JPH1170682A - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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JPH1170682A
JPH1170682A JP23355297A JP23355297A JPH1170682A JP H1170682 A JPH1170682 A JP H1170682A JP 23355297 A JP23355297 A JP 23355297A JP 23355297 A JP23355297 A JP 23355297A JP H1170682 A JPH1170682 A JP H1170682A
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conductive layer
heating resistor
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thermal head
resistor
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Kazuhiro Watanabe
和宏 渡邉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】記録媒体中の金属イオンが保護層中のピンホー
ルを介して発熱抵抗体等に接触し、発熱抵抗体等を腐食
させていた。 【解決手段】絶縁基板1上に、複数個の発熱抵抗体3
と、該発熱抵抗体3を被覆する保護層7とを備えたサー
マルヘッドにおいて前記保護層7上にマイナス電位が印
加される導電層8を被着させる。また前記導電層8に印
加される電位を−2.0V以上に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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として組み込まれるサ
ーマルヘッドの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図3に
示す如く、アルミナセラミックス製の絶縁基板11上
に、複数個の発熱抵抗体13と、該発熱抵抗体13に接
続される個別電極14および共通電極15と、前記発熱
抵抗体13等の表面を被覆する保護層16とを順次、被
着した構造を有している。
【0003】そして上述のサーマルヘッドは、各個別電
極14を図示しないスイッチング手段を介して基準電位
(例えば0V)に、また共通電極15を外部電源(例え
ば24V)にそれぞれ接続し、前記スイッチング手段を
印画信号に基づいて開閉することによって個別電極14
及び共通電極15間に電力を印加し、発熱抵抗体13を
個々に選択的にジュール発熱させ、この熱をインクリボ
ンや感熱記録紙等の記録媒体に伝導させることによって
記録媒体に所定の印画を形成するようになっている。
【0004】尚、前記保護層16は、発熱抵抗体13や
個別電極14等を、大気中に含まれている水分等の接触
による腐食や記録媒体の摺接による摩耗等から保護する
ためのものであり、硬質で高抵抗の無機質材料、例えば
窒化珪素等をスパッタリングすることによって発熱抵抗
体13等の上面に被着・形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては保護層16がスパッタリ
ング等の薄膜手法により成膜されているため、保護層1
6中には成膜工程中の異物の付着などに起因して多数の
ピンホールpが形成される。このため、インクリボン等
の記録媒体を発熱抵抗体13上に搬送して印画動作を行
うと、記録媒体中に含まれているナトリウムイオン(N
+ )、カリウムイオン(K+ )、マグネシウムイオン
(Mg2+)等の金属イオンIが保護層16中のピンホー
ルpを介して発熱抵抗体13等に接触し、発熱抵抗体1
3を腐食する。この結果、発熱抵抗体13の電気抵抗値
が短時間で大幅に変動し、発熱抵抗体13を所定の温度
にジュール発熱させることが不可となる欠点を有してい
た。
【0006】また一方、上述した従来のサーマルヘッド
の保護層16上に所定の導電層を被着させ、これを共通
電極15等と電気的に接続させたものが提案されてい
る。
【0007】しかしながら、このような従来のサーマル
ヘッドにおいても、発熱抵抗体13に電流が流れている
ときは、個別電極14側の電位がほぼ0Vになってい
る。このため共通電極15と同電位である導電層に存在
している金属イオンは個別電極14側に引き寄せられる
こととなり、金属イオンを導電層で確実に排除すること
ができない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、絶縁基
板上に、複数個の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体を被覆す
る保護層とを備え、該保護層上にマイナス電位が印加さ
れる導電層が被着されていることを特徴とするものであ
る。
【0009】また本発明のサーマルヘッドは、前記導電
層に印加される電位が−2.0V以上であることを特徴
とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は、本発明のサーマルヘッドの
一形態を示す平面図、図2は図1のX−X線断面図であ
り、1は絶縁基板、3は発熱抵抗体、7は保護層、8は
導電層である。
【0011】前記絶縁基板1はアルミナセラミックスや
ガラス等の電気絶縁性材料から成っており、その上面
で、グレーズ層2、発熱抵抗体3、個別電極4及び共通
電極5、保護層7、導電層8等を支持している。前記絶
縁基板1は、アルミナセラミックスから成る場合、アル
ミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に
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
ロール法等を採用することによってセラミックグリーン
シートを形成し、しかる後、前記セラミックグリーンシ
ートを所定の長方形状に打ち抜き加工するとともに高温
で焼成することによって製作される。
【0012】また前記絶縁基板1の上面には断面円弧状
のグレーズ層2が絶縁基板1の長手方向に沿って帯状に
被着・形成されている。前記グレーズ層2はガラスやポ
リイミド樹脂等の低熱伝導性材料から成っており、その
上面に被着される発熱抵抗体3の発する熱を蓄積及び放
散することにより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。尚、前記グレーズ層2は、ガラス
から成る場合、所定のガラスペーストを従来周知のスク
リーン印刷等によって帯状に印刷・塗布し、これを高温
で焼き付けることによって被着・形成される。
【0013】また前記グレーズ層2上には、直線状に配
列された複数個の発熱抵抗体3と該各発熱抵抗体3の両
端に接続される個別電極4,共通電極5がそれぞれ被着
されている。前記発熱抵抗体3はTaSiOやTiSi
O,TaN等の電気抵抗材料から成っているため、個別
電極4及び共通電極5を介して外部電源からの電力が印
加されると、記録媒体に印画を形成するのに必要な所定
の温度にジュール発熱する作用を為す。
【0014】また前記発熱抵抗体3の両端に接続される
個別電極4及び共通電極5はアルミニウムや銅等の金属
により形成されており、個別電極4は発熱抵抗体3の各
一端を図示しないスイッチング手段を介して基準電位に
個別に接続し、また共通電極5は発熱抵抗体3の各他端
を外部電源(例えば24V)に共通に接続するようになっ
ている。これら個別電極4及び共通電極5は、印画信号
に基づいたスイッチング手段の開閉により発熱抵抗体3
に所定の電力を印加する作用を為す。尚、前記個別電極
4及び共通電極5は、スパッタリング法及びフォトリソ
グラフィー技術等の薄膜手法によって所定のパターンを
成すように形成される。
【0015】また、このような発熱抵抗体3や個別電極
4,共通電極5等が被着されている絶縁基板1の上面に
は、発熱抵抗体3等を覆うようにして保護層7が被着さ
れている。前記保護層7は硬質(ビッカース硬度Hv:
1500以上)で高抵抗(1012Ωcm以上)の無機質材料、
例えば窒化珪素等から成り、発熱抵抗体3等を大気中に
含まれている水分等の接触による腐食や記録媒体の摺接
による摩耗等から保護する作用を為す。尚、前記保護層
7はスパッタリング法等の薄膜手法によって約4〜10
μmの厚みをもって被着・形成され、このような方法に
て形成した結果、保護層7の内部には成膜工程中の異物
の付着などに起因して多数のピンホールp(径数μm〜
数10μmの穴)が形成されることとなる。
【0016】そして、このような保護層7の上面には更
に、マイナス電位が印加される導電層8が被着されてい
る。前記導電層8は、TiCやTaSiO2 ,TaN,
TiSiO2 ,CrSiO2 等の導電材料から成り、そ
のシート抵抗は 2×102 〜 5×106 Ω/□の範囲に、よ
り好適には 2×103 〜 1×106 Ω/□に設定される。
【0017】前記導電層8には、前述した如く、マイナ
ス電位が印加されるため、印画実行時、個別電極4の電
位が0Vになったときでも、発熱抵抗体3上に搬送され
る記録媒体中の金属イオン(Na+ 、K+ 、Mg2+等)
をクーロン力によって確実に捕獲し、金属イオンの電荷
を導電層8を介して速やかに外部に逃がすことができ
る。これによって記録媒体中の金属イオンが保護層7中
のピンホールを介して発熱抵抗体3等に接触するのが有
効に防止され、発熱抵抗体3等の電気抵抗値が略一定に
保たれるようになる。
【0018】また前記導電層8に印加される電位を−2
V以上のマイナス電位、即ち、0V未満、−2V以上の
電位に設定しておけば、インクリボン中にCl- イオン
が含まれている場合にこれが保護層7中のピンホールを
介して個別電極4側に呼び込まれて個別電極4が腐食さ
れてしまうのが有効に防止される。従って導電層8は−
2V以上のマイナス電位に設定しておくことが好まし
い。
【0019】前記導電層8にマイナス電位を印加するに
は、絶縁基板上面の個別電極4と共通電極5との間の領
域2か所に補助電極9を予め形成しておき、この電極9
の一端と導電層8とをスルーホール等で接続し、電極9
の他端を図示しないフレキシブル印刷配線板等を介して
所定の外部電源(例えば、−1V)に接続させることで
行われる。この場合、前記補助電極9は個別電極4と共
通電極5の間の領域に設けられるため、絶縁基板1の小
型化が可能となる。
【0020】尚、このような補助電極9は、従来周知の
厚膜手法等を採用することによって形成される。具体的
には、銅粉末等を用いて作製した所定の導電ペーストを
従来周知のスクリーン印刷等によって所定幅、所定厚み
に印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによって
被着・形成される。
【0021】かくして上述したサーマルヘッドは、個別
電極4及び共通電極5間に外部からの印画信号に基づい
て所定の電力を印加し、発熱抵抗体3を個々に選択的に
ジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体
に伝導させ、記録媒体に所定の印画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。
【0022】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、保護
層上にマイナス電位が印加される導電層を被着させたこ
とから、印画実行時、個別電極の電位が0Vになったと
きでも、記録媒体中の金属イオンをクーロン力によって
確実に捕獲し、金属イオンの電荷を導電層を介して速や
かに外部に逃がすことができる。これによって記録媒体
中の金属イオンが保護層中のピンホールを介して発熱抵
抗体等に接触するのが有効に防止され、発熱抵抗体の電
気抵抗値が略一定に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサーマルヘッドの一形態を示す平面図
である。
【図2】図1のサーマルヘッドのX−X線断面図であ
る。
【図3】従来のサーマルヘッドの断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁基板 3 発熱抵抗体 7 保護層 8 導電層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基板上に、複数個の発熱抵抗体と、該
    発熱抵抗体を被覆する保護層とを備え、該保護層上にマ
    イナス電位が印加される導電層が被着されていることを
    特徴とするサーマルヘッド。
  2. 【請求項2】前記導電層に印加される電位が−2.0V
    以上であることを特徴とする請求項1に記載のサーマル
    ヘッド。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256053B1 (en) * 1999-03-25 2001-07-03 Fuji Photo Film Co., Ltd. Thermal head

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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