JPH0647940A - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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JPH0647940A
JPH0647940A JP20211692A JP20211692A JPH0647940A JP H0647940 A JPH0647940 A JP H0647940A JP 20211692 A JP20211692 A JP 20211692A JP 20211692 A JP20211692 A JP 20211692A JP H0647940 A JPH0647940 A JP H0647940A
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JP
Japan
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protective layer
layer
pair
conductive layers
heating resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP20211692A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Michihiro
利昭 道廣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Publication of JPH0647940A publication Critical patent/JPH0647940A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】保護層が発熱抵抗体や一対の導電層の表面より
剥離するのを皆無とし、印字品質の高い所定の印字を長
期間にわたり得ることができるサーマルヘッドを提供す
る。 【構成】支持基板1の上面に発熱抵抗体3および一対の
導電層4を被着させるとともに、該発熱抵抗体3および
一対の導電層4の表面に保護層5をスパッタリング法に
より被着させて成るサーマルヘッドにおいて、該保護層
5を、ビッカース硬度が1200kg/mm2 以上の無
機材料から成る下層5aとビッカース硬度が800〜1
000kg/mm2 の無機材料から成る上層5bの少な
くとも2つの層で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワードプロセッサやフ
ァクシミリ等のプリンタ機構に組み込まれるサーマルヘ
ッドに関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機構
に組み込まれるサーマルヘッドは、図2に示す如く、ア
ルミナセラミックス等から成る支持基板11の上面にガ
ラス等から成る蓄熱層12を被着させるとともに、該蓄
熱層12上に窒化タンタル等から成る発熱抵抗体13
と、アルミニウム等から成る一対の導電層14と、窒化
珪素等から成る保護層15とを順次被着させた構造を有
しており、前記一対の導電層14間に所定の電力を印加
し、発熱抵抗体13をその発熱領域A’において印字に
必要な所定の温度にジュール発熱させるとともに、該発
熱した熱を感熱紙16等に伝導させ、感熱紙16等に印
字画像を形成することによってサーマルヘッドとして機
能する。
【0003】尚、前記保護層15は、大気中の水分等の
接触による酸化腐食や感熱紙16等の摺動による摩耗か
ら発熱抵抗体13や一対の導電層14を保護する作用を
有している。
【0004】また前記保護層15は、通常、従来周知の
スパッタリング法等を採用することによって発熱抵抗体
13や一対の導電層14の表面に2〜10μmの厚みに
被着されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体13や一対
の導電層14の表面に保護層15をスパッタリング法に
よって被着した際、支持基板11上の発熱抵抗体13と
一対の導電層14との間には段差が存在することから、
該発熱抵抗体13及び一対の導電層14の表面に被着さ
れる保護層15の発熱領域A’周辺にも段差が形成され
てしまうこと、及び保護層15が硬質の窒化珪素(ビッ
カース硬度が約1700kg/mm2 )で形成されてい
ること等から、このサーマルヘッドを用いて感熱紙16
等に印字を行った場合、感熱紙16等が保護層15の段
差にあたって大きな応力を発生し、該応力によって保護
層15が発熱抵抗体13や一対の導電層14より剥離し
てしまうという欠点を有していた。
【0006】
【発明の目的】本発明は、上記欠点に鑑み案出されたも
のであり、その目的は、保護層が発熱抵抗体や一対の導
電層の表面より剥離するのを皆無とし、印字品質の高い
所定の印字を長期間にわたり得ることができるサーマル
ヘッドを提供することにある。
【0007】
【問題点を解決するための手段】本発明のサーマルヘッ
ドは、支持基板の上面に発熱抵抗体および一対の導電層
を被着させるとともに、該発熱抵抗体および一対の導電
層の表面に保護層をスパッタリング法により被着させて
成るサーマルヘッドにおいて、前記保護層は、ビッカー
ス硬度が1200kg/mm2 以上の無機材料から成る
下層とビッカース硬度が800〜1000kg/mm2
の無機材料から成る上層の少なくとも2つの層を有して
いることを特徴とする。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付した図面に基づ
いて説明する。
【0009】図1は本発明のサーマルヘッドの一実施例
を示す断面図であり、1は支持基板、2は蓄熱層、3は
発熱抵抗体、4は一対の導電層、5は保護層であり、支
持基板1上に蓄熱層2、発熱抵抗体3、導電層4及び保
護層5が順次被着されている。
【0010】前記支持基板1はアルミナセラミックス等
の電気絶縁性材料から成り、上面に発熱抵抗体3等を支
持するとともに、サーマルヘッドの温度を感熱紙6等に
良好な印字画像を形成するに必要な温度に制御する作用
を為す。
【0011】前記支持基板1は、例えばアルミナセラミ
ックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等
のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤を添加混合し
て泥漿状と成すとともにこれを従来周知のドクターブレ
ード法やカレンダーロール法等を採用することによって
セラミックグリーンシートを形成し、しかる後、前記セ
ラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工する
とともに高温(約1600℃)で焼成することによって
製作される。
【0012】また前記支持基板1の上面には、ガラス等
から成る蓄熱層2が約80μmの厚みに被着されてお
り、該蓄熱層2は発熱抵抗体3の発する熱を適当な温度
となるように蓄積し、サーマルヘッドの熱応答特性を良
好に保つ作用を為す。
【0013】前記蓄熱層2は、ガラス粉末に適当な有機
溶剤を添加混合して得たガラスペーストを支持基板1の
上面に従来周知のスクリーン印刷法等を採用することに
よって塗布し、しかる後、これを高温(約1200℃)
で焼き付けることによって支持基板1上に被着される。
【0014】前記蓄熱層2の上面には発熱抵抗体3が被
着されており、更に発熱抵抗体3上には間に一定の間隔
をもった一対の導電層4が被着されている。
【0015】前記発熱抵抗体3は例えば窒化タンタル等
から成り、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているた
め、一対の導電層4を介して電力が印加されると発熱領
域Aにおいてジュール発熱を起こし、印字画像を形成す
るに必要な温度、例えば250〜400℃の温度に発熱
する。
【0016】また前記発熱抵抗体3上に被着されている
一対の導電層4はアルミニウム等の金属から成り、該導
電層4は発熱抵抗体3にジュール発熱を起こさせるため
に必要な所定の電力を印加する作用を為す。
【0017】尚、前記蓄熱層2上に被着される発熱抵抗
体3及び一対の導電層4は、従来周知のスパッタリング
法等を採用することにより蓄熱層2上に所定の厚みをも
って被着され、更にフォトリソグラフィー技術を採用す
ることによって所定パターンに加工される。
【0018】前記発熱抵抗体3及び一対の導電層4はま
たその表面に保護層5が被着されており、該保護層5は
下層5aと上層5bの少なくとも2つの層で形成されて
いる。
【0019】前記下層5aは窒化珪素やサイアロン等の
ビッカース硬度が1200kg/mm2 以上の硬質の無
機材料から成り、従来周知のスパッタリング法を採用す
ることによって発熱抵抗体3や一対の導電層4の表面に
約3μmの厚みをもって被着される。
【0020】また前記保護層5の下層5aは、その硬度
がビッカース硬度で1200kg/mm2 以上と硬質で
あることから、強固な膜により形成され、発熱抵抗体3
等を大気中の水分等の接触による酸化腐食や感熱紙等の
摺動による摩耗から有効に保護する。
【0021】尚、前記下層5aは、それを形成する無機
材料のビッカース硬度が1200kg/mm2 よりも小
さくなると、発熱抵抗体3や一対の導電層4を長期間に
わたって大気中の水分等の接触による酸化腐食や感熱紙
等の摺動による摩耗より保護することが困難となる。従
って、下層5aはそのビッカース硬度が1200kg/
mm2 以上の無機材料に特定される。
【0022】特に前記下層5aはそのビッカース硬度が
1500kg/mm2 よりも大きな無機材料で形成して
おくと、保護層5で発熱抵抗体3や一対の導電層4を極
めて長期にわたり確実に保護することができる。従っ
て、発熱抵抗体3や一対の導電層4を大気中に含まれる
水分の接触による酸化腐食や感熱紙等の摺動による摩耗
より保護するにはビッカース強度が1500kg/mm
2 よりも大きな無機材料で形成しておくことが好まし
い。
【0023】また前記下層5a上には上層5bが被着さ
れており、該上層5bはビッカース硬度が800乃至1
000kg/mm2 の無機材料、具体的には酸化珪素等
で形成されている。
【0024】前記ビッカース硬度が800乃至1000
kg/mm2 の無機材料から成る上層5bは、それ自体
が軟質であることから、感熱紙等に印字を行う際、感熱
紙6等が保護層5の段差にあたって応力を発生したとし
ても該応力は上層5bを摩耗させることによって吸収緩
和され、その結果、前記応力によって保護層5が発熱抵
抗体3や一対の導電層4から剥離することは無くなる。
【0025】尚、前記上層5bは、それを形成する無機
材料のビッカース硬度が800kg/mm2 よりも小さ
くなると、感熱紙6等に印字を行なう際、保護層5が感
熱紙6等の摺動によって極めて容易に摩耗され、サーマ
ルヘッドの寿命を短くしてしまい、またビッカース硬度
が1000kg/mm2 よりも大きくなると、感熱紙6
等に印字を行った際、感熱紙6等が上層5bの発熱領域
Aの段差にあたって大きな応力を発生し、該応力によっ
て保護層5が発熱抵抗体3や一対の導電層4の表面より
剥離してしまう。従って、保護層5の上層5bは、それ
を形成する無機材料のビッカース硬度を800〜100
0kg/mm2 の範囲と成しておく必要がある。
【0026】また前記上層5aは、例えば酸化珪素等
を、従来周知のスパッタリング法を採用することによっ
て下層5bの上面に約2μmの厚みに被着される。
【0027】前記下層5aと上層5bとから成る保護層
5はまた、その発熱領域A周辺に形成される段差の角部
を削り取り、半径6mm程度の円弧状のなだらかな窪み
としておけば、感熱紙6等が保護層5にあたっても大き
な応力が発生することは皆無となるとともに、保護層5
の発熱領域Aに感熱紙6等を良好に密着させ、発熱抵抗
体3の発する熱を感熱紙6等に効率良く伝導させて感熱
紙6等に鮮明な印字画像を形成することが可能となる。
従って、前記保護層5はその発熱領域A周辺に形成され
る段差の角部を半径6mm程度の円弧状となるように削
り取っておくことが好ましい。
【0028】かくして上述したサーマルヘッドは、外部
電気信号に対応させて一対の導電層4間に所定の電力を
印加し、発熱抵抗体3をその発熱領域Aにおいて所定の
温度にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を感熱
紙6等に伝導させ、感熱紙6等に印字画像を形成するこ
とによってサーマルヘッドとして機能する。
【0029】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種
々の変更、改良等が可能であり、例えば、上記実施例に
おいて、下層5aと上層5bとの間に、硬質の無機材料
(ビッカース硬度が1200kg/mm2 以上)と軟質
の無機材料(ビッカース硬度が800〜1000kg/
mm2 )との混合材料から成る所定ビッカース硬度の中
間層や、或いは該混合材料の組成比を変化させることに
よってそのビッカース硬度を下層5a側から上層5b側
に向かって順次小さくなるように成した中間層を介在さ
せておいても構わない。この場合、前記中間層は下層5
a及び上層5bのいずれの層とも馴染みが良好であるた
め、下層5aと上層5bとが馴染みの悪い無機材料同士
の組み合わせであっても、両者を強固に接着接合させて
おくことが可能となる。従って、保護層5の上層5bと
下層5aの間に、硬質の無機材料(ビッカース硬度が1
200kg/mm2 以上)と軟質の無機材料(ビッカー
ス硬度が800〜1000kg/mm2 )の混合材料か
ら成る所定ビッカース硬度の中間層や、或いは該混合材
料の組成比を変化させることによってそのビッカース硬
度を下層5a側から上層5b側に向かって順次小さくな
るように成した中間層を介在させておくことが好まし
い。
【0030】
【発明の効果】本発明のサーマルヘッドによれば、保護
層をビッカース硬度が1200kg/mm2 以上の硬質
の無機材料から成る下層と、ビッカース硬度が800〜
1000kg/mm2 の軟質の無機材料から成る上層の
少なくとも2つの層で形成したことから、印字時、感熱
紙等が保護層の発熱領域周辺に形成される段差にあたっ
たとしても、大きな応力が発生することは無く、その結
果、保護層を発熱抵抗体や一対の導電層に強固に被着さ
せ、該保護層によって発熱抵抗体や一対の導電層を長期
にわたり保護することが可能となる。
【0031】従って、本発明のサーマルヘッドによれ
ば、発熱抵抗体が発する熱を常に一定とし、品質の高い
印字を長期にわたって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサーマルヘッドの断面図である。
【図2】従来のサーマルヘッドの断面図である。
【符号の説明】
1・・・支持基板 2・・・蓄熱層 3・・・発熱抵抗体 4・・・一対の導電層 5・・・保護層 5a・・・下層 5b・・・上層 6・・・感熱紙 A・・・発熱領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支持基板の上面に発熱抵抗体および一対の
    導電層を被着させるとともに、該発熱抵抗体および一対
    の導電層の表面に保護層をスパッタリング法により被着
    させて成るサーマルヘッドにおいて、 前記保護層は、ビッカース硬度が1200kg/mm2
    以上の無機材料から成る下層とビッカース硬度が800
    〜1000kg/mm2 の無機材料から成る上層の少な
    くとも2つの層を有していることを特徴とするサーマル
    ヘッド。
JP20211692A 1992-07-29 1992-07-29 サーマルヘッド Pending JPH0647940A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0737588A1 (en) * 1994-10-31 1996-10-16 Seiko Instruments Inc. Thermal head and method of manufacturing same
JP2011201190A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Toshiba Hokuto Electronics Corp サーマルプリントヘッドおよびその製造方法
WO2017170800A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 京セラ株式会社 サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ

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