JPH0626910B2 - 樹脂被覆金属基体の製造方法およびサーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

樹脂被覆金属基体の製造方法およびサーマルヘッドの製造方法

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JPH0626910B2
JPH0626910B2 JP63214867A JP21486788A JPH0626910B2 JP H0626910 B2 JPH0626910 B2 JP H0626910B2 JP 63214867 A JP63214867 A JP 63214867A JP 21486788 A JP21486788 A JP 21486788A JP H0626910 B2 JPH0626910 B2 JP H0626910B2
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JP
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polyimide resin
thermal head
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勝 二階堂
勝美 柳橋
義則 早川
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/335Structure of thermal heads

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、金属基体上にポリイミド系樹脂層を形成して
なる樹脂被覆金属基体の製造方法およびポリイミド系樹
脂層上に例えば多数の発熱抵抗体を形成してなるサーマ
ルヘッドの製造方法に関する。
(従来の技術) 近年、サーマルヘッドは、少音、省保守、低ランニング
コスト等の利点を生かして、ファクシミリ、ワードプロ
セッサ用プリンタ等の各種記録装置に多用されるように
なってきている。一方、これらの機器は小形化、低価格
化が要請されており、このためサーマルヘッドにも小型
で安価なものが望まれている。
ところで従来のサーマルヘッドは、 Al2O3純度が99%以
上のアルミナセラミック基体(基板)の上にグレーズガ
ラス層を形成し、その上に多数の発熱体と、この発熱体
に接続された導電体を形成してなるものが多用されてい
た。しかしながらこのようなサーマルヘッドに用いられ
るセラミック基板は、その製造に際して、原料粉末から
アルカリ金属成分を除去する処理、高温焼成、高温焼成
時に生じた基板の反りをとるための仕上げの研磨等の多
くの工程を必要とするため生産コストが高くなるという
問題があった。
このため、最近、金属基体(基板)上に熱の放散および
蓄熱をコントロールする保温層としてポリイミド樹脂層
を形成し、このポリイミド樹脂層上に多数の発熱抵抗体
を形成してなる小型で安価なサーマルヘッドが提案され
ている(昭和61年電子通信学会総合全国大会概要集(198
6), 1-125および5-126)。
このように金属基板上に耐熱性に優れたポリイミド樹脂
層を形成し、この上に発熱抵抗体を形成してなるサーマ
ルヘッドは、従来のアルミナ基板上にグレーズガラス層
を形成してなる基板を用いたサーマルヘッドと比較し
て、熱効率に優れ、しかも負け加工が可能で小型化し易
いという特徴を有しており、今後小型で安価な高性能の
サーマルヘッドとして有望視されている。
ところがこのポリイミド樹脂層を用いたサーマルヘッド
では、ポリイミド樹脂が耐熱性に極めて優れている特徴
を有する反面、金属基板との密着性に乏しく、このため
後工程や使用中にはがれが生じ易いという問題があっ
た。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来の金属基板上にポリイミド樹脂層を形
成した樹脂被覆金属基板を高抵抗基板に用いたサーマル
ヘッドでは、金属基板とポリイミド樹脂層との接着力に
欠け、長期間にわたる信頼性が確保できないという課題
があった。
本発明はこのような従来の課題に対処するべくなされた
もので、金属基板とポリイミド樹脂層との接着力を向上
させることのできる樹脂被覆金属基体の製造方法および
信頼性が高く熱効率の優れたサーマルヘッドの製造方法
を提供することを目的としている。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明の樹脂被覆金属基体の製造方法は、 金属基体の表面を還元性ガス雰囲気中で熱処理する工程
または酸性水溶液中に浸漬し乾燥する工程と、 前記金属基体の表面に主成分がポリアミック酸からなる
ワニスを塗布する工程と、 その後加熱しポリイミド樹脂層を形成する工程とを少な
くとも具備することを特徴としている。
さらに本発明のサーマルヘッドの製造方法は、 金属基体の表面を還元性ガス雰囲気中で熱処理する工程
または酸性水溶液中に浸漬し乾燥する工程と、 前記金属基体の表面に主成分がポリアミック酸からなる
ワニスを塗布する工程と、 その後加熱しポリイミド樹脂層を形成する工程と、 前記ポリイミド樹脂層上に直接または間接的に発熱抵抗
体を形成する工程と、 前記発熱抵抗体と電気的に接続する導電体を形成する工
程とを少なくとも具備することを特徴としている。
(作 用) 本発明によれば、金属基体(基板)の表面、即ち、金属
基板の少なくともポリイミド樹脂層が形成される面を主
面とし、この主面側を還元性ガス雰囲気中で熱処理を行
うか、または酸性の水溶液中に浸漬し乾燥する処理を行
うことにより、樹脂被覆金属基体の製造工程中に金属基
板上に形成された酸化物層を除去することができる。従
って、化学的な活性な面となり、金属基板の主面上に塗
布されたポリアック酸は、加熱により脱水環化反応を生
じ、酸化性ガスが発生し基板との界面での酸化反応によ
って強固な付着力を得ることができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
Crを18重量%含有する厚さ0.5mm程度のFe合金からなる
金属基板にレベリング処理を施した後、所定の寸法に切
断し、バリ除去を行う。次いで所定寸法に加工された金
属基板をトリクレン等の有機溶剤中で、脱脂洗浄を行
う。次いで、本発明に係る金属基板の化学的処理を行
う。
その第1の方法として、水素または水素を含む不活性ガ
ス等の還元性雰囲気中で熱処理を行う方法である。例え
ば零点−75℃の水素中で約600℃〜800℃、10〜30分間熱
処理を行う。ここで、約800℃以上で熱処理を行うと、
金属基板の反りが発生しやすくなり、後工程のポリアミ
ック酸の塗布の際に、膜厚分布が均一でなくなり、サー
マルヘッドした場合に印字むらを生じたりするので好ま
しくない。
また、第2の方法としては、硫酸等の鉱酸の水溶液中に
浸漬する方法である。例えば、96%H2SO45〜20vol%の水
溶液を40℃〜60℃に加熱した溶液中に、1〜2分間浸漬
し金属基板表面の酸化物層の除去を行う。次いで、水
洗、水切りを行って乾燥させる。ここで鉱酸の濃度や加
熱温度が低すぎると効果がほとんどなく、また逆に高す
ぎると反応が急速に進行してエッチピットを生じたり、
はだ荒れを生じる。
上記した化学処理の後は、(1)式で示されるようなポリ
アミック酸溶液をN−メチル−2−ピロリドンの有機溶
剤を用いて、所定の粘度に調整してロールコータやスピ
ンコータによって金属基板上に所定の膜厚になるように
塗布し、焼成炉を用いて窒素ガス雰囲気中、例えば50℃
×60分+80℃×30分+120℃×30分+250℃×60分+450
℃×60分の条件で焼成して、有機溶剤を除去すると共
に、脱水環化反応を進行させてイミド化させつつ成膜
し、(2)式からなるポリイミド樹脂層を形成する。な
お、この時発生するH2Oガス等の酸化性ガスによって金
属基板表面の酸化が同時に進行し、強固な接着が行なわ
れる。
次に、サーマルヘッドの製造工程において金属基板表面
の清浄効果および耐熱性絶縁被覆材である芳香族ポリイ
ミド樹脂との付着力を評価した。まず、水を用いた接触
角の測定により、金属基板表面の清浄度の評価を実施し
た。
第1図は水素中での熱処理を行った場合で、処理時間に
対する接触角の変化をJISK5400に定められている基盤目
試験(クロスカットテスト)に準じた付着力の関係をグ
ラフで示すものであり、第2図は10vol%希硫酸中で処理
した場合、浸漬時間に対するそれぞれの測定効果をグラ
フで示している。従来、化学処理をしないとほとんど剥
離するのに対し、第1図からわかるように、水素中の熱
処理の場合は、接触角の低下に対応して付着力が向上し
ている。また、第2図からわかるように、希硫酸中の処
理の場合は、浸漬時間が長くなると接触角が変化しなく
なるが、付着力は低下傾向になる。これは、Fe−Cr合金
の場合、接合に関与しやすいCrが局部電池を形成して優
先的に溶け出したためと考えられる。
次に、上述した樹脂被覆金属基板を用いてサーマルヘッ
ドに製作するには、このポリイミド樹脂からなる保温層
上に、スパッタリング法やその他公知の薄膜形成法によ
り、SiO2、β−Si−Al−O-Nなどからなる下地層およびT
a−SiO2、Ti−SiO2などからなる発熱抵抗体層を順に形
成する。さらに、この発熱抵抗体層の上に、同様な方法
により個別電極および共通電極となる、AlやAl−Si−Cu
などの導電体層を形成する。次いで、これら発熱抵抗体
層と導電体層とにパターニング処理を施し、所定の間隔
を有する多数の発熱抵抗体と個別電極および共通電極と
を形成する。このパターニング処理は、まず導電体層上
に所定形状の発熱抵抗体が形成されるようにマスキング
膜を形成し、ウェットエッチングやケミカルドライエッ
チングによって不要部分を除去して、所定の間隔を有す
る多数の発熱抵抗体と同形状の導電体層を形成する。次
に、導電体層上に発熱部となる部分を除いてマスキング
膜を形成し、同様な方法にて導電体層のみを除去して発
熱部を形成すると同時に、各個別電極と共通電極を形成
する。この後、この発熱部を被覆するようにSi−O−N
系からなる酸化防止膜兼耐摩耗膜を、たとえばスパッタ
リング法で形成する。
なお、本発明に係る還元性ガス雰囲気中での熱処理とし
ては、水素ガスまたは水素を含む不活性ガス、フォーミ
ングガス等が挙げられる。
一方、鉱酸の水溶液中の浸漬としては、硫酸、塩酸等の
温水水溶液が用いられる。
さらに、本発明に好適な金属基板として、Fe−C、Fe−
NiFe−Cr−Ni等からなるステンレス基板や、Fe基板およ
びAl基板が挙げられる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の樹脂被覆金属基板の製造
方法によれば、金属基体とその上に形成されるポリイミ
ド樹脂層との接着力が優れている。
また、本発明のサーマルヘッドの製造方法によれば、金
属基体からの部分的な剥離が防止できるので、熱効率に
優れ、信頼性が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る金属基板の熱処理時間に対する接
触角と付着力(クロスカットテストにより剥離した個
数)の関係をグラフで示す図、第2図は本発明に係る金
属基板の浸漬時間に対する接触角と付着力の関係をグラ
フで示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 義則 神奈川県川崎市幸区堀川町72 東芝電子デ バイスエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−116867(JP,A) 特開 昭62−230826(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属基体の表面を還元性ガス雰囲気中で熱
    処理する工程または酸性水溶液中に浸漬し乾燥する工程
    と、 前記金属基体の表面に主成分がポリアミック酸からなる
    ワニスを塗布する工程と、 その後加熱しポリイミド樹脂層を形成する工程とを少な
    くとも具備することを特徴とする樹脂被覆金属基体の製
    造方法。
  2. 【請求項2】金属基体の表面を還元性ガス雰囲気中で熱
    処理する工程または酸性水溶液中に浸漬し乾燥する工程
    と、 前記金属基体の表面に主成分がポリアミック酸からなる
    ワニスを塗布する工程と、 その後加熱しポリイミド樹脂層を形成する工程と、 前記ポリイミド樹脂層上に直接または間接的に発熱抵抗
    体を形成する工程と、 前記発熱抵抗体と電気的に接続する導電体を形成する工
    程とを少なくとも具備することを特徴とするサーマルヘ
    ッドの製造方法。
JP63214867A 1988-08-31 1988-08-31 樹脂被覆金属基体の製造方法およびサーマルヘッドの製造方法 Expired - Lifetime JPH0626910B2 (ja)

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