JPS62117762A - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS62117762A JPS62117762A JP60258286A JP25828685A JPS62117762A JP S62117762 A JPS62117762 A JP S62117762A JP 60258286 A JP60258286 A JP 60258286A JP 25828685 A JP25828685 A JP 25828685A JP S62117762 A JPS62117762 A JP S62117762A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thermal head
- protective layer
- power supply
- current supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N97/00—Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はサーマルプリンタに用いられるサーマルヘッド
、特に薄膜型のサーマルヘッドに関スル。
、特に薄膜型のサーマルヘッドに関スル。
サーマルプリンタに搭載するサーマルヘッドは、例えば
複数個の発熱抵抗体素子を同一基板上に直線的に配列し
、情報に従ってこの発熱抵抗体素子を通電加熱させて、
感熱記録紙に発色記録させ、あるいはインクリボンを介
して、普通紙に転写記録するために用いられる。
複数個の発熱抵抗体素子を同一基板上に直線的に配列し
、情報に従ってこの発熱抵抗体素子を通電加熱させて、
感熱記録紙に発色記録させ、あるいはインクリボンを介
して、普通紙に転写記録するために用いられる。
第３図、第４図は、従来のこの種サーマルヘードの一般
構造例を示すものである。図において、セラミック基板
等の絶縁性基板１上には、蓄熱層として機能するガラス
からなるグレーズ層２が形成されており（第３図におい
ては、絶縁性基板１の略全面に、第４図においてはその
発熱抵抗体形成予定領域に断面が弧状のものとしてそれ
ぞれ形成されておシ）、このグレーズ層２の上にＴａ２
Ｎ等からなる発熱抵抗体層３が蒸着、スパッタ等で被着
された後、エツチングされて、複数個直線状に配置・形
成されている。この発熱抵抗体層３の上には、さらにこ
の発熱抵抗体層３に対して給電するための給電体層４が
形成されている。この給電体層４は、例えばアルミニウ
ムや銅や金等からなるもので、蒸着、スパッタリング等
で被着された後、エツチングによって所望形状のパター
ンに形成され、各発熱抵抗体層３の両側に各々一方が共
通電極として、他方が個別リード電極としてそれぞれ引
出されている。そして、この共通電極および個別リード
電極として対をなす給電体層４゜４間において、１ドツ
ト相当分の発熱領域を形づくられた各個独立した発熱抵
抗体３は、′対をなす給電体層４，４間に電圧を印加す
ることによって発熱されるようになっている。なお、４
ａは、エツチングによって形成された、給電体層４の分
断部である。
構造例を示すものである。図において、セラミック基板
等の絶縁性基板１上には、蓄熱層として機能するガラス
からなるグレーズ層２が形成されており（第３図におい
ては、絶縁性基板１の略全面に、第４図においてはその
発熱抵抗体形成予定領域に断面が弧状のものとしてそれ
ぞれ形成されておシ）、このグレーズ層２の上にＴａ２
Ｎ等からなる発熱抵抗体層３が蒸着、スパッタ等で被着
された後、エツチングされて、複数個直線状に配置・形
成されている。この発熱抵抗体層３の上には、さらにこ
の発熱抵抗体層３に対して給電するための給電体層４が
形成されている。この給電体層４は、例えばアルミニウ
ムや銅や金等からなるもので、蒸着、スパッタリング等
で被着された後、エツチングによって所望形状のパター
ンに形成され、各発熱抵抗体層３の両側に各々一方が共
通電極として、他方が個別リード電極としてそれぞれ引
出されている。そして、この共通電極および個別リード
電極として対をなす給電体層４゜４間において、１ドツ
ト相当分の発熱領域を形づくられた各個独立した発熱抵
抗体３は、′対をなす給電体層４，４間に電圧を印加す
ることによって発熱されるようになっている。なお、４
ａは、エツチングによって形成された、給電体層４の分
断部である。
上記発熱抵抗体層３および給電体層４の上には、これら
の保護層７が形成されている。この保護層７は発熱抵抗
体層３を酸化による劣化から保護する５ｊ０２などから
なる耐酸化層５と感熱記録紙（図示せず）等との接触に
よる摩耗から発熱抵抗体層３および給電体層４を保護す
るＴａ２０５ 等からなる耐摩耗層６とからなっており
、該保護層７は端子部以外のヘッド面のすべてを覆うよ
うになっている。この保護層７は、スパッタリング等の
手段によって耐酸化層５および耐摩耗層６が順次形成さ
れ、然る後、最終工程で、絶縁性基板１を分割して所望
のサーマルヘッドチップを得るようになっている。
の保護層７が形成されている。この保護層７は発熱抵抗
体層３を酸化による劣化から保護する５ｊ０２などから
なる耐酸化層５と感熱記録紙（図示せず）等との接触に
よる摩耗から発熱抵抗体層３および給電体層４を保護す
るＴａ２０５ 等からなる耐摩耗層６とからなっており
、該保護層７は端子部以外のヘッド面のすべてを覆うよ
うになっている。この保護層７は、スパッタリング等の
手段によって耐酸化層５および耐摩耗層６が順次形成さ
れ、然る後、最終工程で、絶縁性基板１を分割して所望
のサーマルヘッドチップを得るようになっている。
なお、近年サーマルプリンメの印字品質の改良が進みサ
ーマルヘッドの構造は第３図のように平面上に発熱抵抗
体層３を配置したものから、第４図のような部分グレー
ズ層２をもうけ、その頂面部に発熱抵抗体層３を配置さ
せ、感熱記録媒体に対する接触をよくして比較的低電力
で高印字品質を得るようになってきている。
ーマルヘッドの構造は第３図のように平面上に発熱抵抗
体層３を配置したものから、第４図のような部分グレー
ズ層２をもうけ、その頂面部に発熱抵抗体層３を配置さ
せ、感熱記録媒体に対する接触をよくして比較的低電力
で高印字品質を得るようになってきている。
しかしながら、熱転写プリンタにおいて、近年表面粗度
の大きい普通紙例えばランカスターボンド紙等に対して
実用的な印字品質の実現および高速印刷が望まれており
、紙質の悪いものに良好な印字を行うために工夫された
インクリボンは、必然的にサーマルヘッドに対して、従
来より高電力駆動するものとなっていること、更に高速
印字は当然高電力駆動を必要とすることから従来の最大
定格を越えて用いることになり、サーマルヘッドの耐久
マージンが少なくなり故障率が高いという欠点が生じて
いた。
の大きい普通紙例えばランカスターボンド紙等に対して
実用的な印字品質の実現および高速印刷が望まれており
、紙質の悪いものに良好な印字を行うために工夫された
インクリボンは、必然的にサーマルヘッドに対して、従
来より高電力駆動するものとなっていること、更に高速
印字は当然高電力駆動を必要とすることから従来の最大
定格を越えて用いることになり、サーマルヘッドの耐久
マージンが少なくなり故障率が高いという欠点が生じて
いた。
特にサーマルヘッドの初期故障は突然高電力を印加する
ことにより、発熱と冷却の温度差が激しくおこジ、その
熱ストレスに保護層が耐えられず、クラヅクを生じて、
空気が侵入し、発熱抵抗体が酸化して破壊にいたるもの
であることが判っている。一般に保護層はスパッタリン
グ法で形成されており、基板の加熱温度は機器の耐熱性
から略３００℃がＭＡＸであり、スパッタ膜の内部応力
の大きいことが知られており、特に耐摩耗層に用いるＴ
ａ２０５ 、 Ｓｉ ３ Ｎ４ 、 Ｓ ｉｏ、ＡＡ！
Ｎ等の硬質材料は内部応力が大きいものとなる。そのよ
うなサーマルヘッドが実際に印刷する時の温度は、高電
力駆動の場合４００℃以上の急激な熱ストレスが突発的
に加わることになり保護層は内部応力を緩和する前にク
ラックを生じて破壊に至るものとなる。以上のように、
サーマルヘッドの発熱温度を高めて印刷しようとする場
合、従来のサーマルヘッドは、その製造工程において、
設備の制約から低温度で製造しているため、内部応力が
高く急激な熱ストレスに対して耐えられないものであっ
た。
ことにより、発熱と冷却の温度差が激しくおこジ、その
熱ストレスに保護層が耐えられず、クラヅクを生じて、
空気が侵入し、発熱抵抗体が酸化して破壊にいたるもの
であることが判っている。一般に保護層はスパッタリン
グ法で形成されており、基板の加熱温度は機器の耐熱性
から略３００℃がＭＡＸであり、スパッタ膜の内部応力
の大きいことが知られており、特に耐摩耗層に用いるＴ
ａ２０５ 、 Ｓｉ ３ Ｎ４ 、 Ｓ ｉｏ、ＡＡ！
Ｎ等の硬質材料は内部応力が大きいものとなる。そのよ
うなサーマルヘッドが実際に印刷する時の温度は、高電
力駆動の場合４００℃以上の急激な熱ストレスが突発的
に加わることになり保護層は内部応力を緩和する前にク
ラックを生じて破壊に至るものとなる。以上のように、
サーマルヘッドの発熱温度を高めて印刷しようとする場
合、従来のサーマルヘッドは、その製造工程において、
設備の制約から低温度で製造しているため、内部応力が
高く急激な熱ストレスに対して耐えられないものであっ
た。
（発明の目的）
従って本発明の目的とする所は、前記従来の欠点を解消
し、保護層の内部応力を緩和して、クラツクの発生バラ
ツキを低減し、高電力駆動における信頼性の高いサーマ
ルヘッドを提供することにある。
し、保護層の内部応力を緩和して、クラツクの発生バラ
ツキを低減し、高電力駆動における信頼性の高いサーマ
ルヘッドを提供することにある。
（発明の構成〕
上述の目的を達成するために、本発明のサーマルヘッド
は発熱抵抗体層に電力を供給する給電体層に、Ｍ又はＭ
合金の単層もしくはＭを上層に形成した２層とし、その
給電体層および前記発熱抵抗体層上に形成した保護層と
を備えたサーマルヘッドにおいて、保護層を形成後、空
気中で５００〜６００℃のアニール処理を加えてからタ
ンク部にメッキを行うものである。
は発熱抵抗体層に電力を供給する給電体層に、Ｍ又はＭ
合金の単層もしくはＭを上層に形成した２層とし、その
給電体層および前記発熱抵抗体層上に形成した保護層と
を備えたサーマルヘッドにおいて、保護層を形成後、空
気中で５００〜６００℃のアニール処理を加えてからタ
ンク部にメッキを行うものである。
（実施例）
第１図は本発明のサーマルヘッドの断面図を示す。絶縁
性基板１上に部分グレーズ層２をもうけ、その上にＴａ
ｚＮからなる発熱抵抗体層３およびＭ又はＭ合金からな
る単層の給電体層４もしくは、Ｃｒ ／ｋ１等の２層給
電体層４を積層しフォ） ＩＪン技術により、発熱抵抗
体層３が部分グレーズ層２の略頂面部に位置するように
給電体層４を分断して形成する。更にその上に、８ｉ０
２からなる第１の保護層５略２μｍ、およびＴａ２０Ｂ
からなる第２の保護層６略５μｍをスパッタリングして
形成した後、給電体層４のＭに連接したサーマルヘプト
のタンク部を友のままとした状態で、電気炉を用いて急
熱、急冷をさけて５００〜６００℃で略３０分のアニー
ル処理を加える。前記アニール処理の後、７２７７部に
、ボンダル法を用いて無電解、又は電解Ｎｉ又はαおよ
び＆又は田合金のメッキを行うものである。以上のよう
にサーマルヘッドを製造したものを、ステップ・ストレ
ス・テス）（ＳＳＴ）Ｖｃかけた場合、第２図のように
本質的な破壊点は略６５０℃でＭＯ溶出があるため変わ
らないが、従来あった早期に抵抗値が高くなるような破
壊点のバラツキが著しく低下してくるものでｌ）、アニ
ール処理による応力緩和がはかられていることを示して
いる。このように実際に印字動作をする前にあらかじめ
印刷時の温度よシも高い温度をサーマルヘッドに加えて
、製造工程内で発生していた内部応力を緩和させておく
ことによって、信頼性の高いものとなる。本発明はこの
ような高温度のアニール処理を行うため給電体には、Ｍ
又はＭ合金を単層もしくは上層に用いたことを特徴とし
てお！ｌ１Ｍは空気中で表面に薄く緻密に酸化膜を形成
し給電体層の厚みが略１〜２μｍであってもアニール処
理による変質が発生せず、後工程のメーキ処理が支障な
く行える利点を有している。以上のようにサーマルヘッ
ドを形成することによって、従来のサーマルヘッドであ
っても高電力駆動の信頼性を高いものとできる。
性基板１上に部分グレーズ層２をもうけ、その上にＴａ
ｚＮからなる発熱抵抗体層３およびＭ又はＭ合金からな
る単層の給電体層４もしくは、Ｃｒ ／ｋ１等の２層給
電体層４を積層しフォ） ＩＪン技術により、発熱抵抗
体層３が部分グレーズ層２の略頂面部に位置するように
給電体層４を分断して形成する。更にその上に、８ｉ０
２からなる第１の保護層５略２μｍ、およびＴａ２０Ｂ
からなる第２の保護層６略５μｍをスパッタリングして
形成した後、給電体層４のＭに連接したサーマルヘプト
のタンク部を友のままとした状態で、電気炉を用いて急
熱、急冷をさけて５００〜６００℃で略３０分のアニー
ル処理を加える。前記アニール処理の後、７２７７部に
、ボンダル法を用いて無電解、又は電解Ｎｉ又はαおよ
び＆又は田合金のメッキを行うものである。以上のよう
にサーマルヘッドを製造したものを、ステップ・ストレ
ス・テス）（ＳＳＴ）Ｖｃかけた場合、第２図のように
本質的な破壊点は略６５０℃でＭＯ溶出があるため変わ
らないが、従来あった早期に抵抗値が高くなるような破
壊点のバラツキが著しく低下してくるものでｌ）、アニ
ール処理による応力緩和がはかられていることを示して
いる。このように実際に印字動作をする前にあらかじめ
印刷時の温度よシも高い温度をサーマルヘッドに加えて
、製造工程内で発生していた内部応力を緩和させておく
ことによって、信頼性の高いものとなる。本発明はこの
ような高温度のアニール処理を行うため給電体には、Ｍ
又はＭ合金を単層もしくは上層に用いたことを特徴とし
てお！ｌ１Ｍは空気中で表面に薄く緻密に酸化膜を形成
し給電体層の厚みが略１〜２μｍであってもアニール処
理による変質が発生せず、後工程のメーキ処理が支障な
く行える利点を有している。以上のようにサーマルヘッ
ドを形成することによって、従来のサーマルヘッドであ
っても高電力駆動の信頼性を高いものとできる。
（発明の効果）
以上述べたように本発明のサーマルヘッドはあらかじめ
空気中においてスパッタリングによって形成した保護層
にアニール処理を加えて、内部応力を緩和させ高電力駆
動による熱ストレス破壊のバラツキを低減させること、
および給電体層にＭを用いることによって量産性の高い
ものとしていること、このようにすることによって、紙
を選ばないで印刷することができ、かつ高速印刷にも使
えるサーマルヘッドが提供できるようになった。
空気中においてスパッタリングによって形成した保護層
にアニール処理を加えて、内部応力を緩和させ高電力駆
動による熱ストレス破壊のバラツキを低減させること、
および給電体層にＭを用いることによって量産性の高い
ものとしていること、このようにすることによって、紙
を選ばないで印刷することができ、かつ高速印刷にも使
えるサーマルヘッドが提供できるようになった。
第１図は本発明のサーマルヘッドの断面図、第２図は本
発明のサーマルヘッドのＳＳＴ特性図と、従来のＳＳＴ
特性図を対比したものであり、第３゜４図は従来のサー
マルヘッドの断面図である。 １ 絶縁性基板 ２ グレーズ層 ３ 発熱抵抗体層 ４ 給電体層 ５ 耐酸化層 ６ 耐摩耗層 ７・保護層 ３４１ 図 一一一一一従来のＳＳＴ持・注 本４１明のＳＳＴ待・庄 秦 ３ 図 ７゜ 第４ 図 ７＾
発明のサーマルヘッドのＳＳＴ特性図と、従来のＳＳＴ
特性図を対比したものであり、第３゜４図は従来のサー
マルヘッドの断面図である。 １ 絶縁性基板 ２ グレーズ層 ３ 発熱抵抗体層 ４ 給電体層 ５ 耐酸化層 ６ 耐摩耗層 ７・保護層 ３４１ 図 一一一一一従来のＳＳＴ持・注 本４１明のＳＳＴ待・庄 秦 ３ 図 ７゜ 第４ 図 ７＾
Claims (4)
- （１）絶縁性基板上にグレーズ層を形成し、そのグレー
ズ層上に複数個の発熱抵抗体層を直線的に配置し、この
発熱抵抗体層に電力を供給する耐酸化性金属からなる給
電体層と、この給電体層および前記発熱抵抗体層上に形
成された保護層とを備えたサーマルヘッドにおいて、前
記保護層を形成後５００〜６００℃のアニール処理を加
えたことを特徴とするサーマルヘッド。 - （２）絶縁性基板上にグレーズ層を形成し、そのグレー
ズ層上に複数個の発熱抵抗体層を直線的に配置し、この
発熱抵抗体層に電力を供給する耐酸化性金属からなる給
電体層と、この給電体層および前記発熱抵抗体層に形成
された保護層とを備えたサーマルヘッドにおいて、前記
保護層を形成後５００〜６００℃のアニール処理を加え
た後、前記給電体層の端子部に易半田付性金属をメッキ
したことを特徴とするサーマルヘッド。 - （３）前記保護層は、耐酸化層と耐摩耗層からなること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項および第（２）
項記載のサーマルヘッド。 - （４）前記保護層の耐摩耗層が金属の低酸化物または低
窒化物または低炭化物のいずれかで形成されたことを特
徴とする特許請求の範囲第（３）項記載のサーマルヘッ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258286A JPS62117762A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60258286A JPS62117762A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | サ−マルヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62117762A true JPS62117762A (ja) | 1987-05-29 |
Family
ID=17318142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60258286A Pending JPS62117762A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62117762A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428567A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Alps Electric Co Ltd | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
-
1985
- 1985-11-18 JP JP60258286A patent/JPS62117762A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428567A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Alps Electric Co Ltd | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
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