JPH0595740U - Thermal head - Google Patents
Thermal headInfo
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- JPH0595740U JPH0595740U JP3744592U JP3744592U JPH0595740U JP H0595740 U JPH0595740 U JP H0595740U JP 3744592 U JP3744592 U JP 3744592U JP 3744592 U JP3744592 U JP 3744592U JP H0595740 U JPH0595740 U JP H0595740U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面形状が粗い紙に対して熱転写印字を行
う。
【構成】 保護層表面に保護層の熱伝導率の40倍以上
の高熱伝導率薄膜を発熱ドットの上部にあたる場所より
インクの移動する方向に対してくし歯状に形成した。
【効果】 パルス印字後も高熱伝導率層を伝導してイン
クに熱が伝わるため、インクの固化が遅れ、インクシー
ト剥離のときに凝集破壊を起こし印字インクは紙から剥
離しない。
(57) [Summary] [Purpose] Performs thermal transfer printing on paper with a rough surface. [Structure] On the surface of the protective layer, a high thermal conductivity thin film having a thermal conductivity of 40 times or more of that of the protective layer was formed in a comb shape in the direction in which the ink moves from the position corresponding to the upper portion of the heating dot. [Effect] Even after pulse printing, heat is conducted to the ink by conducting through the high thermal conductivity layer, so that the solidification of the ink is delayed, and cohesive failure occurs when the ink sheet is peeled off so that the printing ink does not peel off from the paper.
Description
【0001】[0001]
本考案は、ビデオ画像やコンピュータ機器の出力端末等に用いられるサーマル ヘッドに関する。 The present invention relates to a thermal head used for a video image or an output terminal of a computer device.
【0002】[0002]
従来、薄膜型サーマルヘッドは、図3にその一例を示す如く、絶縁性基板1表 面にグレーズ層2を形成し、その上に発熱抵抗体をスパッタし、発熱体3を形成 した上に一対の電極4としての導電層を形成してなるもので、その表面は保護層 5によって覆われている。そして、該電極4に電圧を印加することによりその間 に存在する発熱体3の部分に電流が流れて抵抗体が発熱する。その熱が保護層5 を介してプラテンとの間に保持された熱転写インク6に伝えられ、該熱転写イン ク6が溶融して記録紙7に付着する。そして、熱パルスの印加後、熱転写インク 6と記録紙7は発熱体3位置から移動し図示しない記録紙7と熱転写インク6の 引き離し機構によってインクシート部8が剥離され、熱パルスの印加部分のみが 記録紙7に転写される。従って、連続的にこのような動作を繰り返すことにより 紙への描画が行われる仕組みになっている。 Conventionally, a thin film thermal head has a glaze layer 2 formed on the surface of an insulating substrate 1, a heating resistor is sputtered on the glaze layer 2 as shown in FIG. Is formed by forming a conductive layer as the electrode 4, and the surface thereof is covered with a protective layer 5. Then, when a voltage is applied to the electrode 4, a current flows through the portion of the heating element 3 existing between them and the resistor heats up. The heat is transferred to the thermal transfer ink 6 held between it and the platen via the protective layer 5, and the thermal transfer ink 6 melts and adheres to the recording paper 7. After the heat pulse is applied, the thermal transfer ink 6 and the recording paper 7 are moved from the position of the heating element 3 and the ink sheet portion 8 is peeled off by a separating mechanism for the recording paper 7 and the thermal transfer ink 6 not shown, and only the portion to which the thermal pulse is applied. Is transferred to the recording paper 7. Therefore, the mechanism is such that drawing is performed on paper by continuously repeating such operations.
【0003】[0003]
しかし、従来のサーマルヘッドを用いて熱転写印字を行った場合、ラフ紙のよ うな粗い表面をもつ記録紙に印字を行うと、インクシート部から熱転写インクを 剥離する際に、転写部分が前記インクシート部に残留し、転写文字のかすれや濃 度不足等の現象が発生していた。ベック平滑度を用いてラフ紙と一般の熱転写用 紙を比較すると、熱転写用紙450secに比べてラフ紙は80secと5分の 1以下の値を示した。従って、ラフ紙表面に転写されるインクは図4に示される ように粗い表面状にブリッジをつくるような形となり、図5に示す熱転写用紙と 比較してインクの密着性が非常に悪いことがわかる。固体インクがこのような低 い密着状態において剥離を行うと、インクは紙の方に転写されずほとんどがイン クシート部上に残留する。従って、悪い密着状態において良好な印字を行うため には、インクと紙の密着性を上げ、さらにベース面からの吸着力の影響を小さく する必要がある。 However, when thermal transfer printing is performed using a conventional thermal head and printing is performed on recording paper with a rough surface such as rough paper, when the thermal transfer ink is peeled from the ink sheet part, It remained on the sheet, and phenomena such as faint transfer characters and insufficient density occurred. Comparing rough paper and general thermal transfer paper using Beck's smoothness, the rough paper showed a value of 80 sec, which is less than one fifth of that of 450 sec of thermal transfer paper. Therefore, the ink transferred to the surface of the rough paper has a shape that forms a bridge on the rough surface as shown in FIG. 4, and the adhesiveness of the ink is very poor as compared with the thermal transfer paper shown in FIG. Recognize. When the solid ink peels off in such a low contact state, the ink is not transferred to the paper and most remains on the ink sheet. Therefore, in order to perform good printing in a poorly adhered state, it is necessary to improve the adhesiveness between the ink and the paper and further reduce the influence of the suction force from the base surface.
【0004】[0004]
上記課題を解決するために、この考案では発熱ドットより発生した熱がインク と記録紙の移動とともに、サーマルヘッド表面を流れるように発熱ドット上から インクシート移動方向に向かって保護膜表面に高熱伝導膜を膜付けした。そして 、隣接ドット間では高熱伝導膜による熱干渉が生じないようにドット幅のサイズ でくし歯状にパターニングした高熱伝導膜を形成した。 In order to solve the above-mentioned problems, in this invention, the heat generated from the heat generating dots flows along the ink and the recording paper and flows on the surface of the thermal head, so that the heat transfer from the heat generating dots to the surface of the protective film is high in the moving direction of the ink sheet. The membrane was applied. Then, in order to prevent thermal interference due to the high thermal conductive film between adjacent dots, a high thermal conductive film patterned in a comb shape with a dot width size was formed.
【0005】[0005]
本考案のサーマルヘッドを用いた場合、発熱ドットより発生した熱は保護膜内 を伝わり高熱伝導率材料層に達する。さらに、その上に接しているインクシート 部に伝わり、その結果、インクを溶かし発熱ドット形状のインクが紙に付着する 。この後、インクと記録紙は保護膜の上面に膜付けされた高熱伝導率材料上を移 動するが、発熱ドットの上部には高熱伝導率材料層が積層しているため、記録紙 およびインクシート部の移動中、常に発熱ドットから発生する熱が高熱伝導率材 料層を通して熱転写インクに伝えられ、インクが冷却して固化することを防いで いる。また、高熱伝導率層は発熱ドット幅にパターニングして形成するので、高 熱伝導率層を通って隣接他ドットに流れる熱流を防いでいる。 When the thermal head of the present invention is used, the heat generated from the heating dots is transmitted through the protective film and reaches the high thermal conductivity material layer. Further, it is transmitted to the ink sheet portion in contact therewith, and as a result, the ink is melted and the ink in the form of heating dots adheres to the paper. After that, the ink and the recording paper move on the high thermal conductivity material coated on the upper surface of the protective film, but since the high thermal conductivity material layer is laminated on the heating dot, the recording paper and the ink are not printed. While the sheet is moving, the heat generated from the heating dots is always transferred to the thermal transfer ink through the high thermal conductivity material layer, preventing the ink from cooling and solidifying. Further, since the high thermal conductivity layer is formed by patterning the heating dot width, heat flow flowing to other adjacent dots through the high thermal conductivity layer is prevented.
【0006】 ラフ紙と呼ばれるような表面が非常に粗い紙に印字した場合においても、パル ス印加後の移動中インクと記録紙とは十分な密着性を保っている。この状態でイ ンクベースの剥離を行うと、インクが低粘性流体であるためベース面の吸着力は インク内部で緩和されるとともに凝集破壊を起こす。しかも、紙とインクの密着 性はインクが固体の場合以上に大きくなるため、ラフ紙の表面からインクが剥が れることなくインクベース剥離が完了する。この結果、ラフ紙印字におけるボイ ドの発生もなく良好な印字が得られる。Even when printing is performed on a paper having a very rough surface, which is called rough paper, the moving ink after the application of the pulse and the recording paper maintain sufficient adhesion. If the ink base is peeled off in this state, since the ink is a low-viscosity fluid, the suction force on the base surface is relieved inside the ink and cohesive failure occurs. Moreover, since the adhesion between the paper and the ink is greater than when the ink is solid, the ink base peeling is completed without the ink peeling from the surface of the rough paper. As a result, good printing can be obtained without generating voids in rough paper printing.
【0007】[0007]
以下に、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。図1、図2において、ア ルミナからなる絶縁基板1上にガラスペーストを印刷し、焼成を行って蓄熱のた めのグレーズ層2を形成し、その上にTa−SiO2 発熱抵抗体をスパッタリン グにより生膜した。次に、フォトエッチング工程によりライン状に発熱体3が並 ぶように抵抗体膜をパターニングした。この上に電極層4としてAlをスパッタ し、同様のフォトエッチング工程により電極のパターニングを行った。更に、そ の上にサイアロンをスパッタリングし発熱ヘッド部の耐摩耗及び電気絶縁を行う ための保護層5を形成した。従来のサーマルヘッドの膜付けプロセスは以上であ るが、本考案においては、さらに前記保護層5の上面に高熱伝導率層9としてス パッタリングによりSiC膜を形成したサーマルヘッドあるいはイオンビーム蒸 着法を用いてAlN膜を蒸着したサーマルヘッドを形成し、これらの各サーマル ヘッド上に形成された膜をエッチング工程を用いてくし歯状にパターニングし高 熱伝導率層付きサーマルヘッドを2種類作製した。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2, glass paste is printed on an insulating substrate 1 made of aluminum and baked to form a glaze layer 2 for heat storage, and a Ta-SiO 2 heating resistor is sputtered on the glaze layer 2. Biofilm was formed by ringing. Next, the resistor film was patterned by a photoetching process so that the heating elements 3 were arranged in a line. Al was sputtered thereon as an electrode layer 4, and the electrode was patterned by the same photoetching process. Further, sialon was sputtered thereon to form a protective layer 5 for abrasion resistance and electrical insulation of the heating head portion. Although the film deposition process of the conventional thermal head has been described above, in the present invention, the thermal head or ion beam evaporation in which the SiC film is further formed on the upper surface of the protective layer 5 as the high thermal conductivity layer 9 by sputtering. A thermal head is formed by vapor deposition of an AlN film by using the method, and the film formed on each of these thermal heads is patterned into a comb shape using an etching process to produce two types of thermal heads with high thermal conductivity layers. did.
【0008】 以上の2種類のサーマルヘッドと従来工程で作製したサーマルヘッド(図2) の印字性能を比較するために、印加電力0.25W/dotの条件でパルス幅/ パルス周期を0.8msec/5.5msecとして印字率を変えたパターン印 字を行い印字画像のボイド率を測定した。印字率とはサーマルヘッドの発熱ドッ トが発熱する割合を示し、ボイド率は印字画像中の白色部の割合を示す。また、 印字画像の白黒のしきい値はOD値0.8とした。印字を行った紙は一般にラフ 紙と呼ばれるもので、ベック平滑試験値が80sec以下の紙を使用した。図6 にボイド率の測定結果を示す。正常な印字が行われた場合は印字率がボイド率に 反比例するはずである。従来のサーマルヘッドによる印字は印字率を大きくして もボイド率が減少しない、これはラフ紙にインクが転写されていないためである 。In order to compare the printing performance of the above two types of thermal heads and the thermal head manufactured in the conventional process (FIG. 2), the pulse width / pulse period is 0.8 msec under the condition of applied power of 0.25 W / dot. The pattern ratio was changed by changing the print ratio at /5.5 msec and the void ratio of the printed image was measured. The print ratio indicates the ratio of heat generated by the heat-generating dots of the thermal head, and the void ratio indicates the ratio of white areas in the printed image. The black and white threshold value of the printed image was set to 0.8. The printed paper is generally called rough paper, and the paper with Beck's smoothness test value of 80 sec or less was used. Figure 6 shows the measurement results of the void ratio. The print rate should be inversely proportional to the void rate when normal printing is performed. In the conventional printing with a thermal head, the void rate does not decrease even if the printing rate is increased, because the ink is not transferred to the rough paper.
【0009】 次に高熱伝導率層付きの2種類のサーマルヘッドを比較した。SiC膜付きの サーマルヘッドはボイド率が減少しないため、ラフ紙熱転写印字に不適であると 思われる。しかし、AlN膜付きのサーマルヘッドは印字率にほとんど完全に一 致する形でボイド率が減少しており、ラフ紙への熱転写印字に有効であることが 確認できる。SiCとAlNの熱伝導率はそれぞれ100W/mK、200W/ mKである。保護膜材料は保護膜表面に熱が拡散するのを防ぐために一般に1〜 5W/mK程度の材料を用いることが多く、ここで保護膜に用いている材料のサ イアロンの熱伝導率は5W/mKである。これらの結果より、サイアロンに比較 して少なくとも40倍の熱伝導率をもつAlNのような材料を高熱伝導率層に用 いて印字を行わなければラフ紙に正常な印字ができないことが確認できた。Next, two types of thermal heads with a high thermal conductivity layer were compared. The thermal head with a SiC film does not reduce the void ratio, so it is considered unsuitable for thermal transfer printing on rough paper. However, it can be confirmed that the thermal head with the AlN film is effective in thermal transfer printing on rough paper because the void rate is reduced in a manner that almost completely matches the printing rate. The thermal conductivity of SiC and AlN is 100 W / mK and 200 W / mK, respectively. In order to prevent the heat from diffusing to the surface of the protective film, a material of about 1 to 5 W / mK is generally used as the protective film material. The thermal conductivity of sialon used as the protective film is 5 W / mK. mK. From these results, it was confirmed that normal printing cannot be performed on rough paper unless printing is performed using a material such as AlN having a thermal conductivity of at least 40 times that of Sialon for the high thermal conductivity layer. ..
【0010】[0010]
以上のように本考案によれば、サーマルヘッドの保護層表面に保護層の熱伝導 率の40倍以上の高熱伝導率薄膜を発熱ドットの上部にあたる場所よりインクの 移動する方向に対してくし歯状に形成することにより、ラフ紙のような表面が粗 い紙に対してボイドの少ないきれいな印字を得ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, a thin film having a high thermal conductivity which is 40 times or more the thermal conductivity of the protective layer is formed on the surface of the protective layer of the thermal head in the direction in which the ink moves from the position corresponding to the upper portion of the heating dot. By forming the sheet-like shape, it is possible to obtain clean printing with few voids on rough paper such as rough paper.
【図1】本考案のサーマルヘッド断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a thermal head of the present invention.
【図2】本考案のサーマルヘッド上面図である。FIG. 2 is a top view of the thermal head of the present invention.
【図3】従来のサーマルヘッド断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional thermal head.
【図4】ラフ紙とインクの密着部断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a contact portion between rough paper and ink.
【図5】平滑紙とインクの密着部断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a contact portion of smooth paper and ink.
【図6】印字率とボイド率の関係である。FIG. 6 is a relationship between a print rate and a void rate.
1 絶縁性基板 2 グレーズ層 3 発熱抵抗体 4 電極 5 保護層 6 熱転写インク 7 紙 8 インクシートベース 9 高熱伝導率層 1 Insulating Substrate 2 Glaze Layer 3 Heating Resistor 4 Electrode 5 Protective Layer 6 Thermal Transfer Ink 7 Paper 8 Ink Sheet Base 9 High Thermal Conductivity Layer
Claims (3)
と、該グレーズ層とに形成された発熱抵抗体と、該発熱
抵抗体に電力を供給するための電極配線および前記発熱
抵抗体表面に耐摩耗及び絶縁のために設けられた保護層
を順次積層してなるサーマルヘッドにおいて、前記保護
層表面に高熱伝導率薄膜を膜付けしたことを特徴とする
サーマルヘッド。1. A glaze layer formed on an insulating substrate, a heating resistor formed on the glaze layer, electrode wiring for supplying electric power to the heating resistor, and a surface of the heating resistor. What is claimed is: 1. A thermal head comprising a protective layer sequentially laminated for wear resistance and insulation, wherein a high thermal conductivity thin film is formed on the surface of the protective layer.
記録紙の移動方向に対し、くし歯状に形成したことを特
徴とする請求項1記載のサーマルヘッド。2. The thermal head according to claim 1, wherein the high thermal conductivity thin film is formed in a comb shape in the moving direction of the recording paper from the surface facing the heating dots.
伝導率よりも極めて高いことを特徴とする請求項1記載
のサーマルヘッド。3. The thermal head according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the high thermal conductivity thin film is much higher than that of the protective layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3744592U JPH0595740U (en) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3744592U JPH0595740U (en) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | Thermal head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595740U true JPH0595740U (en) | 1993-12-27 |
Family
ID=12497704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3744592U Pending JPH0595740U (en) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | Thermal head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0595740U (en) |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP3744592U patent/JPH0595740U/en active Pending
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