JPH03161358A - サーマルヘッド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感熱式印字装置等に組み込まれるサーマルヘ
ッドに関するものである． 〔従来の技術〕 従来より、サーマルヘッドについては、低消費電力化及
び印字の高速化が望まれている，このような特性はサー
マルヘッドを福成する基板の熱特性により大きく左右さ
れるため、これについての改善が種々提案されている。

第２図は従来のサーマルヘッドを示す概略断面図である
。同図に示されるように、従来のサーマルヘッドにおい
ては、絶縁性の基板１１上に保温層１２が備えられ、そ
の上に発熱抵抗体層１３、給電体１４ａと１４ｂ、保護
層１５が順に備えられている。そして、発熱抵抗体１３
の導電体１４ａと１４ｂの間の部分Ａが発熱部となる。

ところで、一般には、保温層１２は熱伝導率３×１０〜
９×１０−３Ｃａ１／ＣＩｌ−Ｓ・℃ノカラステー３ 構成されており、発熱抵抗体１３で発生した熱が基板１
１に必要以上に逃げないようにしている。

そして、従来は、この保温層１２の熟伝導率を、発熱抵
抗体１３を挾んで反対に位置する保護層１５（ＳｉＯ　
　又はＴａ２０５等）の熱伝導率より２ 小さくして、基板１１に必要以上の放熱がなされないよ
うにするため、保温層１２を厚く形成していた。

ところが、保温層１２を厚く形戒した場合には、発熱抵
抗体１３の通電をオフにした後の発熱部Ａの放熟が速や
かになされなくなる．このため、印字繰返し周期が速い
場合には、発熱部Ａの温度が十分に低下しないうちに次
の印字が開始され、発熱部Ａの温度が上昇しすぎて、印
字品質が低下する問題が生じる。

そこで、サーマルヘッドの保温層の熱伝導率を小さくす
るため保温層に多数の孔を有するガラスを用いたもの（
例えば、特開昭６１−１５５４号公報に開示）が提案さ
れている．この保温層は熱伝導率が小さく保温性に優れ
、また、薄型に形成することにより良好な熱応答特性を
もたせることを可能にしている． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来例に示されるような多孔質ガラ
ス層を製造するためには、焼成に際して設定する温度を
、例えば、設定温度の±２〜３℃の範囲内に維持しなけ
ればならず、このような温度制御は技術的に高度で、且
つ、困難であるという問題があった． また、焼成温度が適当に設定されていないことにより、
ガラス粉内部より発生する気泡の径が大きくばらつくた
め、サーマルヘッドの熟応答性にも製品ごとにばらつき
が生じる問題があった。

さらに、気泡の径が大きすぎるときには、保温層のｍ械
的強度が弱くなる問題があった。

さらにまた、気泡の径が大きすぎるときには、気泡が多
孔質ガラスの表面に露出して、表面が凹凸状になり、こ
のため、保温層上に形成される発熱抵抗体や導電体等の
微細加エバターンの形成（例えば、フォトリングラフィ
技術を用いる）が困難になり、また、印字品質に悪影響
を与える等の問題があった． そこで、本発明は上記したような従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
保温層の熱伝導率が小さく、機械的強度が強く、良好な
印字品質を得ることができるサーマルヘッドを提供する
ことにある．〔課題を解決するための手段〕 本発明に係るサーマルヘッドは、絶縁基板と、上記絶縁
基板上に備えられた保温層と、上記保温層上に備えられ
た発熱抵抗体層とを有するサーマルヘッドにおいて、上
記保護層を含フッ素ポリベンゾオキサゾールにより形成
したことを特徴としている． 〔作　用〕 本発明においては、保温層を、耐熱性に優れた特性を持
ち、且つ、空孔を備えなくても熱伝導率を十分に低くで
きる特性を持つ材質である含フッ素ポリベンゾオキサゾ
ールにより形成している．この保温層は熱伝導率が低い
ために、空孔を形成する必要がなく、このため保温層の
機械的強度を強くでき、空孔の径のばらつきによる熱応
答性のばらつきをなくすることができ、また、空孔が表
面に露出することがないので、その上に形成される発熱
抵抗体等の平滑性を高くできる。

〔実施例〕

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する． 衷旌殴１ 第１図は本発明に係るサーマルヘッドの一実施例を示す
概略断面図である．同図に基づいて、本実施例の横戒を
説明すると、本実施例においては、絶縁性のアルミナ基
板１上に保温層２が備えられており、この保温層２上に
スパッタ法により形成されたＴａ２Ｎ等よりなる発熱抵
抗体層３が備えられている。そして、発熱抵抗体層３上
に蒸着法及びメッキ法により形成されたＮｉＣｒ−Ａｕ
等よりなる給電体４ａと４ｂが備えられ、さらにその上
にスパッタ法等により形成された８１０２等よりなる保
護層５が備えられている．ここで、発熱抵抗体３の給電
体４ａと４ｂの間の部分Ａが発熱部となる． そして、本実施例では上記保温層２を以下の化学式（１
）で示される含フッ素ポリベンゾオキサゾールにより形
威している．この含フッ素ポリベンゾオキサゾールは、
耐熱性に優れた特性（５％重量減少温度４００℃以上）
を持ち、且つ、空孔を備えなくても熱伝導率が十分に低
い特性を持つ材質である． ・・・式（１） ここで、 Ａｒは以下の４１造を持つ． Ｃ　Ｆ　３ ＣＦ３ また、上記保温層２を含フッ素ポリベンゾオキサゾール
としたサーマルヘッドは以下の手順により製造できる。

先ず、片面研磨した５０Ｘ５０Ｘ１ｍｍのアルミナ基板
《高純度化学研究所製）上に、Ｎ−β（アミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業
製）１．５ｍｊに純水１５０ｍＮとイソブロビルアルコ
ール１５０ｍＮとを加えて混合した溶液を４０００ｒｐ
ｍで３０秒間スピンコートし、１００℃で３０分間乾燥
させる． 次に、以下の化学式（２）で表される含フッ素ポリ一〇
一ハイド０キシアミドの１０重量％シクロヘキサノン溶
液を１０００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、２５０
″Ｃで２時間熱処理して、上記化学式（１）に表される
１０μｍ厚の含フッ素ポリベンザオキサゾール膜が得ら
れる．・・・式（２） そして、この保温層２上にスバッタ法によりＴａ２Ｎよ
りなる発熱抵抗体層３を形成し、その上に蒸着法及びメ
ッキ法によりＮｉＣｒ−Ａｕよりなる給電体４ａと４ｂ
を形成し、さらにその上にスパッタ法によりＳ１０２よ
りなる保護層５を形成している． 犬施盟ｌ 第３図は本発明に係るサーマルヘッドの他の実施例を示
す概略断面図である．同図において、第１図の実施例と
同一の梢成部分には同一の符号を付して実施例の構成を
説明すると、第３図の実施例は保温層２と発熱抵抗体層
３の間にスバッタ法により０．１μｍ厚に形成された３
１０２等よりなる応力緩和層６を備えている点のみが第
１図の実施例と相違する．この応力緩和層６により、ス
バッタ法により形成されるＴ　ａ　２　Ｎの発熱抵抗体
層３は高分子化合物である保温層２上に直接ではなく、
応力緩和層６を介して形成されることとなる。従って、
応力緩和層６は、保温層２がＴ　ａ　２Ｎのスパッタに
よる熱応力の影響を受けにくくする働きを持つ。尚、上
記以外の構成は第１図の実施例と同一である． 上記実施例１と実施例２によるサーマルヘッドの性能を
確認するため、サーマルヘッドに与えらる電力を変化さ
せて感熱記録紙に全黒印字を行い、マクベス濃度計によ
り印字濃度を測定した．尚、比較のため以下に比較例１
、比較例２として示される梢戒のサーマルヘッドについ
ても同様の測定を行った． 塩虹週１ 保温層の材質を厚さ１０μｍのグレーズガラスとしたこ
とのみが上記実施例１と異なり、これ以外は実施例１と
同一の梢或のサーマルヘッド．止校倒ｌ 保温層の材質を厚さ４０μｍのグレーズガラスとしたこ
とのみが上記実施例２と異なり、これ以外は実施例２と
同一の楕成のサーマルヘッド．測定により、以下の表１
の結果が得られた．表 １ ここで、第４図は上記測定結果を示すグラフであり、Ａ
，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ実施例１、実施例２、比較例１
、・比較例２を示したものである。

実施例１、２と比較例１、２の比較より、実施例１、２
のいずれも、比較例１、２より、少ない電力で高い濃度
が得られることが確認できた．尚、実施例１と実施例２
の比較より応力緩和層によりわずかに放熱量が増し、印
字濃度の低下が見られるが、その差は極めて小さく、性
能にほとんど悪影響を与えないことが確認できた． 上記した含フッ素ポリベンザオキサゾールにより形成さ
れた実施例１、２の保温層は、十分な保温性能があるの
で、保温層に空孔を形成する必要がなく、このため空孔
を有する従来のグレーズガラスのように焼成温度を厳密
に設定することが要求されず製作が簡単になり、しかも
、保温層２の機械的強度を強くできる。また、空孔を必
要としないので空孔の径のばらつきによる熱応答性のば
らつきをなくすることができる．さらに、空孔が表面に
露出することがないので表面の平滑性も高くでき、この
結果、その上に形成される層の平滑性を向上でき、印字
品質を良好にできる．〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明においては、保温層を耐熱
性に優れ熱伝導率の低い材質である含フッ素ポリベンザ
オキサゾールにより形成したので、保温層に空孔を形成
することなく十分な保温性能を持たせることができる．
また、保温層に空孔を形成する必要がないため、従来の
グレーズガラスのように焼成温度を厳密に設定すること
が要求されず製作が簡単になり、しかも、保温層の機械
的強度を強くできる．さらに、空孔の径のばらつきによ
る熱応答性のばらつきをなくすることができ、しかも、
保温層表面の平滑性を高めることによりその上に形成さ
れる層の平滑性を高めることにより、印字品質を良好に
できるという効果を有する．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るサーマルヘッドの一実施例を示す
概略構成図、 第２図は従来のサーマルヘッドの概略構成図、第３図は
他の実施例を示す概略構成図、第４図は実施例１、２と
比較例１、２の印加電力・濃度特性を示すグラフである
。 １・・・アルミナ基板 ２・・・保温層 ３・・・発熱抵抗体層 ４ａ，４ｂ・・・給電体 ５・・・保護層 ６・・・応力緩和層 Ａ・・・発熱部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁基板と、 上記絶縁基板上に備えられた保温層と、 上記保温層上に備えられた発熱抵抗体層とを有するサー
   マルヘッドにおいて、 上記保護層を含フッ素ポリベンゾオキサゾールにより形
   成したことを特徴とするサーマルヘッド。