JPH01152074A - サーマルヘッドの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などに用い
られるサーマルプリントへ、ノドの製造法に関する。

従来の技術 サーマルヘッドは基板の上の抵抗体の発熱により印字す
るものであり、第２図に示す薄膜型のものと、第３図に
示す厚膜型のものがある。薄膜型のものは、基板３ｏの
上のＴａ−３ｉなどの抵抗体膜３１．Ｃｕ−Ｃｒなどか
ら成る電極膜３２　、　ＳｉＯ３などから成る耐酸化［
３３，ＳｉＣなどから成る耐摩耗膜３４から基本的に構
成される。これらの膜は蒸着、スパッタリングなどの真
空プロセスによシ形成される。

一方、厚膜型のものは、基板３ｏの上のＡｕなどの電極
層３１　、　ＲｕＯ２、ガラスフリットなどから成る発
熱抵抗体層３２．硼硅酸ガラスなどから成る耐摩耗層３
３から基本的に構成される。これらの層は、Ａ　ｕ　ｓ
　Ｒｕ　Ｏ２とガラスフリットの混合物の印刷焼成によ
υ得られる。Ａｕ　電極層については、Ａｕのメタルオ
ルガニ・ンクを出発原料とするものも提案されている。

このようなサーマルヘッドをファクシミリのような白、
黒２値記録用に用いる時は、階調がほとんど要求されな
い。しかしながら、フルカラープリンタ用のヘッドとし
て用いる時、中間色調が要求され、例えば６４階調の色
調が必要である。この階調性に直接関係する因子は２つ
有る。ひとつは発熱抵抗体の抵抗体のばらつきであり、
６４階調のためには抵抗値ばらつきｐ　−ｐ　１．５％
でなければならない。さらに他のひとつは、印画紙と抵
抗体との接触が均一でなければならず、このために抵抗
体の形状が印画紙に対して平滑で均一な厚さと形状を保
ったものでなければならない。

このような高階調の要求に対して従来のサーマルヘッド
は次のような問題点を有する。

薄膜サーマルヘッドは、抵抗体、オーバーコート層の厚
さが薄く（〜１μｍ）平滑であるために印画紙との接触
を均一に保つことが容易である。

ところが、薄膜プロセスによって得られた抵抗膜の抵抗
値バラツキをｐ−ｐｌ、５％以内にすることは困難であ
り、抵抗値トリミング工程を取入れることも難しい。ま
た薄膜プロセスによる製造はコスト、生産性の点で不利
である。

一方、厚膜型サーマルヘッドは抵抗体層、耐摩耗層の厚
さが１μ〜１ｏ数μｍであシ、フリットの印刷焼成によ
ることからその形状の平滑さを保つことが難しい。また
得られた抵抗体はその出発原料がガラスフリットとＲｕ
　Ｏ２粉末の混合物であるために、ミクロに見るとＲｕ
　Ｏ２のガラスマトリクス内での均一分散が不充分であ
り、このことが抵抗体内での抵抗値のばらつきを招き、
印字濃度にばらつきを生じさせてしまう。

以上のように、従来の構成のサーマルヘッドは、抵抗値
ばらつき、印画紙との接触性、コストの点で、高階調の
要求されるフルカラープリンタなどへの適用が非常に困
難である。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上に述べたような高階調が要求される用途へ
の適用が可能な印字品質の優れたサーマルヘッドを得よ
うとするものであり、ヘッドの発熱抵抗値のばらつきが
小さく、印画紙と良好な接触を保つことが可能なサーマ
ルヘッドに関するものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、有機金属化合物を含有するペーストを出発原
料とし、前記有機金属化合物の熱分解によって得られた
金属もしくは金属酸化物を含有する層を発熱抵抗体とし
て用い、この抵抗体と、電極、耐摩耗層、基板とから構
成されるサーマルヘッドの製造法である。

作　　用 本発明によれば、有機金属化合物の熱分解により得られ
た厚さの薄い、または抵抗体物質が均一に分散されたガ
ラス層のいずれかを抵抗体層として用いるために、発熱
抵抗体の抵抗値のばらつきが非常に小さく、また印画紙
と紙との接触も良好に保たれる。従来の薄膜型ヘッドと
同程度の薄さでその抵抗ばらつきの小さな抵抗膜が印刷
焼成法により得られる。−！た従来の厚膜抵抗体より抵
抗値のばらつきが小さく厚さが薄いために印画紙との接
触が良好になる。これらの結果、高階調用途のサーマル
ヘッドとして印字品質の高いサーマルヘッドが得られる
。

実施例 次に本発明の具体的な実施例について述べる。

（実施例１） ホーロ基板の表面にＡｕのメタルオルガニックペースト
の印刷焼成、によシ金膜（厚さ０．５μｍ）を形成し、
フォトリソエツチングによシミ極パタニングを行なう。

この上にルテニウムのメタルオルガニックペーストの印
刷焼成により巾１５０μｍ。

厚さ１μｍのＲｕ層もしくはＲｕ酸化物層を形成する。

酸化状態は焼成時の雰囲気中の酸素濃度によって制御さ
れる。つぎにホウケイ酸素ガラスフリットペーストの印
刷焼成により前記Ｒｕ　ｉたはＲｕ酸化物層上にガラス
の耐摩耗層を形成する。

第１図は本実施例のサーマルヘッドの断面を示すもので
、ホーロ基板１ｏ上の金電極層１１，１２゜Ｒｕまたは
Ｒｕ酸化物抵抗体層１３．耐摩耗層１４から成る。

（実施例２） ルテニウムのメタルオルガニックペーストとホウケイ酸
系ガラスフリットとの混合ペースト（混合比５：１）を
印刷焼成して抵抗体層を形成する。

他は実施例１と同じ。

（実施例３） ルテニウムのメタルオルガニックペーストとＳｉ。

Ｂ、Ｐｂのメタルオルガニックとの混合ペースト（混合
比５：１）を印刷焼成して抵抗体層を形成する。他は実
施例１と同じ。

（実施例４） ルテニウムのメタルオルガニック、Ｓｉ、Ｂ、Ｐｂのメ
タルオルガニック、ホウケイ酸素ガラスフリットの混合
ペースト（混合比６：１：１）を印刷焼成して抵抗体層
を形成する。他は実施例１と同じ。

（実施例５） Ｓｉ、Ｂ、Ｐｂ　　のメタルオルガニックペーストラ印
刷焼成して耐摩耗層とする。他は実施例１と同じ。

（実施例６） Ｓｉ、Ｂ、Ｐｂ　　のメタルオルガニックペーストにＳ
ＬＣ粉末を混合したペースト（混合比５：１）を印刷焼
成して耐摩耗層とする。他は実施例１と同じ。

（実施例７） Ｓｌのメタルオルガニックペーストラ印刷ＬＣＨ４雰囲
気中で焼成した層を耐摩耗層とする。

他は実施例１と同じ。

（実施例８） 実施例２のホウケイ酸系ガラスがＭｇ、Ｂａ、Ｃａを含
んだ結晶化ガラスであるもの。

（実施例９） 実施例１のホウケイ酸系ガラスが、Ｍｇ　、　Ｂ　ａ　
。

Ｃａを含んだ結晶化ガラスであるもの。

（実施例１０） 実施例１のサーマルヘッドの発熱抵抗体に過負荷電流を
流し、抵抗体の抵抗値を変化させ、そのばらつきを±０
．５％におさえたもの。

以上の実施例のサーマルヘッドの特性を表に示す。なお
本実施例で述べるメタルオルガニックペーストとは、Ｒ
ｕ　、　Ｓ　Ｌなどの元素の有機金属化合物（メルカプ
チド、エステル、メタルカルボニル化合物、金属のレジ
ネートなど）とエチルセルローズ、テルベノールなどの
溶剤との混合物である。

抵抗体としてＲｕのメタルオルガニックペースト以外の
白金族元素のペーストも使用可能である。

ガラスフリットとしては、カルコゲン系１石英。

オキシナイトライド系も使用可能である。

本実施例では印刷焼成法のみ述べたが、本発明法と簿膜
法との混合プロセスでも本発明の効果は期待できる。基
板としてホーロ基板を用いることにより、この上に形成
される層との密着性が良くなり、耐熱性にも優れるが、
アルミナグレーズを用いても本発明の効果が得られる。

比較例１は、アルミナグレーズ基板上に薄膜法で電極、
抵抗、耐酸化、耐摩耗、膜形成したもので第２図に示す
従来のサーマルヘッドである。

比較例２は、アルミナグレーズ基板上に印刷焼成法によ
シミ極、抵抗、耐摩耗、膜形成したもので第３図に示す
従来のサーマルヘッドである。

発明の効果 本発明によると、得られた抵抗体はその厚さが薄膜プロ
セスによる膜と同程度に薄く平滑であるため印画紙との
接触を均一に保つことができる。

また例えばＲｕ、ＲｕＯ２などの抵抗体層中での分散が
均一になり（Ｒｕ　レジネート−ガラスフリット系、Ｒ
ｕレジネート−ガラスレジネート系などの時）、従来の
厚膜フリットペーストの時よりも抵抗材料のミクロな分
散度が均一になり得られた抵抗体層内での抵抗値のばら
つきが非常に小さくなり優れた印字品質が得られる。そ
して抵抗体の薄膜化により熱効率も高くなり、発熱、冷
却時の熱時定数も薄膜数みになる。このような薄膜状で
あるにもかかわらず本発明の製造法になる抵抗体は抵抗
値の過負荷トリミングが可能になり、抵抗値ばらつきを
ｐ−ｐ１％以内にすることができ、この点からも印字品
質を優れたものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の製造法になるサーマルヘッ
ドの断面構成図、第２図、第３図は従来例のサーマルヘ
ッドの断面構成図である。 １ｏ・・・・・・基板、１１・・・・・・金電極、１２
・・・・・・金電極、１３・・・・・・抵抗体層、１４
・・・・・・耐摩耗層。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に有機金属化合物を含有するペーストを塗
   布し、前記有機金属化合物の熱分解によって得られた金
   属もしくは金属酸化物を含有する発熱抵抗体層を形成し
   、その上に電極、耐摩耗層を形成することを特徴とする
   サーマルヘッドの製造法。
2. （２）有機金属化合物が、ルテニウム，イリジウム，パ
   ラジウム，ロジウム，白金のうちのいずれかの金属の有
   機金属化合物であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のサーマルヘッドの製造法。
3. （３）ペーストが、有機金属化合物とガラスフリットと
   を少なくとも含んだものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のサーマルヘッドの製造法。
4. （４）ペーストが、有機金属化合物と熱分解によってガ
   ラス層形成の可能な元素の有機化合物とを少なくとも含
   んだものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のサーマルヘッドの製造法。
5. （５）ガラス層形成の可能な元素の有機化合物が、Ｓｉ
   ，Ｐｂ，Ｚｒ，Ｂ，Ｃｄ，Ｍｑ，Ｂａ，Ｚｎのうちのい
   ずれかひとつ以上の元素の有機化合物であることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載のサーマルヘッドの製
   造法。
6. （６）ガラスフリットが、硼硅酸系，鉛系，カルコゲン
   系，石英，オキシナイトライド系などのガラスフリット
   であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のサ
   ーマルヘッドの製造法。
7. （７）ペーストが、白金属元素のレジネートであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項のサーマルヘッドの
   製造法。
8. （８）ガラス層形成可能な元素の有機化合物が、これら
   元素のレジネートペーストであることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載のサーマルヘッドの製造法。
9. （９）発熱抵抗体を形成後、この抵抗体に電気エネルギ
   を加えて抵抗値のトリミングを行うことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッドの製造法。
10. （１０）前記電極が、導電性金属のレジネートから得ら
    れたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載のサーマルヘッドの製造法。
11. （１１）耐摩耗層が、ガラスフリット，Ｓｉ，Ｐｂ，Ｂ
    などのレジネートペーストのいずれか、もしくは両者の
    混合物、もしくはこれらにＳｉＣなどの耐摩耗粉末を添
    加したものを出発原料として得られたものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサーマルヘッド
    の製造法。
12. （１２）耐摩耗層がＳｉまたはＴｉのレジネートを含む
    材料を出発原料とし、Ｎ＿２もしくは炭化水素雰囲気中
    で熱処理して得られたＳｉＣ，ＳｉＮ，ＴｉＣ，ＴｉＮ
    のいずれかを含む層であることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載のサーマルヘッドの製造法。
13. （１３）基板が、アルミナグレーズ基板，ホーロ基板の
    いずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載のサーマルヘッドの製造法。