品質の低下を招く点で不利であったものを、保護膜の形
状を機械的な研磨などによる矯正手段を用いることなく
平坦化を図り、同時に画素（ドツト形状）の均一性を向
上し高速印字に対しても熱応答性の優れた印画が得られ
るものである。これは、凹状の発熱抵抗素子部の領域に
形成する２層構造から成る保護膜の内下層に形成する酸
化防止層を形成した後の凹部に金属層を埋込むような状
態で段差量と等価に形成し、その後上層に形成する耐摩
耗層でサンドイッチ状に金属層を挾んだ構造にすること
で達成される。
ヘッドの発熱抵抗素子部が凹状溝部の構造を有し、印画
品質の低下を招く点で不利であったものを、保護膜の形
状を機械的な研磨などによる矯正手段を用いることなく
平坦化を図り、同時に画素（ドツト形状）の均一性を向
上し高速印字に対しても熱応答性の優れた印画が得られ
るものである。これは、凹状の発熱抵抗素子部の領域に
形成する２層構造から成る保護膜の内下層に形成する酸
化防止層を形成した後の凹部に金属層を埋込むような状
態で段差量と等価に形成し、その後上層に形成する耐摩
耗層でサンドイッチ状に金属層を挾んだ構造にすること
で達成される。
上記構造のサーマルヘッドによれば、熱伝導性の良好な
金属層を発熱抵抗体の真上に形成するため、発熱抵抗体
からの熱を素早く広げ、かつ均熱領域も犬ぎくなるため
、画素の形状も太きく均一になる。このため印画試験に
よる一定濃度を得るために必要な印加電力も低減され熱
効率の改善も図れる。保護層間に形成する金属層の膜厚
はあらかじめ配線導体の段差で生じる回置を埋込むだけ
の膜厚が必要で保護膜表面は平坦面あるいは突起状にな
るような形状とすることが好ましい。これにより、記録
紙の密着性が改善され、紙カスの影響もなく印画品質は
著しく改善され、同時に低電力化による発熱抵抗体の耐
パルス寿命（パルス通電に伴なう抵抗値変化）も長寿命
となる。
金属層を発熱抵抗体の真上に形成するため、発熱抵抗体
からの熱を素早く広げ、かつ均熱領域も犬ぎくなるため
、画素の形状も太きく均一になる。このため印画試験に
よる一定濃度を得るために必要な印加電力も低減され熱
効率の改善も図れる。保護層間に形成する金属層の膜厚
はあらかじめ配線導体の段差で生じる回置を埋込むだけ
の膜厚が必要で保護膜表面は平坦面あるいは突起状にな
るような形状とすることが好ましい。これにより、記録
紙の密着性が改善され、紙カスの影響もなく印画品質は
著しく改善され、同時に低電力化による発熱抵抗体の耐
パルス寿命（パルス通電に伴なう抵抗値変化）も長寿命
となる。
以下、本発明の具体的な実施例を第１図および第２図で
詳細に説明する。第１図は発熱抵抗素子部近傍の断面構
造を示し、基本的な材料構成および膜の形成手段は従来
技術と同様である。すなわち、平滑面を有するグレーズ
ガラス基板１にスパッタリングによって発熱抵抗体２．
配線導体層３を形成しホトエツチングでパターン化を行
なう。
詳細に説明する。第１図は発熱抵抗素子部近傍の断面構
造を示し、基本的な材料構成および膜の形成手段は従来
技術と同様である。すなわち、平滑面を有するグレーズ
ガラス基板１にスパッタリングによって発熱抵抗体２．
配線導体層３を形成しホトエツチングでパターン化を行
なう。
この時の発熱抵抗体Ｉｍ ２としては、クロム−シリコ
ン（Ｃｒ−５ｉ）合金薄膜を適用し、配線導体層３とし
ては、クロム／アルミ（ｃｒ／ｕ）の積層構造を採用し
た。
ン（Ｃｒ−５ｉ）合金薄膜を適用し、配線導体層３とし
ては、クロム／アルミ（ｃｒ／ｕ）の積層構造を採用し
た。
この配線導体３の膜厚は１μ隅であり、保護膜４として
形成する酸化防止層４１はこの段差が生じることになる
。しかる後に、この段差部に形成する金属層７として熱
伝導性が良好で保護膜との密着性も得られるクロム（（
？ｒ）を適用した。この時の金属層７は各々の発熱抵抗
体に対応するように、酸化防止層４１の上に抵抗体形状
とほぼ同一形状に形成した。その形状は配線導体層６に
よって生ずる酸化防止層４１０段差量が約１μｍのため
、膜厚１〜１５μｍ、犬ぎさは抵抗体形状に依存するが
長さ方向は、酸化防止層４１の被覆量によって若干なが
ら短い形状となる。またこの金属層７は酸化防止層４１
である二酸化硅素（Ｓｔ０２’、膜厚４０μ、）の膜上
に形成するため、フォトエツチングによるパターン化の
際にも他の材料との選択エツチング性などは全く問題は
ない。
形成する酸化防止層４１はこの段差が生じることになる
。しかる後に、この段差部に形成する金属層７として熱
伝導性が良好で保護膜との密着性も得られるクロム（（
？ｒ）を適用した。この時の金属層７は各々の発熱抵抗
体に対応するように、酸化防止層４１の上に抵抗体形状
とほぼ同一形状に形成した。その形状は配線導体層６に
よって生ずる酸化防止層４１０段差量が約１μｍのため
、膜厚１〜１５μｍ、犬ぎさは抵抗体形状に依存するが
長さ方向は、酸化防止層４１の被覆量によって若干なが
ら短い形状となる。またこの金属層７は酸化防止層４１
である二酸化硅素（Ｓｔ０２’、膜厚４０μ、）の膜上
に形成するため、フォトエツチングによるパターン化の
際にも他の材料との選択エツチング性などは全く問題は
ない。
この後さらに耐摩耗層４２として窒化硅素（Ｓｉｎ）を
発熱抵抗体領域を覆うように形成した構造で、抵抗体上
を走行する記録紙５を圧接するプラテンローラ６の密着
性は金属層７の膜厚１〜１．５μｍ によって平坦状あ
るいはわずかに突起状を有することになり、密着状態は
良好となる。
発熱抵抗体領域を覆うように形成した構造で、抵抗体上
を走行する記録紙５を圧接するプラテンローラ６の密着
性は金属層７の膜厚１〜１．５μｍ によって平坦状あ
るいはわずかに突起状を有することになり、密着状態は
良好となる。
この構成によるサーマルヘッドで印画記録試験を行なっ
た結果を第２図に示す。この図は発熱抵抗体に投入する
印加電力と得られた発色濃度の関係を示したもので、ヘ
ッドとしては一定濃度（例えば濃度Ｄ−１，０値）を得
るに必要な電力が低いほど効率が良好と判断される。試
験条件はパルス幅：１＋＋ａｚ、周期：１０酎 で従来
方式による結果：ＣＬ５５’／ｃｔｏｔに対して実施例
の場合はａ、ａ７ｗ／ｃｔｏｔで規定濃度が得られ、約
１５俤の効率改善が図られている。これは従来方式の凹
状で密着性が悪い状態で印画された各画素の大きさが小
さく不均一であったものが、金属層７の挿入によって均
熱領域が広がり、かつ金属層７の予熱効果と記録部の保
護膜４面の密着性が改善されたことによるものである。
た結果を第２図に示す。この図は発熱抵抗体に投入する
印加電力と得られた発色濃度の関係を示したもので、ヘ
ッドとしては一定濃度（例えば濃度Ｄ−１，０値）を得
るに必要な電力が低いほど効率が良好と判断される。試
験条件はパルス幅：１＋＋ａｚ、周期：１０酎 で従来
方式による結果：ＣＬ５５’／ｃｔｏｔに対して実施例
の場合はａ、ａ７ｗ／ｃｔｏｔで規定濃度が得られ、約
１５俤の効率改善が図られている。これは従来方式の凹
状で密着性が悪い状態で印画された各画素の大きさが小
さく不均一であったものが、金属層７の挿入によって均
熱領域が広がり、かつ金属層７の予熱効果と記録部の保
護膜４面の密着性が改善されたことによるものである。
この結果は、各画素の大きさが約１０チ広がったことで
（図示せず）も明らかで、特に高速記録の対応にはパル
ス周期が短かくなるため抵抗体の急峻な温度上昇に対し
て金属層の予熱で応答性が向上し、印画品質の改善と低
電力化が達成される。
（図示せず）も明らかで、特に高速記録の対応にはパル
ス周期が短かくなるため抵抗体の急峻な温度上昇に対し
て金属層の予熱で応答性が向上し、印画品質の改善と低
電力化が達成される。
以上の実施例では、金属層７としてクロム（Ｃｙ）を使
用した例を述べたが、この保護膜内に挿入する金属材料
としては、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔａ２等においても同様の効果
が得られるものである。
用した例を述べたが、この保護膜内に挿入する金属材料
としては、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔａ２等においても同様の効果
が得られるものである。
本発明によれば、発熱抵抗体部が凹状をなし記録紙との
密着性不良にもとすく印画品質の低下および記録電力の
ロスなどの問題を、保護Ｅ！Ｘ（酸化防止層、耐摩耗層
）内に金属層を個々の抵抗体に対応して挿入することで
配線導体層で生ずる段差部を改善し、平坦化、あるいは
突起状に構成し、この結果、記録紙との密着性を改善し
同時に金属層で均熱領域を広げ印画される各画素の形状
な均一にし印画品質の向上と、さらに印加電力の低域を
図り抵抗体の長寿命化を得る効果がある。
密着性不良にもとすく印画品質の低下および記録電力の
ロスなどの問題を、保護Ｅ！Ｘ（酸化防止層、耐摩耗層
）内に金属層を個々の抵抗体に対応して挿入することで
配線導体層で生ずる段差部を改善し、平坦化、あるいは
突起状に構成し、この結果、記録紙との密着性を改善し
同時に金属層で均熱領域を広げ印画される各画素の形状
な均一にし印画品質の向上と、さらに印加電力の低域を
図り抵抗体の長寿命化を得る効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すサーマルヘッドの発熱
抵抗体近傍の断面構造図、第２図は従来技術と本発明の
実施例で得られた濃度特性グラフ、第５図は従来技術に
おけるサーマルヘッドの発熱抵抗体近傍の断面構造図で
ある。 １・・・・・・・・・・・・グレーズ基板２・・・・・
・・・・・・発熱抵抗層 ５・・・・・・・・・・・配線導体層 ４・・・・・・・・・・保護膜 ４１・・・・・・・・・酸化防止層 ４２・・・・・・・・・耐摩耗層 ５・・・・・・・・・・・・プラテンローラ６・・・・
・・・・・・・・記録紙 ７・・・・・・・・・・・・金属層 箱 ３ 図 代理人 弁理士 小 川 勝 男
抵抗体近傍の断面構造図、第２図は従来技術と本発明の
実施例で得られた濃度特性グラフ、第５図は従来技術に
おけるサーマルヘッドの発熱抵抗体近傍の断面構造図で
ある。 １・・・・・・・・・・・・グレーズ基板２・・・・・
・・・・・・発熱抵抗層 ５・・・・・・・・・・・配線導体層 ４・・・・・・・・・・保護膜 ４１・・・・・・・・・酸化防止層 ４２・・・・・・・・・耐摩耗層 ５・・・・・・・・・・・・プラテンローラ６・・・・
・・・・・・・・記録紙 ７・・・・・・・・・・・・金属層 箱 ３ 図 代理人 弁理士 小 川 勝 男
Claims (1)
- １、グレーズガラス基板上等に形成された複数の発熱抵
抗体これに電力を供給するための配線導体およびこれら
の領域を覆うように形成された保護膜より構成されたサ
ーマルヘッドにおいて該発熱抵抗体個々の上に金属層が
形成され、該金属層は保護膜である酸化防止層と耐摩耗
層に挾まれた状態に形成され、記録紙の接触する保護膜
表面が平坦状あるいは突起状に構成されたことを特徴と
するサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24104888A JPH0289652A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24104888A JPH0289652A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | サーマルヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0289652A true JPH0289652A (ja) | 1990-03-29 |
Family
ID=17068534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24104888A Pending JPH0289652A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0289652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2561991A1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-02-27 | Seiko Instruments Inc. | Thermal head, method of producing thermal head, and thermal printer |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP24104888A patent/JPH0289652A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2561991A1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-02-27 | Seiko Instruments Inc. | Thermal head, method of producing thermal head, and thermal printer |
| CN102950907A (zh) * | 2011-08-23 | 2013-03-06 | 精工电子有限公司 | 热敏头、热敏头的制造方法和热敏打印机 |
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