JPH06983A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

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JPH06983A
JPH06983A JP15963392A JP15963392A JPH06983A JP H06983 A JPH06983 A JP H06983A JP 15963392 A JP15963392 A JP 15963392A JP 15963392 A JP15963392 A JP 15963392A JP H06983 A JPH06983 A JP H06983A
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JP
Japan
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heat
thermal head
heat storage
storage layer
heating resistor
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Application number
JP15963392A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuharu Hyodo
徹治 兵頭
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a thermal head which is capable of using an electric power energy supplied to a thermal resistor effectively and forming a printed image on a thermosensitive sheet. CONSTITUTION:The subject thermal head consists of a heat accumulation layer 2 coated on the upper surface of an insulating substrate 1, and a thermal resistor 3 and paired electroconductive layers 4 coated on the heat accumulation layer 2. The heat accumulation layer 2 contains an inorganic material which absorbs radiant heat emitted by the thermal resistor 3. Thus, the temperature of the thermal head is increased to a specified level required for printing in an extremely short time due to the conductive heat and radiant heat emitted by the thermal resistor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はワードプロセッサやファ
クシミリ等のプリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッ
ドの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a thermal head incorporated in a printer mechanism such as a word processor and a facsimile.

【0002】[0002]

【従来技術及びその課題】従来、ワードプロセッサ等の
プリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッドは、図5に
示す如く、アルミナセラミックス等から成る絶縁基板1
1の上面に、ガラス等から成る蓄熱層12を50〜80
μmの厚みに被着形成させるとともに、該蓄熱層12上
にTa−SiO2 等から成る発熱抵抗体13およびAl
等から成る一対の導電層14を順次被着させた構造を有
しており、前記一対の導電層14間に所定の電力を印加
し、発熱抵抗体13を印字に必要な所定の温度にジュー
ル発熱させるとともに該発熱した熱を感熱紙等に伝導さ
せ、感熱紙等に印字画像を形成することによってサーマ
ルヘッドとして機能する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 5, a thermal head incorporated in a printer mechanism such as a word processor has an insulating substrate 1 made of alumina ceramics or the like.
The heat storage layer 12 made of glass or the like is provided on the upper surface of the plate 1 at 50-80
A heat-generating resistor 13 made of Ta—SiO 2 or the like and Al are formed on the heat storage layer 12 while being deposited to a thickness of μm.
Has a structure in which a pair of conductive layers 14 made of, for example, are sequentially deposited, and a predetermined electric power is applied between the pair of conductive layers 14 to heat the heating resistor 13 to a predetermined temperature necessary for printing. It functions as a thermal head by generating heat and conducting the generated heat to thermal paper or the like to form a printed image on the thermal paper or the like.

【0003】尚、前記発熱抵抗体13や一対の導電層1
4の上面には、大気中に含まれる水分等の接触による酸
化腐食や感熱紙等の摺動による摩耗から発熱抵抗体13
や導電層14を保護するために保護層15が被着されて
いる。
The heating resistor 13 and the pair of conductive layers 1 are used.
On the upper surface of 4, the heating resistor 13 is formed due to oxidative corrosion due to contact with moisture contained in the atmosphere and abrasion due to sliding of thermal paper or the like.
A protective layer 15 is applied to protect the conductive layer 14 and the conductive layer 14.

【0004】しかしながら、この従来のサーマルヘッド
においては、印字時、発熱抵抗体13に所定の電力エネ
ルギーを供給すると発熱抵抗体13はジュール発熱を起
こすとともにこれを伝導熱と輻射熱とに変換し、該伝導
熱は一旦、蓄熱層12に蓄積された後、感熱紙等に伝導
されて印字に寄与されるが、輻射熱は蓄熱層12等を透
過して印字に殆ど寄与されていないため、発熱抵抗体1
3に供給される電力エネルギーを効率良く使用すること
ができないという欠点を有していた。
However, in this conventional thermal head, when a predetermined electric power energy is supplied to the heating resistor 13 at the time of printing, the heating resistor 13 causes Joule heat generation and converts this into conduction heat and radiant heat. The conductive heat is once stored in the heat storage layer 12, and then transferred to the thermal paper or the like to contribute to printing, but the radiant heat passes through the heat storage layer 12 or the like and hardly contributes to printing. 1
3 had a drawback that the electric power energy supplied to No. 3 could not be used efficiently.

【0005】そこで上記欠点を解消するため、図6に示
す如く、蓄熱層12と発熱抵抗体13の間にSiC等か
ら成る熱抵抗層16を約1μmの厚みをもって介在さ
せ、該熱抵抗層16で輻射熱を吸収することによって発
熱抵抗体13に供給される電力エネルギーを効率良く使
用することが提案されている(特開平3−297663
号公報)。
Therefore, in order to solve the above-mentioned drawback, as shown in FIG. 6, a thermal resistance layer 16 made of SiC or the like is interposed between the heat storage layer 12 and the heating resistor 13 with a thickness of about 1 μm, and the thermal resistance layer 16 is formed. It has been proposed to efficiently use the electric power energy supplied to the heating resistor 13 by absorbing the radiant heat (Japanese Patent Laid-Open No. 3-297663).
Issue).

【0006】しかしながら、蓄熱層12と発熱抵抗体1
3の間に熱抵抗層16を介在させた場合、印字に際して
蓄熱層12における温度上昇が進むにつれ、熱抵抗層1
6が二次輻射(熱抵抗層16自体から輻射熱が放射され
る現象)を起こすようになり、この二次輻射により放射
される輻射熱は、熱抵抗層16が約1μmと極めて薄い
ため熱抵抗層16を透過して逃げ、熱抵抗層16から放
射される輻射熱を印字に十分寄与させることができない
という欠点を有していた。
However, the heat storage layer 12 and the heating resistor 1
When the heat resistance layer 16 is interposed between the heat resistance layer 1 and the heat resistance layer 1, the heat resistance layer 1 increases as the temperature of the heat storage layer 12 increases during printing.
6 causes secondary radiation (a phenomenon in which radiant heat is radiated from the thermal resistance layer 16 itself), and the radiant heat radiated by this secondary radiation is because the thermal resistance layer 16 is extremely thin, about 1 μm. There is a drawback in that the radiant heat radiated from the heat resistance layer 16 after passing through 16 and escaping cannot sufficiently contribute to printing.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
であり、その目的は、発熱抵抗体に供給される電力エネ
ルギーをより有効に利用し、感熱紙等に印字を効率良く
形成することができるサーマルヘッドを提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is to more effectively utilize electric power energy supplied to a heating resistor to efficiently form a print on a thermal paper or the like. It is to provide a thermal head capable of performing.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、絶縁基板の上面に蓄熱層を被着させるとともに、該
蓄熱層上に発熱抵抗体および一対の導電層を被着させて
成るサーマルヘッドにおいて、前記蓄熱層は、その内部
に発熱抵抗体から放射される輻射熱を吸収する無機物質
を含有していることを特徴とする。
A thermal head according to the present invention comprises a heat storage layer deposited on an upper surface of an insulating substrate, and a heating resistor and a pair of conductive layers deposited on the heat storage layer. In the above, the heat storage layer contains an inorganic substance that absorbs radiant heat radiated from the heating resistor inside.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付した図面に基づ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0010】(実施例1)図1は本発明のサーマルヘッ
ドの一実施例を示す断面図であり、1は絶縁基板、2は
蓄熱層、3は発熱抵抗体、4は一対の導電層、5は保護
層である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a thermal head of the present invention, in which 1 is an insulating substrate, 2 is a heat storage layer, 3 is a heating resistor, 4 is a pair of conductive layers, 5 is a protective layer.

【0011】前記絶縁基板1はアルミナセラミックス等
の電気絶縁材料から成り、その上面に蓄熱層2、発熱抵
抗体3及び一対の導電層4が被着され、蓄熱層2、発熱
抵抗体3及び一対の導電層4を支持する支持部材として
作用する。
The insulating substrate 1 is made of an electrically insulating material such as alumina ceramics, and a heat storage layer 2, a heating resistor 3 and a pair of conductive layers 4 are attached to the upper surface of the insulating substrate 1, the heat storage layer 2, the heating resistor 3 and a pair of layers. It functions as a support member that supports the conductive layer 4 of.

【0012】前記アルミナセラミックス等の電気絶縁材
料から成る絶縁基板1は、例えばアルミナ(Al
2 3 )、シリカ(SiO2 )、マグネシア(Mg
O)、カルシア(CaO)等の原料粉末に適当な有機溶
剤、溶媒を添加混合して泥漿状と成すとともにこれを従
来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を
採用しシート状に成形することによってセラミックグリ
ーンシート(セラミック生シート)を得、しかる後、前
記セラミックグリーンシートを打ち抜き加工法により所
定形状に打ち抜くとともに、高温(約1600℃)で焼
成することによって製作される。
The insulating substrate 1 made of an electrically insulating material such as alumina ceramics is made of, for example, alumina (Al
2 O 3 ), silica (SiO 2 ), magnesia (Mg
O), calcia (CaO) and other raw material powders are mixed with an appropriate organic solvent and solvent to form a slurry and this is formed into a sheet by using the conventionally known doctor blade method, calendar roll method, etc. A ceramic green sheet (ceramic green sheet) is obtained by the above method, and thereafter, the ceramic green sheet is punched into a predetermined shape by a punching method and is fired at a high temperature (about 1600 ° C.).

【0013】また前記絶縁基板1の上面には、ガラスか
ら成る蓄熱層2が20〜40μmの厚みに被着形成され
ており、該蓄熱層2は後述する発熱抵抗体3に所定の電
力エネルギーを供給することによって発するジュール熱
を蓄積及び放散し、サーマルヘッドの熱応答特性を良好
に維持する作用を為す。
A heat storage layer 2 made of glass is formed on the upper surface of the insulating substrate 1 so as to have a thickness of 20 to 40 μm. The heat storage layer 2 applies predetermined power energy to a heating resistor 3 described later. The supplied Joule heat accumulates and dissipates the Joule heat to maintain the thermal response characteristics of the thermal head.

【0014】前記蓄熱層2はまた、その内部に発熱抵抗
体3から放射される輻射熱を吸収するSiC、WC、T
aSiO2 、AlNX 、SiC−N、SiC−O、Ta
X、TiOX 、SiNX 、CrOX 等の無機物質が含
有されており、該無機物質によって、発熱抵抗体3に所
定の電力エネルギーを供給してジュール発熱を起こさせ
た際、発熱抵抗体3から放射される輻射熱は蓄熱層2の
表面付近において無機物質に効率良く吸収され、その結
果、蓄熱層2は発熱抵抗体3の発する伝導熱と輻射熱と
で印字に必要な所定温度に瞬時に上昇し、サーマルヘッ
ドの印字時における立ち上がりが極めて速いものとな
る。
The heat storage layer 2 also absorbs the radiant heat radiated from the heat generating resistor 3 inside the heat storage layer 2, SiC, WC, T.
aSiO 2, AlN X, SiC- N, SiC-O, Ta
O X, TiO X, SiN X , and inorganic substances such as CrO X is contained, the inorganic material, when to cause a Joule heat by supplying a predetermined electrical energy to the heating resistor 3, the heating resistor The radiant heat radiated from the heat storage layer 3 is efficiently absorbed by the inorganic substance near the surface of the heat storage layer 2, and as a result, the heat storage layer 2 is instantaneously heated to a predetermined temperature required for printing by the conduction heat and the radiant heat generated by the heating resistor 3. As a result, the thermal head rises extremely rapidly during printing.

【0015】更に前記蓄熱層2は、それ自体の温度が上
昇するにつれ、二次輻射(蓄熱層2自体から輻射熱が放
射される現象)を起こすようになるが、蓄熱層2はその
厚みが20〜40μmと極めて厚いため、前記二次輻射
によって放射される輻射熱は、蓄熱層2内で吸収され、
これによってサーマルヘッドの印字時における温度立ち
上がりをより速いものとなすことができる。
Further, the heat storage layer 2 causes secondary radiation (a phenomenon in which radiant heat is radiated from the heat storage layer 2 itself) as the temperature of the heat storage layer 2 itself rises. Since it is extremely thick at about 40 μm, the radiant heat radiated by the secondary radiation is absorbed in the heat storage layer 2,
As a result, the temperature rise during printing by the thermal head can be made faster.

【0016】尚、前記蓄熱層2に含有されるSiC等の
無機物質は、その体積割合が蓄熱層2の全体積に対し1
%未満であると、発熱抵抗体3から放射される輻射熱が
蓄熱層2で効率良く吸収させるのが困難となり、また1
0%を超えると、蓄熱層2全体の熱伝導率が大きなもの
となって蓄熱層2における蓄熱作用が劣化する恐れがあ
る。従って、前記蓄熱層2に含有させるSiC等の無機
物質は、その体積割合を蓄熱層2の全体積に対し、1〜
10%となるように成しておくことが好ましい。
The volume ratio of the inorganic substance such as SiC contained in the heat storage layer 2 is 1 with respect to the total volume of the heat storage layer 2.
If it is less than%, it becomes difficult for the radiant heat radiated from the heating resistor 3 to be efficiently absorbed in the heat storage layer 2, and 1
If it exceeds 0%, the thermal conductivity of the entire heat storage layer 2 becomes large, and the heat storage action in the heat storage layer 2 may deteriorate. Therefore, the volume ratio of the inorganic substance such as SiC contained in the heat storage layer 2 is 1 to the total volume of the heat storage layer 2.
It is preferable to make it 10%.

【0017】また前記絶縁基板1上のSiC等の無機物
質を含有する蓄熱層2は例えば、SiO2 −BaO−C
aO−Al2 3 −B2 3 系ガラス等の粉末と、Si
C等の無機物質粉末と適当な有機溶剤、溶媒等とを添加
混合して得たガラスペーストを、絶縁基板1の上面に従
来周知のスクリーン印刷法等を採用して20〜40μm
の厚みに印刷塗布するとともに、これを約1200℃の
温度で焼き付けることによって絶縁基板1の上面に被着
形成される。尚、この場合、ガラスペースト中に含まれ
るSiC等の無機物質粉末の粒径を0.5μm以下と成
しておくと、該ガラスペーストを絶縁基板1上に焼き付
け蓄熱層2を被着させる際、蓄熱層2の表面を極めて平
滑なものとして、その表面に所定パターンの発熱抵抗体
3等を極めて正確に形成することができるとともに、印
字に際して感熱紙等の紙当たりが均一となり、感熱紙等
に良好な印字画像を形成することが可能となる。従っ
て、前記ガラスペーストはそれに含有されるSiC等の
無機物質粉末の粒径を0.5μm以下と成しておくこと
が好ましい。
The heat storage layer 2 containing an inorganic substance such as SiC on the insulating substrate 1 is made of, for example, SiO 2 --BaO--C.
aO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 -based powder such as glass and Si
A glass paste obtained by adding and mixing an inorganic substance powder such as C and a suitable organic solvent, a solvent, etc., is applied to the upper surface of the insulating substrate 1 by a conventionally known screen printing method or the like to 20 to 40 μm
Is applied by printing and is baked at a temperature of about 1200 ° C. to form a film on the upper surface of the insulating substrate 1. In this case, when the particle diameter of the inorganic substance powder such as SiC contained in the glass paste is set to 0.5 μm or less, the glass paste is baked on the insulating substrate 1 and the heat storage layer 2 is applied. By making the surface of the heat storage layer 2 extremely smooth, it is possible to form the heating resistor 3 having a predetermined pattern extremely accurately on the surface thereof, and at the time of printing, the contact of the heat sensitive paper or the like becomes uniform, and the heat sensitive paper or the like. It is possible to form an excellent printed image. Therefore, in the glass paste, it is preferable that the particle diameter of the inorganic substance powder such as SiC contained in the glass paste is 0.5 μm or less.

【0018】前記蓄熱層2の上面にはまた複数個の発熱
抵抗体3が直線状に被着配列されており、該発熱抵抗体
3は窒化タンタル等から成り、それ自体が所定の電気抵
抗率を有しているため、所定の電力が印加されるとジュ
ール発熱を起こすとともにこれを伝導熱と輻射熱とに変
換し、感熱紙等に印字画像を形成するのに必要な温度、
例えば200〜300℃の温度に発熱する。
A plurality of heating resistors 3 are linearly arranged on the upper surface of the heat storage layer 2, and the heating resistors 3 are made of tantalum nitride or the like and have a predetermined electric resistivity. Therefore, when a predetermined power is applied, Joule heat is generated and is converted into conductive heat and radiant heat, and the temperature required to form a printed image on thermal paper or the like,
For example, heat is generated at a temperature of 200 to 300 ° C.

【0019】前記窒化タンタル等から成る発熱抵抗体3
は従来周知のスパッタリング法及びフォトリソグラフィ
ー技術を採用することによって蓄熱層2の上面に約0.
1μmの厚みに被着される。
A heating resistor 3 made of tantalum nitride or the like.
Is about 0.1% on the upper surface of the heat storage layer 2 by using the well-known sputtering method and photolithography technique.
It is deposited to a thickness of 1 μm.

【0020】また前記発熱抵抗体3の上面にはアルミニ
ウム等の金属材料から成る一対の導電層4が約1.0μ
mの厚みに被着されており、該一対の導電層4は発熱抵
抗体3に所定の電力を印加し、発熱抵抗体3にジュール
発熱を起こさせ、該ジュール熱を伝導熱と輻射熱とに変
換させる作用を為す。
A pair of conductive layers 4 made of a metal material such as aluminum is formed on the upper surface of the heating resistor 3 in an amount of about 1.0 μm.
The pair of conductive layers 4 are applied to the heating resistor 3 to apply a predetermined electric power to cause Joule heat generation in the heating resistor 3 and convert the Joule heat into conduction heat and radiant heat. It acts to convert.

【0021】尚、前記一対の導電層4はアルミニウム等
の金属材料を、従来周知のスパッタリング法およびフォ
トリソグラフィー技術を採用することによって発熱抵抗
体3の上面に被着される。
The pair of conductive layers 4 are formed by depositing a metal material such as aluminum on the upper surface of the heating resistor 3 by employing the conventionally known sputtering method and photolithography technique.

【0022】前記発熱抵抗体3や一対の導電層4はま
た、その表面が保護層5で覆われており、該保護層5は
大気中の水分等の接触による酸化腐食や感熱紙6等の摺
動による摩耗から発熱抵抗体3や導電層4を保護する作
用を為す。
The surfaces of the heating resistor 3 and the pair of conductive layers 4 are also covered with a protective layer 5. The protective layer 5 is oxidatively corroded by the contact of moisture in the atmosphere and the thermal paper 6 or the like. It serves to protect the heating resistor 3 and the conductive layer 4 from abrasion due to sliding.

【0023】前記保護層6は窒化珪素やサイアロン(S
IALON)等から成り、従来周知のスパッタリング法
等を採用することによって発熱抵抗体3及び導電層4の
上面に、例えば3〜6μmの厚みをもって被着される。
The protective layer 6 is made of silicon nitride or sialon (S
IALON) or the like, and is applied to the upper surfaces of the heating resistor 3 and the conductive layer 4 with a thickness of, for example, 3 to 6 μm by employing a conventionally known sputtering method or the like.

【0024】かくして、本発明のサーマルヘッドは一対
の導電層4間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体3を印
字に必要な所定の温度となすとともにその熱を感熱紙等
に伝導させ、感熱紙等に印字画像を形成することによっ
てサーマルヘッドとして機能する。
Thus, in the thermal head of the present invention, a predetermined electric power is applied between the pair of conductive layers 4, the heating resistor 3 is heated to a predetermined temperature necessary for printing, and the heat is conducted to a thermal paper or the like. It functions as a thermal head by forming a printed image on thermal paper.

【0025】(実施例2)図2は本発明のサーマルヘッ
ドの他の実施例を示す断面図であり、このサーマルヘッ
ドの基本的な構造は図1に示した実施例1のサーマルヘ
ッドと同様であり、保護層5表面にCr等の金属から成
る熱線反射層6を被着させた点でのみ相違する。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the thermal head of the present invention. The basic structure of this thermal head is the same as that of the thermal head of Embodiment 1 shown in FIG. However, the only difference is that the heat ray reflective layer 6 made of a metal such as Cr is deposited on the surface of the protective layer 5.

【0026】上記構成のサーマルヘッドにおいては、発
熱抵抗体3に所定の電力エネルギーを供給すると発熱抵
抗体3でジュール熱が発生し、これが伝導熱と輻射熱と
に変換されるが、この伝導熱と輻射熱の伝達機構は、実
施例1で示した機構に加え、発熱抵抗体3から放射され
る輻射熱のうち上方に向かって放射されるものが熱線反
射層6によって蓄熱層2側に反射され、これが蓄熱層2
中に含有させたSiC等の無機物質によって吸収される
ようになっている。
In the thermal head having the above structure, when a predetermined electric power energy is supplied to the heating resistor 3, Joule heat is generated in the heating resistor 3 and is converted into conduction heat and radiant heat. In the radiant heat transfer mechanism, in addition to the mechanism shown in the first embodiment, of the radiant heat radiated from the heating resistor 3, one that is radiated upward is reflected by the heat ray reflective layer 6 toward the heat storage layer 2 side. Heat storage layer 2
It is adapted to be absorbed by an inorganic substance such as SiC contained therein.

【0027】尚、この場合、蓄熱層2中に含有させたS
iC等の無機物質は、発熱抵抗体3で発生する輻射熱の
うち、蓄熱層2側に向かって放射されるものと、保護層
5側に向かって放射されるものの両方を吸収することか
ら、サーマルヘッドの温度を印字に必要な温度により短
時間で上昇させることが可能となる。
In this case, the S contained in the heat storage layer 2
Since the inorganic substance such as iC absorbs both of the radiant heat generated in the heating resistor 3 that is radiated toward the heat storage layer 2 side and the radiant heat that is radiated toward the protective layer 5 side, thermal It is possible to raise the temperature of the head in a short time depending on the temperature required for printing.

【0028】(実施例3)図3に示すサーマルヘッド
は、本発明のサーマルヘッドの他の実施例を示す断面図
であり、このサーマルヘッドの基本的な構造は図1に示
した実施例1のサーマルヘッドと同様であり、保護層5
を、窒化珪素やサイアロン等から成る下層5aと、Si
C、WC、TaSiO2 、AlNX 、SiC−N、Si
C−O、TaOX 、TiOX 、SiNX 、CrOX 等の
無機物質から成る上層5bの2層構造とした点でのみ相
違する。
(Embodiment 3) The thermal head shown in FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the thermal head of the present invention, and the basic structure of this thermal head is the embodiment 1 shown in FIG. It is the same as the thermal head of, and the protective layer 5
With a lower layer 5a made of silicon nitride, sialon, or the like, and Si
C, WC, TaSiO 2, AlN X, SiC-N, Si
The only difference is that it has a two-layer structure of an upper layer 5b made of an inorganic substance such as C—O, TaO x , TiO x , SiN x , and CrO x .

【0029】上記構成のサーマルヘッドにおいて、発熱
抵抗体3に所定の電力エネルギーを供給すると発熱抵抗
体3でジュール熱が発生し、これが伝導熱と輻射熱とに
変換されるが、この伝導熱および輻射熱の伝達機構は、
実施例1で示した機構に加え、発熱抵抗体3で発生する
輻射熱のうち上方に向かって放射されるものが保護層5
の上層5bを構成するSiC等の無機物質によって洩れ
なく吸収されるようになっている。
In the thermal head having the above-mentioned structure, when a predetermined electric power energy is supplied to the heating resistor 3, Joule heat is generated in the heating resistor 3 and is converted into conduction heat and radiant heat. The transmission mechanism of
In addition to the mechanism shown in the first embodiment, of the radiant heat generated by the heating resistor 3, the one radiated upward is the protective layer 5.
The upper layer 5b is absorbed without leakage by an inorganic substance such as SiC.

【0030】尚、この場合、保護層5の上層5bを形成
するSiC等の無機物質は、発熱抵抗体3で発生する輻
射熱のうち、保護層5側に向かって放射されるものを吸
収するとともに、それ自体が熱伝導率の大きな材料によ
り形成されていることから、サーマルヘッドの温度を印
字に必要な温度により短時間で上昇させることが可能と
なる。
In this case, the inorganic material such as SiC forming the upper layer 5b of the protective layer 5 absorbs radiant heat generated by the heating resistor 3 and is radiated toward the protective layer 5 side. Since it is itself formed of a material having a high thermal conductivity, the temperature of the thermal head can be raised in a short time depending on the temperature required for printing.

【0031】(実験例)次に、本発明の実験例を説明す
る。
(Experimental Example) Next, an experimental example of the present invention will be described.

【0032】まず、アルミナセラミックスから成る絶縁
基板の上面にガラスから成る蓄熱層を被着させ、該蓄熱
層上に発熱抵抗体、一対の導電層および窒化珪素から成
る保護層を順次被着させた従来のサーマルヘッドと、ア
ルミナセラミックスから成る絶縁基板の上面に、SiC
を含有する蓄熱層(ここでSiCは蓄熱層の全体積に対
し5%の体積割合でもって蓄熱層に含有されている)を
被着させ、該蓄熱層上に発熱抵抗体、一対の導電層およ
び窒化珪素から成る保護層を順次被着させた本発明のサ
ーマルヘッドAと、該サーマルヘッドAの保護層表面に
Crから成る熱線反射層を1μmの厚みをもって被着さ
せた本発明のサーマルヘッドBと、前記サーマルヘッド
Aの保護層を2層構造としてその下層を窒化珪素で、ま
た上層をSiCで形成した本発明のサーマルヘッドCの
4個のサーマルヘッド試料を準備する。
First, a heat storage layer made of glass was deposited on the upper surface of an insulating substrate made of alumina ceramics, and a heating resistor, a pair of conductive layers and a protective layer made of silicon nitride were sequentially deposited on the heat storage layer. On the upper surface of the conventional thermal head and an insulating substrate made of alumina ceramics, SiC
A heat storage layer containing SiC (here, SiC is contained in the heat storage layer in a volume ratio of 5% with respect to the total volume of the heat storage layer), and a heating resistor and a pair of conductive layers are deposited on the heat storage layer. And a thermal head A of the present invention in which a protective layer made of silicon nitride is sequentially deposited, and a thermal ray reflective layer of Cr having a thickness of 1 μm is deposited on the surface of the protective layer of the thermal head A. Four thermal head samples of the thermal head C of the present invention in which the protective layer of the thermal head A and the protective layer of the thermal head A have a two-layer structure and whose lower layer is silicon nitride and whose upper layer is SiC are prepared.

【0033】次に前記4個の各サーマルヘッド試料につ
き、発熱抵抗体に所定の電力(パルス幅:2msec、
電力量:0.2W)を印加して発熱抵抗体からジュール
熱および輻射熱を発生させるとともにサーマルヘッドの
表面温度を赤外放射温度計を用いて測定し、サーマルヘ
ッドの温度上昇を調べた。その結果を図4に示す。
Next, for each of the four thermal head samples, a predetermined power (pulse width: 2 msec,
The amount of electric power: 0.2 W) was applied to generate Joule heat and radiant heat from the heating resistor, and the surface temperature of the thermal head was measured using an infrared radiation thermometer to examine the temperature rise of the thermal head. The result is shown in FIG.

【0034】図4によれば、従来のサーマルヘッドでは
その表面温度が220℃までしか上昇しなかったのに対
し、本発明のサーマルヘッドA(図中の実線a)では約
280℃まで、またサーマルヘッドBおよびC(それぞ
れ図中の実線bおよびc)においてはいずれも約300
℃まで上昇しており、発熱抵抗体から放射される輻射熱
がサーマルヘッドの表面温度を上昇させるのに大きく寄
与していることが判る。
According to FIG. 4, the surface temperature of the conventional thermal head increased only up to 220 ° C., whereas the thermal head A of the present invention (solid line a in the figure) up to approximately 280 ° C. The thermal heads B and C (solid lines b and c in the figure, respectively) each have about 300
It can be seen that the temperature rises to 0 ° C., and the radiant heat radiated from the heating resistor largely contributes to increasing the surface temperature of the thermal head.

【0035】更に本発明のサーマルヘッドA〜Cについ
て、その熱効率を従来のサーマルヘッドの温度特性を基
準とし換算した。その結果を表1に示す。
Further, the thermal efficiency of each of the thermal heads A to C of the present invention was converted based on the temperature characteristic of the conventional thermal head. The results are shown in Table 1.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】表1によれば、サーマルヘッドA〜Cのい
ずれにおいても熱効率が30%以上向上されており、従
来のサーマルヘッドに比し、発熱抵抗体に供給される電
力エネルギーが効率良く使用されていることが判る。
According to Table 1, the thermal efficiency of each of the thermal heads A to C is improved by 30% or more, and the power energy supplied to the heating resistor is used more efficiently than the conventional thermal head. You can see that

【0038】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
では無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能であり、例えばSiC等の無機物
質を含有させた蓄熱層の厚みを20〜30μm程度の厚
みに薄く形成しておけば、蓄熱層における蓄熱量のばら
つきを極小とし、感熱紙等に印字画像の濃淡むらが発生
するのを有効に防止することもできる。従ってSiC等
の無機物質を含有させた蓄熱層の厚みは20〜30μm
程度の厚みに薄く形成しておくことが好ましい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention. For example, heat storage containing an inorganic substance such as SiC. If the layer is thinly formed to a thickness of about 20 to 30 μm, it is possible to minimize variations in the amount of heat stored in the heat storage layer and effectively prevent unevenness in the density of the printed image on the thermal paper or the like. . Therefore, the thickness of the heat storage layer containing an inorganic substance such as SiC is 20 to 30 μm.
It is preferable to form it to a small thickness.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、蓄熱
層の内部に発熱抵抗体から放射された輻射熱を吸収する
無機物質を含有させたことから、サーマルヘッドの温度
は発熱抵抗体の発する伝導熱と輻射熱とで極めて短時間
で印字に必要な所定温度に上昇させることができる。
According to the thermal head of the present invention, since the heat storage layer contains an inorganic substance that absorbs the radiant heat radiated from the heating resistor, the temperature of the thermal head is the conduction generated by the heating resistor. The heat and the radiant heat can be raised to a predetermined temperature required for printing in an extremely short time.

【0040】また本発明のサーマルヘッドによれば、蓄
熱層自体の温度が上昇するにつれ、二次輻射を起こすよ
うになるが、蓄熱層はその厚みが20〜40μmと極め
て厚いため、前記二次輻射によって放射される熱は蓄熱
層内で吸収され、これによってサーマルヘッドの印字時
における温度立ち上がりをより速いものとなすことがで
きる。
Further, according to the thermal head of the present invention, as the temperature of the heat storage layer itself rises, secondary radiation occurs, but since the heat storage layer has an extremely large thickness of 20 to 40 μm, The heat emitted by the radiation is absorbed in the heat storage layer, whereby the temperature rise of the thermal head during printing can be made faster.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のサーマルヘッドの一実施例を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a thermal head of the present invention.

【図2】本発明のサーマルヘッドの他の実施例を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the thermal head of the present invention.

【図3】本発明のサーマルヘッドの他の実施例を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the thermal head of the present invention.

【図4】各サーマルヘッド試料における表面温度の変化
を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in surface temperature of each thermal head sample.

【図5】従来のサーマルヘッドの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a conventional thermal head.

【図6】従来のサーマルヘッドの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a conventional thermal head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・絶縁基板 2・・・蓄熱層 3・・・発熱抵抗体 4・・・一対の導電層 5・・・保護層 5a・・・下層 5b・・・上層 6・・・熱線反射層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating substrate 2 ... Heat storage layer 3 ... Heating resistor 4 ... A pair of conductive layers 5 ... Protective layer 5a ... Lower layer 5b ... Upper layer 6 ... Heat ray reflective layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁基板の上面に蓄熱層を被着させるとと
もに、該蓄熱層上に発熱抵抗体および一対の導電層を被
着させて成るサーマルヘッドにおいて、 前記蓄熱層は、その内部に発熱抵抗体から放射される輻
射熱を吸収する無機物質を含有していることを特徴とす
るサーマルヘッド。
1. A thermal head comprising a heat storage layer deposited on an upper surface of an insulating substrate, and a heating resistor and a pair of conductive layers deposited on the heat storage layer, wherein the heat storage layer internally generates heat. A thermal head comprising an inorganic substance that absorbs radiant heat emitted from a resistor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4961463A (en) * 1989-04-26 1990-10-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Thermosyphon condensate return device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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