JPH09290526A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感熱記録媒体が最も強く摺接される部分グレー
ズ層の両端部で保護膜が膜剥がれを起こしていた。 【解決手段】四角形状を成すセラミック基板１の上面
に、該基板１の一辺に沿って配置される断面円弧状の部
分グレーズ層２と、該グレーズ層２上に配列される複数
個の発熱抵抗体３と、これら発熱抵抗体３の各々に接続
される個別電極及び共通電極５と、少なくとも前記部分
グレーズ層２上で発熱抵抗体３等を被覆する保護膜６と
を被着させて成り、感熱記録媒体Ｐを前記部分グレーズ
層２上の保護膜６に対して発熱抵抗体２の配列と直交す
る方向に摺接させながら印字を行うサーマルヘッドであ
って、前記部分グレーズ層２の頂部と保護膜６との間
で、且つ、発熱抵抗体列の両側位置に少なくとも１個の
帯状接合層７を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサや
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、図６（ａ）
（ｂ）に示す如く、四角形状を成すアルミナ製のセラミ
ック基板１１上に、該基板１１の一辺に沿って配置され
る部分グレーズ層１２と、該グレーズ層１２上に配列さ
れる複数個の発熱抵抗体１３と、前記発熱抵抗体１３の
各々に接続される個別電極１４及び共通電極１５と、前
記発熱抵抗体１３、個別電極１４及び共通電極１５を被
覆する保護膜１６とを被着させた構造を有しており、前
記部分グレーズ層１２上の保護膜１６に対して感熱記録
媒体Ｐを発熱抵抗体１３の配列と直交する方向（図中の
矢印方向）に摺接させながら前記個別電極１４及び共通
電極１５間に外部からの印字信号に基づいて所定の電力
を印加し、発熱抵抗体１３を選択的にジュール発熱させ
るとともに該発熱した熱を感熱記録媒体Ｐに伝導させ、
感熱記録媒体Ｐに所定の印字画像を形成することによっ
てサーマルヘッドとして機能する。

【０００３】尚、前記部分グレーズ層１２は高軟化点ガ
ラス等から成っており、その上に被着される発熱抵抗体
１３の発する熱を適当な温度となるように蓄積すること
によってサーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持する
ようにしている。かかる部分グレーズ層１２は所定のガ
ラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によってセ
ラミック基板１１の上面所定領域に印刷塗布するととも
に、これを高温で焼き付けることによって被着形成され
るものである。

【０００４】また前記保護膜１６は発熱抵抗体１３や個
別電極１４、共通電極１５等を大気中に含まれている水
分等の接触による酸化腐食や感熱記録媒体の摺接による
摩耗から保護するためのものであり、例えば、窒化珪
素、炭化珪素等を従来周知のスパッタリング法等を採用
し所定厚みに被着させることによって発熱抵抗体１３等
を被覆するように形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、部分グレーズ層１２の
両端部がガラスを溶融させた際（焼き付け時）の表面張
力によって少し盛り上がった形状となっており、印字
時、感熱記録媒体Ｐは部分グレーズ層１２の両端部に最
も強く摺接されることとなる。またこのような部分グレ
ーズ層１２はガラスペーストを焼き付けて形成されるこ
とにより表面が極めて滑らかであることから、保護膜１
６をアンカー効果によって部分グレーズ層１２の上面に
対して強固に被着させることができず、サーマルヘッド
を長期間にわたって使用したとき、感熱記録媒体Ｐが最
も強く摺接される部分グレーズ層１２の両端部で保護膜
１６が膜剥がれを起こし、その結果、印字を行うことが
不可となる欠点を有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、四角形状を成すセラミック基板の上
面に、該基板の一辺に沿って配置される断面円弧状の部
分グレーズ層と、該グレーズ層上に配列される複数個の
発熱抵抗体と、これら発熱抵抗体の各々に接続される個
別電極及び共通電極と、少なくとも前記部分グレーズ層
上で発熱抵抗体、個別電極及び共通電極を被覆する保護
膜とを被着させて成り、感熱記録媒体を前記部分グレー
ズ層上の保護膜に対して発熱抵抗体の配列と直交する方
向に摺接させながら印字を行うサーマルヘッドであっ
て、前記部分グレーズ層の頂部と保護膜との間で、且
つ、発熱抵抗体列の両側位置に少なくとも１個の帯状接
合層が介在されていることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明のサーマルヘッドの一実施形
態を示す平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は
図１の要部拡大図、図４は図３のＹ−Ｙ線断面図であ
り、１はセラミック基板、２は部分グレーズ層、３は発
熱抵抗体、４は個別電極、５は共通電極、６は保護膜、
７は接合層である。

【０００９】前記セラミック基板１はアルミナ等の電気
絶縁性材料によって四角形状を成すように形成されてお
り、その上面で部分グレーズ層２、発熱抵抗体３等を支
持するようになっている。

【００１０】前記セラミック基板１は、アルミナ、シリ
カ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機
溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状と成すとともにこれを
従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等
を採用することによってセラミックグリーンシートを形
成し、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定
形状に打ち抜き加工するとともに高温で焼成することに
よって製作される。

【００１１】また前記セラミック基板１の上面には、該
基板１の一辺に沿って配置される断面円弧状の部分グレ
ーズ層２と、このグレーズ層２上に一定の間隔で配列さ
れる複数個の発熱抵抗体３と、これら発熱抵抗体３の各
々に接続される個別電極４及び共通電極５と、前記部分
グレーズ層２上で発熱抵抗体３、個別電極４及び共通電
極５を被覆する保護膜６とがそれぞれ被着されている。

【００１２】前記部分グレーズ層２は例えば、高融点ガ
ラス（例えば、酸化鉛を含有しないガラス）等により形
成されており、発熱抵抗体３の発する熱を適当な温度と
なるように蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好
に維持する作用を為す。

【００１３】前記部分グレーズ層２は、高融点ガラスか
ら成るガラス粉末に適当な有機溶剤等を添加混合して得
たガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によっ
てセラミック基板上面の一辺に沿って１５μｍ〜６０μ
ｍの厚みに印刷塗布し、しかる後、前記ガラスペースト
を高温（１０００℃〜１２００℃）で焼成することによ
ってセラミック基板１の一辺に沿って被着形成される。
このとき、部分グレーズ層２の両端部はガラスを溶融さ
せた際の表面張力によって少し盛り上がった形状とな
る。

【００１４】また前記グレーズ層２上に被着される複数
個の発熱抵抗体３は窒化タンタル等から成っており、そ
れ自体が所定の電気抵抗率を有しているため、後述する
個別電極４及び共通電極５を介して外部電源からの電力
が印加されるとジュール発熱を起こし、感熱記録媒体Ｐ
に印字画像を形成するのに必要な所定の温度（例えば２
００℃〜３５０℃）に発熱する。

【００１５】また前記各発熱抵抗体３の両端に接続され
る個別電極４及び共通電極５はアルミニウム等の金属か
ら成っており、前述の発熱抵抗体３にジュール発熱を起
こさせるために必要な所定の電力を印加する作用を為
す。

【００１６】尚、前記複数個の発熱抵抗体３、個別電極
４及び共通電極５は、まず部分グレーズ層２が形成され
たセラミック基板１の上面に、発熱抵抗体３を形成する
窒化タンタルと、個別電極４及び共通電極５を形成する
アルミニウムとを従来周知のスパッタリング法等によっ
て順次、所定の厚み（窒化タンタル：０．０１μｍ〜
０．５μｍ、アルミニウム：０．５μｍ〜２．０μｍ）
をもって被着させ、次に前記セラミック基板１上に被着
させた窒化タンタル層及びアルミニウム層の一部を従来
周知のフォトリソグラフィー技術を採用し連続的にエッ
チングすることで所望するパターンを得、最後に前記部
分グレーズ層２上に所定のフォトマスクを位置合わせす
るとともに該部分グレーズ層２の頂部に位置するアルミ
ニウム層をエッチングし、窒化タンタル層の一部を露出
させることで複数個の発熱抵抗体３、個別電極４及び共
通電極５から成る所定のサーマルヘッドパターンが形成
されることとなる。

【００１７】またこれら発熱抵抗体３、個別電極４及び
共通電極５を被覆する保護膜６は、窒化珪素、炭化珪
素、酸化珪素等から成っており、該保護膜６は大気中に
含まれる水分等の接触による酸化腐食や感熱記録媒体Ｐ
の摺接による摩耗から発熱抵抗体３等を保護する作用を
為す。

【００１８】前記保護膜６は、例えば窒化珪素等を従来
周知のスパッタリング法等によって２〜１５μｍの厚み
に被着させることによって少なくとも部分グレーズ層２
の全体を覆うように形成される。

【００１９】また更に前記部分グレーズ層２の頂部と保
護膜６との間で、且つ、発熱抵抗体列の両側位置には、
部分グレーズ層２と直交する方向に一列に配列された複
数個の帯状接合層７が介在されている。

【００２０】前記接合層７は窒化タンタル等の抵抗材
料、アルミニウム等の電極材料、もしくは、その他の金
属材料等によって形成されており、その各々が長さ０．
２〜１．０ｍｍ、幅１０〜１００μｍの帯状を成し、部
分グレーズ層２の頂部、具体的には、部分グレーズ層２
の断面を見たときに表面が厚み方向の中間よりも上に位
置する領域Ｔに一定のピッチ（２０〜２００μｍ）で被
着配列されている。

【００２１】このような帯状接合層７は、部分グレーズ
層２を形成する高軟化点ガラスや保護膜６を形成する窒
化珪素等との馴染みが良好で、しかも、部分グレーズ層
２の上面に被着されることによって保護膜６の下地に凹
凸を形成することから、保護膜６をアンカー効果によっ
て下地に対し強固に被着させることができる。このた
め、印字に際して感熱記録媒体Ｐが部分グレーズ層２の
両端部に強く摺接されても、部分グレーズ層２の両端部
で保護膜６が容易に膜剥がれを起こすことはなく、保護
膜６を部分グレーズ層２に対し常に良好に被着させてお
くことができる。これにより、サーマルヘッドを長期間
にわたり良好な状態で使用することが可能となる。

【００２２】尚、このような帯状接合層７は、前述した
発熱抵抗体３等のパターン形成時、アルミニウム等の電
極材層の一部をエッチングし窒化タンタル等の抵抗体層
の一部を露出させるためのフォトマスクに帯状接合層７
と同じ形状のパターンを入れておくことによって発熱抵
抗体３等と同時に形成される。このようにして帯状接合
層７を形成すると、該接合層７を発熱抵抗体３をパター
ン形成する際の整合マーカーとしても利用することがで
きる。即ち、前記フォトマスクを基板１に対して位置合
わせする際、帯状接合層７に対応するマスクパターンが
スリット状になるため、これらスリットを介して反射さ
れてくる光の強度を検知し、該強度が最大となる位置に
フォトマスクを配置させることによって発熱抵抗体３を
部分グレーズ層２上の所定位置に極めて高精度に形成す
ることが可能となるのである。尚、前記反射光の強度が
最大となるところにフォトマスクを位置合わせするの
は、断面円弧状の部分グレーズ層２は先端部付近が略平
坦であるため、これに真上から光をあてたとき前記先端
部で反射する光の強度が最も強くなるからである。しか
もこの場合、整合マーカーとしての帯状接合層７は発熱
抵抗体列の近傍に存在しているため、より高精度な位置
合わせを可能とするものである。

【００２３】かくして上述したサーマルヘッドは、感熱
記録媒体Ｐを前記部分グレーズ層２上の保護膜６に対し
て発熱抵抗体３の配列と直交する方向（図中の矢印方
向）に摺接させながら前記個別電極４及び共通電極５間
に外部からの印字信号に基づいて所定の電力を印加し、
発熱抵抗体３を選択的にジュール発熱させるとともに該
発熱した熱を感熱記録媒体Ｐに伝導させ、感熱記録媒体
Ｐに所定の印字画像を形成することによってサーマルヘ
ッドとして機能する。

【００２４】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更、改良等が可能であり、例えば図５に示す
如く、発熱抵抗体３を部分グレーズ層２の中心位置から
共通電極５側もしくは個別電極４側にわざとずらして設
けても構わない。

【００２５】また上記実施形態においては、複数個の接
合層７を部分グレーズ層２と直交する方向に並べたが、
これに代えて、複数個の接合層７を部分グレーズ層２と
略平行に並べたり、放射状に配置したりしても構わな
い。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、部分グレーズ層の頂部
と保護膜との間で、且つ、発熱抵抗体列の両側位置に帯
状接合層を介在させたことから、保護膜の下地に凹凸を
形成して保護膜をアンカー効果によって下地に強固に被
着させることができる。このため、印字に際して感熱記
録媒体が部分グレーズ層の両端部に特に強く摺接されて
も、部分グレーズ層の両端部で保護膜が容易に膜剥がれ
を起こすことはなく、保護膜を部分グレーズ層の上面に
対し常に良好に被着させておくことができる。これによ
り、サーマルヘッドを長期間にわたり良好な状態で使用
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平
面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】図１の部分拡大図である。

【図４】図３のＹ−Ｙ線断面図である。

【図５】本発明の変形例を示す部分拡大図である。

【図６】（ａ）は従来のサーマルヘッドの平面図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【符号の説明】

１・・・セラミック基板 ２・・・グレーズ層 ３・・・発熱抵抗体 ４・・・個別電極 ５・・・共通電極 ６・・・保護膜 ７・・・接合層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】四角形状を成すセラミック基板の上面に、
   該基板の一辺に沿って配置される断面円弧状の部分グレ
   ーズ層と、該グレーズ層上に配列される複数個の発熱抵
   抗体と、これら発熱抵抗体の各々に接続される個別電極
   及び共通電極と、少なくとも前記部分グレーズ層上で発
   熱抵抗体、個別電極及び共通電極を被覆する保護膜とを
   被着させて成り、感熱記録媒体を前記部分グレーズ層上
   の保護膜に対して発熱抵抗体の配列と直交する方向に摺
   接させながら印字を行うサーマルヘッドであって、前記
   部分グレーズ層の頂部と保護膜との間で、且つ、発熱抵
   抗体列の両側位置に少なくとも１個の帯状接合層が介在
   されていることを特徴とするサーマルヘッド。