JPS63197665A - Thermal head and manufacture thereof - Google Patents
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-
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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
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、感熱式プリンター、熱転写式プリンター等に
用いられるサーマルヘッドおよびその製造方法に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a thermal head used in a thermal printer, a thermal transfer printer, etc., and a method for manufacturing the same.
「従来の技術」 第10図は、従来のサーマルヘッドを示すものである。"Conventional technology" FIG. 10 shows a conventional thermal head.
このサーマルヘッドは、アルミナ等からなる絶縁性基板
1の表面に部分的にほぼ半球状のガラスグレーズ層2が
形成され、その上に酸化タンタルなどからなるアンダー
コート層(図示せず)を介してタンタル・窒素の二成分
系の材料やタンタル・タングステン・窒素の三成分系の
材料等からなる抵抗発熱体層4と、アルミニウムなどか
らなるなるもので、保護層6は、二酸化珪素などからな
る酸化防止層7および酸化タンタル等からなる耐摩耗層
8によって形成されている。また、給電用導体層5は、
個別電極5aと共通電極5bから形成されており、これ
ら個別電極5aと共通電極5bとに挟まれた部分の抵抗
発熱体層4は発熱部分4aとなっている。そして、この
発熱部分4aが存在する位置はこのサーマルヘッドの発
熱ドツト部Aとなっている。In this thermal head, an approximately hemispherical glass glaze layer 2 is partially formed on the surface of an insulating substrate 1 made of alumina or the like, and an undercoat layer (not shown) made of tantalum oxide or the like is formed on top of the glass glaze layer 2. The resistive heating element layer 4 is made of a two-component material of tantalum/nitrogen or a ternary material of tantalum/tungsten/nitrogen, and the protective layer 6 is made of an oxide material such as silicon dioxide. It is formed by a prevention layer 7 and a wear-resistant layer 8 made of tantalum oxide or the like. In addition, the power feeding conductor layer 5 is
It is formed from an individual electrode 5a and a common electrode 5b, and the portion of the resistance heating element layer 4 sandwiched between the individual electrode 5a and the common electrode 5b serves as a heat generating portion 4a. The position where this heat generating portion 4a exists is a heat generating dot portion A of this thermal head.
このサーマルヘッドでは、給電用導体層5に通電すると
、個別電極5aと共通電極5bとの間の発熱部分4aが
発熱し、この熱が発熱ドツト部Aから感熱紙等に発色の
ための熱エネルギーとして供給される。In this thermal head, when electricity is applied to the power supply conductor layer 5, the heat generating portion 4a between the individual electrodes 5a and the common electrode 5b generates heat, and this heat is transferred from the heat generating dot portion A to the thermal paper etc. as thermal energy for coloring. Supplied as.
「発明が解決しようとする問題点」
ところが、このような従来のサーマルヘッドにあっては
次のような問題があった。"Problems to be Solved by the Invention" However, such conventional thermal heads have the following problems.
(I) 抵抗発熱体層4の発熱部分4aの部分上では
給電用導体層5が個別電極5aと共通電極5bとに断絶
しているため、給電用導体層5の厚さにほぼ相当する凹
所9が発熱ドツト部Aに形成されてしまい、その結果、
発熱ドツト部分Aと感熱紙等との間に間隙が生じて感熱
紙等に対する熱伝達効率が低下する。(I) Since the power supply conductor layer 5 is disconnected from the individual electrodes 5a and the common electrode 5b above the heat generating portion 4a of the resistance heating element layer 4, there is a concave portion approximately corresponding to the thickness of the power supply conductor layer 5. 9 is formed in the heating dot part A, and as a result,
A gap is created between the heating dot portion A and the thermal paper, etc., and the efficiency of heat transfer to the thermal paper, etc. is reduced.
(II) また、上記従来のサーマルヘッドにあって
は、酸化タンタルや二酸化珪素をスパッタ法で被覆する
三とにより保護層6が形成されていたので、保護層6に
ピンホールが発生するのを防ぐことができず、このピン
ホールを通して抵抗発熱体層4の酸化が進行し易いため
、サーマルヘッドの耐環境性を十分向上できない問題が
あった。(II) In addition, in the conventional thermal head described above, the protective layer 6 is formed by coating tantalum oxide or silicon dioxide by sputtering, so pinholes are prevented from forming in the protective layer 6. Since oxidation of the resistive heating element layer 4 easily progresses through these pinholes, there is a problem in that the environmental resistance of the thermal head cannot be sufficiently improved.
(I[r) さらに、上記従来のサーマルヘッドはス
パッタ法で保護層6が形成されており1、サーマルヘッ
ドを使用した際の発熱ドツト部Aの温度よりも低い温度
で保護層6が形成されるため、耐熱性が十分でなく、サ
ーマルヘッドの使用に伴い経時的に保護層6に変化が起
こり、サーマルヘッドの寿命を十分長くできない開運か
あった。(I[r) Furthermore, in the conventional thermal head described above, the protective layer 6 is formed by a sputtering method 1, and the protective layer 6 is formed at a temperature lower than the temperature of the heating dot part A when the thermal head is used. As a result, heat resistance was insufficient, and changes occurred in the protective layer 6 over time as the thermal head was used, making it impossible to extend the life of the thermal head sufficiently.
上記のサーマルヘッドの他に、発熱ドツト部Aのみに耐
摩耗層を形成し発熱ドツト部を突出させて、上記(1)
の問題に対処したサーマルヘッドが提案されている。と
ころが係るサーマルヘッドは、フォトレジストを用いた
りフトオフ法によって耐摩耗層を部分的に形成しようと
するものであったので、複雑な製造工程を必要とし、製
造コストが高騰する問題があった。またフォトレジスト
を用いることにより成膜温度が制限される結果、耐摩耗
層の強度を十分高めることができなかった。また、リフ
トオフ法によると発熱ドツト部Aに形成する耐摩耗性層
の厚さが最大1μ山程度に制限されるため、発熱ドツト
部Aの凹所9の深さを補うには不十分であった。In addition to the above-mentioned thermal head, a wear-resistant layer is formed only on the heat-generating dot part A to make the heat-generating dot part protrude, and the above (1) is applied.
A thermal head has been proposed that addresses this problem. However, since such a thermal head uses a photoresist or uses a foot-off method to partially form a wear-resistant layer, it requires a complicated manufacturing process and has the problem of rising manufacturing costs. Furthermore, as a result of using a photoresist, the film formation temperature is limited, and as a result, the strength of the wear-resistant layer cannot be sufficiently increased. Furthermore, according to the lift-off method, the thickness of the wear-resistant layer formed on the heat-generating dots A is limited to a maximum of about 1μ, which is insufficient to compensate for the depth of the recesses 9 of the heat-generating dots A. Ta.
一方、耐摩耗性を向上するために、全面にダイヤモンド
製の保護層6が形成されたサーマルヘッドが提案されて
いるが、従来このようなサーマルヘッドを製造するには
、全体を約800℃以上の高温に加熱する必要があった
ので、ガラスグレーズを使用することができず、特に第
1O図に示したようなガラスグレーズ層2によってドツ
ト部分を突出させた構造のサーマルヘッドは製造できな
い問題があった。On the other hand, a thermal head in which a protective layer 6 made of diamond is formed on the entire surface has been proposed in order to improve wear resistance, but conventionally, in order to manufacture such a thermal head, the entire surface must be heated to about 800°C or higher. Since it was necessary to heat the head to a high temperature of there were.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、熱伝達効率
が良く、耐環境性、耐摩耗性に優れ、長寿命で製造コス
トの低いサーマルヘッド、特に突出型のサーマルヘッド
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a thermal head, particularly a protruding type thermal head, which has good heat transfer efficiency, excellent environmental resistance and wear resistance, long life, and low manufacturing cost. purpose.
「問題点を解決するための手段」
第1の発明のサーマルヘッドは、抵抗発熱体層の発熱部
分上に化学気相析出法による生成物で形成されたドツト
部保護層を設けることにより上記問題点の解決を図った
ものである。"Means for Solving the Problems" The thermal head of the first invention solves the above problems by providing a dot protection layer formed of a product by chemical vapor deposition on the heat generating portion of the resistance heating element layer. This is an attempt to resolve the issue.
ドツト部保護層は抵抗発熱体層に接して設けられても良
いが、他の層を介して設けられても良い。The dot protection layer may be provided in contact with the resistance heating layer, but may also be provided via another layer.
また、ここで化学気相析出法とは、反応ガスを励起しそ
の結果生ずる化学反応を利用して各種の膜を得る方法で
、反応ガスの励起源としては熱、電子線、高周波プラズ
マ、マイクロ波プラズマ、紫外線などが利用できる。In addition, the chemical vapor deposition method here refers to a method of exciting a reactive gas and utilizing the resulting chemical reactions to obtain various films.The excitation source for the reactive gas is heat, electron beam, high-frequency plasma, micro Wave plasma, ultraviolet light, etc. can be used.
このようなサーマルヘッドにあっては、発熱部分上に形
成されたドツト部保護層によって、発熱ドツト部の凹所
か埋められているので、サーマルヘッドの発熱ドツト部
が感熱紙等に、より接近し得ることとなり、サーマルヘ
ッドから感熱紙等への熱伝達効率が向上される。In such a thermal head, the recesses of the heat generating dots are filled with the dot protection layer formed on the heat generating parts, so that the heat generating dots of the thermal head can be brought closer to the thermal paper, etc. This makes it possible to improve the heat transfer efficiency from the thermal head to the thermal paper or the like.
ドツト部保護層によって、発熱ドツト部を周囲の部分よ
りも突出せしめた場合には、サーマルヘッドの発熱ドツ
ト部が感熱紙等に密着し得るので、サーマルヘッドの熱
伝達効率がさらに向上される。When the heat-generating dots are made to protrude beyond the surrounding area by the dot-protecting layer, the heat-generating dots of the thermal head can be brought into close contact with thermal paper, etc., thereby further improving the heat transfer efficiency of the thermal head.
化学気相析出法で生成される物質としては、二酸化珪素
、窒化珪素あるいは酸化アルミニウム、炭化チタン、炭
化珪素、窒化ホウ素など多種類のものを挙げることがで
きるが、ドツト部保護層を形成する生成物としては中で
もダイヤモンドあるいはダイヤモンド状カーボンが適し
ている。There are many types of substances produced by chemical vapor deposition, such as silicon dioxide, silicon nitride, aluminum oxide, titanium carbide, silicon carbide, and boron nitride. Among these materials, diamond or diamond-like carbon is suitable.
ダイヤモンドあるいはダイヤモンド状カーボンは、硬質
でかつ熱伝導性が良いので、これらによって形成された
ドツト部保護層は、硬質でかつ抵抗発熱体層から発する
熱を良く導くものとなる。その結果、発熱ドツト部は耐
摩耗性に優れ、かつ発熱応答性の速いものとなる。Since diamond or diamond-like carbon is hard and has good thermal conductivity, the dot protective layer formed of these is hard and can effectively guide the heat generated from the resistance heating layer. As a result, the heat-generating dot portion has excellent wear resistance and quick heat-generating response.
このサーマルヘッドのドツト部保護層は、1層で形成さ
れても良いが、複数の層で構成することもできる。この
場合、最外層をダイヤモンドあるいはダイヤモンド状カ
ーボンによって形成することが望ましい。The dot protection layer of this thermal head may be formed of a single layer, but it can also be formed of a plurality of layers. In this case, it is desirable that the outermost layer be formed of diamond or diamond-like carbon.
第2の発明のサーマルヘッドの製造方法は、上記第1発
明のサーマルヘッドを製造するための方法であって、抵
抗発熱体層に電流を流して発熱せしめながら、化学気相
析出法により発熱部分上にドツト部保護層を形成せしめ
る方法である。A method for manufacturing a thermal head according to a second aspect of the present invention is a method for manufacturing a thermal head according to the first aspect of the present invention, wherein the heating portion is heated by chemical vapor deposition while passing a current through the resistance heating layer to generate heat. This is a method in which a dot protection layer is formed on top.
電流を流すと抵抗発熱体M94の所定の部分のみが発熱
する。この状態で化学気相析出法を実施すると当該発熱
部分で原料ガスが分解反応し、当該発熱部分にドツト部
保護層が形成される。When current is applied, only a predetermined portion of the resistance heating element M94 generates heat. When the chemical vapor deposition method is performed in this state, the raw material gas decomposes and reacts in the heat generating portion, and a dot portion protective layer is formed in the heat generating portion.
抵抗発熱体層には連続して電流を流しても良いが、断続
的に電流を流して抵抗発熱体層を断続的に発熱させるこ
とによっても、ドツト部保護層を形成することができる
。Although current may be passed continuously through the resistive heating element layer, the dot portion protective layer can also be formed by passing current intermittently to cause the resistive heating element layer to generate heat intermittently.
このドツト部保護層は、ダイヤモンドあるいはダイヤモ
ンド状カーボンによって形成されることが望ましく、こ
のようなダイヤモンドあるいはダイヤモンド状カーボン
からなるドツト部保護層は、原料ガスにメタン等の炭化
水素と水素との混合ガス等を用いることに°よって形成
できる。This dot protective layer is preferably formed of diamond or diamond-like carbon, and the dot protective layer made of such diamond or diamond-like carbon is formed by using a mixed gas of hydrogen and a hydrocarbon such as methane as the raw material gas. It can be formed by using etc.
「実施例」
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する
。なお、第1O図に示した従来例のサーマルヘッドと同
一構成部分には同一符号を付して説明を簡略化する。"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Components that are the same as those of the conventional thermal head shown in FIG. 1O are given the same reference numerals to simplify the explanation.
(実施例1)
第1図は第1発明のサーマルヘッドの第一実施例を示す
もので、図中符号IOはドツト部保護層である。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the thermal head of the first invention, and the reference numeral IO in the figure indicates a dot portion protective layer.
このドツト部保護層10は抵抗発熱体層4の発熱部分4
a上に、保護層6を介して設けられている。This dot portion protective layer 10 covers the heating portion 4 of the resistance heating element layer 4.
a with a protective layer 6 in between.
このドツト部保護層10は厚さ2μ刺こ形成されており
、このドツト部保護層10によって発熱ドツト部Aは、
その周囲の部分よりも突出せしめられている。このドツ
ト部保護層10はダイヤモンドによって形成されている
。This dot part protective layer 10 is formed with a thickness of 2 μm, and the heat generating dot part A is formed by this dot part protective layer 10.
It is made to protrude more than the surrounding parts. This dot protection layer 10 is made of diamond.
絶縁性基板」ないし耐摩耗層8は、第10図に示した従
来例のサーマルヘッドと同様に構成されているので、そ
れらを形成する材料とそれらの厚さ等を第1表に示して
説明を簡略化する。Since the insulating substrate or wear-resistant layer 8 is constructed in the same manner as the conventional thermal head shown in FIG. 10, the materials forming them and their thicknesses are shown and explained in Table 1. Simplify.
なお、保護層6の耐摩耗層8は必要に応じて設けられる
もので、不要であれば設けなくとも良い。Note that the wear-resistant layer 8 of the protective layer 6 is provided as necessary, and may not be provided if unnecessary.
上記ドツト部保護層10は、給電用導体層5をなす個別
電極5aと共通電極5bとの間の部分(すなわち抵抗発
熱体層4の発熱部分4a )において、保護層8表面に
形成された凹所9内に充填されるように形成されている
。The dot portion protective layer 10 has concavities formed on the surface of the protective layer 8 in a portion between the individual electrodes 5a and the common electrode 5b forming the power supply conductor layer 5 (i.e., the heat generating portion 4a of the resistance heating layer 4). It is formed so as to be filled in the space 9.
次に、このサーマルヘッドの製造方法を説明する。Next, a method of manufacturing this thermal head will be explained.
まず、周知の手段で、絶縁性基板l上にガラスグレーズ
層2、抵抗発熱体層4および給電用導体層5を順次形成
した。First, a glass glaze layer 2, a resistance heating element layer 4, and a power supply conductor layer 5 were sequentially formed on an insulating substrate l by a well-known means.
ついで、このものを高周波プラズマ発生装置を備えた化
学気相析出装置(P−CVD装置)に収容してピンホー
ルのない酸化防止層7および耐摩耗層8を形成し、第2
図に示す状態とした。Next, this material is placed in a chemical vapor deposition device (P-CVD device) equipped with a high-frequency plasma generator to form a pinhole-free oxidation prevention layer 7 and a wear-resistant layer 8.
The condition was as shown in the figure.
ついで、このものの給電用導体層5に通電して、抵抗発
熱体層4の発熱部分4aを発熱させた。1ドツト当たり
2.OWの電力を供給したところ、発熱部分4a上の保
護層6表面は700〜850℃程度に加熱された。Next, electricity was applied to the power feeding conductor layer 5 of this product to cause the heat generating portion 4a of the resistance heating element layer 4 to generate heat. 2. per dot. When OW power was supplied, the surface of the protective layer 6 on the heat generating portion 4a was heated to about 700 to 850°C.
この状態で電子線衝撃化学気相析出装置内に、原料ガス
としてメタンと水素の混合ガス(メタン濃度0.5〜2
%)を圧力40T Orr%流15〜50SCCMで
供給した。そして、化学気相析出装置内に、電子線発生
装置から密度15fflA / cra″の電子線を注
入して、原料ガスを励起して基板1上で反応させた。そ
の結果、2〜5人/秒の速度でダイヤモンドが成膜され
てドツト部保護層IOが形成され、第1図に示したサー
マルヘッドが得られた。In this state, a mixed gas of methane and hydrogen (methane concentration 0.5 to 2
%) was supplied at a pressure of 40T Orr% flow of 15-50 SCCM. Then, an electron beam with a density of 15fflA/cra'' was injected from an electron beam generator into the chemical vapor deposition apparatus to excite the raw material gas and cause it to react on the substrate 1.As a result, 2 to 5 people/ A diamond film was deposited at a rate of seconds to form a dot protection layer IO, and the thermal head shown in FIG. 1 was obtained.
(実施例2)
第3図は、第1発明のサーマルヘッドの第二実施例を示
すものである。(Embodiment 2) FIG. 3 shows a second embodiment of the thermal head of the first invention.
この例のサーマルヘッドにあっては、ドツト部保護層I
Oが第1のドツト部保護層11と第2のドツト部保護層
12によって構成されている。まず、第1のドツト部保
護層11は、給電用導体層50個別電極5aと共通電極
5bとの間に形成されている。この第1のドツト部保護
層11は、抵抗発熱体層4上1− 古 泣暑ルI↓ 八
i ザ )−ハ マ ^ 愉 1 ^ 【?【
館!口 進層11によって個別電極5a、共通電極5
b間に形成された凹所が埋められている。この第1のド
ツト部保護層11は、化学気相析出法による生成物であ
るところの酸化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム等に
よって形成されている。In the thermal head of this example, the dot portion protective layer I
O is composed of a first dot protection layer 11 and a second dot protection layer 12. First, the first dot protection layer 11 is formed between the individual electrodes 5a of the power supply conductor layer 50 and the common electrode 5b. This first dot portion protective layer 11 is formed on the resistance heating element layer 4. [
Hall! The individual electrode 5a and the common electrode 5 are formed by the growth layer 11.
The recess formed between b is filled. The first dot protection layer 11 is made of silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, or the like, which is a product of chemical vapor deposition.
給電用導体層5及び第1のドツト部保護層11は、窒化
珪素からなる酸化防止層7によって覆われており、酸化
防止層7の表面には、第2のドツト部保護層12が第1
のドツト部保護層ll上に位置して設けられている。こ
の第2のドツト部保護層L2はダイヤモンドによって形
成されている。The power supply conductor layer 5 and the first dot protection layer 11 are covered with an oxidation prevention layer 7 made of silicon nitride, and the second dot protection layer 12 is covered with the first dot protection layer 7 on the surface of the oxidation prevention layer 7.
The dot protection layer ll is located on the dot protection layer ll. This second dot protection layer L2 is made of diamond.
次にこのサーマルヘッドの製造方法を説明する。Next, a method of manufacturing this thermal head will be explained.
まず周知の手段で、絶縁性基板lにガラスグレーズ層2
、抵抗発熱体層4および給電用導体層5を形成し、第4
図に示す状態とした。ついで、このものを化学気相析出
装置に収容し、給電用導体層5に通電して抵抗発熱体層
4の発熱部分4aを発熱させながら、第1のドツト部保
護層11を形成し、第5図に示す状態とした。第1のド
ツト部保護層11を二酸化珪素によって形成する場合、
原料ガスには水素化珪素と酸素の混合ガスあるいは塩化
珪素と酸素との混合ガス等が用いられる。また第1のド
ツト部保護層11を窒化珪素によって形成する場合には
反応ガスに水素化珪素とアンモニアとの混合ガスあるい
は塩化珪素とアンモニアとの混合ガス等が用いられる。First, a glass glaze layer 2 is applied to an insulating substrate 1 using well-known means.
, a resistive heating element layer 4 and a power supply conductor layer 5 are formed, and a fourth
The condition was as shown in the figure. Next, this product is placed in a chemical vapor deposition apparatus, and the first dot protection layer 11 is formed while the power supply conductor layer 5 is energized to generate heat in the heat generating portion 4a of the resistance heating layer 4. The state was as shown in Figure 5. When the first dot protection layer 11 is formed of silicon dioxide,
A mixed gas of silicon hydride and oxygen or a mixed gas of silicon chloride and oxygen is used as the raw material gas. When the first dot protection layer 11 is formed of silicon nitride, a mixed gas of silicon hydride and ammonia or a mixed gas of silicon chloride and ammonia is used as the reactive gas.
また酸化アルミニウムによって形成する場合には、塩化
アルミニウムと酸素等が用いられる。In addition, when forming with aluminum oxide, aluminum chloride, oxygen, etc. are used.
この後、給電用導体層5への通電を中断して、化学気相
析出装置内に水素化珪素とアンモニアとの混合ガスを原
料ガスとして供給して窒化珪素からなる酸化防止層7を
全面に形成して、第6図に示す状態とした。原料ガスへ
の活性エネルギーの供給は、高周波プラズマを用いて行
った。Thereafter, the power supply to the power supply conductor layer 5 is interrupted, and a mixed gas of silicon hydride and ammonia is supplied as a raw material gas into the chemical vapor deposition apparatus to coat the entire surface of the oxidation prevention layer 7 made of silicon nitride. It was formed into the state shown in FIG. Activation energy was supplied to the raw material gas using high frequency plasma.
この後、再び給電用導体層5に通電して抵抗発熱体層4
の発熱部分4aを発熱させながら、化学気相析出装置内
にメタンと水素の混合ガスを供給すると共に電子線発生
装置から電子線を注入で混合ガスを励起し、基板1上で
反応させたところ、ダイヤモンドからなる第2のドツト
部保護層12が形成され、第3図に示したサーマルヘッ
ドか得られた。After that, electricity is supplied to the power supply conductor layer 5 again to make the resistance heating element layer 4
A mixed gas of methane and hydrogen was supplied into the chemical vapor deposition device while generating heat in the heat generating portion 4a of the device, and an electron beam was injected from the electron beam generator to excite the mixed gas and cause it to react on the substrate 1. A second dot protection layer 12 made of diamond was formed, and the thermal head shown in FIG. 3 was obtained.
(実施例3)
第7図は、第1発明のサーマルヘッドの第三実施例を示
すものである。(Embodiment 3) FIG. 7 shows a third embodiment of the thermal head of the first invention.
この例のサーマルヘッドにあっては、給電用導体層5が
、下層51と上層52の2層によって形成されている。In the thermal head of this example, the power feeding conductor layer 5 is formed of two layers, a lower layer 51 and an upper layer 52.
下層51は、化学気相析出法による生成物(例えば、ダ
イヤモンド状カーボン等)が析出し易くかつ導電性を有
する材料、例えばモリブデン、クロム、タンタル、タン
グステン等によって形成されている。また、上層52は
、導電性の良いアルミニウム等によって形成されている
。給電用導体層5の下層51は、ガラスグレーズ層2に
よっ形成されている突出部の中央部近くから設けられて
おり、上層52は、突出部の端部付近から設けられてい
る。このサーマルヘッドにあっては、給電用導体層5に
通電すると電気は主に導電性の良い上層52を伝導し、
上層52の途絶えた部分からは下層51を伝わって抵抗
発熱体M4の発熱部分4aを発熱させる。The lower layer 51 is made of a conductive material such as molybdenum, chromium, tantalum, tungsten, etc., from which a product (for example, diamond-like carbon) can easily be deposited by chemical vapor deposition. Further, the upper layer 52 is made of aluminum or the like having good conductivity. The lower layer 51 of the power feeding conductor layer 5 is provided from near the center of the protrusion formed by the glass glaze layer 2, and the upper layer 52 is provided from near the end of the protrusion. In this thermal head, when electricity is applied to the power supply conductor layer 5, electricity is mainly conducted through the upper layer 52, which has good conductivity.
Heat is generated from the discontinued portion of the upper layer 52 through the lower layer 51 to the heat generating portion 4a of the resistance heating element M4.
このサーマルヘッドのドツト部保護層10は、給電用導
体層5の下層51によって形成される凹所14(第8図
参照)に設けられており、ダイヤモンドあるいはダイヤ
モンド状カーボンによって形成されている。The dot protection layer 10 of this thermal head is provided in a recess 14 (see FIG. 8) formed by the lower layer 51 of the power supply conductor layer 5, and is made of diamond or diamond-like carbon.
また、このサーマルヘッドの表面は、全体が窒化珪素か
らなる酸化防止層7によって覆われている。Further, the entire surface of this thermal head is covered with an anti-oxidation layer 7 made of silicon nitride.
次に、このサーマルヘッドの製造方法を説明する。Next, a method of manufacturing this thermal head will be explained.
酸化アルミニウム製の絶縁性基板l上に、周知の手段に
よってガラスグレーズ層2、抵抗発熱体層4及び給電用
導体層5を設け、第8図に示した状態とした。A glass glaze layer 2, a resistance heating element layer 4, and a power supply conductor layer 5 were provided on an insulating substrate l made of aluminum oxide by well-known means, and the state shown in FIG. 8 was obtained.
ついで、これを化学気相析出装置に収容し、給電用導体
層5に通電して抵抗発熱体層4の発熱部分4aを発熱さ
せる。この状態で化学気相析出装置にメタンと水素との
混合ガスを供給すると、凹所14にダイヤモンドあるい
はダイヤモンド状カーボンからなるドツト部保護層10
が形成される。このサーマルヘッドは給電用導体層5の
下層51が、化学気相析出法による生成物が析出し易い
材料により形成されているので、下層51の端面、すな
わち凹所14の側壁部分からもダイヤモンドが速やかに
析出し、第9図に示す状態となる。Next, this is housed in a chemical vapor deposition apparatus, and electricity is applied to the power supply conductor layer 5 to cause the heat generating portion 4a of the resistance heating element layer 4 to generate heat. When a mixed gas of methane and hydrogen is supplied to the chemical vapor deposition apparatus in this state, a dot protection layer 10 made of diamond or diamond-like carbon is formed in the recess 14.
is formed. In this thermal head, the lower layer 51 of the power supply conductor layer 5 is formed of a material from which products produced by chemical vapor deposition are easily deposited. It quickly precipitates into the state shown in FIG. 9.
この後、給電用導体層への通電を中止した状態で、化学
気相析出装置内に酸化防止層7を形成する原料ガスを導
入したところ、酸化防止層7が形成され、第7図に示す
サーマルヘッドが製造された。After that, when the raw material gas for forming the antioxidant layer 7 was introduced into the chemical vapor deposition apparatus while the power supply to the power supply conductor layer was stopped, the antioxidant layer 7 was formed, as shown in FIG. A thermal head was manufactured.
「発明の効果」
以上説明したように本発明のサーマルヘッドは、抵抗発
熱体層の発熱部分上に化学気相析出法による生成物から
なるドツト部保護層が設けられているので、感熱紙等に
より接近し得る発熱ドツト部を形成することができる。"Effects of the Invention" As explained above, the thermal head of the present invention is provided with a dot protection layer made of a product obtained by chemical vapor deposition on the heat-generating portion of the resistance heating layer. It is possible to form a heating dot portion that can be more closely approached.
従って、本発明のサーマルヘッドは、感熱紙等に対する
熱伝達効率が優れたものとなる。Therefore, the thermal head of the present invention has excellent heat transfer efficiency to thermal paper and the like.
また本発明のサーマルヘッドにあっては、高硬度で耐食
性に優れた緻密な膜を形成できる化学気相析出法により
生成される材料でドツト部保護層が形成されているので
、ドツト部保護層は耐摩耗性、耐食性に優れ、かつピン
ホールが無く耐熱性にも優れた膜となり、抵抗発熱体層
の発熱部分を確実に保護し得るものとなる。In addition, in the thermal head of the present invention, the dot protective layer is formed of a material produced by chemical vapor deposition, which can form a dense film with high hardness and excellent corrosion resistance. The film is excellent in wear resistance and corrosion resistance, has no pinholes, and has excellent heat resistance, and can reliably protect the heat generating portion of the resistance heating element layer.
従って、本発明のサーマルヘッドは、耐環境性、耐摩耗
性に優れ、かつ経時的劣化が少なく長寿命で信頼性の高
いものとなる。Therefore, the thermal head of the present invention has excellent environmental resistance and wear resistance, and has a long life and high reliability with little deterioration over time.
また、第2発明のサーマルヘッドの製造方法は、第1発
明のサーマルヘッドを製造するのに好適な方法である。Further, the method for manufacturing a thermal head according to the second invention is a suitable method for manufacturing the thermal head according to the first invention.
この製造方法によれば、ドツト部保護層を抵抗発熱体の
発熱部分にのみ形成することができるうえ、当該発熱部
分のみを加熱してドツト部保護層を形成するので、サー
マ、ルヘッドを全体としては低い温度に維持しておくこ
とができ、ガラスグレーズ層の変形等のトラブルを防止
して、ダイヤモンド等からなるドツト部保護層を所定部
分に形成することができる。従って、この製造方法によ
れば、ドツト部がダイヤモンド等からなるドツト部保護
層によって保護された突出型サーマルヘッドを製造する
ことができる。According to this manufacturing method, the dot protective layer can be formed only on the heat generating part of the resistance heating element, and the dot protective layer is formed by heating only the heat generating part, so the thermal head as a whole can be can be maintained at a low temperature, preventing troubles such as deformation of the glass glaze layer, and forming a dot protection layer made of diamond or the like on a predetermined portion. Therefore, according to this manufacturing method, it is possible to manufacture a protruding type thermal head in which the dot portion is protected by a dot portion protective layer made of diamond or the like.
また、本発明の製造方法によれば、マスクを施さなくと
も所定の部分、即ち発熱部分にドツト部保護層を形成す
ることができるので、簡略な工程でドツト部保護層を設
けることができ、サーマルヘッドの製造コストの低減を
図ることができる。Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, the dot protective layer can be formed on a predetermined portion, that is, the heat generating portion, without using a mask, so the dot protective layer can be provided in a simple process. It is possible to reduce the manufacturing cost of the thermal head.
第1図は第1発明のサーマルヘッドの第一実施例の要部
を示す断面図、第2図は第一実施例のサーマルヘッドの
製造方法を説明するための断面図、第3図は第1発明の
サーマルヘッドの第二実施例の要部を示す断面図、第4
図ないし第6図は第二実施例のサーマルヘッドの製造方
法を説明するための断面図、第7図は第一発明のサーマ
ルヘッドの第三実施例の要部を示す断面図、第8図およ
び第9図は第三実施例のサーマルヘッドの製造方法を説
明するための断面図、第10図は従来のサーマルヘッド
の要部を示す断面図である。
4・・・抵抗発熱体層、4a・・・発熱部分、10・・
・ドツト部保護層、11・・・第1のドツト部保護層、
12・・・第2のドツト部保護層、A・・・発熱ドツト
部。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main parts of a first embodiment of the thermal head of the first invention, FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the thermal head of the first embodiment, and FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part of the second embodiment of the thermal head of the invention;
6 to 6 are cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the thermal head of the second embodiment, FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main parts of the third embodiment of the thermal head of the first invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a thermal head according to the third embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing essential parts of a conventional thermal head. 4... Resistance heating element layer, 4a... Heat generating portion, 10...
- Dot part protective layer, 11... first dot part protective layer,
12...Second dot part protective layer, A...Heating dot part.
Claims (10)
ヘッドにおいて、 前記抵抗発熱体層の発熱部分上に化学気相 析出法による生成物からなるドット部保護層を設けたこ
とを特徴とするサーマルヘッド。(1) A thermal head that generates heat by passing an electric current through a resistive heating element layer, characterized in that a dot protection layer made of a product obtained by chemical vapor deposition is provided on the heating portion of the resistive heating element layer. thermal head.
分よりも突出せしめられていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のサーマルヘッド。(2) The thermal head according to claim 1, wherein the portion where the dot portion protective layer is provided is made to protrude more than the surrounding portion.
ンド状カーボンからなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のサーマルヘッド。(3) The thermal head according to claim 1, wherein the dot portion protective layer is made of diamond or diamond-like carbon.
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のサーマルヘ
ッド。(4) The thermal head according to claim 1, wherein the dot portion protective layer is formed of a plurality of layers.
の最外層がダイヤモンドあるいはダイヤモンド状カーボ
ンによって形成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第4項記載のサーマルヘッド。(5) The thermal head according to claim 4, wherein the dot portion protective layer is formed of a plurality of layers, the outermost layer of which is formed of diamond or diamond-like carbon.
ルヘッドを製造するに際して、 抵抗発熱体層に電流を流して発熱せしめな がら、化学気相析出法により発熱部分上にドット部保護
層を形成せしめることを特徴とするサーマルヘッドの製
造方法。(6) When manufacturing a thermal head that generates heat by passing an electric current through the resistance heating element layer, a dot protection layer is formed on the heat generating part by chemical vapor deposition while passing an electric current through the resistance heating element layer to generate heat. A method for manufacturing a thermal head characterized by:
がら化学気相析出法により発熱部分上にドット部保護層
を形成することを特徴とする特許請求の範囲第6項記載
のサーマルヘッドの製造方法。(7) The thermal device according to claim 6, characterized in that the dot protection layer is formed on the heat generating portion by chemical vapor deposition while a current is intermittently passed through the resistance heating layer to generate heat. Head manufacturing method.
いはダイヤモンド状カーボンであることを特徴とする特
許請求の範囲第6項記載のサーマルヘッドの製造方法。(8) The method for manufacturing a thermal head according to claim 6, wherein the dot portion protective layer formed is made of diamond or diamond-like carbon.
ことを特徴とする特許請求の範囲第8項記載のサーマル
ヘッドの製造方法。(9) A method for manufacturing a thermal head according to claim 8, characterized in that a mixed gas of hydrocarbon and hydrogen is used as the raw material gas.
る特許請求の範囲第9項記載のサーマルヘッドの製造方
法。(10) The method for manufacturing a thermal head according to claim 9, wherein the hydrocarbon is methane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3021287A JPS63197665A (en) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | Thermal head and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3021287A JPS63197665A (en) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | Thermal head and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63197665A true JPS63197665A (en) | 1988-08-16 |
Family
ID=12297419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3021287A Pending JPS63197665A (en) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | Thermal head and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63197665A (en) |
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- 1987-02-12 JP JP3021287A patent/JPS63197665A/en active Pending
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