JPS6360768A - サ−マルヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、感熱記録装置に用いるサーマルヘッドに関す
るものである。

Ｂ、従来の技術 従来のサーマルヘッドは、例えば第５図に示すように、
アルミナ等の絶縁基板１と、蓄熱層としてのグレーズ層
２と、グレーズ層２上の発熱抵抗体３と、その発熱抵抗
体３の上面に互いに対向して設けられた一対の電極４ａ
、４ｂと、発熱抵抗体３と電極４ａ　、　４ｂとの上に
被覆される保護ＦＢ５とから構成され、画電極間にはド
ツト状の発熱抵抗体３ａが露出している。

電極４ａ、４ｂから発熱抵抗体３に通電すると、電極間
に露出するドツト状発熱抵抗体３ａが発熱する。プラテ
ン６に巻きつけた記録媒体、例えば感熱記録紙７にサー
マルヘッドを押圧するとドツト状発熱抵抗体３ａの熱に
より感熱記録紙７に所定の印字がなされる。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 第５図に示した従来のサーマルヘッドにおいては、電極
４ａ、４ｂの厚み分だけドツト状発熱抵抗体３ａが下方
に位置しているのでその領域の最上層の保護層５も陥没
している。このため、プラテン６がドツト状発熱抵抗体
３ａに充分に押し付けられず感熱記録紙７とドツト状発
熱抵抗体３ａとの熱接触が悪い、したがって、保護層５
に形成された段差部に近い部分では感熱記録紙７が充分
に発色せず印字が不鮮明となる。換言すると、印字され
るドツト形状がばらつき印字全体として濃度が不均一と
なる。また、必要な印字濃度を得るために投入電力を大
きくするとサーマルヘッド駆動に際して大きな消費電力
が必要となる。

本発明の目的は、ドツト状発熱抵抗体と記録媒体との熱
接触性を向上して印字品質を向上させたサーマルヘッド
を提供することにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明は、第１図に示すように、発熱抵抗体１３の上面
に所定の間隙をあけて一対の電極１４ａ。

１４ｂを対向配置し、その一対の電極間に露出するドツ
ト状発熱抵抗体１３ａを酸化させて酸化膜層１５を成長
させて構成される。好ましくは、′ｖ化膜層１５の上面
が電極１４ａ、１４ｂと同等もしくは高くする。

Ｅ０作用 ドツト状発熱抵抗体１３ａの酸化により酸化膜層１５が
成長隆起し、酸化膜Ｗ１１５と電極１４ａ　、　１４ｂ
との段差が少なくなる。

Ｆ、実施例 第１図に本発明の実施例を示す。

アルミナ等の絶縁基板１１上に蓄熱層としてのガラスグ
レーズ層１２が設けられ、そのグレーズ層１２上には１
例えばＴａ−３ｉ○２サーメツト、Ｔａ−３ｉＣサーメ
ツト、Ｔ　ａ　／　Ｓ　ｉ、　Ｔ　ａｍ　Ｎなどの発熱
抵抗体１３が設けられている。この発熱抵抗体１３の上
面には所定間隙をあけて互いに対向する一対の電極１４
ａ、１４ｂが設けられている。電極１４ａ、１４ｂとし
てニッケルクロムＮｉＣｒと金Ａｕの二層が用いられる
。対向する両電極１４ａ　、　１４ｂ間に露出するドツ
ト状の発熱抵抗体１３ａの領域には、そのドツト状発熱
抵抗体１３ａを酸化して成長させた酸化膜［１５が形成
されている。これら発熱抵抗体１３．酸化膜層１５およ
び電極１４ａ、１４ｂの上には五酸化タンタルなどの保
護層１６が形成されている。

なお、ドツト状発熱抵抗体１３ａより十分離れた部分の
電極１４ａ、１４ｂは、メッキ法により約２μ踵の金の
電極層として形成しリード抵抗の低減を図っている。

ドツト状発熱抵抗体１３ａの領域では、酸化膜層１５の
厚みを約４６００人、酸化されずに残った窒化タンタル
の層を１０００人としてグレーズ層１２の上面から酸化
膜層１５の上面までの高さを約５６００人とした。それ
以外の領域の発熱抵抗体１３の厚みを３０００人、電極
１４ａ、　１４ｂの厚みを２０００人とした。この結果
、酸化膜層１５の上面が電極１４ａ、１４ｂよりも約６
００人だけ突出するようにした。

このように構成されたサーマルヘッドでは、第２図から
れかるとおり、酸化膜層１５上部の保護層１６の上面が
他の部分に比べて突出しているから。

感熱記録紙７を介してプラテン６をサーマルヘッドに押
し付けると、感熱記録紙７が酸化［Ｊ１５１００保護層
１６と良好に接触する。従って、ヘッド表面と記録紙と
の間に空隙がなく、また、酸化膜層１５は熱伝導性が良
いので、効率よく熱を伝達することができる。発明者の
実験から、感熱記録紙が一様に発色して、発色したドツ
ト形状も鮮明であることが確認された。

次に、第１図に示したサーマルヘッドの製造プロセスに
ついて説明する。

（ａ）　　アルミナ絶縁基板１１上にグレーズ層１２を
形成してその後焼成した。

（ｂ）　　グレーズ層１２の上にスパッタリングにより
厚さ３０００人の窒化タンタルＴａ、Ｎの薄膜を形成し
、フォトリソ・エツチングにより例えば８ドツト／Ｉの
密度でパターニングしてドツト状発熱抵抗体１３を形成
した。

（Ｃ）　　その上にニッケルクロムＮｉＣｒとアルミニ
ウムＡＱの二層を合計２０００人の厚みに真空蒸着ある
いはスパッタリングにより形成し、その後フォトリソ・
エツチングによりパターニングして一対の電極１４ａ、
１４ｂを形成した。

（ｄ）　　フォトレジスト材を基板全体に塗布した後、
フォトリソグラフィによってパターニングしてドツト状
発熱抵抗体１３ａだけが露出するようにした。なお、陽
極酸化時の端子として用いる電極部分は露出しておく。

第３図中、符号２１がレジスト材から露出するドツト状
発熱抵抗体１３８の領域、２２が端子を示す。

（ａ）　　この作製途中のサーマルヘッドを第３図に示
すように、１重量％のクエン酸から成る電解質溶液２３
中に、ドツト状発熱抵抗体１３ａ（領域２１）だけが液
に触れ端子２２が液に触れないように基板全体を浸漬し
た。溶液２３中には電極２４も浸漬し、端子２２が陽極
、電極２４が陰極となるように各電極に電源２５を接続
する。液温を２０℃に保持しつつ、ドツト状発熱抵抗体
１３ａにおける電流密度が３０ｍＡ／ａｌになるように
定電流を流し、２０分間陽極酸化を行ないドツト状発熱
抵抗体１３ａを一部酸化した。なお、酸化膜層１５の成
長に伴う窒化タンタルの厚みの減少量は電圧に比例し、
この実施例では、４．５人／Ｖであるので、陽極酸化に
際して電圧を約４５０ｖまで上昇して窒化タンタルを２
０００人だけ酸化させ、残余の１０００人をドツト状発
熱抵抗体１３ａとした。酸化により窒化タンタルの体積
は約２．３倍に増加し、酸化膜層１５の厚さは約４６０
０人となった。

（ｆ）　　基板全体を剥離液に浸漬してフォトレジスト
材を剥離した。

（ｇ）　　最後に五酸化タンタルＴａ２Ｏ，や酸化硅素
Ｓｉｎ、を５〜７μｍの厚みにスパッタリングして保護
層１６を形成した。

本実施例では、酸化膜層１５の表面を電極１４ａ。

１４ｂの表面より突出させるが、そのためには各部分の
厚みを次のよう設定すればよい。

第４図に示すように、 ｄ０二酸化されない発熱抵抗体１３の厚さｄｌ：酸化後
のドツト状発熱抵抗体１３ａの厚さｄ２二酸化膜層１５
の厚さ Ｃ：電極１４ａ、１４ｂの厚さ とすれば。

Ｃ＋　ｄ、＜ｄ１＋　ｄ２　　　　　　　　　・・・（
１）を満足すればよい。また、酸化による窒化タンタル
の体積膨張は約２．３倍であり、 ｄ、＝２．３　（ｄ、−ｄ、）　　　　　　　　　　−
（２）となるから、（１）式は Ｃ＜１．３　（ｄ　、　−ｄ　、）　　　　　　　　　
・（３）と表せる。つまり電極１４ａ、　１４ｂの厚み
は、酸化によるドツト状発熱抵抗体１３ａの減少膜厚（
ｄ、−ｄ工）の１．３倍より薄く設定する必要がある。

しかして、（３）式で、ドツト状発熱抵抗体１３ａの抵
抗が所望値となるようにｄ工を定めるとともに電極１４
ａ、１４ｂの厚さＣを定めると発熱抵抗体１３の厚さｄ
。が決定される。

Ｆ０発明の効果 本発明によれば、対向する電極両端部間のドツト状発熱
抵抗体の上面と両電極の上面との段差を小さくしたので
、プラテンがドツト状発熱抵抗体と均一に接触し、もっ
て記録媒体との熱接触性が向上しドツト印字形状が均一
化され高品質の印字を得ることができ、必要な印字濃度
を得るために投入する電力が小さくてよく電力効率が向
上する。

また、酸化膜層を成長させるため他の部材を発熱抵抗体
上に設ける必要がなく製造プロセスも簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明サーマルヘッドの実施例を示す断面図、
第２図はその実施例におけるドツト状発熱抵抗体と記録
媒体との熱接触性を説明する図、第３図は陽極酸化を説
明する図、第４図は各部寸法を説明する図、第５図は従
来のサーマルヘッドにおけるドツト状発熱抵抗体と記録
媒体との接触性を説明する図である。 １１：基板　　　　　　　１２：グレーズ層１３：発熱
抵抗体 １３ａ：ドツト状発熱抵抗体 １４ａ、１４ｂ　：電極　　　　　−１５：酸化膜層１
６：保護層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）発熱抵抗体の上面に所定の間隙をあけて一対の電極
   を対向配置したサーマルヘッドにおいて、 前記一対の電極間に露出する発熱抵抗体を酸化させて酸
   化膜層を成長させたことを特徴とするサーマルヘッド。 ２）前記酸化膜層の発熱抵抗体からの高さが前記電極と
   同等かまたはそれより高いことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のサーマルヘッド。