JPS6034802B2 - 熱記録装置用サーマルヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱記録装置に用いられるサーマルヘッドを製作
するに際し、発熱抵抗体を形成する基板及び前記基板上
に棚化ジルコニウム発熱抵抗体を形成したサーマルヘッ
ド‘こ関するものである。

熱記録方法は、無騒音、メンテナンスフリー、低コスト
及び印字品質が優れている等のため、近年各方面から注
目され、研究開発がなされている。しかし、静電記録あ
るいは通電記録等の方式に比較し記録速度が小さく、フ
ァクシミリ、電算機用プリンター等に使用するためには
、一層の高速化が望まれている。

熱記録の高速化を図るためには配線方法、電気回路等の
改良と共にサーマルヘッドの発熱抵抗値の高温度使用で
の耐久性の改善が必要とされている。

従来、薄膜製造技術で製造されるサーマルヘッド（以下
薄膜サーマルヘッド）用基板には１ 表面が極めて平滑
であること ２ 発熱抵抗体で生じた熱を効率良く、感熱紙に伝達し
、しかも蓄熱による基板温度の上昇の少ないこと３ 反
り、ねじれのない平坦性の良いこと（抵抗体及び電極等
の微細パターンを製作する際フオトェッチ技術を用いる
ため）４ 発熱抵抗体の劣化を生じしめるアルカリイオ
ンの少ないこと等が要求される。

これらの諸条件より一般にアルミナ上にガラス層を被覆
したグレーズドセラミックスが賞用されている。

また、グレーズドセラミツクスのガラス層には以下のこ
とが必要とされる。

１ アルミナとの熱膨張係数が類似していること（平坦
性をえるため）２ ァルミナとの密着性が良いこと ３ 平滑なグレーズ面が得られること これらの諸条件を満足させるグレーズドセラミックスの
グレーズ層は軟化温度の高いものは得にくく、最高使用
温度が限定されているのが現状である。

一方熱記録の高速化への要求により、サーマルヘッド発
熱抵抗体は従来にも増して、高温度での耐久性が必要と
されている。

以上の点を種々検討の結果、サーマルヘッドの高温度で
の耐久性を向上させるためには、発熱抵抗体の改善と共
に発熱抵抗体を形成さす基板の改良が必要であることが
判明した。

本発明は上記の点に鑑み、なされたものであり、グレー
ズドセラミツクス上のガラス層と発熱抵抗体の間に石英
（Ｓｉ０２）を介在させ、グレーズドセラミックスの特
長を損うことなく、ガラス層の耐熱性が低いという欠点
を改良することにより、高温度での使用に耐え熱記録の
高速化に有用なサーマルヘッドを提供するものである。

本発明において、グレーズミれる基板の熱伝導性の良い
物質としては、アルミナ、ベリリア、マグネシア等の酸
化物を主成分として競結させたものが使用される。又、
発熱抵抗体としては、棚化ジルコニウム等の棚化物系発
熱抵抗体が経時的に安定で、抵抗値調整が可能であり、
特に高固有抵抗値の設定が可能なので、耐熱性の良い基
板と組合せて使用される。

第１図は従来のサーマルヘッドの一例で、グレーズドセ
ラミックス基板１上に発熱抵抗体２、引出し導体３，４
、その上に保護層５，６を彼膜している。

第２図は本発明のサ−マルヘツドでグレーズドセラミッ
クス上に石英薄膜７が被覆されているのが特徴である。

他は第１図と同様である。以下に本発明を実施例で示す
。

実施例 ０．６３側のアルミナ板上を、５０ムのＫ２０十Ｎａ２
０＝０．９％で、軟化点６２０ｏｏのガラス層で被覆し
たグレーズドセラミックス上に石英（Ｓｉ０２）板ター
ゲットを用い、アルゴン雰囲気中で高周波スパッタ法で
石英の４種類の厚さの薄膜を形成させた。

この基板上に棚化ジルコニウムターゲットを用いアルゴ
ン中で高周波スパッタ法で８００オングストローム（Ａ
）の発熱抵抗体を付着させ、さらにＴｉ，Ａｕを電子ビ
ーム蒸着法で各々５０△及び１．５山凧の薄膜を形成さ
せた。次に選択フオトェッチングにより発熱抵抗体及び
引出し導体を作製した。

続いて石英及び酸化タンタルを各々２仏及び８山高速ス
パッタ法で付着させた。これらの工程により作製したサ
ーマルヘッド１こ矩形の電気パルスを５０ＨＺのサイク
ルで、１発熱抵抗体当りパルス中２．８ｈｓでＩＷ及び
パルス中１．仇ｈｓで２．４Ｗで、１時間パルスを与え
た後の発熱抵抗体の抵抗値の変化率は第１表に示す通り
である。

第１表※抵抗値変化％＝三声ミＸ・ｏｏ Ｒｏテスト前抵抗値 Ｒテスト後抵抗値｝このときの記
録濃度はマイクロデンシトメータで測定し０．６以上で
あった。

なお、第１表中ｔｌ｝〜｛小ま本発明によるものであり
、比較例ｍはグレーズドセラミックス上に、じかに発熱
抵抗体を付けたものであり、その他の製造条件は同じで
ある。

さらに実施例１のサーマルヘッドをｌｍＳ，２．４Ｗで
５０斑寺間の長時間テストを行ったところ、抵抗値変化
率は十２．８％であり、その寿命が５００時間以上であ
ることが判り、同じテストで比較例は５畑時間で断線し
、本発明の効果が認められた。

次に、実施例５〜１２として前記棚化ジルコニウム発熱
抵抗体を他の棚化物発熱抵抗体に変えた例を示す。この
サーマルヘッドの石英層の厚さは２仏のでその他の構成
は実施例１と同じとした。また、比較例２〜９として、
実施例５〜１２の構成から石英層を除いたものを用意し
た。以上のサーマルヘッド‘こ対して矩形の電気パルス
を５０ＨＺのサイクルで、１発熱抵抗体当りパルス中１
．仇ｈｓで２．４Ｗの条件で１時間印加した後の抵抗変
化率を第２表に示す。第２表 以上のようにグレーズドセラミックス上に石英薄膜を被
覆することによりグレーズドセラミックスの表面平滑性
、熱伝導性質等の利点を損うことなく、その最高使用温
度が低いという欠点を改善することができ、本発明は熱
記録装置の高速化を発展させる上で極めて有用なもので
ある。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えばガラスを被覆した基板に熱伝導率の大きい、ベ
リリア、サファイア又は金属等から選択でき、又、石英
薄膜の形成法は高速スパッタ、電子ビーム蒸着、イオン
プレーティング等の蒸着法又はＣ．Ｖ．Ｄ等の化学的方
法によることが可能である。

石英層は薄すぎると下地の影響を受けやすくて効果が少
なく、厚くするのは生産コストが高くなるとともに、サ
ーマルヘッドの篭熱が生じて高速記録を行うのに好まし
くない。

従って石英層の厚さの好ましい範囲は０．２〜５０山肌
、特に好ましい範囲は０．５〜ｌｏＡｍである。さらに
、ニクロム合金、窒化タンタル等の発熱抵受；失墓童亭
主繁華袋要篤選な岸陰サ−マルヘッド及びハイブリッド
集積回路用基板等にも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサーマルヘッドの断面による説明図であ
り、第２図は本発明によるサーマルヘッドの断面による
説明図である。 １・・・・・・グレーズドセラミックス基板、２・…・
・発熱抵抗体、３，４・…・・引出し導体、５，６・・
・・・・保護層、７・・・・・・石英薄膜。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱伝導性の良い物質にガラス層を被覆したグレーズ
   ド基板と、該グレーズド基板に被覆された石英層と、該
   石英層上に配された発熱抵抗体とを有することを特徴と
   する熱記録装置用サーマルヘツド。 ２ 石英層の厚さが０．２〜５０μｍである特許請求の
   範囲第１項記載のサーマルヘツド。 ３ 発熱抵抗体が硼化ジルコニウムである特許請求の範
   囲第１項ないし第２項記載のサーマルヘツド。