JPH0452148A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

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JPH0452148A
JPH0452148A JP16098290A JP16098290A JPH0452148A JP H0452148 A JPH0452148 A JP H0452148A JP 16098290 A JP16098290 A JP 16098290A JP 16098290 A JP16098290 A JP 16098290A JP H0452148 A JPH0452148 A JP H0452148A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermal head
heating element
specific resistance
heat generating
heating resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP16098290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kuroda
黒田 泰史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0452148A publication Critical patent/JPH0452148A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize a required heating pattern by controlling current density with a resistance value of a heating element part by a method wherein a heating element part having, at least, two kinds of different specific resistance value is formed parallelly along a current direction flowing between conductor electrodes to form a heating element layer. CONSTITUTION:A heating element R of a thermal head is of a rectangular form. A central part of dividing this rectangle into three parts is made to be a small specific resistance part 1, and both side parts are made to be high specific resistance parts 2, 3. Further, conductor electrodes 4, 5 are formed on both sides of the heating element R. When voltage is impressed to the thermal head, a current passes the heating element R from the conductor electrode 4 to flow to the conductor electrode 5 as given by the arrow. Since the current converges to the small specific resistance part 1 of small resistance at that time, temperature distribution of the heating element R forms that from high temperature to low temperature centering the small specific resistance part 1. Therefore, the small specific resistance part 1 becomes capable of being heated by converging heating thereon, and the thermal head suitable for half tone thermal transfer can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明はサーマルヘッドに係り、特に、その発熱抵抗体
部の改善を図ったサーマルヘッドに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a thermal head, and particularly to a thermal head with an improved heating resistor portion.

(従来の技術) サーマルヘッドを用いた熱転写記録方式は、各種記録装
置に広く普及しつつある。
(Prior Art) A thermal transfer recording method using a thermal head is becoming widely used in various recording devices.

一般に、サーマルヘッドの発熱抵抗体は、第7図に示し
たような矩形の発熱抵抗体部71と、それを挟む導体電
極72.73よりなり、電圧印加時はこの発熱抵抗体7
1か発熱し、第8図に示すような中央の高温部81から
同心円状に徐々に低温状態となる温度分布となる。
Generally, the heating resistor of a thermal head consists of a rectangular heating resistor part 71 as shown in FIG. 7, and conductor electrodes 72 and 73 sandwiching it.
1, and the temperature distribution becomes as shown in FIG. 8, where the temperature gradually decreases concentrically from the central high temperature area 81.

この発熱時の熱により感熱紙あるいは熱転写フィルムを
用いて印字が行われる。
Printing is performed using thermal paper or thermal transfer film using the heat generated during this generation.

ところで、溶融型熱転写において中間調記録を行うため
にはヘッドの温度分布をコントロールする必要があり、
単位面積当たりの発熱量か大きい部分を1〜複数箇所発
熱抵抗体上に設けるために、第9図および第10図に示
すようなサーマルヘッドか提案されている。
By the way, in order to perform halftone recording in melt-type thermal transfer, it is necessary to control the temperature distribution of the head.
A thermal head as shown in FIGS. 9 and 10 has been proposed in order to provide one or more portions on a heating resistor with a large amount of heat per unit area.

第9図のサーマルヘッドは斜め型の発熱抵抗体部91と
、それを挟む導体電極92.93よりなるもので、第1
0図のサーマルヘッドは円形のパターニングか施された
発熱抵抗体部101と、それを挟む導体電極102.1
03よりなるもので、パターニングにより発熱箇所を制
御している。
The thermal head shown in FIG. 9 consists of a diagonal heating resistor part 91 and conductor electrodes 92 and 93 sandwiching it.
The thermal head shown in Figure 0 has a heating resistor section 101 with a circular pattern and a conductor electrode 102.1 sandwiching it.
03, and the heat generating location is controlled by patterning.

しかしなから、このようなサーマルヘッドでは、抵抗体
形状を変える必要かあり、また望ましい熱集中の程度に
応じてその形状も変える必要がある。
However, in such a thermal head, it is necessary to change the shape of the resistor, and the shape also needs to be changed depending on the desired degree of heat concentration.

このため、抵抗体パターニングの困難や、各バタニンク
に対する製造工程の増加が生じている。
This causes difficulty in resistor patterning and an increase in the number of manufacturing steps for each batoninck.

(発明か解決しようとする課題) 抵抗体形状を変化させて部分的に発熱を集中させたサー
マルヘッドでは、熱集中のパターンを細くしようとする
場合、抵抗体形状をかたどるようなエツチングか難しく
なる。
(Problem to be solved by the invention) In a thermal head that concentrates heat locally by changing the shape of the resistor, when trying to make the pattern of heat concentration thinner, it becomes difficult to perform etching that follows the shape of the resistor. .

また、斜め型抵抗を用いる場合でも求める熱分布ことに
抵抗体形状を変える必要かあり、用途ごとに別の製造工
程を経なければならない。
Further, even when using a diagonal resistor, the shape of the resistor must be changed depending on the desired heat distribution, and a different manufacturing process must be performed for each application.

これらのことから、より容易な方法で所望の熱集中パタ
ーンを実現させることのできるサーマルヘッドか望まれ
ている。
For these reasons, there is a need for a thermal head that can realize a desired heat concentration pattern in a simpler manner.

本発明はこのような従来の事情に対処してなされたもの
で、抵抗体形状を変えることなく、熱集中パターンを自
在に制御することのできるサーマルヘッドを提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in response to such conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a thermal head that can freely control a heat concentration pattern without changing the shape of the resistor.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明のサーマルヘッドは、基体と、この基体上に形成
された発熱抵抗体層と、この発熱抵抗体層を挟み対向し
て形成された導体電極とを有し、前記発熱抵抗体層に通
電することによって該発熱抵抗体層を発熱させ熱転写記
録を行うサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体層は
、前記導体電極間に流れる電流方向に沿って少なくとも
2種類の異なる比抵抗値を有する発熱抵抗体部が並列的
に形成されていることを特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The thermal head of the present invention includes a base body, a heat generating resistor layer formed on the base body, and a heat generating resistor layer formed on opposite sides of the base body. In a thermal head that has a conductor electrode and performs thermal transfer recording by causing the heat-generating resistor layer to generate heat by supplying electricity to the heat-generating resistor layer, the heat-generating resistor layer has a conductor electrode that is arranged along the direction of current flowing between the conductor electrodes. The heating resistor portions having at least two different specific resistance values are formed in parallel.

本発明において、発熱抵抗体層は、たとえばサーメット
を用いた発熱抵抗体のメタル含有率を局部的に変化させ
ることにより、比抵抗値を局部的に変化させることがで
きる。
In the present invention, the specific resistance value of the heating resistor layer can be locally changed by locally changing the metal content of the heating resistor using cermet, for example.

本発明において、発熱抵抗体としては、サーメットを用
いる。
In the present invention, cermet is used as the heating resistor.

そして、このような発熱抵抗体層上にクロム、タングス
テン、モリブデン、タンタルなどのメタル膜を形成し、
メタル膜をレーサー照射などで部分的に発熱抵抗体層中
に拡散させて、発熱抵抗体層のメタル含有率を局部的に
変化させることができる。
Then, a metal film of chromium, tungsten, molybdenum, tantalum, etc. is formed on the heating resistor layer,
The metal content of the heat generating resistor layer can be locally changed by partially diffusing the metal film into the heat generating resistor layer by laser irradiation or the like.

(作 用) 本発明のサーマルヘッドは、少なくとも 2種類の異な
る比抵抗値を有する発熱抵抗体部を導体電極間に流れる
電流方向に沿って並列的に形成して、発熱抵抗体層を構
成している。
(Function) In the thermal head of the present invention, heating resistor portions having at least two different resistivity values are formed in parallel along the direction of a current flowing between conductor electrodes to form a heating resistor layer. ing.

このため、発熱抵抗体部の抵抗値によって電流密度か制
御され、所望の発熱パターンを実現することかできる。
Therefore, the current density is controlled by the resistance value of the heating resistor portion, and a desired heating pattern can be realized.

つまり、導体電極と発熱抵抗体との隣接する一辺か、発
熱抵抗体を構成する異なる比抵抗値を有する複数の発熱
抵抗体部と直接接している場合は、抵抗値の小さい小比
抵抗部の電流密度が高くなり、他の部分より高温状態と
なる。
In other words, if the conductive electrode and the heat generating resistor are in direct contact with one side adjacent to each other, or if they are in direct contact with multiple heat generating resistor parts having different resistivity values that constitute the heat generating resistor, the small resistivity part with the small resistance value is The current density becomes higher and the temperature becomes higher than other parts.

また、小比抵抗部と導体電極との間に抵抗値の高い高比
抵抗部が介在している場合は、高比抵抗部領域における
小比抵抗部と近接した部分の電流密度が高くなり、発熱
抵抗体部のパターンによって温度分布か形成される。
In addition, when a high resistivity part with a high resistance value is interposed between the low resistivity part and the conductor electrode, the current density in the high resistivity part area near the low resistivity part becomes high. The temperature distribution is formed by the pattern of the heating resistor section.

このように、熱集中のパターンをコントロールすること
が可能となり、熱転写に適した温度分布を設定すること
ができる。
In this way, it is possible to control the pattern of heat concentration, and it is possible to set a temperature distribution suitable for thermal transfer.

(実施例) 次に、本発明のサーマルヘッドの実施例について図面を
用いて説明する。
(Example) Next, an example of the thermal head of the present invention will be described using the drawings.

実施例1 第1図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの要部を示
す平面図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a plan view showing the main parts of a thermal head according to an embodiment of the present invention.

同図において、サーマルヘッドの発熱抵抗体Rは長方形
の形状であり、異なる比抵抗値を有する複数の発熱抵抗
体部から構成されている。すなわち、この長方形を3分
割したうちの中央部分が小比抵抗部1となり、小比抵抗
部1を挟んた両側部分が高比抵抗部2および3となって
いる。
In the figure, the heat generating resistor R of the thermal head has a rectangular shape and is composed of a plurality of heat generating resistor parts having different resistivity values. That is, the central part of this rectangle divided into three parts becomes the low resistivity part 1, and the parts on both sides of the small resistivity part 1 are the high resistivity parts 2 and 3.

また、発熱抵抗体Rの両側には導体電極4.5が形成さ
れている。
Furthermore, conductive electrodes 4.5 are formed on both sides of the heating resistor R.

これら発熱抵抗体Rおよび導体電極4.5は次のように
して形成される。まず、アルミナ基板上にスパッタリン
グによりTa−8in2膜を形成する。
These heating resistor R and conductor electrode 4.5 are formed as follows. First, a Ta-8in2 film is formed on an alumina substrate by sputtering.

次いでCr膜を形成、さらに、エツチングによりパター
ニングを行う。
Next, a Cr film is formed and patterned by etching.

そして、高比抵抗部2および3は、エツチング前にCr
膜上からレーザー照射により加熱を行い、一部分のみC
rを下層のTa−3i02膜中に拡散させることにって
形成している。
The high resistivity parts 2 and 3 are etched with Cr before etching.
The film is heated by laser irradiation, and only a portion of the film is heated with C.
It is formed by diffusing r into the underlying Ta-3i02 film.

第2図はこのサーマルヘッドの電圧印加時における電流
分布を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the current distribution when voltage is applied to this thermal head.

電流は矢印で示すように導体電極4から発熱抵抗体Rを
通過し、導体電極5へと流れる。このとき電流は抵抗の
小さい小比抵抗部1に集中するため、発熱抵抗体Rの温
度分布は第3図に示すようになる。
The current flows from the conductor electrode 4 through the heating resistor R and to the conductor electrode 5 as shown by the arrow. At this time, since the current is concentrated in the small resistivity section 1 having a low resistance, the temperature distribution of the heating resistor R becomes as shown in FIG. 3.

すなわち、小比抵抗部1を中心に高温から低温へ温度分
布か形成される。したがって小比抵抗部1に集中して発
熱させることが可能となり、中間調熱転写に適したサー
マルヘッドを得ることができる。
That is, a temperature distribution is formed from a high temperature to a low temperature centering on the low resistivity portion 1. Therefore, it becomes possible to generate heat concentrated in the small resistivity portion 1, and a thermal head suitable for halftone thermal transfer can be obtained.

また、このサーマルヘッドでは抵抗体自体の形状は変え
ておらず、Cr拡散領域はレーザ照射による加熱部分を
コントロールすることで所望の形状に制御することかで
き、用途別に熱集中の度合いを変えることも可能となる
In addition, in this thermal head, the shape of the resistor itself is not changed, and the Cr diffusion region can be controlled into the desired shape by controlling the heated part by laser irradiation, making it possible to change the degree of heat concentration depending on the application. is also possible.

実施例2 続いて、第4図から第6図を参照して本発明の他の実施
例のサーマルヘッドを説明する。
Embodiment 2 Next, a thermal head according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

第4図は本発明の他の実施例のサーマルヘッドの要部を
示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing the main parts of a thermal head according to another embodiment of the present invention.

同図において、サーマルヘッドの発熱抵抗体Rは長方形
の形状であり、この長方形の中に小さな長方形の小比抵
抗部41a、41bが2つ並んで形成され、これら小比
抵抗部41a、41bを除く他の部分が高比抵抗部42
となっている。
In the figure, the heating resistor R of the thermal head has a rectangular shape, and two small rectangular low resistivity parts 41a, 41b are formed side by side in this rectangle. The other parts excluding the high resistivity part 42
It becomes.

また、発熱抵抗体Rの両側には導体電極43.44が形
成されている。
Furthermore, conductive electrodes 43 and 44 are formed on both sides of the heating resistor R.

第5図はこのサーマルヘッドの電圧印加時における電流
分布を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the current distribution when voltage is applied to this thermal head.

電流は矢印で示すように導体電極43から発熱抵抗体R
を通過し、導体電極44へと流れる。このとき電流は抵
抗の小さい小比抵抗部41gと41bとに集中するため
、発熱抵抗体Rの温度分布は第6図に示すようになる。
The current flows from the conductive electrode 43 to the heating resistor R as shown by the arrow.
and flows to the conductive electrode 44. At this time, the current is concentrated in the small resistivity portions 41g and 41b having low resistance, so that the temperature distribution of the heat generating resistor R becomes as shown in FIG.

すなわち、最大発熱部は発熱抵抗体R中の導体電極43
および44と、小比抵抗部41aおよび41bとに挟ま
れた部分(高比抵抗部42の領域に相当する)の小比抵
抗部41aおよび41b近傍である。
That is, the maximum heat generating portion is the conductor electrode 43 in the heat generating resistor R.
44 and the small resistivity parts 41a and 41b (corresponding to the region of the high resistivity part 42).

これは、小比抵抗部41aおよび41bに集中した電流
が高比抵抗部42を通るとき、ここで最大の発熱を生じ
させるためである。
This is because when the current concentrated in the low resistivity parts 41a and 41b passes through the high resistivity part 42, the maximum heat is generated there.

従って、発熱抵抗体Rの温度分布は第6図に示すように
、高温領域が4隅に形成され、それぞれの高温領域から
徐々に低温となり、ブロック状熱転写に適したサーマル
ヘッドを得ることができた。
Therefore, as shown in FIG. 6, the temperature distribution of the heating resistor R is such that high-temperature regions are formed at the four corners, and the temperature gradually decreases from each high-temperature region, making it possible to obtain a thermal head suitable for block-shaped thermal transfer. Ta.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のサーマルヘッドは、抵抗
体形状を変えることなく温度分布のコントロール、すな
わち熱集中発熱が可能となり、熱転写等において高品質
の印字が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, the thermal head of the present invention enables control of temperature distribution, that is, concentrated heat generation, without changing the shape of the resistor, and high-quality printing can be obtained in thermal transfer and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のサーマルヘラトノ要部を示
す図、第2図は第1図のサーマルヘッドの電流密度分布
を示す図、第3図は第1図のサーマルヘッドの電流印加
時の温度分布を示す図、第4図は本発明の他の実施例の
サーマルヘッドの要部を示す図、第5図は第4図のサー
マルヘッドの電流密度分布を示す図、第6図は第4図の
サーマルヘッドの電流印加時の温度分布を示す図、第7
図は従来のサーマルヘッドの要部を示す図、第8図は第
7図のサーマルヘッドの電流印加時の温度分布を示す図
、第9図および第10図は従来のサ マルヘッドの要部を示す図である。 1.41a、41b・・・・・小比抵抗部2.3.42
・・・・・・高比抵抗部 4.5.43.44・・・・・・導体電極R・・・・・
・発熱抵抗体 出願人      株式会社 東芝
Fig. 1 is a diagram showing the main part of the thermal head in an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the current density distribution of the thermal head of Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing the current density distribution of the thermal head of Fig. 1. FIG. 4 is a diagram showing the main parts of a thermal head according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the current density distribution of the thermal head in FIG. 4. The figure shows the temperature distribution when current is applied to the thermal head in Figure 4, and Figure 7 shows the temperature distribution when current is applied to the thermal head in Figure 4.
The figure shows the main parts of a conventional thermal head. Figure 8 shows the temperature distribution of the thermal head in Fig. 7 when current is applied. Figures 9 and 10 show the main parts of a conventional thermal head. It is a diagram. 1.41a, 41b...Low resistivity section 2.3.42
...High specific resistance part 4.5.43.44 ...Conductor electrode R...
・Heating resistor applicant: Toshiba Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基体と、この基体上に形成された発熱抵抗体層と
、この発熱抵抗体層を挟み対向して形成された導体電極
とを有し、前記発熱抵抗体層に通電することによって該
発熱抵抗体層を発熱させ熱転写記録を行うサーマルヘッ
ドにおいて、 前記発熱抵抗体層は、前記導体電極間に流れる電流方向
に沿って少なくとも2種類の異なる比抵抗値を有する発
熱抵抗体部が並列的に形成されていることを特徴とする
サーマルヘッド。
(1) It has a base body, a heat generating resistor layer formed on the base body, and conductor electrodes formed facing each other with the heat generating resistor layer sandwiched therebetween, and the heat generating resistor layer is energized to generate electricity. In a thermal head that performs thermal transfer recording by causing a heating resistor layer to generate heat, the heating resistor layer has heating resistor portions having at least two different specific resistance values arranged in parallel along the direction of a current flowing between the conductor electrodes. A thermal head characterized by being formed.
(2)前記発熱抵抗体にサーメットを用い、そのメタル
含有率、もしくは複数のメタルを含む場合はその少なく
とも1種のメタルの含有率を局部的に変化させることに
より、該発熱抵抗体を異なる比抵抗値を有する発熱抵抗
体部から構成した請求項1記載のサーマルヘッド。
(2) By using a cermet as the heat generating resistor and locally changing its metal content or, if it contains multiple metals, the content of at least one metal, the heat generating resistor can be heated at different ratios. 2. The thermal head according to claim 1, comprising a heating resistor portion having a resistance value.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5933166A (en) * 1997-02-03 1999-08-03 Xerox Corporation Ink-jet printhead allowing selectable droplet size
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