JPH041063A - サーマルヘッド及びその製造方法 - 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 本発明はファクシミリやプリンタ等に用いられるサーマ
ルヘッド及びその製造方法に関するものである。

従来の技術 サーマルヘッドはファクシミリやプリンタ等の記録部品
として使用されている。従来のサーマルヘッドは第４図
に示す構造であった。第４図（ａｌはヘッドの平面図で
、（ｂｌは（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。１は表面に
ガラス層２か形成されたアルミナ基板、３ａ、３ｂは金
を主成分とする配線用電極膜で、３ａは共通電極、３ｂ
は個別電極である。

４はルテニウムを主成分とする抵抗体膜、５はこの抵抗
体膜４と配線用電極膜３ａ、３ｂを記録媒体との接触に
よる摩耗から保護するために形成されているガラスを主
成分とする保護膜である。

発明が解決しようとする課題 このような構成のサーマルヘッドにおいては、記録媒体
と接触する表面が絶縁性のガラス保護膜５で形成されて
いるために、最近多く使われるようになった熱転写記録
では、以下のような問題点かあった。すなわち、熱転写
記録では、サーマルヘッドと接触するのはインクか塗布
されたプラスチックのフィルム（以下、インクリボンと
いう）であるために、絶縁性のガラス保護膜５と同しく
絶縁性のインクリボンが接触して擦られることで静電気
か発生して、サーマルヘッドを破壊シタリ、インクリボ
ンの走行に異常か生じてしまう等の問題点があった。

本発明はこのような課題に鑑み、熱転写記録でもサーマ
ルヘッドの破壊やインクリホンの走行異常が生しないよ
うにすることを目的とする。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、ガラスを主成分と
する第１の保護膜の表面に膜硬度が大きく導電性を有す
る窒化チタンを主成分とする第２の保護膜を設けること
で静電気の発生を防止するものである。

作用 この構成により、インクリボンと接触して擦られるサー
マルヘッドの表面は、導電性があり硬度が大きな窒化チ
タンよりなる第２の保護膜となっているため静電気の発
生か防止でき、これによりサーマルヘッドが破壊したり
、インクリボンの走行に異常が生したりすることかなく
なる。

実施例 実施例１ 第１図（ａｔ、　（ｂｌに、本発明の第１の実施例によ
り作成したサーマルヘッドの発熱体近傍の平面図と（ａ
ｌのＡ−Ａ’断面図を示す。１１は表面にガラス層１２
を形成したアルミナ基板、１３はルテニウムが約７０％
（原子比）でチタンが約３０％（原子比）の組成を有す
る抵抗体膜、１４ａ、１４ｂは金よりなる配線用電極膜
（１４ａは共通電極、１４ｂは個別電極）である。１５
はガラスよりなる第１の保護膜、１６は窒化チタンを主
成分とする第２の保護膜である。

本実施例においては、以下のような製造工程でヘッドを
作成した。抵抗体膜１３としては、ルテニウムの有機金
属化合物とチタンの有機金属化合物をルテニウムとチタ
ンの原子比か７０・３０となるように配合した液状ペー
ストを、スクリーン印刷で線状に塗布し７５０℃で焼成
して、約０．１μｍの膜厚を有する抵抗体膜１３をアル
ミナ基板１１のガラス層１２上に形成した。次に、レジ
ネート金ペースト（田中マッセイ株式会社製）を同様に
スクリーン印刷でアルミナ基板１１上に塗布して８００
℃で焼成して配線用電極膜１４ａ。

１４ｂを形成した後、電極膜１４ａ、１４ｂと抵抗体膜
１３をフォトリソ技術を用いて、抵抗体膜１３か個別に
分離された薄膜タイプのパターンを形成した。この後、
第１の保護膜としてガラスベース）　（ＬＳ２０１　；
田中マッセイ株式会社製）を同様にスクリーン印刷で塗
布し８００℃で焼成して約７μｍの膜厚のガラス保護膜
１５を形成した。さらにこの後、チタンの有機金属化合
物としてチタンのアルコキシドを塗布した後に窒素雰囲
気中で７５０℃で焼成することで窒化チタンを主成分と
する窒化チタン保護膜１６を形成した。この膜１６の形
成時に、静電気がよりぬけやすくするために共通電極１
４ａと窒化チタン保護膜１６が接触するように塗布した
。窒素雰囲気中で焼成して得られた窒化チタン保護膜１
６の比抵抗は約１０００μΩ・国が得られたことから、
静電気の発生を防止するためには０，１μｍ程度の膜厚
で充分であることが判った。また、この窒化チタン保護
膜１６の硬度を測定したところマイクロビッカース硬度
で約１８００ｋｇ／画２であり、従来のガラス保護膜５
の硬度約７００ｋｇ／＋ｏｒｎ２　と比較して大きな硬
度が得られた。この窒化チタンを２回印刷・焼成するこ
とで、約０．５μｍの膜厚を形成した。このようにして
形成したサーマルヘッドを、昇華型熱転写記録用のイン
クリボン（犬日本印刷株式会社製）を用いて印字走行試
験を行った。比較のために、第４図に示した従来のサー
マルヘッドも同一条件で印字走行試験を行った。この結
果、従来のサーマルヘッドでは、約１００ｍの印字で静
電気による抵抗体膜４の破壊が発生したが、本実施例の
サーマルヘッドではｌｋｍの印字後でもまったく異常は
生じなかった。また、さらに従来のガラス保護膜５では
約１００ｍの印字で約０．５μｍ程度の摩耗が生したか
、本実施例のサーマルヘッドでは１ｋｎ＋の印字でも０
．０５μｍ以下であり、耐摩耗性も大きく改善される効
果も認められた。

実施例２ 本実施例において、第２図に示すように従来のサーマル
ヘッドのガラス保護膜上に、スパッタリングにより窒化
チタンを約０．５μｍ形成した。

第２図（ａ）１よヘッドの平面図で、（ｂｌは（ａ）の
Ａ−Ａ’断面図である。２１はガラス層２２を形成した
アルミナ基板、２３ａ、２３ｂは金よりなる配線用電極
（２３ａは共通電極、２３ｂは個別電極）である。２４
はルテニウムフリットとガラスを混合した厚膜抵抗体で
あり、本実施例では厚膜型のパターンを形成した。２５
はガラス保護膜で第１の保護膜となる。２６は窒化チタ
ン保護膜で、第２の保護膜となる。本実施例で形成した
窒化チタン保護膜２６は、比抵抗が約２５０μΩ・口で
あり、硬度は約２５００　ｋｇ／　ｍｍ２であった。こ
うして作成したサーマルヘッドを実施例１と同じ条件で
印字走行試験を行った。この結果は、実施例１と同様に
静電気不良はまったく生じず、また摩耗はｌｋｍの印字
でも約０．０３μｍとさらに改善された。

実施例３ 本発明の第３の実施例に基づいて作成したサーマルヘッ
ドの平面図とＡ−Ａ’断面図を第３図（ａｌ、　（ｂｌ
に示す。なお第３図において、第１図と同一番号は、同
一名称を示す。３５は絶縁性の酸化物膜による第３の保
護膜として用いたシリカガラス膜である。本実施例のサ
ーマルヘッドは以下に述べるようにして作成した。すな
わち、パターン形成までは第１の実施例と同様の工程を
用いた。

この後、ガラスペースト（ＬＳ２０１；田中マッセイ株
式会社製）をスクリーン印刷で約３μｍの膜厚に形成し
た。このような膜厚のガラス保護膜１５には１ヘツド当
たり数箇所のピンホール欠陥３６があった。次に、Ｓｉ
のアルコキシドの溶液をガラス保護膜１５上に刷毛で塗
り、７５０℃で焼成して０．１μｍの絶縁性のシリカガ
ラス膜３５を形成した。このアルコキシド溶液を塗布す
ることで、ピンホール欠陥３６は埋め込まれた。この埋
め込みの効果は、膜厚が０．１μｍ以上あれば十分なこ
とが膜厚を変えた実験から確認された。

このシリカガラス膜３５上に、チタンのアルコキシドを
主成分とする液状ペーストを塗布し、窒素雰囲気中で７
５０℃で焼成して窒化チタン保護膜１６を約０．５μｍ
の膜厚に形成した。こうして作成したヘッドのショート
発生状態を評価したところ、３μｍの膜厚のガラス保護
膜１５上に直接窒化チタン保護膜１６を形成したヘッド
では５カ所のショート不良が発生したのに対して、本実
施例ではショート不良はまったくなかった。また、本実
施例のサーマルヘッドと従来のサーマルヘッドの印字性
能を比較評価したところ、印字所要電力は本実施例のヘ
ッドでは従来のヘッドに比べて約り５％小さい値であっ
た。これは、従来のヘッドは、ガラス保護膜５の厚さが
約７μｍと厚いために記録媒体への熱の伝達が悪く、３
１１ｍとすることで熱伝達効率が改善されたことによる
。この結果、本実施例のサーマルヘッドでは、静電気不
良を防止すると共に低消費エネルギー化も図れる点で大
きな効果かあった。

本実施例では、酸化物薄膜としてシリカガラス膜３５を
用いたか、材料的にはこれに限定されるものではなく、
また、成膜方法も真空蒸着やスパフタリング等によって
も同様の効果が得られ、これらの方法を用いてもよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、表面に硬度の大きな窒化
チタンを主成分とした第２の保護膜を形成することで静
電気発生による不良を防止でき、熱転写記録でも信頼性
のあるサーマルヘッドを得ることが可能となる。また、
さらに硬度が増大することで従来のガラス保護膜に比べ
て耐摩耗性も改善される効果も得られる。さらに、ガラ
スを主成分とする第１の保護膜と窒化チタンを主成分と
する第２の保護膜の間に絶縁性の酸化物を主成分とする
第３の保護膜を形成することで、第１の保護膜を薄く形
成でき、低消費エネルギー化にも大きな効果か得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａｔ、　（ｂｌは本発明の第１の実施例による
サーマルヘッドの平面図と（ａｌのＡ−Ａ’断面図、第
２図（ａｌ、　（ｂ）は本発明の第２の実施例によるサ
ーマルヘッドの平面図と（ａｌのＡ−Ａ’断面図、第３
図（ａｌ、　（ｂ）は本発明の第３の実施例によるサー
マルヘッドの平面図と（ａ）のＡ−Ａ’断面図、第４図
（ａｔ　　（ｂ）は従来のサーマルヘッドの平面図とｆ
ａ）のＡＡ′断面図である。 １１・・・・・・アルミナ基板、　１２・・・・・・ガ
ラス層、１３・・・・・・抵抗体膜、１４ａ、１４ｂ・
・・・・・配線用電極膜、１５・・・・・・ガラス保護
膜、１６・・・・・・窒化チタン保護膜、２１・・・・
・・アルミナ基板、２２・・・・・・ガラス層、２３ａ
、２３ｂ・・・・・・配線用電極膜、２４・・・・・厚
膜抵抗体、２５・・・・・・ガラス保護膜、２６・・・
・・・窒化チタン保護膜、３５・・・・・・シリカガラ
ス膜。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第１図 １１　　アルミナＪｌ−オ足 ＋２−７１ｒラス層 １３　倦杭体膜 Ｉ４αＪ４ｂ配線用を枢１慣 １５　　がラス保、１０羨鷹ｌの保護膜）＋６−ｆ化＋
９−／ＵｉＵｉＬ（第２ｎｏｋｇＭＰ＆）、Ａ ／４１１ ／ −Ａ ２３α Ｌ八′ 第 図 、−１ ―Ａ アルミナ基１匁 第４図 −・Ａ ３α

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも表面が絶縁性を有する基板上に形成し
   たルテニウムを主成分とする抵抗体膜と、この抵抗体膜
   に通電するために前記基板上においてこの抵抗体膜に接
   続された金を主成分とする配線用電極膜と、少なくとも
   前記抵抗体膜と配線用電極膜の記録媒体と接触する領域
   との上に設けたガラスを主成分とする第１の保護膜と、
   この第１の保護膜上に設けた窒化チタンを主成分とする
   第２の保護膜とを備えたサーマルヘッド。
2. （２）第１、第２の保護膜間に、絶縁性の酸化物を主成
   分とする第３の保護膜を介在させた請求項（１）に記載
   のサーマルヘッド。
3. （３）少なくとも表面が絶縁性を有する基板上にルテニ
   ウムを主成分とする抵抗体膜を形成し、次にこの抵抗体
   膜に通電するための金を主成分とする配線用電極膜を前
   記基板上において形成し、次に少なくとも前記抵抗体膜
   と配線用電極膜の記録媒体と接触する領域との上にガラ
   スを主成分とする第１の保護膜を形成し、次にこの第１
   の保護膜上に窒化チタンを主成分とする第２の保護膜を
   形成するサーマルヘッドの製造方法。
4. （４）チタンの有機金属化合物をガラスを主成分とする
   第１の保護膜上に塗布し、窒素雰囲気中で焼成すること
   により窒化チタンを主成分とする第２の保護膜を形成す
   る工程を有する請求項（３）に記載のサーマルヘッドの
   製造方法。
5. （５）ガラスを主成分とする第１の保護膜上に、絶縁性
   の酸化物を形成する有機金属化合物を塗布し、大気中で
   焼成して酸化物よりなる第３の保護膜を形成する工程と
   、チタンの有機金属化合物をこの酸化物膜上に塗布し、
   窒素雰囲気中で焼成することにより窒化チタンを主成分
   とする第２の保護膜を形成する工程を有する請求項（３
   ）に記載のサーマルヘッドの製造方法。