JPS6387255A - 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】 「技術分野」 本発明は、感熱プリンターあるいは熱転写プリンターな
どに用いられるサーマルへ・ンドに関し、特にその耐摩
耗層の改良に間する。

「従来技術およびその問題点」 感熱プリンターあるいは熱転写プリンター等に搭載する
サーマルヘッドは、例えば複数の発熱抵抗素子を同一基
板上に直線的に配列し、情報に従ってこの発熱抵抗素子
を通電加熱させ、感熱記録紙に発色記録させたり、ある
いはインクリボンを介して普通紙に転写記録するために
用いられでいる。

従来、一般的なサーマルヘッドは、例えば第３図に示す
ように、ガラスグレーズ層２そ部分的に形成したアルミ
ナ等の絶縁性基板１上に、Ｔａ、Ｎ、Ｔａ−Ｗ−Ｎなど
からなる発熱抵抗体層３　、ＡＩなどからなる給電用導
体層４．５ｉ０２などからなる酸化防止層５　、Ｔａ２
Ｏ，などからなる耐摩耗層６を順次積層して構成されて
いた。この場合、給電用導体層４は、複数の個別電極と
共通電極とにパターン化されで、それらの闇に発熱部Ａ
を構成するようになっている。

このように、従来のサーマルヘッドにおいては、耐摩耗
層６としてＴａ２０５かよく用いられているが、Ｔａ２
Ｏ，は、熱的衝撃に弱いので寿命がやや短くなる傾向が
あり、スパッタ成膜速度が遅いので生産効率が低下する
という問題点があった。

一方、耐摩耗層６として、酸素欠乏性のＴａＯｘ（ｘ＜
２．５）を用いると、Ｔａ２０５膜に比べて熱的衝撃に
強くなりサーマルヘッドの長寿命化に役立つこと、スパ
ッタ成膜速度がＴａ２０５　Ｈに比べて速いので土産効
率が向上することが知られている。

しかしながら、酸素欠乏性のＴａＯｘは、Ｔａ２０５に
比べて熱伝導率がよくないので、熱応答性が劣ること、
および発熱部の温度分布が大きいことが短所となってい
た。このため、耐摩耗層６として酸素欠乏性のＴａＯｘ
を用いた場合は、高速印字、印字品位に問題かあった。

「発明の目的」 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、熱的
衝撃に強く、かつ、熱伝導率が良好なサーマルヘッドを
提供することにある。

「発明の構成」 本発明のサーマルヘッドは、絶縁性基板上に、少なくと
も発熱抵抗体層と給電用導体層と酸化防止層と耐摩耗層
とを備え、前記耐摩耗層が、酸素欠乏性のＴａＯｘ（ｘ
＜２．５）膜と、その表層に形成された熱酸化膜とから
なることを特徴とする。

このように、本発明では、耐摩耗層を、酸素欠乏性のＴ
ａＯｘ（ｘ＜２．５）膜と、熱酸化膜とて構成したので
、熱的衝撃に強くなると共に、熱伝導率も良好となる。

したがって、寿命が長く、熱応答性に優れたサーマルヘ
ッドを得ることができる。

本発明においで、上記の耐摩耗層は、スパッタリングに
より酸素欠乏性のＴａＯｘ膜を形成し、これを熱処理し
てその表層をさらに酸化することにより、形成すること
ができる。この場合、熱処理は、例えば、大気中で５０
０℃、１時間程度加熱することによって行なうこともで
き、発熱ドツト部に通電加熱して行なうこともできる。

なお、従来のサーマルヘッドにおいても、その使用時に
は発熱ドツト部に通電加熱することになるが、この場合
、感熱記録紙やインクリボンに接触することになるので
、耐摩耗層の表層にそれらの材料が付着し、熱酸化が充
分になされず、本発明の効果を得ることはできなかった
。

「発明の実施例」 第１図には、本発明によるサーマルヘッドの一実施例が
示されている。

このサーマルヘッドは、０．６３５　ｍｍ厚のアルミナ
からなる絶縁性基板１上に、ガラスグレーズ層２が約４
０ｕｍの厚さで部分的に突出するように形成されでいる
。絶縁性基板１およびガラスグレーズ層２の上には、Ｔ
ａ−Ｗ−Ｎからなる発熱抵抗体層３が厚さ約０．０５ｕ
ｍで形成されている。なあ、ガラスグレーズ層がフッ酸
系のエツチング液に侵食されないようにするため、ガラ
スグレーズ層２と発熱抵抗体層３との間に図示しないア
ンダーコート層を設（プでもよい０発熱抵抗体層３上に
は、ＡＩ膜からなる厚さ１．５　ｕｍの給電用導体層４
が形成されている。給電用導体層４は、個別電極と共通
電極とにパターニングされ、それらの間隙に発熱抵抗体
層３のみからなる発熱部Ａが形成されている。

給電用導体層４上には、ＳｉＯ□からなる厚さ２ｕｍの
酸化防止層５が形成されている。これらの各層は、いず
れもスパッタリングや真空蒸着によって形成されている
。そして、酸化防止層５上には、酸素欠乏性のＴａＯｘ
（ｘ＜２．５）膜６ａと、その表層に形成された熱酸化
膜６ｂとからなる耐摩耗層６が形成されている。この耐
摩耗層６は、酸素欠乏性のＴａＯｘ（ｘ＜２．５）膜を
厚ざ５　ｕｍでスパッタ成膜した後、サーマルヘッド全
体！　５００℃、１時間、大気中で熱処理することによ
り、表層に熱酸化膜を形成したものである。

第２図には、本発明によるサーマルヘッドの他の実施例
が示されている。なお、図中、第１図と実質的に同一部
分には同符合を付してその説明を省略することにする。

このサーマルヘッドでは、耐摩耗層６の熱酸化膜６ｂが
発熱部Ａの部分のみに形成されている。すなわち、酸素
欠乏性のＴａＯｘ（ｘ＜２．５）膜を厚ざ５ｕｍでスパ
ック成膜した復、給電用導体層４に電圧を印加し、発熱
ドツト部を通電加熱し、発熱部Ａにのみ熱酸化膜６１形
成したものである。

第４図には、一般的なサーマルヘッドにおいて、パルス
電圧を繰り返し印加したときの発熱ドツト部の発熱温度
の変化が示されている。ここで、ピーク温度■Ａを過ぎ
、３０％だけ温度が下降する（すなわち、０．７ＸＴＡ
の温度になるまでの）時闇ｔｄを３０％降温時間と呼び
、熱応答性の目安としている。

第５図には、第１図に示した実施例のサーマルヘッドと
、耐摩耗層を酸素欠乏性のＴａＯｘ（ｘ＜２．５）膜だ
けて構成した従来例のサーマルヘッドにおいて、それら
の熱応答性を示した第４図と同様な図である。第５図中
、ａは実施例のサーマルヘッド、５は従来例のサーマル
ヘッドを示しでいる。

このように、実施例のサーマルヘッドは、従来例のサー
マルヘッドに比べると特に降温が速いことがわかる。

第６図には、第１図に示した実施例のサーマルヘッドと
、耐摩耗層を酸素欠乏性のＴａＯｘ（ｘ＜２．５）膜だ
けて構成した従来例のサーマルヘッドにおいで、ど−ク
温度ＴＡを変えて３０％降温時闇ｔｄを実測したデータ
が示されている。このように、実施例のサーマルヘッド
は、従来例のサーマルヘッドに比べると、ｔｄが約１０
％短縮され、熱応答性が向上することがわかる。また、
ｔｄはピーク温度■＾の大きざによらず、はぼ一定に保
たれるので、印字条件を変えるためＴＡを変えても熱応
答性は保持されることがわかる。

なお、第２図に示した実施例のサーマルヘッドにおいて
も、その熱応答性は第１図に示した実施例のサーマルヘ
ッドと同様な結果が得られた。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、耐摩耗層を、酸
素欠乏性のＴａＯｘ（ｘ＜２．５）膜と、その表層に形
成された熱酸化膜とで構成したので、熱的衝撃に強くな
り寿命か向上すると共に、熱伝導率も改善されて熱応答
性も良好となる。また、発熱部の温度分布もよくなるの
で、高速印字および高印字品位を寅現することができる
。ざらに、比較的簡単な熱処理を行なうだけで上記効果
が得られる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサーマルヘッドの一実施例を示す
断面図、菌２図は本発明によるサーマルヘッドの他の実
施例を示す断面図、第３図は従来のサーマルヘッドの一
例を示す断面図、第４図は一般的なサーマルヘッドにお
いてパルス電圧を繰り返し印加したときの発熱ドツト部
の発熱温度の変化を示す図表、第５図は実施例のサーマ
ルヘッドと従来例のサーマルヘッドとの熱応答性を比較
して示す第４図と同様な図表、第６図は実施例のサーマ
ルヘッドと従来例のサーマルへ・ンドについてピーク温
度ＴＡを変えて３０％降温時間ｔｄを実測した結果を示
す図表である。 図中、１は絶緯姓基板、２はガラスグレーズ層、３は発
熱抵抗体層、４は給電用導体層、５は酸化防止層、６は
耐摩耗層、６ａは酸素欠乏性のＴａＯｘ（ｘ＜２．５）
膜、６ｂは熱酸化膜である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性基板上に、少なくとも発熱抵抗体層と給電用導体
   層と酸化防止層と耐摩耗層とを備えたサーマルヘッドに
   おいて、前記耐摩耗層が、酸素欠乏性のＴａＯ＿ｘ（ｘ
   ＜２．５）膜と、その表層に形成された熱酸化膜とから
   なることを特徴とするサーマルヘッド。