JP3618059B2

JP3618059B2 - 加熱体

Info

Publication number: JP3618059B2
Application number: JP15096899A
Authority: JP
Inventors: 順小森
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP2000340345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リライタブル感熱記録媒体に形成されている可視像を消去するための消去手段等として使用される加熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、リライタブル感熱記録媒体の可視像を消去するための消去手段として加熱体が使用されている。
【０００３】
リライタブル感熱記録媒体は、例えば１３０℃〜１７０℃の温度領域で短時間加熱（同一領域を０．００１秒程度加熱する）されることにより発色し、この領域よりも高い１００℃〜１１０℃の温度領域で長時間加熱（同一領域を約０．１秒程度加熱する）されることにより色が消えるという可逆的な特性を有していることから、可視像の記録と消去を繰り返すことができ、省資源やリサイクルに適したものとして注目されている。
【０００４】
このようなリライタブル感熱記録媒体の可視像を消去するための加熱体としては、例えば図４に示す如く、矩形状をなす絶縁基板２１の長手方向に沿って発熱抵抗体２２を帯状に被着させるとともに該発熱抵抗体２２の両端に一対の電極２３ａ，２３ｂを電気的に接続させた構造のものが知られており、リライタブル感熱記録媒体を前記発熱抵抗体２２上に搬送しながら一対の電極２３ａ，２３ｂ間に所定の電力を印加し、リライタブル感熱記録媒体が発熱抵抗体２２上を通過する間、発熱抵抗体２２をジュール発熱させ続け、該発熱した熱でリライタブル感熱記録媒体を加熱し、リライタブル感熱記録媒体の可視像を消去することによって消去手段として機能する。
【０００５】
尚、前記発熱抵抗体２２は、ＴａＳｉＯ等の電気抵抗材料を従来周知のスパッタリング法等によって略一定幅、略一定厚みに被着・形成してなり、そのシート抵抗は全域にわたり略均一になっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の加熱体を用いてリライタブル感熱記録媒体の可視像を消去する場合、加熱体の表面の温度を１００℃〜１１０℃という狭い温度領域内に制御する必要がある。
【０００７】
しかしながら、加熱体の絶縁基板２１は矩形状をなしていることから中央域では熱が蓄積され易い反面、両端域では熱が逃げ易く、前述した如くシート抵抗が均一な帯状発熱抵抗体２２を長時間、発熱させ続けると長手方向の中央域と両端域とで２０度〜３０度の極めて大きな温度差が生じる。このため、加熱体の表面を長手方向にわたって１００℃〜１１０℃という狭い温度領域内に制御することは困難で、加熱体の長手方向両端域の温度を上記温度領域内に設定しようとすると中央域の温度が過度に高温となってリライタブル感熱記録媒体の中央域に不要な印画が形成される欠点があり、逆に中央域の温度を上記温度領域内に設定しようとすると両端域の温度が可視像の消去に必要な温度まで到達せず、可視像が十分に消去されなくなるという欠点を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の加熱体は、矩形状をなす絶縁基板の長手方向に沿って、略一定幅、略一定厚みの帯状発熱抵抗体と、該帯状発熱抵抗体の幅方向の両側で帯状発熱抵抗体の長辺に沿って接続される一対の電極とを配設し、前記帯状発熱抵抗体に複数のスリットを設けて、前記帯状発熱抵抗体を複数の区画に区分するとともに、該区画毎の発熱抵抗体のシート抵抗が長手方向の中央域で高く、両端域で低くなしてある加熱体であって、前記一対の電極の一方の電極の直下に、前記区画毎の発熱抵抗体に１対１に対応する複数のトリミング用電極が配設されていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のベースとなる加熱体を添付図面に基づいて詳細に説明する。（第１形態）図１は本発明の第１形態に係る加熱体の平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図であり、1 は絶縁基板、３は帯状発熱抵抗体、４a,４bは一対の電極である。
【００１１】
前記絶縁基板１はアルミナセラミックス等のセラミック材料によって矩形状をなすように形成されており、その上面でグレーズ層２や発熱抵抗体３，一対の電極４ａ，４ｂ等を支持するための支持母材として機能する。
【００１２】
尚、前記絶縁基板１は、例えばアルミナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、該グリーンシートを所定形状に打ち抜いた上、低温（約１６００℃）で焼成することにより製作される。
【００１３】
また前記絶縁基板１の上面には、その全域にわたってグレーズ層２が被着・形成されている。
【００１４】
前記グレーズ層２は、ガラスやポリイミド樹脂等の高熱伝導性材料から成り、例えば５０μｍ〜１５０μｍの厚みを有し、加熱体の表面温度が短時間でリライタブル感熱記録媒体に形成されている可視像の消去に必要な所定の温度となるように発熱抵抗体３の発する熱を蓄積及び放散する作用を為す。
【００１５】
尚、前記グレーズ層２は、例えばガラスから成る場合、ガラス粉末に適当な有１溶媒、溶剤を添加・混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって絶縁基板１の上面全域にわたって１５０μｍ〜２００μｍの厚みに印刷・塗布し、これを低温（約９００℃）で焼き付けることによって略一定の厚み（±１０μｍ以内）に被着・形成される。
【００１６】
そして前記グレーズ層２の上面には、絶縁基板１の長手方向に沿って帯状の発熱抵抗体３が被着・形成される。
【００１７】
前記発熱抵抗体３は、その幅と厚みが略一定（平均幅、平均厚みに対し夫々±３％以内）となるようにスパッタ膜等で形成されており、ＴａＳｉＯやＴａＳｉＮＯ，ＴｉＳｉＯ，ＴｉＳｉＣＯ，ＮｂＳｉＯ系の電気抵抗材料から成っているため、後述する一対の電極４ａ，４ｂを介して電源電力が供給されるとジュール発熱を起こし、リライタブル感熱記録媒体に形成されている可視像を消去するのに必要な所定の温度、例えば１００℃〜１１０℃の温度となる。
【００１８】
更に前記発熱抵抗体３は、そのシート抵抗が長手方向の中央域で高く、両端域（エッジから全長の１０％〜２５％に相当する領域）で低くなっている。
【００１９】
このシート抵抗は、発熱抵抗体３の長手方向中央域で９７Ω／□〜１０３Ω／□に、また長手方向両端域で中央域のシート抵抗の７０％〜９０％に相当する６８Ω／□〜９３Ω／□に設定されており、帯状発熱抵抗体３の幅方向に通電がなされると長手方向中央域と両端域とで発生する熱エネルギーが相違する。
【００２０】
具体的には、発熱抵抗体３の長手方向両端域では、中央域よりも多くの熱エネルギーが発生するようになっており、それ故、リライタブル感熱記録媒体の可視像を消去するにあたって帯状発熱抵抗体３を長時間、発熱させ続ける際に、絶縁基板１の両端域より多くの熱が逃げようとしても両端域の温度が大幅に低下することはなく、加熱体表面の温度を長手方向にわたり均一化（±３度以内）することができるようになる。従って発熱抵抗体３の温度制御を容易になすことができ、これによってリライタブル感熱記録媒体に不要な印画を形成することなく、リライタブル感熱記録媒体の全領域にわたって可視像を確実に消去することが可能となる。
【００２１】
また前記発熱抵抗体３のシート抵抗を長手方向中央域から両端域に向かって漸次小さくなるように可変させておけば、発熱抵抗体３の温度分布に不連続なところがなくなり、リライタブル感熱記録媒体の可視像をより確実に消去することができる利点がある。従って発熱抵抗体３のシート抵抗を長手方向中央域から両端域に向かって漸次小さくなるように可変させておくことが好ましい。
【００２２】
尚、前記発熱抵抗体３は、まずＴａＳｉＯ等から成るシート抵抗が均一な帯状抵抗体３’を従来周知のスパッタリング法、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を採用し、所定厚み、所定パターンに被着させることによって形成し、しかる後、帯状抵抗体３’の中央域に所定波長（２００ｎｍ〜７００ｎｍ）のレーザーを酸素雰囲気中もしくは大気雰囲気中で所定時間（１００ｍｓｅｃ〜１０００ｍｓｅｃ）照射し、この部分を１５０℃〜２００℃の温度に加熱するとともに該加熱部の表面付近に酸素を多量に結合させ、この部分の導電性を低下させることによって中央域のシート抵抗が両端域よりも高くなるように調整したり、或いは、帯状抵抗体３’の両端域に所定波長（２００ｎｍ〜７００ｎｍ）のレーザーを例えば真空雰囲気中や窒素雰囲気中で所定時間（１ｎｓｅｃ〜１００ｎｓｅｃ）照射して該照射部の抵抗体３’を３００℃〜７００℃の温度でアニールし、この部分の導電性を向上させることによって両端域のシート抵抗が中央域よりも高くなるように調整する等して所定のシート抵抗分布をもった発熱抵抗体３が得られる。
【００２３】
また前述した発熱抵抗体３の幅方向の両側には、発熱抵抗体３の長辺に沿って電気的に接続された一対の電極４ａ，４ｂが配設される。
【００２４】
前記一対の電極４ａ，４ｂはＡｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）等の金属により例えば０．５μｍ〜２．０μｍの厚みをもって形成され、該各電極４ａ，４ｂを外部電源の各端子に接続し、リライタブル感熱記録媒体の可視像を消去する際に両者間に所定の電位差を設けることで発熱抵抗体３に電源電力が印加される。この場合、一対の電極４ａ，４ｂは発熱抵抗体３の長辺に沿って電気的に接続されているため、駆動時の電流は発熱抵抗体３の幅方向に流れることとなる。
【００２５】
尚、前記一対の電極４ａ，４ｂは、Ａｌを従来周知のスパッタリング法等によって所定パターンに被着させた上、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を採用し、所定パターンに加工することにより形成される。
【００２６】
また更に前記発熱抵抗体３や一対の電極４ａ，４ｂの上面には保護膜５が被着されている。
【００２７】
前記保護膜５はＳｉ_３Ｎ_４（窒化珪素）やＳｉＣ（炭化珪素）等の硬質で緻密な無機質材料から成り、該保護膜５で発熱抵抗体３や一対の電極４ａ，４ｂを被覆しておくことにより発熱抵抗体３や一対の電極４ａ，４ｂをリライタブル感熱記録媒体の摺接による磨耗、並びに大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護するようになっている。
【００２８】
前記保護膜５は従来周知のスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等を採用することによって例えば２μｍ〜１０μｍの厚みに被着・形成される。
【００２９】
かくして上述した第１形態の加熱体は、リライタブル感熱記録媒体を発熱抵抗体３上に搬送しながら一対の電極４ａ，４ｂ間に所定の電力を印加し、リライタブル感熱記録媒体が発熱抵抗体３上を通過している間、発熱抵抗体３をジュール発熱させ続け、該発熱した熱でリライタブル感熱記録媒体を加熱し、リライタブル感熱記録媒体の可視像を消去することによって消去手段として機能する。
【００３０】
次に、本発明の実施形態（第２の実施形態）となる加熱体について説明する。尚、先に述べた第１形態と同一の構成要素については同一の参照符を使用して説明を省略し、ここでは第１形態の加熱体と相違する点についてのみ説明することとする。
【００３１】
図２は本発明の第２形態に係る加熱体の平面図であり、６は帯状発熱抵抗体、７はスリット、８はトリミング用電極である。
【００３２】
この第２形態の加熱体が第１形態のものと相違する点は、帯状発熱抵抗体６の幅方向に複数のスリット７を一定の間隔で設けて帯状発熱抵抗体６を複数の区画６_１… ６_ｎに区分し、帯状発熱抵抗体６のシート抵抗をこの区画６_１… ６_ｎ毎に異ならせている点である。これらの区画６_１… ６_ｎは、各々の長さ及び幅が略一定で、一列状に配列されており、長手方向の中央域の区画ではシート抵抗が高く、両端域の区画ではシート抵抗が低くなしてある。
【００３３】
また前記スリット７は、その幅が１０μｍ以下になしてあるため、その両側に位置する区画からの熱拡散によってスリット部も良好に温度上昇させることができ、リライタブル感熱記録媒体の可視像を確実に消去することができる。
【００３４】
更にこの第２形態においては、発熱抵抗体６には一対の電極４a,４b以外に複数のトリミング用電極８が設けられており、該トリミング用電極８は前述した各区画に１対１に対応するようにして一方の電極４aの直下に配され、該電極４aに共通接続されている。
【００３５】
かかる第２形態の加熱体においても帯状発熱抵抗体６のシート抵抗が長手方向の中央域の区画で高く、両端域の区画で低くなっているため、発熱抵抗体６の幅方向に通電がなされると長手方向中央域の区画では、中央域の区画よりも多くの熱エネルギーが発生するようになっており、それ故、リライタブル感熱記録媒体の可視像を消去するにあたって帯状発熱抵抗体６を長時間、発熱させ続ける際に、絶縁基板１の両端域より多くの熱が逃げようとしても両端域の温度が大幅に低下することはなく、加熱体表面の温度を長手方向にわたり均一化（±３度以内）することができる。従って発熱抵抗体６の温度制御が容易で、リライタブル感熱記録媒体に不要な印画を形成することなく、リライタブル感熱記録媒体の全領域にわたって可視像を確実に消去することが可能となる。
【００３６】
また第２形態の加熱体においては、発熱抵抗体６の各区画６₁…６_nに１対１に対応してトリミング用電極８が設けられているため、これらトリミング用電極８と他方の電極４bとを使って各区画６₁…６_nにパルストリミングを施すことで発熱抵抗体６のシート抵抗を比較的簡単に調整することができる。具体的には、一方の電極４aをトリミング用電極８上に被着させる前の段階で、発熱抵抗体６の両端域の区画に対して、例えば真空雰囲気中もしくは窒素雰囲気中で１００Ｗ／ｍｍ²〜２００Ｗ／ｍｍ²、０．０１ｍｓｅｃ〜０．２０ｍｓｅｃのトリミングパルスを印加し、発熱抵抗体６の両端域を３００℃〜７００℃の温度でジュール発熱させて自身をアニールし、この部分の導電性を向上させることによって両端域のシート抵抗を低下させるか、或いは、発熱抵抗体６の中央域の区画に対して、酸素雰囲気中もしくは大気雰囲気中で５Ｗ／ｍｍ²〜１０Ｗ／ｍｍ²、１００ｍｓｅｃ〜１０００ｍｓｅｃのトリミングパルスを印加し、発熱抵抗体６の中央域を１５０℃〜２００℃の温度でジュール発熱させるとともに該発熱部の表面付近に多量の酸素を結合させてこの部分の導電性を低下せしめ、両端域のシート抵抗を上昇させることにより行なわれる。
【００３７】
尚、本発明は上述した第１，第２形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、改良等が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本願発明の加熱体は、発熱抵抗体の各区画に１対１に対応してトリミング用電極が設けられているため、これらトリミング用電極と他方の電極とを使って各区画にパルストリミングを施すことで発熱抵抗体のシート抵抗を比較的簡単に調整することができるという作用を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１形態に係る加熱体の平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明の第２形態に係る加熱体の平面図である。
【図４】従来の加熱体の平面図である。
【符号の説明】
１・・・絶縁基板、３，６・・・帯状発熱抵抗体、４ａ，４ｂ・・・一対の電極

Claims

矩形状をなす絶縁基板の長手方向に沿って、略一定幅、略一定厚みの帯状発熱抵抗体と、該帯状発熱抵抗体の幅方向の両側で帯状発熱抵抗体の長辺に沿って接続される一対の電極とを配設し、前記帯状発熱抵抗体に複数のスリットを設けて、前記帯状発熱抵抗体を複数の区画に区分するとともに、該区画毎の発熱抵抗体のシート抵抗が長手方向の中央域で高く、両端域で低くなしてある加熱体であって、前記一対の電極の一方の電極の直下に、前記区画毎の発熱抵抗体に１対１に対応する複数のトリミング用電極が配設されていることを特徴とする加熱体。