JPH06320773A - サーマルヘッド及びその製造方法 - Google Patents
サーマルヘッド及びその製造方法Info
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- JPH06320773A JPH06320773A JP11165293A JP11165293A JPH06320773A JP H06320773 A JPH06320773 A JP H06320773A JP 11165293 A JP11165293 A JP 11165293A JP 11165293 A JP11165293 A JP 11165293A JP H06320773 A JPH06320773 A JP H06320773A
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- layer
- heat
- thermal head
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質体層から成る保温層が持つ低熱伝導率
および低熱容量といった特性を活かすと共に、多孔質体
層の表面に無数の孔が存在することに起因する不具合を
解消して高性能で高信頼性を有するサーマルヘッドを提
供することを目的とする。 【構成】 支持体基板1上に微細孔を有する保温層(多
孔質体層)7が形成されたサーマルヘッドにおいて、上
記保温層7の表面には上記微細孔を封じるための封孔層
8が形成されており、この封孔層8により微細孔内の空
気が閉じ込められるので、発熱抵抗体3等が微細孔内の
空気により酸化するのを防止できる。
および低熱容量といった特性を活かすと共に、多孔質体
層の表面に無数の孔が存在することに起因する不具合を
解消して高性能で高信頼性を有するサーマルヘッドを提
供することを目的とする。 【構成】 支持体基板1上に微細孔を有する保温層(多
孔質体層)7が形成されたサーマルヘッドにおいて、上
記保温層7の表面には上記微細孔を封じるための封孔層
8が形成されており、この封孔層8により微細孔内の空
気が閉じ込められるので、発熱抵抗体3等が微細孔内の
空気により酸化するのを防止できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置、プ
リンター装置、或いは複写機などの記録部に使用される
サーマルヘッド及びその製造方法に関する。
リンター装置、或いは複写機などの記録部に使用される
サーマルヘッド及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のサーマルヘッドを示した
縦断面図である。図中201は熱伝導率が比較的大きい
アルミナにて形成された支持体基板であり、この支持体
基板201上には、熱伝導率が比較的小さいガラスから
なる保温層202が凸状に形成されている。
縦断面図である。図中201は熱伝導率が比較的大きい
アルミナにて形成された支持体基板であり、この支持体
基板201上には、熱伝導率が比較的小さいガラスから
なる保温層202が凸状に形成されている。
【0003】上記の保温層202上には、発熱抵抗体2
03及びこの発熱抵抗体203に各々接続する一対の電
極204a,204bとが形成されている。そして、こ
れら発熱抵抗体203および電極204a,204b上
には、上記発熱抵抗体203の酸化防止のため及び感熱
紙やインクシートとの接触による磨耗を防止するための
保護層205,206が被覆形成されている。
03及びこの発熱抵抗体203に各々接続する一対の電
極204a,204bとが形成されている。そして、こ
れら発熱抵抗体203および電極204a,204b上
には、上記発熱抵抗体203の酸化防止のため及び感熱
紙やインクシートとの接触による磨耗を防止するための
保護層205,206が被覆形成されている。
【0004】上記の発熱抵抗体203は紙面垂直方向に
ライン状に形成されており、上記一対の電極204a,
bは紙面垂直方向に所定の間隔をおいて交互に配置さ
れ、これにより発熱抵抗体ラインが形成されている。
ライン状に形成されており、上記一対の電極204a,
bは紙面垂直方向に所定の間隔をおいて交互に配置さ
れ、これにより発熱抵抗体ラインが形成されている。
【0005】上記構成を有するサーマルヘッドにて感熱
紙やインクシートを用いて記録を行うときには、発熱抵
抗体203が位置する前面に例えば感熱紙やインクシー
トをプラテンローラー等で圧接させた状態で上記電極2
04a,204bを介して発熱抵抗体203の発熱させ
たい部分に通電する。これにより、通電された部分の発
熱抵抗体203が発熱し、その熱を受けて感熱紙が発色
したり、或いはインクシートのインクが記録紙に付着し
て記録が行われる。
紙やインクシートを用いて記録を行うときには、発熱抵
抗体203が位置する前面に例えば感熱紙やインクシー
トをプラテンローラー等で圧接させた状態で上記電極2
04a,204bを介して発熱抵抗体203の発熱させ
たい部分に通電する。これにより、通電された部分の発
熱抵抗体203が発熱し、その熱を受けて感熱紙が発色
したり、或いはインクシートのインクが記録紙に付着し
て記録が行われる。
【0006】なお、上記従来のサーマルヘッドにおいて
は、発熱抵抗体203は薄膜で形成されたものであり、
転写効率を良くするために、発熱抵抗体203の位置す
る保温層202が凸状にされたものを示したが、図7に
示すように、発熱抵抗体203が厚膜の場合には、その
厚みによって発熱素子部分は凸状となるので、保温層2
02を平坦に形成したものもある。
は、発熱抵抗体203は薄膜で形成されたものであり、
転写効率を良くするために、発熱抵抗体203の位置す
る保温層202が凸状にされたものを示したが、図7に
示すように、発熱抵抗体203が厚膜の場合には、その
厚みによって発熱素子部分は凸状となるので、保温層2
02を平坦に形成したものもある。
【0007】ところで、このようなサーマルヘッドを用
いた熱記録装置においては、印字の高速化、低消費電力
化が要望されており、この要望に応えるには、サーマル
ヘッドの発熱効率と熱応答性の両方を改善する必要があ
る。
いた熱記録装置においては、印字の高速化、低消費電力
化が要望されており、この要望に応えるには、サーマル
ヘッドの発熱効率と熱応答性の両方を改善する必要があ
る。
【0008】上記の発熱効率を向上するには、発熱抵抗
体203の熱が感熱紙やインクシート側に効率良く伝導
すると共に、その反対側へは熱があまり伝導しないよう
にすることが必要である。
体203の熱が感熱紙やインクシート側に効率良く伝導
すると共に、その反対側へは熱があまり伝導しないよう
にすることが必要である。
【0009】一方、熱応答性を向上するには、熱効率を
上げて昇温速度を高めると共に、発熱抵抗体付近の蓄熱
量を小さくして、冷却時間を短くする必要があり、その
ためには保温層の熱容量を小さくする必要がある。
上げて昇温速度を高めると共に、発熱抵抗体付近の蓄熱
量を小さくして、冷却時間を短くする必要があり、その
ためには保温層の熱容量を小さくする必要がある。
【0010】ここで、上記の保温層を厚くすると熱逃げ
は少なくなるが、蓄熱量が大きくなってしまう。従っ
て、保温層には、熱伝導率が小さく、熱容量も小さい材
質を用いるのが望ましい。このため、例えば、特公平3
−18834号公報や特公平4−60025号公報に開
示されているように、保温層として、熱伝導率が小さく
耐熱性のあるポリイミドといった樹脂の薄膜を用いる方
法や、内部に空気を含有させることで見かけ上の熱伝導
率と熱容量を大幅に小さくできる多孔質ガラスを用いる
方法が提案されている。
は少なくなるが、蓄熱量が大きくなってしまう。従っ
て、保温層には、熱伝導率が小さく、熱容量も小さい材
質を用いるのが望ましい。このため、例えば、特公平3
−18834号公報や特公平4−60025号公報に開
示されているように、保温層として、熱伝導率が小さく
耐熱性のあるポリイミドといった樹脂の薄膜を用いる方
法や、内部に空気を含有させることで見かけ上の熱伝導
率と熱容量を大幅に小さくできる多孔質ガラスを用いる
方法が提案されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ポリイミド樹脂では耐熱性が十分でなく、また、多孔質
ガラスにおいては、分相法を用いたもの、粒子の焼結に
よるもの、中空フィラーを有するもの、発泡剤を用いる
もの、容射を用いるもの、或いは、ゾル−ゲル法を用い
るものが知られているが、それぞれ次のような欠点を有
する。
ポリイミド樹脂では耐熱性が十分でなく、また、多孔質
ガラスにおいては、分相法を用いたもの、粒子の焼結に
よるもの、中空フィラーを有するもの、発泡剤を用いる
もの、容射を用いるもの、或いは、ゾル−ゲル法を用い
るものが知られているが、それぞれ次のような欠点を有
する。
【0012】分相法は、酸に不溶な相と可溶な相に分相
した後、酸にて可溶な相を溶出せしめて多孔質を得る方
法である。この分相法は、分相するのに高温が必要であ
ること、酸の残りが抵抗体や電極を浸食するおそれがあ
る。
した後、酸にて可溶な相を溶出せしめて多孔質を得る方
法である。この分相法は、分相するのに高温が必要であ
ること、酸の残りが抵抗体や電極を浸食するおそれがあ
る。
【0013】粒子の焼結や中空フィラーや発泡剤、及び
容射を用いる方法では、保温層の表面が平滑になりにく
く、このために印字品質を悪くするという欠点がある。
容射を用いる方法では、保温層の表面が平滑になりにく
く、このために印字品質を悪くするという欠点がある。
【0014】そして、ゾル−ゲル法は、金属アルコキシ
ドを加水分解して得たゲルを加熱脱水縮合させて酸化ガ
ラスを製造する方法である。この製造過程で数Å〜数1
00Åといった微細な孔を均一に持つ表面が平滑な乾燥
多孔質ゲルが得られ、最終の焼結を適当な時点で中断す
れば、多孔質体の酸化ガラスを得ることができる。ゾル
−ゲル法は、一般に、従来の溶融法よりも低温で酸化ガ
ラスを製造することができるという長所を有する。しか
し、このゾル−ゲル法により形成された多孔質ガラスの
保温層上に発熱抵抗体や電極を形成した場合、保温層の
表面に存在する無数の孔の内部に存在している空気によ
り、上記発熱抵抗体の発熱時にこれが酸化されて抵抗値
変化が生じ、印字品質を低下させるという欠点がある。
ドを加水分解して得たゲルを加熱脱水縮合させて酸化ガ
ラスを製造する方法である。この製造過程で数Å〜数1
00Åといった微細な孔を均一に持つ表面が平滑な乾燥
多孔質ゲルが得られ、最終の焼結を適当な時点で中断す
れば、多孔質体の酸化ガラスを得ることができる。ゾル
−ゲル法は、一般に、従来の溶融法よりも低温で酸化ガ
ラスを製造することができるという長所を有する。しか
し、このゾル−ゲル法により形成された多孔質ガラスの
保温層上に発熱抵抗体や電極を形成した場合、保温層の
表面に存在する無数の孔の内部に存在している空気によ
り、上記発熱抵抗体の発熱時にこれが酸化されて抵抗値
変化が生じ、印字品質を低下させるという欠点がある。
【0015】本発明は、上記の事情に鑑み、多孔質体層
から成る保温層が持つ低熱伝導率および低熱容量といっ
た特性を活かすと共に、多孔質体層の表面に無数の孔が
存在することに起因する不具合を解消して高性能で高信
頼性を有するサーマルヘッドを提供することを目的とす
る。
から成る保温層が持つ低熱伝導率および低熱容量といっ
た特性を活かすと共に、多孔質体層の表面に無数の孔が
存在することに起因する不具合を解消して高性能で高信
頼性を有するサーマルヘッドを提供することを目的とす
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、上記の課題を解決するために、支持体基板上に微細
孔を有する多孔質体層が形成されたサーマルヘッドにお
いて、上記多孔質体層の表面に上記微細孔を封じるため
の封孔層が形成されていることを特徴としている。
は、上記の課題を解決するために、支持体基板上に微細
孔を有する多孔質体層が形成されたサーマルヘッドにお
いて、上記多孔質体層の表面に上記微細孔を封じるため
の封孔層が形成されていることを特徴としている。
【0017】また、本発明のサーマルヘッドの製造方法
は、真空雰囲気中で多孔質体層の表面に絶縁性物質をス
パッタリングすることにより封孔層を形成する工程を含
むことを特徴としている。
は、真空雰囲気中で多孔質体層の表面に絶縁性物質をス
パッタリングすることにより封孔層を形成する工程を含
むことを特徴としている。
【0018】また、本発明のサーマルヘッドの製造方法
は、支持体基板上に乾燥多孔質ゲル層を形成する工程
と、上記乾燥多孔質ゲル層を焼結する工程と、この焼結
により形成された多孔質体層の表面に沸騰水或いは水蒸
気を付与して上記多孔質体層の表面に封孔層を形成する
工程とを含むことを特徴としている。
は、支持体基板上に乾燥多孔質ゲル層を形成する工程
と、上記乾燥多孔質ゲル層を焼結する工程と、この焼結
により形成された多孔質体層の表面に沸騰水或いは水蒸
気を付与して上記多孔質体層の表面に封孔層を形成する
工程とを含むことを特徴としている。
【0019】
【作用】上記のサーマルヘッドによれば、多孔質体層の
表面には封孔層が形成されており、微細孔内の空気は上
記の封孔層により孔内に閉じ込められるので、発熱抵抗
体が微細孔内の空気により酸化してしまうのを防止する
ことができる。また、封孔層により多孔質体層の表面が
平滑となり、印字品質が向上する。
表面には封孔層が形成されており、微細孔内の空気は上
記の封孔層により孔内に閉じ込められるので、発熱抵抗
体が微細孔内の空気により酸化してしまうのを防止する
ことができる。また、封孔層により多孔質体層の表面が
平滑となり、印字品質が向上する。
【0020】また、上記の第1の製造方法によれば、上
記の封孔層は真空雰囲気中で形成されるので、この封孔
層で封止された微細孔内は真空になっており、微細孔内
に空気が存在する多孔質体層に比べると熱伝導率が一層
低くなり、熱効率の高いサーマルヘッドを提供すること
ができる。
記の封孔層は真空雰囲気中で形成されるので、この封孔
層で封止された微細孔内は真空になっており、微細孔内
に空気が存在する多孔質体層に比べると熱伝導率が一層
低くなり、熱効率の高いサーマルヘッドを提供すること
ができる。
【0021】更に、上記の第2の製造方法によれば、多
孔質体層の表面に形成される封孔層は、沸騰水或いは水
蒸気の付与により形成されるものであり、上記第1の製
造方法のようにスパッタリングの工程を必要としないの
で、工程が簡素化され、製造時間の短縮化が図れる。
孔質体層の表面に形成される封孔層は、沸騰水或いは水
蒸気の付与により形成されるものであり、上記第1の製
造方法のようにスパッタリングの工程を必要としないの
で、工程が簡素化され、製造時間の短縮化が図れる。
【0022】
(実施例1)以下、本発明をその実施例を示す図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【0023】図1は、本発明に係るサーマルヘッドの縦
断面図である。図中1は支持体基板であり、この支持体
基板1は、比較的熱伝導率が大きいアルミナ等のセラミ
ックから成っている。支持体基板1上には、無数の微細
孔を有する多孔質ガラスから成る保温層7が形成され、
その表面には封孔層8が形成されている。
断面図である。図中1は支持体基板であり、この支持体
基板1は、比較的熱伝導率が大きいアルミナ等のセラミ
ックから成っている。支持体基板1上には、無数の微細
孔を有する多孔質ガラスから成る保温層7が形成され、
その表面には封孔層8が形成されている。
【0024】上記の封孔層8上には、厚膜の発熱抵抗体
3及びこの発熱抵抗体3に各々接続する一対の電極4
a,4bとが形成されている。そして、これら発熱抵抗
体3および電極4a,4b上には、上記発熱抵抗体3の
酸化防止のための酸化防止層5、及び、感熱紙やインク
シートとの接触による磨耗を防止するための耐磨耗層6
が被覆形成されている。
3及びこの発熱抵抗体3に各々接続する一対の電極4
a,4bとが形成されている。そして、これら発熱抵抗
体3および電極4a,4b上には、上記発熱抵抗体3の
酸化防止のための酸化防止層5、及び、感熱紙やインク
シートとの接触による磨耗を防止するための耐磨耗層6
が被覆形成されている。
【0025】上記の発熱抵抗体3は紙面垂直方向にライ
ン状に形成されており、上記一対の電極4a,4bは紙
面垂直方向に所定の間隔をおいて交互に配置され、これ
により発熱抵抗体ラインが形成されている。
ン状に形成されており、上記一対の電極4a,4bは紙
面垂直方向に所定の間隔をおいて交互に配置され、これ
により発熱抵抗体ラインが形成されている。
【0026】上記の構成によれば、保温層7の表面に封
孔層8が形成され、微細孔内の空気は上記の封孔層8に
より孔内に閉じ込められるので、発熱抵抗体3が微細孔
内の空気により酸化してしまうのを防止することができ
る。また、封孔層8により保温層7の表面が平滑とな
り、印字品質が向上する。
孔層8が形成され、微細孔内の空気は上記の封孔層8に
より孔内に閉じ込められるので、発熱抵抗体3が微細孔
内の空気により酸化してしまうのを防止することができ
る。また、封孔層8により保温層7の表面が平滑とな
り、印字品質が向上する。
【0027】なお、上記の実施例では、厚膜の発熱抵抗
体3を用い保温層7を平坦としたサーマルヘッドを示し
たが、図2に示すように、薄膜の発熱抵抗体3を用い保
温層7を凸状とするサーマルヘッドにおいても、上記凸
状の保温層7上に封孔層8を形成することにより、上記
実施例と同様、発熱抵抗体3の酸化防止を図ることがで
きる。
体3を用い保温層7を平坦としたサーマルヘッドを示し
たが、図2に示すように、薄膜の発熱抵抗体3を用い保
温層7を凸状とするサーマルヘッドにおいても、上記凸
状の保温層7上に封孔層8を形成することにより、上記
実施例と同様、発熱抵抗体3の酸化防止を図ることがで
きる。
【0028】次に、上記サーマルヘッドの製造方法を説
明する。
明する。
【0029】(第1の製造方法)多孔質体層から成る保
温層7をゾル−ゲル法で製造する場合には、まず、この
ゾル−ゲル法で用いる塗布溶液を製造する。本実施例で
は、金属アルコキシドとしてシリコンのメトキシド〔S
i(OCH3 )4 〕を用いている。塗布溶液は、上記の
Si(OCH3 )4 をメタノールで希釈し、水を加えて
撹拌して加水分解を促すことで製造される。即ち、この
加水分解により生成されたSi(OH)x(OCH3 )
4-x 同士が脱水縮合反応を繰り返し、鎖状や3次元的な
シロキサン結合(Si−O−Si)を発達させ、高分子
溶液となる。
温層7をゾル−ゲル法で製造する場合には、まず、この
ゾル−ゲル法で用いる塗布溶液を製造する。本実施例で
は、金属アルコキシドとしてシリコンのメトキシド〔S
i(OCH3 )4 〕を用いている。塗布溶液は、上記の
Si(OCH3 )4 をメタノールで希釈し、水を加えて
撹拌して加水分解を促すことで製造される。即ち、この
加水分解により生成されたSi(OH)x(OCH3 )
4-x 同士が脱水縮合反応を繰り返し、鎖状や3次元的な
シロキサン結合(Si−O−Si)を発達させ、高分子
溶液となる。
【0030】そして、図3(a)に示すように、上記の
如く生成されて適度な粘性となった塗布溶液107を支
持体基板1上に凸状に塗布する。
如く生成されて適度な粘性となった塗布溶液107を支
持体基板1上に凸状に塗布する。
【0031】次に、同図(b)に示すように、支持体基
板1ごと乾燥し、更に脱水縮合反応を促し、数10Åの
微細で比較的均一な多孔質ゲル108を形成する。脱水
縮合が十分に行われると、多孔質ゲル108の収縮は殆
ど起こらなくなる。
板1ごと乾燥し、更に脱水縮合反応を促し、数10Åの
微細で比較的均一な多孔質ゲル108を形成する。脱水
縮合が十分に行われると、多孔質ゲル108の収縮は殆
ど起こらなくなる。
【0032】その後、同図(c)に示すように、更に温
度を500〜600℃に上昇させ、多孔質ゲル108を
焼結させ、ガラス化させて凸状の多孔質ガラス(多孔質
体層)109を得る。
度を500〜600℃に上昇させ、多孔質ゲル108を
焼結させ、ガラス化させて凸状の多孔質ガラス(多孔質
体層)109を得る。
【0033】なお、このときに温度を高くしすぎると、
焼結によって上記の多孔質ガラス109の微細孔が消滅
するので、必要な気孔率を得る程度の温度とするように
温度を管理する。
焼結によって上記の多孔質ガラス109の微細孔が消滅
するので、必要な気孔率を得る程度の温度とするように
温度を管理する。
【0034】その後、冷却処理を行うが、このとき、支
持体基板1と多孔質ガラス109との収縮速度に差が生
じないように、ゆっくりと温度を下げる。また、支持体
基板1と多孔質ガラスの熱膨張係数ができるだけ等しく
なるように、これらの材料を選定することも重要とな
る。
持体基板1と多孔質ガラス109との収縮速度に差が生
じないように、ゆっくりと温度を下げる。また、支持体
基板1と多孔質ガラスの熱膨張係数ができるだけ等しく
なるように、これらの材料を選定することも重要とな
る。
【0035】冷却処理が終了したら、多孔質ガラス10
9の表面に沸騰水を塗布するか、若しくは水蒸気を吹き
つける。
9の表面に沸騰水を塗布するか、若しくは水蒸気を吹き
つける。
【0036】これにより、同図(d)に示すように、多
孔質ガラス109の表面のみにおいて再度の加水分解が
起こり、このときの生成物が封孔層103を形成し、多
孔質ガラス109の微細孔が封止される。
孔質ガラス109の表面のみにおいて再度の加水分解が
起こり、このときの生成物が封孔層103を形成し、多
孔質ガラス109の微細孔が封止される。
【0037】その後は、公知の手法により、発熱抵抗体
3、電極4a,4b、酸化保護層5、及び耐磨耗層6を
形成する。
3、電極4a,4b、酸化保護層5、及び耐磨耗層6を
形成する。
【0038】上記の製造方法によれば、保温層7の表面
に形成される封孔層103(8)は、沸騰水或いは水蒸
気の付与により形成されるものであり、この封孔層の形
成のために後述する第2の製造方法のようにスパッタリ
ングの工程を必要としないので、工程が簡素化され、製
造時間の短縮化が図れる。
に形成される封孔層103(8)は、沸騰水或いは水蒸
気の付与により形成されるものであり、この封孔層の形
成のために後述する第2の製造方法のようにスパッタリ
ングの工程を必要としないので、工程が簡素化され、製
造時間の短縮化が図れる。
【0039】(第2の製造方法)以下、第2の製造方法
を説明する。
を説明する。
【0040】上記第1の製造方法と同様、図3(a)〜
(c)に示すように、支持体基板1上に保護層7となる
凸状の多孔質ガラス(多孔質体層)109を得る。
(c)に示すように、支持体基板1上に保護層7となる
凸状の多孔質ガラス(多孔質体層)109を得る。
【0041】次に、図示しないが、真空雰囲気中で上記
の保温層7の表面にセラミックス等の絶縁性物質をスパ
ッタリングして封孔層8を形成する。その後、公知の手
法により、発熱抵抗体3、電極4a,4b、酸化防止層
5、及び耐磨耗層6をスパッタリング或いは蒸着等の方
法により形成する。
の保温層7の表面にセラミックス等の絶縁性物質をスパ
ッタリングして封孔層8を形成する。その後、公知の手
法により、発熱抵抗体3、電極4a,4b、酸化防止層
5、及び耐磨耗層6をスパッタリング或いは蒸着等の方
法により形成する。
【0042】上記方法により形成されたサーマルヘッド
は、保温層7の微細孔内が真空となり、微細孔内に空気
が存在する保温層に比べて熱伝導率が一層低くなるの
で、熱効率の高いサーマルヘッドを製造することができ
る。
は、保温層7の微細孔内が真空となり、微細孔内に空気
が存在する保温層に比べて熱伝導率が一層低くなるの
で、熱効率の高いサーマルヘッドを製造することができ
る。
【0043】(実施例2)本発明の他の実施例を以下に
説明する。
説明する。
【0044】本実施例のサーマルヘッドは、図4に示す
ように、ステンレス等の金属からなる支持体基板1上に
ポリイミド等の耐熱性樹脂からなる保温層10を有する
と共に、この耐熱性樹脂の保温層10上に発熱抵抗体
3、電極4a,4b、酸化防止層5、及び耐磨耗層6を
有している。
ように、ステンレス等の金属からなる支持体基板1上に
ポリイミド等の耐熱性樹脂からなる保温層10を有する
と共に、この耐熱性樹脂の保温層10上に発熱抵抗体
3、電極4a,4b、酸化防止層5、及び耐磨耗層6を
有している。
【0045】一方、背面側となる支持体基板1上、即
ち、上記発熱抵抗体3などが形成される側とは反対側の
面上には多孔質ガラスの保温層7′を備え、この多孔質
ガラスの保温層7′の表面にポリイミド等の熱伝導率が
小さい耐熱性樹脂等からなる封孔層8をコーティングに
より形成している。
ち、上記発熱抵抗体3などが形成される側とは反対側の
面上には多孔質ガラスの保温層7′を備え、この多孔質
ガラスの保温層7′の表面にポリイミド等の熱伝導率が
小さい耐熱性樹脂等からなる封孔層8をコーティングに
より形成している。
【0046】ここで、サーマルヘッドは、記録時に上記
の電極4a,4bにパルス状の電圧が印加されると、そ
の電極間部分の発熱抵抗体3が発熱し、その熱エネルギ
ーを酸化防止層5および耐磨耗層6を通して記録媒体に
伝導して記録を行うものであるが、このとき、上記発生
した熱エネルギーは、耐熱性樹脂の保温層10の側にも
伝導し、この保温層10及び支持体基板1を経て保温層
7′側にも伝導することになる。
の電極4a,4bにパルス状の電圧が印加されると、そ
の電極間部分の発熱抵抗体3が発熱し、その熱エネルギ
ーを酸化防止層5および耐磨耗層6を通して記録媒体に
伝導して記録を行うものであるが、このとき、上記発生
した熱エネルギーは、耐熱性樹脂の保温層10の側にも
伝導し、この保温層10及び支持体基板1を経て保温層
7′側にも伝導することになる。
【0047】上記の電極4a,4bにパルス状の電圧が
何回となく加えられると、耐熱性樹脂保温層10を通じ
て支持体基板1が高温になり、支持体基板1の背面側か
らの熱の逃げが大きくなりサーマルヘッドの熱効率を低
下させる。しかし、本実施例のサーマルヘッドにおいて
は、上述したように、支持体基板1の背面上に保温層
7′および封孔層8が形成されているため、発熱抵抗体
3で発生した熱エネルギーのうち上記支持体基板1を通
じてサーマルヘッド背面側へ逃げる熱量が少なくなり、
記録面側に多く伝わるようになるので、サーマルヘッド
の熱効率が向上することになる。
何回となく加えられると、耐熱性樹脂保温層10を通じ
て支持体基板1が高温になり、支持体基板1の背面側か
らの熱の逃げが大きくなりサーマルヘッドの熱効率を低
下させる。しかし、本実施例のサーマルヘッドにおいて
は、上述したように、支持体基板1の背面上に保温層
7′および封孔層8が形成されているため、発熱抵抗体
3で発生した熱エネルギーのうち上記支持体基板1を通
じてサーマルヘッド背面側へ逃げる熱量が少なくなり、
記録面側に多く伝わるようになるので、サーマルヘッド
の熱効率が向上することになる。
【0048】なお、図5に示すように、支持体基板1等
が過剰に高温になるのを防止するため及びサーマルヘッ
ドの強度向上のために支持体基板1の裏面側にアルミニ
ウム等からなる放熱板9を設けた構造のサーマルヘッド
があるが、このような構造のサーマルヘッドにおいて
も、上記放熱板9と支持体基板1との間に保温層7′お
よび封孔層8を形成してもよい。かかる構成であれば、
保温層7′による保温性の一層の向上が図れると同時
に、支持体基板1等の過剰高温を防止することができ
る。
が過剰に高温になるのを防止するため及びサーマルヘッ
ドの強度向上のために支持体基板1の裏面側にアルミニ
ウム等からなる放熱板9を設けた構造のサーマルヘッド
があるが、このような構造のサーマルヘッドにおいて
も、上記放熱板9と支持体基板1との間に保温層7′お
よび封孔層8を形成してもよい。かかる構成であれば、
保温層7′による保温性の一層の向上が図れると同時
に、支持体基板1等の過剰高温を防止することができ
る。
【0049】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、多孔質
体層の印字側の表面に封孔層が形成されたので、表面の
平滑化による印字品質の向上、発熱抵抗体の酸化防止に
よる信頼性向上、保温層における熱伝導率の一層の低減
が図れる。また、スパッタリングにより封孔層を形成す
る方法によれば、微細孔内を真空にすることができ、こ
れにより多孔質体層の熱伝導率を一層低くすることがで
きる。更に、水蒸気若しくは沸騰水の付与による封孔層
の形成によれば、スパッタリング工程が不要になるの
で、工程の簡素化が図れるという効果を奏する。
体層の印字側の表面に封孔層が形成されたので、表面の
平滑化による印字品質の向上、発熱抵抗体の酸化防止に
よる信頼性向上、保温層における熱伝導率の一層の低減
が図れる。また、スパッタリングにより封孔層を形成す
る方法によれば、微細孔内を真空にすることができ、こ
れにより多孔質体層の熱伝導率を一層低くすることがで
きる。更に、水蒸気若しくは沸騰水の付与による封孔層
の形成によれば、スパッタリング工程が不要になるの
で、工程の簡素化が図れるという効果を奏する。
【図1】本発明のサーマルヘッドを示す縦断面図であ
る。
る。
【図2】本発明の保温層が凸状に形成されたサーマルヘ
ッドを示す縦断面図である。
ッドを示す縦断面図である。
【図3】図2のサーマルヘッドを製造する方法において
支持体基板上に乾燥多孔質ゲル層を形成するまでの工程
をその工程順に示した縦断面図である。
支持体基板上に乾燥多孔質ゲル層を形成するまでの工程
をその工程順に示した縦断面図である。
【図4】本発明の保護層及び封孔層が支持体基板の背面
側に形成されたサーマルヘッドを示す縦断面図である。
側に形成されたサーマルヘッドを示す縦断面図である。
【図5】本発明の保護層及び封孔層が支持体基板の背面
側に形成されると共に放熱板が形成されたサーマルヘッ
ドを示す縦断面図である。
側に形成されると共に放熱板が形成されたサーマルヘッ
ドを示す縦断面図である。
【図6】従来のサーマルヘッドを示す縦断面図である。
【図7】従来の他のサーマルヘッドを示す縦断面図であ
る。
る。
1 支持体基板 3 発熱抵抗体 5 酸化防止層 6 耐磨耗層 7 保温層(多孔質体層) 8 封孔層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の部分グレーズ型のサーマ
ルヘッドを示した縦断面図である。図中201は熱伝導
率が比較的大きいアルミナにて形成された支持体基板で
あり、この支持体基板201上には、熱伝導率が比較的
小さいガラスからなる保温層202が凸状に形成されて
いる。
ルヘッドを示した縦断面図である。図中201は熱伝導
率が比較的大きいアルミナにて形成された支持体基板で
あり、この支持体基板201上には、熱伝導率が比較的
小さいガラスからなる保温層202が凸状に形成されて
いる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】上記の発熱抵抗体203と上記一対の電極
204a,bは紙面垂直方向に所定の間隔をおいて配置
され、これにより発熱抵抗体ラインが形成されている。
204a,bは紙面垂直方向に所定の間隔をおいて配置
され、これにより発熱抵抗体ラインが形成されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】なお、上記従来のサーマルヘッドにおいて
は、転写効率を良くするために、発熱抵抗体203の位
置する保温層202が凸状にされたものを示したが、図
7に示すように、保温層202を平坦に形成した全面グ
レーズ型のサーマルヘッドもある。
は、転写効率を良くするために、発熱抵抗体203の位
置する保温層202が凸状にされたものを示したが、図
7に示すように、保温層202を平坦に形成した全面グ
レーズ型のサーマルヘッドもある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ポリイミド樹脂では耐熱性が十分でなく、また、多孔質
ガラスにおいては、分相法を用いたもの、粒子の焼結に
よるもの、中空フィラーを有するもの、発泡剤を用いる
もの、或いは、ゾル−ゲル法を用いるものが知られてい
るが、それぞれ次のような欠点を有する。
ポリイミド樹脂では耐熱性が十分でなく、また、多孔質
ガラスにおいては、分相法を用いたもの、粒子の焼結に
よるもの、中空フィラーを有するもの、発泡剤を用いる
もの、或いは、ゾル−ゲル法を用いるものが知られてい
るが、それぞれ次のような欠点を有する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】粒子の焼結や中空フィラーや発泡剤を用い
る方法では、保温層の表面が平滑になりにくく、このた
めに印字品質を悪くするという欠点がある。
る方法では、保温層の表面が平滑になりにくく、このた
めに印字品質を悪くするという欠点がある。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】そして、ゾル−ゲル法は、金属アルコキシ
ドを加水分解して得たゲルを加熱脱水縮合させてガラス
を製造する方法である。この製造過程で数Å〜数100
Åといった微細な孔を均一に持つ表面が平滑な乾燥多孔
質ゲルが得られ、最終の焼結を適当な時点で中断すれ
ば、多孔質体のガラスを得ることができる。ゾル−ゲル
法は、一般に、従来の溶融法よりも低温でガラスを製造
することができるという長所を有する。しかし、このゾ
ル−ゲル法により形成された多孔質ガラスの保温層上に
発熱抵抗体や電極を形成した場合、保温層の表面に存在
する無数の孔の内部に存在している空気により、上記発
熱抵抗体の発熱時にこれが酸化されて抵抗値変化が生
じ、印字品質を低下させるという欠点がある。
ドを加水分解して得たゲルを加熱脱水縮合させてガラス
を製造する方法である。この製造過程で数Å〜数100
Åといった微細な孔を均一に持つ表面が平滑な乾燥多孔
質ゲルが得られ、最終の焼結を適当な時点で中断すれ
ば、多孔質体のガラスを得ることができる。ゾル−ゲル
法は、一般に、従来の溶融法よりも低温でガラスを製造
することができるという長所を有する。しかし、このゾ
ル−ゲル法により形成された多孔質ガラスの保温層上に
発熱抵抗体や電極を形成した場合、保温層の表面に存在
する無数の孔の内部に存在している空気により、上記発
熱抵抗体の発熱時にこれが酸化されて抵抗値変化が生
じ、印字品質を低下させるという欠点がある。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】上記の封孔層8上には、薄膜の発熱抵抗体
3及びこの発熱抵抗体3に各々接続する一対の電極4
a,4bとが形成されている。そして、これら発熱抵抗
体3および電極4a,4b上には、上記発熱抵抗体3の
酸化防止のための酸化防止層5、及び、感熱紙やインク
シートとの接触による磨耗を防止するための耐磨耗層6
が被覆形成されている。
3及びこの発熱抵抗体3に各々接続する一対の電極4
a,4bとが形成されている。そして、これら発熱抵抗
体3および電極4a,4b上には、上記発熱抵抗体3の
酸化防止のための酸化防止層5、及び、感熱紙やインク
シートとの接触による磨耗を防止するための耐磨耗層6
が被覆形成されている。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】上記の発熱抵抗体3と上記一対の電極4
a,4bは紙面垂直方向に所定の間隔をおいて配置さ
れ、これにより発熱抵抗体ラインが形成されている。
a,4bは紙面垂直方向に所定の間隔をおいて配置さ
れ、これにより発熱抵抗体ラインが形成されている。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】なお、上記の実施例では、全面グレーズ型
のサーマルヘッドを示したが、図2に示すように、発熱
抵抗体3の発熱部直下に凸状の保温層7と封孔層8を形
成した部分グレーズ型のサーマルヘッドとしても、上記
実施例と同様、発熱抵抗体3の酸化防止を図ることがで
きる。
のサーマルヘッドを示したが、図2に示すように、発熱
抵抗体3の発熱部直下に凸状の保温層7と封孔層8を形
成した部分グレーズ型のサーマルヘッドとしても、上記
実施例と同様、発熱抵抗体3の酸化防止を図ることがで
きる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】そして、図3(a)に示すように、上記の
如く生成されて適度な粘性となった塗布溶液107を支
持体基板101上に凸状に塗布する。
如く生成されて適度な粘性となった塗布溶液107を支
持体基板101上に凸状に塗布する。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】次に、同図(b)に示すように、支持体基
板101ごと乾燥し、更に脱水縮合反応を促し、数10
Åの微細で比較的均一な孔を有する多孔質ゲル108を
形成する。脱水縮合が十分に行われると、多孔質ゲル1
08の収縮は殆ど起こらなくなる。
板101ごと乾燥し、更に脱水縮合反応を促し、数10
Åの微細で比較的均一な孔を有する多孔質ゲル108を
形成する。脱水縮合が十分に行われると、多孔質ゲル1
08の収縮は殆ど起こらなくなる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】その後、冷却処理を行うが、このとき、支
持体基板101と多孔質ガラス109との収縮速度に差
が生じないように、ゆっくりと温度を下げる。また、支
持体基板101と多孔質ガラスの熱膨張係数ができるだ
け等しくなるように、これらの材料を選定することも重
要となる。
持体基板101と多孔質ガラス109との収縮速度に差
が生じないように、ゆっくりと温度を下げる。また、支
持体基板101と多孔質ガラスの熱膨張係数ができるだ
け等しくなるように、これらの材料を選定することも重
要となる。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】その後は、公知の手法により、図1、図2
に示すような発熱抵抗体3、電極4a,4b、酸化保護
層5、及び耐磨耗層6を形成する。
に示すような発熱抵抗体3、電極4a,4b、酸化保護
層5、及び耐磨耗層6を形成する。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】上記の製造方法によれば、保温層7の表面
に形成される封孔層8は、沸騰水或いは水蒸気の付与に
より形成されるものであり、この封孔層の形成のために
後述する第2の製造方法のようにスパッタリングの工程
を必要としが簡素化され、製造時間の短縮化が図れる。
に形成される封孔層8は、沸騰水或いは水蒸気の付与に
より形成されるものであり、この封孔層の形成のために
後述する第2の製造方法のようにスパッタリングの工程
を必要としが簡素化され、製造時間の短縮化が図れる。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】上記第1の製造方法と同様、図3(a)〜
(c)に示すように、支持体基板101上に保温層7と
なる凸状の多孔質ガラス(多孔質体層)109を得る。
(c)に示すように、支持体基板101上に保温層7と
なる凸状の多孔質ガラス(多孔質体層)109を得る。
フロントページの続き (72)発明者 桑原 聡史 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 支持体基板上に微細孔を有する多孔質体
層が形成されたサーマルヘッドにおいて、上記多孔質体
層の表面に上記微細孔を封じるための封孔層が形成され
ていることを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項2】 真空雰囲気中で多孔質体層の表面に絶縁
性物質をスパッタリングすることにより封孔層を形成す
る工程を含むことを特徴とするサーマルヘッドの製造方
法。 - 【請求項3】 支持体基板上に乾燥多孔質ゲル層を形成
する工程と、上記乾燥多孔質ゲル層を焼結する工程と、
この焼結により形成された多孔質体層の表面に沸騰水或
いは水蒸気を付与して上記多孔質体層の表面に封孔層を
形成する工程とを含むことを特徴とするサーマルヘッド
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11165293A JPH06320773A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11165293A JPH06320773A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320773A true JPH06320773A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=14566761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11165293A Pending JPH06320773A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06320773A (ja) |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP11165293A patent/JPH06320773A/ja active Pending
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