JPH02156602A - サーマルヘッド - 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 本発明はファクシミリ、フルカラープリンタ、ワープロ
などの印字装置に用いるサーマルヘッドに関するもので
あり、特に印字品質の優れたサーマルヘッドに関するも
のである。

従来の技術 熱転写、感熱印字方式プリンタなどの印字装置に用いら
れるサーマルヘッドは従来次の二つの種類のものがある
。

第一のものは、第２図に示したようにグレーズ層１を被
覆したアルミナのような絶縁基板２の上に蒸着、スパッ
タリングのような真空薄膜形成プロセスによシ得たＴａ
−５ｉのような抵抗体層３゜Ｎｉ　、　Ｃｒのような電
極層４．Ｓ　ｉ０２のような耐酸化層５　、　ＳｉＣの
ような耐磨耗層６をホトリソエツチング法をもちいてパ
ターン形成したもので、いわゆる薄膜型と呼ばれるもの
である。

第二のものは第３図に示したように絶縁基板２ａの上に
電極層４ａ、抵抗体層３ａ、耐磨耗層６ａを、それぞれ
をペーストの印刷焼成によシ形成するもので、いわゆる
厚膜型と呼ばれるものである。なお１ａはグレーズ層で
ある。

発明が解決しようとする課題 上に述べた二つの種類のサーマルヘッドはそれぞれ長所
と短所を有する。すなわち、薄膜型サーマルヘッドは抵
抗体形状（面債、厚さなど）が各ドツト間で均一であシ
その熱容量が均一であることから印字の時の紙へいの熱
の伝達が均一に行われる。また各抵抗体の抵抗値もある
レベルまでは均一なものが得られ、総合的に見て印字品
質の優れたサーマルヘッドである。抵抗体層の厚さが薄
（１ｏｏｏ−ｓｏｏｏＡであることから熱容量が小さく
、パルス印加ＯＮ、ＯＦＦ時の抵抗体温度の立ち上がり
、立ち下がり時定数は優れたものになり印字発熱効率も
高い。しかしながら従来の薄膜型では抵抗値のばらつき
は±６チ以下にすることは難しく、さらに優れた印字品
質を望むことは困難である。また薄膜プロセスのための
設備コスト、パッチ生産など生産性、低コスト化の点か
ら解決するべき問題点が多い。

一方、厚膜型サーマルヘッドは印刷焼成法を用いること
から設備コストが低いこと、連続生産が容易なことなど
利点が多いが、抵抗体層が酸化ルテニウム粉末などの金
属酸化物粉末とガラスフリットとの混合物から成るペー
ストを印刷焼成したものであることから抵抗体層中の金
属酸化物層の均一分散が得られにくく、ドツト間の抵抗
値ばらつきを少なくすることが困難である。厚膜型サー
マルヘッドでは過負荷トリミング法によってこの抵抗値
ばらつきを±１％以下にすることが可能である。しかし
ながら一つのドツトの中のミクロな電流パスに注目する
とトリミングの不均一性などが要改善点として残されて
いる。これらの短所は、厚膜抵抗体層の大きな熱容量に
起因するところ大であり、発熱印字の時の時定数が大き
いこと、印字熱効率が悪いこと、印字品質が悪いことな
ど、の結果に至っている。

本発明は印字時定数、熱効率、および印字品質の改善を
目的とするもので印刷焼成法による厚膜型サーマルヘッ
ドの改善に関するものである。

課題を解決するだめの手段 本発明は、ガラス結合マトリックスの中に抵抗体成分元
素を入れ込んだ構造の発熱抵抗体層を有したサーマフレ
ベツドで抵抗体の成分元素が、有機金属化合物を出発原
料とするものであることを特徴とする。なお前記有機金
属化合物として、室温において液体状、固体状または両
者の混合物を用いた抵抗体成分からなるものを採用する
とよい。

ガラス成分としては、Ｓｔ、　Ｂ、　Ｐｂ、　Ｎａ、　
Ｋ。

Ｌｉ、　Ｃａ、　Ｂａ、　Ａｌ、　Ｚｒ、　Ｔｉ、　Ｚ
ｎ、　Ｓｒ、　Ｌａの少なくとも２種以上から構成され
、また、抵抗体成分としては、Ｒｕ、　Ｔａ、　Ｎｉ、
　Ｃｒ、　Ａｕの少なくとも１種から構成されるものを
用いるとよい。

作　　用 本発明によれば、第１図に示しだように、ガラス結合マ
トリックスの中またはその間隙に抵抗体成分元素が入り
込んだ構造を有して抵抗体成分元素が均一に分散されて
いる状態となり、このガラス膜自体がある抵抗を示す１
、そして抵抗体を形成する成分元素が有機金属化合物を
出発原料とするものであるので、ガラスマトリックスを
形成する段階において有機金属化合物が熱分解し抵抗体
成分元素がガラスマトリックスの中に均一に入シ込むこ
とができ、発熱抵抗体層に電圧印加すると発熱分布が均
一になり、熱効率、印字ＯＮ、ＯＦＦ時定数、印字品質
の優れたものとなる。

実施例 以下に示す各実施例は、厚膜型サーマルヘッドに関する
ものであり、第３図に示すものと基本的構造は同一であ
る。

（実施例−１） 厚さ０．８叩のグレーズアルミナ基板の上に金の有機金
属化合物ペーストの印刷焼成、ホトリソエツチングによ
って電極層を形成する。発熱抵抗体層は、ルテニウムの
脂肪酸エステ）Ｖ　（炭素数７で液体）に、はう珪酸系
ガラスフリット、エチルセルロース、テルピネオールを
混合しペースト状にし、これをスクリーン印刷で印刷し
、乾燥、焼成した。最後に硼珪酸鉛系ガラスペーストの
印刷焼成により耐磨耗層を形成した。

（実施例−２） 実施例−１の発熱抵抗体層を、炭素数が１０のルテニウ
ムの金属アルコキシド、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｂの金属ア〜コキ
７ド、エチルセルロース、テルピネオールを混合しペー
スト状にしてスクリーン印刷で印刷、乾燥、焼成し、発
熱抵抗体層を得た。

（実施例−３） 実施例−１のルテニウムの有機化合物として炭素数が２
０の固体状レジネートを用いた。

（実施例−４） 実施例−１のルテニウムの脂肪酸エステルのかわりにタ
ンタルの脂肪酸エステルを用いて発熱抵抗体層を得た。

（実施例−５） ｌｉ例−２のルテニウムの金属アルコキシドのかわりに
炭素数１０のタンタルの金属アルコキシドを用いて発熱
抵抗体層を得た。

（実施例−６） ルテニウムの固体状脂肪酸エステ／Ｌ／（炭素数７）。

ルテニウムの液状脂肪酸エステル（炭素数２ｏ）と、Ｐ
ｂ、Ｓｉ、Ｂのそれぞれのアルコラード、それにエチル
セルロース、テルピネオールを７１１Ｌペースト状にし
、印刷、乾燥、焼成して発熱抵抗体層とした。他は実施
例−１と同じ。

（実施例−７） 実施例−２と同じ発熱抵抗体層を形成し、この抵抗体層
の上にスバ・ツタリング法により炭化硅素膜（厚さ３μ
ｍ）を形成して耐磨耗層とした。

（実施例−８） 実施例−２と同じ抵抗体層を形成し、この抵抗体層の上
に、ＳＬ、Ｂ、Ｐｂのそれぞれの脂肪酸エステ）Ｖ　（
炭素数１０）、炭化硅素粉末（平均粒径０．６　μｍ　
）　、　エチルセルロ−スの混合ペーストを、印刷焼成
によって耐磨耗層（厚さ２．０μｍ）を形成した。

第１表に本発明の実施例によるサーマルヘッドの特性を
示す。表中の比較例−１は抵抗ペーストとして酸化ルテ
ニウム粉末と硼珪酸ガラスフリットトエチルセルローズ
とターピネオールとの混合ペーストを用いたもので、そ
の他の構成および材料は実施例−１と同じである。また
比較例−２は薄膜プロセスにより製作したサーマルヘッ
ドである。

本パルス電圧 本立上がり 本立下がシ ＊熱効率 第１表 ０、１６Ｗ／ｄｏｔ　３２ｍｓｅｃ／ｃｙｃｌ　１／４
ｄｕｔｙ４ｍｓｅｃ時の時定数 ４ｍ気時の時定数 ０、Ｄ＝１時の入力エネルギー 発明の効果 以上記載のように、本発明は、従来抵抗体成分に用いら
れていた酸化ルテニウムのような金属酸化物粉末を用い
ていないために、ガラス結合マトリックスの中に抵抗体
成分元素が均一に入り込み、発熱分布が均一になる。ま
たガラス結合成分も有機金属化合物を用いることにより
抵抗体の厚さが０、６〜３μｍと非常に薄い抵抗体層を
得ることができる。このため抵抗体層の熱容量が薄膜プ
ロセスによるものと同等になるため印字の時のＯＮ。

ＯＦＦ時定数．印字熱効率．印字品質．いずれの点でも
優れた特性を有するサーマルヘッドが低コストで連続的
に生産できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示すガラス結合マトリックス構
造の概念図、第２図及び第３図は夫々、従来の薄膜型お
よび厚膜型サーマルヘッドの代表的な構成例を示す断面
図である。 ３ａ・・パ・、発熱抵抗体層。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 ・ ガラス成分元素 低抗体成分元素 第 図 第 図 、りａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラス結合マトリックスの中に、 抵抗体成分元素が入り込 んだ構造の発熱抵抗体層を有したサーマルヘッド。