JPH0595740U - サーマルヘッド - Google Patents

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。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

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。

【０００２】

【従来の技術】

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。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

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。

【０００５】

【作用】

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。

【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。

【０００７】

【実施例】

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。

【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 。

【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。

【００１０】

【考案の効果】

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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のサーマルヘッド断面図である。

【図２】本考案のサーマルヘッド上面図である。

【図３】従来のサーマルヘッド断面図である。

【図４】ラフ紙とインクの密着部断面図である。

【図５】平滑紙とインクの密着部断面図である。

【図６】印字率とボイド率の関係である。

【符号の説明】

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

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板上に形成されるグレーズ層
   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。
2. 【請求項２】 高熱伝導率薄膜が発熱ドット対向面から
   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。
3. 【請求項３】 高熱伝導率薄膜の熱伝導率が保護層の熱
   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。