JPS63165155A - Thick film type thermal head - Google Patents
Thick film type thermal headInfo
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、厚膜型サーマルヘッドに関する。[Detailed description of the invention] "Industrial application field" The present invention relates to a thick film thermal head.
「従来の技術」
第５図に、従来の厚膜型サーマルヘッドの要部斜視図を
示した。これによって、従来の厚膜型サーマルヘッドの
構造とその製造方法とを説明する。"Prior Art" FIG. 5 shows a perspective view of the main parts of a conventional thick-film thermal head. Hereinafter, the structure of a conventional thick-film thermal head and its manufacturing method will be explained.
この厚膜型サーマルヘッドは、セラミック基板１上に、
ガラス蓄熱層２を印刷焼成により形成し、その上面に給
電用電極３を同じく印刷焼成により形成して、ホトリソ
エツチングによりパターニングし、その上に長手方向に
直線的に発熱抵抗体層４を設け、耐摩耗層５を被覆した
構成になっている。This thick film type thermal head has a ceramic substrate 1 and a
A glass heat storage layer 2 is formed by printing and firing, a power supply electrode 3 is formed on the upper surface thereof by printing and firing, patterning is performed by photolithography, and a heating resistor layer 4 is provided linearly in the longitudinal direction thereon. , and is coated with a wear-resistant layer 5.
発熱抵抗体層４は、給電用電極３から印字パルス（電気
パルス）の供給を受けて発熱し、その熱パルスによって
印字が行われる。ガラス蓄熱層２は、この熱パルスが被
記録体に有効に伝達されるように、発熱抵抗体層４から
セラミック基板１への急激な放熱を妨げるために設けら
れている。また、耐摩耗層５は、被記録体に接触して摩
耗を防止するために設けられたものである。上記発熱抵
抗体層も耐摩耗層も、印刷焼成によって形成される。The heating resistor layer 4 generates heat upon receiving a printing pulse (electrical pulse) from the power supply electrode 3, and printing is performed by the thermal pulse. The glass heat storage layer 2 is provided to prevent rapid heat dissipation from the heat generating resistor layer 4 to the ceramic substrate 1 so that this heat pulse is effectively transmitted to the recording medium. Further, the wear-resistant layer 5 is provided to prevent wear by contacting the recording medium. Both the heating resistor layer and the wear-resistant layer are formed by printing and baking.
「発明が解決しようとする問題点」
さて、このような厚膜型サーマルヘッドにおいて、発熱
抵抗体層４は、印刷焼成されたままでは十分均一な抵抗
値が得られない。各給電用電極３間の発熱抵抗体層４の
抵抗値にばらつきがあれば、同一電圧同一時間の印字パ
ルスの供給を受けても、発生する熱パルスの熱量に相違
が生じる。"Problems to be Solved by the Invention" Now, in such a thick film type thermal head, the heating resistor layer 4 cannot obtain a sufficiently uniform resistance value as it is printed and fired. If there is variation in the resistance value of the heat generating resistor layer 4 between the respective power supply electrodes 3, there will be a difference in the amount of heat of the generated heat pulse even if printing pulses are supplied at the same voltage and for the same time.
これでは、例えば、熱により発色する感熱紙を被記録体
とした場合、その印字濃度が不均一で画質が不安定にな
る。In this case, for example, when the recording medium is thermal paper that develops color due to heat, the print density becomes uneven and the image quality becomes unstable.
そこで、サーマルヘッドの製造時、発熱抵抗体層４の抵
抗値をそろえるために、パルス電圧トリミング法という
調整方法が採用されている。Therefore, in order to make the resistance values of the heat generating resistor layer 4 uniform when manufacturing the thermal head, an adjustment method called a pulse voltage trimming method is adopted.
この方法は第５図に示すように、電源６から発熱抵抗体
層４に対して、その抵抗値を変化させるのに十分な大き
さく例えば１μｓｅｃ数士ボルト）の電気パルスを印加
し、所定の抵抗値に調整する方法である。発熱抵抗体層
４は、電気パルスを印加されて、変質することによって
その抵抗値がわずかずつ変化する。As shown in FIG. 5, this method involves applying an electric pulse of sufficient magnitude (for example, 1 μsec, several volts) to the heating resistor layer 4 from a power source 6 to change its resistance value. This is a method of adjusting the resistance value. The resistance value of the heating resistor layer 4 changes little by little as it changes in quality when an electric pulse is applied thereto.
隣接する一対の給電用電極３に挾まれた１単位の発熱抵
抗体層４ごとにこの作業が繰り返される。This operation is repeated for each unit of heating resistor layer 4 sandwiched between a pair of adjacent power feeding electrodes 3.
通常のサーマルヘッドは、発熱抵抗体層が数千の単位に
区分されている。In a typical thermal head, the heating resistor layer is divided into several thousand units.
さて、このようなパルス電圧トリミング法による抵抗値
の調整が行われた後の抵抗値をプロットしたものの一例
を第４図のグラフに示す。この例では、発熱抵抗体層４
は、１７２８単位に区分されている。このグラフをみて
わかるように、発熱抵抗体層の１区分の抵抗値は、約１
０５０Ωを中心に、１０２０Ωから１０８０Ωの間に分
布している。実際には、標準値中心に１０〜２０Ω程度
のばらつきに抑えることが好ましい。Now, the graph of FIG. 4 shows an example of a plot of the resistance value after the resistance value has been adjusted by such a pulse voltage trimming method. In this example, the heating resistor layer 4
is divided into 1728 units. As you can see from this graph, the resistance value of one section of the heating resistor layer is approximately 1
It is distributed between 1020Ω and 1080Ω with 050Ω as the center. Actually, it is preferable to suppress the variation to about 10 to 20 Ω around the standard value.
本発明の発明者等の実験によれば、ガラス蓄熱層２のガ
ラス材料の選定によって、この抵抗値のばらつきが変化
することがわかった。According to experiments conducted by the inventors of the present invention, it was found that the variation in resistance value changes depending on the selection of the glass material for the glass heat storage layer 2.
すなわち、通常ガラス蓄熱層２として使用されている熱
伝導率の低いガラス層を用いると、第４図に示したよう
に抵抗値に一定のばらつきが生じるが、熱伝導率はやや
高くても、耐熱性が良い軟化点の高いガラス層を用いる
と、このばらつきが十分小さくなることがわかった。That is, if a glass layer with low thermal conductivity, which is normally used as the glass heat storage layer 2, is used, a certain variation in resistance value will occur as shown in FIG. 4, but even if the thermal conductivity is slightly high, It has been found that this variation can be sufficiently reduced by using a glass layer with good heat resistance and a high softening point.
この原因は、パルス電圧トリミング中に、発熱抵抗体層
４と直接接触しているガラス蓄熱層２が、発熱抵抗体層
４の変質に影響を及ぼしているためと考えられる。The reason for this is thought to be that the glass heat storage layer 2, which is in direct contact with the heat generating resistor layer 4, influences the deterioration of the heat generating resistor layer 4 during pulse voltage trimming.
しかし、熱伝導率の高いガラス層をガラス蓄熱層２とし
て用いると、発熱抵抗体層４に印字パルスを加えたとき
熱が逃げ易く、より大きな印字エネルギを加えなければ
印字品質が維持できないという問題があった。However, when a glass layer with high thermal conductivity is used as the glass heat storage layer 2, heat tends to escape when a printing pulse is applied to the heating resistor layer 4, and printing quality cannot be maintained unless a larger printing energy is applied. was there.
本発明は以上の点に着目してなされたもので、抵抗値の
ばらつきを抑え、かつ小さい印字エネルギで印字を行う
ことのできる厚膜型サーマルヘプトを提供することを目
的とするものである。The present invention has been made with attention to the above points, and an object of the present invention is to provide a thick film type thermal heptogram that can suppress variations in resistance value and print with small printing energy.
「問題点を解決するための手段」
本発明の厚膜型サーマルヘッドは、セラミック基板上に
ガラス蓄熱層を形成し、その上に給電用電極と、発熱抵
抗体層とを厚膜法で形成し、上記給電用電極を通じて上
記発熱抵抗体層に十分大きな電気パルスを印加して、パ
ルス電圧トリミング法によりその抵抗値を調整するもの
において、上記ガラス蓄熱層は、上記セラミツ、り基板
に接する側に形成された、低熱伝導率の第１のガラス層
と、上記発熱抵抗体層に接する側に形成された、高軟化
点の第２のガラス層とから成る積層構造とされているこ
とを特徴とするものである。"Means for Solving the Problems" The thick film thermal head of the present invention includes a glass heat storage layer formed on a ceramic substrate, and a power supply electrode and a heating resistor layer formed thereon by a thick film method. In the case where the resistance value is adjusted by a pulse voltage trimming method by applying a sufficiently large electric pulse to the heating resistor layer through the power supply electrode, the glass heat storage layer is placed on the side in contact with the ceramic substrate. It is characterized by having a laminated structure consisting of a first glass layer with a low thermal conductivity formed on the heating resistor layer, and a second glass layer with a high softening point formed on the side in contact with the heating resistor layer. That is.
「作用」
以上の厚膜型サーマルヘッドは、セラミック基板に接す
る側に第１のガラス層が形成されて、これが低熱伝導率
のものであるため、断熱性が良（低いエネルギの印字パ
ルスでも良好な印字が可能である。"Function" The thick-film thermal head described above has a first glass layer formed on the side in contact with the ceramic substrate, and this has low thermal conductivity, so it has good insulation properties (good even with low-energy printing pulses). printing is possible.
一方、この第１のガラス層と発熱抵抗体層との間に、高
軟化点の第２のガラス層が設けられているので、発熱抵
抗体層のトリミングの際、発熱抵抗体層の抵抗値の調整
作業に悪影響をおよぼさない。このため、発熱抵抗体層
の抵抗値のばらつきを抑えることができる。On the other hand, since a second glass layer with a high softening point is provided between the first glass layer and the heating resistor layer, when trimming the heating resistor layer, the resistance value of the heating resistor layer does not adversely affect the adjustment work. Therefore, variations in the resistance value of the heating resistor layer can be suppressed.
「実施例」
第１図に、本発明の厚膜型サーマルヘッドの要部の斜視
図を示す。Embodiment FIG. 1 shows a perspective view of the main parts of a thick-film thermal head of the present invention.
この厚膜型サーマルヘッドは、セラミック基板１上に、
ガラス蓄熱層２を印刷焼成し、その上面に給電用電極３
と発熱抵抗体層４とを設け、耐摩耗層５を被覆した構成
のもである。この給電用電極３や発熱抵抗体層４等の形
成方法については、第５図を用いて説明したものと同様
であり、重複する説明は省略する。This thick film type thermal head has a ceramic substrate 1 and a
A glass heat storage layer 2 is printed and fired, and a power supply electrode 3 is placed on its top surface.
It has a structure in which a heating resistor layer 4 is provided and a wear-resistant layer 5 is coated. The method of forming the power feeding electrode 3, heating resistor layer 4, etc. is the same as that described using FIG. 5, and redundant explanation will be omitted.
さて、ここで、本発明の厚膜型サーマルヘッドにおいて
は、ガラス蓄熱層２が、第１のガラス層と第２のガラス
層とを積層した積層構造とされている。Now, in the thick film type thermal head of the present invention, the glass heat storage layer 2 has a laminated structure in which a first glass layer and a second glass layer are laminated.
セラミック基板１と接する側に形成された第１のガラス
層は、低熱伝導率のガラス層とする。この第１のガラス
層２１として例えば、熱伝導率Ｑ、ＱＱ２５ｃａｌ／ｃ
ｍ−ｓｅｃ−”Ｃ，軟化点８２０＠Ｃのガラス（ＥＳＬ
社製商品名４６０８Ｈ）を、厚さ６０μｍに印刷焼成し
て形成する。The first glass layer formed on the side in contact with the ceramic substrate 1 is a glass layer with low thermal conductivity. For example, the first glass layer 21 has a thermal conductivity of Q, QQ25 cal/c.
m-sec-”C, glass with a softening point of 820@C (ESL
4608H (manufactured by Co., Ltd.) to a thickness of 60 μm by printing and baking.
また、発熱抵抗体層４と接する側に設けられた第２のガ
ラス層２２は、高軟化点のガラス層とする。この第２の
ガラス層２２には、例えば熱伝導率０．００３６ｃａｌ
／ｃｍ−ｓｅｃ−”Ｃ，軟化点８９０°Ｃのガラス（旭
ガラス社製商品名ＡＰ５７１０）を、厚さ１０μｍに印
刷焼成して形成する。Further, the second glass layer 22 provided on the side in contact with the heating resistor layer 4 is a glass layer with a high softening point. This second glass layer 22 has a thermal conductivity of 0.0036 cal, for example.
/cm-sec-''C and a softening point of 890°C glass (trade name AP5710 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) is printed and fired to a thickness of 10 μm.
以上の構成の厚膜型サーマルヘッドについて、パルス電
圧トリミング法を用いて発熱抵抗体層４の抵抗値の調整
を行った結果を第２図に示す。FIG. 2 shows the results of adjusting the resistance value of the heating resistor layer 4 using the pulse voltage trimming method for the thick film thermal head having the above configuration.
このグラフは、第４図に示したグラフと同様で、横軸に
発熱抵抗体層４の区間をとり、縦軸に発熱抵抗体層４の
１区間ごとの抵抗値をプロットしたものである。This graph is similar to the graph shown in FIG. 4, with sections of the heating resistor layer 4 plotted on the horizontal axis and resistance values for each section of the heating resistor layer 4 plotted on the vertical axis.
このグラフかられかるように、発熱抵抗体層４の区間ご
との抵抗値は、５６０Ωから５７０Ωの範囲できわめて
均一にそろった値に調整されている。この効果は、第４
図のグラフと比較してみると明らかである。これは、発
熱抵抗体層４と接触している第２のガラス層２２が熱的
に安定なため、印加した電気パルスに応じて、発熱抵抗
体層４が設計通りに正確にその抵抗値を変化させたため
と考えられる。As can be seen from this graph, the resistance values for each section of the heat generating resistor layer 4 are adjusted to extremely uniform values in the range of 560Ω to 570Ω. This effect is the fourth
This becomes clear when compared with the graph in the figure. This is because the second glass layer 22 in contact with the heating resistor layer 4 is thermally stable, so the heating resistor layer 4 accurately adjusts its resistance value as designed in response to the applied electric pulse. This is probably due to the change.
次に、この厚膜型サーマルヘッドの印字特性を調べるた
めに、印字エネルギに対応する印字濃度を測定した。そ
の結果を第３図のグラフに示す。Next, in order to investigate the printing characteristics of this thick film type thermal head, the printing density corresponding to the printing energy was measured. The results are shown in the graph of FIG.
このグラフには、比較のため、第１のガラス層と同一の
材料で７０μｍの厚さにガラス蓄熱層２を形成した場合
（グラフ中、記号Ａで示したもの）と、第２のガラス層
と同一の材料で７０μｍの厚さにガラス蓄熱層２を形成
した場合（グラフ中、記号Ｂで示したもの〉の両方につ
いて、その特性をプロットした。なお、本発明の厚膜型
サーマルヘッドについてはグラフ中、記号Ｃで示した特
性となっている。For comparison, this graph shows a case where the glass heat storage layer 2 is formed with a thickness of 70 μm using the same material as the first glass layer (indicated by symbol A in the graph), and a case where the second glass layer The characteristics are plotted for both cases in which the glass heat storage layer 2 is formed with a thickness of 70 μm using the same material as (indicated by symbol B in the graph).For the thick film thermal head of the present invention, is the characteristic indicated by symbol C in the graph.
このグラフかられかるように、本発明の厚膜型サーマル
ヘッドによれば、低熱伝導率の第１のガラス層のみによ
ってガラス蓄熱層２が形成された場合へとほぼ同等の印
字エネルギで良好な印字が可能である。これは、高軟化
点であっても熱伝導率のやや高い第２のガラス層のみに
よってガラス蓄熱層２を形成した場合Ｂと比べて、十分
低エネルギで印字が可能であることを証明するものであ
る。As can be seen from this graph, according to the thick film type thermal head of the present invention, good printing energy can be obtained with almost the same energy as when the glass heat storage layer 2 is formed only by the first glass layer with low thermal conductivity. Printing is possible. This proves that printing is possible with sufficiently low energy compared to case B when the glass heat storage layer 2 is formed only by the second glass layer, which has a slightly high thermal conductivity even though it has a high softening point. It is.
なお、第１のガラス層の厚さは蓄熱性を考慮して比較的
厚く選定することが好ましく、第２のガラス層の厚さは
、熱的に問題のない程度の適当な厚さに選定すればよい
。Note that the thickness of the first glass layer is preferably selected to be relatively thick considering heat storage properties, and the thickness of the second glass layer is selected to be an appropriate thickness that does not cause thermal problems. do it.
「変形例」
本発明の厚膜型サーマルヘッドは以上の実施例に限定さ
れない。"Modification" The thick film type thermal head of the present invention is not limited to the above embodiments.
ガラス蓄熱層上に形成される給電用電極の形状や発熱抵
抗体層の形状等はサーマルヘッドの用途や要求される特
性に応じて、種々変形してもさしつかえない。The shape of the power supply electrode formed on the glass heat storage layer, the shape of the heating resistor layer, etc. may be variously modified depending on the use of the thermal head and required characteristics.
「発明の効果」
以上説明した本発明の厚膜型サーマルヘッドによれば、
パルス電圧トリミング法を用いて、発熱抵抗体層の抵抗
値を均一にすることが容易で、しかもガラス蓄熱層の蓄
熱性が良く、小さいエネルギで印字を行うことができる
。"Effects of the Invention" According to the thick-film thermal head of the present invention described above,
By using the pulse voltage trimming method, it is easy to make the resistance value of the heating resistor layer uniform, and the glass heat storage layer has good heat storage properties, so that printing can be performed with low energy.
第１図は本発明の厚膜型サーマルヘッドの実施例を示す
要部の斜視図、第２図はその発熱抵抗体層の抵抗値のば
らつきを示すグラフ、第３図は印字エネルギと印字濃度
の関係を表わすグラフ、第４図は従来の厚膜型サーマル
ヘッドの発熱抵抗体層の抵抗値のばらつきの一例を示す
グラフ、第５図は従来の厚膜型サーマルヘッドの要部斜
視図である。
１・・・・・・セラミック基板、
２・・・・・・ガラス蓄熱層、
３・・・・・・給電用電極、４・・・・・・発熱抵抗体
層、５・・・・・・耐摩耗層、２１・・・・・・第１の
ガラス層、２２・・・・・・第２のガラス層。
出 願 人
富士ゼロックス株式会社
代 理 人Fig. 1 is a perspective view of the main parts showing an embodiment of the thick-film thermal head of the present invention, Fig. 2 is a graph showing the variation in the resistance value of the heating resistor layer, and Fig. 3 is the printing energy and printing density. Figure 4 is a graph showing an example of variation in the resistance value of the heating resistor layer of a conventional thick-film thermal head. Figure 5 is a perspective view of the main parts of a conventional thick-film thermal head. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Ceramic substrate, 2... Glass heat storage layer, 3... Power supply electrode, 4... Heat generating resistor layer, 5... - Wear-resistant layer, 21...first glass layer, 22...second glass layer. Applicant: Fuji Xerox Co., Ltd. Agent
Claims (1)
電用電極と、発熱抵抗体層とを厚膜法で形成し、前記給
電用電極を通じて前記発熱抵抗体層に十分大きな電気パ
ルスを印加して、パルス電圧トリミング法によりその抵
抗値を調整するものにおいて、前記ガラス蓄熱層は、前
記セラミック基板に接する側に形成された、低熱伝導率
の第１のガラス層と、前記発熱抵抗体層に接する側に形
成された、高軟化点の第２のガラス層とから成る積層構
造とされていることを特徴とする厚膜型サーマルヘッド
。A glass heat storage layer is formed on a ceramic substrate, a power supply electrode and a heat generating resistor layer are formed thereon by a thick film method, and a sufficiently large electric pulse is applied to the heat generating resistor layer through the power supply electrode. The resistance value of the glass heat storage layer is adjusted by a pulse voltage trimming method, and the glass heat storage layer includes a first glass layer with low thermal conductivity formed on the side in contact with the ceramic substrate and a heat generating resistor layer. A thick-film thermal head characterized by having a laminated structure comprising a second glass layer with a high softening point formed on the contacting side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30915086A JPS63165155A (en) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | Thick film type thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30915086A JPS63165155A (en) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | Thick film type thermal head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63165155A true JPS63165155A (en) | 1988-07-08 |
Family
ID=17989516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30915086A Pending JPS63165155A (en) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | Thick film type thermal head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63165155A (en) |
-
1986
- 1986-12-27 JP JP30915086A patent/JPS63165155A/en active Pending
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