JPH03247467A - Thermal head - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、感熱式印字装置等に組み込まれるサーマルヘ
ッドに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thermal head incorporated in a thermal printing device or the like.
[従来の技術]
従来より、サーマルヘッドについては、印字性能の向上
が望まれている。このような特性は、サーマルヘッドか
ら感熱記録紙などの印字面への熱伝導性により大きく左
右されるため、これについての改善が種々提案されてい
る。[Prior Art] It has been desired to improve the printing performance of thermal heads. Since such characteristics are greatly influenced by the thermal conductivity from the thermal head to the printing surface of thermal recording paper or the like, various improvements in this regard have been proposed.
第2図は、従来のサーマルヘッドの断面を概略的に示す
構成図である。第2図に示されるように、従来のサーマ
ルヘッドにおいては、絶縁性の基板11上に保温層12
が備えられ、その上に発熱抵抗体層13、給電体14a
と14b1酸化防止層15、保護層16が順に備えられ
ている。そして、発熱抵抗体13の給電体14aと14
bとの間の部分Aが発熱部となる。上記従来のサーマル
ヘッドでは、発熱部Aの上方が凹部Bとなっているため
に、印字の際に上記発熱部Aと印字面との間に間隙がで
きる。上記凹部Bによる間隙には空気層が存在し、上記
発熱部Aにて発生した熱は上記空気層を介して印字面に
伝えられるため、熱伝導性は極めて悪い状態にある。FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a cross section of a conventional thermal head. As shown in FIG. 2, in the conventional thermal head, a heat insulating layer 12 is placed on an insulating substrate 11.
is provided, on which a heating resistor layer 13 and a power supply body 14a are provided.
14b1, an anti-oxidation layer 15, and a protective layer 16 are provided in this order. Then, the power supply bodies 14a and 14 of the heating resistor 13
The part A between it and b becomes a heat generating part. In the conventional thermal head described above, since the upper part of the heat generating part A is the recessed part B, a gap is created between the heat generating part A and the printing surface during printing. An air layer exists in the gap formed by the recess B, and the heat generated in the heat generating portion A is transmitted to the printing surface via the air layer, so that the thermal conductivity is extremely poor.
特開昭61−74860号公報には、上記印字面に対す
る熱伝導性を改良するために、発熱抵抗体上に該発熱抵
抗体と同一形状の金属層を備えているサーマルヘッドが
開示されている。第3図は上記公報に開示されているサ
ーマルヘッドの断面を概略的に示す構成図である。第3
図において、第2図と同一の構成部分には同一の符号を
付して説明を省略する。JP-A-61-74860 discloses a thermal head in which a metal layer having the same shape as the heating resistor is provided on the heating resistor in order to improve the thermal conductivity to the printed surface. . FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a cross section of the thermal head disclosed in the above publication. Third
In the figure, the same components as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and their explanation will be omitted.
上記公報に開示されたサーマルヘッドは、第3図に示す
ように、酸化防止層15上の発熱部Aに対向する部分に
該発熱部Aと同一形状を有する金属層17が備えられて
おり、上記金属層17上にはサーマルヘッド全体を被覆
する保護層16が備えられている。そして、上記サーマ
ルヘッドは上記金属層17により突出部Cが形成されて
いる。As shown in FIG. 3, the thermal head disclosed in the above publication is provided with a metal layer 17 having the same shape as the heat generating part A on a portion of the anti-oxidation layer 15 facing the heat generating part A. A protective layer 16 is provided on the metal layer 17 to cover the entire thermal head. The thermal head has a protrusion C formed by the metal layer 17.
上記公報に開示されたサーマルヘッドは、上述の構造を
有しているので、印字の際には、上記突出部Cが直接印
字面に接触し、該印字面との間に空気層を介在させるこ
とがない。従って、上記サーマルヘッドでは、発熱部A
における発熱が効率よく印字面に伝えられる。Since the thermal head disclosed in the above publication has the above-described structure, during printing, the protrusion C directly contacts the printing surface, with an air layer interposed between it and the printing surface. Never. Therefore, in the above thermal head, the heat generating part A
The heat generated in is efficiently transmitted to the printing surface.
上記公報の記載によれば、上記金属層17は、酸化防止
層15上の発熱部Aに対向する位置に薄膜技術によりア
ルミニウム等の材料で第一の金属層を形成したのち、上
記第一の金属層上に無電解メツキ等の手法によりニッケ
ル等の材料で第二の金属層を形成することにより製造で
きるとされている。According to the description in the above-mentioned publication, the metal layer 17 is formed by forming a first metal layer of a material such as aluminum by thin film technology at a position facing the heat generating part A on the anti-oxidation layer 15, and then forming the first metal layer using a material such as aluminum. It is said that it can be manufactured by forming a second metal layer of a material such as nickel on the metal layer using a technique such as electroless plating.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記公報に開示されているサーマルヘッ
ドにおいては、発熱部に対向する位置に形成される金属
層を適正な形状にすることが難しく、印字品質が低下す
ることがあるという問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the thermal head disclosed in the above-mentioned publication, it is difficult to form the metal layer formed at the position facing the heat generating part into an appropriate shape, resulting in a decrease in printing quality. There is a problem that sometimes happens.
即ち、上記形成される金属層が上記発熱部よりも太きい
ときには該金属層の一部が給電体上に形成されることに
なり該金属層と給電体との間に間隙が生じやすくなるの
で、発熱部からの熱が不均一に伝えられる傾向があり、
かつ、印字ドツトが所定の大きさよりも大きくなる。ま
た、上記形成される金属層が、上記発熱部よりも小さい
ときには、印字ドツトが所定の大きさよりも小さくなる
。That is, when the metal layer formed above is thicker than the heat generating part, a part of the metal layer will be formed on the power supply body, and a gap will likely occur between the metal layer and the power supply body. , heat from the heat generating part tends to be transferred unevenly,
Moreover, the printed dot becomes larger than a predetermined size. Further, when the formed metal layer is smaller than the heat generating portion, the printed dots become smaller than a predetermined size.
そこで、本発明は上記したような従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
印字面に対して良好な熱伝導性を有するとともに、適正
な大きさの印字ドツトを得ることかできるサーマルヘッ
ドを提供することにある。Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to:
It is an object of the present invention to provide a thermal head that has good thermal conductivity to a printing surface and can obtain printing dots of appropriate size.
[課題を解決するための手段]
本発明に係わるサーマルヘッドは、絶縁基板と、上記絶
縁基板上に備えられた保温層と、上記保温層上に備えら
れた給電体と、上記給電体と同一層内に備えられた不導
体と、上記給電体及び不導体の上に備えられた発熱抵抗
体とを有することを特徴としている。[Means for Solving the Problems] A thermal head according to the present invention includes an insulating substrate, a heat insulating layer provided on the insulating substrate, a power supply body provided on the heat insulating layer, and the same as the power supply body. It is characterized by having a non-conductor provided in one layer, and a heating resistor provided on the power supply body and the non-conductor.
[作用]
サーマルヘッドでは、通常、給電体と共通電極との間に
電圧を印加することにより、熱を発生させる。[Function] In a thermal head, heat is usually generated by applying a voltage between a power supply and a common electrode.
本発明のサーマルヘッドは、保温層上に給電体と不導体
とを備え、該給電体及び不導体の上に発熱抵抗体を備え
ている構造を有する。そこで、上記電圧印加による電流
は、上記給電体が備えられている部分では該給電体の電
気抵抗が発熱抵抗体より小さいため該給電体の方に流れ
、該給電体上の発熱抵抗体は実質的に発熱しない。一方
、不導体が備えられている部分では、上記電流は該不導
体上の発熱抵抗体に流れるので、該発熱抵抗体が発熱す
る。The thermal head of the present invention has a structure in which a power supply body and a nonconductor are provided on a heat insulating layer, and a heating resistor is provided on the power supply body and the nonconductor. Therefore, the current due to the voltage application flows toward the power supply body in the part where the power supply body is provided because the electric resistance of the power supply body is smaller than that of the heat generating resistor, and the heat generating resistor on the power supply body is substantially Does not generate heat. On the other hand, in a portion provided with a non-conductor, the current flows to a heat-generating resistor on the non-conductor, so that the heat-generating resistor generates heat.
従って、本発明のサーマルヘッドでは、上記不導体の上
面に位置する部分の発熱抵抗体が選択的に発熱させられ
、発熱部になる。Therefore, in the thermal head of the present invention, the portion of the heat generating resistor located on the upper surface of the non-conductor is selectively made to generate heat and becomes a heat generating portion.
また、本発明のサーマルヘッドは、上述の構造を有する
ので、発熱部が滑らかな凸状となり、熱の伝達が良好と
なる。Further, since the thermal head of the present invention has the above-described structure, the heat generating portion has a smooth convex shape, and heat transfer is improved.
[実施例コ 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。[Example code] The present invention will be explained below based on illustrated embodiments.
第1図は、本発明に係わるサーマルヘッドの一実施例を
示す概略構成図である。同図に基づいて本実施例の構成
を説明すると、本実施例においては、絶縁性のアルミナ
基板1上にグレーズガラスなどからなる保温層2が備え
られており、この保温層2上に給電体3a、3bが備え
られており、給電体3a、3bと同一層内に不導体4が
備えられている。そして、上記給電体3a、3b、及び
、不導体4の上に、さらに、スパッタ法により形成され
たT a 2 N等よりなる発熱抵抗体層5、及び、発
熱抵抗体層5上にスパッタ法等により形成されたSiO
2等よりなる保護層6が備えられている。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a thermal head according to the present invention. To explain the configuration of this embodiment based on the figure, in this embodiment, a heat insulating layer 2 made of glazed glass or the like is provided on an insulating alumina substrate 1, and a power supply unit is placed on this heat insulating layer 2. 3a and 3b are provided, and a nonconductor 4 is provided in the same layer as the power feeders 3a and 3b. Then, on the power supply bodies 3a, 3b and the nonconductor 4, a heating resistor layer 5 made of T a 2 N or the like is formed by sputtering, and a heating resistor layer 5 is formed by sputtering on the heating resistor layer 5. SiO formed by etc.
A protective layer 6 made of 2 etc. is provided.
上記構成とすることにより、滑らかな凸形の倒立した円
弧状の断面形状を有するサーマルヘッドが得られる。With the above configuration, a thermal head having a smooth convex inverted arcuate cross-sectional shape can be obtained.
本実施例において、上記給電体3a、3b、及び不導体
4は、次のようにして形成する。まず、上記保温層2上
に、スパッタ法等によりアルミニウム層を形成する。次
いで、上記アルミニウム層に、フォトレジストを塗布し
、ガラスマスク等でパターンを露光、現像して形成した
レジストパターンで被覆した後、露出部分を不導体化処
理する。In this embodiment, the power supply bodies 3a, 3b and the nonconductor 4 are formed as follows. First, an aluminum layer is formed on the heat insulating layer 2 by sputtering or the like. Next, the aluminum layer is coated with a resist pattern formed by applying a photoresist and exposing and developing the pattern using a glass mask or the like, and then the exposed portions are treated to become non-conductive.
上記不導体化処理は、上記アルミニウム層を選択的にア
ルマイト化することにより行なう。上記選択的アルマイ
ト化は、前記したレジストパターンをマスクとしてアル
ミニウム層をシュウ酸溶液中に浸漬するなどそれ自体公
知の方法によって行なうことができる。上記アルマイト
化処理により、アルマイト化されずに残された部分が給
電体3a、3bとなり、アルマイト化された部分が不導
体4となる。The above-mentioned passivation treatment is performed by selectively alumiteizing the above-mentioned aluminum layer. The selective alumite formation can be carried out by a method known per se, such as by immersing the aluminum layer in an oxalic acid solution using the resist pattern described above as a mask. As a result of the alumite treatment, the portions remaining without being alumitized become the power feeders 3a, 3b, and the alumite portions become the nonconductor 4.
本実施例において、上記不導体4は、上記凸状の断面形
状の頂上部分に設けられていることが好ましい。不導体
4を上記部分に設けることにより、印字の際に発熱部が
直接印字面に接触するので、良好な熱伝導性が得られる
。In this embodiment, the nonconductor 4 is preferably provided at the top of the convex cross-sectional shape. By providing the nonconductor 4 in the above portion, the heat generating portion comes into direct contact with the printing surface during printing, so that good thermal conductivity can be obtained.
サーマルヘッドにおいては、基板上に複数の発熱部が設
けられることが一般的である。この場合には、−の発熱
部の給電体は、隣り合う他の発熱部の給電体とは電気的
に絶縁された個別電極であることが必要である。In a thermal head, a plurality of heat generating parts are generally provided on a substrate. In this case, it is necessary that the power feeder of the negative heat generating part be an individual electrode that is electrically insulated from the power feeders of the other adjacent heat generating parts.
本実施例では、第4図に示すように、上記不導体化処理
の際に上記不導体4を形成する部分5aとともに給電体
間の絶縁部5bを同時に不導体化処理することζqより
、各個に絶縁された給電体(個別電極)7を形成するこ
とができる。上記個別電極7の一方(第1図の給電体の
3aまたは3bのいずれか一方)は、共通電極部分8に
連絡している。In this embodiment, as shown in FIG. 4, since the portion 5a forming the nonconductor 4 and the insulating part 5b between the power feeders are simultaneously made into a nonconductor during the above-mentioned passivation process, each individual A power supply body (individual electrode) 7 that is insulated can be formed. One of the individual electrodes 7 (either one of the power supply bodies 3a or 3b in FIG. 1) is connected to the common electrode portion 8.
また、上記サーマルヘッドは、さらに、アルミナ基板1
及び保温層2と、給電体3a、3b及び不導体4との間
に絶縁層が備えられている構造であってもよく、あるい
は、保温層2上に応力緩和層が備えられている構造であ
ってもよい。Further, the thermal head further includes an alumina substrate 1
It may also be a structure in which an insulating layer is provided between the heat insulating layer 2, the power supply bodies 3a, 3b, and the nonconductor 4, or a structure in which a stress relaxation layer is provided on the heat insulating layer 2. There may be.
[発明の効果]
以上詳しく説明したように、本発明によれば、断面が凸
状のサーマルヘッドを製造することができ、該凸状断面
の頂上部分に不導体部分を設けることにより、発熱抵抗
体の該不導体部分上に備えられた部分を選択的に発熱部
とすることができる。[Effects of the Invention] As explained in detail above, according to the present invention, it is possible to manufacture a thermal head having a convex cross section, and by providing a non-conducting portion at the top of the convex cross section, the heating resistor A portion provided on the non-conducting portion of the body can be selectively used as a heat generating portion.
上記サーマルヘッドは、上記凸状断面の頂上部分が発熱
部となり直接印字面に接触するので、印字面に対して良
好な熱伝導性が得られる。In the thermal head, the top portion of the convex cross section becomes a heat generating portion and directly contacts the printing surface, so that good thermal conductivity to the printing surface can be obtained.
また、上記不導体部分は、給電体として形成された金属
層の一部をマスクパターンで被覆し、マスクパターンに
被覆されていない露出部を不導体化することにより形成
される。従って、上記不導体部分は、上記マスクパター
ンにより任意の形状及び大きさに形成することができ、
適正な形状及び大きさの印字ドツトを得ることができる
。Further, the nonconductor portion is formed by covering a part of the metal layer formed as a power supply body with a mask pattern, and making the exposed portion not covered by the mask pattern nonconductive. Therefore, the nonconductor portion can be formed into any shape and size by the mask pattern,
Printed dots of appropriate shape and size can be obtained.
第1図は本発明に係わるサーマルヘッドの一実施例を示
す概略構成図、
第2図はサーマルヘッドの従来例を示す概略構成図、
第3図はサーマルヘッドの他の従来例(特開昭61−7
4860号公報に開示された例)を示す概略構成図、
第4図は不導体化処理により複数の発熱部が設けられた
アルミニウム層の一部を示す平面図である。
1.11・・・アルミナ基板、 2.12・・・保温層
、3a、3b、14a、 14b−・・給電体、4・・
・不導体、 5.13・・・発熱抵抗体、A・・・発熱
部。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a thermal head according to the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of a thermal head, and FIG. 61-7
FIG. 4 is a plan view showing a part of an aluminum layer provided with a plurality of heat generating parts by passivation treatment. 1.11...Alumina substrate, 2.12...Heat insulation layer, 3a, 3b, 14a, 14b-...Power supply body, 4...
- Nonconductor, 5.13... Heat generating resistor, A... Heat generating part.
Claims (1)
有することを特徴とするサーマルヘッド。[Scope of Claims] An insulating substrate, a heat insulating layer provided on the insulating substrate, a power supply body provided on the heat insulating layer, a non-conductor provided in the same layer as the power supply body, and the power supply body. What is claimed is: 1. A thermal head comprising: a heating resistor provided on a nonconductor;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4636890A JPH03247467A (en) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4636890A JPH03247467A (en) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | Thermal head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03247467A true JPH03247467A (en) | 1991-11-05 |
Family
ID=12745211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4636890A Pending JPH03247467A (en) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | Thermal head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03247467A (en) |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP4636890A patent/JPH03247467A/en active Pending
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