JPH0624022A - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】保護層が発熱抵抗体及び一対の導電層表面より
剥離するのを皆無とし、発熱抵抗体及び一対の導電層を
保護で完全に保護して印字品質の高い所定の印字を長期
間にわたり得ることができるサーマルヘッドの製造方法
を提供する。 【構成】上面に発熱抵抗体および一対の導電層を有する
絶縁基板１と、ターゲット材６とをスパッタリング装置
７内に対向配設するとともに、前記絶縁基板１とターゲ
ット材６の両者に、下記条件を満足する電力を同時に印
加し、ターゲット材６の一部を飛散させ、絶縁基板１上
面の発熱抵抗体及び一対の導電層表面に堆積させること
によって保護層とする。 ７≦（ターゲット材に印加する電力／絶縁基板に印加す
る電力）≦１７

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワードプロセッサやフ
ァクシミリ等のプリンタ機構に組み込まれるサーマルヘ
ッドの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機構
に組み込まれるサーマルヘッドは、図３に示す如く、ア
ルミナセラミックス等から成る絶縁基板１１の上面にガ
ラス等から成る蓄熱層１２を被着させるとともに、該蓄
熱層１２上に窒化タンタル等から成る発熱抵抗体１３
と、アルミニウム等から成る一対の導電層１４と、窒化
珪素等から成る保護層１５とを順次被着させた構造を有
しており、前記一対の導電層１４間に所定の電力を印加
し、発熱抵抗体１３を印字に必要な所定の温度にジュー
ル発熱させるとともに、該発熱した熱を感熱紙等に伝導
させ、感熱紙等に印字画像を形成することによってサー
マルヘッドとして機能する。

【０００３】尚、前記保護層１５は、大気中の水分等の
接触による酸化腐食や感熱紙等の摺動による摩耗から発
熱抵抗体１３や一対の導電層１４を保護する作用を有し
ている。

【０００４】また前記従来のサーマルヘッドは、通常、
保護層１５が以下の方法によって絶縁基板１１上面の発
熱抵抗体１３及び一対の導電層１４表面に被着形成され
る。

【０００５】即ち、 （１）まず、上面に発熱抵抗体１３及び一対の導電層１
４を有する絶縁基板１１と、窒化珪素等から成るターゲ
ット材とを準備する。

【０００６】（２）次に、前記絶縁基板１１とターゲッ
ト材とをスパッタリング装置内に対向配設させ、しかる
後、スパッタリング装置内にアルゴン等の不活性ガスを
導入するとともに該スパッタリング装置内を真空ポンプ
等によって所定圧力まで真空引きする。

【０００７】（３）次に、前記ターゲット材に電極を介
して所定の電力を印加し、ターゲット材の一部を飛散さ
せるとともに該飛散したターゲット材を絶縁基板１１上
面の発熱抵抗体１３及び一対の導電層１４表面に堆積さ
せ、これによって絶縁基板１１上面の発熱抵抗体１３及
び一対の導電層１４表面に保護層１５が被着形成され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドの製造方法においては、ターゲット
材に所定の電力を印加し、ターゲット材の一部を飛散さ
せるとともに、該飛散させたターゲット材の一部を発熱
抵抗体１３や一対の導電層１４の上面に堆積させること
によって発熱抵抗体１３や一対の導電層１４の表面に保
護層１５を被着させる際、絶縁基板１１上の発熱抵抗体
１３と一対の導電層１４との間には段差が存在すること
から、該発熱抵抗体１３及び一対の導電層１４の表面に
被着される保護層１５にも段差が形成されてしまい、そ
の結果、このサーマルヘッドを用いて感熱紙等に印字を
行うと、保護層１５の段差部に感熱紙等の摺動に伴う大
きな応力が発生し、該応力によって保護層１５が発熱抵
抗体１３や一対の導電層１４より剥離してしまうという
欠点を有していた。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記欠点に鑑み案出されたも
のであり、その目的は、保護層が発熱抵抗体及び一対の
導電層表面より剥離するのを皆無とし、発熱抵抗体及び
一対の導電層を保護で完全に保護して印字品質の高い所
定の印字を長期間にわたり得ることができるサーマルヘ
ッドの製造方法を提供することにある。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法は、上面に発熱抵抗体および一対の導電層
を有する絶縁基板と、ターゲット材とをスパッタリング
装置内に対向配設するとともに、前記絶縁基板とターゲ
ット材の両者に、下記条件を満足する電力を同時に印加
し、ターゲット材の一部を飛散させ、絶縁基板上面の発
熱抵抗体及び一対の導電層表面に堆積させることによっ
て保護層とすることを特徴とする。

【００１１】７≦（ターゲット材に印加する電力／絶縁
基板に印加する電力）≦１７

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付した図面に基づ
いて説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例により製造したサ
ーマルヘッドの断面図を示し、１は絶縁基板、２は蓄熱
層、３は発熱抵抗体、４は一対の導電層、５は保護層で
あり、絶縁基板１上に蓄熱層２、発熱抵抗体３、導電層
４及び保護層５が順次被着されている。

【００１４】前記絶縁基板１はアルミナセラミックス等
の電気絶縁性材料から成り、上面に発熱抵抗体３等を支
持するとともに、サーマルヘッドの温度を感熱紙等に良
好な印字画像を形成するに必要な温度に制御する作用を
為す。

【００１５】前記絶縁基板１は、例えばアルミナセラミ
ックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等
のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加
混合して泥漿状と成すとともにこれを従来周知のドクタ
ーブレード法やカレンダーロール法等を採用することに
よってセラミックグリーンシートを形成し、しかる後、
前記セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加
工するとともに高温（約１６００℃）で焼成することに
よって製作される。

【００１６】また前記絶縁基板１の上面には、ガラス等
から成る蓄熱層２が約８０μｍの厚みに被着されてお
り、該蓄熱層２は発熱抵抗体３の発する熱を適当な温度
となるように蓄積し、サーマルヘッドの熱応答特性を良
好に保つ作用を為す。

【００１７】前記蓄熱層２は、ガラス粉末に適当な有機
溶剤、溶媒を添加混合して得たガラスペーストを絶縁基
板１の上面に従来周知のスクリーン印刷法等を採用する
ことによって塗布し、しかる後、これを高温（約１２０
０℃）で焼き付けることによって絶縁基板１上に被着さ
れる。

【００１８】前記蓄熱層２の上面にはまた発熱抵抗体３
が被着されており、更に発熱抵抗体３上には間に一定の
間隔をもった一対の導電層４が被着されている。

【００１９】前記発熱抵抗体３は例えば窒化タンタル等
から成り、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているた
め、一対の導電層４を介して電力が印加されるとジュー
ル発熱を起こし、印字画像を形成するに必要な温度、例
えば２５０〜４００℃の温度に発熱する。

【００２０】また前記発熱抵抗体３上に被着されている
一対の導電層４はアルミニウム等の金属から成り、該導
電層４は発熱抵抗体３にジュール発熱を起こさせるため
に必要な所定の電力を印加する作用を為す。

【００２１】尚、前記蓄熱層２上に被着される発熱抵抗
体３及び一対の導電層４は、従来周知のスパッタリング
法等を採用することにより蓄熱層２上に所定の厚みをも
って被着され、更にフォトリソグラフィー技術を採用す
ることによって所定パターンに加工される。

【００２２】前記絶縁基板１上面の発熱抵抗体３及び一
対の導電層４表面にはまた、窒化珪素やサイアロン（Ｓ
ＩＡＬＯＮ）等から成る保護層５が約３μｍの厚みに被
着形成されており、該保護層５は発熱抵抗体３及び一対
の導電層４を感熱紙等との摺動による摩耗や大気中に含
まれる水分の接触による酸化腐食から保護する作用を為
す。

【００２３】前記保護層５はその表面が一対の導電層４
の端部上面から発熱抵抗体３の上面にかけてテーパー状
を成しており、これによって感熱紙等に印字を行う際、
感熱紙等は保護層５に対し滑らかに摺動されて保護層５
に大きな応力が発生することは無く、その結果、保護層
５が発熱抵抗体３及び一対の導電層４表面より剥離する
ことは皆無となる。

【００２４】かくして上述したサーマルヘッドは、外部
電気信号に対応させて一対の導電層４間に所定の電力を
印加し、発熱抵抗体３を所定の温度にジュール発熱させ
るとともに該発熱した熱を感熱紙等に伝導させ、感熱紙
等に印字画像を形成することによってサーマルヘッドと
して機能する。

【００２５】次に、上述したサーマルヘッドにおいて、
絶縁基板１上面の発熱抵抗体３と一対の導電層４との表
面に保護層５を被着形成する方法について説明する。

【００２６】（１）先ず、発熱抵抗体３及び一対の導電
層４を上面に有した絶縁基板１と窒化珪素、もしくはサ
イアロンから成るターゲット材６を準備する。

【００２７】（２）次に前記絶縁基板１とターゲット材
６を、図２に示す如く、スパッタリング装置７内の電極
８及び電極９上に各々取着し、スパッタリング装置７内
で絶縁基板１上面とターゲット材６表面とを対向配設さ
せる。

【００２８】（３）次に、前記スパッタリング装置７内
にアルゴン等の不活性ガスを導入するとともに、該スパ
ッタリング装置７内を真空ポンプ等によって約５×１０
^-3ｔｏｒｒの圧力まで真空引きする。

【００２９】（４）次に、前記電極９を介し、ターゲッ
ト材６に、約５．５Ｗ／ｃｍ² の電力を印加してターゲ
ット材６表面にアルゴンイオンを衝突させ、これによっ
てターゲット材６の表面からその一部を飛散させるとと
もに、該飛散させたターゲット材６の一部を絶縁基板１
上面の発熱抵抗体３及び一対の導電層４表面に約１μｍ
の厚みに堆積させる。

【００３０】（５）次に、電極８及び電極９を介して絶
縁基板１とターゲット材６の両者に、条件「７≦（ター
ゲット材６に印加する電力／絶縁基板１に印加する電
力）≦１７」を満足する電力、例えば絶縁基板１に０．
４Ｗ／ｃｍ² の電力を、またターゲット材６に３．３Ｗ
／ｃｍ² の電力を同時に印加し、ターゲット材６表面と
絶縁基板１表面の両者にアルゴンイオンを衝突させるこ
とによって絶縁基板１上面の発熱抵抗体３及び一対の導
電層４表面に更にターゲット材６の一部を約２μｍの厚
みに堆積させ、絶縁基板１上面の発熱抵抗体３及び一対
の導電層４表面に所定厚みの保護層５を被着形成する。

【００３１】尚、この場合、ターゲット材６表面に衝突
されるアルゴンイオンはターゲット材６表面からその一
部を飛散させるとともにこれを絶縁基板１上の発熱抵抗
体３や一対の導電層４の上面に均一厚みに堆積させる作
用を為し、また一方、絶縁基板１表面に衝突されるアル
ゴンイオンは発熱抵抗体３等の上面に堆積しているター
ゲット材の一部、特に表面に段差が形成されている時に
はその段差角部を選択的に削り取るとともに再度飛散さ
せる作用を為す。

【００３２】また前記絶縁基板１とターゲット材６の両
者に電力を同時に印加することによって絶縁基板１上の
発熱抵抗体３及び一対の導電層４表面に保護層５を被着
させた場合、保護層５の表面に段差が形成されようとし
てもその段差の角部はアルゴンイオンによって選択的に
削り取られるため、得られる保護層５には表面に段差は
無く、図１に示すような緩やかなテーパー状となる。

【００３３】従って、このサーマルヘッドを用いて感熱
紙等に印字を行う際、感熱紙等は保護層５に対し滑らか
に摺動されて保護層５に大きな応力が発生することは無
く、その結果、保護層５が発熱抵抗体３及び一対の導電
層４表面より剥離することは皆無となる。

【００３４】更に前記「ターゲット材６に印加する電力
／絶縁基板１に印加する電力」が７よりも小さくなる
と、絶縁基板１上に堆積されるターゲット材６の堆積速
度が極めて遅くなってサーマルヘッドの製造効率が著し
く低下してしまい、また１７よりも大きくなると、発熱
抵抗体３及び一対の導電層４表面に堆積させたターゲッ
ト材６の削り取りが弱くなって保護層５の表面に段差が
形成され易くなってしまう。従って、「ターゲット材６
に印加する電力／絶縁基板１に印加する電力」は７乃至
１７の範囲に特定される。

【００３５】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
では無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドの製造方法によ
れば、スパッタリング装置内に対向配設させた絶縁基板
とターゲット材の両者に、条件「７≦ターゲット材に印
加する電力／絶縁基板に印加する電力≦１７」を満足す
る電力を同時に印加することによって絶縁基板上の発熱
抵抗体及び一対の導電層表面に保護層を被着させたこと
から、該保護層には段差が形成されること無く表面がテ
ーパー状となる。従ってこのサーマルヘッドを用いて印
字を行った場合、保護層表面に対し感熱紙等は滑らかに
摺動されるようになって保護層に大きな応力が発生する
ことは皆無となり、その結果、保護層を絶縁基板上面に
長期にわたって強固に被着させておくことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により製作されるサーマルヘ
ッドの断面図である。

【図２】本発明の製造方法を説明するための概略図であ
る。

【図３】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・絶縁基板 ２・・・蓄熱層 ３・・・発熱抵抗体 ４・・・一対の導電層 ５・・・保護層 ６・・・ターゲット材 ７・・・スパッタリング装置 ８、９・・・電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に発熱抵抗体および一対の導電層を有
   する絶縁基板と、ターゲット材とをスパッタリング装置
   内に対向配設するとともに、前記絶縁基板とターゲット
   材の両者に、下記条件を満足する電力を同時に印加し、
   ターゲット材の一部を飛散させ、絶縁基板上面の発熱抵
   抗体及び一対の導電層表面に堆積させることによって保
   護層とすることを特徴とするサーマルヘッドの製造方
   法。 ７≦（ターゲット材に印加する電力／絶縁基板に印加す
   る電力）≦１７