JPH0678001B2 - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPH0678001B2 JPH0678001B2 JP60071377A JP7137785A JPH0678001B2 JP H0678001 B2 JPH0678001 B2 JP H0678001B2 JP 60071377 A JP60071377 A JP 60071377A JP 7137785 A JP7137785 A JP 7137785A JP H0678001 B2 JPH0678001 B2 JP H0678001B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thermal head
- tungsten
- thin film
- oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters 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
- B41J2/32—Typewriters 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
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 OA機器の普及に伴ない、その出力装置としてのサーマル
プリンタ，ファクシミリ等のニーズは今後ともますます
大きくなり各方面に使用されることが見込まれている。
それとともにこれらの機器の底値格化の要求も大きく，
サーマルプリンタ等の主要部分であるサーマルヘッドの
構造・材料についても新しい考え方が望まれていた。本
発明はこのような要求に沿うサーマルヘッドに関し，特
に耐摩耗層の形成方法の改良に関する。
プリンタ，ファクシミリ等のニーズは今後ともますます
大きくなり各方面に使用されることが見込まれている。
それとともにこれらの機器の底値格化の要求も大きく，
サーマルプリンタ等の主要部分であるサーマルヘッドの
構造・材料についても新しい考え方が望まれていた。本
発明はこのような要求に沿うサーマルヘッドに関し，特
に耐摩耗層の形成方法の改良に関する。
従来、サーマルヘッドは第２図のフローチャートに示す
ように次のような工程により製造していた。
ように次のような工程により製造していた。
アルミナ基板にガラス層を形成したグレーズ基板を形
成する。
成する。
上記グレーズ基板上にポリシリコン層を例えば気相成
長などの薄膜技術を用いて形成する。このポリシリコン
層の一部を発熱抵抗体として用いる。
長などの薄膜技術を用いて形成する。このポリシリコン
層の一部を発熱抵抗体として用いる。
導体として働くタングステン層をスパッタリングによ
って形成する。
って形成する。
タングステン層を導体として働かせるために，半導体
ICの製造等に用いるフオトリソグラフィ技術を用いてタ
ングステン層の不必要な部分（発熱体周辺部，ドライバ
ー部分）や，ドライバー部分のポリシリコン層をエッチ
ングによって除去するタングステン層ポリシリコン層の
パターニングに行なう。
ICの製造等に用いるフオトリソグラフィ技術を用いてタ
ングステン層の不必要な部分（発熱体周辺部，ドライバ
ー部分）や，ドライバー部分のポリシリコン層をエッチ
ングによって除去するタングステン層ポリシリコン層の
パターニングに行なう。
前工程で形成されたタングステンパターンのうち，発
熱抵抗体として働くポリシリコン層をはさむタングステ
ン層間の抵抗値をチェックする。結果が満足すべきもの
であれば次工程へ移る。
熱抵抗体として働くポリシリコン層をはさむタングステ
ン層間の抵抗値をチェックする。結果が満足すべきもの
であれば次工程へ移る。
′耐摩耗層として酸化タンタル（Ta2O5）膜あるいは
リン化ホウ素（BP）膜をCVD（Chemical Vapour Deposit
ion）法により形成する。
リン化ホウ素（BP）膜をCVD（Chemical Vapour Deposit
ion）法により形成する。
′発熱体周辺部のみに耐摩耗層が残るようにフオトリ
ソグラフィ技術により前記工程で形成した膜をエッチン
グしてパターニングを行なう。
ソグラフィ技術により前記工程で形成した膜をエッチン
グしてパターニングを行なう。
′ドライバー等への接続のための圧接コネクタ部とし
て金属を形成する。
て金属を形成する。
′保護絶縁樹脂層を形成する。
このように耐摩耗層として酸化タンタルやリン化ホウ素
膜を利用した従来の方法では耐摩耗層の形成を含むほと
んどの工程を薄膜技術を用いてサーマルヘッドを形成し
ていた。
膜を利用した従来の方法では耐摩耗層の形成を含むほと
んどの工程を薄膜技術を用いてサーマルヘッドを形成し
ていた。
従来技術で耐摩耗層として用いられる酸化タンタルやリ
ン化ホウ素膜は，非常に耐摩耗性にすぐれた材料でごく
薄い層で十分な耐摩耗効果を有していたが，酸化タンタ
ルやリン化ホウ素自体が高価な材料であり，また該膜が
高温でないと形成出来ないことから薄膜工程で形成して
いた。そのための設備コストが高いこと，薄膜工程での
膜の成長速度が遅く膜の形成に時間がかかることなど生
産性の点に問題があり，これらがコスト高になってしま
う欠点があった。これらの問題点を解決するために本発
明者は発熱抵抗体周辺部上に設ける耐摩耗層材料として
ガラスを選び，該ガラス層を厚膜工程で形成することに
した。
ン化ホウ素膜は，非常に耐摩耗性にすぐれた材料でごく
薄い層で十分な耐摩耗効果を有していたが，酸化タンタ
ルやリン化ホウ素自体が高価な材料であり，また該膜が
高温でないと形成出来ないことから薄膜工程で形成して
いた。そのための設備コストが高いこと，薄膜工程での
膜の成長速度が遅く膜の形成に時間がかかることなど生
産性の点に問題があり，これらがコスト高になってしま
う欠点があった。これらの問題点を解決するために本発
明者は発熱抵抗体周辺部上に設ける耐摩耗層材料として
ガラスを選び，該ガラス層を厚膜工程で形成することに
した。
しかし，上記タングステン，ポリシリコン層上に直接ガ
ラス層を焼きつけても，特にタングステンとガラスは異
種材料のため接着状態が悪くはがれ易いなど十分な密着
強度が得られない。さらに該ガラス層を焼成する際，大
気中で600℃程度に該基板を加熱するためにむき出しの
タングステンが酸化してしまう恐れがあること、サーマ
ルヘッドの動作中にアルカリイオンを含むガラス層から
発熱体への不純物イオンの拡散がおこり発熱体の抵抗値
が低下して変化する恐れがあることなどの問題点が考え
られる。
ラス層を焼きつけても，特にタングステンとガラスは異
種材料のため接着状態が悪くはがれ易いなど十分な密着
強度が得られない。さらに該ガラス層を焼成する際，大
気中で600℃程度に該基板を加熱するためにむき出しの
タングステンが酸化してしまう恐れがあること、サーマ
ルヘッドの動作中にアルカリイオンを含むガラス層から
発熱体への不純物イオンの拡散がおこり発熱体の抵抗値
が低下して変化する恐れがあることなどの問題点が考え
られる。
本発明ではこのような問題点を解決するため、発熱抵抗
体層，導電体層を形成した基板に耐摩耗ガラス層を形成
するに先立って，酸化シリコン，アルミナ等の酸化物薄
膜を形成することを特徴とするものである。この酸化物
薄膜としては次工程で形成される耐摩耗ガラス層との密
着性がよいこと，タングステン層，ポリシリコン層と密
着強度の大きな膜が形成できること，発熱抵抗体に悪影
響を及ぼすイオンを含まないことなどを必要条件として
酸化シリコン，アルミナが選ばれた。
体層，導電体層を形成した基板に耐摩耗ガラス層を形成
するに先立って，酸化シリコン，アルミナ等の酸化物薄
膜を形成することを特徴とするものである。この酸化物
薄膜としては次工程で形成される耐摩耗ガラス層との密
着性がよいこと，タングステン層，ポリシリコン層と密
着強度の大きな膜が形成できること，発熱抵抗体に悪影
響を及ぼすイオンを含まないことなどを必要条件として
酸化シリコン，アルミナが選ばれた。
またこの酸化物薄膜の厚さは少なくとも300Å以上あれ
ば空気中で500℃程度の加熱にもタングステンの酸化防
止効果が確認された。
ば空気中で500℃程度の加熱にもタングステンの酸化防
止効果が確認された。
本発明の実施例を第１図によって詳しく説明する。第１
図（ａ）は本発明によって形成されたサーマルヘッドの
断面図，第１図（ｂ）は本発明のサーマルヘッドの製造
方法を示すフローチャートである。第１図（ａ）におい
て,1はアルミナ基板,2はその上に形成したグレーズ層,3
はポリシリコン層で抵抗体として働くもの,4はタングス
テン層で導電層として働くもの,6は酸化シリコンやアル
ミナ等の酸化物薄膜層,7は耐摩耗ガラス層,8はニッケル
（メッキ）層,9は金（メッキ）層,10は保護絶縁樹脂層,
11はドライバー,11′はその配線ワイヤをそれぞれ示
す。
図（ａ）は本発明によって形成されたサーマルヘッドの
断面図，第１図（ｂ）は本発明のサーマルヘッドの製造
方法を示すフローチャートである。第１図（ａ）におい
て,1はアルミナ基板,2はその上に形成したグレーズ層,3
はポリシリコン層で抵抗体として働くもの,4はタングス
テン層で導電層として働くもの,6は酸化シリコンやアル
ミナ等の酸化物薄膜層,7は耐摩耗ガラス層,8はニッケル
（メッキ）層,9は金（メッキ）層,10は保護絶縁樹脂層,
11はドライバー,11′はその配線ワイヤをそれぞれ示
す。
このような構造のサーマルヘッドはポリシリコン層３上
のタングステン層４が除去されてポリシリコン層がタン
グステン層間に存在する部分（第１図（ａ）の領域５）
が発熱抵抗体として作用する。即ちドライバー11により
制御されたパルス電流が金層9,ニッケル層8,タングステ
ン層４に通電すること，前記ポリシリコン部分にジュー
ル熱が発生しサーマルヘッドとして動作することにな
る。この発熱抵抗体部分５上の耐摩耗層として厚膜法に
よりガラス層を形成するに先立ち，本発明では酸化物薄
膜を形成するものである。
のタングステン層４が除去されてポリシリコン層がタン
グステン層間に存在する部分（第１図（ａ）の領域５）
が発熱抵抗体として作用する。即ちドライバー11により
制御されたパルス電流が金層9,ニッケル層8,タングステ
ン層４に通電すること，前記ポリシリコン部分にジュー
ル熱が発生しサーマルヘッドとして動作することにな
る。この発熱抵抗体部分５上の耐摩耗層として厚膜法に
よりガラス層を形成するに先立ち，本発明では酸化物薄
膜を形成するものである。
第１図（ｂ）に示すフローチャートによって本発明を説
明する。
明する。
アルミナ基板にガラスグレーズ層を形成したグレーズ
基板を得る。
基板を得る。
該グレーズ基板上にポリシリコン層を薄膜技術を用い
て形成する。
て形成する。
タングステン層４をスパッタリングにより形成する。
フオトリソグラフィ技術により，タングステン層４の
不要部分（発熱体部上，ドライバー部分）やドライバー
部分のポリシリコン層をエッチング除去してタングステ
ン層，ポリシリコン層をパターニングする。
不要部分（発熱体部上，ドライバー部分）やドライバー
部分のポリシリコン層をエッチング除去してタングステ
ン層，ポリシリコン層をパターニングする。
発熱抵抗体として働くポリシリコン層５の部分をはさ
むタングステン層間の抵抗値をチェックする。結果が満
足すべきものであれば次工程に移る。
むタングステン層間の抵抗値をチェックする。結果が満
足すべきものであれば次工程に移る。
該基板上に300〜1000Åの酸化物薄膜を形成する。酸
化物として酸化シリコンの場合はCVD法で，アルミナの
場合はスパッタリングで酸化物層を形成する。
化物として酸化シリコンの場合はCVD法で，アルミナの
場合はスパッタリングで酸化物層を形成する。
次に下の表に示すような特性をもつホウ酸鉛ガラス
（PbO−SiO2−B2O3）に少量のアルミナ（Al2O3）と酸化
カリ（K2O）を加えたものを粉末とし，ビヒクル（溶
剤）を混合したガラスペーストを発熱体周辺部の耐摩耗
層７の必要な部分に30μの厚さに印刷し乾燥する。
（PbO−SiO2−B2O3）に少量のアルミナ（Al2O3）と酸化
カリ（K2O）を加えたものを粉末とし，ビヒクル（溶
剤）を混合したガラスペーストを発熱体周辺部の耐摩耗
層７の必要な部分に30μの厚さに印刷し乾燥する。
上記ガラス層を大気中で600℃で10分間焼成し所望の
耐摩耗層を得る。
耐摩耗層を得る。
耐摩耗ガラス層７をマスクとして用い，CCl4などを使
用してプラズマエッチングを行い，耐摩耗ガラス層７部
分以外の酸化物薄膜をとり除き，タングステン層４を露
出させる。この時当然マスクとして耐摩耗ガラス層７も
同時にエッチングされるが，除去量が少ないため問題と
ならない。
用してプラズマエッチングを行い，耐摩耗ガラス層７部
分以外の酸化物薄膜をとり除き，タングステン層４を露
出させる。この時当然マスクとして耐摩耗ガラス層７も
同時にエッチングされるが，除去量が少ないため問題と
ならない。
導体としてのタングステン層と他の部分との電気的接
続を行なうための圧接コネクタ部分を形成するため，ま
ずタングステン層上に電気メッキによりパターンをつけ
て選択的にニッケル層を0.5〜３μの厚さに形成する。
続を行なうための圧接コネクタ部分を形成するため，ま
ずタングステン層上に電気メッキによりパターンをつけ
て選択的にニッケル層を0.5〜３μの厚さに形成する。
金層を電気メッキによりニッケル層上に選択的に1.0
〜1.5μの厚さに形成する。これによりタングステン層
上にニッケル−金層が形成され，これが外部コネクタ部
となる。
〜1.5μの厚さに形成する。これによりタングステン層
上にニッケル−金層が形成され，これが外部コネクタ部
となる。
耐摩耗層7,ドライバー部分11以外に保護のために絶縁
樹脂層をオーバーコートしてサーマルヘッドを完成す
る。
樹脂層をオーバーコートしてサーマルヘッドを完成す
る。
なお、前記本実施例では，発熱抵抗体部分と同一基板上
にドライバー11を設けたサーマルヘッドについて説明し
たが，本発明はこれに限られるものではなく，ドライバ
ーは該基板とは別体として導線によって接続されるもの
でもさしつかえない。
にドライバー11を設けたサーマルヘッドについて説明し
たが，本発明はこれに限られるものではなく，ドライバ
ーは該基板とは別体として導線によって接続されるもの
でもさしつかえない。
本発明のようにサーマルヘッドの発熱抵抗体，配線部分
を薄膜工程で形成し，耐摩耗層としてガラス層を厚膜工
程で形成する際に，ガラス層の形成に先立って安定な酸
化物薄膜を形成することによって，該ガラス層と下部の
タングステン，ポリシリコン層との密着強度を上げるこ
とができるとともに，該ガラス焼成時にタングステンが
酸化することも防ぐことが出来，さらにガラス中の不純
物イオンがポリシリコン層へ拡散して発熱部の抵抗値を
変化させるおそれもなく，従来より安価なサーマルヘッ
ドを得ることができる。
を薄膜工程で形成し，耐摩耗層としてガラス層を厚膜工
程で形成する際に，ガラス層の形成に先立って安定な酸
化物薄膜を形成することによって，該ガラス層と下部の
タングステン，ポリシリコン層との密着強度を上げるこ
とができるとともに，該ガラス焼成時にタングステンが
酸化することも防ぐことが出来，さらにガラス中の不純
物イオンがポリシリコン層へ拡散して発熱部の抵抗値を
変化させるおそれもなく，従来より安価なサーマルヘッ
ドを得ることができる。
第１図（ａ）は本発明により得られたサーマルヘッドの
断面図，第１図（ｂ）はその製造工程を示すフローチャ
ート，第２図は従来のサーマルヘッドの製造工程を示す
フローチャートである。 １……アルミナ基板、２……グレーズ ３……ポリシリコン層、４……タングステン層 ５……発熱抵抗体部分、６……酸化物薄膜 ７……耐摩耗ガラス層、８……ニッケル層 ９……金層、10……樹脂層 11……ドライバー、11′……配線ワイヤ
断面図，第１図（ｂ）はその製造工程を示すフローチャ
ート，第２図は従来のサーマルヘッドの製造工程を示す
フローチャートである。 １……アルミナ基板、２……グレーズ ３……ポリシリコン層、４……タングステン層 ５……発熱抵抗体部分、６……酸化物薄膜 ７……耐摩耗ガラス層、８……ニッケル層 ９……金層、10……樹脂層 11……ドライバー、11′……配線ワイヤ
Claims (3)
- 【請求項１】グレーズ基板と、このグレーズ基板上に設
けられた発熱体部分および導電層部分と、これらの上に
形成された耐摩耗ガラス層とからなるサーマルヘッドに
おいて、 前記発熱体をポリシリコンで構成し、 前記発熱体部分と接する導電層部分をタングステンで構
成し、 前記耐摩耗ガラス層は、酸化物層薄膜を介して発熱体部
分および導電層部分上に設けられたことを特徴とするサ
ーマルヘッド。 - 【請求項２】上記酸化物層薄膜として酸化シリコン、ア
ルミナなどの酸化物を用いることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載のサーマルヘッド。 - 【請求項３】上記酸化物層薄膜を少なくとも300Åの厚
さに形成することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載のサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60071377A JPH0678001B2 (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60071377A JPH0678001B2 (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61229570A JPS61229570A (ja) | 1986-10-13 |
| JPH0678001B2 true JPH0678001B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=13458747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60071377A Expired - Lifetime JPH0678001B2 (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678001B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3411133B2 (ja) * | 1994-12-26 | 2003-05-26 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッド |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5156236A (ja) * | 1974-11-11 | 1976-05-17 | Sharp Kk |
-
1985
- 1985-04-04 JP JP60071377A patent/JPH0678001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61229570A (ja) | 1986-10-13 |
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