[发明专利]热打印头

说明书

本发明涉及装在热印刷装置上的热打印头，该热印刷装置系用于按照印刷信息供给电流量的情况下以加热来进行所需的印刷的。

通常采用装在热印刷装置诸如热敏印刷装置或热转印印刷装置上的热打印头，例如将多个发热元件成直线排列地装在绝缘基片上，并且按照电的印刷信息供给电流量的情况下有选择地对各个加热元件加热，从而将颜色显影，并记录到热敏印刷装置中称之为“热纸”的热敏记录纸上，或是将色带上的油墨熔化并将其转印和记录到热转印印刷装置中的普通纸上。

图16所示为现有技术中此种类型的热打印头。釉层2由导热不良的耐热玻璃制成并起保温层的作用，该釉层的上表面平齐地叠压在由刚玉(氧化铝)或类似的材料作成的绝缘基片1的上表面上，结实地覆盖着绝缘基片1的全部表面。由发热的电阻材料(诸如Ta₂N或Ta-SiO₂)制成的许多发热元件3用汽相淀积或溅射法完全叠压在釉层2的上表面上，然后以光刻法刻蚀使其形成直线排列。公共电极4a和单个电极4b分别形成在各个发热元件3两侧的上表面上，用以对各个发热元件3供给电流。各个电极4a和4b由软金属(诸如Al，Cu和Au)制成，以气体淀积或溅射法形成约2μm厚度、并完全叠压，然后以光刻法刻蚀形成所需形状的图形。

然后，各个发热元件3以下述方式独立地和单个地形成，即一个发热区3A相当于一个小圆点而作为暴露在公共电极4a和单个电极4b之间的最小印刷单元。发热元件3的发热区3A由施加在各个电极4a和4b之间的电压而使之发热。

一层约7至10μm厚的保护层7叠压在绝缘基片1、釉层2、各个发热元件3和各个电极4a和4b的上表面上，以保护各个发热元件3和各个电极4a和4b。保护层7包含一个由SiO₂制成的约2μm厚的抗氧化层8(以防止发热元件3的氧化分解)和一个由叠压在抗氧化层8上的Ta₂O₅制成的约5至8μm厚的耐磨损层9(用以保护各个发热元件3和各个电极4a和4b，防止由于和热敏记录材料例如热敏记录纸和色带等的接触而引起的磨损)。保护层7覆盖着除了各个电极4a和4b的端头区以外的全部表面。保护层7的抗氧化层8和耐磨损层9依次用溅射法或其他方法形成。

然而，在上述的现有技术的热打印头中，因为各个电极4的厚度约为2μm，故发热元件3的发热区3a和相应的电极4的顶端之间就形成一个间距。于是加热区3A上部处在公共电极4a和单个电极4b之间所形成的凹形区，即使是在其上面覆盖了保护套7，也不能被除去，结果用热敏记录构件(如色带)进行印刷时就有问题了，在凹形区对于热敏构件的导热不良，因为在此区产生的空隙中使热打印头到热敏记录构件的导热大大降低了，并且得不到完整无缺的印刷，特别是对带有粗糙表面的所谓粗纸。此外，因为电极4通常是用软材料(例如铝)制成的，来自印字压板施加的压力对发热记录构件是一个回冲，而使组成电极4的Al或类似材料顶端上面的保护层7产生变形、损耗或剥落，引起发热元件3阻值的变化而使印刷变劣或降低热打印头的可靠性和工作寿命。

图17示出了解决此问题的措施，突起物2A具有隆起的垂直剖面并形成直线延伸至釉层2，然后有二个大体为梯形垂直剖面的小突起物2B在突起物2A的顶部形成约几个μm的厚度。公共电极4a和单个电极4b的顶端排列在小突起物2B的下面，以防止在发热区3A中形成凹形区。

这种构造，能保证满意的印刷质量而不需再增加那么多的电压。然而，当安排了梯形剖面的小突起物2B，并且各个电极的顶端排列的位置低于小突起物2B的顶面时，因为在小突起物2B的两边出现间距，故而当用光刻法形成热元件3时，光刻胶的厚度变化甚大，又因为爆光量的精度是随着对光刻掩模出现的间隙而降低，在釉层2的小突起物2B上不能高精度地形成图形而造成引起刻蚀不足或刻蚀过度的问题，因此常使阻值变化。

鉴于上述的情况为了克服上述现有技术中的问题已建议如图18中所示，电极4由比层结构组成，其中下层的薄的单个下电极5b和一公共下电级5a形成在靠近釉层2的顶部，而上电极的主要单个上电极6b和公共上电极6a则形成在从顶部缩进去的位置，这样就减小了发热区3A和二侧电极之间的间距。