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JPH0758642B2 - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

Info

Publication number
JPH0758642B2
JPH0758642B2 JP63319018A JP31901888A JPH0758642B2 JP H0758642 B2 JPH0758642 B2 JP H0758642B2 JP 63319018 A JP63319018 A JP 63319018A JP 31901888 A JP31901888 A JP 31901888A JP H0758642 B2 JPH0758642 B2 JP H0758642B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistor
resistor layer
layer
thermal head
resistance value
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63319018A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02163902A (ja
Inventor
昭彦 吉田
西野  敦
信幸 ▲吉▼池
善博 渡辺
康弘 竹内
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63319018A priority Critical patent/JPH0758642B2/ja
Publication of JPH02163902A publication Critical patent/JPH02163902A/ja
Publication of JPH0758642B2 publication Critical patent/JPH0758642B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はファクシミリ、プリンタなどの記録装置に用い
るサーマルヘッドに関するものであり、さらに詳しく
は、サーマルヘッドの主構成要素の1つである抵抗体層
の改良に関する。
従来の技術 サーマルヘッドは、少なくとも一対の電極、前記両電極
と接している抵抗体層、少なくとも表面が絶縁性であっ
て、その表面に絶縁電極と抵抗体層を支持している基板
及び抵抗体層の上に形成された耐摩耗層から基本的に構
成されている。そして作り方によって薄膜型と厚膜型と
がある。薄膜型は電極,抵抗体層,耐摩耗層を真空中で
のスパッタリング、蒸着などにより形成したものであ
る。また、厚膜型は例えば金の熱分解性有機化合物のペ
ースト,RuO2とガラスフリットを含むペースト及びホウ
ケイ酸ガラスフリットのペーストをそれぞれ印刷,焼成
することにより金電極,RuO2を分散しているガラス層を
得るもので、薄膜型より低コストで高性能サーマルヘッ
ドを得ることができる。
サーマルヘッドは、一対の電極間に電流を通じることに
より、両電極に接している抵抗体層の特定領域を発熱さ
せ、これによって記録部材、例えば感熱記録紙の特定領
域を加熱して1ドット分の記録を与えるものである。従
って、サーマルヘッドに要求される重要な特性は、抵抗
体層の発熱が効率よく記録紙側へ伝達されることと、通
常ライン状に配列された個々の電極対間の抵抗体層の発
熱が一様であることである。これら抵抗体層の抵抗が不
均一であると、それぞれの発熱量が一様でないので、記
録紙に記録される個々の記録ドットの濃度が不均一とな
り、記録に濃淡のスジが生じ記録品質が悪くなる。とく
に階調記録の要求されるフルカラープリンタ用のサーマ
ルヘッドとしては、この特性が重視される。
このような記録濃度ムラの原因としては、個々の抵抗体
ドットの抵抗値のばらつきが挙げられる。このような個
々の抵抗体ドットの抵抗値ばらつきを小さくするため
に、厚膜型では、トリミング工程が採用されている。こ
の工程は、抵抗体層の個々のドットに過負荷パルスを印
加するもので、これにより抵抗値を目標の±0.5%以内
にまですることが可能である。一方、薄膜型のもので
は、抵抗体を得るための蒸着やスパッタリングの条件を
制御することにより、個々の抵抗体のドットの抵抗値を
±2.5%以内にすることができる。しかし薄膜方式のヘ
ッドでは、現在の抵抗値のばらつきをさらに改善するの
は困難であり、厚膜方式のヘッドでは、以下の述べるよ
うに現行方式に問題点がある。
現在の厚膜型のサーマルヘッドの抵抗体層は、抵抗体成
分のRuO2とガラスフリットと有機バインダとからなるペ
ーストをスクリーン印刷し、これを焼成することにより
形成される。ところが、出発ペーストがRuO2粉末のガラ
ス粉末との混合物であるため、生成する抵抗体層も両者
の混合物となる。そして、RuO2粉末として粒径の小さい
ものを用いても、凝集したり、ガラスマトリクスへの分
散が悪く、得られる抵抗体層中ではかなり大きな粒径と
なる。その結果、電流は相互に接触しているRuO2粉末を
通じて流れることとなる。従って、一様な抵抗値を有す
る抵抗体を得るためには、相当量のRuO2粉末が必要にな
る。一方、トリミングによりドット抵抗値を一定にして
も、一つの抵抗体ドットのなかの特にトリミングされや
すい部分で抵抗値の優先的変化が起きるので、ドット抵
抗値が目標値に達した場合でも、実際の記録では一つの
ドットの一部分に発熱が集中することになり、正常なド
ット形状が得られなくなる。このような一つの抵抗体ド
ットの中での電流パスの偏りは、抵抗値の不均一分布
の、即ち、抵抗体層中のRuO2のような導電性要素の不均
一分布に起因する。
発明が解決しようとする課題 前記のように、RuO2とガラス粉末との混合物からなる従
来の抵抗体層では、抵抗値の一様な抵抗体層を得るのは
困難であった。
本発明は、以上のような従来の不都合を解消し、均一な
抵抗値の抵抗体層を有し、品質の優れた記録を与えるサ
ーマルヘッドを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明のサーマルヘッドは、少なくとも一対の電極、前
記量電極と接している抵抗体層、少なくとも表面が絶縁
性であって、その表面に前記電極と抵抗体層とを支持し
ている基板とを有するサーマルヘッドにおいて、前記抵
抗体層が、ガラスのマトリクスと、前記マトリクスの原
子結合の間隙に入り込んだ抵抗体成分元素の金属及び/
又は酸化物とから構成され、前記抵抗体成分元素がルテ
ニウム又はルテニウムとロジウムであり、抵抗体層のル
テニウム含量が1〜10重量%である。
作用 本発明のサーマルヘッドの抵抗体層を得る好ましい方法
は、抵抗体成分元素の熱分解性有機化合物、及びガラス
のマトリクスを形成する元素の熱分解性有機化合物を含
むペーストの被膜を印刷、スピンコート、描画法などに
より形成する工程、加熱処理により前記ペースト中の前
記有機化合物を熱分解してガラスマトリクスと、前記マ
トリクス中に分散した抵抗体成分元素の金属及び/又は
酸化物とからなる抵抗体層を生成させる工程とからな
る。
前記のペーストは、前記有機化合物、及びこれら有機化
合物を溶解する溶媒、前記溶媒に可溶の有機バインダか
ら構成されるものが好ましい。このペースト中では、抵
抗体成分元素の有機化合物と、ガラスのマトリスクを形
成する元素の有機化合物とが分子レベルで混じり合って
おり、これらを熱分解することによりガラスのマトリク
スを形成する元素の酸化物、抵抗体成分元素の金属及び
/又は酸化物が生成し、そして前記の酸化物の融合によ
り生じるガラスのマトリクス中に後者の金属及び/又は
酸化物がとり込まれて抵抗体層が形成される。このよう
にして生成する抵抗体層中では、抵抗体成分元素の金属
及び/又は酸化物は、原子又は分子レベルでガラスのマ
トリクスの原子結合の間隙に入り込んだ状態にある。従
って、抵抗体層は非常に均一な組成となり、抵抗体成分
元素の量が従来より少量でよい。
第1図は、ガラスマトリクスとそのマトリクス中に分散
している主としてルテニウムの酸化物とからなる抵抗体
層のルテニウム元素含有率と抵抗体層の抵抗値のばらつ
きとの関係を示したものである。なお、抵抗値に関連す
る縦軸には、 100×σ/の値を表した。は抵抗値の平均値、σは
標準偏差値である。
第1図で、Aは本発明の抵抗体層の特性、Bは従来の抵
抗体層の特性を表す。Aの場合は、ルテニウム又はその
酸化物は原子又は分子が数個単位の相としてガラスマト
リクス中に分散しているが、Bの場合は径が5μm以上
の粒子として分散している。従って、Bの場合は、Ru元
素含有量が10重量%より少ないと、急に抵抗値のばらつ
きが大きくなる。一方、Aの場合は、Ru元素含有量が少
なくとも抵抗値のばらつきは非常に低い。
ルテニウムを用いた抵抗体層は、抵抗値の温度依存性が
第2図のaのように非常に大きい。これを改良するには
ロジウムを併用するのがよい。ロジウムの併用により、
抵抗値の温度依存性は、第2図のbのように改善され
る。また、ロジウムの添加により、抵抗体層の成膜性も
改善される。ルテニウムとロジウムを併用する場合、重
量比は0<Rh/Ru<5が適当である。
次に、ガラスのマトリクスを形成する元素としては、ほ
うけい酸ガラスを構成するほう素,珪素,その他ほうけ
い酸鉛ガラスを構成する鉛,ランタン系ガラスを構成す
るランタン,その他ビスマス等が挙げられる。
また、上記の他、必要に応じて他の白金族元素,金,
銀,ニッケル,クロム,ジルコニウム,チタン,バナジ
ウム,アルミニウム,タンタルなどを抵抗値可変成分も
しくは抵抗体の耐パルス信頼性向上のための添加元素と
して加えることもできる。
上記の元素の熱分解性有機化合物としては、エチルアル
コキシド,イソプロポキシドなどのアルコラート,ヘキ
サン酸エステルで代表される脂肪酸エステル,メントー
ルアルコラートやエステルなどの多環有機化合物,アビ
エチン酸塩などのロジン化合物,シロキサン類,ホウ酸
有機化合物などがある。
これらの有機化合物を含むペーストを加熱して所望の金
属や酸化物を生成させる温度は用いる化合物によって異
なるが、通常500〜800℃であり、酸素を含む雰囲気下が
好ましい。
本発明による抵抗体層は、実用的には0.3〜1μm程度
の均一な膜厚のものとして得ることができる。このよう
に、厚さが薄く、かつ気泡などの欠陥が殆どないので、
記録時の熱効率も良好である。
本発明による抵抗体層について、6本/mmの解像度のも
のでドット抵抗値とルテニウム含量との関係を調べる
と、膜厚0.3μmの場合、ルテニウム含量1〜10重量%
で100〜10KΩとなり、ルテニウム含量がこの範囲を外れ
ると、抵抗値が非常に高くなるか、低くなるため実用的
でない。
実施例 第3図は本発明によるサーマルヘッドの構成例を示す要
部の縦断面図である。
1は少なくとも表面が絶縁性である基板である。表面に
ホーロ被覆を施した鋼板、表面にグレーズ層を有するア
ルミナ基板などが用いられる。2はその表面に形成した
抵抗体層である。3,4は抵抗体層2の上に形成した電極
である。通常、一方の電極は共通電極、他方は個別電極
であり、このような電極対がライン状に多数配列され
る。5はこれら電極3,4及び抵抗体層2の表面を覆う耐
摩耗層であり、記録紙と接触してこれに抵抗体層の発熱
を伝達するとともに、電極や抵抗体層が摩耗するので防
止する。
第4図はサーマルヘッドの他の構成例を示す。11は基板
であり、その上に電極13,14を形成し、その後抵抗体層1
2と耐摩耗層15を形成したものである。
以下、本発明の具体的実施例を説明する。
実施例1 グレーズ層を表面に有するアルミナ基板の上に、金から
なる一対の電極層を形成する。この電極層の間に両電極
に接して350μm幅の抵抗体層を抵抗ペーストの印刷,
焼成により形成する。抵抗体ペーストとしてRu,Rh,Si,
B,Biそれぞれのエチルヘキサン酸塩と、エチルセルロー
ル及びテルピネオールの混合物(粘度50000cp)を用い
た。乾燥後800℃で焼成し抵抗体層とした。抵抗体層の
上に硼珪酸ガラスフリットのペーストの印刷,焼成によ
り耐磨耗層を形成する。
実施例2 厚さ100μmのホーロ層を有するホーロ基板の上に、実
施例1の抵抗ペーストにさらにテルピネオールを加えて
粘度を1000cpにしたペースト膜をスピンナを用いて形成
する。スピンナ回転数は2000rpmとした。800℃で焼成
後、ホトリソエッチング法により抵抗体を所定のパター
ンに形成する。ただし、エッチング液として硫酸と硼酸
アンモニウムとの混合液を用いた。次に金の有機金属化
合物ペーストの印刷焼成により金層を抵抗体層の上に形
成し、引き続きホトリソエッチング法により電極層を所
定のパターンに形成する。この上にSi,B,Pbそれぞれの
エチルアルコキシドと、エチルセルロース及びテルピネ
オールから構成されるペーストの印刷,焼成により耐摩
耗層を形成する。
実施例3 グレーズ層を表面に有するアルミナ基板の上に一対の電
極層を形成する。この電極層の間に350μm幅の抵抗体
層を抵抗ペーストの印刷,焼成により形成する。抵抗体
ペーストとしてRu,Si,B,Biそれぞれのエチルヘキサン酸
塩と、エチルセルロール及びテルピネオールの混合物
(粘度50000cp)を用いた。乾燥後800℃で焼成し抵抗体
層とした。抵抗体層の上に硼珪酸ガラスフリットのペー
ストの印刷,焼成により耐摩耗層を形成する。
以上の実施例で得られたサーマルヘッドの特性を表に示
す。比較のために、従来構成のサーマルヘッドの特性も
並記した。比較例1は厚膜型ヘッド、比較例2は薄膜型
ヘッドである。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、優れた記録品質を与え
るサーマルヘッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は抵抗体層中のRu含有量と抵抗値のばらつきとの
関係を示す図、第2図は抵抗体層の抵抗値の温度依存性
を示す図、第3図及び第4図は本発明のサーマルヘッド
の構成例を示す要部縦断面図である。 1,11……基板、2,12……抵抗体層、3,4,13,14……電
極、5,15……耐摩耗層。
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 善博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 竹内 康弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−30094(JP,A) 特開 昭62−46501(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一対の電極、前記両電極と接し
    ている抵抗体層、及び少なくとも表面が絶縁性であっ
    て、その表面に前記電極と抵抗体層とを支持している基
    板を備え、前記抵抗体層が、ガラスのマトリクスと、前
    記マトリクスの原子結合の間隙に入り込んだ抵抗体成分
    元素の金属及び/または酸化物とから構成されているサ
    ーマルヘッドにおいて、前記抵抗体成分元素がルテニウ
    ムであり、抵抗体層のルテニウム含量が重量比で1〜10
    %であることを特徴とするサーマルヘッド。
  2. 【請求項2】少なくとも一対の電極、前記両電極と接し
    ている抵抗体層、及び少なくとも表面が絶縁性であっ
    て、その表面に前記電極と抵抗体層とを支持している基
    板を備え、前記抵抗体層が、ガラスのマトリクスと、前
    記マトリクスの原子結合の間隙に入り込んだ抵抗体成分
    元素の金属及び/または酸化物とから構成されているサ
    ーマルヘッドにおいて、前記抵抗体成分元素がルテニウ
    ムとロジウムであり、抵抗体層のルテニウム含量が重量
    比で1〜10%であることを特徴とするサーマルヘッド。
JP63319018A 1988-12-16 1988-12-16 サーマルヘッド Expired - Lifetime JPH0758642B2 (ja)

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JP63319018A JPH0758642B2 (ja) 1988-12-16 1988-12-16 サーマルヘッド

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JPH02163902A JPH02163902A (ja) 1990-06-25
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2233654A1 (de) * 1972-07-08 1974-01-24 Degussa Thermisch zersetzbare masse zur herstellung von elektrischen widerstaenden
JPS6246501A (ja) * 1985-08-23 1987-02-28 田中マツセイ株式会社 サ−マルプリンタ−ヘツド用抵抗組成物

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JPH02163902A (ja) 1990-06-25

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