JPH02220856A - サーマルヘッド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、発熱を利用して種々の情報を記録するために
用いられるサーマルヘッドの構造に関するものである。

（従来の技術） 従来より、発熱抵抗材料に電力を印加する際に生ずる熱
を利用して感熱紙を発色させたり、或いは熱転写インク
が塗布されたリボンを記録紙に当接させて情報を記録す
るために、サーマルヘッドが広（用いられている。

このような分野の技術としては、例えば「サーマルプリ
ンティングヘッド」高原寿雄、桜井憲久、渡辺修−共著
：横河技報Ｖｏ１．２９　Ｎｎ　２　（１９８５）に示
されるようなものがあった。

以下、その構成を図を用いて説明する。

第４図はかかる従来のサーマルヘッドの発熱部の断面図
である。

図に示すように、１はアルミナセラミック基板、２は例
えばガラスから成る保温層としての部分グレーズ層、３
は例えば二酸化珪素（Ｓｉｌｈ）から成る発熱体の酸化
防止を主目的としたサブレイアとしての保護膜、４は例
えば窒化タンタル（７ａＪ）又はその他の抵抗材料から
成る発熱抵抗体層、５は例えばアルミニウム（八２）又
はその他の金属から成る導体電極、６は例えば二酸化珪
素（ＳｉＯヨ）から成る発熱体の酸化防止を主目的とし
た保護膜、７は例えば五酸化タンタル（’ｒａｔｏｓ）
から成る機械的摩耗から発熱体及び導体電極を保護する
耐摩耗層である。上記保護膜３，６はスパッタリングに
より形成された、非常に緻密な膜で、これにより発熱抵
抗体層４を挟み込んだサンドイッチ構造になっているた
め、耐クランク性が良く、熱歪みに強いという特徴があ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構成のサーマルヘッドでは、発熱体
の酸化防止保護膜である５ｉＯ１層３および６がスパッ
タリングにより形成されるため、設備費用が高く、また
、量産性が悪い、また、導体電極５と発熱抵抗体層４の
段差部や、アルミナセラミック基板１表面の凹凸等の段
差部分につきまわり（以下、ステップカバレッジという
）不良が生じるため、この部分にクランクやピンホール
が発生し、そこから水分やイオン性物質が浸入するため
導体電極５が腐食し易い、更に、導体電極５の導体パタ
ーンが微細化すると、パターンショート、断線等による
歩留まりの低下を防ぐためにアルミナセラミンク基板１
の表面平滑度を高くしなければならず、より高価な高純
度アルミナ等を使用する必要があった。

本発明は、以上述べたスパッタリングで保護膜を形成す
るため高価な膜付は設備を要する点や、量産性の低さ、
更には、ステップ力バレソジ不良によるパターンの腐食
などの問題点を除去すると共に、面平滑度の低い低価格
のアルミナ基板を用いても歩留まり良くパターンを形成
することができ、しかも熱歪みに強い発熱体構造を具備
す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） 本発明は、上記問題点を解決するために、アルミナ又は
その他の絶縁材料から成る基板（１１）上の全面或いは
部分的にグレーズ層（１２）を形成し、この上にサブレ
イヤ保護膜（１３）、発熱抵抗体層（１４）、配線導体
層（１５）及び保護膜（１６）を順次被着形成してなる
サーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体層（１４）の
下側のサブレイヤ保護膜（１３）、及び前記発熱抵抗体
層（１４）の上側の保護膜を珪素化合物を主成分とする
液状のコーティング保ｆｉｌ膜（１６）でもってサンド
イッチ構造にしている。

（作用） 本発明によれば、上記のように、発熱体酸化防止膜であ
る発熱抵抗体層（１４）の下側のサブレイヤ保１１１Ｉ
ＩＩ（１３）、及び発熱抵抗体層（１４）の上側の保護
膜（１６）を珪素化合物を主成分とする液状コーティン
グ溶液を塗布、焼成したもので構成するようにしたので
、高価な膜付は設備が不要となり、量産性の向上を図る
ことができる。また、上側保護膜（１６）により、配線
導体層（１５）との段差（第２図参照）を滑らか、或い
は平坦化することができる。

更に、アルミナセラミック基板（１１）上に液状コーテ
ィング溶液を塗布、焼成してサブレイヤＩｔｉ（１３）
を形成するため（第３図参照）、アルミナセラミック基
板（１１）上の表面の凹凸を平坦化できる。また、発熱
抵抗体層（１４）を、下側のサブレイヤ層（１３）と上
側の酸化珪素系コーティング保護膜（１６）で挟み込ん
でいるため、耐クラツク性が良く、熱歪みに強い構造に
することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すサーマルヘッドの断面図
である。

図中、１１はアルミナセラミック基板（厚さ０．６４ｕ
）、１２は例えばガラスから成る保護層としての部分グ
レーズ層（厚さ４０〜６０μｍ）　、１３はコーティン
グ溶液を塗布後、焼成して得られたコーティング保護膜
（例えば厚さ２μｍ）　、１４は例えば窒化タンタル（
Ｔａ！Ｎ）又はその他の抵抗材料から成る発熱抵抗体層
（Ｔａ、Ｎ厚さ３００人）、１５は例えばア・ルミニウ
ム（ＡＩ）又はその他の金属から成る配線導体層（ＡＩ
厚さ２．０　μｍ）　、１６はコーティング溶液を塗布
、焼成して得られたコーティング保護膜（例えば厚さ２
μｍ）　、１７は例えば五酸化タンタル（Ｔａｘｅｓ）
から成る機械的摩耗から発熱体及び導体電極を保護する
耐摩耗層（ＴａｌＯｓ厚さ５μｍ）である。

まず始めに、発熱素子部に相当するアルミナセラミック
基板１１の表面に、従来と同様にして、例えばガラスか
ら成るグレーズ１１１２を形成する。次に、アルミナセ
ラミック基板１１の表面の凹凸を滑らかにし、かつサブ
レイヤ保護膜として必要なだけの膜厚で、例えば珪素化
合物を主成分とする液状のコーティング溶液を、スピン
コード法又はデイツプコート法により塗布する０次に、
設計に応じた温度（例えば１００〜１５０〜２００℃の
多段階加熱）で焼成して、酸化珪素系のコーティング保
護膜１３を形成する。次に、例えばスパッタリングによ
り上述したアルミナセラミック基板１の全面に、例えば
窒化タンタル（ＴａＪ）から成る発熱抵抗体層１４、及
びアルミニウム（八ｌ）から成る配線導体層１５を順次
被着させる。

この後、ホトリソグラフィー技術によって、配線導体１
’ｉ１５及び発熱抵抗体層１４をパターン形成する。次
に、配線導体層１５の段差を滑らかにし、かつこの上層
にスパッタリング技術により被着させる無機系保護膜の
カバレッジを向上するのに必要なだけの膜厚で、例えば
珪素化合物を主成分とする液状のコーティング溶液を、
スピンコード法又はデイツプコート法により塗布する。

次に、設計に応じた温度（例えば１００〜１５０〜２０
０℃の多段階加熱）で焼成して、酸化珪素系のコーティ
ング保ｉ！膜１Ｇを形成する。次に、例えば五酸化タン
タル（Ｔａｇ’ｓ）から成る耐摩耗１１！１７をスパン
クリングにより被着させる。

上述したコーティング溶液としてはこの実施例では、−
例としてｒＯｃＤ　Ｔｙｐｅ−２Ｊ　　（東京応化■製
。

商品名）を用いた。

このように、発熱体酸化防止膜である発熱抵抗体Ｊ１１
４の下側のコーティング保護膜１３、及び発熱抵抗体層
１４の上側のコーティング保護膜１６は珪素化合物を主
成分とする液状コーティング？８液を塗布、焼成したも
ので構成されるようにしたので、高価な膜付は設備が不
要となり、量産性の向上を図ることができる。また、従
来の場合は、第５図に示すように、発熱抵抗体層４の上
側の保護膜６と導体電極５との段差が大きくなり、平坦
化するには難があったが、本発明の場合は、第２図に示
すように、発熱抵抗体層１４の上側のコーティング保護
膜１６により、配線導体層１５との段差を滑らか、或い
は平坦化することができる。

更に、第３図に示すように、アルミナセラミック基板１
１上に液状コーティング溶液を塗布、焼成してコーティ
ング保護層１３を形成するため、アルミナセラミック基
板１１上の表面の凹凸を平坦化することができる。

また、発熱抵抗体層１４を、その下部の酸化珪素系コー
ティング保護膜１３とその上部の酸化珪素系コーティン
グ保護膜１６で挟み込んでいるため、耐クランク性が良
く、熱歪みに強い構造とすることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それら
を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。

（１）発熱体酸化防止膜である発熱抵抗体層の下側のサ
ブレイヤ保護膜、及び発熱抵抗体層の上側の保護膜を、
珪素化合物を主成分とする液状コーティング溶液を塗布
、焼成したもので構成するようにしたので、高価な膜付
は設備が不要となり、量産性の向上を図ることができる
。

（２）上側保護膜により配線導体層の段差を滑らか、或
いは平坦化することができる（第２図参照）ため、更に
この上に形成するスパッタリング無機系保護膜のカバレ
ッジを向上させることができ、水分やイオンの浸入によ
る発熱体素子部及び配線導体層の腐食を回避することが
できる。従って、配線導体層を構成する材料に制限を加
えることなく、耐食性に優れた安価なサーマルヘッドを
提供できる。

（３）更に、アルミナセラミック基板上に液状コーティ
ング溶液を塗布、焼成してサブレイヤ層を形成するため
、アルミナセラミック基板上の表面の凹凸を平坦化でき
る（第３図参照）、このため、面平滑度の低い低価格の
アルミナ基板を用いても、歩留まり良くパターンを形成
することができる。

（４）また、発熱抵抗体層をその下部のサブレイヤ層と
その上部の酸化珪素系コーティング保ｉｌ！膜で挟み込
んでいるため、耐クラツク性が良く、熱歪みに強い構造
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すサーマルヘッドの断面図
、第２図はそのサーマルヘッドの部分拡大断面図、第３
図はそのサーマルヘッドのセラミック基板の平滑度を示
す図、第４図は従来のサーマルヘッドの断面図、第５図
はそのサーマルヘッドの部分拡大断面図である。 １１・・・アルミナセラミック基板、１２・・・グレー
ズ層、１３、１６・・・コーティング保護膜、工４・・
・発熱抵抗体層、１５・・・配線導体層、１７・・・耐
摩耗Ｗｓ。 ｌｌニア）しＳテセラ＃　ｙｙ４Ｎｘ。 本発９Ａのサーマルヘッド゛の妨記図 第１図 特許出願人　沖電気工業株式会社 ・掃り角５咽のサーンルヘン＋“のｆＩ５クトＸ人ジク
第２図 代理人　弁理士　　清　水　　守（外１名）２ＪｌｌＪ
Ｉ＋ ０のナーマノＶヘッド゛の絣Ｍｌ ノングレース′４波ノア１１右えの乎り骨度コーチイン
グイ糸り１月臭琴う人東シ七うミツ２４４瓦キ；骨す（
本発明４だりくラフ湛４艮の平滑度（ホナ膿第３図 従来ウサーマルヘッドか卸今ｑ広入口 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上の全面或いは部分的にグレーズ層を形成し、該グ
   レーズ層の上にサブレイヤ保護膜、発熱抵抗体層、配線
   導体層及び保護膜を順次被着形成してなるサーマルヘッ
   ドにおいて、 前記発熱抵抗体層の下側のサブレイヤ保護膜及び前記発
   熱抵抗体層の上側の保護膜を、珪素化合物を主成分とす
   る液状のコーティング保護膜で形成し、前記発熱抵抗体
   層を前記各保護膜で挟み込み、サンドイッチ構造とした
   ことを特徴とするサーマルヘッド。