JP3133081B2 - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JP3133081B2 JP3133081B2 JP583691A JP583691A JP3133081B2 JP 3133081 B2 JP3133081 B2 JP 3133081B2 JP 583691 A JP583691 A JP 583691A JP 583691 A JP583691 A JP 583691A JP 3133081 B2 JP3133081 B2 JP 3133081B2
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- thermal head
- heating resistor
- layer
- ceramic substrate
- resistor
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Description
【０００１】〔発明の目的〕
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックス基板上に発
熱抵抗体を設けたサーマルヘッドに係り、特に熱応答特
性を改善し、高速記録を可能とするサーマルヘッドに関
する。
熱抵抗体を設けたサーマルヘッドに係り、特に熱応答特
性を改善し、高速記録を可能とするサーマルヘッドに関
する。
【０００３】
【従来の技術】計測記録計、各種プリンタやファクシミ
リなどに電気信号として送信される情報を感熱記録紙上
に文字、記号または図形画像に変換するために各種のサ
ーマルヘッドが使用されている。サーマルヘッドは加熱
によって発色する化学材料を塗布した感熱記録紙面に文
字、画像を形成するために電流加熱される発熱抵抗体を
有している。
リなどに電気信号として送信される情報を感熱記録紙上
に文字、記号または図形画像に変換するために各種のサ
ーマルヘッドが使用されている。サーマルヘッドは加熱
によって発色する化学材料を塗布した感熱記録紙面に文
字、画像を形成するために電流加熱される発熱抵抗体を
有している。
【０００４】すなわち、従来のサーマルプリンタの記録
部となる薄膜式サーマルヘッドの基本構成は、一般に図
５に示すように、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）から成るセラ
ミックス基板１と、この基板１上に形成され、金属酸化
物等から成る表面が平滑なグレーズ層２と、このグレー
ズ層２表面に配設され、電圧印加によって発熱する発熱
抵抗体３と、各発熱抵抗体３の端部に対向するように接
続された電気導線（電極）４と、発熱抵抗体３の酸化を
防止するための抵抗体保護層５と、感熱記録紙６の接触
摩耗から上記発熱抵抗体３および抵抗体保護層５を保護
するための耐摩耗層７とから構成されている。
部となる薄膜式サーマルヘッドの基本構成は、一般に図
５に示すように、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）から成るセラ
ミックス基板１と、この基板１上に形成され、金属酸化
物等から成る表面が平滑なグレーズ層２と、このグレー
ズ層２表面に配設され、電圧印加によって発熱する発熱
抵抗体３と、各発熱抵抗体３の端部に対向するように接
続された電気導線（電極）４と、発熱抵抗体３の酸化を
防止するための抵抗体保護層５と、感熱記録紙６の接触
摩耗から上記発熱抵抗体３および抵抗体保護層５を保護
するための耐摩耗層７とから構成されている。
【０００５】このサーマルヘッドに送りローラ８を介し
て感熱記録紙６が圧着され、この状態で発熱抵抗体３に
パルス電圧が印加されると、感熱記録紙６に塗布されて
いた発色剤が化学反応を起こし、発熱抵抗体３部分に接
触している発色層が点（ドット）状に発色する。送りロ
ーラによって記録紙６を順次、矢印方向に移動させなが
ら、パルス状加熱を繰り返すことにより、多数の発色ド
ットが得られ、この発色ドットの配列の仕方により、文
字、記号または画像の記録がなされる。
て感熱記録紙６が圧着され、この状態で発熱抵抗体３に
パルス電圧が印加されると、感熱記録紙６に塗布されて
いた発色剤が化学反応を起こし、発熱抵抗体３部分に接
触している発色層が点（ドット）状に発色する。送りロ
ーラによって記録紙６を順次、矢印方向に移動させなが
ら、パルス状加熱を繰り返すことにより、多数の発色ド
ットが得られ、この発色ドットの配列の仕方により、文
字、記号または画像の記録がなされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のサ
ーマルヘッドのセラミックス基板は、熱伝導率が小さい
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主たる構成材料として形成さ
れているため、一旦加熱されたヘッドが感熱紙の発色温
度以下の温度までに冷却されるまでの放熱時間が長いた
め高速記録が困難となっていた。また強制的に高速記録
させると、印加パルス電圧により生じた印字温度が所定
の印字温度下限にまで低下する前に新たな印加パルス電
圧を加えることになるため、記録紙の地汚れや印字の尾
引きが発生し易くなり、高速記録プリンタ用のヘッドと
しての性能を著しく低下させていた。特に近年、印字速
度の高速化が求められており、より印字の高速化に充分
な対応ができ、信頼性が高いサーマルヘッドが希求され
ていた。
ーマルヘッドのセラミックス基板は、熱伝導率が小さい
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主たる構成材料として形成さ
れているため、一旦加熱されたヘッドが感熱紙の発色温
度以下の温度までに冷却されるまでの放熱時間が長いた
め高速記録が困難となっていた。また強制的に高速記録
させると、印加パルス電圧により生じた印字温度が所定
の印字温度下限にまで低下する前に新たな印加パルス電
圧を加えることになるため、記録紙の地汚れや印字の尾
引きが発生し易くなり、高速記録プリンタ用のヘッドと
しての性能を著しく低下させていた。特に近年、印字速
度の高速化が求められており、より印字の高速化に充分
な対応ができ、信頼性が高いサーマルヘッドが希求され
ていた。
【０００７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、熱応答特性を改善し、より高速度の
印字記録を可能とする信頼性が高いサーマルヘッドを提
供することを目的とする。 〔発明の構成〕
されたものであり、熱応答特性を改善し、より高速度の
印字記録を可能とする信頼性が高いサーマルヘッドを提
供することを目的とする。 〔発明の構成〕
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るサーマルヘッドは、窒化アルミニウム
を９０重量％以上含有するセラミック基板上に発熱抵抗
体、電気導線および耐摩耗層を積層したことを特徴とす
る。
め、本発明に係るサーマルヘッドは、窒化アルミニウム
を９０重量％以上含有するセラミック基板上に発熱抵抗
体、電気導線および耐摩耗層を積層したことを特徴とす
る。
【０００９】ここで窒化アルミニウムの熱伝導率は、Ｙ
2 Ｏ3 ，ＡｌＯ2 等の焼結助剤成分を多く含有すると低
下するため、９０重量％以上好ましくは９５重量％以上
とすることが望ましい。
2 Ｏ3 ，ＡｌＯ2 等の焼結助剤成分を多く含有すると低
下するため、９０重量％以上好ましくは９５重量％以上
とすることが望ましい。
【００１０】また、窒化アルミニウムを主体とするこの
セラミックス基板の平滑性を向上させ、さらに一定厚の
保温層を形成させるため、セラミックス基板上にグレー
ズ層を形成することが好ましい。特に発熱抵抗体を薄膜
法により薄く形成する際にはセラミックス基板の平滑性
が厳しく要求されるために、より好ましい。この場合窒
化アルミニウムを主体とするセラミックス基板とグレー
ズ層の馴染みや塗れ性を改善するため、セラミックス基
板の表面を酸化させ、０．２〜２０μｍ、好ましくは
０．５〜５μｍの酸化アルミニウム層を形成後、グレー
ズ層を形成することが望ましい。この酸化アルミニウム
層の層厚が０．２μｍ未満の場合では濡れ性改善の効果
が殆どはなく、また２０μｍを超えても効果は低下する
ため０．２〜２０μｍとすることが望ましいが、実質的
には０．５〜５μｍが好ましい。このグレーズ層は保温
効果を有するが、厚さが１〜２０μｍと薄い層であるた
め、発熱抵抗体が発熱後の極めて短い間での保温効果に
止まり、発熱後のＡｌＮ基板による放熱時間の短縮を阻
害することは極めて少ない。
セラミックス基板の平滑性を向上させ、さらに一定厚の
保温層を形成させるため、セラミックス基板上にグレー
ズ層を形成することが好ましい。特に発熱抵抗体を薄膜
法により薄く形成する際にはセラミックス基板の平滑性
が厳しく要求されるために、より好ましい。この場合窒
化アルミニウムを主体とするセラミックス基板とグレー
ズ層の馴染みや塗れ性を改善するため、セラミックス基
板の表面を酸化させ、０．２〜２０μｍ、好ましくは
０．５〜５μｍの酸化アルミニウム層を形成後、グレー
ズ層を形成することが望ましい。この酸化アルミニウム
層の層厚が０．２μｍ未満の場合では濡れ性改善の効果
が殆どはなく、また２０μｍを超えても効果は低下する
ため０．２〜２０μｍとすることが望ましいが、実質的
には０．５〜５μｍが好ましい。このグレーズ層は保温
効果を有するが、厚さが１〜２０μｍと薄い層であるた
め、発熱抵抗体が発熱後の極めて短い間での保温効果に
止まり、発熱後のＡｌＮ基板による放熱時間の短縮を阻
害することは極めて少ない。
【００１１】しかしながらグレーズ層の形成は発熱抵抗
体を特に厚膜法により形成する場合には必ずしも必要で
はなく、グレーズ層を形成することなく直接セラミック
ス基板上に発熱抵抗体を形成することも可能である。但
し、この場合にも窒化アルミニウムを主体とするセラミ
ックス基板と発熱抵抗体との馴染み、濡れ性を向上させ
るために、セラミックス基板の表面を酸化させ０．２〜
２０μｍ、好ましくは０．５〜５μｍの酸化アルミニウ
ム層を形成後、発熱抵抗体を形成することが望ましい。
この場合、酸化アルミニウム層は保温効果を有する層と
しても機能する。
体を特に厚膜法により形成する場合には必ずしも必要で
はなく、グレーズ層を形成することなく直接セラミック
ス基板上に発熱抵抗体を形成することも可能である。但
し、この場合にも窒化アルミニウムを主体とするセラミ
ックス基板と発熱抵抗体との馴染み、濡れ性を向上させ
るために、セラミックス基板の表面を酸化させ０．２〜
２０μｍ、好ましくは０．５〜５μｍの酸化アルミニウ
ム層を形成後、発熱抵抗体を形成することが望ましい。
この場合、酸化アルミニウム層は保温効果を有する層と
しても機能する。
【００１２】
【作用】上記構成によるサーマルヘッドによれば、従来
のアルミナと比較して熱伝導率が３〜１０倍も優れた窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）を主体とするセラミックス基
板を使用しているため、一旦印字温度まで立上げて発熱
した抵抗体を所定温度まで冷却する立下げ時間が大幅に
短縮される。したがって発熱抵抗体の温度の立上り時間
と立下げ時間との和である印字の繰返し時間が極めて短
くなる結果、サーマルヘッドの熱応答性が大幅に改善さ
れ、記録速度を大幅に上昇させることが可能となる。
のアルミナと比較して熱伝導率が３〜１０倍も優れた窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）を主体とするセラミックス基
板を使用しているため、一旦印字温度まで立上げて発熱
した抵抗体を所定温度まで冷却する立下げ時間が大幅に
短縮される。したがって発熱抵抗体の温度の立上り時間
と立下げ時間との和である印字の繰返し時間が極めて短
くなる結果、サーマルヘッドの熱応答性が大幅に改善さ
れ、記録速度を大幅に上昇させることが可能となる。
【００１３】
【実施例】次に本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。図１は本発明に係るサーマルヘッドの
一実施例を示す断面図である。なお図５に示す従来例と
同一要素には同一符号を付して、その重複する説明を省
略する。
照して説明する。図１は本発明に係るサーマルヘッドの
一実施例を示す断面図である。なお図５に示す従来例と
同一要素には同一符号を付して、その重複する説明を省
略する。
【００１４】すなわち本実施例に係るサーマルヘッド
は、窒化アルミニウムを９０重量％以上含有するセラミ
ック基板１ａ表面に、０．２〜５μｍの酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層９を形成後、グレーズ層２ａを配設
し、さらにグレーズ層２ａ表面に発熱抵抗体３、抵抗体
保護層５および耐摩耗層７を積層して構成される。また
各発熱抵抗体３の両端部にはＡｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ−
Ａｇ，Ｐｔ−Ａｕ等の導体ペーストを転写焼成して形成
された電気導線（電極）４が接合されている。
は、窒化アルミニウムを９０重量％以上含有するセラミ
ック基板１ａ表面に、０．２〜５μｍの酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層９を形成後、グレーズ層２ａを配設
し、さらにグレーズ層２ａ表面に発熱抵抗体３、抵抗体
保護層５および耐摩耗層７を積層して構成される。また
各発熱抵抗体３の両端部にはＡｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ−
Ａｇ，Ｐｔ−Ａｕ等の導体ペーストを転写焼成して形成
された電気導線（電極）４が接合されている。
【００１５】本実施例に係るサーマルヘッドはセラミッ
クス基板として、従来のアルミナ基板と比較して３〜１
０倍の熱伝導率を有している窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）基板１ａを使用することを大きな特徴としている。
このセラミックス基板１ａは、通常窒化アルミニウム原
料粉末に焼結助剤として数重量％のＹ2Ｏ3 などを均一
に混合したものを所定の高温度で焼結して得られる。
クス基板として、従来のアルミナ基板と比較して３〜１
０倍の熱伝導率を有している窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）基板１ａを使用することを大きな特徴としている。
このセラミックス基板１ａは、通常窒化アルミニウム原
料粉末に焼結助剤として数重量％のＹ2Ｏ3 などを均一
に混合したものを所定の高温度で焼結して得られる。
【００１６】またグレーズ層２ａは、セラミックス基板
１ａの表面を平滑化するため等に形成されるものであ
り、蒸着法、スパッタ法などによって形成される薄膜
（発熱抵抗体）とセラミックス基板１ａとの接合力、濡
れ性を大幅に向上させることができる。このグレーズ層
２ａを構成する材料としては、ＳｉＯ2 、ＰｂＯ，Ａｌ
2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，ＣａＯ，ＺｎＯ，ＭｇＯ，Ｎａ
2 Ｏ，Ｋ2 Ｏなどの金属酸化物があり、これらを単独も
しくは２種以上混合したものにより形成することができ
る。
１ａの表面を平滑化するため等に形成されるものであ
り、蒸着法、スパッタ法などによって形成される薄膜
（発熱抵抗体）とセラミックス基板１ａとの接合力、濡
れ性を大幅に向上させることができる。このグレーズ層
２ａを構成する材料としては、ＳｉＯ2 、ＰｂＯ，Ａｌ
2 Ｏ3 ，Ｂ2 Ｏ3 ，ＣａＯ，ＺｎＯ，ＭｇＯ，Ｎａ
2 Ｏ，Ｋ2 Ｏなどの金属酸化物があり、これらを単独も
しくは２種以上混合したものにより形成することができ
る。
【００１７】ここで、グレーズ層２ａの熱伝導率は、
１．５×１０−３ｃａｌ／ｃｍｓ・℃以上であることが
好ましい。熱伝導率が１．５×１０−３ｃａｌ／ｃｍｓ
・℃未満であると、ＡｌＮ基板に対して逆に熱抵抗層と
して強く作用することになり、ＡｌＮ基板の放熱特性を
損うこととなる。
１．５×１０−３ｃａｌ／ｃｍｓ・℃以上であることが
好ましい。熱伝導率が１．５×１０−３ｃａｌ／ｃｍｓ
・℃未満であると、ＡｌＮ基板に対して逆に熱抵抗層と
して強く作用することになり、ＡｌＮ基板の放熱特性を
損うこととなる。
【００１８】またサーマルヘッドの動作の信頼性を確保
するために、グレーズ層２ａが自重で軟化変形する温度
（軟化点）は７００℃以上であることが望ましい。
するために、グレーズ層２ａが自重で軟化変形する温度
（軟化点）は７００℃以上であることが望ましい。
【００１９】以上のような特性値を満足するグレーズ層
を形成するための組成としては、例えば下記表１に示す
ものが使用される。表１に示すＲは、Ｋ，Ｎａ，Ｌｉな
どのアルカリ金属を表わす。
を形成するための組成としては、例えば下記表１に示す
ものが使用される。表１に示すＲは、Ｋ，Ｎａ，Ｌｉな
どのアルカリ金属を表わす。
【００２０】
【表１】
【００２１】また発熱抵抗体３は、電気導線（電極）
４，４に印加されたパルス電圧によって発熱し、感熱記
録紙の発色剤をドット状に発色させるものであり、例え
ばＴａ2 Ｎ，ＴｉＯｘ（０＜ｘ＜２），ＮｉＣｒ，ネサ
膜，ＳｉＯ2 −Ｔａ，Ｓｉ−Ｔａなどの原料を蒸着する
製法などの薄膜製造技術を利用して形成される。
４，４に印加されたパルス電圧によって発熱し、感熱記
録紙の発色剤をドット状に発色させるものであり、例え
ばＴａ2 Ｎ，ＴｉＯｘ（０＜ｘ＜２），ＮｉＣｒ，ネサ
膜，ＳｉＯ2 −Ｔａ，Ｓｉ−Ｔａなどの原料を蒸着する
製法などの薄膜製造技術を利用して形成される。
【００２２】さらに抵抗体保護層５は、発熱抵抗体３の
酸化による劣化を防止するため等に設けられるものであ
り、例えばＳｉＯ2 薄膜によって構成される。しかしな
がら抵抗体保護層５は耐摩耗層７の組成によっては必ず
しも必要であるとは限らない。
酸化による劣化を防止するため等に設けられるものであ
り、例えばＳｉＯ2 薄膜によって構成される。しかしな
がら抵抗体保護層５は耐摩耗層７の組成によっては必ず
しも必要であるとは限らない。
【００２３】また耐摩耗層７は感熱記録紙の接触摩耗か
ら発熱抵抗体を保護するために設けられ、例えばＴａ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 −Ｔａ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 な
どの材料から構成される。
ら発熱抵抗体を保護するために設けられ、例えばＴａ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 −Ｔａ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 な
どの材料から構成される。
【００２４】電極４，４を経由して発熱抵抗体３にパル
ス電圧を印加すると、サーマルヘッドの抵抗体３が発熱
し、抵抗体３に押圧されている感熱記録紙に塗布された
発色剤がドット状に発色する。パルス電圧の印加時間は
通常１〜１０ｍｓ程度である。
ス電圧を印加すると、サーマルヘッドの抵抗体３が発熱
し、抵抗体３に押圧されている感熱記録紙に塗布された
発色剤がドット状に発色する。パルス電圧の印加時間は
通常１〜１０ｍｓ程度である。
【００２５】そしてパルス電圧の消失によって当該抵抗
体３の熱はＡｌＮ製のセラミックス基板１ａを経て系外
に放出され、発熱抵抗体３は所定の印字下限温度まで冷
却される。そして次のパルス電圧の印加によって同様に
発熱と冷却とを繰り返し、移動する感熱記録紙上に多数
のドットを発色させ、各ドットの配列によって所定の文
字、記号または画像等が記録される。
体３の熱はＡｌＮ製のセラミックス基板１ａを経て系外
に放出され、発熱抵抗体３は所定の印字下限温度まで冷
却される。そして次のパルス電圧の印加によって同様に
発熱と冷却とを繰り返し、移動する感熱記録紙上に多数
のドットを発色させ、各ドットの配列によって所定の文
字、記号または画像等が記録される。
【００２６】次に本実施例に係るサーマルヘッドの優位
性を従来例と比較して述べる。図３は図１に示すＡｌＮ
セラミックス基板１ａを使用した実施例のサーマルヘッ
ドと、図５に示すようなＡｌ2 Ｏ3 セラミックス基板１
を使用した従来例のサーマルヘッドとをプリンタに装着
して印字試験を行なった場合における各発熱抵抗体温度
の経時変化を示すグラフである。
性を従来例と比較して述べる。図３は図１に示すＡｌＮ
セラミックス基板１ａを使用した実施例のサーマルヘッ
ドと、図５に示すようなＡｌ2 Ｏ3 セラミックス基板１
を使用した従来例のサーマルヘッドとをプリンタに装着
して印字試験を行なった場合における各発熱抵抗体温度
の経時変化を示すグラフである。
【００２７】図３において実線で示すように、本実施例
においては熱伝導率が高いＡｌＮをセラミックス基板１
ａの構成材としているため、パルス電圧消失後における
放熱特性が優れており、発熱抵抗体が所定の印字下限温
度までに冷却されるまでの放熱時間ｔ1 が、Ａｌ2 Ｏ3
製のセラミックス基板１で構成した従来例の場合に必要
な放熱時間ｔ0 と比較して大幅に短縮することが可能と
なった。
においては熱伝導率が高いＡｌＮをセラミックス基板１
ａの構成材としているため、パルス電圧消失後における
放熱特性が優れており、発熱抵抗体が所定の印字下限温
度までに冷却されるまでの放熱時間ｔ1 が、Ａｌ2 Ｏ3
製のセラミックス基板１で構成した従来例の場合に必要
な放熱時間ｔ0 と比較して大幅に短縮することが可能と
なった。
【００２８】このことは、加熱昇温時間と放熱時間との
合計時間で表わされる印字の繰り返し時間が低減される
ことを意味し、プリンタなどの記録機器の高速化を図る
ことができる。
合計時間で表わされる印字の繰り返し時間が低減される
ことを意味し、プリンタなどの記録機器の高速化を図る
ことができる。
【００２９】次に本発明の他の実施例として厚膜式サー
マルヘッドの場合について図２を参照して説明する。本
実施例に係るサーマルヘッドにおいては、セラミックス
基板１ａと発熱抵抗体３との間に０．２〜５μｍの厚さ
を有する酸化アルミニウム層９を形成している。
マルヘッドの場合について図２を参照して説明する。本
実施例に係るサーマルヘッドにおいては、セラミックス
基板１ａと発熱抵抗体３との間に０．２〜５μｍの厚さ
を有する酸化アルミニウム層９を形成している。
【００３０】この酸化アルミニウム層９は、窒化アルミ
ニウム焼結体を酸化性雰囲気において高温度に加熱する
ことにより得られる。ところで非酸化物系セラミックス
材である窒化アルミニウムと、発熱抵抗体９とは濡れ性
が悪いために、密着性が低く、また両者間の接合強度を
大きく設定することが困難であった。
ニウム焼結体を酸化性雰囲気において高温度に加熱する
ことにより得られる。ところで非酸化物系セラミックス
材である窒化アルミニウムと、発熱抵抗体９とは濡れ性
が悪いために、密着性が低く、また両者間の接合強度を
大きく設定することが困難であった。
【００３１】しかしながら、窒化アルミニウム基板の表
面を酸化してアルミニウムの酸化物の被膜を形成するこ
とにより両者の濡れ性および接合強度を大幅に高めるこ
とができ、耐久性に優れたサーマルヘッドを得ることが
できる。
面を酸化してアルミニウムの酸化物の被膜を形成するこ
とにより両者の濡れ性および接合強度を大幅に高めるこ
とができ、耐久性に優れたサーマルヘッドを得ることが
できる。
【００３２】次に本発明に係るサーマルヘッドの発熱抵
抗体の形状例について説明する。従来一対の電気導線間
に配設される発熱抵抗体は各軸方向位置における断面が
等しくなるように帯状に形成されていた。
抗体の形状例について説明する。従来一対の電気導線間
に配設される発熱抵抗体は各軸方向位置における断面が
等しくなるように帯状に形成されていた。
【００３３】しかしながら、図４に示すようにサーマル
ヘッドの発熱抵抗体３ａの電極４，４と接続する部分を
帯状に形成する一方、中央部の幅Ｗを端部より小さく設
定し、中央部がくびれた形状に形成してもよい。この場
合、発熱抵抗体３ａの中央部が最も高い抵抗値を有する
こととなる。この発熱抵抗体３ａに電極４，４を介して
電圧を印加し電流を流すと、まず中央部のみが発熱して
温度が上昇し、感熱記録紙に塗布されたインクを溶解さ
せる温度に達し、小さなドットが紙上に転写される。こ
の状態で、発熱抵抗体３ａに電圧印加を継続すると、イ
ンク溶解温度に達する領域が徐々に拡大していく。この
ように各発熱抵抗体３ａ毎に印加するエネルギを電圧印
加パルス幅によって可変に調整することによって、転写
される各ドットのサイズを、画像の濃淡に対応して可変
とすることができる。すなわち各ドット毎に階調を有す
ることとなり、解像度の低下を招くことなく、階調性に
優れた印字記録が可能となる。ここで、この発熱抵抗体
３ａの形状は本実施例では厚膜式サーマルヘッドに適用
したものを述べたが、薄膜式サーマルヘッドについても
適用できることは言うまでもない。
ヘッドの発熱抵抗体３ａの電極４，４と接続する部分を
帯状に形成する一方、中央部の幅Ｗを端部より小さく設
定し、中央部がくびれた形状に形成してもよい。この場
合、発熱抵抗体３ａの中央部が最も高い抵抗値を有する
こととなる。この発熱抵抗体３ａに電極４，４を介して
電圧を印加し電流を流すと、まず中央部のみが発熱して
温度が上昇し、感熱記録紙に塗布されたインクを溶解さ
せる温度に達し、小さなドットが紙上に転写される。こ
の状態で、発熱抵抗体３ａに電圧印加を継続すると、イ
ンク溶解温度に達する領域が徐々に拡大していく。この
ように各発熱抵抗体３ａ毎に印加するエネルギを電圧印
加パルス幅によって可変に調整することによって、転写
される各ドットのサイズを、画像の濃淡に対応して可変
とすることができる。すなわち各ドット毎に階調を有す
ることとなり、解像度の低下を招くことなく、階調性に
優れた印字記録が可能となる。ここで、この発熱抵抗体
３ａの形状は本実施例では厚膜式サーマルヘッドに適用
したものを述べたが、薄膜式サーマルヘッドについても
適用できることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】以上説明の通り本発明に係るサーマルヘ
ッドによれば、従来のアルミナと比較して熱伝導性が３
〜１０倍優れた窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主原料と
するセラミックス基板を使用しているため、一旦印字温
度まで立上げて発熱した抵抗体を所定温度まで冷却する
までの立下げ時間が大幅に短縮される。したがって発熱
抵抗体の温度の立上り時間と立下げ時間との和である印
字の繰返し時間が極めて短くなる結果、サーマルヘッド
の熱応答性が大幅に改善され、記録速度を大幅に上昇さ
せることが可能となる。
ッドによれば、従来のアルミナと比較して熱伝導性が３
〜１０倍優れた窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主原料と
するセラミックス基板を使用しているため、一旦印字温
度まで立上げて発熱した抵抗体を所定温度まで冷却する
までの立下げ時間が大幅に短縮される。したがって発熱
抵抗体の温度の立上り時間と立下げ時間との和である印
字の繰返し時間が極めて短くなる結果、サーマルヘッド
の熱応答性が大幅に改善され、記録速度を大幅に上昇さ
せることが可能となる。
【図１】本発明に係るサーマルヘッドの一実施例を示す
断面図。
断面図。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図３】本発明に係るサーマルヘッドの熱応答特性を従
来例と比較して示すグラフ。
来例と比較して示すグラフ。
【図４】発熱抵抗体の形状例を示す平面図。
【図５】従来のサーマルヘッドの基本構造を示す断面図
である。
である。
１，１ａ セラミックス基板 ２，２ａ グレーズ層 ３，３ａ 発熱抵抗体 ４ 電気導線（電極） ５ 抵抗体保護層 ６ 感熱記録紙 ７ 耐摩耗層 ８ 送りローラ ９ 酸化アルミニウム層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−154770（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−103457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−268662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−297158（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−30770（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−58877（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/335 B41J 2/345
Claims (6)
- 【請求項１】 窒化アルミニウムを９０重量％以上含有
するセラミックス基板上に発熱抵抗体、電気導線および
耐摩耗層を積層したサーマルヘッドにおいて、セラミッ
クス基板と発熱抵抗体との間に、ＳｉＯ２，ＰｂＯ，Ａ
ｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＣａＯ，ＺｎＯ，ＭｇＯ，Ｎａ２
Ｏ，Ｋ２Ｏの２種以上から成り、熱伝導率が１．５×１
０−３ｃａｌ／ｃｍｓ・℃以上のグレーズ層を形成した
ことを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項２】 セラミックス基板とグレーズ層との間
に、厚さ０．２〜２０μｍの酸化アルミニウム層を形成
したことを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。 - 【請求項３】 発熱抵抗体がＴａ２ＮあるいはＴｉＯｘ
（０＜ｘ＜２）を主体とする組成であることを特徴とす
る請求項１記載のサーマルヘッド。 - 【請求項４】 耐摩耗層がＴａ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｓｉ
Ｏ２−Ｔａ２Ｏ３の少なくとも１種を主体とする組成で
あることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。 - 【請求項５】 電気導線と耐摩耗層との間に、抵抗体保
護層を形成したことを特徴とする請求項１記載のサーマ
ルヘッド。 - 【請求項６】 発熱抵抗体は、電極と接続する端部を帯
状に形成する一方、中央部の幅を端部より小さく設定し
たことを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP583691A JP3133081B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP583691A JP3133081B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | サーマルヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04238043A JPH04238043A (ja) | 1992-08-26 |
| JP3133081B2 true JP3133081B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=11622117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP583691A Expired - Fee Related JP3133081B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3133081B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000255087A (ja) * | 1999-03-04 | 2000-09-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 導体層にＣｕ−Ａｇ合金を用いた薄膜サーマルヘッド |
| JP2001293896A (ja) * | 2000-04-17 | 2001-10-23 | Ricoh Elemex Corp | サーマルヘッド |
| JP2009292119A (ja) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Alps Electric Co Ltd | サーマルヘッド |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP583691A patent/JP3133081B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04238043A (ja) | 1992-08-26 |
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