JPH0667631B2 - サ−マルヘツド - Google Patents
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- JPH0667631B2 JPH0667631B2 JP7350586A JP7350586A JPH0667631B2 JP H0667631 B2 JPH0667631 B2 JP H0667631B2 JP 7350586 A JP7350586 A JP 7350586A JP 7350586 A JP7350586 A JP 7350586A JP H0667631 B2 JPH0667631 B2 JP H0667631B2
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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】 産業上の利用分野 本発明はファクシミリ，プリンタ等に用いられるサーマ
ルヘッドに係り、特にサーマルヘッドの導電膜，耐摩耗
膜，保護樹脂膜に関する。
ルヘッドに係り、特にサーマルヘッドの導電膜，耐摩耗
膜，保護樹脂膜に関する。
従来の技術 サーマルヘッドに用いられる感熱紙は吸水性があり、こ
の水分が記録時の加熱により水蒸気となり、サーマルヘ
ッド周囲の空間に充満すため、密閉構造に近いファクシ
ミリやプリンタでは高温多湿となる場合が多い。
の水分が記録時の加熱により水蒸気となり、サーマルヘ
ッド周囲の空間に充満すため、密閉構造に近いファクシ
ミリやプリンタでは高温多湿となる場合が多い。
感熱紙はファクシミリ，プリンタ等のしごきローラー，
カッター等の金属部分に接触しており、この金属部分は
一般にセットのフレームグランドと同一電位である。一
方、サーマルヘッドの共通電極には記録電圧が印加さ
れ、フレームグランドに対して一般に９〜24Vの正電位
に保たれる。感熱紙は耐摩耗膜に接するため、耐摩耗膜
の厚み方向に記録電圧が印加される結果となる。このよ
うな条件のもとでは、65℃95％の環境下の1000時間放置
試験に耐え得るサーマルヘッドでも短時間に電極腐食に
よる断線不良が発生する。特に節電スイッチの無い、記
録電圧ガサーマルヘッドに常時印加されているセットで
は数年間にわたって記録電圧が印加されるため大きな問
題となる。
カッター等の金属部分に接触しており、この金属部分は
一般にセットのフレームグランドと同一電位である。一
方、サーマルヘッドの共通電極には記録電圧が印加さ
れ、フレームグランドに対して一般に９〜24Vの正電位
に保たれる。感熱紙は耐摩耗膜に接するため、耐摩耗膜
の厚み方向に記録電圧が印加される結果となる。このよ
うな条件のもとでは、65℃95％の環境下の1000時間放置
試験に耐え得るサーマルヘッドでも短時間に電極腐食に
よる断線不良が発生する。特に節電スイッチの無い、記
録電圧ガサーマルヘッドに常時印加されているセットで
は数年間にわたって記録電圧が印加されるため大きな問
題となる。
電極腐食の原因は２つに分類できることがわかった。第
１は耐摩耗膜の欠陥に起因するもので、第２は保護樹脂
膜中の不純物によるものである。
１は耐摩耗膜の欠陥に起因するもので、第２は保護樹脂
膜中の不純物によるものである。
第５図は従来のサーマルヘッドの発熱体基板上の主要部
断面構造を示すもので、グレーズドアルミナ等の基板11
上にSiTa,TaN等の発熱抵抗膜12を形成し、この上に導電
膜13を形成する。発熱抵抗膜12のうち導電膜13に被覆さ
れない領域14が発熱体である。次に発熱体14および導電
膜13の一部を被覆するように耐摩耗膜15を形成する。耐
摩耗膜15の一部および導電膜13の一部を被覆するように
エポキシ等の保護樹脂膜16を形成する。
断面構造を示すもので、グレーズドアルミナ等の基板11
上にSiTa,TaN等の発熱抵抗膜12を形成し、この上に導電
膜13を形成する。発熱抵抗膜12のうち導電膜13に被覆さ
れない領域14が発熱体である。次に発熱体14および導電
膜13の一部を被覆するように耐摩耗膜15を形成する。耐
摩耗膜15の一部および導電膜13の一部を被覆するように
エポキシ等の保護樹脂膜16を形成する。
発明が解決しようとする問題点 次に第１図の構造のサーマルヘッドの問題点について述
べる。耐摩耗膜15は硬度の高い物質である必要があるた
めSiC,Si3N4,Ta2O5,Al2O3,BP等をスパッタ法またはCVD
法で形成するが、形成された膜はいずれも大きな内部応
力を有するため、形成装置内の堆積膜が剥離しやすく、
この剥離片が耐摩耗膜15のピンホールの原因となる。サ
ーマルヘッドの耐摩耗膜面積は一例として256mm×8mmと
大きくピンホールフリーとすることはきわめて困難であ
る。
べる。耐摩耗膜15は硬度の高い物質である必要があるた
めSiC,Si3N4,Ta2O5,Al2O3,BP等をスパッタ法またはCVD
法で形成するが、形成された膜はいずれも大きな内部応
力を有するため、形成装置内の堆積膜が剥離しやすく、
この剥離片が耐摩耗膜15のピンホールの原因となる。サ
ーマルヘッドの耐摩耗膜面積は一例として256mm×8mmと
大きくピンホールフリーとすることはきわめて困難であ
る。
一方、導電膜13としては高導電率でかつ低価格な金属と
してcuまたはAlがよく用いられるがこれらはいずれも腐
蝕しやすい金属である。
してcuまたはAlがよく用いられるがこれらはいずれも腐
蝕しやすい金属である。
65℃,95％の環境条件下で導電膜13を９〜24Vの正電位に
保ち、フレームグランド電位に保った感熱紙を耐摩耗膜
15に接触させてプラテンを押圧した状態で保持すると10
0時間以内に、耐摩耗膜ピンホール部の導電膜13が腐蝕
し断面状態となった。
保ち、フレームグランド電位に保った感熱紙を耐摩耗膜
15に接触させてプラテンを押圧した状態で保持すると10
0時間以内に、耐摩耗膜ピンホール部の導電膜13が腐蝕
し断面状態となった。
次に感熱紙をエポキシの保護樹脂膜16に接触させてプラ
テンを押圧した状態に保持して同様の試験をしたとこ
ろ、やはり100時間以内にエポキシ樹脂に接する導電膜1
3が腐蝕しで断線状態となった。この原因はエポキシ樹
脂中の未硬化アミンが原因と考えられる。なお感熱紙が
軽くエポキシ樹脂に接する試験でも全く同様の腐蝕が確
認された。
テンを押圧した状態に保持して同様の試験をしたとこ
ろ、やはり100時間以内にエポキシ樹脂に接する導電膜1
3が腐蝕しで断線状態となった。この原因はエポキシ樹
脂中の未硬化アミンが原因と考えられる。なお感熱紙が
軽くエポキシ樹脂に接する試験でも全く同様の腐蝕が確
認された。
本発明は以上のようなサーマルヘッド導電膜の腐蝕を防
止することを目的とする。
止することを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、基板上に形成さ
れた複数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続する
導電膜と、この導電膜の一部および前記発熱抵抗体を被
覆する耐摩耗膜と、この耐摩耗膜の一部および前記導電
膜の一部を被覆する保護樹脂膜とを有し、少なくとも前
記保護樹脂膜に被覆されない領域の耐摩耗膜に接する導
電膜が表面に酸化膜を形成するCr膜である構成としたも
のである。
れた複数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続する
導電膜と、この導電膜の一部および前記発熱抵抗体を被
覆する耐摩耗膜と、この耐摩耗膜の一部および前記導電
膜の一部を被覆する保護樹脂膜とを有し、少なくとも前
記保護樹脂膜に被覆されない領域の耐摩耗膜に接する導
電膜が表面に酸化膜を形成するCr膜である構成としたも
のである。
作 用 高温多湿中では水分に各種不純物が溶けこみ電解質とな
るため、正電位に保った金属は腐蝕する。しかし表面に
酸化膜を有するCr膜では腐蝕が進行しないことが確認さ
れた。
るため、正電位に保った金属は腐蝕する。しかし表面に
酸化膜を有するCr膜では腐蝕が進行しないことが確認さ
れた。
本発明は導電膜に表面に酸化膜を有するCr膜を用いるこ
とにより腐蝕を防止すると同時に、耐麻耗膜のピホール
を有機オキシシランを加熱して生じた膜で被覆してピン
ホールを減少させ、さらに膜厚方向に電位が印加されて
も導電膜を腐蝕しない保護樹脂膜を有するサーマルヘッ
ドを提供することができる。
とにより腐蝕を防止すると同時に、耐麻耗膜のピホール
を有機オキシシランを加熱して生じた膜で被覆してピン
ホールを減少させ、さらに膜厚方向に電位が印加されて
も導電膜を腐蝕しない保護樹脂膜を有するサーマルヘッ
ドを提供することができる。
実施例 第１図に本発明の第１の実施例を示す。グレードアルミ
ナ基板１上にTiC−SiO2の発熱抵抗膜２を形成し、この
上に最上層がCrである導電膜３を形成しホトエッチング
を行う。次にスパッタ装置内で基板温度を330〜400℃に
加熱してSiCとSi3N4との混合膜から成る耐摩耗膜５を発
熱体４および導電膜３の一部を被覆するように形成す
る。この後に保護樹脂膜６を耐摩耗膜５の一部および導
電膜３の一部を被覆するように形成する。以上のように
して形成されたサーマルヘッドでは導電膜３の表面をオ
ージェ分析すると導電膜表面にCr酸化膜3aの存在が認め
られる。この理由は耐摩耗膜形成時の基板温度が330〜4
00℃と高いことに起因しており、300℃以下ではCr酸化
膜3aの形成が、不十分であることがわかった。
ナ基板１上にTiC−SiO2の発熱抵抗膜２を形成し、この
上に最上層がCrである導電膜３を形成しホトエッチング
を行う。次にスパッタ装置内で基板温度を330〜400℃に
加熱してSiCとSi3N4との混合膜から成る耐摩耗膜５を発
熱体４および導電膜３の一部を被覆するように形成す
る。この後に保護樹脂膜６を耐摩耗膜５の一部および導
電膜３の一部を被覆するように形成する。以上のように
して形成されたサーマルヘッドでは導電膜３の表面をオ
ージェ分析すると導電膜表面にCr酸化膜3aの存在が認め
られる。この理由は耐摩耗膜形成時の基板温度が330〜4
00℃と高いことに起因しており、300℃以下ではCr酸化
膜3aの形成が、不十分であることがわかった。
第２図は本発明の第２の実施例を示し、導電膜３以外は
第１の実施例と同じである。導電膜３の最下層3AがCr,
中間層3BがCu,最上層3CがCrの３層構造より成り、最上
層3Cの表面にはCr酸化膜3aが形成される。
第１の実施例と同じである。導電膜３の最下層3AがCr,
中間層3BがCu,最上層3CがCrの３層構造より成り、最上
層3Cの表面にはCr酸化膜3aが形成される。
第３の実施例は第２図において、導電膜の最下層3Aおよ
び中間層3Bが同一材料の単一層のAlから成る他は第２の
実施例と同じである。
び中間層3Bが同一材料の単一層のAlから成る他は第２の
実施例と同じである。
第４の実施例の第３図のように導電膜の最下層3AのCrと
中間層3BのCuを形成後、ホトエッチングした後、最上層
3CのCr膜を形成し、3Aと3Bとを被覆するように3A,3Bよ
りも幅広くホトエッチングする。このようにすれば導電
膜端面もCr膜3Cで被覆され、このCr膜3Cの表面にはCr酸
化膜3aが形成される。
中間層3BのCuを形成後、ホトエッチングした後、最上層
3CのCr膜を形成し、3Aと3Bとを被覆するように3A,3Bよ
りも幅広くホトエッチングする。このようにすれば導電
膜端面もCr膜3Cで被覆され、このCr膜3Cの表面にはCr酸
化膜3aが形成される。
第５の実施例は第４の実施例において導電膜の最下層3A
および中間層3Bが同一材料の単一層Alから成る他は第４
の実施例と同じである。
および中間層3Bが同一材料の単一層Alから成る他は第４
の実施例と同じである。
第６の実施例は第４図に示すように、導電膜の下層3Aの
Crと上層3BのCuまたはAlを形成し、保護樹脂膜６に被覆
されない耐摩耗膜５の下の導電膜３のみは上層3Bを除去
し下層3AのCrを露出させる。Cr表面には酸化膜3aが形成
される。
Crと上層3BのCuまたはAlを形成し、保護樹脂膜６に被覆
されない耐摩耗膜５の下の導電膜３のみは上層3Bを除去
し下層3AのCrを露出させる。Cr表面には酸化膜3aが形成
される。
次に保護樹脂膜６の実施例を示す。第１の実施例は酸無
水物を硬化剤とするエポキシ樹脂で硬化温度は150℃以
上である。第２の実施例はエポキシ変成シリコーン樹脂
である。
水物を硬化剤とするエポキシ樹脂で硬化温度は150℃以
上である。第２の実施例はエポキシ変成シリコーン樹脂
である。
さらに耐摩耗膜ピンホールを充填する実施例について述
べる。耐摩耗膜５上にスピナー法で液体のSi（Ｏ（C
H3）2CH）４を塗布し、70〜200℃に加熱すると厚さ１μ
ｍのSi（OH）４を形成することができる。液体塗付であ
るためピンホールは完全に充填される。ただしSi（OH）
４は摩耗に耐えるほど硬くないため、サーマルヘッド印
字中に部分的摩耗が生じ濃度ムラの原因になる。このた
め＃2000のAl2O3粉の研摩紙でプラテン圧接領域である
幅4mmを研摩しSi（OH）４を除去するとピンホール内に
充填されたSi（OH）４は除去されずに残り、耐摩耗膜は
ピンホールフリーとなる。
べる。耐摩耗膜５上にスピナー法で液体のSi（Ｏ（C
H3）2CH）４を塗布し、70〜200℃に加熱すると厚さ１μ
ｍのSi（OH）４を形成することができる。液体塗付であ
るためピンホールは完全に充填される。ただしSi（OH）
４は摩耗に耐えるほど硬くないため、サーマルヘッド印
字中に部分的摩耗が生じ濃度ムラの原因になる。このた
め＃2000のAl2O3粉の研摩紙でプラテン圧接領域である
幅4mmを研摩しSi（OH）４を除去するとピンホール内に
充填されたSi（OH）４は除去されずに残り、耐摩耗膜は
ピンホールフリーとなる。
なお（C2H5）Si（OC2H5）３を用いても同様の効果があ
り、また金属としてSi以外のTa,Zn等でも同様の効果が
ある。
り、また金属としてSi以外のTa,Zn等でも同様の効果が
ある。
発明の効果 以上の第１〜第６の実施例のサーマルヘッドの共通電極
に24Vの正電位を印加し、プラテンで耐摩耗膜上へ押圧
した感熱紙をOVとして、65℃.95％の環境中に放置した
ところ500時間まで電極腐蝕が起こらないことを確認し
た。
に24Vの正電位を印加し、プラテンで耐摩耗膜上へ押圧
した感熱紙をOVとして、65℃.95％の環境中に放置した
ところ500時間まで電極腐蝕が起こらないことを確認し
た。
オージェ分析の結果、スパッタ装置内で基板温度を330
〜400℃に加熱して耐摩耗膜を形成すると、上層Cr膜の
表面に安定な酸化Cr膜が形成されることがわかった。こ
れはスパッタ装置内の残留不純物ガスのO2によりCr表面
が酸化されたものと推定される。このため耐摩耗膜にピ
ンホールがあっても金属イオンの溶出が妨げられ腐蝕す
ることはない。また腐蝕しやすいCuやAlは表面に酸化Cr
膜を有するCr膜で被覆されているので安定である。
〜400℃に加熱して耐摩耗膜を形成すると、上層Cr膜の
表面に安定な酸化Cr膜が形成されることがわかった。こ
れはスパッタ装置内の残留不純物ガスのO2によりCr表面
が酸化されたものと推定される。このため耐摩耗膜にピ
ンホールがあっても金属イオンの溶出が妨げられ腐蝕す
ることはない。また腐蝕しやすいCuやAlは表面に酸化Cr
膜を有するCr膜で被覆されているので安定である。
さらにCr膜表面の酸化膜が不完全な個所、あるいはCr膜
のピンホールでCuやAlを完全に被覆できない個所を生じ
た場合には、第５の実施例で述べたように耐摩耗膜上に
Si（Ｏ（CH3）2CH）４を70〜200℃で加熱して形成され
た膜で被覆すればピンホールフリーの耐摩耗膜となり腐
蝕を防ぐことができる。ただしSi（Ｏ（CH3）2CH）４を
70〜200℃で加熱して形成された膜は硬度が高くないた
め、感熱紙で50m程度記録すると摩耗してしまうが耐摩
耗膜ピンホール内には残留し腐蝕防止に効果的であるこ
とがわかった。
のピンホールでCuやAlを完全に被覆できない個所を生じ
た場合には、第５の実施例で述べたように耐摩耗膜上に
Si（Ｏ（CH3）2CH）４を70〜200℃で加熱して形成され
た膜で被覆すればピンホールフリーの耐摩耗膜となり腐
蝕を防ぐことができる。ただしSi（Ｏ（CH3）2CH）４を
70〜200℃で加熱して形成された膜は硬度が高くないた
め、感熱紙で50m程度記録すると摩耗してしまうが耐摩
耗膜ピンホール内には残留し腐蝕防止に効果的であるこ
とがわかった。
なお、本発明の保護樹脂膜を用いたサーマルヘッドで
は、サーマルヘッドの共通電極に24Vの正電圧を印加
し、プラテンで保護樹脂膜上へ押圧した感熱紙をOVとし
て、65℃.95％の環境中に放置したところ500時間まで電
極腐蝕が起こらないことを確認した。これはアミン系硬
化剤のエポキシ樹脂のように電界で動くような物質を多
量に含まないからである。
は、サーマルヘッドの共通電極に24Vの正電圧を印加
し、プラテンで保護樹脂膜上へ押圧した感熱紙をOVとし
て、65℃.95％の環境中に放置したところ500時間まで電
極腐蝕が起こらないことを確認した。これはアミン系硬
化剤のエポキシ樹脂のように電界で動くような物質を多
量に含まないからである。
第１図は本発明のサーマルヘッドの一実施例を示す要部
断面図、第２図〜第４図は本発明の他の実施例を示す要
部断面図、第５図は従来のサーマルヘッドを示す要部断
面図である。 １……基板、２……発熱抵抗膜、３……導電膜、４……
発熱体、５……耐摩耗膜、６……保護樹脂膜、3A……下
層導電膜、3B……中間層導電膜、3C……上層導電膜、3a
……酸化Cr膜。
断面図、第２図〜第４図は本発明の他の実施例を示す要
部断面図、第５図は従来のサーマルヘッドを示す要部断
面図である。 １……基板、２……発熱抵抗膜、３……導電膜、４……
発熱体、５……耐摩耗膜、６……保護樹脂膜、3A……下
層導電膜、3B……中間層導電膜、3C……上層導電膜、3a
……酸化Cr膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 元森 一博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−87975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−87976（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】基板上に形成された複数個の発熱抵抗体
と、この発熱抵抗体に接続する導電膜と、この導電膜の
一部および前記発熱抵抗体を被覆する耐摩耗膜と、この
耐摩耗膜の一部および前記導電膜の一部を被覆する保護
樹脂膜とを有し、少なくとも前記保護樹脂膜に被覆され
ない領域の耐摩耗膜に接する導電膜が表面に酸化膜を有
するCr膜であることを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項２】導電膜は最上層が表面に酸化膜を有するC
r,中間層がCu,最下層がCrの３層構造より成る特許請求
の範囲第１項記載のサーマルヘッド。 - 【請求項３】導電膜は上層が表面に酸化膜を有するCr,
下層がAlの２層構造より成る特許請求の範囲第１項記載
のサーマルヘッド。 - 【請求項４】少なくとも保護樹脂膜に被覆されない前記
耐摩耗膜の下の導電膜がCr単体膜から成る特許請求の範
囲第１項記載のサーマルヘッド。 - 【請求項５】耐摩耗膜の上層は有機オキシシランを加熱
して形成された膜で被覆されている特許請求の範囲第１
項記載のサーマルヘッド。 - 【請求項６】保護樹脂膜がエポキシ変成シリコーン樹脂
または酸無水物系の硬化剤を用いたエポキシ樹脂である
特許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッド。 - 【請求項７】耐摩耗膜はスパッタ装置内で基板温度を33
0℃以上に加熱して形成された特許請求の範囲第１項記
載のサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7350586A JPH0667631B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7350586A JPH0667631B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62227762A JPS62227762A (ja) | 1987-10-06 |
| JPH0667631B2 true JPH0667631B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=13520174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7350586A Expired - Lifetime JPH0667631B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0667631B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6426541B2 (ja) * | 2015-06-25 | 2018-11-21 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP7350586A patent/JPH0667631B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62227762A (ja) | 1987-10-06 |
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