JP2766325B2 - Thermal recording head - Google Patents

Thermal recording head

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JP2766325B2
JP2766325B2 JP19577689A JP19577689A JP2766325B2 JP 2766325 B2 JP2766325 B2 JP 2766325B2 JP 19577689 A JP19577689 A JP 19577689A JP 19577689 A JP19577689 A JP 19577689A JP 2766325 B2 JP2766325 B2 JP 2766325B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は熱記録ヘッドに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermal recording head.

[従来の技術] 熱記録ヘッドは、感熱紙を用いる感熱記録方式や熱転
写インクシートを用いる熱転写記録方式に於いて、ドッ
ト単位で発熱して感熱紙や熱転写インクシートを加熱す
る装置として知られている。
[Related Art] A thermal recording head is known as a device for heating a thermal paper or a thermal transfer ink sheet by generating heat in dot units in a thermal recording system using a thermal paper or a thermal transfer recording system using a thermal transfer ink sheet. I have.

感熱記録方式や熱転写記録方式も、近来、記録画像の
高密度化による高品質化や記録の迅速性が要請されてい
る。
In recent years, the thermal recording method and the thermal transfer recording method are also required to have higher quality and higher recording speed due to higher density of recorded images.

高密度で解像性の良い記録画像を実現するには、高密
度に配列された各発熱体が互いに熱的に独立しているこ
とが必要であり、迅速な画像記録を実現するには、各発
熱体の時定数を小さくして発熱体の熱応答性を高めるこ
とが必要である。
In order to realize a high-density and high-resolution recorded image, it is necessary that the heating elements arranged at a high density are thermally independent from each other. It is necessary to reduce the time constant of each heating element to enhance the thermal response of the heating element.

近時、発熱体の配列密度として16ドット/mm以上が求
められ、発熱体の発熱時定数として数msec以下の値が求
められている。
Recently, the arrangement density of the heating elements has been determined to be 16 dots / mm or more, and the heating element has a heat generation time constant of several msec or less.

「熱応答性が良い」とは、発熱体を加熱したときに発
熱体が急速に温度上昇するための立ち上がり熱応答性が
良く、さらに、発熱体の加熱を停止したときに発熱体の
温度が急速に低下するための立ち下がり熱応答性が良い
ことを意味する。
"Good thermal responsiveness" means that the heating element rapidly rises in temperature when the heating element is heated, and has good rising thermal responsiveness, and when the heating of the heating element is stopped, the temperature of the heating element decreases. It means that the falling thermal responsiveness for rapid decrease is good.

従来の熱記録ヘッドでは発熱体を支持する基板にアル
ミナ等の熱伝導性の良い材料を用い、基板を通じての放
熱効率を高めることにより立ち下がり熱応答性の向上を
図り、それと同時に、基板と各発熱体との間に熱伝導性
の悪いガラスグレーズ層を数10μm程度の極薄い層とし
て設け、良好な立ち上がり熱応答性と各発熱体の熱独立
性とを実現している。
Conventional thermal recording heads use a material with good thermal conductivity, such as alumina, for the substrate that supports the heating element, improve the heat radiation efficiency through the substrate, and improve the falling thermal responsiveness. A glass glaze layer having poor thermal conductivity is provided as an extremely thin layer of about several tens of μm between the heating element and the glass glaze layer to achieve good rising thermal response and thermal independence of each heating element.

[発明が解決しようとする課題] 従来の熱記録ヘッドでは上述の如く、発熱体からの放
熱の大部分を基板を通じて行うことを熱記録ヘッドの設
計原理としている。この場合、基板からの放熱は極めて
効率良く行われるものの、発熱体を加熱するときも加熱
により発生する熱量の相当部分が基板により放熱される
ため、必要な立ち上がり熱応答性を実現するためには、
熱記録そのものに必要な熱量を遥かに越える熱量を発生
させる必要があり、このため発熱体の熱劣化による短命
化が問題となる。また大量の熱の発生の為には電力供給
用の電極の断面積を大きくとることが必要であり、この
必要性が発熱体配列の高密度化の妨げになる。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional thermal recording head, the design principle of the thermal recording head is to perform most of the heat radiation from the heating element through the substrate. In this case, although heat is radiated from the board very efficiently, even when heating the heating element, a considerable part of the amount of heat generated by the heat is radiated by the board, so in order to achieve the required rising thermal response, ,
It is necessary to generate an amount of heat far exceeding the amount of heat necessary for thermal recording itself, and therefore, there is a problem of shortening the life of the heating element due to thermal deterioration. Further, in order to generate a large amount of heat, it is necessary to increase the cross-sectional area of the power supply electrode, and this necessity hinders an increase in the density of the heating element array.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、記録の高密度化、迅速化を可
能ならしめる新規な熱記録ヘッドの提供にある。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
An object of the present invention is to provide a novel thermal recording head which enables high-density and high-speed recording.

[課題を解決するための手段] 本発明の熱記録ヘッドは、感熱記録方式や熱転写記録
方式に於いて、ドット単位で発熱して感熱紙や熱転写イ
ンクシートを加熱する装置であり、発熱体と、基板と、
絶縁層と、電極と、保護層とを一体化してなる。
[Means for Solving the Problems] A thermal recording head of the present invention is a device for heating a thermal paper or a thermal transfer ink sheet by generating heat in dot units in a thermal recording system or a thermal transfer recording system. , Substrate and
An insulating layer, an electrode, and a protective layer are integrated.

「発熱体」は、ドット単位で発熱して感熱紙や熱転写
インクシートを加熱するものであって、アレイ状に配列
される。
The “heating elements” generate heat in units of dots to heat the thermal paper or the thermal transfer ink sheet, and are arranged in an array.

「基板」は、発熱体を支持する。 The “substrate” supports the heating element.

「絶縁層」は、発熱体と基板との間に介設される。こ
の絶縁層は、基板と発熱体の密着性を良くするために設
けられる。
The “insulating layer” is provided between the heating element and the substrate. This insulating layer is provided to improve the adhesion between the substrate and the heating element.

「電極」は、個々の発熱体に電力供給する。 The "electrodes" supply power to the individual heating elements.

「保護層」は、絶縁層とともに発熱体を挟持するよう
に設けられ、発熱体を保護する。記録が行われるとき、
保護層の表面が感熱紙や熱転写インクシートに接触す
る。
The “protective layer” is provided so as to sandwich the heating element together with the insulating layer, and protects the heating element. When a recording is made,
The surface of the protective layer contacts the thermal paper or thermal transfer ink sheet.

基板の、少なくとも発熱体に近接する部分は気孔率0.
1〜75%の気孔を有する。
At least the portion of the substrate that is close to the heating element has a porosity of 0.
It has 1-75% porosity.

絶縁層は、厚さを0.01〜10μm、熱伝導率を0.1〜3J/
m sec Kの範囲に設定される。
The insulating layer has a thickness of 0.01 to 10 μm and a thermal conductivity of 0.1 to 3 J /
It is set in the range of m sec K.

保護層は、厚さを1〜20μmの範囲に設定され、熱伝
導率を1〜25J/m sec Kの範囲で且つ絶縁層の熱伝導率
以上の値に設定される。
The thickness of the protective layer is set in the range of 1 to 20 μm, the thermal conductivity is set in the range of 1 to 25 J / m sec K, and is set to a value equal to or higher than the thermal conductivity of the insulating layer.

上記保護層は、単一の層で構成することもできるが、
互いに熱伝導率の異なる2層により2層構造にすること
もできる。2層構造とする場合は、熱伝導率の低い方の
層を発熱体の側に設け、なお且つその厚さを十分に薄く
する。
The protective layer may be composed of a single layer,
It is also possible to form a two-layer structure with two layers having different thermal conductivities. In the case of a two-layer structure, a layer having a lower thermal conductivity is provided on the heating element side, and its thickness is made sufficiently thin.

上記気孔は基板の全体に分布させても良いし、発熱体
側の基板部分に層状に分布させても良く、基板に於ける
発熱体に近接する部分にのみ分布させても良い。
The pores may be distributed over the entire substrate, may be distributed in a layered manner on the substrate side on the heating element side, or may be distributed only on a portion of the substrate close to the heating element.

また、絶縁層と発熱体と保護層とを、後述する実施例
5のように、基板端面部即ち基板の厚みで形成される端
面部分に形成することもできる。
Further, the insulating layer, the heating element, and the protective layer can be formed on the end face of the substrate, that is, the end face formed by the thickness of the substrate, as in Example 5 described later.

さらに後述する実施例6のように、絶縁体と発熱体と
を、基板の厚みにより形成される基板端面部に臨むよう
に基板面端縁部に形成し、保護層を上記発熱体と基板端
面部とが覆われるように形成しても良い。
Further, as in a sixth embodiment described later, an insulator and a heating element are formed on the edge of the substrate so as to face the edge of the substrate formed by the thickness of the substrate, and a protective layer is formed on the edge of the heating element and the edge of the substrate. The portion may be formed so as to be covered.

[作用] 以下、本発明の作用を従来の熱記録ヘッドとの比較に
より説明する。
[Operation] Hereinafter, the operation of the present invention will be described in comparison with a conventional thermal recording head.

考察を簡単にするために、第2図(I)に示すような
モデルを考える。同図に於いて符号10は基板を示し、符
号40は発熱体を示している。
In order to simplify the discussion, consider a model as shown in FIG. In the figure, reference numeral 10 indicates a substrate, and reference numeral 40 indicates a heating element.

このモデルに於いて、発熱体40に電流iを通じると、
発熱体40の抵抗をrとして、単位時間に発生する熱量は
iの2乗に比例し、rに比例する。
In this model, when a current i is passed through the heating element 40,
Assuming that the resistance of the heating element 40 is r, the amount of heat generated per unit time is proportional to the square of i and proportional to r.

発熱体40に熱が発生すると発熱体40の温度は上昇する
が、この温度上昇により発熱体40と周囲との間に温度差
が生ずると直ちに熱伝達による放熱が生ずる。この放熱
の特性を、発熱体40上に感熱紙もしくは熱転写インクシ
ート(以下、簡単にシートと総称する)が無い場合と、
ある場合とに分けて考察する。
When heat is generated in the heating element 40, the temperature of the heating element 40 increases. However, when a temperature difference occurs between the heating element 40 and the surroundings due to the increase in temperature, heat is immediately released by heat transfer. The characteristics of this heat radiation are defined as the case where there is no thermal paper or thermal transfer ink sheet (hereinafter simply referred to as a sheet) on the heating element 40,
It is considered separately for some cases.

まずシートが無い場合に就いて考えると、発熱体40か
らの放熱量は基板10を通じての放熱量と、発熱体40の周
囲雰囲気への放熱量の和である。
First, considering the case where there is no sheet, the amount of heat radiation from the heating element 40 is the sum of the amount of heat radiation through the substrate 10 and the amount of heat radiation to the surrounding atmosphere of the heating element 40.

周囲雰囲気への放熱は、発熱体40と周囲雰囲気との温
度差ΔT1と対流による熱伝達係数k1とにより定まる。こ
の放熱量を単位時間当たりQ1とする。
The heat radiation to the surrounding atmosphere is determined by the temperature difference ΔT 1 between the heating element 40 and the surrounding atmosphere and the heat transfer coefficient k 1 by convection. To this heat radiation amount and per Q 1 unit time.

また基板10への放熱は、発熱体40と基板10との温度差
ΔT2と対流による熱伝達係数k2とにより定まり、この放
熱量を単位時間当たりQ2とする。発熱体40への通電によ
り発生する熱量を単位時間当たりQ0とする。
The heat radiation to the substrate 10 is determined by the temperature difference ΔT 2 between the heating element 40 and the substrate 10 and the heat transfer coefficient k 2 by convection, and this heat radiation amount is defined as Q 2 per unit time. The amount of heat generated by energizing the heating element 40 and Q 0 per unit time.

すると微小時間ΔTに就いて、発熱体40に蓄積する熱
量をQΔtとすると、 QΔt=Q0Δt−Q1Δt−Q2Δt であり、この間の発熱体40の温度上昇ΔTは、発熱体40
の熱容量をAとして、 ΔT=QΔt/A となる。
Then, assuming that the amount of heat accumulated in the heating element 40 for a short time ΔT is QΔt, QΔt = Q 0 Δt−Q 1 Δt−Q 2 Δt, and the temperature rise ΔT of the heating element 40 during this
ΔT = QΔt / A, where A is the heat capacity of

さて、基板10への放熱は熱伝導による放熱であるが、
熱伝導による熱移動の難易は熱抵抗によって定まる。即
ち、熱抵抗Rは、第2図(III)に示すように熱伝導の
面積dと伝導距離Lと前述の熱伝達係数k2とを用いて、 R=(1/k2)・(L/d) で与えられる。
Now, the heat radiation to the substrate 10 is heat radiation by heat conduction,
The difficulty of heat transfer by heat conduction is determined by thermal resistance. That is, the thermal resistance R, the area of the heat conduction d as shown in FIG. 2 (III) and conduction distance L by using the heat transfer coefficient k 2 of the foregoing, R = (1 / k 2 ) · (L / d).

従来の熱記録ヘッドに於いては上記面積dは発熱体40
のドット面積より大きいが、これをドット面積程度と考
える。また伝導距離Lは基板10の厚さ程度と考えられ
る。基板10は熱伝導率の高い材質を用いているので熱抵
抗Rは小さく、従って基板10を介して放熱される熱量Q2
は大きい。これに対して発熱体40から周囲雰囲気中への
放熱量Q1は、熱伝達係数k1が小さいこともあって小さ
い。換言すれば、Q1<<Q2である。
In the conventional thermal recording head, the area d is the heating element 40.
Is larger than the dot area, but this is considered to be about the dot area. The conduction distance L is considered to be about the thickness of the substrate 10. Since the substrate 10 is made of a material having high thermal conductivity, the thermal resistance R is small, and therefore, the amount of heat Q 2 radiated through the substrate 10
Is big. This heat radiation amount Q 1 from the heating element 40 into the surrounding atmosphere for the smaller Partly thermal transfer coefficient k 1 is small. In other words, Q 1 << Q 2 .

上の如くに考えると、発熱体に時間t0の間、一定の電
流を通じたときに発熱体に発生する熱量は第3図(II)
の直線3−21の如きものとなり、基板から放熱される熱
は時間とともに同図の曲線3−22の如くなり、発熱体の
周囲雰囲気中への放熱は曲線3−23の如きものとなる。
このとき発熱体の温度Tは曲線3−24の様に変化する。
Considering the above, the amount of heat generated in the heating element when a constant current is passed through the heating element for a time t 0 is shown in FIG. 3 (II).
The heat radiated from the substrate becomes as shown by a curve 3-22 with time, and the heat radiated into the surrounding atmosphere of the heating element becomes as shown by a curve 3-23.
At this time, the temperature T of the heating element changes as shown by a curve 3-24.

時間t0後に、発熱体への通電を停止すると以後発熱体
は放熱により冷却する。即ち、基板および周囲雰囲気を
通じての放熱は何れも、曲線3−22,3−23が示すように
略指数関数的に0に近づき、発熱体の温度も曲線3−24
が示すように略指数関数的に急激に低下する。
After a time t 0, when stopping the power supply to the heating element thereafter heating element is cooled by heat radiation. In other words, the heat radiation through the substrate and the surrounding atmosphere both approaches zero exponentially as indicated by the curves 3-22 and 3-23, and the temperature of the heating element also decreases as indicated by the curves 3-24.
As shown in FIG.

一方、本発明の熱記録ヘッドの特徴の一端は、基板が
気孔を有することにある。
On the other hand, one feature of the thermal recording head of the present invention is that the substrate has pores.

第2図(II)に於いて符号10Aが、かかる気孔を有す
る基板を示している。基板10Aが気孔を有すると基板10A
を介して放熱される熱は、気孔間を通じて熱伝導される
のであるが、上記従来ヘッドの場合と同様にdの大きさ
をドット面積程度と考えた場合、気孔の存在により熱伝
導の面積dが小さくなり、伝導距離Lが大きくなる。従
って気孔の存在は基板に於ける見掛けの熱抵抗Rを大き
くする。即ち、基板に気孔を分布させることにより基板
に於ける熱伝達係数k2を周囲雰囲気への熱伝達係数k1
同等もしくはそれ以下にすることができる。従って、発
熱体に一定時間t0だけ通電して発熱体の発熱量は第3図
(I)に示す直線3−11のように変化し、基板10Aを通
じての放熱は同図の曲線3−12の様に、また発熱体10A
から周囲雰囲気中への放熱は同図の曲線3−13のように
なる。また発熱体の温度変化は曲線3−14のようにな
る。従来の基板に比べると基板11Aを通じての放熱が少
なく、発熱体で発生する熱量が有効に発熱体自体の温度
上昇に寄与するので、発熱体の立ち上がり熱応答性は極
めて良い。
In FIG. 2 (II), reference numeral 10A indicates a substrate having such pores. When the substrate 10A has pores, the substrate 10A
Is radiated through the pores. However, when the size of d is considered to be about the dot area as in the case of the above-described conventional head, the area of heat conduction d due to the presence of the pores And the conduction distance L increases. Therefore, the presence of pores increases the apparent thermal resistance R in the substrate. That it can be made equal or less and the heat transfer coefficient k 1 of the in heat transfer coefficient k 2 in the substrate to the ambient atmosphere by distributing the pores in the substrate. Thus, the heating value of the heating element is energized by a constant time t 0 to the heating element changes as a straight line 3-11 shown in FIG. 3 (I), the heat dissipation through the substrate 10A 3-12 curve in FIG Like, and heating element 10A
The heat radiation from to the surrounding atmosphere is as shown by the curve 3-13 in FIG. The temperature change of the heating element is as shown by a curve 3-14. Compared to a conventional substrate, heat radiation through the substrate 11A is small, and the amount of heat generated by the heating element effectively contributes to a rise in temperature of the heating element itself.

また、従来の基板では基板を通じての放熱の効率が良
いので発熱体はその熱容量を有る程度大きくしないと発
熱体に発生した熱を発熱体自体の温度上昇のために有効
に蓄えることができず、良好な立ち上がり熱応答性を得
ることが出来なかったが、気孔を有する基板を用いて基
板による放熱を抑えることにより発熱体の熱容量を小さ
くすることが可能となる。このことは発熱体自体の大き
さを小さくできることを意味するから、熱記録ヘッドの
高密度化に有利である。
In addition, in the case of the conventional board, since the heat dissipation efficiency through the board is good, the heat generated by the heating element cannot be effectively stored due to the temperature rise of the heating element itself unless the heat capacity of the heating element is large enough. Although good rising thermal responsiveness could not be obtained, it is possible to reduce the heat capacity of the heating element by using a substrate having pores and suppressing heat radiation by the substrate. This means that the size of the heating element itself can be reduced, which is advantageous for increasing the density of the thermal recording head.

しかし反面、発熱体10Aに通電を停止した後の発熱体
の温度は第3図(I)の曲線3−14が示すように極めて
緩やかに低下する。この点を見ると、気孔を持つ基板を
用いた場合、立ち下がり熱応答性は従来のものに比して
著しく悪い。
However, on the other hand, the temperature of the heating element after the energization of the heating element 10A is stopped, as shown by the curve 3-14 in FIG. In view of this point, when a substrate having pores is used, the falling thermal responsiveness is significantly worse than that of the conventional one.

しかし上の考察は、発熱体の上にシートが無い場合で
ある。実際に、熱記録が行われるときには発熱体の上に
は感熱紙や熱転写インクシートのようなシートがあり、
発熱体への通電時には発熱体に発生する熱量の相当部分
がシートの加熱に使用され、通電停止後には発熱体の熱
はシートを通じても放熱される。
However, the above consideration is for the case where there is no sheet on the heating element. Actually, when thermal recording is performed, there is a sheet such as a thermal paper or a thermal transfer ink sheet on the heating element,
When power is supplied to the heating element, a substantial portion of the heat generated in the heating element is used for heating the sheet, and after the power supply is stopped, the heat of the heating element is also radiated through the sheet.

従来の熱記録ヘッドの基板としては熱伝導率が100J/m
sec K以上のものが用いられている。シートの熱容量は
1〜2J/g K、熱伝導率は100〜1000mJ/m sec Kと基板の
熱伝導率に比べて著しく小さい。これらの数値を用いて
計算すると従来の熱記録ヘッドでは発熱体への通電時に
シートの加熱に消費される熱量は、発生総熱量の40%程
度であり、通電停止後の放熱は、主として基板を通じて
のものとなる。
Thermal conductivity of 100J / m as substrate for conventional thermal recording head
Those with sec K or more are used. The heat capacity of the sheet is 1-2 J / gK, and the thermal conductivity is 100-1000 mJ / msecK, which is significantly smaller than the thermal conductivity of the substrate. Calculating using these values, in the conventional thermal recording head, the amount of heat consumed for heating the sheet when energizing the heating element is about 40% of the total amount of heat generated. It will be.

従って発熱体上にシートが有るとき、従来の熱記録ヘ
ッドの場合、基板を通じての放熱特性は第3図(II)の
曲線3−25のようになり、シートへの放熱特性は同図の
曲線3−26のようになる。そして発熱体自体の温度変化
特性は、同図の曲線3−27が示すように、シートの無い
場合の特性曲線3−24と殆ど変わらない。
Therefore, when there is a sheet on the heating element, in the case of the conventional thermal recording head, the heat radiation characteristics through the substrate are as shown by a curve 3-25 in FIG. 3 (II), and the heat radiation characteristics to the sheet are the curves in FIG. It looks like 3-26. The temperature change characteristic of the heating element itself is almost the same as the characteristic curve 3-24 without a sheet, as shown by the curve 3-27 in FIG.

これに対し、気孔を有する基板を用いた場合、発熱体
の上にシートがあっても基板10Aを通じての放熱特性は
第3図(I)の曲線3−15が示すように、シートの無い
ときの特性曲線3−12と殆ど変わらない。これに対し、
シートを通じての放熱は曲線3−16が示すようにシート
が無い場合に比べて有効に大きくなる。従って、シート
がある場合には発熱体の温度変化特性は第3図(I)の
曲線3−17が示すように、シートが無い場合に比べて立
ち下がり熱応答性が有効に改善される。しかも立ち上が
り熱応答性は相変わらず良好に保たれる。
On the other hand, when a substrate having pores is used, even when a sheet is present on the heating element, the heat radiation characteristics through the substrate 10A are as shown by the curve 3-15 in FIG. Is almost the same as the characteristic curve 3-12 of FIG. In contrast,
The heat dissipation through the sheet is effectively greater than without the sheet, as shown by curve 3-16. Accordingly, when there is a sheet, the temperature change characteristic of the heating element falls as shown by a curve 3-17 in FIG. 3 (I), and the thermal response is effectively improved compared to the case where there is no sheet. In addition, the rising thermal responsiveness is still kept good.

前述の如く、気孔を持つ基板の使用は発熱体の熱容量
の低減化を可能とするから、発熱体として熱容量の十分
に小さいものを用いることにより、立ち上がり、立ち下
がり熱応答性の良い熱記録ヘッドの実現が可能である。
As described above, the use of a substrate having pores makes it possible to reduce the heat capacity of the heating element. Therefore, by using a heating element having a sufficiently small heat capacity, a thermal recording head with good thermal response can be obtained. Can be realized.

以上が、本発明の基本的な原理である。この原理を簡
略化して述べれば、本発明の熱記録ヘッドの設計原理
は、熱記録時に於いて発熱体に発生する熱を基板側へで
は無く、シート側へより多く放熱させる点にある。
The above is the basic principle of the present invention. If this principle is simply described, the design principle of the thermal recording head according to the present invention is that heat generated in the heating element during thermal recording is dissipated more not to the substrate but to the sheet side.

但し、熱記録ヘッドの実際の構造に於いては、発熱体
と基板との間に、これら両者の密着性を高めるための絶
縁層が介設され、発熱体のシートに対する側の面には保
護層が形成される。
However, in the actual structure of the thermal recording head, an insulating layer is provided between the heating element and the substrate to enhance the adhesion between the heating element and the substrate, and the surface of the heating element on the side of the sheet is protected. A layer is formed.

そこで、このような実際の構造に於いて上記原理を実
現するために、第1に、保護層の熱伝導率を絶縁層の熱
伝導率以上に設定する。
Therefore, in order to realize the above principle in such an actual structure, first, the thermal conductivity of the protective layer is set to be higher than the thermal conductivity of the insulating layer.

また、記録を行うためのシート即ち感熱紙や熱転写イ
ンクシートの熱容量や熱伝導率は一様ではない。シート
の熱容量は1〜5J/g Kであり、熱伝導率は100〜1000mJ/
m sec Kである。
Further, the heat capacity and the thermal conductivity of the recording sheet, that is, the thermal paper or the thermal transfer ink sheet are not uniform. The heat capacity of the sheet is 1-5J / gK, and the thermal conductivity is 100-1000mJ /
m sec K.

従って、シートに於けるこのような熱容量、熱伝導率
の範囲を考え、さらにヘッドの構造状の強度等を考慮す
ると、本発明の目的を達成するには基板側の放熱特性を
決定する絶縁層の「厚さおよび熱伝導率」、基板に於け
る気孔の割合、即ち「気孔率」は以下の範囲が良い。
Therefore, considering the range of such heat capacity and thermal conductivity in the sheet, and further considering the strength of the structure of the head and the like, in order to achieve the object of the present invention, the insulating layer that determines the heat radiation characteristics of the substrate side The "thickness and thermal conductivity" and the ratio of pores in the substrate, that is, the "porosity" are preferably in the following ranges.

即ち、気孔率は0.1〜75%、絶縁層の厚さは0.01〜10
μm、熱伝導率は0.1〜3J/m sec Kの範囲が良い。
That is, the porosity is 0.1 to 75%, and the thickness of the insulating layer is 0.01 to 10%.
μm, and the thermal conductivity is preferably in the range of 0.1 to 3 J / m sec K.

またシート側への放熱特性を決定する保護層の「厚さ
と熱伝導率」に就いては、保護層の厚さは1〜20μmの
範囲にあり、熱伝導率は1〜25J/m sec Kの範囲が良
い。勿論、保護層の熱伝導率は絶縁層の熱伝導率以上に
設定される。
Regarding the “thickness and thermal conductivity” of the protective layer that determines the heat radiation characteristics to the sheet side, the thickness of the protective layer is in the range of 1 to 20 μm, and the thermal conductivity is 1 to 25 J / m sec K Good range. Of course, the thermal conductivity of the protective layer is set to be higher than the thermal conductivity of the insulating layer.

記録に用いるシートの種類を有る程度特定して、その
熱容量、熱伝導率の範囲を決定すれば、それに応じて上
記気孔率等を上記範囲内で設定することにより本発明の
目的を有効に達成できる熱記録ヘッドを実現てきる。
If the type of the sheet used for recording is specified to a certain extent and the heat capacity and the range of the thermal conductivity are determined, the object of the present invention can be effectively achieved by setting the porosity and the like within the above range accordingly. A possible thermal recording head has been realized.

また、シートの熱容量を検出する機構を設けたり、あ
るいはシートの端部に黒べた画像を形成しその濃度を検
出するなどし、シートの熱容量等に応じて発熱体への通
電量を最適値に制御するような記録制御を行うこともで
き、このような制御を行えば、多数種類のシートに対
し、適正且つ良質の記録が可能である。
In addition, a mechanism to detect the heat capacity of the sheet is provided, or a solid black image is formed at the end of the sheet to detect the density, and the amount of electricity supplied to the heating element is adjusted to an optimum value according to the heat capacity of the sheet. It is also possible to perform such recording control as possible, and by performing such control, it is possible to perform appropriate and high-quality recording on many types of sheets.

以下、基板と絶縁層と保護層とに就き、より詳細に説
明する。
Hereinafter, the substrate, the insulating layer, and the protective layer will be described in more detail.

基板の材料として好適なものは一つはガラスである。
ガラスは、緻密な構造のものでも極めて低い熱伝導率を
持つが、これに気孔を形成することによって、より低い
熱伝導率を実現できる。
One suitable material for the substrate is glass.
Although glass has a very low thermal conductivity even with a dense structure, a lower thermal conductivity can be realized by forming pores in the glass.

気孔を形成するには、溶融状態のガラスに気体をバブ
リングする方法や、分相ガラスの酸処理によりガラス多
孔体を形成する方法、ゾルゲル法により得られる水分等
を含むゲルを熱処理しガラス発泡体を作る方法等を利用
できる。SiO2,ZrO2,Al2O3,TiO2やアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、その他の金属の酸化物およびこれらの混合
物を材料として用いると、気孔率0.1〜90%、熱伝導率2
J/m sec K以下の断熱性の高い多孔性ガラスを、制御良
く作製することが可能である。しかし、基板の構造体と
しての使用条件を考えると、気孔率は0.1〜75%適当で
あり、この場合、熱伝導率は0.01〜1.5J/m sec Kとな
る。
To form pores, a method of bubbling gas into molten glass, a method of forming a porous glass by acid treatment of phase-separated glass, a heat treatment of a gel containing water and the like obtained by a sol-gel method, a glass foam You can use the method of making. When SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , alkali metal, alkaline earth metal, oxides of other metals and mixtures thereof are used as materials, the porosity is 0.1 to 90%, the thermal conductivity is 2
It is possible to produce a highly heat-insulating porous glass of J / m sec K or less with good control. However, considering the conditions of use as the structure of the substrate, the porosity is appropriate from 0.1 to 75%, and in this case, the thermal conductivity is from 0.01 to 1.5 J / msecK.

基板の材料としては他に、Si,Al,Ti,Zr等の酸化物や
窒化物等の多孔性微結晶体(多孔質セラミック)および
ポリイミドやフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の耐熱性の
高い樹脂の気孔体を挙げることができる。
Other materials for the substrate include porous microcrystals (porous ceramics) such as oxides and nitrides such as Si, Al, Ti, and Zr, and highly heat-resistant resins such as polyimide, fluororesin, and silicone resin. Porous bodies can be mentioned.

また、前述の如く、気孔を有する部分は基板の一部と
して設けることもできる。例えば、気孔を含む材料を50
μm〜5mm、好ましくは50〜500μmにスライスしたもの
を板状基体上に貼り付けて基板とすることも出来るし、
あるいは熱処理する前のゾルゲル法で得られた乾燥ゲル
を焼結してガラス化し、その一部に炭酸ガスレーザー等
の熱源による熱処理で発泡により気孔形成を行うことも
できる。
Further, as described above, the portion having pores can be provided as a part of the substrate. For example, 50
μm to 5 mm, preferably 50 to 500 μm can be sliced and pasted on a plate-like substrate to form a substrate,
Alternatively, the dried gel obtained by the sol-gel method before heat treatment may be sintered and vitrified, and pores may be formed in a part of the dried gel by heat treatment using a heat source such as a carbon dioxide gas laser.

次に、絶縁層に就いて説明すると、この絶縁層は前述
の通り発熱体と基板との密着性を高めるために形成され
るが、同時に発熱体相互の熱独立性を確保するために熱
伝導率の低い電気絶縁性の材料であることが必要であ
る。このような、条件を満たす材料として、SiO2,Al
2O3,TiO2,ZrO2等の金属酸化物を挙げることができる。
Next, the insulating layer will be described. This insulating layer is formed to enhance the adhesion between the heating element and the substrate as described above, but at the same time, heat conduction is performed to secure the heat independence between the heating elements. It is necessary that the material has a low rate of electrical insulation. As such materials satisfying the conditions, SiO 2 , Al
Examples thereof include metal oxides such as 2 O 3 , TiO 2 , and ZrO 2 .

絶縁層の厚さは、基板中の気孔の大きさが100Å〜100
μmのとき、0.01〜100μmが適当であり、基板の表面
性を損なうことなく絶縁層を形成する方法としては、上
記金属化合物をCVD、スパッタリング、スピンコート、
ロールコート、ディップコート等により堆積する方法
や、基板表面の表層を炭酸ガスレーザーや赤外線ランプ
等の熱源を用いて溶融し表面を平滑化する方法がある。
The thickness of the insulating layer is such that the size of the pores in the substrate is 100 mm to 100 mm.
When μm, 0.01 ~ 100μm is appropriate, as a method of forming an insulating layer without impairing the surface properties of the substrate, CVD, sputtering, spin-coating the metal compound,
There are a method of depositing by roll coating, dip coating and the like, and a method of melting the surface layer of the substrate surface using a heat source such as a carbon dioxide laser or an infrared lamp to smooth the surface.

次に、保護層に就き説明する。 Next, the protective layer will be described.

保護層は、シートとの接触が行われる部分であるか
ら、耐摩耗性が要求される。また保護層は、発熱体の熱
を効率良く、シートに伝熱する機能を持たねばならな
い。従って熱伝導率としては、1〜25J/mseckの範囲が
好ましく、尚且つ絶縁層以上の値が要請される。
Since the protective layer is a portion that comes into contact with the sheet, abrasion resistance is required. Further, the protective layer must have a function of efficiently transferring the heat of the heating element to the sheet. Therefore, the thermal conductivity is preferably in the range of 1 to 25 J / mseck, and a value higher than that of the insulating layer is required.

膜厚は耐摩耗性を考慮すると0.5〜20μmの範囲が良
い。
The thickness is preferably in the range of 0.5 to 20 μm in consideration of wear resistance.

このような条件を満足する保護層の材料としては、Si
O2,Si3N4,SiC,Ta2O5,TiN,ZrO2等の金属酸化物や金属窒
化物、炭化物を挙げることができる。また、前述したよ
うに、保護層を2層に形成することもできる。この場合
は、発熱体相互の熱独立性を高めるため、発熱体に接し
て低熱伝導率の層を極薄く形成し、その上に高熱伝導率
で耐摩耗性を持つ層を堆積する。
The material of the protective layer that satisfies these conditions is Si
Examples include metal oxides, metal nitrides, and carbides such as O 2 , Si 3 N 4 , SiC, Ta 2 O 5 , TiN, and ZrO 2 . Further, as described above, the protective layer can be formed in two layers. In this case, in order to enhance the thermal independence between the heating elements, a layer having a low thermal conductivity is formed very thin in contact with the heating elements, and a layer having a high thermal conductivity and abrasion resistance is deposited thereon.

[実施例] 以下、具体的な実施例に即して説明する。[Example] Hereinafter, a description will be given according to a specific example.

実施例1 第1図(I)に於いて、符号1は基板、2は絶縁層、
3は電極、4は発熱体、5は保護層を示す。
Example 1 In FIG. 1 (I), reference numeral 1 denotes a substrate, 2 denotes an insulating layer,
Reference numeral 3 denotes an electrode, 4 denotes a heating element, and 5 denotes a protective layer.

基板1は、ゾルゲル法で得られた、水分を僅かに含む
乾燥ゲルを、一旦、1200℃で燒結後、再度1400℃で熱処
理して得られるSiO2ガラス体で構成されている。この基
板1の熱伝導率は0.4J/m sec K、見掛けの比重は1.2g/c
m3、基板に含まれる気孔は孔径が0.3〜5μmで、気孔
率は約55%である。
The substrate 1 is composed of a SiO 2 glass body obtained by sintering a dry gel containing a small amount of water obtained by a sol-gel method at 1200 ° C. and then heat-treating it again at 1400 ° C. The thermal conductivity of this substrate 1 was 0.4 J / m sec K, and the apparent specific gravity was 1.2 g / c.
m 3 , the pores contained in the substrate have a pore size of 0.3 to 5 μm and a porosity of about 55%.

絶縁層2は上記基板1上にスピンコートによりSiO2
膜形成用塗布液をコーティングして形成された厚さ0.5
μmのSiO2膜である。
The insulating layer 2 has a thickness of 0.5 formed by coating the substrate 1 with a coating liquid for forming an SiO 2 -based film by spin coating.
μm SiO 2 film.

電極3はAu薄膜として形成される。即ち、絶縁層2で
あるSiO2膜上にAuを厚さ1μmに堆積させ、所定の電極
形状にパターニングすることにより形成される。
The electrode 3 is formed as an Au thin film. That is, it is formed by depositing Au to a thickness of 1 μm on the SiO 2 film as the insulating layer 2 and patterning it into a predetermined electrode shape.

発熱体4は、電極3の形成後、スパッタリングにより
Ta2Nを約0.1μmの厚さに堆積し、30×30μm,30μm間
隔にパターニングして形成され、図面に直交する方向へ
アレイ配列されている。
The heating element 4 is formed by sputtering after forming the electrode 3.
Ta 2 N is deposited to a thickness of about 0.1 μm, is formed by patterning at intervals of 30 × 30 μm, 30 μm, and is arranged in an array in a direction perpendicular to the drawing.

保護層5は、発熱体4の形成後に、CVD法によりSiO2
を厚さ約5μmに堆積して形成される。
After the heating element 4 is formed, the protective layer 5 is made of SiO 2 by CVD.
Is deposited to a thickness of about 5 μm.

このようにして得られた熱記録ヘッドの発熱体配列密
度は、約16ドット/mmである。
The heating element array density of the thermal recording head thus obtained is about 16 dots / mm.

この実施例1の伝熱状況の試算結果を従来のヘッドと
の比較により次表に示す。
The following table shows the results of a trial calculation of the heat transfer status of Example 1 in comparison with a conventional head.

この比較から明らかなように実施例1の熱記録ヘッド
は、感熱紙への熱の伝達が従来例の2倍以上であり、シ
ートとして同種の感熱紙もしくは熱転写インクシートを
用いた場合、実施例1の場合、発熱体への電力供給を有
効に軽減させることができ熱記録に於ける省力化を図る
ことができる。実施例1の熱記録ヘッドを用い60文字/m
inの記録を行った所、良好な印字が可能であり、熱応答
性も十分であることが分かった。
As is apparent from this comparison, the thermal recording head of Example 1 transmits heat to the thermal paper at least twice as much as the conventional example, and the same type of thermal paper or thermal transfer ink sheet is used as the sheet. In the case of 1, the power supply to the heating element can be effectively reduced, and labor saving in thermal recording can be achieved. 60 characters / m using the thermal recording head of Example 1.
When in was recorded, it was found that good printing was possible and that the thermal response was sufficient.

実施例2 第1図(II)は、実施例2の熱記録ヘッドの構造を示
している。実施例2は実施例1の変形例であり第1図
(I)と同一の符号を付した部分は、実施例1における
各部と同一である。
Second Embodiment FIG. 1 (II) shows the structure of a thermal recording head according to a second embodiment. The second embodiment is a modification of the first embodiment, and the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 (I) are the same as the respective portions in the first embodiment.

実施例1との差異は、保護層50の構造にある。即ち、
実施例2では保護層50は2層構造である。
The difference from the first embodiment lies in the structure of the protective layer 50. That is,
In the second embodiment, the protective layer 50 has a two-layer structure.

発熱体4および電極3の上には、先ず、SiO2膜51がプ
ラズマCVD法により0.1μmの厚さに堆積形成され、次い
で原料ガスを切り替えて、Si3N4膜52を厚さ5μmに堆
積形成して保護層50としている。
First, an SiO 2 film 51 is deposited and formed on the heating element 4 and the electrode 3 to a thickness of 0.1 μm by the plasma CVD method, and then the source gas is switched to change the Si 3 N 4 film 52 to a thickness of 5 μm. The protective layer 50 is formed by deposition.

実施例2の場合、伝熱状況は、基板側、シート側への
伝熱量は実施例と略同程度であるが、SiO2層51の低熱伝
導率のため基板横方向への伝熱が減少し、発熱体相互の
熱独立性をより向上させ得ることが確認された。
In the case of the second embodiment, the amount of heat transfer to the substrate side and the sheet side is almost the same as in the embodiment, but the heat transfer in the lateral direction of the substrate is reduced due to the low thermal conductivity of the SiO 2 layer 51. However, it was confirmed that the thermal independence between the heating elements could be further improved.

実施例3 第1図(III)に、実施例3の熱記録ヘッドの構造を
示している。第1図(II)と同一の符号を付した部分
は、実施例2における各部と同一である。
Third Embodiment FIG. 1 (III) shows a structure of a thermal recording head according to a third embodiment. Parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 (II) are the same as the respective parts in the second embodiment.

実施例2との差異は、基板10と保護層50Aの構造にあ
る。
The difference from the second embodiment lies in the structure of the substrate 10 and the protective layer 50A.

即ち、実施例3では基板1Aが複合構造を有している。
符号1aはAl2Oの板を示す。この板の上に設けられた層1b
は、実施例1,2に於ける基板1と同様の方法で作製され
た気孔を有するSiO2ガラス体の表面をレーザービームで
スキャンニングして平坦化したものを0.1mmにスライシ
ングしたもので、板5a上に貼り付けられている。
That is, in the third embodiment, the substrate 1A has a composite structure.
Reference numeral 1a indicates an Al 2 O plate. Layer 1b provided on this plate
Is obtained by scanning the surface of a porous SiO 2 glass body having pores produced by the same method as the substrate 1 in Examples 1 and 2 with a laser beam and flattening the same to 0.1 mm. Pasted on the plate 5a.

基板1Aの表面性は良好であり、凹凸は1μm以下で、
絶縁層等の形成に関して何ら問題はなかった。実施例1
と同様にして絶縁層2、電極3、発熱体4を形成し、そ
の上にSiO2の層51を0.1μmの厚さに、Ta2O5の層53を厚
さ10μmに、それぞれスパッタリングにより堆積して保
護層50Aとした。
The surface of the substrate 1A is good, and the unevenness is 1 μm or less,
There was no problem with the formation of the insulating layer and the like. Example 1
The insulating layer 2, the electrode 3, and the heating element 4 are formed in the same manner as described above, and the SiO 2 layer 51 is formed thereon to a thickness of 0.1 μm, and the Ta 2 O 5 layer 53 is formed to a thickness of 10 μm by sputtering. It was deposited to form a protective layer 50A.

実施例3の伝熱状況は実施例2のそれと略同じであっ
た。
The heat transfer status of Example 3 was substantially the same as that of Example 2.

この実施例3の熱記録ヘッドを用いて60文字/minの記
録を行った所、良好な印字が可能であり、基板の気孔を
有する層1bの厚さは100μm程度でも十分であることが
分かった。
When printing was performed at 60 characters / min using the thermal recording head of Example 3, it was found that good printing was possible, and that the thickness of the layer 1b having the pores of the substrate was about 100 μm was sufficient. Was.

実施例4 第1図(IV)に、実施例4の熱記録ヘッドの構造を略
示する。この実施例4は実施例3の変形例であり、第1
図(III)に於けると同一の符号で示す部分は、実施例
3に於ける各部と同じである。
Fourth Embodiment FIG. 1 (IV) schematically shows the structure of a thermal recording head according to a fourth embodiment. The fourth embodiment is a modification of the third embodiment,
Portions indicated by the same reference numerals as those in FIG. (III) are the same as those in the third embodiment.

実施例3との差異は、基板1Bの構造にある。 The difference from the third embodiment lies in the structure of the substrate 1B.

即ち、基板1Bは、先ずゾルゲル法で得られた、水分を
僅かに含む乾燥ゲルを約1200℃で燒結した緻密なSiO2
ラスの板1cを用い、この板1cの片面の、発熱体4のアレ
イ配列部分に近接する部分に、炭酸ガスレーザービーム
で100μm程度の幅を持つ線状(長手方向は図面に直交
する方向)に熱処理を行って、この部分に気孔を発生さ
せた領域1dを形成した構造となっている。領域1dの厚さ
は100μm程度である。
That is, as the substrate 1B, a dense SiO 2 glass plate 1c obtained by sintering a dry gel containing a small amount of water obtained by the sol-gel method at about 1200 ° C. was used, and the heating element 4 on one surface of the plate 1c was used. A heat treatment is applied to the part close to the array arrangement part by a carbon dioxide laser beam in a linear shape with a width of about 100 μm (the longitudinal direction is perpendicular to the drawing), and an area 1d in which pores are generated in this part It has a structure. The thickness of the region 1d is about 100 μm.

実施例4の熱記録ヘッドの印字特性は、実施例1〜3
の印字特性と略同様である。従って、基板に於ける気孔
を有する部分は、この実施例4のように発熱体に近接す
る部分に厚さ100μm程度の領域1dを設けるのみで十分
であることが分かる。
The printing characteristics of the thermal recording head of the fourth embodiment are similar to those of the first to third embodiments.
Are almost the same as the printing characteristics of Therefore, it can be seen that it is sufficient to provide a region having a thickness of about 100 μm in the portion having the pores in the substrate near the heating element as in the fourth embodiment.

実施例5 第4図(I)に、実施例5の熱記録ヘッドの構造を示
す。実施例5の特徴は、絶縁層2と発熱体4と保護層5
とが基板1の厚みにより形成される基板端面部に形成さ
れていることである。
Fifth Embodiment FIG. 4 (I) shows a structure of a thermal recording head according to a fifth embodiment. The feature of the fifth embodiment is that the insulating layer 2, the heating element 4, and the protective layer 5
Are formed on the end face of the substrate formed by the thickness of the substrate 1.

基板1は、実施例1における基板と同様のもので厚み
は1mmである。絶縁層2はSiO2系の膜形成用塗布液を用
いてディピング法により得られた厚さ0.5μmのSiO2
である。ディピング法によると絶縁層2を、この例のよ
うに基板端面部に形成することが可能である。
The substrate 1 is the same as the substrate in Example 1 and has a thickness of 1 mm. The insulating layer 2 is a 0.5 μm thick SiO 2 film obtained by a dipping method using an SiO 2 -based coating solution for film formation. According to the dipping method, the insulating layer 2 can be formed on the end face of the substrate as in this example.

この絶縁層2の上に、基板1を挟んで両面同位置に、
Au電極3を厚さ1μm、幅30μmで30μm間隔に形成し
た。
On the insulating layer 2, the same position on both sides of the substrate 1,
Au electrodes 3 were formed at a thickness of 1 μm and a width of 30 μm at intervals of 30 μm.

発熱体4は、基板端面部の絶縁層4上にTa2Nを0.1μ
mの厚さに堆積したのち基板両面のAu電極3をつなぐよ
うにパターニングして形成した。
The heating element 4 is composed of 0.1 μm of Ta 2 N on the insulating layer 4 at the end face of the substrate.
After being deposited to a thickness of m, patterning was performed so as to connect the Au electrodes 3 on both surfaces of the substrate.

さらに発熱体4の上に、保護層5としてSi3N4膜をCVD
により堆積形成した。
Further, a Si 3 N 4 film is formed as a protective layer 5 on the heating element 4 by CVD.
Was formed.

この端面型の熱記録ヘッドも実施例1〜4の熱記録ヘ
ッドと同様の効果があり、良好な印字特性を実現でき
た。
This thermal recording head of the end face type has the same effect as the thermal recording heads of Examples 1 to 4, and good printing characteristics can be realized.

カラー記録を行う場合には、3原色のそれぞれに対応
して3種の熱記録ヘッドが必要になるが、この端面型の
熱記録ヘッドは3つの熱記録ヘッドを、互いに厚み方向
に重ねるようにして配備できる。従って端面型の熱記録
ヘッドは、実施例1〜4の平面型のものに比して実装に
際して装置のヘッド部を小型化できるという利点をもっ
ている。
When performing color recording, three types of thermal recording heads are required for each of the three primary colors. However, this thermal recording head of the end face type has three thermal recording heads stacked in the thickness direction. Can be deployed. Therefore, the thermal recording head of the end face type has an advantage that the head portion of the apparatus can be made smaller in mounting than the flat type of the first to fourth embodiments.

実施例6 第4図(II)に、実施例6の熱記録ヘッドの構造を示
す。実施例6も、実施例5と同様端面型の熱記録ヘッド
である。
Embodiment 6 FIG. 4 (II) shows the structure of a thermal recording head according to Embodiment 6. The sixth embodiment is also an end face type thermal recording head as in the fifth embodiment.

実施例6の特徴は、絶縁層2と発熱体4とが基板1の
基板端面部に臨むようにして基板面端縁部に形成されて
おり、保護層5A,5Bが発熱体4と基板端面部とを覆うよ
うに形成されている点にある。
The feature of the sixth embodiment is that the insulating layer 2 and the heating element 4 are formed on the edge of the substrate 1 so as to face the edge of the substrate 1, and the protective layers 5A and 5B are formed on the edge of the heating element 4 and the edge of the substrate. In that it is formed so as to cover

この実施例6の熱記録ヘッド製造方法の1例を第5図
を参照して説明する。
An example of the method of manufacturing the thermal recording head according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG.

実施例5に於いて用いたのと同じ、厚さ1mmの基板1
の基板面上に、厚さ0.5μmのSiO2膜を絶縁層2として
形成した。
Substrate 1 having a thickness of 1 mm, which is the same as that used in Example 5.
A 0.5 μm thick SiO 2 film was formed as the insulating layer 2 on the substrate surface of FIG.

この絶縁層2上に、第5図(I)に示すように、長さ
10mm、幅10μmのAu電極3を間隔が一つ置きに10μm,20
μmとなるようにストライプ状に2列に配列形成した。
各配列の間の間隔は図の如く750μm、またAu電極の厚
みは1μmである。
On this insulating layer 2, as shown in FIG.
Au electrodes 3 having a width of 10 mm and a width of 10 μm are placed at intervals of 10 μm, 20 μm.
The stripes were arranged in two rows so as to have a thickness of μm.
The spacing between each array is 750 μm as shown, and the thickness of the Au electrode is 1 μm.

次に、電極3の2列の配列の近接部分に、第5図(I
I)に示すように発熱体4を形成した。即ち、発熱体4
は、厚さ0.1μmのTa2Nの層であり、10μm間隔で対を
なす電極対の2対の近接部を覆うようにパターニングさ
れている。
Next, in the vicinity of the two-row array of the electrodes 3, FIG.
The heating element 4 was formed as shown in I). That is, the heating element 4
Is a Ta 2 N layer having a thickness of 0.1 μm, and is patterned so as to cover adjacent portions of two pairs of electrode pairs forming a pair at intervals of 10 μm.

さらに発熱体4の上を覆うように保護層(第4図(I
I)で符号5Aで示す保護層)を実施例5の場合と同様に
してSi3N4層として堆積し、その後、第5図(II)に鎖
線で示す部位をダイシングソーにより切断し、切断によ
り形成された基板端面部に、実施例5と同様にして保護
層(第4図(II)で符号5Bで示す保護層)をSi3N4層と
して堆積し、第4図(II)に示す如き熱記録ヘッドを得
た。この製造方法によれば、実施例6の熱記録ヘッドを
一度に2個製造できるので量産性が良い。
Further, a protective layer (FIG. 4 (I
A protective layer denoted by reference numeral 5A in I) is deposited as a Si 3 N 4 layer in the same manner as in Example 5, and thereafter, the portion indicated by the chain line in FIG. 5 (II) is cut with a dicing saw, and cut. A protective layer (protective layer indicated by reference numeral 5B in FIG. 4 (II)) is deposited as an Si 3 N 4 layer on the end face of the substrate formed by the method described in Example 5, and FIG. The thermal recording head as shown was obtained. According to this manufacturing method, two thermal recording heads of Example 6 can be manufactured at a time, so that mass productivity is good.

実施例6の熱記録ヘッドも実施例5の熱記録ヘッドと
同様の効果を有し、印字特性も実施例1〜4のものと同
様良好である。
The thermal recording head of the sixth embodiment has the same effects as the thermal recording head of the fifth embodiment, and the printing characteristics are as good as those of the first to fourth embodiments.

[発明の効果] 以上、本発明によれば新規な熱記録ヘッドを提供でき
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a novel thermal recording head can be provided.

本発明の熱記録ヘッドは上述の如き構成となっている
ので、従来の熱記録ヘッドに比べて熱記録に必要な電力
量を有効に軽減させることができる。試算では、従来の
略1/10程度の消費電力で記録可能である。この省力化に
より電極の断面積を小さくできるのでデバイス構築時の
微細加工が容易になる。
Since the thermal recording head of the present invention has the above-described configuration, the amount of power required for thermal recording can be effectively reduced as compared with the conventional thermal recording head. According to trial calculations, recording can be performed with approximately 1/10 the power consumption of the past. Since the cross-sectional area of the electrode can be reduced by this labor saving, fine processing at the time of device construction becomes easy.

また、発熱体を低熱容量化できるので、従来のものと
同等あるいはそれ以上の高速熱応答性が可能であり、高
ドット密度を実現できる。
In addition, since the heat generating element can have a low heat capacity, a high-speed thermal response equivalent to or higher than that of a conventional heater can be achieved, and a high dot density can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の実施例を4例示す図、第2図及び第
3図は、本発明の原理を説明するための図、第4図は、
別実施例を2例示す図、第5図は、実施例6の熱記録ヘ
ッドの製造方法の1例を説明するための図である。 1……基板、2……絶縁層、3……電極、4……発熱
体、5……保護層
FIG. 1 is a diagram showing four embodiments of the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the principle of the present invention, and FIG.
FIG. 5 is a view showing two examples of another embodiment, and FIG. 5 is a view for explaining one example of a method of manufacturing the thermal recording head of the sixth embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... board | substrate, 2 ... insulating layer, 3 ... electrode, 4 ... heating element, 5 ... protective layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−19270(JP,A) 特開 昭63−257652(JP,A) 特開 平2−217262(JP,A) 特開 平2−217263(JP,A) 特開 平2−220855(JP,A) 特開 平1−225567(JP,A) 特開 昭53−101426(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/335──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-19270 (JP, A) JP-A-63-257652 (JP, A) JP-A-2-217262 (JP, A) JP-A-2- 217263 (JP, A) JP-A-2-220855 (JP, A) JP-A-1-225567 (JP, A) JP-A-53-101426 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B41J 2/335

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】発熱体と、この発熱体を支持する基板と、
上記発熱体と基板の間に介設される絶縁層と、上記発熱
体に電力供給するための電極と、上記絶縁層とともに発
熱体を挟持するように設けられる保護層とを一体化して
なる熱記録ヘッドであって、 上記基板の、少なくとも上記発熱体に近接する部分が気
孔率0.1〜75%の気孔を有し、 上記絶縁層は、厚さが0.01〜10μm、熱伝導率が0.1〜3
J/m sec Kの範囲にあり、 上記保護層は、厚さが1〜20μmの範囲にあり、熱伝導
率が1〜25J/m sec Kの範囲で上記絶縁層の熱伝導率以
上の値を有することを特徴とする、熱記録ヘッド。
A heating element, a substrate supporting the heating element,
Heat formed by integrating an insulating layer interposed between the heating element and the substrate, an electrode for supplying power to the heating element, and a protective layer provided so as to sandwich the heating element together with the insulating layer. A recording head, wherein at least a portion of the substrate close to the heating element has pores having a porosity of 0.1 to 75%, and the insulating layer has a thickness of 0.01 to 10 μm and a thermal conductivity of 0.1 to 3
In the range of J / m sec K, the thickness of the protective layer is in the range of 1 to 20 μm, and the thermal conductivity is in the range of 1 to 25 J / m sec K, which is equal to or higher than the thermal conductivity of the insulating layer. A thermal recording head, comprising:
【請求項2】請求項1に於いて、 絶縁層、発熱体、保護層が、基板の厚みにより形成され
る基板端面部に形成されていることを特徴とする、熱記
録ヘッド。
2. The thermal recording head according to claim 1, wherein the insulating layer, the heating element, and the protective layer are formed on an end face of the substrate formed by the thickness of the substrate.
【請求項3】請求項1に於いて、 絶縁体と発熱体とが、基板の厚みにより形成される基板
端面部に臨むように基板面端縁部に形成され、保護層が
上記発熱体と基板端面部とを覆うように形成されている
ことを特徴とする、熱記録ヘッド。
3. The heating device according to claim 1, wherein the insulator and the heating element are formed on an edge of the substrate so as to face the edge of the substrate formed by the thickness of the substrate. A thermal recording head formed so as to cover an end face of a substrate.
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