JP2503080B2 - 通電方式記録ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、画像、文字等を印写乃至は印字する通電方
式記録ヘッドに関するものであり、更に詳しくは、かか
る記録ヘッドの先端部の形状に関するものである。

（背景技術） 従来より、通電方式記録ヘッドに関しては、数多くの
提案が為されており、特に記録電極と帰路電極とが基板
と共に多層構造にて形成されている記録ヘッドについて
は、特開昭61−35972号公報、特開昭62−292461号公
報、特開昭54−141140号公報、特開昭58−12790号公
報、特開昭61−230966号公報等にその構造が示されてお
り、また記録電極が基板の一方の面に形成されている記
録ヘッドについては、特開昭58−104787号公報、特開昭
61−37493号公報、特開昭63−30279号公報、特開昭63−
87264号公報、特開昭63−160855号公報、特開昭60−787
72号公報、特開昭62−238767号公報等において、その構
造が明らかにされている。

そして、これらの特許公報にも記載されているよう
に、通電方式の記録は、シート，リボン，ローラ当の表
面或いは内部に担持又は塗布されて形成されるフィルム
状（即ち、膜状または層状）記録媒体或いは発色記録紙
の抵抗層或いは導電層に、記録ヘッドの電極を通じて電
流を粒し、例えば抵抗層で発生するジュール熱によって
フィルムのインク層を融解、昇華或いは拡散せしめて、
所定の被転写紙に転写させるか、或いは記録媒体や記録
紙の所定の部分を発色させることにより、目的とする印
字、印写を行なう方式として、認識されている。また、
通電方式の記録において、この抵抗層は、電気抵抗体の
層だけでなく、導電体の層、インク層としての役割も兼
ね備える導電性インク層や電気抵抗体インク層、或いは
電解質を含んだ感熱発色層のような層でも、所謂通電で
きる層、電流を流せる層であれば、どのような層でも用
いることができると認識されている。

従って、通電方式記録ヘッドにおいては、記録電極、
帰路電極等の電極は、常に抵抗層に電気的に接触させる
必要がある。そのため、上記の特許公報等で提案されて
いる如き、従来の記録ヘッドにあっては、その電極が、
基材、絶縁層等よりも耐摩耗性に優れた材料により形成
されているのである。

しかしながら、第13図に示されるように、基板11に支
持された記録電極12と帰路電極13とが電気絶縁層14を介
して接着材15によって多層構造に形成されている記録ヘ
ッドにおいては、抵抗層との接触面でのヘッド先端部に
対する基板11の接触割合が大きく、従って電極12,13の
接触割合が小さくなり、結果として、抵抗層と電極12,1
3が電気的に良好な接触を得るのは困難であり、電極が
抵抗層に強く接触しなければならない場合には、不都合
を生じた。

また、電極とフィルム等の抵抗層との接触性を高める
ために、第14図に示されるように、記録ヘッドの先端を
ペン先状に加工した記録ヘッドも作製されたが、このよ
うな記録ヘッドにあっては、初期接触性は向上するもの
の、ヘッド先端部の摩耗が進むにつれて、接触面での基
板11の占める割合が増え、そして記録ヘッドの先端部を
再度研磨した時に、良好な接触が困難となってしまう問
題があった。更に、接触面での電極の占める割合を増す
ために電極の厚さを厚くした、第15図に示される如き記
録ヘッドも作製されたが、電極厚を厚くすると、電極自
体のパターン加工性が低下するという問題がある。

一方、第16図に示されるように、軟質の絶縁被覆層７
を表面に設けた記録電極12が基板11の一方の面に形成さ
れているだけの構造の記録ヘッドでは、電極12と抵抗層
との接触性は、上記の如き多層構造の記録ヘッドに比べ
て優れているものの、抵抗層との接触がヘッド先端部の
エッジでの接触であるところから、電極12を含んだヘッ
ド先端部の摩耗は速く、結果として、第17図に示される
ように、接触面での基板11の割合が、摩耗が進むにつれ
て或いはヘッド先端部を再度研磨した時に高くなり、接
触性が低下する問題が惹起されることとなる。

（解決課題） 本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであ
り、その解決すべき課題とするところは、上記の問題点
を悉く解消し、電極と抵抗層との接触性が長期間に亘っ
て良好に保たれ得、また記録ヘッドの全体としての機械
的強度も有利に確保され得る通電方式記録ヘッドを得る
ことにある。

（解決手段） そして、本発明にあっては、かかる課題解決のため
に、少なくとも１種の電極と、該電極を支持する少なく
とも１枚の、該電極よりも易摩耗性であるセラミック基
板とを備え、ヘッド先端部において、それら電極及び基
板が、通電される抵抗層を少なくとも有するフィルム状
記録媒体若しくは発色記録紙に接触せしめられるように
した通電方式記録ヘッドにおいて、前記電極を支持する
基板が、ヘッド先端部からヘッド基部側に所定長さに亘
って該ヘッド基部側の部位よりも薄肉とされていると共
に、該薄肉部の前記接触面と平行な断面における前記電
極と前記基板の割合が一定な構造を有することを特徴と
する通電方式記録ヘッドを、その要旨とするものであ
る。

また、このような本発明に従う記録ヘッドにおいて
は、前記少なくとも１種の電極が記録電極及び帰路電極
にて構成され、且つそれら記録電力と帰路電極とが、両
電極よりも易摩耗性の２枚のセラミック基板上にそれぞ
れ別個に形成されており、そして該２枚の基板がそれぞ
れの電極形成面を対向させて配置され、更に該２枚の基
板間に所定の電気絶縁層が介装せしめられている構成が
採用される。

さらに、本発明にあっては、前記少なくとも１種の電
極は記録電極からなり、そして該記録電極が、それより
も易摩耗性のセラミック基板の一方の面に形成された
り、或いは記録電極及び帰路電極からなる前記少なくと
も１種の電極が、それら電極よりも易摩耗性のセラミッ
ク基板に対して、その一方の面に記録電極が、またその
他方の面に帰路電極が位置するように、形成されること
となる。

なお、本発明において、上記した帰路電極は、記録電
極と同様の複数の電極であっても、また単一の共通電極
であっても、何れでも良いものである。

また、かくの如き本発明は、通電方式記録ヘッドにお
いて、ヘッド先端膨の耐摩耗性が、電極自身の耐摩耗性
に左右されるように構成されることが望ましく、従って
電極を支持する基板は、電極を支持するために、機械的
強度、即ち或る程度の硬度を保ちつつ、その一方で、電
極と抵抗層との接触性を長期間に亘って良好に保つため
に、その先端部が適度に薄く、しかもその厚さは摩耗す
る方向に均一である方が良いという考え、即ち記録ヘッ
ドとしての機械的強度及び実装作業性を保ちつつ、フィ
ルムや紙になるべく電極部分で印圧をかけるために、フ
ィルム又は紙と摺動，接触する基板の先端のみを適度に
薄く、均一な厚さを保つのが良いという考えに基づいて
見い出されたものである。

（具体的構成・実施例） 以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、
図面に示す実施例を詳細に説明することとする。

先ず、第１図〜第３図及び第22図は、それぞれ積層構
造とされた本発明に従う記録ヘッドの一例を示してお
り、そこにおいて、１は基板、２は記録電極、３は帰路
電極、４は電気絶縁層、５は接着材であって、従来と同
様な積層構造とされている。また、第４図〜第７図も、
それぞれ、記録電極２と、それを支持する基板１、更に
はエポキシやポリイミド等の樹脂、窒化ホウ素やシリカ
等のセラミックス、ガラス等の、接触性に対して実質的
な問題を生じない程度に軟質の絶縁材料よりなる被覆層
７とからなる、本発明に従う記録ヘッドの一例を示して
いる。そして、これら本発明に係る記録ヘッドにおい
て、ヘッド先端部に位置する基板１は、例えば第１図や
第４図に示されるような段付形状を有している。換言す
れば、基板１は、フィルム状記録媒体若しくは発色記録
紙の抵抗層に接触せしめられるヘッド先端部（図におい
て下方部位）において、該ヘッド先端部から記録ヘッド
の基部側（図において上方部位）に所定長さ:Lに亘っ
て、該ヘッド基部側の部位よりも薄肉とされているので
ある。

ところで、かかる本発明に従う記録ヘッド先端部の薄
肉部位６の厚さ:d及び摩耗方向となる長さ:Lは、電極2,
3、基板１の材質、ヘッド先端部に要求される印字乃至
は印写特性、更には抵抗層に電極を接触させる時の印圧
等に応じて、適宜に選定されることとなるが、その厚
さ:dとしては、700μｍ以下、好ましくは30μｍ〜400μ
ｍ、特に好ましくは30μｍ〜100μｍが、またその長さ:
Lとしては、50μｍ〜4000μｍ、好ましくは100μｍ〜10
00μｍが、記録ヘッドの摩耗状態を観察した結果、好ま
しいと考えられる。更に、基板１の厚さが薄くなる部
分、例えば前記第１図及び第４図中にＡで示される部分
の形状については、必ずしも直角である必要はなく、機
械的強度、加工方法等により適宜に変更してもよい。そ
の一例を、第２図，第３図，第５図，第６図及び第22図
に示す。第２図や第５図では、前記Ａ部分はアール形状
とされ、また第３図，第６図，第９図，第10図及び第22
図では鈍角形状とされている。なお、かかるヘッド先端
部における薄肉部位６の形成は、第１〜３図に示される
如く、両側の基板1,1に対してそれぞれ行なわれる他、
記録ヘッド先端部の片側の基板１のみに対して、薄肉部
位６を形成することも可能であり、第22図においては、
記録電極２を支持する基板１のヘッド先端部に薄肉部位
６が形成されている一方、帰路電極３を支持する基板１
には、そのような薄肉部位６が形成されていない構造と
された記録ヘッドが示されている。

また、基板１として選ばれる材料は、電極を支持でき
る機械的強度があって、上記のような形状を得るための
精密加工に適しており、且つ易摩耗性である電気絶縁性
の板状基材が好ましい。特に、電極2,3材料よりも硬度
が小さく、摩耗し易いセラミック系の基材が好ましく、
その中でも、特にマイカを含有する快削性ガラスセラミ
ック基板或いは窒化ホウ素基板、更には窒化ホウ素を含
む快削性のセラミック基板乃至は窒化アルミと窒化ホウ
素を含む快削性セラミック基板が、加工性と機械的強度
において優れており、好ましい材料である。

一方、このような基板１の前記薄肉部位６の形成加工
は、電極を形成する前に行なっても良いが、電極（記録
電極２または帰路電極３）が基板１の一方の面のみに形
成されている場合には、第13図及び第16図に示される如
き記録ヘッド（ヘッド基板）を作製した後、研削やスラ
イシング等の機械加工により、施されても良い。また、
電極（記録電極２及び帰路電極３）が基板１の両面に形
成されている場合には、基板１に対して上述の如き加工
を施した後に、それら電極を形成する方法が通常採用さ
れる。

第８図は、本発明に従う記録ヘッドで、基板１の両面
に電極、即ち記録電極２と帰路電極３が形成されている
記録ヘッドの構造を概念的に示したものであり、第９図
は、第８図における記録ヘッドの電極形成部位における
縦断面図である。ここにおいて、ヘッド先端部の基板厚
さ:dは70μｍ、長さ:Lは300μｍである。

これらの図から明らかなように、このような構造の本
発明に従う記録ヘッドにおいては、基板１は、電極2,3
間の絶縁層としての役割も果たしている。即ち、第１〜
３図や第11図及び第22図に示した絶縁層４のような、平
面全域の厚みが薄い薄板を用いる必要がないので、基板
１が絶縁層の役割を兼ねる第９図の如き構造は、取り扱
い易さ、機械的強度等の点で好ましい。また、第９図に
示される如き、基板１が電極2,3間の絶縁層の役割をす
る構造の、本発明に従う別の例を、第10図に示す。しか
しながら、この第10図に示される例においては、基板１
の両方の面を加工する必要があるところから、片方の面
のみを加工している第９図に示される構造の方が、寸法
精度や加工の簡便性の点で好ましい。

なお、第８〜10図に示される構造の記録ヘッドにおい
ては、薄肉部位の機械的強度との兼ね合いから、電極2,
3及び基板１の表面に対して、エポキシやポリイミド等
の樹脂、窒化ホウ素やシリカ等のセラミックス，ガラス
等の絶縁材料からなる被覆層を設けたり、快削性ガラス
セラミック板，快削性セラミック板，金属板，絶縁被覆
した金属板等の補強板を張り付けたりして、保護や補強
を行なうと好ましい場合もある。また、第８〜10図に示
される如き、基板１が電極2,3間の絶縁層としての役割
も果たす構造は、ヘッド先端部の蓄熱が非常に問題にな
る場合において、金属或いは窒化ホウ素や窒化アルミ等
の熱伝導性に優れる材料を主成分とする補強板を用い、
第18〜21図に示されるように、放熱板８としての役目も
兼ね備えさせることができる点でも好ましい。なお、そ
れらの図において、５は接着材、７は絶縁被覆層であ
る。

また、かかる記録ヘッドにおける記録電極２及び帰路
電極３等の電極には、それら電極を支持する基板１或い
は電気絶縁層４よりも耐摩耗性の大きい導体材料が用い
られるが、特に、クロム，チタン，タンタル，ジルコニ
ウム等の金属及びそれらを含む合金、又はそれらの化合
物を主成分とする導体材料が好適に採用され、それらは
機械的耐摩耗性に優れると共に、電気的作用による電極
の消耗も小さいところから、有利に用いられるのであ
る。なお、その中でも、特にクロムの金属、合金若しく
は化合物を主成分とする導体材料が好ましく、更に好ま
しくは、クロムと窒素を含む合金若しくは化合物を主成
分とする導体材料が好適に用いられることとなる。

そして、これら記録電極２や帰路電極３等の電極は、
好ましくは、少なくとも１μｍ以上の厚さにおいて設け
られることとなり、またこれら電極の表面には、必要に
応じて、ニッケル，錫，銅，金等のメッキを施すことも
可能である。

ところで、第11図は、本発明における通電方式記録ヘ
ッドに係る一つの実施例の構造を示す概念図であり、第
１図が、その電極延設方向における縦断面図に相当する
ものである。そこにおいて、基板１は、マイカを含有す
る快削性ガラスセラミック基板にて構成されており、そ
して各基板１の各々の表面に、スパッタ法にて形成した
クロム膜を通常のフォトエッチング法によりパターン形
成し、更に窒素ガスと水素ガスを含む雰囲気で、加熱処
理を加えた記録電極２若しくは帰路電極３が形成されて
いる。なお、かかる記録電極２は、電極ピッチ:170μ
ｍ、電極幅:100μｍ、電極厚さ:6μｍ、総本数:480本の
ストライプ状を為しており、そしてそれら記録電極２と
帰路電極３との間には、厚さ:100μｍの集成マイカ板を
電気絶縁層４として、接着剤５と共に積層した構造とさ
れている。なお、ヘッド先端部の基板１の厚さ:dは100
μｍ、長さ:Lは2000μｍである。

また、第12図は、第11図とは異なる構造の本発明の実
施例を示す概念図であり、第４図が、その断面図に相当
している。そして、かかる第12図に示されるように、快
削性ガラスセラミックス板からなる基板１の一方の面上
に、第11図の場合と同様の方法にて、記録電極２が形成
されている。なお、ここにおいて、ヘッド先端部の基板
の厚さ:dは100μｍ、長さ:Lは500μｍである。

そして、上記の如き構成にて作製された記録ヘッドを
用いた記録装置にて、電極をフィルム抵抗層に対して摺
動させ、印写を繰り返し行ない、印写品質を検討する評
価試験を行なったところ、何れの記録ヘッドを用いた記
録装置とも、高密度で、極めて鮮明な印写が経時変化な
く得られ、電極とフィルム抵抗層の接触性は良好である
という結果が認められた。なお、第７図は、第４図に示
される記録ヘッドの摩耗後の様子を示したものであり、
摩耗後も接触面での基材と電極の割合に変化なく、初期
の接触性の良好さを保っていることを明らかにしたもの
である。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明し
てきたが、本発明は、それらの実施例に限定して解釈さ
れるものでは決してない。本発明には、本発明の趣旨を
逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々
なる変更、修正、改良等を加え得るものであって、それ
らの実施形態のものが何れも本発明の範疇に属するもの
であることが、理解されるべきである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基
板の機械的強度を良好に保ちつつ、電極とフィルム状記
録媒体或いは発色記録紙の抵抗層との間における電気的
に良好な接触が簡単に得られ、しかもそれらの接触性が
経時変化することなく良好に得られることが可能とな
り、その結果、高記録品質、高信頼性を有する優れた記
録ヘッドを提供し得るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図，第９図，第10図，第19図，第21図及
び第22図は、それぞれ、本発明に従う通電方式記録ヘッ
ドの異なる一例を示す電極延設方向における縦断面説明
図であり、また第７図は第４図の記録ヘッドの摩耗後の
状態を示す断面説明図であり、更に第８図は本発明に従
う他のヘッド先端部の形態の一例を示す斜視説明図であ
る。 第11図は、第１図の断面形態を与える本発明の一実施例
に係る記録ヘッドの先端部を概念的に示す斜視説明図で
あり、第12図は、第４図の断面形態を与える本発明の他
の実施例に係る記録ヘッドの先端部を概念的に示す斜視
説明図である。また、第18図及び第20図は、それぞれ、
第19図，第21図の断面形態を与える本発明の他の実施例
に係る記録ヘッドの先端部を概念的に示す斜視説明図で
ある。 第13図乃至第16図は、それぞれ、従来より用いられてい
る通電方式記録ヘッドの一例を概念的に示した電極延設
方向縦断面説明図であり、第17図は、第16図における記
録ヘッドの経時変化後を示す断面図である。 1,11:基板、2,12:記録電極 3,13:帰路電極、4,14:絶縁層 5,15:接着材、6:薄肉部位 7:絶縁被覆層、8:補強板（放熱板）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−293159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−99163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238767（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−208269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−98853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−290766（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−258354（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−235653（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１種の電極と、該電極を支持す
   る少なくとも１枚の、該電極よりも易摩耗性であるセラ
   ミック基板とを備え、ヘッド先端部において、それら電
   極及び基板が、通電される抵抗層を少なくとも有するフ
   ィルム状記録媒体若しくは発色記録紙に接触せしめられ
   るようにした通電方式記録ヘッドにおいて、 前記電極を支持する基板が、ヘッド先端部からヘッド基
   部側に所定長さに亘って該ヘッド基部側の部位よりも薄
   肉とされていると共に、該薄肉部の前記接触面と平行な
   断面における前記電極と前記基板の割合が一定な構造を
   有することを特徴とする通電方式記録ヘッド。
2. 【請求項２】前記少なくとも１種の電極が記録電極及び
   帰路電極にて構成され、且つそれら記録電極と帰路電極
   とが、両電極よりも易摩耗性の２枚のセラミック基板上
   にそれぞれ別個に形成されており、そして該２枚の基板
   がそれぞれの電極形成面を対向させて配置され、更に該
   ２枚の基板間に所定の電気絶縁層が介装せしめられてい
   る請求項（１）記載の通電方式記録ヘッド。
3. 【請求項３】前記少なくとも１種の電極が記録電極から
   なり、そして該記録電極が、それよりも易摩耗性のセラ
   ミック基板の一方の面に形成されている請求項（１）記
   載の通電方式記録ヘッド。
4. 【請求項４】前記少なくとも１種の電極が記録電極及び
   帰路電極からなり、そしてそれらの電極よりも易摩耗性
   のセラミック基板を用い、その一方の面に前記記録電極
   が形成されている一方、該基板の他方の面に前記帰路電
   極が形成されている請求項（１）記載の通電方式記録ヘ
   ッド。
5. 【請求項５】前記電極を被覆する絶縁性の被覆層を更に
   備え、且つ該被覆層が前記電極よりも易摩耗性である材
   料により形成されている請求項（１）記載の通電方式記
   録ヘッド。