JPS6238147B2 - - Google Patents
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- JPS6238147B2 JPS6238147B2 JP53150552A JP15055278A JPS6238147B2 JP S6238147 B2 JPS6238147 B2 JP S6238147B2 JP 53150552 A JP53150552 A JP 53150552A JP 15055278 A JP15055278 A JP 15055278A JP S6238147 B2 JPS6238147 B2 JP S6238147B2
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- Japan
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- silicon carbide
- heating resistor
- thermal head
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
- B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、感熱記録、感熱転写記録等に用いる
サーマルヘツド、特に炭化ケイ素（SiC）を耐摩
耗性保護膜とする構造のサーマルヘツドに関する
ものである。
サーマルヘツド、特に炭化ケイ素（SiC）を耐摩
耗性保護膜とする構造のサーマルヘツドに関する
ものである。
絶縁性基板上に発熱抵抗体を形成したサーマル
ヘツドでは、記録紙との摩擦によつて発熱抵抗体
が摩耗し破損することを防止する為、通常この抵
抗体を耐摩耗性保護膜によつて被覆する。この耐
摩耗性保護膜には種々の材料が検討されている
が、特に炭化ケイ素が適していることが知られて
いる。
ヘツドでは、記録紙との摩擦によつて発熱抵抗体
が摩耗し破損することを防止する為、通常この抵
抗体を耐摩耗性保護膜によつて被覆する。この耐
摩耗性保護膜には種々の材料が検討されている
が、特に炭化ケイ素が適していることが知られて
いる。
本発明者らは上記炭化ケイ素の耐摩耗性につい
て調べていて、炭化ケイ素が摩滅する前に、炭化
ケイ素と感熱紙の感熱層材料との間の電気化学的
反応によつて炭化ケイ素が変質劣化し、耐摩耗性
保護膜の機能を失ない、発熱抵抗体の抵抗値の急
変が生じ、印字品質が著るしく劣化することを見
い出した。
て調べていて、炭化ケイ素が摩滅する前に、炭化
ケイ素と感熱紙の感熱層材料との間の電気化学的
反応によつて炭化ケイ素が変質劣化し、耐摩耗性
保護膜の機能を失ない、発熱抵抗体の抵抗値の急
変が生じ、印字品質が著るしく劣化することを見
い出した。
本発明は、このような従来の炭化ケイ素を耐摩
耗性保護膜として用いる構造のサーマルヘツドの
問題点に鑑みてなされたもので、炭化ケイ素の電
気化学的反応による変質劣化を防止し長時間にわ
たつて良好な印字品質を維持できるサーマルヘツ
ドを提供することを目的とする。
耗性保護膜として用いる構造のサーマルヘツドの
問題点に鑑みてなされたもので、炭化ケイ素の電
気化学的反応による変質劣化を防止し長時間にわ
たつて良好な印字品質を維持できるサーマルヘツ
ドを提供することを目的とする。
本発明は、耐摩耗性保護膜と発熱抵抗体層の少
なくとも正極側間に電気絶縁性膜を設けたことに
より、上記の目的を達成する。
なくとも正極側間に電気絶縁性膜を設けたことに
より、上記の目的を達成する。
本発明者らは、先に述べた炭化ケイ素の変質、
劣化の原因を究明する為に、下記のような種々の
実験を行なつた。第１図に実験に使用したサーマ
ルヘツドの発熱抵抗体周辺の断面図を示す。この
サーマルヘツド１は、絶縁性基板２上に導体３
ａ，３ｂ及び発熱抵抗体４を設け、発熱抵抗体４
の周辺を炭化ケイ素により作られた耐摩耗性保護
膜５で被覆された構造を有している。第１図のサ
ーマルヘツドを用いて実験を行ない以下に述べる
結果を得た。
劣化の原因を究明する為に、下記のような種々の
実験を行なつた。第１図に実験に使用したサーマ
ルヘツドの発熱抵抗体周辺の断面図を示す。この
サーマルヘツド１は、絶縁性基板２上に導体３
ａ，３ｂ及び発熱抵抗体４を設け、発熱抵抗体４
の周辺を炭化ケイ素により作られた耐摩耗性保護
膜５で被覆された構造を有している。第１図のサ
ーマルヘツドを用いて実験を行ない以下に述べる
結果を得た。
(1) 発熱抵抗体４に通電していない状態では、耐
摩耗性保護膜５が記録紙の感熱層に接触してい
ても、上述の保護膜である炭化ケイ素の変質、
劣化は生じない。
摩耗性保護膜５が記録紙の感熱層に接触してい
ても、上述の保護膜である炭化ケイ素の変質、
劣化は生じない。
(2) 発熱抵抗体４に通電した状態でも、記録紙の
感熱層と接触しなければ、保護膜である炭化ケ
イ素の変質、劣化は生じない。
感熱層と接触しなければ、保護膜である炭化ケ
イ素の変質、劣化は生じない。
(3) 変質、劣化を生ずる場合は、発熱抵抗体４に
流す電流の方向と関係があり、正極側の発熱抵
抗体周辺である。
流す電流の方向と関係があり、正極側の発熱抵
抗体周辺である。
(4) 炭化ケイ素は導電性を有する。
以上のような実験結果から、炭化ケイ素の変
質、劣化は、電流が流れており且つ記録紙の感熱
層材料が溶融状態で炭化ケイ素と接触している正
極側にのみ生ずることが明らかとなつた。
質、劣化は、電流が流れており且つ記録紙の感熱
層材料が溶融状態で炭化ケイ素と接触している正
極側にのみ生ずることが明らかとなつた。
即ち、炭化ケイ素に導電性がある為、炭化ケイ
素表面、又は溶融状態にある感熱層材料を通して
リーク電流が流れる。この電流により正極側で炭
化ケイ素と感熱層材料との間に電気化学的反応を
生じ、その結果耐摩耗性保護膜である炭化ケイ素
の変質、劣化を招くものと考えられる。この反応
機構については明らかではないが、上述の実験結
果より、電気化学的反応であることは明らかであ
る。
素表面、又は溶融状態にある感熱層材料を通して
リーク電流が流れる。この電流により正極側で炭
化ケイ素と感熱層材料との間に電気化学的反応を
生じ、その結果耐摩耗性保護膜である炭化ケイ素
の変質、劣化を招くものと考えられる。この反応
機構については明らかではないが、上述の実験結
果より、電気化学的反応であることは明らかであ
る。
以上の知見に基づいて、本発明者らは耐摩耗性
保護膜である炭化ケイ素と発熱抵抗体、導体との
間を電気的に絶縁することにより、炭化ケイ素の
変質、劣化を防止できることに思い至つた。
保護膜である炭化ケイ素と発熱抵抗体、導体との
間を電気的に絶縁することにより、炭化ケイ素の
変質、劣化を防止できることに思い至つた。
以下、本発明の実施例について説明する。
第２図に本発明の一実施例のサーマルヘツドの
発熱抵抗体周辺の断面図を示す。このサーマルヘ
ツド１１は、絶縁性基板１２の上に発熱抵抗体に
電流を流す為の導体１３ａ，１３ｂ、発熱抵抗体
１４を設け、この抵抗体１４と炭化ケイ素により
形成された耐摩耗性保護膜１５の間に電気絶縁性
膜１６を介在させた構造を有する。
発熱抵抗体周辺の断面図を示す。このサーマルヘ
ツド１１は、絶縁性基板１２の上に発熱抵抗体に
電流を流す為の導体１３ａ，１３ｂ、発熱抵抗体
１４を設け、この抵抗体１４と炭化ケイ素により
形成された耐摩耗性保護膜１５の間に電気絶縁性
膜１６を介在させた構造を有する。
このような構造のサーマルヘツドは例えば次の
ように製造する。絶縁性基板１２として約0.8mm
厚のアルミナグレーズ基板を用い、この上に約
0.3μ厚のタンタルと酸化ケイ素の発熱抵抗体薄
膜を、更にその上に約２μ厚の金―クロムの導体
薄膜を、順次スパツタリング、蒸着などで積層固
着する。これらに通常のフオトエツチング方法で
パターンニングを行ない、６本／mmの線密度で発
熱抵抗体１４と導体１３ａ，１３ｂを形成した。
次に、これらを被覆するように約2000Å厚の窒化
ケイ素の電気絶縁性膜１６を設け、この上に約２
μ厚の炭化ケイ素の耐摩耗性保護膜１５を設け
た。
ように製造する。絶縁性基板１２として約0.8mm
厚のアルミナグレーズ基板を用い、この上に約
0.3μ厚のタンタルと酸化ケイ素の発熱抵抗体薄
膜を、更にその上に約２μ厚の金―クロムの導体
薄膜を、順次スパツタリング、蒸着などで積層固
着する。これらに通常のフオトエツチング方法で
パターンニングを行ない、６本／mmの線密度で発
熱抵抗体１４と導体１３ａ，１３ｂを形成した。
次に、これらを被覆するように約2000Å厚の窒化
ケイ素の電気絶縁性膜１６を設け、この上に約２
μ厚の炭化ケイ素の耐摩耗性保護膜１５を設け
た。
このようにして作つた本発明一実施例のサーマ
ルヘツドＡに対して、電気絶縁性膜を設けない以
外他は全く同様の材質形状、寸法の第１図に示す
如きサーマルヘツドＢも作つた。
ルヘツドＡに対して、電気絶縁性膜を設けない以
外他は全く同様の材質形状、寸法の第１図に示す
如きサーマルヘツドＢも作つた。
これら２種類のサーマルヘツドＡ，Ｂを使用し
て長時間記録試験を行ない、発熱抵抗体の抵抗値
の変化率、炭化ケイ素の耐摩耗性保護膜の状態変
化を調べた。サーマルヘツドの通電条件は0.6W
のパルス通電（印加時間4ms，繰返し周期10.4
Hz）とし、紙送り速度は約163mm／分である。こ
の場合の記録紙の走行距離と、発熱抵抗体１４，
４の抵抗値の変化率との関係を第３図に示す。実
線はサーマルヘツドＡの場合を、又破線はサーマ
ルヘツドＢの場合を示す。
て長時間記録試験を行ない、発熱抵抗体の抵抗値
の変化率、炭化ケイ素の耐摩耗性保護膜の状態変
化を調べた。サーマルヘツドの通電条件は0.6W
のパルス通電（印加時間4ms，繰返し周期10.4
Hz）とし、紙送り速度は約163mm／分である。こ
の場合の記録紙の走行距離と、発熱抵抗体１４，
４の抵抗値の変化率との関係を第３図に示す。実
線はサーマルヘツドＡの場合を、又破線はサーマ
ルヘツドＢの場合を示す。
電気絶縁性膜を有しないサーマルヘツドＢで
は、走行距離数10mで、発熱抵抗体の正極側付近
の炭化ケイ素膜に変化が認められた。この変化は
走行距離と共に大きくなり、１Km付近で抵抗値が
急激に上昇した。この時の、変化を示している炭
化ケイ素膜は極めて脆く、弱い機械的刺激で容易
に発熱抵抗体が露出してしまう状態であつた。こ
の抵抗値の急変は炭化ケイ素膜の保護膜作用がな
くなつたことによる発熱抵抗体の酸化、摩滅によ
るものと思われる。又、その他の部分の炭化ケイ
素膜は硬く容易に傷つけることはできなかつた。
は、走行距離数10mで、発熱抵抗体の正極側付近
の炭化ケイ素膜に変化が認められた。この変化は
走行距離と共に大きくなり、１Km付近で抵抗値が
急激に上昇した。この時の、変化を示している炭
化ケイ素膜は極めて脆く、弱い機械的刺激で容易
に発熱抵抗体が露出してしまう状態であつた。こ
の抵抗値の急変は炭化ケイ素膜の保護膜作用がな
くなつたことによる発熱抵抗体の酸化、摩滅によ
るものと思われる。又、その他の部分の炭化ケイ
素膜は硬く容易に傷つけることはできなかつた。
一方、本発明一実施例のサーマルヘツドＡで
は、走行距離が30Km経過した後でも表面状態は変
化せず、又抵抗値の変化率も２％以内と良好であ
つた。又、炭化ケイ素膜の摩耗量（深さ）は、約
2000Å／10Kmであつた。したがつて、80Kmの走行
距離に対しても摩耗量（深さ）は約1.6μであ
り、耐摩耗性は充分である。
は、走行距離が30Km経過した後でも表面状態は変
化せず、又抵抗値の変化率も２％以内と良好であ
つた。又、炭化ケイ素膜の摩耗量（深さ）は、約
2000Å／10Kmであつた。したがつて、80Kmの走行
距離に対しても摩耗量（深さ）は約1.6μであ
り、耐摩耗性は充分である。
上記実施例では、電気絶縁性膜の材料として窒
化ケイ素を用いる場合について述べた。
化ケイ素を用いる場合について述べた。
しかし、これに限ることなく、例えばコーニン
グ社の＃7059のようなガラス、アルミナ、酸化タ
ンタル、酸化チタン、酸化ケイ素など、電気絶縁
性の膜であればよい、これら電気絶縁性膜の厚み
は、電気的に絶縁が保証される範囲で良く、通
常、数100Åから数1000Å位で十分である。
グ社の＃7059のようなガラス、アルミナ、酸化タ
ンタル、酸化チタン、酸化ケイ素など、電気絶縁
性の膜であればよい、これら電気絶縁性膜の厚み
は、電気的に絶縁が保証される範囲で良く、通
常、数100Åから数1000Å位で十分である。
又、本発明のサーマルヘツドに用いる発熱抵抗
体の材料としては上記実施例に限定されることな
く、例えば厚さ0.1〜１μ程度、窒化タンタル
（TaN，Ta2N）、窒化チタン、ニツケル―クロ
ム、シリコン―クロム、などを用いることができ
る。
体の材料としては上記実施例に限定されることな
く、例えば厚さ0.1〜１μ程度、窒化タンタル
（TaN，Ta2N）、窒化チタン、ニツケル―クロ
ム、シリコン―クロム、などを用いることができ
る。
又、耐摩耗性保護膜である炭化ケイ素の厚み
は、本発明のサーマルヘツドに用いる機器の仕様
により、0.1〜10μ程度であるが、通常は２μ以
下で充分である。
は、本発明のサーマルヘツドに用いる機器の仕様
により、0.1〜10μ程度であるが、通常は２μ以
下で充分である。
更に、本発明では少なくとも記録紙の感熱層が
溶融して窒化ケイ素膜と接触する範囲を電気絶縁
性膜により被覆すればよく発熱抵抗体に接続され
ている導体全部を被覆することは必ずしも必要で
ない。即ち、電気絶縁性膜を、耐摩耗性保護膜と
発熱抵抗体の少なくとも正極側との間に設ければ
よい。
溶融して窒化ケイ素膜と接触する範囲を電気絶縁
性膜により被覆すればよく発熱抵抗体に接続され
ている導体全部を被覆することは必ずしも必要で
ない。即ち、電気絶縁性膜を、耐摩耗性保護膜と
発熱抵抗体の少なくとも正極側との間に設ければ
よい。
又、上記実施例では発熱抵抗体が一列に並設さ
れたサーマルヘツドに本発明を適用する場合につ
いて述べたが、勿論これに限らず全ての感熱記録
装置のサーマルヘツドに適用できる。
れたサーマルヘツドに本発明を適用する場合につ
いて述べたが、勿論これに限らず全ての感熱記録
装置のサーマルヘツドに適用できる。
以上説明したように本発明によれば、耐摩耗性
保護膜と発熱抵抗体の少なくとも正極側との間に
電気絶縁性の膜を設けてあるので、炭化ケイ素を
通して記録紙に洩れる電流をほとんど零にでき、
記録時に耐摩耗性保護膜が記録紙の感熱層に接触
することにより生ずる炭化ケイ素（耐摩耗性保護
膜）の電気化学的反応による変質、劣化を防止で
きる。したがつて、本発明によれば長時間にわた
つて良好な印字品質を維持できるサーマルヘツド
が得られる。又、炭化ケイ素は他の耐摩耗性材料
に比べて耐摩耗性が非常に優れているので、同程
度の耐摩耗性を得る為に厚みが他より薄くて良
い。したがつて、安価のサーマルヘツドが得られ
る利点もある。
保護膜と発熱抵抗体の少なくとも正極側との間に
電気絶縁性の膜を設けてあるので、炭化ケイ素を
通して記録紙に洩れる電流をほとんど零にでき、
記録時に耐摩耗性保護膜が記録紙の感熱層に接触
することにより生ずる炭化ケイ素（耐摩耗性保護
膜）の電気化学的反応による変質、劣化を防止で
きる。したがつて、本発明によれば長時間にわた
つて良好な印字品質を維持できるサーマルヘツド
が得られる。又、炭化ケイ素は他の耐摩耗性材料
に比べて耐摩耗性が非常に優れているので、同程
度の耐摩耗性を得る為に厚みが他より薄くて良
い。したがつて、安価のサーマルヘツドが得られ
る利点もある。
第１図は従来のサーマルヘツドの発熱抵抗体付
近の断面図、第２図は本発明一実施例のサーマル
ヘツドの発熱抵抗体付近の断面図、第３図は本発
明の効果を説明する為の図である。 １，１１…サーマルヘツド、２，１２…絶縁性
基板、３ａ，３ｂ，１３ａ，１３ｂ…導体、４，
１４…発熱抵抗体、５，１５…耐摩耗性保護膜、
１６…電気絶縁性膜。
近の断面図、第２図は本発明一実施例のサーマル
ヘツドの発熱抵抗体付近の断面図、第３図は本発
明の効果を説明する為の図である。 １，１１…サーマルヘツド、２，１２…絶縁性
基板、３ａ，３ｂ，１３ａ，１３ｂ…導体、４，
１４…発熱抵抗体、５，１５…耐摩耗性保護膜、
１６…電気絶縁性膜。
Claims (1)
- １ 発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に電流を流す
導体と、前記発熱抵抗体を摩耗から防止する、炭
化ケイ素により形成された耐摩耗性保護膜と、こ
の耐摩耗性保護膜と前記発熱抵抗体の少なくとも
正極側との間に設けられた電気絶縁性の膜とを具
備してなることを特徴とするサーマルヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15055278A JPS5577584A (en) | 1978-12-07 | 1978-12-07 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15055278A JPS5577584A (en) | 1978-12-07 | 1978-12-07 | Thermal head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5577584A JPS5577584A (en) | 1980-06-11 |
| JPS6238147B2 true JPS6238147B2 (ja) | 1987-08-17 |
Family
ID=15499363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15055278A Granted JPS5577584A (en) | 1978-12-07 | 1978-12-07 | Thermal head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5577584A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850946U (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-06 | 三谷電子工業株式会社 | サ−マルヘツド |
| JPS62151359A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-06 | Alps Electric Co Ltd | サ−マルヘツド |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53101426A (en) * | 1977-01-20 | 1978-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film type thermal head |
-
1978
- 1978-12-07 JP JP15055278A patent/JPS5577584A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53101426A (en) * | 1977-01-20 | 1978-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film type thermal head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5577584A (en) | 1980-06-11 |
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