JPH04238048A - Thick film type thermal head - Google Patents

Thick film type thermal head

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JPH04238048A
JPH04238048A JP583891A JP583891A JPH04238048A JP H04238048 A JPH04238048 A JP H04238048A JP 583891 A JP583891 A JP 583891A JP 583891 A JP583891 A JP 583891A JP H04238048 A JPH04238048 A JP H04238048A
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heating resistor
thermal head
ceramic substrate
thermal
layer
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Yoshitoshi Satou
佐藤 孔俊
Naritaka Tamura
田村 成敬
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve thermal response characteristics and to perform printing recording at a high speed by laminating a heating resistor and an abrasion- resistant layer on a ceramic substrate having specific surface roughness and containing specific wt.% of aluminum nitride. CONSTITUTION:A thermal head used in various printers is constituted by forming an aluminum oxide layer 7 with thickness of 0.2-20mum to the surface of a ceramic substrate 1a with surface roughness of 1mum or less containing 90wt.% or more of aluminum nitride if necessary and laminating a heating resistor 2 and an abrasion-resistor layer 5 to said layer 7. Electric conductors (electrodes) 3 formed by transferring and baking conductive paste of Au, Ag, Pd-Ag or Pt-Au are bonded to both end parts of the heating resistor 2. The heating resistor 2 is formed so that the end part connected to an electrode 4 thereof is formed into a strip shape and the width of the central part thereof is set so as to become smaller than that of the end part thereof. The abrasion- resistant layer 5 is formed from a composition based on SiO2-Ta2O3 or SiO2.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】〔発明の目的〕[Object of the invention]

【0002】0002

【産業上の利用分野】本発明はセラミック基板上に発熱
抵抗体および耐摩耗層を設け、発熱抵抗体を感熱記録紙
の移動方向と直角な方向に動作させて文字等を印字する
熱ペン形のサーマルヘッド等に使用される厚膜形サーマ
ルヘッドに係り、特に熱応答特性を改善し、高速記録を
可能とする厚膜形サーマルヘッドに関する。
[Industrial Application Field] The present invention is a thermal pen type in which a heating resistor and a wear-resistant layer are provided on a ceramic substrate, and the heating resistor is moved in a direction perpendicular to the direction of movement of thermal recording paper to print characters, etc. The present invention relates to a thick-film thermal head used in thermal heads, etc., and particularly relates to a thick-film thermal head that improves thermal response characteristics and enables high-speed recording.

【0003】0003

【従来の技術】計測記録計、各種プリンタやファクシミ
リなどに電気信号として送信される情報を感熱記録紙上
に文字、記号または図形画像に変換するために各種のサ
ーマルヘッドが使用されている。サーマルヘッドは加熱
によって発色する化学材料を塗布した感熱記録紙面に文
字、画像を形成するために電流加熱される発熱抵抗体を
有している。
2. Description of the Related Art Various thermal heads are used to convert information transmitted as electrical signals to measurement recorders, various printers, facsimile machines, etc. into characters, symbols, or graphic images on thermal recording paper. The thermal head has a heating resistor that is heated with an electric current to form characters and images on a heat-sensitive recording paper coated with a chemical material that develops color when heated.

【0004】すなわち、従来の厚膜式サーマルプリンタ
の記録部となるサーマルヘッドの基本構成は、一般に図
5に示すように、アルミナ(Al2 O3 )から成る
セラミックス基板1と、この基板1上に形成され、電圧
印加によって発熱する発熱抵抗体2と、発熱抵抗体2の
端部に対向するように接続された電気導線(電極)3と
、感熱記録紙4の接触摩耗から上記発熱抵抗体2および
電気導線3を保護するための耐摩耗層5とから構成され
ている。
That is, the basic structure of a thermal head, which is the recording section of a conventional thick-film thermal printer, is generally as shown in FIG. The heat-generating resistor 2 and the heat-generating resistor 2 generate heat when a voltage is applied, the electric conductor (electrode) 3 connected to the end of the heat-generating resistor 2 facing each other, and the heat-sensitive recording paper 4 contact wear. It is composed of a wear-resistant layer 5 for protecting the electrical conductor 3.

【0005】この厚膜形サーマルヘッドに送りローラ6
を介して感熱記録紙4が圧着され、この状態で発熱抵抗
体2にパルス電圧が印加されると、感熱記録紙4に塗布
されていた発色剤が化学反応を起こし、発熱抵抗体2部
分に接触している発色層が点(ドット)状に発色する。 送りローラによって記録紙4を順次、矢印方向に移動さ
せながら、パルス状加熱を繰り返すことにより、多数の
発色ドットが得られ、この発色ドットの配列の仕方によ
り、文字、記号または画像の記録がなされる。
[0005] A feed roller 6 is attached to this thick film type thermal head.
When the thermal recording paper 4 is pressure-bonded through the heating resistor 2 and a pulse voltage is applied to the heating resistor 2 in this state, the coloring agent coated on the thermal recording paper 4 causes a chemical reaction and the heating resistor 2 is heated. The coloring layer in contact develops color in the form of dots. By repeating pulsed heating while sequentially moving the recording paper 4 in the direction of the arrow by a feed roller, a large number of colored dots are obtained, and depending on the arrangement of these colored dots, characters, symbols, or images are recorded. Ru.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のサ
ーマルヘッドのセラミックス基板は、熱伝導率が小さい
アルミナ(Al2 O3 )を主たる構成材料として形
成されているため、一旦加熱されたヘッドが感熱紙の発
色温度以下の温度までに冷却されるまでの放熱時間が長
くなり、その結果、記録紙の地汚れや印字の尾引きが発
生し易くなり、高速記録プリンタ用のヘッドとしては不
適な場合が多かった。近年印字速度の高速化が求められ
ており、より印字の高速化に充分な対応ができ、信頼性
が高いサーマルヘッドが希求されている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, since the ceramic substrate of the conventional thermal head is mainly made of alumina (Al2O3), which has a low thermal conductivity, once the head is heated, the coloring of the thermal paper is difficult. The heat dissipation time required for the head to cool down to a temperature below that temperature is longer, and as a result, it is more likely to cause stains on the recording paper and trailing of print, making it unsuitable as a head for high-speed recording printers in many cases. . In recent years, there has been a demand for higher printing speeds, and there is a need for thermal heads that can sufficiently support higher printing speeds and have high reliability.

【0007】一方従来のセラミックス基板上に配設され
る薄膜回路の抵抗値や容量素子の特性信頼性は、セラミ
ックス基板の表面粗さによって大きな影響を受けること
が本願発明者によっても確認されている。すなわち、基
板の表面粗さが大きい場合には、基板表面と発熱抵抗体
または電気導線との化学的接合強度が低下してしまうた
め、ヘッドの信頼性および耐久性が低いという問題点が
あった。
On the other hand, the inventor of the present application has also confirmed that the resistance value of a thin film circuit arranged on a conventional ceramic substrate and the characteristic reliability of a capacitive element are greatly affected by the surface roughness of the ceramic substrate. . In other words, when the surface roughness of the substrate is large, the chemical bonding strength between the substrate surface and the heating resistor or the electric conductor is reduced, resulting in a problem that the reliability and durability of the head are low. .

【0008】このため、表面粗さを小さく設定すること
が可能となる純度の99.5%以上のアルミナ基板を採
用して接合強度を高めることも考慮されているが、高純
度のアルミナ原料粉末を使用するため原材料コストが上
昇する欠点があった。
[0008] For this reason, it has been considered to increase the bonding strength by using an alumina substrate with a purity of 99.5% or more, which would enable the surface roughness to be set to a small level. The disadvantage was that the cost of raw materials increased due to the use of

【0009】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、熱応答特性を改善し、より高速度の
印字記録を可能とするとともに、基板上の各層との接合
強度が大きく信頼性が高いサーマルヘッドを提供するこ
とを目的とする。〔発明の構成〕
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it improves the thermal response characteristics, enables higher-speed printing, and increases the bonding strength with each layer on the substrate. The purpose is to provide a highly reliable thermal head. [Structure of the invention]

【0010】0010

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明に係る厚膜形サーマルヘッドは、表面粗さRa
が1μm以下であり、窒化アルミニウムを90重量%以
上含有するセラミック基板表面に、発熱抵抗体および耐
摩耗層を積層したことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a thick film type thermal head according to the present invention has a surface roughness of Ra
is 1 μm or less, and a heating resistor and a wear-resistant layer are laminated on the surface of a ceramic substrate containing 90% by weight or more of aluminum nitride.

【0011】またセラミック基板表面に、0.2〜20
μm程度の厚さを有する酸化アルミニウム層を形成する
とよい。
[0011] Also, on the surface of the ceramic substrate, 0.2 to 20
It is preferable to form an aluminum oxide layer having a thickness of about μm.

【0012】0012

【作用】上記構成に係る厚膜形サーマルヘッドによれば
、従来のアルミナと比較して熱伝導性が3〜10倍も優
れた窒化アルミニウム(AlN)を主原料とするセラミ
ックス基板を使用しているため、一旦印字温度まで立上
げて発熱した抵抗体を所定温度まで冷却する立下げ時間
が大幅に短縮される。したがって発熱抵抗体の温度の立
上り時間と立下げ時間との和である印字の繰返し時間が
極めて短くなる結果、サーマルヘッドの熱応答性が大幅
に改善され、記録速度を大幅に上昇させることが可能と
なる。
[Function] According to the thick-film thermal head having the above structure, a ceramic substrate made of aluminum nitride (AlN), which has thermal conductivity 3 to 10 times better than conventional alumina, is used. Therefore, the time taken to cool down the resistor, which has been heated to the printing temperature and generated heat, to a predetermined temperature is significantly shortened. Therefore, the repetition time of printing, which is the sum of the temperature rise time and fall time of the heating resistor, becomes extremely short, which greatly improves the thermal response of the thermal head, making it possible to significantly increase the recording speed. becomes.

【0013】またセラミックス基板表面に酸化アルミニ
ウム層を形成することにより、基板材料である窒化アル
ミニウムと発熱抵抗体との濡れ性が向上し、両者間の接
合強度が増し、耐久性が優れ、高い信頼性を有するサー
マルヘッドを得ることができる。
Furthermore, by forming an aluminum oxide layer on the surface of the ceramic substrate, the wettability between aluminum nitride, which is the substrate material, and the heating resistor is improved, and the bonding strength between the two is increased, resulting in excellent durability and high reliability. It is possible to obtain a thermal head with properties.

【0014】[0014]

【実施例】次に本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。図1は本発明に係る厚膜形サーマルヘ
ッドの一実施例を示す断面図である。なお図5に示す従
来例と同一要素には同一符号を付してその重複する説明
を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a thick film thermal head according to the present invention. Note that the same elements as those in the conventional example shown in FIG. 5 are given the same reference numerals, and redundant explanation thereof will be omitted.

【0015】すなわち本実施例に係る厚膜形サーマルヘ
ッドは、表面粗さRaが1μm以下であり、窒化アルミ
ニウムを90重量%以上含有するセラミック基板1a表
面に、発熱抵抗体2および耐摩耗層5を積層して構成さ
れる。また発熱抵抗体2の両端部にはAu,Ag,Pd
−Ag,Pt−Au等の導体ペーストを転写焼成して形
成された電気導線(電極)3が接合されている。
That is, the thick-film thermal head according to this embodiment has a heating resistor 2 and a wear-resistant layer 5 on the surface of a ceramic substrate 1a having a surface roughness Ra of 1 μm or less and containing 90% by weight or more of aluminum nitride. It is made up of layers. In addition, Au, Ag, Pd are provided at both ends of the heating resistor 2.
An electric conductor (electrode) 3 formed by transferring and baking a conductor paste such as -Ag or Pt-Au is connected.

【0016】本実施例に係るサーマルヘッドはセラミッ
クス基板として、従来のアルミナ基板と比較して3〜1
0倍の熱伝導率を有している窒化アルミニウム(AlN
)基板1aを使用することを大きな特徴としている。 このセラミックス基板1aは窒化アルミニウム原料粉末
に焼結助剤として数重量%のY2 O3 などを均一に
混合したものを所定の高温度で焼結して得られる。セラ
ミックス基板1aの熱伝導率を良好な値に保持するため
にAlNの含有量は90重量%以上に設定される。90
重量%未満であると、AlN本来の良好な熱伝導性が損
われるからである。
[0016] The thermal head according to this embodiment uses a ceramic substrate, which is 3 to 1 times smaller than a conventional alumina substrate.
Aluminum nitride (AlN) has a thermal conductivity of 0 times
) A major feature is the use of a substrate 1a. This ceramic substrate 1a is obtained by sintering a mixture of aluminum nitride raw material powder and several weight percent of Y2 O3 as a sintering aid at a predetermined high temperature. In order to maintain the thermal conductivity of the ceramic substrate 1a at a good value, the content of AlN is set to 90% by weight or more. 90
This is because if it is less than % by weight, the good thermal conductivity inherent to AlN will be impaired.

【0017】また窒化アルミニウム製のセラミックス基
板1aの表面粗さRa(JIS  B0601に規定す
る中心線平均粗さ)の大小は、基板1aと基板上に配設
される発熱抵抗体2との密着性および化学的接合強度に
大きく影響するものであり、本実施例では1μm以下に
設定される。表面粗さRaが1μmを超えると、基板1
aと発熱抵抗体2や電気導線3との密着性および接合強
度が低下してサーマルヘッドの信頼性および耐久性が低
下するからである。
The surface roughness Ra (center line average roughness defined in JIS B0601) of the ceramic substrate 1a made of aluminum nitride depends on the adhesion between the substrate 1a and the heating resistor 2 disposed on the substrate. This has a large effect on the chemical bonding strength, and is set to 1 μm or less in this example. When the surface roughness Ra exceeds 1 μm, the substrate 1
This is because the adhesion and bonding strength between a and the heating resistor 2 and the electric conductor 3 are reduced, resulting in a reduction in the reliability and durability of the thermal head.

【0018】このような表面粗さRaが1μm以下のセ
ラミックス基板1aは、例えばAlNセラミックスの焼
結体表面を通常の鏡面研摩加工すること等によって調製
することができる。さらに表面粗さRaを1μm以下に
設定することにより、後述するアルミニウム酸化層をA
lNの酸化により形成する場合にもその酸化層の厚さお
よび表面粗さを均一に形成することが容易となる。
The ceramic substrate 1a having a surface roughness Ra of 1 μm or less can be prepared, for example, by subjecting the surface of a sintered body of AlN ceramics to ordinary mirror polishing. Furthermore, by setting the surface roughness Ra to 1 μm or less, the aluminum oxide layer described later is
Even when the oxide layer is formed by oxidizing IN, it is easy to form the oxide layer with a uniform thickness and surface roughness.

【0019】また発熱抵抗体2は、電気導線(電極)3
,3に印加されたパルス電圧によって発熱し、感熱記録
紙の発色剤をドット状に発色させるものであり、例えば
Ta2 N,NiCr,ネサ膜,SiO2 −Ta,S
i−Taなどの原料をペースト状にした後に、スクリー
ン印刷などの製造技術を利用して形成される。
The heating resistor 2 also has an electrical conductor (electrode) 3
, 3, which generates heat in response to a pulse voltage applied to the thermosensitive recording paper to color the coloring agent in dots. For example, Ta2N, NiCr, Nesa film, SiO2-Ta,S
After making a raw material such as i-Ta into a paste, it is formed using a manufacturing technique such as screen printing.

【0020】また耐摩耗層5は感熱記録紙の接触摩耗か
ら発熱抵抗体2を保護するために設けられ、例えばSi
O2 −Ta2 O3 ,SiC,Al2 O3 ,S
iO2 などの材料から構成される。
The wear-resistant layer 5 is provided to protect the heating resistor 2 from contact wear of the thermal recording paper, and is made of, for example, Si.
O2-Ta2O3,SiC,Al2O3,S
It is composed of materials such as iO2.

【0021】電極3,3を経由して発熱抵抗体2にパル
ス電圧を印加すると、サーマルヘッドの抵抗体2が発熱
し、抵抗体2に押圧されている感熱記録紙に塗布された
発色剤がドット状に発色する。パルス電圧の印加時間は
通常1〜10ms程度である。
When a pulse voltage is applied to the heating resistor 2 via the electrodes 3, 3, the resistor 2 of the thermal head generates heat, and the color forming agent applied to the thermal recording paper pressed against the resistor 2 is heated. Color appears in dots. The application time of the pulse voltage is usually about 1 to 10 ms.

【0022】そしてパルス電圧の消失によって当該抵抗
体2の熱はAlN製のセラミックス基板1aを経て系外
に放出され、発熱抵抗体2は所定の印字下限温度まで冷
却される。そして次のパルス電圧の印加によって同様に
発熱と冷却とを繰り返し、移動する感熱記録紙上に多数
のドットを発色させ、各ドットの配列によって所定の文
字、記号または画像等が記録される。
As the pulse voltage disappears, the heat of the resistor 2 is released to the outside of the system through the AlN ceramic substrate 1a, and the heating resistor 2 is cooled to a predetermined lower limit temperature for printing. Then, by applying the next pulse voltage, heat generation and cooling are repeated in the same way, and a large number of dots are colored on the moving thermosensitive recording paper, and a predetermined character, symbol, image, etc. is recorded by the arrangement of each dot.

【0023】次に本実施例に係るサーマルヘッドの優位
性を従来例と比較して述べる。図3は図1に示すAlN
セラミックス基板1aを使用した実施例の厚膜形サーマ
ルヘッドと、図5に示すようなAl2 O3 セラミッ
クス基板1を使用した従来例の厚膜形サーマルヘッドと
をプリンタに装着して印字試験を行なった場合における
各発熱抵抗体温度の経時変化を示すグラフである。
Next, the advantages of the thermal head according to this embodiment will be described in comparison with the conventional example. Figure 3 shows the AlN shown in Figure 1.
A printing test was conducted by installing the thick film thermal head of the example using the ceramic substrate 1a and the conventional thick film thermal head using the Al2O3 ceramic substrate 1 as shown in FIG. 5 in a printer. 3 is a graph showing changes in temperature of each heating resistor over time in the case of FIG.

【0024】図3において実線で示すように、本実施例
においては熱伝導率が高いAlNをセラミックス基板1
aの構成材としているため、パルス電圧消失後における
放熱特性が優れており、発熱抵抗体が所定の印字下限温
度までに冷却されるまでの放熱時間t1 が、Al2 
O3 製のセラミックス基板1で構成した従来例の場合
に必要な放熱時間t0 と比較して大幅に短縮すること
が可能となった。
As shown by the solid line in FIG. 3, in this embodiment, the ceramic substrate 1 is made of AlN, which has a high thermal conductivity.
Since it is made of the constituent material Al2, it has excellent heat dissipation characteristics after the pulse voltage disappears, and the heat dissipation time t1 until the heating resistor is cooled to the predetermined lower limit printing temperature is longer than that of Al2.
It has become possible to significantly shorten the heat dissipation time t0 required in the case of the conventional example configured with the ceramic substrate 1 made of O3.

【0025】このことは、加熱昇温時間と放熱時間との
合計時間で表わされる印字の繰り返し時間が低減される
ことを意味し、プリンタなどの記録機器の高速化を図る
ことができる。
[0025] This means that the repetition time of printing, which is represented by the total time of heating temperature rise time and heat dissipation time, is reduced, and it is possible to increase the speed of recording equipment such as printers.

【0026】次に本発明の他の実施例について図2を参
照して説明する。本実施例に係る厚膜形サーマルヘッド
においては、セラミックス基板1a表面に0.2〜20
μmの厚さを有する酸化アルミニウム層7を形成してい
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the thick film type thermal head according to this embodiment, the surface of the ceramic substrate 1a has a thickness of 0.2 to 20%
An aluminum oxide layer 7 having a thickness of μm is formed.

【0027】この酸化アルミニウム層7は、窒化アルミ
ニウム焼結体を酸化性雰囲気において高温度に加熱する
ことにより得られる。ところで非酸化物系セラミックス
材である窒化アルミニウムと、発熱抵抗体2または電気
導線3とは濡れ性が悪いために密着性が悪く、また両者
間の接合強度を大きく設定することが困難であった。
This aluminum oxide layer 7 is obtained by heating a sintered aluminum nitride body to a high temperature in an oxidizing atmosphere. By the way, aluminum nitride, which is a non-oxide ceramic material, and the heating resistor 2 or the electric conductor 3 have poor adhesion due to poor wettability, and it has been difficult to set a large bonding strength between the two. .

【0028】しかしながら、窒化アルミニウム基板の表
面を部分的に酸化してアルミニウムの酸化物の被膜を形
成することにより両者の接合強度を大幅に高めることが
でき、耐久性に優れた厚膜形サーマルヘッドを得ること
ができる。
However, by partially oxidizing the surface of the aluminum nitride substrate to form an aluminum oxide film, the bonding strength between the two can be greatly increased, resulting in a thick-film thermal head with excellent durability. can be obtained.

【0029】酸化アルミニウム層7の厚さが0.2μm
未満であると、接合強度の改善効果が少ない一方、厚さ
が20μmを超えると、接合力が低下するとともに、熱
抵抗層としてのAl2 O3 被膜の割合が大きくなり
、AlN基板本来の良好な熱伝導率が損われるため、酸
化アルミニウム層7の厚さは0.2〜20μm、さらに
好ましくは0.5〜5μmの範囲に設定される。
[0029] The thickness of the aluminum oxide layer 7 is 0.2 μm.
If the thickness is less than 20 μm, the effect of improving the bonding strength will be small, while if the thickness exceeds 20 μm, the bonding strength will decrease and the proportion of the Al2O3 film as a heat resistance layer will increase, reducing the inherent good thermal properties of the AlN substrate. Since the conductivity is impaired, the thickness of the aluminum oxide layer 7 is set in the range of 0.2 to 20 μm, more preferably 0.5 to 5 μm.

【0030】次に本発明に係るサーマルヘッドの発熱抵
抗体の形状例について説明する。従来一対の電気導線間
に配設される発熱抵抗体は各軸方向位置における断面が
等しくなるように帯状に形成されていた。
Next, an example of the shape of the heating resistor of the thermal head according to the present invention will be explained. Conventionally, a heating resistor disposed between a pair of electric conductors has been formed in a band shape so that the cross section at each axial position is equal.

【0031】しかしながら、図4に示すようにサーマル
ヘッドの発熱抵抗体2aの電極3,3と接続する部分を
帯状に形成する一方、中央部の幅Wを端部より小さく設
定し、中央部がくびれた形状に形成してもよい。この場
合、発熱抵抗体2aの中央部が最も高い抵抗値を有する
こととなる。この発熱抵抗体2aに電極3,3を介して
電圧を印加し電流を流すと、まず中央部のみが発熱して
温度が上昇し、感熱記録紙に塗布されたインクを溶解さ
せる温度に達し、小さなドットが紙上に転写される。こ
の状態で、発熱抵抗体2aに電圧印加を継続すると、イ
ンク溶解温度に達する領域が徐々に拡大していく。この
ように発熱抵抗体2a毎に印加するエネルギを電圧印加
パルス幅によって可変に調整することによって、転写さ
れる各ドットのサイズを、画像の濃淡に対応して可変と
することができる。すなわち各ドット毎に階調を有する
こととなり、解像度の低下を招くことなく、階調性に優
れた印字記録が可能となる。
However, as shown in FIG. 4, while the part of the heating resistor 2a of the thermal head connected to the electrodes 3, 3 is formed into a band shape, the width W of the central part is set smaller than that of the end part, and the central part is It may be formed into a constricted shape. In this case, the central portion of the heating resistor 2a has the highest resistance value. When a voltage is applied to the heating resistor 2a through the electrodes 3 and a current is passed through the heating resistor 2a, only the central portion generates heat and the temperature rises, reaching a temperature that dissolves the ink applied to the thermal recording paper. Small dots are transferred onto the paper. If voltage is continued to be applied to the heating resistor 2a in this state, the area where the ink melting temperature is reached gradually expands. In this way, by variably adjusting the energy applied to each heating resistor 2a by the voltage application pulse width, the size of each dot to be transferred can be made variable in accordance with the density of the image. In other words, each dot has a gradation, and printing with excellent gradation is possible without deteriorating resolution.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明の通り本発明に係る厚膜形サー
マルヘッドによれば、従来のアルミナと比較して熱伝導
性が3〜10倍も優れた窒化アルミニウム(AlN)を
主体とするセラミックス基板を使用しているため、一旦
印字温度まで立上げて発熱した抵抗体を所定温度まで冷
却するまでの立下げ時間が大幅に短縮される。したがっ
て発熱抵抗体の温度の立上り時間と立下げ時間との和で
ある印字の繰返し時間が極めて短くなる結果、サーマル
ヘッドの熱応答性が大幅に改善され、記録速度を大幅に
上昇させることが可能となる。
As explained above, the thick-film thermal head according to the present invention uses ceramics mainly made of aluminum nitride (AlN), which has thermal conductivity 3 to 10 times better than conventional alumina. Since a substrate is used, the time needed to raise the temperature up to the printing temperature and then cool down the heated resistor to a predetermined temperature is significantly shortened. Therefore, the repetition time of printing, which is the sum of the temperature rise time and fall time of the heating resistor, becomes extremely short, which greatly improves the thermal response of the thermal head, making it possible to significantly increase the recording speed. becomes.

【0033】またセラミックス基板表面に酸化アルミニ
ウム層を形成することにより、基板材料である窒化アル
ミニウムと発熱抵抗体や電極との接合強度が増し、耐久
性が優れ、高い信頼性を有する厚膜形サーマルヘッドを
得ることができる。
Furthermore, by forming an aluminum oxide layer on the surface of the ceramic substrate, the bonding strength between the aluminum nitride substrate material and the heating resistor and electrodes is increased, resulting in a thick film type thermal conductor with excellent durability and high reliability. You can get the head.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明に係る厚膜形サーマルヘッドの一実施例
を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a thick film thermal head according to the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る厚膜形サーマルヘッドの熱応答特
性を従来例と比較して示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing the thermal response characteristics of the thick film thermal head according to the present invention in comparison with a conventional example.

【図4】発熱抵抗体の形状例を示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing an example of the shape of a heating resistor.

【図5】従来の厚膜形サーマルヘッドの基本構造を示す
断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing the basic structure of a conventional thick-film thermal head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a  セラミックス基板 2,2a  発熱抵抗体 3  電気導線(電極) 4  感熱記録紙 5  耐摩耗層 6  送りローラ 7  酸化アルミニウム層 1, 1a Ceramic substrate 2, 2a Heating resistor 3 Electrical conductor (electrode) 4 Thermal recording paper 5. Wear-resistant layer 6 Feed roller 7 Aluminum oxide layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  表面粗さRaが1μm以下であり、窒
化アルミニウムを90重量%以上含有するセラミック基
板表面に、発熱抵抗体および耐摩耗層を積層したことを
特徴とする厚膜形サーマルヘッド。
1. A thick film thermal head characterized in that a heating resistor and a wear-resistant layer are laminated on the surface of a ceramic substrate having a surface roughness Ra of 1 μm or less and containing 90% by weight or more of aluminum nitride.
【請求項2】  セラミック基板表面に、酸化アルミニ
ウム層を形成したことを特徴とする請求項1記載の厚膜
形サーマルヘッド。
2. The thick film thermal head according to claim 1, further comprising an aluminum oxide layer formed on the surface of the ceramic substrate.
【請求項3】  酸化アルミニウム層の厚さが0.2〜
20μmであることを特徴とする請求項1記載の厚膜形
サーマルヘッド。
[Claim 3] The thickness of the aluminum oxide layer is 0.2~
The thick film type thermal head according to claim 1, characterized in that the thickness is 20 μm.
【請求項4】  発熱抵抗体は、電極と接続する端部を
帯状に形成する一方、中央部の幅を端部より小さく設定
したことを特徴とする請求項1記載の厚膜形サーマルヘ
ッド。
4. The thick-film thermal head according to claim 1, wherein the heating resistor has an end portion connected to the electrode formed in a band shape, and a width of the central portion is set smaller than that of the end portion.
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