JPH0564905A - サーマルヘツドの製造方法 - Google Patents

サーマルヘツドの製造方法

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JPH0564905A
JPH0564905A JP22926591A JP22926591A JPH0564905A JP H0564905 A JPH0564905 A JP H0564905A JP 22926591 A JP22926591 A JP 22926591A JP 22926591 A JP22926591 A JP 22926591A JP H0564905 A JPH0564905 A JP H0564905A
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JP
Japan
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heat
layer
thermal head
heat generating
heating resistor
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JP22926591A
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Yoshiro Takahashi
良郎 高橋
Yukio Kasuya
行男 糟谷
Yutaka Karasuno
ゆたか 烏野
Takashi Kanamori
孝史 金森
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】サーマルヘッドの製造上で必要とされる熱処理
を行うことを可能にする。 【構成】基板11とは別に用意した形成基材の上に、発
熱抵抗体を保護するための少なくとも1層から成る外側
層を形成し、上記外側層の上に発熱抵抗体15を形成
し、該発熱抵抗体15の上に電極導体14を形成する。
次に、該電極導体14を包囲するように上記発熱抵抗体
15の上から保温層13を形成する。上記外側層、発熱
抵抗体15、電極導体14及び保温層13によって発熱
部が構成され、該発熱部を反転させて保温層13側を基
板11に接着し、上記形成基材を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、ファクシミ
リ等における発熱抵抗体を電気的に発熱させることによ
って印字を行うサーマルヘッドの製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、感熱式のプリンタにおいては、基
板上に1又は複数の発熱抵抗体を設けてサーマルヘッド
を形成し、電極導体を介して上記発熱抵抗体に駆動電流
を流すことによって発熱させ、この熱を利用して感熱記
録紙に印字したり、熱転写フィルムによって熱転写して
印字することができる。そして、発熱抵抗体と基板間に
保温層が形成され、発熱抵抗体が発生した熱が上記保温
層に蓄熱されるようになっている(柴田進著「サーマル
ヘッド技術」、沖電気研究開発第126号、Vol.5
2,No.2,1985参照)。
【0003】図2は従来のサーマルヘッドの概略図であ
る。図の(a)はサーマルヘッドの平面を、(b)はサ
ーマルヘッドの断面を示している。図において、斜線で
示した部分Aが発熱部分であり、両側に電極導体部分B
が形成され、外部駆動回路と接続される。1は基板であ
り、耐熱性があり、熱伝導性の良好なアルミナセラミッ
クが用いられる。2は上記基板1の上に形成された保温
層であり、熱効率及び熱応答性を決定する重要な働きを
しており、薄膜型のサーマルヘッドでは表面平滑度をも
得るためにグレーズガラス層が用いられている。上記保
温層2の上には発熱抵抗体3が形成され、該発熱抵抗体
3の上に電極導体4が形成される。薄膜型のサーマルヘ
ッドにおいては、発熱抵抗体3にTa−Si、Ta
2 N、Ta−Si−O等が用いられている。また、電極
導体4にはAu、Al等が使用され、発熱部分A以外の
電気抵抗を下げている。発熱抵抗体3は、高温の熱衝撃
を受けるため、酸化して抵抗値が変化しやすい。保護膜
5はこの変化を抑制するために形成される膜であり、S
iO2 などが用いられる。最上層に形成された耐摩耗層
6は、サーマルヘッドを用いて図示しない感熱記録紙に
印字する時に、感熱記録紙との摩擦によって発熱抵抗体
3が摩耗しないように形成されており、耐摩耗性が良
く、下地との密着性が良好なTa2 5 、SiC等が用
いられている。
【0004】図3は従来のサーマルヘッドにおける製造
工程の状態図である。図の(a)は保温層2を形成する
状態を、(b)及び(c)は発熱抵抗体3及び電極導体
4を形成する状態を、(d)は保護膜5を形成する状態
を、(e)は耐摩耗層6を形成する状態を示している。
図において、アルミナセラミックの基板1の上に、保温
層2として基板1の全面又は発熱部分A(図2)にガラ
スを主成分とするグレーズ層を印刷法などによって形成
し、焼成する。次に、発熱抵抗体3をスパッタ法などに
よって形成し、更に電極導体4を蒸着法などによって形
成する。その後、ホトリソグラフィ、エッチング等によ
って図2の(a)に示すような発熱抵抗体パターンを形
成する。次に、図示しない外部駆動回路と接触させられ
る電極導体部分B以外の発熱部分Aの周辺に、スパッタ
法などによって保護膜5を形成する。最後に保護膜5と
同じ部分又は感熱記録紙の接触する部分にスパッタ法に
よって耐摩耗層6を形成し、完成させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のサーマルヘッドの製造方法においては、感熱記録紙
の送り方向の印字密度を高めるために発熱部分Aの長さ
を短くすると、電極導体4の厚さによって感熱記録紙と
発熱部分Aの間に空間が生じ、熱効率が低下する。ま
た、電極導体4の発熱部分A側の端部が異常摩耗して保
護膜5が破損し、発熱抵抗体3の抵抗値が変化しやすく
なる。
【0006】また、サーマルヘッドの印字速度を向上さ
せるため、保温層2にガラスより熱伝導の悪いホリイミ
ド樹脂などを用い、更に駆動回路のCMOS化のため発
熱抵抗体3にTi−B−N、Ti−Al−N等の高抵抗
材料を用いた場合、従来の製造方法のように先に保温層
2を形成すると、発熱抵抗体3の材料のTCR(Temper
ature Coefficient of Resistance)を改善するのに必要
な熱処理を行うことができない。
【0007】本発明は、上記従来のサーマルヘッドの製
造方法の問題点を解決して、紙送り方向の印字密度を高
くすることができ、消費電力が少なく、高速で印字を行
うことができるとともに、サーマルヘッドを製造する際
に熱処理を行うことが可能なサーマルヘッドの製造方法
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のサ
ーマルヘッドの製造方法においては、基板とは別に用意
した形成基材の上に、発熱抵抗体を保護するための少な
くとも1層から成る外側層を形成し、上記外側層の上に
発熱抵抗体を形成して該発熱抵抗体の上に電極導体を形
成する。次に、該電極導体を包囲するように上記発熱抵
抗体の上から保温層を形成する。
【0009】上記外側層、発熱抵抗体、電極導体及び保
温層によって発熱部が構成される。そして、該発熱部を
反転させて保温層側を基板に接着し、上記形成基材を除
去する。
【0010】
【作用】本発明によれば、上記のように基板とは別に用
意した形成基材の上に、発熱抵抗体を保護するための少
なくとも1層から成る外側層を形成し、上記外側層の上
に発熱抵抗体を形成して該発熱抵抗体の上に電極導体を
形成する。この段階で、発熱抵抗体を熱処理することが
できる。
【0011】次に、該電極導体を包囲するように上記発
熱抵抗体の上から保温層を形成する。したがって、保温
層を形成する前に熱処理を施しておけば保温層が熱処理
の影響を受けることはない。続いて、上記外側層、発熱
抵抗体、電極導体及び保温層によって構成された発熱部
を反転させて保温層側を基板に接着し、上記形成基材を
除去する。
【0012】このようにして、基板の上に保温層、電極
導体、発熱抵抗体及び外側層が順に積層される。
【0013】
【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。図1は本発明のサーマルヘッド
の概略図である。図の(a)はサーマルヘッドの平面
を、(b)はサーマルヘッドの断面を示している。図の
(a)において、斜線で示した部分Cが発熱抵抗体形成
領域で、発熱抵抗体の下部において電極導体が形成され
ている部分以外が発熱部分Dとなる。
【0014】図の(b)において、11は熱伝導性の良
好なアルミナセラミックなどを用いた基板である。後述
するように、別の形成基材で形成された発熱積層部10
が接着層12によって上記基板11に転写され、はり着
けられる。保温層13は熱効率及び熱応答性を決める重
要な働きをしており、ここでは耐熱性を有するポリイミ
ド樹脂などを用いている。上記保温層13の上部には保
温層13に埋め込まれた電極導体14が形成されてい
る。発熱抵抗体15は電極導体14及び保温層13の上
に形成され、図1の(a)に示すようにパターン化され
ている。消費電力が少ない薄膜型のサーマルヘッドでは
発熱抵抗体15にTa−B−N、Ti−Al−N等が用
いられる。また、電極導体14にはAu、Al等が使用
され、発熱部分D以外の電気抵抗を下げている。
【0015】上記発熱抵抗体15は、高温の熱衝撃を受
けるため、酸化して抵抗値が変化しやすい。保護膜16
はこの変化を抑制するために形成され、SiO2 などが
用いられる。最上層に形成される耐摩耗層17は、サー
マルヘッドを用いて感熱記録紙(図示しない)に印字す
る時に、感熱記録紙との摩擦によって発熱抵抗体15が
摩耗しないように形成されており、耐摩耗性が良く、下
地との密着性が良好なTa2 5 、SiC等が用いられ
ている。
【0016】図4は本発明のサーマルヘッドにおける製
造工程の状態図である。図の(a)は剥離層28を形成
した状態を、(b)は耐摩耗層17、保護膜16及び発
熱抵抗体15を形成した状態を、(c)は電極導体14
を形成した状態を、(d)は保温層13を形成した状態
を、(e)は発熱積層部10をはり着けた状態を、
(f)は剥離層28を除去した状態を示している。
【0017】まず、サーマルヘッドの基板11(図1)
とは異なる発熱積層部10を形成するための形成基材2
0を用意する。この形成基材20は、後述する発熱抵抗
体15のための熱処理に耐えられる材料で形成され、剥
離層28の形成及び剥離が容易であるものがよく、ここ
ではステンレス材を用いる。上記形成基材20の表面を
鏡面研磨し、表面に剥離層28を均一に形成するため、
KOHの水溶液で表面処理する。そして、形成基材20
を陰極にし、電解銅めっきで剥離層28を形成する。該
剥離層28の厚さは10〜20μm程度がよい。
【0018】剥離層28を形成した形成基板20を洗浄
し、乾燥した後、その表面にTa2 5 などの材料を用
い、スパッタ法で耐摩耗層17を約5μm程度形成す
る。次に、SiO2 などの材料を用い、スパッタ法で保
護膜16を約2μm程度形成する。上記耐摩耗層17及
び保護膜16は同一装置内で連続的に形成することが望
ましい。
【0019】低消費電力型のサーマルヘッドにおいて
は、発熱抵抗体15にTi−B−N、Ti−Al−N等
の高抵抗材料を用い、駆動用ICをCMOS化すること
が必要である。しかし、上記高抵抗材料は、形成直後の
TCRが高く、TCRを低くするための熱処理を必要と
する。このような高抵抗材料を用いて発熱抵抗体15を
形成するには、まずスパッタ法などで保護膜16上に発
熱抵抗体15を形成し、真空中又は無酸素雰囲気中で5
00°C以上の温度で熱処理する。
【0020】次に、電極導体14を蒸着法などで形成
し、その後ホトリソグラフィ、エッチング等によって図
1(a)に示すような発熱抵抗体パターンを形成する。
その次に、ワニス状のポリイミド樹脂などを塗布し、焼
成して保温層13を形成する。以上示したような形成基
材20上に形成された発熱積層部10を、ポリイミド系
などの接着剤を塗布して形成した接着層12を有する基
板11に当接させ、加圧し加熱しながら接着する。
【0021】最後に、形成基材20と剥離層28の界面
で両者を剥離し、剥離層28及び体摩耗層17、保護膜
16の外部駆動回路との接続駆動回路との接続位置とな
る部分をエッチングによって除去し、サーマルヘッドを
完成する。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いて種々変形することが
可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもので
はない。
【0022】例えば、上記実施例においては形成基材2
0にステンレス材を用い、剥離層28を介して発熱積層
部10を形成しているが、形成基材20上に直接発熱積
層部10を形成し、サーマルヘッドの基板11に発熱積
層部10を反転させ、はり着けた後、形成基材20をエ
ッチングによって除去してもよい。さらに、熱処理を必
要としない発熱抵抗体15を用いたサーマルヘッドを製
造する場合は、形成基材20は耐熱性を有していない樹
脂とすることができる。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、形成基材の上に、順に外側層、発熱抵抗体、電極
導体を形成し、該電極導体を包囲するように上記発熱抵
抗体の上から保温層を形成する。続いて、上記外側層、
発熱抵抗体、電極導体及び保温層によって構成された発
熱部を反転させて保温層側を基板に接着し、上記形成基
材を除去する。
【0024】したがって、感熱記録紙の送り方向の印字
密度を高めるため発熱部分の長さを短くした場合でも発
熱部分の表面は平坦で、感光記録紙と発熱部分の間に空
間が発生せず、熱効率が低下しない。また、発熱部分の
表面が平坦になるため、感熱記録紙を送る際に発熱部分
側の電極導体の端部が異常摩耗せず、保護膜の破損もな
く、発熱抵抗体の抵抗値が変化しない。さらに、サーマ
ルヘッドの印字速度を向上させるため、保温層にポリイ
ミドなどの樹脂を用いた場合においても、発熱抵抗体に
Ti−B−N、Ti−Al−N等の高抵抗材料を用い、
熱処理を施すことができるため、駆動回路をCMOS化
した低消費電力型のサーマルヘッドを製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサーマルヘッドの概略図である。
【図2】従来のサーマルヘッドの概略図である。
【図3】従来のサーマルヘッドにおける製造工程の状態
図である。
【図4】本発明のサーマルヘッドにおける製造工程の状
態図である。
【符号の説明】
11 基板 12 接着層 13 保温層 14 電極導体 15 発熱抵抗体 16 保護膜 17 耐摩耗層 20 形成基材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 孝史 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)形成基材の上に発熱抵抗体を保護
    するための少なくとも1層から成る外側層を形成し、 (b)上記外側層の上に発熱抵抗体を形成し、 (c)該発熱抵抗体の上に電極導体を形成し、 (d)該電極導体を包囲して保温層を形成し、 (e)上記外側層、発熱抵抗体、電極導体及び保温層か
    ら成る発熱部を反転させて保温層側を基板に接着し、 (f)上記形成基材を除去することを特徴とするサーマ
    ルヘッドの製造方法。
JP22926591A 1991-09-10 1991-09-10 サーマルヘツドの製造方法 Withdrawn JPH0564905A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 19981203