JPH0421460A - 通電方式記録ヘッド - 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】 （技術分野） 本発明は、画像、文字等を印写乃至は印字する通電方式
記録ヘッドに関するものであり、更に詳しくは、かかる
記録ヘッドの先端部の構造に関するものである。

（背景技術） 従来より、通電方式記録ヘッドに関しては、数多くの提
案が為されており、特に記録電極と帰路電極とが基板と
共に多層構造にて形成されてなる記録ヘッドについては
、特開昭６１−３５９７２号公報、特開昭６２−２９２
４６１号公報、特開昭５４−１４１１４０号公報、特開
昭５８−１２７９０号公報、特開昭６１−２３０９６６
号公報等において、その各種の構造が明らかにされてい
る。

そして、それらの特許公報にも記載されているように、
通電方式の記録は、シート、リボン、ローラ等の表面或
いは内部に担持又は塗布されて形成されるフィルム状（
即ち、膜状または層状）記録媒体或いは発色記録紙の抵
抗層或いは導電層に、記録ヘッドの電極を通して電流を
流し、例えば抵抗層で発生するジュール熱によってフィ
ルムのインク層を融解、昇華或いは拡散せしめて、所定
の被転写紙に転写させるか、或いは記録媒体や記録紙の
所定の部分を発色させることにより、目的とする印字、
印写を行なう方式として、認識されている。また、通電
方式の記録において、この抵抗層は、電気抵抗体の層だ
けでなく、導電体の層、インク層としての役割も兼ね備
える導電性インク層や電気抵抗体インク層、或いは電解
質を含んだ悪態発色層のような層でも、所謂通電出来る
層、電流を流せる層であれば、どのような層でも用いる
ことが出来ると認識されている。

従って、通電方式記録ヘッドにおいては、記録電極、帰
路電極等の電極は、常に抵抗層に電気的に接触させる必
要がある。そのために、上記の特許公報等で提案されて
いる如き、従来の記録へ・ンドにあっては、その電極が
、基材や絶縁層よりも耐摩耗性に優れた材料により形成
されているのである。

しかしながら、恒常的に、記録ヘッドを抵抗層に摺動さ
せ、その抵抗層に電気的に良好に接触させるには、上述
した如く、電極と基材、絶縁層の材質設定のみでは不充
分であり、印写が進むにつれて、記録電極又は帰路電極
のどちらか一方のみが選択的に摩耗されて、その摩耗が
進み、接触不良を発生したり、電極と抵抗層の摺動によ
り電極の基板からの剥離等が生じて、結果として、電極
と抵抗層との電気的に良好な接触を得るのが困難な場合
が多いという問題が生じていた。

さらに、高速印字・印写の場合には、抵抗層で発熱した
熱の蓄熱によって、インクが滲み、ドツト形状がぼやけ
る等という問題が発生して、結果として、印字乃至は印
写品質を向上せしめることは困難であった。

（解決課題） 本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであり
、その解決すべき課題とするところは、上記の問題点を
悉く解消し、電極と抵抗層との接触性が長期間に亘って
良好に保たれ得、また抵抗層で発熱した熱を速やかに逃
して、蓄熱を防止し５、もって高記録品質と高速印刷性
を実現することにある。

（解決手段） そして、本発明にあっては、かかる課題解決のために、
電気絶縁性の基板と、該基板の一方の面に支持された記
録電極とを備え、ヘッド先端部において、それら基板及
び電極が、通電される抵抗層を少なくとも有するフィル
ム状記録媒体若しくは発色記録紙に接触せしめられるよ
うにした通電方式記録ヘッドにおいて、前記基板が、前
記記録電極よりも易摩耗性である絶縁性材料により形成
されていると共に、その先端部の少なくとも一方の面側
に所定深さの欠除部を有し、ヘッド先端部からヘッド基
部側に所定長さに亘って該ヘッド基部側の部位よりも薄
肉厚とされている一方、金属或いは合金のシートからな
る帰路電極が、かかる基板の電極非支持面側と対向する
ように、積層されていることを特徴とする通電方式記録
ヘットを、その要旨とするものである。

なお、本発明においで、上記した金属及び合金のシート
からなる帰路電極は、単一の共通電極から構成されてい
ても、予めシートをストライブ状または櫛形にパターン
化した記録電極と同様の複数の電極から構成されていて
も、同等差支えないが、特に、接触の安定性や放熱性に
優れる単一の共通電極からなる構成が、好適に採用され
る。

ところで、かかる本発明は、次のような考えに基づいて
見い出されたものである。即ち、耐摩耗性の記録電極と
帰路電極とが、多層構造に積層−体止した構造に形成さ
れている通電方式記録ヘッドにおいて、帰路電極として
、膜状ではない金属又は合金のシート（箔、フォイル等
を含む）を用いて、記録電極を形成した基板と積層一体
止することにより、帰路電極の硬度、耐摩耗性を向上せ
しめ得、結果として、抵抗層と帰路電極の接触性を長期
間に亘って良好に保つことが出来るという考えである。

また、本発明は、次のような考え、即ち抵抗層で発熱し
た熱を、熱伝導率の高い金属又は合金のシートを用いた
帰路電極自体を通して放熱することにより、高速印字・
印写時における蓄熱を防止することが出来、以て高画質
−高速記録ヘッドが得られるという考えに基づいて、完
成されたものである。

（具体的構成・実施例） 以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の幾つかの実施例を、図面を参照しつつ、詳細に説
明することとする。

先ず、第１図及び第２図には、それぞれ、本発明に従う
記録ヘッドの一例が示されており、第３図及び第４図は
、それぞれ、第１図及び第２図の構造を概念的に示した
部分断面斜視図である。

そこにおいて、２は、電気絶縁性を有する基板であって
、この基板２の一方の面上にストライブ状の多数本の記
録電極４が直接的に設けられている。一方、かかる基板
２の他方の面には、接着材８を介して、金属又は合金の
シートからなる帰路電極６が張り付けられて、積層され
ている。更に、記録電極４の外側には、接着材８を介し
て、補強板１０が張り付けられて、これら基板２．電極
４６及び補強板１０が接着材８を介して一体化された構
造において、それぞれの記録ヘッドが構成されている。

そして、このような記録ヘッドにおいて、基板２は、そ
のヘッド先端部に相当する部位において、その一方の面
側に所定深さの欠除部を有し、薄肉厚とされている。換
言すれば、基板２は、フィルム状記録電極若しくは発色
記録紙に接触せしめられるヘッド先端部（第１図及び第
２図において、下方部位）において、該ヘッド先端部か
ら記録ヘッドの基部側（第１図及び第２図において、上
方部位）に所定長さ：Ｌに亘って、該ヘッド基部側の部
位よりも薄肉厚（厚さ：ｄ）とされており、これによっ
てヘッド先端部の基板欠除部形成面側には、該欠除部に
て凹部が形成されることとなるのである。

かくして、そのような基板２の両側に、フィルム状記録
媒体若しくは発色記録紙と接触する記録電極４及び帰路
電極６が、それぞれ設けられることとなり、それによっ
て、それら電極４．６間の距離は、基板２の先端部の薄
肉厚部位の厚さ：ｄ及び接着材（層）の厚さ＝ｄ′にて
規定されることとなるが、基板２の先端部の加工が精度
良く行なわれ得ること、及び接着層が一層しか存在しな
いところから、電極間の距離の精度が有利に向上せしめ
られ得、以て印字・印写の品質を高めることが可能とな
るのである。

しかも、ヘッド基部においては厚く、ヘッド先端部にお
いては薄い基板２が、記録電極４と帰路電極６との間の
電気絶縁層としての役割をも兼ね備えているところから
、電気絶縁層として全体の厚みが薄い薄板を用いる必要
がなく、それ故に、その取り扱い易さ、機械的強度の点
において優れているのである。即ち、フィルム状記録媒
体若しくは発色記録紙と接触するヘッド先端部の記録電
極４と帰路電極６とが、それらの間のクロストークを抑
制しつつ、所望の大きさの印字乃至は印写ドツトを形成
し得る短い間隔（ａ＋ａ’　）を保ち、またその間隔も
摩耗する方向に均一であり、しかも記録へンドとしての
機械的強度及び実装作業性等にも優れたものとなるので
ある。

なお、かかる記録へンドにおける基板２の先端部の薄肉
厚部位の厚さ：ｄや摩耗方向となる長さ：Ｌは、電極４
，６、基板２の材質、ヘット先端部に要求される印字乃
至は印写特性、更にはフィルム状記録媒体若しくは発色
記録紙に電極を接触させる時の印圧等に応じて、適宜選
定されることとなるが、一般に、その厚さ：ｄとしては
、１５０μｍ以下、好ましくは２５〜９０μｍ程度が、
またその長さ：Ｌとしては、５５０−４０００ａ、好ま
しくは１００〜１０００μｍ程度が採用される。

また、かかる基板２の先端部の薄肉厚部位の形成は、研
削やスライシング等の公知の精密な機械加工により、例
えば該基板２の先端部の少なくとも一方の面側が所定深
さに切除されるように実施され、それによって欠除部が
形成され、その後、そのような欠除部を含む基板２の片
面に、記録電極４が形成されることとなるが、該記録電
極４の形成の後に、上述の如く、薄肉厚部位が形成され
るようにしても何等差支えない。更に、予め基板２の先
端部を薄肉厚に成形して、欠除部を形成したものを用い
ても良い。

なお、この基板２の先端欠除部における薄肉厚部に至る
面は、ここでは、鈍角な傾斜面とされているが、また段
付形状を与える直角な面とされていても良く、更にはア
ール形状の面とされていても、何等差支えないのである
。

ところで、このような記録ヘッドにおいて、基板２とし
ては、摺接せしめられるフィルム状記録媒体若しくは発
色記録紙に対する電極端面の接触性を考慮して、電極（
４，６）よりも易摩耗性である材料から形成されたもの
が用いられ、特に電極（４，６）よりも硬度が小さく、
摩耗し易い、精密加工に適したセラミック系の基板が好
ましく選択され、中でも、マイカを含有する快削性ガラ
スセラミック基板、窒化ホウ素基板、窒化ホウ素を含む
快削性セラミック基板乃至は快削性ガラスセラミック基
板、窒化ホウ素と窒化アルミニウムを含む快削性セラミ
ック基板乃至は快削性ガラスセラミック基板等が好まし
く、更にその中でも、マイカを含有する快削性ガラスセ
ラミック基板が特に有利に用いられることとなる。

また、基板２の一方の面に設けられる記録電極４には、
記録電極４を支持する基板２よりも耐摩耗性の大きい導
体材料が用いられるが、特にクロム、チタン、タンタル
、ジルコニウム等の金＆Ｅ及びそれらを含む合金、また
はそれらの化合物を主成分とする導体材料が好適に採用
され、それらは機械的耐摩耗性に優れると共に、電気的
作用による電極の消耗も小さいところから、有利に用い
られるものである。なお、その中でも、特にクロムの金
属、合金若しくは化合物を主成分とする導体材料が好ま
しく、とりわけクロムと窒素を含む合金若しくは化合物
を主成分とする導体材料が好適に用いられることとなる
。そして、それら記録電極４は、スパッタ法やフォトリ
トグラフィ技術を利用したエツチング法等によって、好
ましくは少なくとも１μｍ以上の厚さにおいて設けられ
、またそれら電極の表面には、必要に応じて、ニッケル
、スズ、銅、金等のメツキが施される。

また、かかる帰路電極６に用いられる金属或いは合金の
シートには、基板２より耐摩耗性が大きく、熱伝導率の
高い導体材料が用いられるが、特に、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ
、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ等の金属若しくはそれらを含む合金、
ステンレス、Ｆｅ−Ｎｉ合金等が採用され、その中でも
、特にＣｒ。

Ｔｉ、Ｔａ及びステンレス、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の導体材
料が、耐久性が高いことから、好適に採用される。更に
、その中でも、ＴｉやＦｅ−Ｎｉ合金が、基板との接着
面での熱応力が生じ難く、それらの間で剥離したり、反
ったり、変形したりすることがないので、゛好ましい。

ところで、帰路電極として用いられる金属及び合金のシ
ートの厚さは、電極４，６、基板２の材質、ヘッド先端
部での基板２の厚さ；ｄ、ヘッド先端部に要求される印
字乃至は印写特性、更にはフィルム状記録媒体若しくは
発色記録紙に電極を接触させる時の印圧等に応じて、適
宜選定されることとなるが、その厚さとしては、一般に
、２０００μｍ以下が好ましく、特に２０〜５００ｕｍ
が好ましい。

そして、第１図に示される例においては、このように両
側に記録電極４と帰路電極６が設けられてなる基板２に
おいて、その先端部の欠陥部形成面側には、接着材８を
介して、かがる基板欠除部の形状に沿って、補強板１ｏ
が張り付けられている。このような補強板１ｏの配設に
よって、記録ヘッド（基板）先端部の薄肉厚部位が補強
せしめられるのである。一方、第２図に示される記録ヘ
ッドにおいては、帰路電極６は、基板２の欠除部の形状
に沿った形状とされて、接着材８を介して張り付けられ
ており、補強板の役割を兼ねている一方、更に、記録電
極４の外側にも、補強板１゜が接着材８を介して張り付
けられている。

なお、これらの実施例で用いられているヘッド先端部の
補強板１０としては、記録電極４や帰路電極６よりも硬
度が小さく、摩耗し易い板状材料が好ましく採用され、
中でも快削性ガラスセラミツク板、マイカを含有する快
削性ガラスセラミ・ツク板、快削性セラミック板、金属
板、表面を電気絶縁性処理した金属板等が有利に用いら
れ、また窒化ホウ素や窒化アルミニウム等の熱伝導性に
優れた材料を主成分とする板状体を用いれば、放熱板と
しての役割を兼ね備えさせることも可能である。特に、
この補強板１０として、基板２と同し材料のものを用い
ると、それら基板２と補強板１０との熱膨張率が同じと
なり、基板との接着面での熱応力が生じ難く、それらの
間で剥離したり、反ったり、変形したりする問題の発生
を効果的に回避することが出来る。

さらに、かかる張り付けに用いられる接着材８としては
、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素等を含むような無機系
、乃至はエポキシ、フェノール、ポリイミド等を含むよ
うな樹脂系を用いても、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素
等の無機材料と樹脂系材料とを含む複合材料を用いても
良く、その中でも、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素等を
含むような無機系の材料が好適に選ばれる。

以上に例示の記録ヘッドについて、本発明者等による作
製結果は、以下の通りである。

先ず、第１図及び第３図に示される記録ヘッドにおいて
、基板２としては、マイカを含有する快削性ガラスセラ
ミック基板が用いられ、そして該基板２の片側の面に、
スパッタ法にて形成したクロム膜を通常のフォトエツチ
ング法によりパターン形成し、更に窒素ガスと水素ガス
を含む雰囲気中において加熱処理を実施することにより
、ストライプ状の記録電極４を形成した。

なお、かかる記録電極４は、電極ピッチ＝１２５μｍ、
電極幅＝７０μｍ、電極厚さ２６８ｍ、総本数：４８０
本のストライブ状を為しており、またヘッド先端部の基
板２において、厚さ：ｄは７０μｍ、長さ：Ｌは８００
μｍであった。そして、帰路電極６としては、厚さ：２
００μｍのＴｉ板を用い、補強板１０としては、基板２
と同じマイカを含有する快削性ガラスセラミック板を加
工して用いて、基板２のそれぞれの面にアルミナを含む
無機系接着材にて接着せしめた。

一方、第２図及び第４図に示される記録ヘッドにあって
は、マイカを含有する快削性ガラスセラミックス板から
なる基板２（ｄ：３Ｑμｍ、Ｌ：１０００μｍ）の片面
に、上側の場合と同様の方法にて、記録電極４を形成し
た。なお、電極ピ・ンチは１６７　ｐｍ、幅は８０μｍ
、総本数は４８０本であった。基板２の欠陥部形成面側
に張り付けられる帰路電極６としては、厚さ＝５００μ
ｍのＦｅ−Ｎｉ合全合板、基板欠除形状に沿って加工し
て用い、更に基板２の他方の面には、窒化ホウ素と窒化
アルミニウムを含む快削性セラミック板を補強板ｌＯと
して、それぞれ、アルミナを含む無機系接着材を用いて
張り付けた。

そして、上記の如き構成にて作製された記録ヘッドを用
いた記録装置にて、ヘッド先端部の各電極をフィルム状
記録媒体に対して摺動させ、印写を繰り返して行なった
後、印写品質を検討する評価試験行なったところ、何れ
の記録ヘッドを用いた記録装置も、高密度で、極めて鮮
明な印写が、高速で、経時変化なく得られ、電極とフィ
ルム状記録媒体との接触性が良好で、蓄熱の問題もない
ことが認められた。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明して
きたが、本発明が、それらの実施例に限定して解釈され
るものでは決してないことは、言うまでもないところで
ある。本発明には、本発明の趣旨を逸脱しない限りにお
いて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改
良等を加え得るものであって、それらの実施形態のもの
が、何れも、本発明の範晴に属するものであることが、
理解されるべきである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電極
と抵抗層との接触性が長期間に亘って良好に保たれ得、
また抵抗層で発熱した熱を速やかに逃して蓄熱を防止し
、以て印字、印写の品質に優れ、高速印刷性をもった記
録ヘッドを捷供することが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ、本発明に従う通電方式
記録ヘッドの異なる一例を示す電極延設方向における縦
断面説明図であり、第３図及び第４図は、それぞれ、第
１図及び第２図の断面形態を与える本発明の一例に係る
記録ヘッドの先端部を示す斜視説明図である。 ２：基板　　　　　　　　４：記録電極６：帰路電極　
　　　　　８：接着材 １０：補強板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電気絶縁性の基板と、該基板の一方の面に支持された記
   録電極とを備え、ヘッド先端部において、それら基板及
   び電極が、通電される抵抗層を少なくとも有するフィル
   ム状記録媒体若しくは発色記録紙に接触せしめられるよ
   うにした通電方式記録ヘッドにおいて、 前記基板が、前記記録電極よりも易摩耗性である絶縁性
   材料により形成されていると共に、その先端部の少なく
   とも一方の面側に所定深さの欠除部を有し、ヘッド先端
   部からヘッド基部側に所定長さに亘って該ヘッド基部側
   の部位よりも薄肉厚とされている一方、金属或いは合金
   のシートからなる帰路電極が、かかる基板の電極非支持
   面側と対向するように、積層されていることを特徴とす
   る通電方式記録ヘッド。