JPH03183568A - 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
マルヘッドを構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
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３３ ｘｌＯ〜９Ｘ１０−３ｃａｌ／ｃｎ−ｓ　−’Ｃのｆｌ
ラスで構成されており、発熱抵抗体１３で発生した熱が
基板１１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Ｍ１２の熱伝導率を、発熱抵
抗体１３を挾んで反対に位置する保護層１５（ＳｉＯス
はＴａ２０ｓ等）の熱伝導率より小さくして、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を厚く形成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の放熱が速やか
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らのく
例えば、特開昭６１１５５４号公報に開示）が提案され
ている。この保温層は熱伝導率か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ｙ＝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、１
１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ずる気泡の径が大きくばらつくた
め、サーマルヘッドの熱応答性にＩＪ製晶ごとにばらつ
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、保温層の機械
的強度が弱くなる問題があった。

さらにまた、気泡の径が大きずぎるときには、気泡が多
孔質ガラスの表面に露：Ｊ１シて、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、フォトリソグラ
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
幕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ＲＮＪをアセチレン末端基が結合したイソイミドオ
リゴマー、アセチレン末端基が結合したイミドオリゴマ
ーの内の少なくとも−・つを含むオリゴマーを硬化させ
た重合体により形成したことを特徴としている。

Ｃ作　用〕 本発明においては、保温層を、耐熟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アセチレン末端基が結合した
イソイミドオリゴマー、アセチレン末端基が結合したイ
ミドオリゴマーの内の少なくとも一つを含むオリゴマー
を軟化させた重合体により形成している。この重合体は
熱伝導率が低い特性を有し、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
きる。また、上記オリゴマーは溶剤に溶は易い性質を有
するので濡れ性や平坦性を良くすることができる。

〔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。

笈旌倣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、本実施例の構成を
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ＲｊＪ２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上に蒸着法及びメツ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
の上にスバヴタ法等により形成された５ｉ０２＆４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。

第３図（ａ）、（ｂ）は本実施例の保温層２を構成する
オリゴマーの化学式を示す図であり、同図（ａ）はアセ
チレン末端基が結合したイソイミドオリゴマーを、同図
（ｂ）はアセチレン末端基が結合したイミドオリゴマー
を示している。本実施例の保温層２は、第３図に示され
るアセチレン末端基が結合したイソイミドオリゴマー又
はアセチレン末端基が結合ルたイミドオリゴマーのうち
少なくとも一つからなる重合可能なオリゴマーを硬化さ
せた重合体より形成されているゆ上記保温層２を有する
サーマルヘッドは、例えば、以下の千１１ｉによりＷ造
できる。

先ず、片面？ｉＪＩＩＭした５０Ｘ５０ｘ１ｍｒｎのア
ルミナ基板（高純度化学研究新製）にに、Ｎ−β（アミ
ノエチルンγ−アミノプロピルトリメシシラン（信越化
学工業製）１．５ｍ．ｌ！に純水１５０ｍＪとイソプ１
１ピルアルコール１５０ｍＪとを加えて混合した溶液を
４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコードし、１００℃で
３０分間乾燥させる。

次に、イソイミド〈例えば、カネボウ・ヱヌエスシー社
製、サーミッドＩＰ−６００（商品名〉のジグライム／
ＴＨＦ（ジグライムとＴ）ＩＦの混合比８：２＞３３％
溶液を２０００ｒｐｍで３０秒間スピンコードする。そ
して、１８０℃で３０分熱処理し、た後、３００℃で３
０分間熱処理し、さらに４００℃で１５分間熱処理した
後、３００℃で３０分間４００℃で１５分熱処理する。

その上に、再び以上の工程を繰返し、膜厚を５μｍとす
る。

そして、この保温層２上にスパッタ法によりＴ　ａ　２
　Ｎよりなる発熱抵抗体層３を形成し、その上に蒸着法
及びメツキ法により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Ｓ　
ｌ　０２よりなる保護層５を形成している。

夾旌躬２ 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
同一の構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の間にスパッタ法により０．１μＴＴＩＰ！．に形成
されたＳ　ｉ　０　２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１ｔＡＳと相違する．この応力
緩和層６により、スパッタ法により形成されるＴ’ａ２
Ｎの発熱抵抗体１３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’ｆ’ａ２
Ｎのスパッタによる熱応力の影響を受（Ｊにくくする■
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として示される構成のサーマルヘッドにつ
いても同様の測定を行った。

庄奴皿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
同一の構成のサーマルヘッド。

比較例え 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
同一の構成のサーマルヘッド。

第４図は上記実施例１．２と比較例１．２のサーマルヘ
ッドについて印加電圧と印字濃度の関係を測定した結果
を示すグラフである．同図において、ａ．、ｂ，ｃ，ｄ
はそれぞれ実施例１．２と比較例１，２の測定結果を示
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
とは性能に差異はなかった。

上記した実施例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
Ｍ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
滑性も高くできる。また、上記オリゴマーは溶剤に溶は
易い性質を有するので濡れ性や平坦性を良くすることが
できる。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。

さらにまた、通常のポリイミドは反応末端基を有さない
物質を熱的に硬化させて形成しているため、イミド化の
みが起きて２次元網目構造のポリイミドとなるため耐熱
性は必ずしも満足できるものではなかったが（３００〜
４００℃程度）、本実施例の硬化した重合体膜は３次元
架橋構造をとり、耐熱性に優れたものとなっている（４
５０°Ｃ程度）。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の保温層は、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、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、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
くできる。また、上記オリゴマーは溶剤に溶は易い性質
を有するので濡れ性や平坦性を良くすることができる。

この結果、その上に形成される層の平滑性を向−Ｌでき
、印字品質を良好にできる。

さらにまた、硬化した重合体膜は３次元架橋構造をとり
、耐熱性に優れている。

【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ＩＲ略構成図、第３図
（ａ）、（ｂ）は本実施例の保温層を構成するオリゴマ
ーの化学式を示す図、 第４図は池の実施例を示す概略構成図、第５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・・・発熟抵抗体層 ４ａ、４ｂ・・・給電体 ５・・・保護層 ６・・・応力緩和層 Ａ・・・発熟部

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、アセチレン末端基が結合したイソイミド
   オリゴマー、アセチレン末端基が結合したイミドオリゴ
   マーの内の少なくとも一つを含むオリゴマーを硬化させ
   た重合体により形成したことを特徴とするサーマルヘッ
   ド。