JPS6151359A - サ−マルヘツド - 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】 （発明の技術分野） 本発明は感熱記録に用いられるライン型サーマルヘッド
の改良に関するものである。

（発明の背景） ライン型サーマルヘッドは基本的には主走査方向に一列
に並んだ多数の発熱抵抗体ドツトとそのドツトを通電発
熱させるための一対の電極膜とからなるが、従来のサー
マルヘッドでは抵抗体ドツトの膜厚は、中心部分でも周
辺部分でも一定であった。以下、従来のサーマルヘッド
を第６図（ａ）、第６図ｔｂ）に基づいて説明する。

第６図（ａｌにおいて、１は基板、２は断熱層、３は抵
抗膜である。４ａ、４ｂは一対の電極膜、５は保護膜で
ある。そして、抵抗膜３の、前記一対の電極膜４ａ−４
ｂ間に位置する部分３ａが抵抗体ドツトとなり、その抵
抗体ドツト３ａは第６図（ｂ）に示す如く、矩形に形成
されている。尚、第６図（ａ）に図示された保護膜５は
第６図（ｂｌにおいては省略しである。

以上のように構成されているために、一対の電極膜４ａ
、４ｂを通して抵抗膜３に通電すると、前記抵抗体トン
）３ａにジュール熱が発生し、該ジュール熱が感熱記録
紙（図示せず）に伝えられ、記録される。そして、一般
に一定電圧で記録することが多く、抵抗体ドラ）３ａの
抵抗値をＲとし、印加する一定電圧を■とすると、抵抗
体トノ）３ａに発生する発熱量Ｑは下式の通りになる。

Ｑ＝−Ｗ−ｔ＝　（Ｖ”　／Ｒ）　　・ｔここで、Ｗは
印加電力、ｔは時間である。従って一定電圧駆動の時、
単位時間を当たりの発熱量＝（Ｑ／　ｔ　”）は抵抗体
ドソ１−３ａの抵抗値Ｒに反比例する。そして一般には
単位時間を当たりの発熱量：　　（Ｑ／ｌ）は抵抗体ド
ツト３ａの温度Ｔに比例するので、温度Ｔは抵抗値Ｒに
反比例することになる。

従来のサーマルヘッドは抵抗体ドツト３ａの膜厚、膜質
が均一であり、従ってその面内において一様な抵抗値Ｒ
をもっていると考えられる。そのために電流を流した時
、抵抗体ドツト３ａの表面の温度分布は一様になると期
待される。しかし、実際には周囲へ熱が逃げるため、一
様にならない。本発明者等の実験によれば、第７図に示
す如く抵抗体ド・ｙ）３ａの中央部分３ａ＋には高温域
を、その周辺（例えば部分３ａ２）には低温域をもつ温
度分布が形成される。第８図は第７図の、主走査方向に
沿う軸Ｘ−Ｘ断面における温度分布を示すグラフである
。

このような状態で感熱記録を行うと、抵抗体ドツトの記
録温度Ｔと光学的印字濃度りとの間には、ソト３ａの温
度分布（第８図に図示）がその印字濃度の飽和域以下の
場合には、１つの記録ドツト内に、濃度差があられれる
。更に記録温度Ｔが低い場合には、印字されなくなるた
めに、記録ドツトの形状も変わってくる。そのため、隣
の画素と連続しなくなり、画質が粗くなるという問題が
発生する。特にこの問題は、主走査方向に於いて重大で
ある。何故ならば、この場合画素を連続させるには、抵
抗体ドツトと別の抵抗体ドツトとの間を狭くすれば良い
が、狭くすることは電気絶縁性の問題及び加工上の問題
で限界があり、余り狭くできない。そこで１つのドツト
に流す電流を多くシて、全体に温度を上げてしまう解決
法も考えられるが、そうすると中心部分のみが異常に温
度が高くなって、その部分（ヒートスボ・ノド）が早く
劣化してしまうことになる。それに対して、副走査方向
での濃度ムラや画素形状の変化の問題は、記録紙の１行
分の移動距離を短くすることで、簡単に解決できるので
ある。

（発明の目的） 本発明は、これらの点を考慮し、副走査方向に電流を流
す抵抗体ドツトの主走査方向の発熱温度分布が一様なラ
イン型サーマルヘッドを得ることを目的とする。

（発明の概要） 本発明者らは、まず上記目的を達成するためには、単位
時間を当たりの発熱量：　　（Ｑ／ｌ）を一定ではなく
、抵抗体ドツトの主走査方向の断面における発熱量分布
を、前記抵抗体ドツトの中央部分の発熱量がその周辺部
分の発熱量よりも小さくなるように、形成すれば良いこ
とを着想した。そして、抵抗体ドツトの幅が一定、性質
が一様とすれば、抵抗体ドツトの抵抗値Ｒとその膜厚ｄ
との間には反比例関係がある。一方、抵抗値Ｒは前述の
如く発生する単位時間を当たりの発熱量：（Ｑ／１）に
反比例関係するので、単位時間を当たりの発熱量：　　
（Ｑ／ｌ）は膜厚ｄに比例することになる。そこで抵抗
体ドツトの主走査方向の断面における膜厚分布を、前記
抵抗体ドツトの中央部分がその周辺部分よりも薄くなる
ように形成すれば、抵抗体ドツトの主走査方向の温度分
布が一様になることを見出し、本発明を成すに至った。

従って本発明は、抵抗体ドツトと；該抵抗体ドツトに通
電発熱するための、副走査方向に形成された一対の電極
膜とから成るライン型サーマルヘッドに於いて、 前記抵抗体ドツトの主走査方向の断面における膜厚分布
を、前記抵抗体ドツトの中央部分が薄く、その周辺部分
が厚くなるようにしたことを、特徴とするライン型サー
マルヘッドを提供する。

以下、本発明を図面を引用しながら実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図（ａｌないし第１図（ｆｌは、本発明の実施例の
サーマルヘッドの製造工程を工程順に示す部分平面図で
ある。

（実施例） まず、基板１上に蓄熱層２を形成し、さらに蓄熱層２上
にＴａＪ　（窒化タンタル）からなる抵抗膜３を帯状に
形成し、そして抵抗膜３上に、一対の電極膜４ａ、　４
ｂを帯状に形成させる。抵抗膜３の、前記一対の電極膜
４ａ　−４ｂ間に位置する部分３ａが抵抗体ドツトとな
る。この結果を第１図＋ａ＋に示す。

第１図（ａｌ中の、副走査方向に沿う軸Ｘ、−に１を通
る面での断面図を第２図＋ａ）に、主走査方向に沿う軸
Ｙ＋　　Ｙｔを通る面での断面図を第３図（ａ）にそれ
ぞれ示す。尚、第１図ｔａ＋に示された一対の電極膜４
ａ。

４ｂは、軸Ｙ＋　　Ｙｔを通る面での位置には形成され
ていないために、第３図（ａｌにおいて、前記一対の電
極膜４ａ、　４ｂは図示されていない。

次に、電極膜４ａの少なくとも一部から電極膜４ｂの少
な（とも一部にかけて、抵抗体ドツト３ａの表面にレジ
スト膜６を形成した後、抵抗体ドソ）３ａの中央部分３
ａ＋を露出させる。この結果を第１図ｆｂｌに示す。第
１図ｆｂｌ中の、副走査方向に沿う軸ｘ２Ｘ２を通る面
での断面図を第２図（ｂｌに、主走査方向に沿う軸Ｙｚ
　　Ｙｔを通る面での断面図を第３図ｆｂ）にそれぞれ
示す。

次に、抵抗体ドツト３の中央部分３ａＩに電解質を含む
ペースト７をおく。この結果を第１図（Ｃ）にを通る面
での断面図を第２図（Ｃ）に、主走査方向に沿う軸Ｙ＋
　　Ｙｔを通る面での断面図を第３図（Ｃ１にそれぞれ
示す。

そして、コードＡの一端を陽極として電極膜４ａ（ある
いは４ｂでもよい）に接点Ｘで接続させ、他方、コード
Ｂの一端を陰極としてペースト７に接点Ｙで接続させる
。この結果を第１図（ｄｉに示す。

第１図（ｄ）中の、副走査方向に沿う軸×４−χ４を通
る面での断面図を第２図（ｄｉに、主走査方向に沿う軸
Ｙ４−Ｙ４を通る面での断面図を第３１１（ｄｉにそれ
ぞれ示す。その上で、スイッチＳをＯＮにして電源Ｅに
より、両極に電圧を加えると、第３図［ｄ）に示す如く
ペースト７と接触する中央部分３ａ、の表面が、前記印
加電圧に比例した量だけ酸化される。この時、酸化され
た部分８は絶縁層（酸化タンタル）として形成され、抵
抗体ドツト３ａはそれだけ薄（なる。次にコードＡを接
点Ｘから、コードＢを接点Ｙからはずす。さらに、ペー
スト７を除去し、次にレジスト膜６を溶かすための有機
溶剤により、レジスト膜６を溶解させる。

これにより、主走査方向の膜厚分布が中央部分３ａ、は
薄く、その周辺部分３ａ、は厚く形成された抵抗体ドツ
トが得られる。この結果を第１図（ｅ）に示す。第１図
ｔｅｔ中の、副走査方向に沿う軸Ｘｓ　　Ｘｓを通る面
での断面図を第２図（ｅｌに、主走査方向に沿う軸ｙ、
−ｙ、を通る面での断面図を第３図＋ｅｌにそれぞれ示
す。

最後に、一方の電極膜４ａの少なくとも一部から他方の
電極膜４ｂの少なくとも一部にかけて、抵抗体ドツト３
ａの上に保護膜５を形成する。こうして、本実施例のサ
ーマルヘッドが完成する。この結果を第１図（ｆｌに示
す。第１図＋ｆｌ中の、副走査方向に沿う軸Ｘ６−Ｘ６
を通る面での断面図を第２図（ｆｌに、主走査方向に沿
う軸Ｙｂ　　Ｙｂを通る面での断面図を第３図［ｆｌに
それぞれ示す。

尚、別の実施例では陽極酸化ではなく、エツチングガス
例えばＣＦ４　と０□の混合ガスを用いて抵抗体トノ）
３ａの中央部分３ａ＋の表面をドライエツチングし、そ
れにより該部分３ａ、の膜厚を減少させてもよい。この
方法では絶縁層８は形成されずに、中央部分３ａＩが薄
くなる。

先の実施例では、発熱部の膜厚分布は一段階の変化のみ
であったが、第４図に示す如く陽極酸化の際のマスクを
３回用いて段階的に酸化すれば、抵抗体ドツトの温度分
布も更に改善される。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、副走査方向に電流を流す
ライン型サーマルヘッドの抵抗体ドツトにおいて、その
抵抗体ドツトの主走査方向の膜厚分布が周辺部分よりも
その中央部分の方が薄く形成されているために、第５図
に示す如く抵抗体ドツトの主走査方向の温度分布が一様
になる。

従って本発明によるサーマルヘッドを用いて、感熱記録
を行えば、１ドツト内での主走査方向に沿う温度分布が
一様であるため、記録ドツトもその形状が一定で、しか
もその濃度に差がなく面内で一様になり、特に印加電力
を制御して濃度を変化させる中間調表示並びに天然色記
録においては、記録濃度の制御が精度良くできる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌないし第１図（ｆ）は本発明の実施例のサ
ーマルヘッドの製造工程を工程順に示す部分平面図であ
る。 第２図（ａｌないし第２図（ｆｌのそれぞれは、第１図
（ａ）ナイシ第１図ｆｆｌ中の、それぞれ軸Ｌ　　Ｌ、
Ｘｚ−×２、Ｘ３Ｘ３、Ｘｓ　　Ｘｓ、Ｘｓ　　Ｘｓ、
Ｘｂ　　Ｘ６を通る面での断面図である。 第３図（ａｌないし第３図（ｆ）のそれぞれは、第１図
（ａｌないし第１図（［１中の、それぞれ軸Ｙ＋　　Ｙ
＋、Ｙ２−Ｙ２、Ｙ３　　Ｙ３、Ｙａ−Ｙ４．Ｙｓ　　
Ｙｓ、Ｙｂ　　Ｙｂを通る面での断面図である。 第４図は、陽極酸化の際のマスクを３回用いて段階的に
酸化した抵抗体ドツトの、主走査方向の断面図である。 第５図は本発明の実施例のサーマルヘッドの抵抗体ドツ
トにおける主走査方向の温度分布の状態を示すグラフで
ある。 第６図（ａｌは従来のサーマルヘッドの断面図、第６図
（ｂｌは従来のサーマルヘッドの平面図である。 における温度分布の状態を示す平面図である。 第８図は第７図の、主走査方向に沿うＸ−Ｘ断面におけ
る温度分布の状態を示すグラフである。 第９図は抵抗体ドツトの記録温度Ｔと記録濃度りとの関
係を示すグラフである。 〔主要部分の符号の説明〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抵抗体ドットと；該抵抗体ドットに通電発熱するための
   、副走査方向に形成された一対の電極膜とから成るライ
   ン型サーマルヘッドに於いて、前記抵抗体ドットの主走
   査方向の断面における膜厚分布を、前記抵抗体ドットの
   中央部分が薄く、その周辺部分が厚くなるようにしたこ
   とを、特徴とするライン型サーマルヘッド。