JPH0552270B2 - - Google Patents
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- JPH0552270B2 JPH0552270B2 JP23677885A JP23677885A JPH0552270B2 JP H0552270 B2 JPH0552270 B2 JP H0552270B2 JP 23677885 A JP23677885 A JP 23677885A JP 23677885 A JP23677885 A JP 23677885A JP H0552270 B2 JPH0552270 B2 JP H0552270B2
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- JP
- Japan
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- layer
- protective layer
- power supply
- heating resistor
- thermal head
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- Expired - Lifetime
Links
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はサーマルプリンターに用いられるサー
マルヘツドに関する。
マルヘツドに関する。
サーマルプリンタに搭載するサーマルヘツド
は、例えば複数個の発熱抵抗体素子を同一基板上
に直線的に配列し、情報に従つてこの発熱抵抗体
素子を通電加熱させて、感熱記録紙に発色記録さ
せ、あるいはインクリボンを介して、普通紙に転
写記録するために用いられる。
は、例えば複数個の発熱抵抗体素子を同一基板上
に直線的に配列し、情報に従つてこの発熱抵抗体
素子を通電加熱させて、感熱記録紙に発色記録さ
せ、あるいはインクリボンを介して、普通紙に転
写記録するために用いられる。
第２図、第３図は、従来のこのサーマルヘツド
の一般構造例を示すものである。絶縁性基板１上
には断面が半円弧状のガラスからなるグレーズ層
２が形成されており、このグレーズ層２の上に
Ta2N等からなる発熱抵抗体層３が形成されてい
る。この発熱抵抗体層３の上には、さらにこの発
熱抵抗体層３に対して給電するための給電体層４
が形成されていて、この給電体層４のグレーズ層
２の頂面部はエツチング等の手段により分断され
ている。
の一般構造例を示すものである。絶縁性基板１上
には断面が半円弧状のガラスからなるグレーズ層
２が形成されており、このグレーズ層２の上に
Ta2N等からなる発熱抵抗体層３が形成されてい
る。この発熱抵抗体層３の上には、さらにこの発
熱抵抗体層３に対して給電するための給電体層４
が形成されていて、この給電体層４のグレーズ層
２の頂面部はエツチング等の手段により分断され
ている。
給電体層４は例えばアルミニウム等からなるも
ので、この分断部４ａの両側間に電圧を与える
と、グレーズ層２の頂面部に位置する発熱抵抗体
層３に電流が流れて発熱する。この発熱抵抗体層
３および給電体層４の上には、これらの保護層７
が形成されている。この保護層７は発熱抵抗体層
３を酸化による劣化から保護するSiO2などから
なる耐酸化層５と感熱記録紙（図示せず）等との
接触による摩耗から発熱抵抗体層３および給電体
層４を保護するTa2O5等からなる耐摩耗層６とか
らなつている。このサーマルヘツドは中央の分断
部４ａで分断された複数の給電体層４の一方が共
通電極ライン４ｂに接続され、他方が個別電極ラ
イン４ｃに接続されている。この個別電極ライン
４ｃに情報に応じて選択的に電圧が印加されると
グレーズ層２の頂面部の発熱抵抗体層３が発熱
し、この熱が耐酸化層５および耐摩耗層６を伝わ
つて保護層７の表面の発熱部３ａが発熱して、感
熱記録紙、インクリボン等に発色エネルギーが与
えられることとなる。なお、保護層７は端子部以
外のヘツド面のすべてを覆うように設けられてい
る。
ので、この分断部４ａの両側間に電圧を与える
と、グレーズ層２の頂面部に位置する発熱抵抗体
層３に電流が流れて発熱する。この発熱抵抗体層
３および給電体層４の上には、これらの保護層７
が形成されている。この保護層７は発熱抵抗体層
３を酸化による劣化から保護するSiO2などから
なる耐酸化層５と感熱記録紙（図示せず）等との
接触による摩耗から発熱抵抗体層３および給電体
層４を保護するTa2O5等からなる耐摩耗層６とか
らなつている。このサーマルヘツドは中央の分断
部４ａで分断された複数の給電体層４の一方が共
通電極ライン４ｂに接続され、他方が個別電極ラ
イン４ｃに接続されている。この個別電極ライン
４ｃに情報に応じて選択的に電圧が印加されると
グレーズ層２の頂面部の発熱抵抗体層３が発熱
し、この熱が耐酸化層５および耐摩耗層６を伝わ
つて保護層７の表面の発熱部３ａが発熱して、感
熱記録紙、インクリボン等に発色エネルギーが与
えられることとなる。なお、保護層７は端子部以
外のヘツド面のすべてを覆うように設けられてい
る。
この従来のサーマルヘツドは給電体層４にグレ
ーズ層２の頂面部に位置する分断部４ａを設け、
この上にスパツタリング等の手段により耐酸化層
５および耐摩耗層６が形成され最終工程で分割し
てサーマルヘツドチツプとなる。
ーズ層２の頂面部に位置する分断部４ａを設け、
この上にスパツタリング等の手段により耐酸化層
５および耐摩耗層６が形成され最終工程で分割し
てサーマルヘツドチツプとなる。
しかし、上述のヘツド構造においては発熱抵抗
体層３をはさんで給電体層４が分断しているため
分断部３ａは凹を生じることになり、印字に際し
て感熱記録媒体に対して発熱抵抗体層３は空隙を
生じるから、効率よく熱の伝導が行えず印字濃度
がうすいものとなりやすい。そのため印加エネル
ギーを増大させて、印字濃度を高くしなければな
らず、熱歪の増大をともなつてサーマルヘツドの
寿命が短かくなる欠点があつた。また分断部４ａ
があるため、給電体層４のエツジ部に印字の際に
集中荷重が働き機械的に保護層７のクラツクやハ
クリを生じて発熱抵抗体層３の酸化等による抵抗
値の増加で印字不能になるなどの欠点があつた。
体層３をはさんで給電体層４が分断しているため
分断部３ａは凹を生じることになり、印字に際し
て感熱記録媒体に対して発熱抵抗体層３は空隙を
生じるから、効率よく熱の伝導が行えず印字濃度
がうすいものとなりやすい。そのため印加エネル
ギーを増大させて、印字濃度を高くしなければな
らず、熱歪の増大をともなつてサーマルヘツドの
寿命が短かくなる欠点があつた。また分断部４ａ
があるため、給電体層４のエツジ部に印字の際に
集中荷重が働き機械的に保護層７のクラツクやハ
クリを生じて発熱抵抗体層３の酸化等による抵抗
値の増加で印字不能になるなどの欠点があつた。
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とする所は高印字品質で
寿命の長いサーマルヘツドを提供することにあ
る。
たものであり、その目的とする所は高印字品質で
寿命の長いサーマルヘツドを提供することにあ
る。
かかる目的を達成するために本発明のサーマル
ヘツドは絶縁性基板上にグレーズ層を形成し、そ
のグレーズ層上に発熱抵抗体層を配置し、その発
熱抵抗体層に電力を供給する給電体層と、その給
電体層および前記発熱抵抗体層上に形成された保
護層とを備えたサーマルヘツドにおいて、第１の
保護層を耐酸化性を有する材料で形成し、第２の
保護層を耐エツチング性を有する金属の高酸化
物、高窒化物、高炭化物の材料で形成し、第３の
保護層をエツチング性を有する金属の低酸化物、
低窒化物、低炭化物の材料で形成し、その第３の
保護層にフオトエツチングおよび熱酸化処理を加
えて発熱抵抗体層上の凹を解消するとともに耐摩
耗性を賦与したことを特徴とするものである。
ヘツドは絶縁性基板上にグレーズ層を形成し、そ
のグレーズ層上に発熱抵抗体層を配置し、その発
熱抵抗体層に電力を供給する給電体層と、その給
電体層および前記発熱抵抗体層上に形成された保
護層とを備えたサーマルヘツドにおいて、第１の
保護層を耐酸化性を有する材料で形成し、第２の
保護層を耐エツチング性を有する金属の高酸化
物、高窒化物、高炭化物の材料で形成し、第３の
保護層をエツチング性を有する金属の低酸化物、
低窒化物、低炭化物の材料で形成し、その第３の
保護層にフオトエツチングおよび熱酸化処理を加
えて発熱抵抗体層上の凹を解消するとともに耐摩
耗性を賦与したことを特徴とするものである。
以下図に示した一実施例を用いて、本発明を説
明する。
明する。
第１図は本発明によるサーマルヘツドの断面を
示すものである。図示したように本発明のサーマ
ルヘツドは、絶縁性キバン１上に略半円弧状の部
分グレーズ層２を形成し、その上にTa2Nからな
る発熱抵抗体層３およびAlからなる給電体層４
を順次積層し、フオトリソ技術により発熱抵抗体
層３が略部分グレーズ層２の略頂面部に位置する
ように、給電体層４を分断して形成する。更にそ
の上にスパツタリング法により第１の保護層５を
耐酸化性のよい例えばSiO2等の材料で形成し、
その上に第２の保護層６を耐エツチング性を有す
る例えばTaの高酸化物等の材料で形成し、その
上に第３の保護層７をエツチング性を有する例え
ばTaの低酸化物、低窒化物等の材料で形成し、
その第３の保護層７をフオトリソ技術により発熱
抵抗体層３上の凹部をマスキングして沸硝酸によ
り図中破線で示した第３の保護層７ａ部を除去す
る。これにより発熱抵抗体層３上の凹は逆に凸状
化させることができる。なお、この凸部の突出量
は第３の保護層７の蒸着膜厚とエツチング量によ
つて任意にコントロールできる。この状態におけ
る第３の保護層７は電気伝導性に富んだメタリツ
ク膜となつており、低酸化物、低窒化物であるた
め、耐摩耗性が不足なものとなつているので、こ
のサーマルヘツドをAir雰囲気の電気炉内にて
500℃〜600℃の温度で10分〜30分間焼成すること
により第３の保護層内にO2が拡散して全体を高
酸化物の略Ta2O5化させることが容易できる。こ
の焼成において給電体のAlは表面にごく薄い酸
化層が形成されるだけで、Al内部の酸化が進行
しない。上述のように給電体層４の分断によつて
生じた凹部を平担化又は凸状化することは簡単に
加工でき、感熱記録媒体（図示せず）との圧接性
が著しく改善されるため熱伝導性が増して低電力
で印字発色濃度の高いものとなる。また感熱記録
媒体との摺接において、従来保護層７上の凹部の
エツジに圧接荷重が集中して給電体層４上の保護
層５のハクリが解消される。また本発明は第１の
保護層５を耐酸化性の良好なSiO2などからなる
材料を用い、第２の保護層６に耐エツチング性の
良好なTa2O5などからなる材料を用い、第３の保
護層７にエツチング性を賦与してエツチング加工
後、熱酸化処理を施こして、耐摩耗性の良好な
Ta2O5などからなる材料に変換するため摩耗によ
る寿命の低下は問題とならない。更に高温アニー
ル処理効果により膜の内部応力を緩和させ、サー
マルヘツドの特性の安定化がはかれる等の利点が
生じる。
示すものである。図示したように本発明のサーマ
ルヘツドは、絶縁性キバン１上に略半円弧状の部
分グレーズ層２を形成し、その上にTa2Nからな
る発熱抵抗体層３およびAlからなる給電体層４
を順次積層し、フオトリソ技術により発熱抵抗体
層３が略部分グレーズ層２の略頂面部に位置する
ように、給電体層４を分断して形成する。更にそ
の上にスパツタリング法により第１の保護層５を
耐酸化性のよい例えばSiO2等の材料で形成し、
その上に第２の保護層６を耐エツチング性を有す
る例えばTaの高酸化物等の材料で形成し、その
上に第３の保護層７をエツチング性を有する例え
ばTaの低酸化物、低窒化物等の材料で形成し、
その第３の保護層７をフオトリソ技術により発熱
抵抗体層３上の凹部をマスキングして沸硝酸によ
り図中破線で示した第３の保護層７ａ部を除去す
る。これにより発熱抵抗体層３上の凹は逆に凸状
化させることができる。なお、この凸部の突出量
は第３の保護層７の蒸着膜厚とエツチング量によ
つて任意にコントロールできる。この状態におけ
る第３の保護層７は電気伝導性に富んだメタリツ
ク膜となつており、低酸化物、低窒化物であるた
め、耐摩耗性が不足なものとなつているので、こ
のサーマルヘツドをAir雰囲気の電気炉内にて
500℃〜600℃の温度で10分〜30分間焼成すること
により第３の保護層内にO2が拡散して全体を高
酸化物の略Ta2O5化させることが容易できる。こ
の焼成において給電体のAlは表面にごく薄い酸
化層が形成されるだけで、Al内部の酸化が進行
しない。上述のように給電体層４の分断によつて
生じた凹部を平担化又は凸状化することは簡単に
加工でき、感熱記録媒体（図示せず）との圧接性
が著しく改善されるため熱伝導性が増して低電力
で印字発色濃度の高いものとなる。また感熱記録
媒体との摺接において、従来保護層７上の凹部の
エツジに圧接荷重が集中して給電体層４上の保護
層５のハクリが解消される。また本発明は第１の
保護層５を耐酸化性の良好なSiO2などからなる
材料を用い、第２の保護層６に耐エツチング性の
良好なTa2O5などからなる材料を用い、第３の保
護層７にエツチング性を賦与してエツチング加工
後、熱酸化処理を施こして、耐摩耗性の良好な
Ta2O5などからなる材料に変換するため摩耗によ
る寿命の低下は問題とならない。更に高温アニー
ル処理効果により膜の内部応力を緩和させ、サー
マルヘツドの特性の安定化がはかれる等の利点が
生じる。
以上述べたように、本発明のサーマルヘツドは
第３の保護層をメタリツク化して成膜し、エツチ
ング性を賦与して、発熱抵抗体層上を選択的にエ
ツチング加工して凹を解消し、平担化又は凸出化
させた後、熱酸化処理を加えることによつて硬質
の耐摩耗層に変化させるものである。これによつ
て発熱中心が最も感熱記録媒体に摺接させること
ができ、熱伝導性の向上により低電力で濃度の高
い印字ができるようになる。また発熱抵抗体層上
の凹部が解消されて密着強度が比較的弱い給電体
層上の保護層が感熱記録媒体と強く摺接しなくな
るため、機械的損傷を受けにくいバラツキの少な
いものとできる。また熱酸化処理によつてスパツ
タ成膜温度よりも、はるかに高い温度で焼成され
るためアニール効果が顕著に現われ、サーマルヘ
ツドの特性のバラツキが少ない信頼性の高いもの
とできる等の顕著な効果を奏する。
第３の保護層をメタリツク化して成膜し、エツチ
ング性を賦与して、発熱抵抗体層上を選択的にエ
ツチング加工して凹を解消し、平担化又は凸出化
させた後、熱酸化処理を加えることによつて硬質
の耐摩耗層に変化させるものである。これによつ
て発熱中心が最も感熱記録媒体に摺接させること
ができ、熱伝導性の向上により低電力で濃度の高
い印字ができるようになる。また発熱抵抗体層上
の凹部が解消されて密着強度が比較的弱い給電体
層上の保護層が感熱記録媒体と強く摺接しなくな
るため、機械的損傷を受けにくいバラツキの少な
いものとできる。また熱酸化処理によつてスパツ
タ成膜温度よりも、はるかに高い温度で焼成され
るためアニール効果が顕著に現われ、サーマルヘ
ツドの特性のバラツキが少ない信頼性の高いもの
とできる等の顕著な効果を奏する。
第１図は本発明のサーマルヘツドの構造断面
図、第２，３図は従来のサーマルヘツドの構造断
面図である。 １……絶縁性基板、２……部分グレーズ層、３
……発熱抵抗体層、４……給電体層、５……第１
の保護層、６……第２の保護層、７……第３の保
護層。
図、第２，３図は従来のサーマルヘツドの構造断
面図である。 １……絶縁性基板、２……部分グレーズ層、３
……発熱抵抗体層、４……給電体層、５……第１
の保護層、６……第２の保護層、７……第３の保
護層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁性基板上にグレーズ層を形成し、そのグ
レーズ層上に複数個の発熱抵抗体層を直線的に配
置し、その発熱抵抗体層に電力を供給する給電体
層と、その給電体層および前記発熱抵抗体層上に
形成された保護層とを備えたサーマルヘツドにお
いて、第１の保護層を耐酸化性を有する材料で形
成し、第２の保護層を耐エツチング性を有する材
料で形成し、第３の保護層をエツチング性を有す
る材料で形成し、その第３の保護層にフオトエツ
チングおよび熱酸化処理を加えて発熱抵抗体層上
の凹を解消し、かつ耐摩耗性を賦与したことを特
徴とするサーマルヘツド。 ２ 前記給電体層をAl、第１の保護層をSiO2、
第２の保護層をTaの高酸化物、第３の保護層を
エツチング性を有するTaの低酸化物又は低窒化
物とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のサーマルヘツド ３ 前記第３の保護層は発熱抵抗体層上において
平担又は凸状であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のサーマルヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23677885A JPS6295244A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23677885A JPS6295244A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295244A JPS6295244A (ja) | 1987-05-01 |
| JPH0552270B2 true JPH0552270B2 (ja) | 1993-08-04 |
Family
ID=17005653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23677885A Granted JPS6295244A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6295244A (ja) |
-
1985
- 1985-10-22 JP JP23677885A patent/JPS6295244A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6295244A (ja) | 1987-05-01 |
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