JPS6016355B2 - 薄膜型サ−マルヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種の感熱記録方式に使用される薄膜型サーマ
ルヘッドに関し、特に印字品質を向上させることを目的
とするものである。

一般に、感熱記録方式は一次発色を利用し、現像装置を
必要としないことが特長となり、近年その普及が急速に
伸び、またその主要部品となるサーマルヘッドについて
もその性能に対する要求が高まりつつある。

この感熱記録方式に使用されるサーマルヘッドは、発熱
部の構成材料によって薄膜型、厚膜型、モノシリック型
等に分類されるが、本発明は特にこの中の薄膜型サーマ
ルヘッドの耐久性、印字品質を向上させるものである。

第１図に一般の薄膜型サ・−マルヘッドの断面横造を示
しており、ァルミナ等のセラミック基板１上に保温と表
面の平滑化を計るためにガラス層２を形成し、この上に
金属、半導体またはその化合物よりなる発熱抵抗体３を
複数条並設し、さらにこの発熱抵抗体３上に電極４を形
成し、さらに発熱抵抗体３の電極４を形成されていない
発熱部６および電極４の発熱部６近傍の部分上に感熱記
録紙と接触する部分の摩耗による劣化を防ぐために耐摩
耗層５が形成されて構成されている。一般に、このよう
な構造の薄膜型サーマルヘッドでは、発熱抵抗体３に短
いパルス電圧を加え、発熱抵抗体３を発熱させると、発
熱抵抗体３内に発生した熱は表面の耐摩耗層５と感熱記
録紙の間の空気の層を通って感熱記録紙に伝達されて感
熱記録紙を発色させると同時に、下地のガラス層２等を
通って基板１および空気に伝達される。

なお高速の印字の時には感熱記録紙との相対速度を大き
くするとともに、印字パルス幅も小さくする必要がある
が、発熱部６に加えられる熱エネルギーおよびそれによ
る表面温度は幾何関数的に増大し、５００００以上に達
することがある。しかも、基板１上にグレーズされたガ
ラス層２の軟化点は比較的低く５５０℃程度であり、こ
のことから、サーマルヘッドを駆動し得る電力は、発熱
抵抗体３、電極４および耐摩耗層５の材料および構造が
５００℃以上の高温度に耐えられるとすれば、ガラス層
２の性質によって定ることとなる。また、発熱部６が矩
形状の場合を考えると、その発熱部内での温度は第２図
に示すように熱放散の理論から中心部において最高を示
し、ほぼ対称的な等温線となる。

従って、この場合中心部の最高温度が一定限界を超えな
いように設計する必要があるが、印字品質面から考えれ
ば、発熱部６の温度が均一に上昇し一様な発色を得るこ
とが望ましい。このような点に鑑み成されたものとして
も種々開発されており、例えば発熱部６内の温度を均一
にするために電流の流れる通路を変えたり、表面に熱伝
導のより金属層を設けたりすることが試みられている。
本発明ではガラス層２の見かけ上の耐熱性を増大させる
ことにより、解決したもので、以下本発明の薄膜型サー
マルヘッドの一実施例を示す第３図を用いて説明する。

なお、第１図に示す薄膜型サーマルヘッドと同一箇所に
は同一番号を付して説明は省略する。第３図において、
７はＳＩＣ等の硬質で耐熱性の絶縁性薄膜帯で、この薄
膜帯７は基板１のガラス層２上に形成され、またこの基
板１および薄膜帯７上にはこの薄膜帯７と交差するよう
に発熱抵抗体３が複数条形成され、さらにこの発熱抵抗
体３上には前記薄膜帯７上の部分の一部または全部を露
出させて発熱部６を形成するように電極４が形成されて
いる。

ここで、薄膜帯７としてＳＩＣを用いた場合には、一般
に耐摩耗層５にＳＩＣを使用することから製造する場合
非常に有利である。

さらに、ＬＳＩＣ膜は１ぴＱｃの程度の比抵抗を持ち発
熱体の比抵抗１０‐６〜１０‐３０ｃのに比べて１び０
〜１０７倍も大きく、ＳＩＣ上に直接発熱体を形成する
ことができるため、電気的絶縁層を形成する必要がない
。また、実験によれば、ＳＩＣは熱伝導が０．１ｃａｌ
／弧・ｓｅｃ・℃で比較的高い材料であるため発熱体内
の温度分布が均一化され、発熱部６中心の最高溢度を約
数十度低下させれることが判った。

このことは印字品質の向上とともに基板１の耐熱性を向
上させることとなり、しかもＳＩＣは耐薬品性が良く、
耐摩耗層５との密着性も発熱部６以外の部分で良いため
、耐摩耗層５を形成する場合に強固に形成させることが
できる。なお、薄膜帯７の厚さとしてはＳＩＣを用いた
場合、０．５〜１０山程度が実用上本発明の効果を得る
ことができる。また、第３図に示す本発明のサーマルヘ
ッドでは、発熱部６の下部にのみ薄膜帯７を形成してい
るため、隣接する発熱部６間に熱が流出し、印字した場
合に印字ドット間の空白部を多少とも少なくすることが
できるとともに、発熱部６を僅かながら凸形にすること
ができ、感熱記録紙との接触が良好となり、紙カス等が
発熱部６に溜まることによる印字濃度の悪化を防ぐこと
ができる。

また、本発明の絶縁性薄膜帯７として使用できるものは
、ＳＩＣの他にＴＩＣ、ＷＣ、Ｂ４Ｃ、ＴｉＢ２、山２
０３、皮０、Ｓｉ等があるが、耐熱性、実用性の面から
考えると、ＳＩＣが最も良い結果を示す。以上のように
、本発明による薄膜型サーマルヘッドによれば、基板上
のガラス層の見かけ上の耐熱性を向上させることができ
、サ−マルヘツドの耐久性を向上させることができると
ともに、印字濃度等の印字品質を向上させることができ
るという非常に優れた効果を得ることができ、サーマル
ヘッドに要求されている性能向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆の薄膜型サーマルヘッドを示す断面図、第
２図は第１図に示すヘッドの発熱部における温度分布を
示す図、第３図は本発明の一実施例による薄膜型サーマ
ルヘッドを示す断面図である。 １・・・・・・セラミック基板（絶縁性基板）、２・・
・・・・ガラス層、３…・・・発熱抵抗体、４・…・・
電極、６…・・・発熱部、７・・・・・・絶縁性薄膜帯
。 第１図第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面にガラス層を形成した絶縁性基板と、この基板
   のガラス層上に形成したＳｉＣ膜帯と、このＳｉＣ膜帯
   と交差するように前記基板上に形成した複数条の発熱抵
   抗体と、この発熱抵抗体の前記ＳｉＣ膜帯上の部分の少
   なくとも一部を露出させて形成した電極とで構成したこ
   とを特徴とする薄膜型サーマルヘツド。 ２ ＳｉＣの膜の厚さを０．５〜１０μにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の薄膜型サーマル
   ヘツド。