JPS5983682A - セラミツクサ−マルヘツド - Google Patents
セラミツクサ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS5983682A JPS5983682A JP57193892A JP19389282A JPS5983682A JP S5983682 A JPS5983682 A JP S5983682A JP 57193892 A JP57193892 A JP 57193892A JP 19389282 A JP19389282 A JP 19389282A JP S5983682 A JPS5983682 A JP S5983682A
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- JP
- Japan
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- resistor
- insulator
- conductor
- thermal head
- printed
- 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.)
- Granted
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-
- 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
- B41J2/345—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 characterised by the arrangement of resistors or conductors
Landscapes
- Electronic Switches (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】
本発明はセラミックサーマルヘッドの構造に関し、特に
絶縁体材料９発熱体材料、導電体材料。
絶縁体材料９発熱体材料、導電体材料。
ヒートシンク材料を一体化して焼結したセラミックサー
マルヘッドに関する。
マルヘッドに関する。
従来、感熱記録用のサーマルヘッドは厚膜法。
薄膜法あるいは薄膜、厚膜混合法などによって、セラミ
ック基板上に形成し、実用化されている。
ック基板上に形成し、実用化されている。
従来使用されているサーマルヘッドは厚膜型。
薄膜型それぞれに長所欠点を有していた。すなわち厚膜
型の場合には、大きな寸法のものが比較的安価にできる
が、電極２発熱体を厚膜印刷法で行うため、解像度に制
限があり、８ドクト／圏が限界であった。さらに厚膜法
によって解像度を上げようとすると、配線パターンを微
細化する必要があるため、導体として金を使用しなけれ
ばならず、コストが非常に高くなる欠点ももっていた。
型の場合には、大きな寸法のものが比較的安価にできる
が、電極２発熱体を厚膜印刷法で行うため、解像度に制
限があり、８ドクト／圏が限界であった。さらに厚膜法
によって解像度を上げようとすると、配線パターンを微
細化する必要があるため、導体として金を使用しなけれ
ばならず、コストが非常に高くなる欠点ももっていた。
さらに多層配線を高密度に行うため、歩留が悪くコスト
上昇の原因になっていた。
上昇の原因になっていた。
さらに厚膜型では、発熱体の抵抗バラツキが印刷の厚み
コントロールが困難なため大きくなり、抵抗のバラツキ
として非常に良いものでも±２０％程度あり、ヘッドと
して使用した時の記録品質にも問題があ−また。
コントロールが困難なため大きくなり、抵抗のバラツキ
として非常に良いものでも±２０％程度あり、ヘッドと
して使用した時の記録品質にも問題があ−また。
１だ薄膜法によるサーマルヘッドは、微細なパターン形
成ができるため、解像度は浪く、することができるが、
大きな寸法のものが作シにくく、製造工程が？Ｕ ５＋
午なため、コストが高くなり、さらに形成した表面層が
芦いため耐摩耗性に問題があっプζ。また薄膜法による
サーマルヘッドｔま多層配線がむずかＬ、く、多層配線
層にビンボールの発生による′取留の低下や多層配線の
配線抵抗が高くなり、素子の発熱、駆與１回路などに間
ムワ１があった。
成ができるため、解像度は浪く、することができるが、
大きな寸法のものが作シにくく、製造工程が？Ｕ ５＋
午なため、コストが高くなり、さらに形成した表面層が
芦いため耐摩耗性に問題があっプζ。また薄膜法による
サーマルヘッドｔま多層配線がむずかＬ、く、多層配線
層にビンボールの発生による′取留の低下や多層配線の
配線抵抗が高くなり、素子の発熱、駆與１回路などに間
ムワ１があった。
本発明（ｒ、ｉとれらの間卿点を全て解決するもので、
小型てコストが低く、ｌＩｉ′ｉ！像度の優れた、信頼
性の高いザーマルヘ・ドを：沸供するものである。
小型てコストが低く、ｌＩｉ′ｉ！像度の優れた、信頼
性の高いザーマルヘ・ドを：沸供するものである。
ザーーールヘノドは均一な形と抵抗値を持−） １ｔｌ
（抗体を微細な間隔で１０００ケ以上横１列に並べなく
てはならず、さらに、抵抗と同じ数のリード線を同じ密
度で配線する必要がある。しかもこねらの抵抗体および
リード線のいずれか一つでも不良が発生するとヘッドと
１〜ては使用できなくなる。
（抗体を微細な間隔で１０００ケ以上横１列に並べなく
てはならず、さらに、抵抗と同じ数のリード線を同じ密
度で配線する必要がある。しかもこねらの抵抗体および
リード線のいずれか一つでも不良が発生するとヘッドと
１〜ては使用できなくなる。
また従来の厚膜法、薄膜法あるいはこれらの方法を組合
せたサーマルヘッドでは、印字の解像度は高々１０ドツ
ト／ＷＩＭ程度であった。この程度の解像度では発熱体
相互の距離が比較的長いため、熱の拡散による解像度の
低下は比較的少なかった。
せたサーマルヘッドでは、印字の解像度は高々１０ドツ
ト／ＷＩＭ程度であった。この程度の解像度では発熱体
相互の距離が比較的長いため、熱の拡散による解像度の
低下は比較的少なかった。
しかしながら積層構造による積層セラミックサーマルヘ
ッドでは、１０ドツト／町以上の発熱体間隔になるため
、発熱体相互間の熱拡散による解像度の劣化が問題とな
っている。
ッドでは、１０ドツト／町以上の発熱体間隔になるため
、発熱体相互間の熱拡散による解像度の劣化が問題とな
っている。
本発明ではこの問題を解決し、解像度の優れたｆｆ２層
セラミックサーマルヘッドを提供するものである。
セラミックサーマルヘッドを提供するものである。
すなわち本発明は絶縁性セラミック体内部に複数の発熱
抵抗体が形成されており、しかもそれぞれの発熱抵抗体
の一部が該セラミック体表面の一部分に露出しており、
さらに該セラミ、・り体の他の表面部分又は尚該他の表
面部分と該セラミック体内部に導電体が形成されており
、前記発熱抵抗体と導電体は該セラミック体の表面又は
内部で接続されている構造のセラミックサーマルヘッド
であって、発熱抵抗体が露出している前記セラミック体
の表面部分と該表面部分近傍のセラミック体内部の各発
熱抵抗体にはさまれる位置及びその近傍に高熱伝導体を
形成したことを特徴とするセラミックサーマルヘッドで
ある。互いにとなり合う発熱体層の間に熱伝導率の良好
な金属、酸化物又は半導体等の層を形成することによっ
て発熱体からの熱を速やかにヘッド表面から逃す構造と
なり、発熱体の大きさ９間隔にほぼ等しい解像度を実現
したものである。
抵抗体が形成されており、しかもそれぞれの発熱抵抗体
の一部が該セラミック体表面の一部分に露出しており、
さらに該セラミ、・り体の他の表面部分又は尚該他の表
面部分と該セラミック体内部に導電体が形成されており
、前記発熱抵抗体と導電体は該セラミック体の表面又は
内部で接続されている構造のセラミックサーマルヘッド
であって、発熱抵抗体が露出している前記セラミック体
の表面部分と該表面部分近傍のセラミック体内部の各発
熱抵抗体にはさまれる位置及びその近傍に高熱伝導体を
形成したことを特徴とするセラミックサーマルヘッドで
ある。互いにとなり合う発熱体層の間に熱伝導率の良好
な金属、酸化物又は半導体等の層を形成することによっ
て発熱体からの熱を速やかにヘッド表面から逃す構造と
なり、発熱体の大きさ９間隔にほぼ等しい解像度を実現
したものである。
次に本発明の構造を図面によって説明する。第１図は本
発明の構造を持つ積層セラミックサーマルヘッドの一実
施例の外観図を示すもので、（ａ）は発熱層が右線状に
、（ｂ）は発熱層がマトリックス状に配列されたもので
ある。
発明の構造を持つ積層セラミックサーマルヘッドの一実
施例の外観図を示すもので、（ａ）は発熱層が右線状に
、（ｂ）は発熱層がマトリックス状に配列されたもので
ある。
これらの図で１は絶縁体、２は発熱層、３は熱伝導率の
高い層、４は外部取出し電極を示している。
高い層、４は外部取出し電極を示している。
第２図は第１図（ａ）で示したサーマルヘッドの断面を
図示したもので（ａ）は第１図の点線で示１〜九所で切
断した断面を表わし、（ｂ）は同じく第１図の一点鎖線
で切断した断面を示している。第２図中の１は発熱抵抗
体、２は絶縁性セラミンク、３は高熱伝導体、５け導電
体、５′は導電体が充填されたスルホール部分を示して
いる。
図示したもので（ａ）は第１図の点線で示１〜九所で切
断した断面を表わし、（ｂ）は同じく第１図の一点鎖線
で切断した断面を示している。第２図中の１は発熱抵抗
体、２は絶縁性セラミンク、３は高熱伝導体、５け導電
体、５′は導電体が充填されたスルホール部分を示して
いる。
第１図、第２図から明らかなように本発明の構造による
サーマルヘッドでは発熱抵抗体が、絶縁体の中に埋め込
まれた構造になっているだめ、抵抗体の摩耗は絶縁体に
よって保護され、表面に耐摩耗層を設けなくても、充分
耐摩耗性のある構造となっている。洩た抵抗体の大部分
が絶縁体セラミック内に埋め込まれているため、抵抗体
が断線状態になることが全くない構造になっている。従
って従来のヘッドのように熱が耐摩耗層へ拡散すること
がなく、さらに各発熱抵抗体の間に高熱伝導体層を配置
したため、抵抗体の厚さとほぼ等しい解像度が得られる
。さらに、従来のサーマルヘッドでは抵抗体の内部に電
流が流れて発熱する場合、抵抗体に幅がありその幅の中
での抵抗体の厚みのバラツキから発熱量が場所によって
変化し、記録した像にムラが生ずることが多かったつ本
発明の構造によれば、抵抗体の厚み方向が表面に露出し
だ構造になっているため、同一ドノド内の熱は均一とな
り、濃度ムラも少くなった。さらに本発明の−り′−マ
ルヘソドは均一な絶縁体生シート上に均一な抵抗体を抵
抗体生シートを張り付けるか又はスクリーン印刷法によ
って形成するだめ、抵抗体の厚さは数ミクロンから数置
ミクロンの厚さ壕で均一に形成でき、絶縁体生シートも
数十ミクロンから数百ミクロン寸で均一に形成できるプ
ζめ、抵抗体の厚さ、抵抗体のピッチを非常に細かくす
ることができ、記録した時の解像度を従来の６〜８ドツ
ト／間から数十ドツト／鼠と飛蹄的に良くすることがで
きる。
サーマルヘッドでは発熱抵抗体が、絶縁体の中に埋め込
まれた構造になっているだめ、抵抗体の摩耗は絶縁体に
よって保護され、表面に耐摩耗層を設けなくても、充分
耐摩耗性のある構造となっている。洩た抵抗体の大部分
が絶縁体セラミック内に埋め込まれているため、抵抗体
が断線状態になることが全くない構造になっている。従
って従来のヘッドのように熱が耐摩耗層へ拡散すること
がなく、さらに各発熱抵抗体の間に高熱伝導体層を配置
したため、抵抗体の厚さとほぼ等しい解像度が得られる
。さらに、従来のサーマルヘッドでは抵抗体の内部に電
流が流れて発熱する場合、抵抗体に幅がありその幅の中
での抵抗体の厚みのバラツキから発熱量が場所によって
変化し、記録した像にムラが生ずることが多かったつ本
発明の構造によれば、抵抗体の厚み方向が表面に露出し
だ構造になっているため、同一ドノド内の熱は均一とな
り、濃度ムラも少くなった。さらに本発明の−り′−マ
ルヘソドは均一な絶縁体生シート上に均一な抵抗体を抵
抗体生シートを張り付けるか又はスクリーン印刷法によ
って形成するだめ、抵抗体の厚さは数ミクロンから数置
ミクロンの厚さ壕で均一に形成でき、絶縁体生シートも
数十ミクロンから数百ミクロン寸で均一に形成できるプ
ζめ、抵抗体の厚さ、抵抗体のピッチを非常に細かくす
ることができ、記録した時の解像度を従来の６〜８ドツ
ト／間から数十ドツト／鼠と飛蹄的に良くすることがで
きる。
第３図は第１図（ｂ）で示したサーマル−＼ｌドの断面
の一例を示したもので（ａ）は第１図（ｂ）の点線部分
の断面を表わしくｂ）は同じく第ｘｌｆｌ（ｂ）の一点
鎖線部分の断面を示している。第３図で１は絶縁性七ラ
ミック体、２は発熱抵抗体、３は高熱伝導体、４は外部
接続用端子、５は導電体、５′はスルーホールを示して
いる。
の一例を示したもので（ａ）は第１図（ｂ）の点線部分
の断面を表わしくｂ）は同じく第ｘｌｆｌ（ｂ）の一点
鎖線部分の断面を示している。第３図で１は絶縁性七ラ
ミック体、２は発熱抵抗体、３は高熱伝導体、４は外部
接続用端子、５は導電体、５′はスルーホールを示して
いる。
第２，３図に示す様に抵抗体が内部に埋めこまれ、直接
内部導体と接続しており、内部導体はスルーホールを介
して立体配線し、外部電極と接続しているため、非常に
小形になり、しかも抵抗体層が絶縁層の中に狸めこまれ
ているメζめ、機械強度、耐摩耗性も非常に向上する。
内部導体と接続しており、内部導体はスルーホールを介
して立体配線し、外部電極と接続しているため、非常に
小形になり、しかも抵抗体層が絶縁層の中に狸めこまれ
ているメζめ、機械強度、耐摩耗性も非常に向上する。
さらに高熱伝導体を各発熱抵抗体の間に配置することに
より発熱抵抗体の露出部での厚さとほぼ同じ解像度が得
られる。
より発熱抵抗体の露出部での厚さとほぼ同じ解像度が得
られる。
まだ第１図に示した実施例の構造のサーマルヘッドの製
造方法として１．１．絶縁体材料としてアルミナ−結晶
化ガラス混合物を用いた。純度９９．９％以上のアルミ
ナ５６ ｗ ｔ％ とホウケイ酸鉛系結晶化ガラス４４
ｗｔ％ を秤量し、ボールミルで湿式混合を行い、ｒ過
乾燥後絶縁体粉末どした。
造方法として１．１．絶縁体材料としてアルミナ−結晶
化ガラス混合物を用いた。純度９９．９％以上のアルミ
ナ５６ ｗ ｔ％ とホウケイ酸鉛系結晶化ガラス４４
ｗｔ％ を秤量し、ボールミルで湿式混合を行い、ｒ過
乾燥後絶縁体粉末どした。
この絶縁体粉末を有機ビヒクル中に分散し、ドクターブ
レードを用いたキャスティング法により絶縁体生シート
作成する。この絶縁体生シートを金型で外径および必要
な場合はスルーホールを同時に抜く。このようにして形
成した絶縁体生ン・−１・上に金ペーストを用い、スク
リーン印刷法により導体層を形成した。さらに酸化ルチ
ニウム系抵抗体ペーストを同じくスクリーン印刷法によ
って導体形成をした絶縁体生シート上に印刷し、抵抗体
層を形成した。また銀ベーストを絶縁体生シートに印刷
し、これを高熱伝導層としだ。これらの絶縁体生シート
と積層圧着し、積層体とし、これを所定の寸法に切断し
脱バインダー後８００℃〜１０００℃の温度で焼結した
。焼結後感熱紙（ｃ暗触する面を鏡面に研摩し外部取出
し電極を付り後リー ド線を取り付はサーマルヘッドと
［７だ。このようにして作ったサーマルヘッドを用い、
感熱紙に印字した結果、解像度の良い、印字品質の極め
て関係を示したものである。第２図（ａ）は高熱伝導体
層のない積層セラミックサーマルヘッドの湿度分布を示
したもので１が絶縁体、２は発熱層を示している。温度
分布のグラフから発熱層の間での温度がかなシ高くなっ
ていることがわかる。第２図（ｂ）は本発明の構造によ
る積層セラミックサーマルヘッドの温度分布を示すもの
で１が絶縁体、２が発熱層、３が高熱伝導体層を示して
いる。、湿度分布の図より発熱層間の温度が低くなって
いることがわかる。
レードを用いたキャスティング法により絶縁体生シート
作成する。この絶縁体生シートを金型で外径および必要
な場合はスルーホールを同時に抜く。このようにして形
成した絶縁体生ン・−１・上に金ペーストを用い、スク
リーン印刷法により導体層を形成した。さらに酸化ルチ
ニウム系抵抗体ペーストを同じくスクリーン印刷法によ
って導体形成をした絶縁体生シート上に印刷し、抵抗体
層を形成した。また銀ベーストを絶縁体生シートに印刷
し、これを高熱伝導層としだ。これらの絶縁体生シート
と積層圧着し、積層体とし、これを所定の寸法に切断し
脱バインダー後８００℃〜１０００℃の温度で焼結した
。焼結後感熱紙（ｃ暗触する面を鏡面に研摩し外部取出
し電極を付り後リー ド線を取り付はサーマルヘッドと
［７だ。このようにして作ったサーマルヘッドを用い、
感熱紙に印字した結果、解像度の良い、印字品質の極め
て関係を示したものである。第２図（ａ）は高熱伝導体
層のない積層セラミックサーマルヘッドの湿度分布を示
したもので１が絶縁体、２は発熱層を示している。温度
分布のグラフから発熱層の間での温度がかなシ高くなっ
ていることがわかる。第２図（ｂ）は本発明の構造によ
る積層セラミックサーマルヘッドの温度分布を示すもの
で１が絶縁体、２が発熱層、３が高熱伝導体層を示して
いる。、湿度分布の図より発熱層間の温度が低くなって
いることがわかる。
このように本発明の積層セラミックヘッドはドツトの温
度分布が非常にシャープになるだめ、印字した時の解像
度はほぼドツトの大きさとなり、非常に解像度の高い印
字品質が得られた。
度分布が非常にシャープになるだめ、印字した時の解像
度はほぼドツトの大きさとなり、非常に解像度の高い印
字品質が得られた。
本発明の高熱伝導率体としては金属、金属酸化物、金属
炭化物、金属窒化物いずれの材料を用いても良好な結果
を得たが、金属としては金、銀。
炭化物、金属窒化物いずれの材料を用いても良好な結果
を得たが、金属としては金、銀。
白金、パラジウム、＠、ニッケルなどの単体あるいはこ
れらの二つ以上の合金、金１化物としては酸化ベリリウ
ム、金属炭化物としては炭化ケイ素、金属窒化物として
は窒化ケイ素、窒化ホウ素。
れらの二つ以上の合金、金１化物としては酸化ベリリウ
ム、金属炭化物としては炭化ケイ素、金属窒化物として
は窒化ケイ素、窒化ホウ素。
などが特に良好な結果を得た。
第１図は本発明のサーマルヘッドの実施例を示す斜視図
。第２図は第１図（ａ）に示すサーマルヘッドの断１面
図、第３図は第１図（ｂ）に示すサーマルヘッドの断面
図である。第４図はサーマルヘッド上の発熱抵抗体の位
置とその付近の温度分布を示す図。 各図において、１は絶縁性セラミック体、２は発熱抵抗
体、３は高熱伝導体、４は外部接続端子、５は導電体、
５′はスルーホール。 第 １ （ｄ） （ｂ） 第 ２ 図 袷う図
。第２図は第１図（ａ）に示すサーマルヘッドの断１面
図、第３図は第１図（ｂ）に示すサーマルヘッドの断面
図である。第４図はサーマルヘッド上の発熱抵抗体の位
置とその付近の温度分布を示す図。 各図において、１は絶縁性セラミック体、２は発熱抵抗
体、３は高熱伝導体、４は外部接続端子、５は導電体、
５′はスルーホール。 第 １ （ｄ） （ｂ） 第 ２ 図 袷う図
Claims (1)
- （１）絶縁性セラミック体内部に複数の発熱抵抗体が形
成されており、しかもそれぞれの発熱抵抗体の一部が該
セラミック体表面の一部分に露出しており、さらに該セ
ラミック体の他の表面部分又は当該他の表面部分と該セ
ラミック体内部に導電体が形成されており、前記発熱抵
抗体と導電体は該セラミック体の表面又は内部で接続さ
れている構造のセラミックサーマルヘッドであって、発
熱抵抗体が露出している前記セラミック体の表面部分と
該表面部分近傍のセラミック体内部の各発熱抵抗体には
さまれる位置及びその近傍に高熱伝導体を形成したこと
を特徴とするセラミックサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193892A JPS5983682A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | セラミツクサ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193892A JPS5983682A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | セラミツクサ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983682A true JPS5983682A (ja) | 1984-05-15 |
| JPH0457508B2 JPH0457508B2 (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=16315471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57193892A Granted JPS5983682A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | セラミツクサ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983682A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402414A1 (en) * | 1988-03-02 | 1990-12-19 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Method of manufacturing thermal printer head |
| US5940109A (en) * | 1994-05-31 | 1999-08-17 | Rohm Co. Ltd. | Thermal printhead, substrate for the same and method for making the substrate |
| US5949465A (en) * | 1994-06-21 | 1999-09-07 | Rohm Co., Ltd. | Thermal printhead, substrate for the same and method for making the substrate |
-
1982
- 1982-11-04 JP JP57193892A patent/JPS5983682A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402414A1 (en) * | 1988-03-02 | 1990-12-19 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Method of manufacturing thermal printer head |
| US5940109A (en) * | 1994-05-31 | 1999-08-17 | Rohm Co. Ltd. | Thermal printhead, substrate for the same and method for making the substrate |
| US5949465A (en) * | 1994-06-21 | 1999-09-07 | Rohm Co., Ltd. | Thermal printhead, substrate for the same and method for making the substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0457508B2 (ja) | 1992-09-11 |
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