CN1151924C - 热敏式打印机头的结构以及形成保护膜层的方法 - Google Patents

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Abstract

热敏式打印机头包含打印机头基片(1)、在打印机头基片上形成的发热电阻(5)、与所述发热电阻连接的多个分立电极(2)、与所述发热电阻相连接的共电极(3)。该热敏式打印机头还形成覆盖发热电阻、分立电极及共电极的第一膜层(6)，和在第一膜层上形成由添加导电体的硅铝氧氮耐热陶瓷形成的第二膜层(7)。第一膜层上至少有一个过孔(6a)或切槽(6a’)，第二膜层通过过孔或切槽与共电极电连接。

Description

热敏式打印机头的结构以及形成保护膜层的方法
技术领域
本发明涉及传真等打印所使用的热敏式打印机头的结构，以及形成这种热敏式打印机头保护膜层的方法。
背景技术
一般来说，热敏式打印机头包括作为支撑构件的打印机头基片。在打印机头基片上设置多个驱动集成电路，同时形成规定的布线图形和长条状的发热电阻。在所述布线图形上包含有连接所述驱动集成电路的多个分立电极和带有锯齿状的多个突出部(以下简称“齿”)的共电极。所述分立电极相互平行延伸，所述共电极的各齿嵌于邻接的分立电极之间。其结果所述分立电极与所述齿形成交互式配制。所述发热电阻横穿各分立电极和各齿而延伸。而且在所述打印机头基片上面，形成一层覆盖分立电极、共电极以及发热电阻的保护膜层。
以往的保护膜层是在耐磨性和绝缘性均优的玻璃上，用厚膜技术形成(厚膜技术就是把涂浆材料网印在打印机头基片后，将涂料加热烘干的方法)。可是，这种保护膜层存在以下的问题。即保护膜层与打印用纸摩擦后，玻璃制的保护膜层产生静电，使保护膜层有带电倾向。这种情况下，总怕发生由于静电放电会造成发热电阻和布线图形的静电损坏。
最近，为了避免所述静电损坏，可以采用以下二层结构的保护膜层。这种保护层包括是在打印机头基片表面采用厚膜技术形成玻璃等的第一层，和在第一层上采用溅射薄膜技术形成的第二层。第二层采用了优质耐磨的硅铝氧氮耐热陶瓷。这时，在硅铝氧氮耐热陶瓷中按适当比例添加了氮化钛等导电体，这样处理的结果使得该第二膜层绝缘性降低，而难于带电。
如上所述由于添加了导电体，所述第二膜层确实难于带上静电。可是，第二膜层还会慢慢地积蓄静电。其结果还是会在第二膜层和发热电阻及布线图形之间产生放电。象这样只是在第二膜层上添加导电体，还是不能充分达到防止上述的静电破坏的作用。
二层结构保护膜层还存在其他的问题。如上所述第二膜层是用溅射而形成的。具体的溅射过程如下。首先将形成了第一膜层后的打印机头基片放入密封容器内。接着，在所述打印机头基片第一膜层相对部分设置加有适当比例的氮化钛的硅铝氧氮耐热陶瓷的中间电极。最后，在该中间电极和所述打印机头基片之间施加中间电极电压。
以往，对于硅铝氧氮耐热陶瓷添加氮化钛的比例是重量的50％。可是，如此就会使得第二膜层导电性过于良好。在这种情况下，向应该进行打印的热电阻施加电压后，所述第二膜层就会承受相当高的电压。从而产生第二膜层溶解的问题。
为了防止打印时第二膜层的溶解，所述第二膜层表面电阻在该第二膜层打印时不带电的范围内越大越好。
可是，增大第二膜层表面电阻，就需要减少对硅铝氧氮耐热陶瓷添加氮化钛的比例。因此，溅射时对于中间电极所使用的氮化钛比例必须在重量20％以下。但是，在少于重量20％比例的氮化钛溅射情况下，就会产生第二膜层的氮化钛重量％的很大变动。即，不可能形成具有组成稳定的氮化钛硅铝氧氮耐热陶瓷的第二膜层。
因此，以往，对于硅铝氧氮耐热陶瓷添加氮化钛的比例至少是25％。可是，这样所述第二膜层表面电阻就不能超过104Ω·cm。其结果，导致在对发热电阻施加了电压时，无法充分防止第二膜层的溶解的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一个可以解决上述问题的热敏式打印机头。
并且，本发明的另一个目的是提供一个可以解决上述问题的保护膜层形成方法。
如按照本发明1提供的一种热敏式打印机头，包括打印机头基片、在所述基片上形成的发热电阻、与所述发热电阻连接的多个分立电极、与所述发热电阻连接的共电极、覆盖所述发热电阻和分立电极及共电极的第一膜层和在所述第一膜层上形成并且由添加了导电体的硅铝氧氮耐热陶瓷构成的第二膜层，其特征是，所述第二膜层的表面电阻为105Ω～108Ω.cm，并且与所述共电极电连接。
这样，由于带有导电体硅铝氧氮耐热陶瓷的第二膜层与共电极电连接，使得第二膜层可将因与打印用纸摩擦所带电通过共电极释放掉。因此，可以解除第二膜层的积蓄静电。其结果，达到可以充分防止由于静电放电损坏发热电阻和分立电极的效果。
理想的是在第一膜层上形成至少有一个过孔或切槽，所述第二膜层通过过孔或切槽与所述共电极电连接。
如按照上述的构成，由于在第一膜层穿设有过孔或切槽，使得第二膜层更加易于与位于第一膜层下侧的共电极电连接。从而具有减少电连接所需手续进而降低成本的优点。
如按照本发明2提供的一种热敏式打印机头保护膜层的形成方法，包括在形成发热电阻和布线图形的打印机头基片上形成覆盖发热电阻和布线图形的第一膜层；且在所述第一膜层上通过溅射添加了氮化钛的硅铝氧氮耐热陶瓷形成第二膜层的包含各步骤的保护膜层的形成方法，其特征是，在氮气氛下进行所述溅射，使第二膜层的表面电阻为105Ω～108Ω.cm。
理想的是，使用含有重量25～40％氮化钛的硅铝氧氮耐热陶瓷的中间电极、在体积10％～40％的氮气氛下进行所述溅射。
如按上述条件，在氮气氛下溅射，使用含有大量氮化钛比例硅铝氧氮耐热陶瓷的中间电极，可以形成组成稳定且氮化钛含量低(因此，表面电阻大)的第二膜层。
特别是，溅射过程使用含有重量25～40％氮化钛硅铝氧氮耐热陶瓷的中间电极，在体积10％～40％的氮气氛下进行，使得第二膜层的表面电阻可控制在105Ω.cm～108Ω.cm范围内(参照图5)。这样就具有了如下的优点，即可进一步提高防止发热电阻及分立电极的静电破坏，以及有效的避免第二膜层的溶解的效果。
下面从参照附图说明的最佳实施例中，将更加了解本发明的各种特征和优点。
附图说明
图1是厚膜型热敏式打印机头的主要部分的放大俯视图。
图2是图1的II-II的剖视图。
图3是图1的III-III的剖视图。
图4是图1的IV-IV的剖视图。
图5是第二膜层在氮气氛下溅射时，其氮气浓度与第二膜层表面电阻的关系曲线图。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的实施例。
图1中，符号1表示用于厚膜型热敏式打印机头的打印机头基片。在该打印机头基片1的上面，有被驱动集成电路IC(未图示)所连接的多个分立电极2和共电极3。该共电极3带有多个锯齿状的突出部分4(以下，简称‘齿’)。分立电极2相互平行延伸，共电极的各齿4嵌入相邻的分立电极2之间。结果形成分立电极2和所述齿4交互式配置。在所述打印机头基片1上面形成长条状厚膜发热电阻5。如图所示，发热电阻5横穿分立电极2和各齿4而延伸。
所述各分立电极2及齿4是用金薄膜制成。参照图2，所述共电极3是由与各齿4形成一体的金薄膜构成的下层3a和与下层3a一部分重叠形成的银上层3b构成。
符号6表示由玻璃等所形成的第一膜层。该第一膜层6在所述打印机头基片1的上面覆盖分立电极2、共电极3及发热电阻5。如图1及图3所示那样，该第一膜层6内与共电极3对应部分留有多个过孔6a。沿发热电阻5的纵向以规定间隔穿设这些过孔6a。
所述第一膜层6是在打印机头基片1的上面，采用将玻璃糊等糊状材料网印涂敷后，加热、烘干而成的厚膜技术形成。这时所述对应所述过孔6a的部分并不涂敷所述糊状材料。
符号7表示由添加了氮化钛等导电体的硅铝氧氮耐热陶瓷而形成的第二膜层。第二膜层7是用溅射等薄膜技术在第一膜层6上面形成的(参照图4)。
具体的溅射过程进行如下。首先，把形成第一膜层6后的打印机头基片放入充有氮气的密闭容器中。然后，在该打印机头基片1的第一膜层6相对部分，配设加有适当比例的氮化钛硅铝氧氮耐热陶瓷中间电极。最后，再在该中间电极和所述打印机头基片1之间施加中间电极电压。
这样，就在第一膜层6上面重叠形成第二膜层7。因此，第二膜层7也形成于第一膜层6上面的各过孔6a的部分。其结果，如图4所示，第二膜层7就与各过孔6a内的共电极3(更确切的讲是共电极3的上层3b)电连接。
因此，当打印时，第二膜层7与打印用纸摩擦即使产生静电，该静电也会通过共电极3释放掉。从而可以可靠地消除第二膜层7的静电积蓄。
在上述的实施例中，第二膜层7通过第一膜层6上面的过孔6a与共电极3电连接。不过，第二膜层7通过其他方式也可与共电极3电连接。比如，在第一膜层6上面也可采用图1上二点虚线所示的切槽6a′取代过孔6a。
此外，过孔6a不必如图1所示一定与发热电阻5平行形成。也可设定对应共电极3的任意处。并且如图所示，不一定在多处设置，也可以设置在一处。
下面，参照图5进行说明。本发明人通过实验得到以下结论。在形成第二膜层7时，使用加有重量25～40％的氮化钛的硅铝氧氮耐热陶瓷中间电极，在体积10％～40％的氮气氛下溅射。其结果，使得第二膜层7的表面电阻如图5所示那样，可控制在105Ω.cm～108Ω.cm范围内。如果第二膜层7表面电阻在这个范围内，那么就能可靠地达到即可防止发热电阻5、分立电极2及齿4的静电破坏，也能避免第二膜层7的溶解。
即，第二膜层7的表面电阻小于105Ω.cm时，第二膜层7的绝缘性变低，导致打印时第二膜层7的溶解。相反，当第二膜层7表面电阻大于108Ω.cm时，第二膜层7的电绝缘性变高，即可能发生由于静电破坏发热电阻5等。但是，如果第二膜层7表面电阻控制在105Ω.cm～108Ω.cm的范围内，即可可靠地达到防止发热电阻5等的静电破坏，和避免第二膜层7的溶解。
用上述实施例对厚膜型热敏式打印机头进行了说明，但是不言而喻，本发明也适用于薄膜型热敏式打印机头。

Claims (4)

1.一种热敏式打印机头，包括打印机头基片(1)、在所述基片上形成的发热电阻(5)、与所述发热电阻相连接的多个分立电极(2)、与所述发热电阻连接的共电极(3)、覆盖所述发热电阻和分立电极及共电极的第一膜层(6)和在所述第一膜层上形成并且由添加了导电体的硅铝氧氮耐热陶瓷构成的第二膜层(7)，其特征是：
所述第二膜层的表面电阻为105～108Ω.cm，并且与所述共电极电连接。
2.根据权利要求1所述的热敏式打印机头，其特征是，在所述第一膜层上形成至少有一个过孔(6a)或切槽(6a’)，所述第二膜层通过所述过孔或切槽与所述共电极电连接。
3.一种热敏式打印机头保护膜层的形成方法，包括在形成发热电阻(5)和布线图形(2，3，4)的打印机头基片(1)上形成覆盖所述发热电阻和布线图形的第一膜层(6)；且在所述第一膜层上通过溅射添加了氮化钛的硅铝氧氮耐热陶瓷形成第二膜层(7)的包含各步骤的保护膜层的形成方法，其特征是：
通过在氮气氛下进行所述溅射，使第二膜层(7)的表面电阻为105Ω～108Ω.cm。
4.根据权利要求3所述的保护膜层的形成方法，其特征是，使用含有重量25～40％氮化钛的硅铝氧氮耐热陶瓷的中间电极、在体积10％～40％的氮气氛下进行所述溅射。
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