JPH0232864A

JPH0232864A - サーマルヘッド

Info

Publication number: JPH0232864A
Application number: JP18435288A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Yoshida; 昭彦吉田; Atsushi Nishino; 敦西野; Nobuyuki Yoshiike; 信幸吉池; Yoshihiro Watanabe; 善博渡辺; Yasuhiro Takeuchi; 康弘竹内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1990-02-02

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。

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
。第一のもは、第２図に示すもので、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り得たＴａ
−Ｓｉのような抵抗体層３．旧、Ｏｒのような電極層４
．Ｓ＋０２のような耐酸化層５．５ｉ（１！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図に示すもので、絶縁性基板１２の
上の電極層１３、抵抗体層１４、耐磨耗層１５、それぞ
れをペーストの印刷焼成により形成するもので、いわゆ
る厚膜型と呼ばれるものである。１１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
と短所を存する。すなわち、薄・模型サーマルヘッドは
抵抗体形状（面積、厚さなど）が各ドツト間で均一であ
りその熱容量が均一であることから印字の時の紙への熱
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
質の優れタサーマルヘッドである。抵抗体層の厚さが薄
く＋０００−３０００　Ａ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±５％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、バ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、成して形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難く、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バ
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。

本発明は上記従来技術に基づき、印字時定数、熱効率、
および印字品質の改善を目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、絶縁性基板の上の電極層と、この上の厚さが
０．３μｍから３．０μｍの発熱抵抗体層と耐摩耗層と
から構成されるサーマルヘッドである。

作用本発明のサーマルヘッドに用いる抵抗体はその厚さが０
．３μｒａ−３，０μｍである。抵抗体の厚さが０゜３
μｍ以上の時、印字紙と抵抗体との接触が均一良好にな
る。このため印字品質、特に低濃度印字の時の印字品質
が優れたものになる。この効果は抵抗体の形状が凸であ
るため生じるものである。

本発明によれば、その厚さが、いわゆる従来の真空プロ
セスにより得ることが困櫂な０．３μｍ１以上で、いわ
ゆる従来の印刷−焼成法により得ることが困難な３．０
μ−以下の、膜で、抵１抗体内１部の元素分布が均一で
、気泡の比率が低く、熱容量が小さく、形状が均一な抵
抗体を有するサーマルヘッドであり、熱効率、印字ＯＮ
、ＯＦＦ時定数、印字品質の優れたものとなる。

実施例本発明のサーマルヘッドに用いる抵抗体はその厚さが０
．３μｍ−３，０μｍである。抵抗体の厚さが０゜３μ
ｍ以上の時、印字紙と抵抗体との接触が均一良好になる
。このため印字品質、特に低濃度印字の時の印字品質が
優れたものになる。しかし、その厚さが０．３μｍ以下
の時は得られないものである。

一方、厚さが厚くなると前述のようにその熱容量のため
に印字の立ち上がり、立ち下がり特性が悪くなる。厚さ
が３．０μ以上のとき特にこの傾向が大きくなる。さら
に生成した膜の中に存在する元素ノ分布の均一性につい
て膜の厚さとの相、関・性をみると次のようになる。

第１図は、従来の真空プロセスにより形成した゛薄膜、
及び従来のペースト印刷プロセスにより形成した厚膜、
それぞれの膜としての組成均一性と生成した膜の厚さと
の関係を示すものである。この図かられかるように、従
来の真空薄、膜でその厚さが０．３μｍ以上の膜厚のも
のは均一組成の膜を得ることが難しく、膜の強度、成膜
のしやすさなどを考慮するとサーマルヘッドの抵抗体層
や耐摩耗層として使用に耐える膜厚はおよそ０．３μｍ
以下である。一方、ペースト印刷焼成法による厚膜はそ
の厚さが３μｍ以上で安定した膜を得ることが容易だが
この値以下の均一膜の形成はむづかしい。第１図に示す
ように、従来の技術では０．３μｍから３゜０μｍの範
囲の厚さを有する安定な膜を得ることは困難でありサー
マルヘッドの膜としての適用は不可であった。この様に
サーマルヘッドの抵抗体層として適した膜の厚さは０．
３μｍから３．０μｍの間であり本発明はこの範囲の膜
厚の抵抗体層を有するサーマルヘッドである。

以下に本発明の具体的な実施例を示す。

（実施例−１）厚さ０．８＋ｎｎ＋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。このうえに印刷焼成法に
よってライン状の抵抗体層を形成する。

印刷に用いた抵抗体ペーストは、ルテニウムの脂肪酸エ
ステル（炭素数７で液体）、Ｐｂ、Ｂ、Ｓｉ、それぞれ
の脂肪酸エステル、エチルセルロース、テルピネオール
の混合組成ペーストである。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−３）実施例−１のルテニウムの脂肪酸エステルの替わりにル
テニウムの多環有機化合物を用いた。

（実施例−４）ルテニウムの多環有機化合物と実施例−１で用いたペー
ストとの混合ペーストを印刷焼成した。

（実施例−５）ルテニウムの固体状脂、肪酸エステル（炭素数７）。

ルテニウムの液状脂１肪酸エステル（炭素数２０　）　
、Ｐｂ　。

Ｓｌｌ、Ｂ１　　それぞれのアルコラート、エチルセル
ロース、テルピネオールの混合ペーストを印刷焼成して
抵抗体層とした。他は実施例−１と同じ。

（実施例−６）実施例−１と同じ抵抗体層を形成しこの抵抗体層の上に
スパッタリング法により炭化硅素膜（厚さ３μｍ）を形
成して耐・磨ｊ耗層とする。

（実施例−７）実施例−１と同じ抵抗体層を形成し、この抵抗体層の上
に、Ｓｉ、Ｂ、Ｐｂ　　それぞれの脂肪酸エステル（炭
素数１０）、炭化硅素粉末（平均粒径０．５μｍ）、エ
チルセルロース、テルピネオールの混合ペーストの印刷
焼成によって耐磨耗層（厚さ２．０μｍ）を形成する。

（実施例−８）紫外線により分解し酸化物となるルテニウムの有機化合
物と、同じく紫外線により分解し酸化物となるＳｉ、Ｐ
ｂ、Ｂ、の有機化合物と、テルピネオール、エチルセル
ロース、の混合ペーストを印刷する。

続いてこれに紫外線を照射しＲｕＯ２−５Ｉ０２−Ｐｂ
Ｏ−Ｂ２０３層とする。耐摩耗層として実施例−６と同
じ方法で炭化硅素層を形成する。

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と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
他の横、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・膜プロセスにより制作したサーマルヘ
ッドである。

（以下余白）パルス電圧０．１８Ｗ／ｄａｔ３２ｍｓｅｃ／ｃｙｃｌ
ｅｌ／４ｄｕｔｙＯＤ：１．０時の入力エネルキ゛−１
８ｍ５ｅｃ／ｃｙｃｌｅｌ／４ｄｕｔｙ発明の効果以上のように亀　本発明は特定厚さの抵抗体層をもちい
るので、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図は従来薄膜の膜厚と均一性の関係図、第２図およ
び第３図は従来のサーマルヘッドの代表的な構成図であ
る。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ＯＡ　　　
　　　　　　＋生成し７：膜の４ま（ｎｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に設けた厚さが
０．３〜３．０μｍの発熱抵抗体層と、前記発熱体層の
上もしくは下に設けた電極層と、前記発熱抵抗体層上に
設けた耐摩耗層とから構成されるサーマルヘッド。
（２）発熱抵抗体層が白金族元素、金、銀、ニッケル、
クロム、シリコン、ゲルマニウム、タンタル、アルミニ
ウム、ジルコニウム、チタン、硼素、ビスマス、バナジ
ウム、鉛、から選ばれた金属またはその酸化物を含有す
るものであること特徴とする請求項１記載のサーマルヘ
ッド。
（３）発熱抵抗体層がペーストの印刷などの成膜および
これに続く焼成、分解により形成されたものであること
を特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
（４）ペーストが金属の有機化合物を含む物であること
を特徴とする請求項３記載のサーマルヘッド。
（５）金属の有機化合物が炭素数が２０までの低級脂肪
酸のエステル、アルコラート、メルカプチド、多環式有
機金属化合物、その他のレジネート、ロジネート、の単
体もしくはいずれかの混合物であることを特徴とする請
求項４記載のサーマルヘッド。
（６）金属の有機化合物が室温において液体状、固体状
、または両者の混合物であることを特徴とする請求項４
記載のサーマルヘッド。
（７）分解が、熱エネルギによるもの、光エネルギによ
るもの、化学反応によるもの、のいずれかひとつまたは
これらの併用によるもであることを特徴とする請求項４
記載のサーマルヘッド。
（８）耐磨耗層が蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、など
による炭化硅素、窒化硅素、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ膜、炭素膜の
いずれか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。
（９）耐磨耗層がＳｉ、Ｂ、Ｐｂなどの元素の有機化合
物を出発原料とし、これの分解により得られたものであ
ることを特徴とする請求項８記載のサーマルヘッド。
（１０）耐磨耗層がＳｉ、Ｐｂ、Ｂ、の有機化合物、Ｓ
ｉＣ、ＳｉＮ、ＴｉＣ粉末、を少なくとも含む混合ペー
ストを出発原料とし、これの分解により得られたもので
あることを特徴とする請求項９記載のサーマルヘッド。
（１１）発熱抵抗体層の空孔率が１５％以下であること
を特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。