JPH07329331A

JPH07329331A - サーマルヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH07329331A
Application number: JP18020894A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Shirakawa; 享志白川; Hisafumi Nakatani; 壽文中谷
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1995-12-19

Abstract

(57)【要約】【目的】高速印字における高精細化および高い印字品
質を長期間に亘り保持することができるとともに、歩留
まりを向上し生産性に優れたサーマルヘッドおよびその
製造方法を提供する。【構成】基板１０を単結晶シリコンにより形成すると
ともに、この基板１０を、平板部１０Ａと、この平板部
１０Ａ上にそれぞれ一体に形成されるとともに略Ｖ字又
はＵ字形状の溝部１０ｃを介して相互に隣接配置され発
熱素子１２ａが設けられる発熱部用メサ１０ａおよびイ
ンクリボン引き剥がしエッジ部１３が設けられるエッジ
用メサ１０ｂからなるメサ部１０Ｂとにより構成し、前
記基板１０の表面にＳｉと遷移金属の低酸化物からなる
略一様な厚さの保温層１１を形成し、かつ、前記溝部１
０ｃ上の保温層１１の表面に共通電極１５を形成したこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱転写プリンタに搭載
されるサーマルヘッドおよびその製造方法に係り、特
に、印字性能が良好で高速印字に好適なサーマルヘッド
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱転写プリンタに搭載されるサ
ーマルヘッドは、例えば、発熱素子からなる複数個の発
熱素子を基板上に１列もしくは複数列に配列し、所望の
印字情報にしたがって各発熱素子を選択的に通電加熱さ
せることにより、感熱記録紙に発色記録したり、あるい
は、インクリボンを介して用紙に転写記録するなどして
各種の記録媒体に印字を行っている。

【０００３】以下、従来のサーマルヘッドについて図６
により説明する。

【０００４】図６は従来のサーマルヘッドの要部を示す
拡大縦断面図である。

【０００５】図６に示すように、従来のサーマルヘッド
１は、アルミナ等のセラミックスからなる絶縁性を有す
る基板２上に、保温層（蓄熱層）として機能するガラス
等からなる断面略円弧状のグレーズ層３が形成されてい
る。そして、グレーズ層３の略頂部３ａには、後述する
発熱部４の形成予定領域に上面の断面形状が略台形状に
形成された台形状メサ３ｂが等方性エッチングにより形
成されており、この台形状メサ３ｂの上面には、Ｔａ₂
Ｎ等からなる所望の発熱抵抗体からなる発熱素子４ａ
が、蒸着、スパッタリングなどの適宜な方法により被着
された後、エッチングなどにより所望の分解能に対応す
るドットの数に応じて整列配置されて発熱部４が形成さ
れている。さらに、発熱部４の一側（右側）には、各発
熱素子４ａに接続される所望の共通電極５が形成されて
いる。また、発熱部４の他側（左側）には、各発熱素子
４ａに独立して通電を行う所望の個別電極６が形成され
ている。この両電極５，６は、例えば、アルミニウム、
銅あるいは金等を素材とし、蒸着、スパッタリング等の
所望の方法により被着した後、エッチングなどにより所
望形状のパターンに形成されている。

【０００６】また、基板２の右側上方が記録媒体からイ
ンクリボン（共に図示せず）を引き剥がすインクリボン
引き剥がしエッジ部７とされている。

【０００７】前記発熱素子４ａ、共通電極５および個別
電極６の表面には、これらを酸化あるいは摩耗等から保
護するために５〜１０μｍ程度の膜厚とされた所望の保
護層８が形成されている。この保護層８は、前記各電極
５、６の端子部以外のすべての表面を被覆するようにし
て、耐酸化性および耐摩耗性の良いサイアロン等を素材
とし、スパッタリング等の所望の方法により積層形成さ
れている。

【０００８】なお、この種の従来のサーマルヘッド１
は、図示しない一枚の大きな基板上に複数個のサーマル
ヘッド１を同時に形成し、その大きな基板を所望の位置
にて分割することにより所望のサーマルヘッド１が同時
に複数得られる製法が、生産効率などの理由により多用
されている。

【０００９】そして、このような従来のサーマルヘッド
１を用いた熱転写プリンタ（図示せず）においては、サ
ーマルヘッド１をインクリボンを介してプラテンに搬送
される所望の記録媒体（共に図示せず）、例えば、用紙
に圧接させた状態で、所望の印字信号に基づいて選択さ
れた発熱素子４ａに接続された個別電極６に通電を行
い、所望の発熱素子４ａを発熱させることにより、発熱
させた発熱素子４ａに対向する部位のインクリボンのイ
ンク（共に図示せず）を溶融させて用紙に転写し、用紙
上に文字や図形などの所望の印字を行うようになってい
る。

【００１０】また、記録媒体として感熱記録紙を用いる
場合には、サーマルヘッド１をインクリボンを介さずに
プラテンに搬送される所望の感熱記録紙（共に図示せ
ず）に直接圧接させた状態で、所望の印字信号に基づい
て選択された発熱素子４ａに接続された個別電極６に通
電を行い、所望の発熱素子４ａを発熱させることによ
り、発熱させた発熱素子４ａに対向する部位の感熱記録
紙を部分的に発色させ印字を行うようになっている。

【００１１】そして、このような従来のサーマルヘッド
１においては、グレーズ層３の低熱伝導率（２．５×１
０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）とアルミナ等からなる
基板２の熱伝導率（４０×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・℃）との組み合わせにより、発熱素子４ａにおいて発
生するジュール熱の蓄熱効果を利用して、電力効率や印
字特性のバランスを得るようにされている。つまり、グ
レーズ層３の蓄熱効果は、発熱素子４ａの冷却の時定数
を長くし、高速印字における印字の尾引き、にじみ、余
白汚れ等の印字品質の劣化をもたらすため、グレーズ層
３の厚さは、設計コンセプトにより電力効率と印字特性
との両者を勘案して決定されており、一般に、３０〜６
０μｍ程度とされているとともに、基板２の端部（図６
に矢印にて示すサーマルヘッド１の走行方向上流側：右
側）に台形状メサ３ｂを片寄らせて設け、この台形状メ
サ３ｂ上に発熱部４を配設した、いわゆるリアルエッジ
化が図られている。

【００１２】また、近年においては、サーマルヘッド１
による印字速度の高速化および高精細化ならびに印字品
質の向上が図られており、印字分解能４００ｄｐｉ、印
字速度１００ｃｐｓという熱転写プリンタ（図示せず）
が実用化されている。このような高速かつ高精細な熱転
写プリンタにおいては、発熱素子４ａの駆動周期が、３
００μｓ以下という極めて短いパルス幅で通電制御がな
されている。そして、今後の熱転写プリンタにおいて
は、さらなる印字速度の高速化および高精細化ならびに
印字品質の向上が求められている。

【００１３】このような高精細・高速印字の熱転写プリ
ンタにおいては、サーマルヘッド１の蓄熱が激しく、サ
ーマルヘッド１の蓄熱による印字品質の劣化を防止する
ために、グレーズ層３の厚さを３０μｍ程度と薄くする
とともに、熱履歴補正ＬＳＩを用いて、発熱素子４ａへ
の通電時間を補正することにより、サーマルヘッド１の
蓄熱による温度上昇を微細に制御するようにされてい
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のサーマルヘッド１においては、高価な熱履歴補
正ＬＳＩを用いる必要があり、経済的負担が増加し、結
果として装置が高価になるという問題点を有しており、
一般的には高度の熱制御性能を除いたものが用いられ、
サーマルヘッド１の蓄熱による温度上昇を十分に制御で
きないという問題点があった。

【００１５】また、従来のサーマルヘッド１における蓄
熱は、低熱伝導率のグレーズ層３のみが原因とされてい
たが、本発明者らが永年に亘り鋭意研究を行ってきた結
果、上述したように、発熱素子４ａへの通電周期の短い
高速印字の場合には、基板２の熱伝導率が低いことが最
大の原因となっていることが判明した。

【００１６】さらに、従来のサーマルヘッド１において
は、発熱素子４ａの駆動周期が３００μｓ以下という極
めて短いパルス幅で通電制御がなされており、高品位の
印字品質を得るためには、サーマルヘッド１の発熱素子
４ａのピーク温度を高くして、短時間で高温の所定の印
字エネルギーをインクリボンあるいは感熱紙等（共に図
示せず）に付与する必要があるが、例えば、印字時の環
境温度を５〜３５℃とした場合に、低温の５℃において
は、必要な発熱素子４ａのピーク温度を得るために印加
エネルギーを最大にする必要があり、印字パターンによ
っては、発熱素子４ａのピーク温度は、グレーズ層３お
よび発熱素子４ａの耐熱温度である７００℃程度より高
くなり、グレーズ層３が熱変形あるいは溶融し、また、
発熱素子４ａの抵抗値が変化して低温環境における高速
印字を行うことができないという問題点があった。

【００１７】さらにまた、従来のサーマルヘッド１にお
いては、Ｔａ−ＳｉＯ₂等のサーメット系の素材からな
る発熱素子４ａは、高温の熱処理を施すことによりその
シート抵抗値が半減する特性を有しているため、実使用
温度以上の温度による熱処理（高温真空アニール処理）
が必須条件となっているが、前述したように、グレーズ
層３の耐熱温度が低いために、実使用温度以上の温度に
よる熱処理を施すことができないという問題点があっ
た。

【００１８】さらにまた、従来のサーマルヘッド１にお
いては、前述したようにサーマルヘッド１を製造する際
に、一枚の大きな基板上に複数個のサーマルヘッド１を
同時に形成し、その基板を所望の位置にて分割すること
により所望のサーマルヘッド１が同時に複数得られる製
法が用いられており、この大きな基板の分割は、研削加
工により施されているので、特に、リアルエッジとされ
たサーマルヘッド１においては、グレーズ層３を含んで
研削加工が施されることとなり、研削加工により形成さ
れる分割部分のエッジ部が鋭利なものとなるとともに、
グレーズ層３にチッピングが生じて、歩留まりを低下さ
せ、かつ、印字品質を低下させるという問題点があっ
た。このため、基板２のエッジ部には、基板１を分割す
る研削加工と同時でなく、分割した後に別工程で、鋭利
なエッジ部をなだらかにする（丸める）研磨加工が施さ
れており、加工精度、歩留まりおよび生産性が低下する
という問題点があった。

【００１９】さらにまた、従来のサーマルヘッド１にお
いては、グレーズ層３に形成された断面略台形状の台形
状メサ３ｂを、５〜１０μｍ程度の高さで斜面の傾斜角
度αを大きくすることにより、ラフ紙に対する印字効率
および印字品質を向上させることができるが、グレーズ
層３に等方性エッチングを用いて台形状メサ３ｂを形成
すると、台形状メサ３ｂの角部３ｃに曲面が形成できず
段差を生じ（鋭利な角が形成される）、台形状メサ３ｂ
の斜面の傾斜角度αを、例えば略１５度以上に大きくし
た場合に、発熱素子４ａおよび各電極５、６を形成する
フォトリソ工程にて、マスク形成不具合が多発して歩留
まりが著しく低下するという問題点があった。また、グ
レーズ層３に形成されている台形状メサ３ｂは、ガラス
からなる素材を等方性エッチングすることにより形成さ
れており、ガラスの等方性エッチングにおいては、台形
状メサ３ｂの斜面の傾斜角度αの制御性に劣り歩留まり
が低下するとともに、発熱素子４ａと記録媒体との当た
りむらを生じて印字品質が低下するという問題点があっ
た。

【００２０】さらにまた、従来のサーマルヘッド１にお
いては、さらなるリアルエッジ化を図ろうとすると、サ
ーマルヘッド１とプラテン（図示せず）との圧接力は、
発熱素子４ａによる発熱部４と、その発熱部４に隣位す
る共通電極５とに集中し、共通電極５上の保護層８に早
期クラックや剥離が生じて、印字品質および印字寿命を
長期間に亘り保持することができないという問題点があ
った。また、発熱素子４ａとインクリボン引き剥がしエ
ッジ部７との間に共通電極５が配設されているために、
さらなるリアルエッジ化を図ろうとすると、発熱部４が
基板２の端により近接し、これにより共通電極５の幅が
狭くなって電圧降下（コモンドロップ）が発生し、印字
濃度むら等の印字品質の低下を生じるとともに、印字寿
命が低下するという問題点があった。

【００２１】さらにまた、従来のサーマルヘッド１にお
いては、ガラスからなるグレーズ層３の熱伝導率が常温
において小さく（２．５×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・℃）、６００℃においては、常温時の略２倍と大きく
なる特性を有しており、サーマルヘッド１に用いると印
字の熱効率が不足するという問題点があった。また、グ
レーズ層３は、ガラスペーストを厚膜印刷焼成方式する
ことにより形成されており、このような形成方法では、
長さ方向および高さ方向にうねりが生じて、印字時に発
熱素子４ａと記録媒体との当たりむらが発生して印字品
質が低下するという問題点があった。

【００２２】さらにまた、従来のサーマルヘッド１にお
いては、アルミナからなる基板２が、アルミナ粒子をグ
リーンシート化したものを焼成することにより形成され
ており、このような形成方法では、表面粗さが大きくな
り、ファインパターンの形成において、表面の凹凸の影
響でパターンショート、オープン等の不具合が多発し
て、歩留まりが低下するという問題点があった。また、
アルミナからなる基板２は、グリーンシートを焼成する
ことにより形成されており、焼成によって基板２に大き
な反りが生じて、歩留まりおよび製造品質が低下すると
いう問題点があった。

【００２３】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、高速印字における高精細化および高い印字品質
を長期間に亘り保持することができるとともに、歩留ま
りを向上し生産性に優れたサーマルヘッドおよびその製
造方法を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため請求項１に記載の本発明のサーマルヘッドは、基板
の表面に保温層を形成し、この保温層の表面に、複数の
発熱素子と各発熱素子に接続される個別電極および共通
電極とを形成し、少なくとも前記保温層、発熱素子、個
別電極および共通電極の表面を保護層により被覆してな
るサーマルヘッドにおいて、前記基板を単結晶シリコン
により形成するとともに、この基板を、平板部と、この
平板部上にそれぞれ一体に形成されるとともに略Ｖ字又
はＵ字形状の溝部を介して相互に隣接配置され前記発熱
素子が設けられる発熱部用メサおよびインクリボン引き
剥がしエッジ部が設けられるエッジ用メサからなるメサ
部とにより構成し、前記基板の表面にＳｉと遷移金属の
低酸化物からなる略一様な厚さの保温層を形成し、か
つ、前記溝部上の保温層の表面に共通電極を形成したこ
とを特徴としている。

【００２５】そして、請求項２に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、請求項１において、前記基板は、表面の結
晶方位が（１００）の単結晶シリコンからなることを特
徴としている。

【００２６】さらに、請求項３に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、請求項１または請求項２において、前記発
熱部用メサおよびエッジ用メサを前記基板の一側に片寄
らせたことを特徴としている。

【００２７】また、請求項４に記載の本発明のサーマル
ヘッドは、請求項１乃至請求項３の何れか１項におい
て、前記エッジ用メサの斜面の傾斜角度が略５５度であ
ることを特徴としている。

【００２８】また、請求項５に記載の本発明のサーマル
ヘッドは、請求項１乃至請求項４の何れか１項におい
て、前記発熱部用メサの高さが５〜１５μｍであること
を特徴としている。

【００２９】また、請求項６に記載の本発明のサーマル
ヘッドは、請求項１乃至請求項５の何れか１項におい
て、前記保温層は、柱状質に形成されているとともに、
その厚さが１５〜３５μｍであることを特徴としてい
る。

【００３０】また、請求項７に記載の本発明のサーマル
ヘッドは、請求項１乃至請求項６の何れか１項におい
て、前記保温層がＳｉおよびＴａを主成分とする黒色の
低酸化物からなることを特徴としている。

【００３１】また、請求項８に記載の本発明のサーマル
ヘッドの製造方法は、請求項１乃至請求項７の何れか１
項に記載のサーマルヘッドの製造方法であり、基板の表
面に保温層を形成し、この保温層の表面に、複数の発熱
素子からなる発熱部と各発熱素子に接続される個別電極
および共通電極とを形成し、少なくとも前記保温層、発
熱素子、個別電極および共通電極の表面を保護層により
被覆してなるサーマルヘッドの製造方法において、単結
晶シリコンからなる基板の表面にマスク層を形成するマ
スク形成工程と、前記マスク層に発熱部用メサを形成す
るためのマスクパターンを形成するマスクパターン形成
工程と、前記マスクパターンが形成された基板に発熱部
用メサを形成する発熱部用メサ形成工程と、前記発熱部
用メサが形成された基板にエッチングを施すことにより
残留したマスク層を除去する残留マスク除去工程と、前
記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を小さくする発熱部用
メサ中間仕上げ工程と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜
角度を所定値とするとともに角部を丸める発熱部用メサ
最終仕上げ工程と、前記最終仕上げが施された発熱部用
メサを有する基板の表面にマスク層を再び形成する再マ
スク形成工程と、前記マスク層が再び形成された発熱部
用メサを有する基板の表面に溝部およびエッジ用メサを
形成するためのマスクパターンを再び形成する再マスク
パターン形成工程と、前記マスクパターンが再び形成さ
れた発熱部用メサを有する基板に溝部およびエッジ用メ
サを形成する溝・エッジメサ形成工程と、前記発熱部用
メサおよび溝部ならびにエッジ用メサが形成された基板
上に前記保温層を形成する保温層形成工程と、前記保温
層形成工程により生じる基板の反りを除去する歪み除去
工程と、前記保温層の表面に形成した発熱素子の抵抗値
を安定化させる発熱素子安定化処理工程と、前記溝部上
の保温層の表面に共通電極を形成する共通電極形成工程
とをこの順に行うことを特徴としている。

【００３２】また、請求項９に記載の本発明のサーマル
ヘッドの製造方法は、請求項８において、前記発熱部用
メサ形成工程および溝・エッジメサ形成工程が異方性エ
ッチングであることを特徴としている。

【００３３】また、請求項１０に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項８または請求項９におい
て、前記発熱部用メサ中間仕上げ工程が全面異方性エッ
チングおよび全面等方性エッチングであることを特徴と
している。

【００３４】また、請求項１１に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項８乃至請求項１０の何れ
か１項において、前記保温層形成工程がＯ₂反応性スパ
ッタであることを特徴としている。

【００３５】また、請求項１２に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項８乃至請求項１１の何れ
か１項において、前記歪み除去工程が８００〜９００℃
の熱処理であることを特徴としている。

【００３６】また、請求項１３に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項８乃至請求項１２の何れ
か１項において、前記発熱素子安定化処理工程が８００
〜９００℃の熱処理であることを特徴としている。

【００３７】また、請求項１４に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、基板の表面に保温層を形成し、この保温層
の表面に、複数の発熱素子と各発熱素子に接続される個
別電極および共通電極とを形成し、少なくとも前記保温
層、発熱素子、個別電極および共通電極の表面を保護層
により被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記基板
を単結晶シリコンにより形成するとともに、この基板
を、平板部と、この平板部上にそれぞれ一体に形成され
るとともに底部が平坦面をなす共通電極用溝部を介して
相互に隣接配置され前記発熱素子が設けられる発熱部用
メサおよびインクリボン引き剥がしエッジ部が設けられ
るエッジ用メサからなるメサ部とにより構成し、前記基
板の表面にＳｉと遷移金属の低酸化物からなる略一様な
厚さの保温層を形成し、かつ、前記溝部上の保温層の表
面に共通電極を形成したことを特徴としている。

【００３８】また、請求項１５に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、請求項１４において、前記基板は、表面の
結晶方位が（１００）の単結晶シリコンからなることを
特徴としている。

【００３９】また、請求項１６に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、請求項１４または請求項１５において、前
記発熱部用メサおよびエッジ用メサを前記基板の一側に
片寄らせたことを特徴としている。

【００４０】また、請求項１７に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、請求項１４至請求項１６の何れか１項にお
いて、前記エッジ用メサの斜面の傾斜角度が略５５度で
あることを特徴としている。

【００４１】また、請求項１８に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、請求項１４乃至請求項１７の何れか１項に
おいて、前記発熱部用メサの高さが５〜１５μｍである
ことを特徴としている。

【００４２】また、請求項１９に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、請求項１４乃至請求項１８の何れか１項に
おいて、前記保温層は、柱状質に形成されているととも
に、その厚さが１５〜３５μｍであることを特徴として
いる。

【００４３】また、請求項２０に記載の本発明のサーマ
ルヘッドは、請求項１９において、前記保温層がＳｉお
よび遷移金属を主成分とする低酸化物からなることを特
徴としている。

【００４４】また、請求項２１に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項１４乃至請求項２０の何
れか１項に記載のサーマルヘッドの製造方法であり、基
板の表面に保温層を形成し、この保温層の表面に、複数
の発熱素子からなる発熱部と各発熱素子に接続される個
別電極および共通電極とを形成し、少なくとも前記保温
層、発熱素子、個別電極および共通電極の表面を保護層
により被覆してなるサーマルヘッドの製造方法におい
て、単結晶シリコンからなる基板の表面にマスク層を形
成する第１のマスク形成工程と、前記マスク層に発熱部
用メサを形成するためのマスクパターンを形成する第１
のマスクパターン形成工程と、前記第１のマスクパター
ンが形成された基板にエッチングを施すことにより発熱
部用メサを形成する発熱部用メサ形成工程と、前記発熱
部用メサが形成された基板に残留したマスク層を除去す
る第１の残留マスク除去工程と、前記発熱部用メサの斜
面の傾斜角度を小さくする発熱部用メサ中間仕上げ工程
と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を所定値とする
とともに角部を丸める発熱部用メサ最終仕上げ工程と、
前記最終仕上げが施された発熱部用メサを有する基板の
表面にマスク層を再び形成する第２のマスク形成工程
と、前記第２のマスク層が形成された基板の表面に共通
電極を収容する底部が平坦面をなす共通電極用溝部を形
成するためのマスクパターンを形成する第２のマスクパ
ターン形成工程と、前記第２のマスクパターンが形成さ
れた基板にエッチングを施すことにより底部が平坦面を
なす共通電極用溝部を形成する共通電極用溝部形成工程
と、前記共通電極用溝部が形成された基板に残留したマ
スク層を除去する第２の残留マスク除去工程と、前記発
熱部用メサおよび共通電極用溝部が形成された基板の表
面にマスク層を再び形成する第３のマスク形成工程と、
前記第３のマスク層が形成された基板の表面にエッジ用
メサを形成するためのマスクパターンを形成する第３の
マスクパターン形成工程と、前記第３のマスクパターン
が形成された基板にエッチングを施すことによりエッジ
用メサを形成するエッジ用メサ形成工程と、前記エッジ
用メサが形成された基板に残留したマスク層を除去する
第３の残留マスク除去工程と、前記発熱部用メサおよび
共通電極用溝部ならびにエッジ用メサが形成された基板
上に前記保温層を形成する保温層形成工程と、前記保温
層形成工程により生じる基板のソリを除去する歪み除去
工程と、前記保温層の表面に形成した発熱素子の抵抗値
を安定化させる発熱素子安定化処理工程と、前記共通電
極用溝部上の保温層の表面に共通電極を形成する共通電
極形成工程とをこの順に行うことを特徴としている。

【００４５】また、請求項２２に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項２１において、前記発熱
部用メサ形成工程が異方性エッチングであり、前記発熱
部用メサ中間仕上げ工程が全面異方性エッチングであ
り、発熱部用メサ最終仕上げ工程が等方性丸めエッチン
グであることを特徴としている。

【００４６】また、請求項２３に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項２１または請求項２２に
おいて、前記保温層形成工程がＳｉと遷移金属との合金
ターゲットを用いたＯ₂反応性スパッタであることを特
徴としている。

【００４７】また、請求項２４に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項２１乃至請求項２３の何
れか１項において、前記歪み除去工程が８００〜９００
℃の熱処理であることを特徴としている。

【００４８】また、請求項２５に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項２１乃至請求項２４の何
れか１項において、前記発熱素子安定化処理工程が８０
０〜９００℃の熱処理であることを特徴としている。

【００４９】また、請求項２６に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項１４乃至請求項２０の何
れか１項に記載のサーマルヘッドの製造方法であり、基
板の表面に保温層を形成し、この保温層の表面に、複数
の発熱素子からなる発熱部と各発熱素子に接続される個
別電極および共通電極とを形成し、少なくとも前記保温
層、発熱素子、個別電極および共通電極の表面を保護層
により被覆してなるサーマルヘッドの製造方法におい
て、単結晶シリコンからなる基板の表面にマスク層を形
成する第１のマスク形成工程と、前記マスク層に発熱部
用メサを形成するためのマスクパターンを形成する第１
のマスクパターン形成工程と、前記第１のマスクパター
ンが形成された基板にエッチングを施すことにより発熱
部用メサを形成する発熱部用メサ形成工程と、前記発熱
部用メサが形成された基板に残留したマスクを除去する
第１の残留マスク除去工程と、前記発熱部用メサの斜面
の傾斜角度を小さくする発熱部用メサ中間仕上げ工程
と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を所定値とする
とともに角部を丸める発熱部用メサ最終仕上げ工程と、
前記最終仕上げが施された発熱部用メサを有する基板の
表面に熱酸化ＳｉＯ₂からなるマスク層を形成する第２
のマスク形成工程と、前記第２のマスク層が形成された
基板の表面に共通電極を収容する底部が平坦面をなす共
通電極用溝部を形成するためのマスクパターンを形成す
る第２のマスクパターン形成工程と、前記第２のマスク
パターンが形成された基板にエッチングを施すことによ
り底部が平坦面をなす共通電極用溝部を形成する共通電
極用溝部形成工程と、前記発熱部用メサおよび共通電極
用溝部が形成された基板の表面に熱酸化ＳｉＯ₂からな
るマスク層を再び形成する第３のマスク形成工程と、前
記第３のマスク層が形成された基板の表面にエッジ用メ
サを形成するためのマスクパターンを形成する第３のマ
スクパターン形成工程と、前記第３のマスクパターンが
形成された基板にエッチングを施すことによりエッジ用
メサを形成するエッジ用メサ形成工程と、前記発熱部用
メサおよび共通電極用溝部ならびにエッジ用メサが形成
された基板上に前記保温層を形成する保温層形成工程
と、前記保温層形成工程により生じる基板のソリを除去
する歪み除去工程と、前記保温層の表面に形成した発熱
素子の抵抗値を安定化させる発熱素子安定化処理工程
と、前記共通電極用溝部上の保温層の表面に共通電極を
形成する共通電極形成工程とをこの順に行うことを特徴
としている。

【００５０】また、請求項２７に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項２６において、前記発熱
部用メサ形成工程が異方性エッチングであり、前記発熱
部用メサ中間仕上げ工程が全面異方性エッチングであ
り、発熱部用メサ最終仕上げ工程が等方性丸めエッチン
グであることを特徴としている。

【００５１】また、請求項２８に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項２６または請求項２７に
おいて、前記保温層形成工程がＳｉと遷移金属との合金
ターゲットを用いたＯ₂反応性スパッタであることを特
徴としている。

【００５２】また、請求項２９に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項２６乃至請求項２８の何
れか１項において、前記歪み除去工程が８００〜９００
℃の熱処理であることを特徴としている。

【００５３】また、請求項３０に記載の本発明のサーマ
ルヘッドの製造方法は、請求項２６乃至請求項２９の何
れか１項において、前記発熱素子安定化処理工程が８０
０〜９００℃の熱処理であることを特徴としている。

【００５４】

【作用】請求項１に記載の本発明のサーマルヘッドによ
れば、単結晶シリコンからなる基板を用いることによ
り、基板上に、発熱素子が形成される発熱部用メサおよ
びインクリボン引き剥がしエッジ部が形成されるエッジ
用メサならびに略Ｖ字又はＵ字形状の溝部を直接的に容
易に形成することができるとともに、加工精度および熱
特性を向上させることができる。そして、溝部上に共通
電極を形成することにより、共通電極の幅を広く形成す
ることができ、電圧降下を低減させることができる。さ
らに、保温層にＳｉと遷移金属の低酸化物を用いること
により、熱伝導率を小さくするとともに耐熱性を向上さ
せることができる。

【００５５】請求項２に記載の本発明のサーマルヘッド
によれば、表面の結晶方位が（１００）の単結晶シリコ
ンからなる基板を用いることにより、発熱部用メサおよ
びインクリボン引き剥がしエッジ部が形成されるエッジ
用メサならびに略Ｖ字又はＵ字形状の溝部を直接的に精
度よくかつ容易に形成することができる。

【００５６】請求項３に記載の本発明のサーマルヘッド
によれば、共通電極の幅を狭くすることなく、発熱部用
メサおよびエッジ用メサを基板の一側に片寄らせること
により、リアルエッジ化を容易に図ることができる。

【００５７】請求項４に記載の本発明のサーマルヘッド
によれば、エッジ用メサの斜面の角度を略５５度とする
ことにより、インクリボンの引き剥がしに好適な角度の
インクリボンの引き剥がしエッジを容易に形成すること
ができる。

【００５８】請求項５に記載の本発明のサーマルヘッド
によれば、発熱部用メサの高さを５〜１５μｍとするこ
とにより、ラフ紙に対する印字効率および印字品質を向
上させることができる。

【００５９】請求項６に記載の本発明のサーマルヘッド
によれば、厚さが１５〜３５μｍの柱状質に形成された
保温層を用いることにより、耐熱性を向上させることが
できる。

【００６０】請求項７に記載の本発明のサーマルヘッド
によれば、ＳｉおよびＴａを主成分とする黒色の低酸化
物からなる保温層を用いることにより、熱伝導率が小さ
く、耐熱性に優れた保温層を容易に形成することができ
る。

【００６１】請求項８に記載の本発明のサーマルヘッド
の製造方法によれば、請求項１乃至請求項７に記載のサ
ーマルヘッドを精度よく効率よく容易に製することがで
きる。

【００６２】請求項９に記載の本発明のサーマルヘッド
の製造方法によれば、異方性エッチングにより、基板上
に、斜面の角度が略５５度のエッジ用メサを精度よく効
率よく容易に製することができる。

【００６３】請求項１０に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、全面異方性エッチングおよび全
面等方性エッチングにより、高さ５〜１５μｍで斜面の
傾斜角度が１５〜２０度の発熱部用メサを精度よく効率
よく容易に製することができる。

【００６４】請求項１１に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、Ｏ₂反応性スパッタにより、柱
状質に形成された熱伝導率が小さく、耐熱性に優れた保
温層を容易に形成することができる。

【００６５】請求項１２に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、８００〜９００℃の熱処理を施
すことにより、基板の反りを容易に除去することができ
る。

【００６６】請求項１３に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、８００〜９００℃の熱処理を施
すことにより、使用状態における発熱素子の抵抗値の安
定化を確実に図ることができる。

【００６７】請求項１４に記載の本発明のサーマルヘッ
ドによれば、単結晶シリコンからなる基板を用いること
により、基板上に、発熱素子が形成される発熱部用メサ
およびインクリボン引き剥がしエッジ部が形成されるエ
ッジ用メサならびに発熱部用メサとエッジ用メサとの間
に底部が平坦面をなす共通電極用溝部を直接的に容易に
形成することができるとともに、加工精度および熱特性
を向上させることができる。そして、共通電極用溝部上
に共通電極を形成することにより、共通電極の幅を広く
形成することができ、電圧降下を低減させることができ
る。さらに、保温層にＳｉと遷移金属の低酸化物を用い
ることにより、熱伝導率を小さくするとともに耐熱性を
向上させることができる。

【００６８】請求項１５に記載の本発明のサーマルヘッ
ドによれば、表面の結晶方位が（１００）の単結晶シリ
コンからなる基板を用いることにより、発熱部用メサお
よびインクリボン引き剥がしエッジ部が形成されるエッ
ジ用メサならびに発熱部用メサとエッジ用メサとの間に
底部が平坦面をなす共通電極用溝部を直接的に精度よく
かつ容易に形成することができる。

【００６９】請求項１６に記載の本発明のサーマルヘッ
ドによれば、共通電極の幅を狭くすることなく、発熱部
用メサおよびエッジ用メサを基板の一側に片寄らせるこ
とにより、リアルエッジ化を容易に図ることができる。

【００７０】請求項１７に記載の本発明のサーマルヘッ
ドによれば、エッジ用メサの斜面の角度を略５５度とす
ることにより、インクリボンの引き剥がしに好適な角度
のインクリボンの引き剥がしエッジを容易に形成するこ
とができる。

【００７１】請求項１８に記載の本発明のサーマルヘッ
ドによれば、発熱部用メサの高さを５〜１５μｍとする
ことにより、ラフ紙に対する印字効率および印字品質を
向上させることができる。

【００７２】請求項１９に記載の本発明のサーマルヘッ
ドによれば、厚さが１５〜３５μｍの柱状質に形成され
た保温層を用いることにより、耐熱性を向上させること
ができる。

【００７３】請求項２０に記載の本発明のサーマルヘッ
ドによれば、Ｓｉおよび遷移金属を主成分とする低酸化
物からなる保温層を用いることにより、熱伝導率が小さ
く、耐熱性に優れた保温層を容易に形成することができ
る。

【００７４】請求項２１に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、請求項１４乃至請求項２０の何
れか１項に記載のサーマルヘッドを精度よく効率よく容
易に製することができる。

【００７５】請求項２２に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、異方性エッチングおよび全面異
方性エッチングならびに等方性丸めエッチングにより、
高さ５〜１５μｍで斜面の傾斜角度が１５〜２０度の請
求項１４乃至請求項２０の何れか１項に記載のサーマル
ヘッドの発熱部用メサを基板上に精度よく効率よく容易
に製することができる。

【００７６】請求項２３に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、Ｓｉと遷移金属との合金ターゲ
ットを用いたＯ₂反応性スパッタにより、柱状質に形成
された熱伝導率が小さく、耐熱性に優れた請求項１４乃
至請求項２０の何れか１項に記載のサーマルヘッドの保
温層を容易に形成することができる。

【００７７】請求項２４に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、８００〜９００℃の熱処理を施
すことにより、請求項１４乃至請求項２０の何れか１項
に記載のサーマルヘッドの基板の反りを容易に除去する
ことができる。

【００７８】請求項２５に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、８００〜９００℃の熱処理を施
すことにより、請求項１４乃至請求項２０の何れか１項
に記載のサーマルヘッドの使用状態における発熱素子の
抵抗値の安定化を確実に図ることができる。

【００７９】請求項２６に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、請求項１４乃至請求項２０の何
れか１項に記載のサーマルヘッドを精度よくより効率よ
く容易に製することができる。

【００８０】請求項２７に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、異方性エッチングおよび全面異
方性エッチングならびに等方性丸めエッチングにより、
高さ５〜１５μｍで斜面の傾斜角度が１５〜２０度の請
求項１４乃至請求項２０の何れか１項に記載のサーマル
ヘッドの発熱部用メサを基板上に精度よくより効率よく
容易に製することができる。

【００８１】請求項２８に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、Ｓｉと遷移金属との合金ターゲ
ットを用いたＯ₂反応性スパッタにより、柱状質に形成
された熱伝導率が小さく、耐熱性に優れた請求項１４乃
至請求項２０の何れか１項に記載のサーマルヘッドの保
温層を容易に形成することができる。

【００８２】請求項２９に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、８００〜９００℃の熱処理を施
すことにより、請求項１４乃至請求項２０の何れか１項
に記載のサーマルヘッドの基板の反りを容易に除去する
ことができる。

【００８３】請求項３０に記載の本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法によれば、８００〜９００℃の熱処理を施
すことにより、請求項１４乃至請求項２０の何れか１項
に記載のサーマルヘッドの使用状態における発熱素子の
抵抗値の安定化を確実に図ることができる。

【００８４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により説明
する。

【００８５】図１は本発明に係るサーマルヘッドの第１
実施例の要部を示す拡大縦断面図である。

【００８６】図１に示すように、本実施例のサーマルヘ
ッド９は、単結晶シリコンからなる基板１０を有してい
る。この基板１０は、平板部１０Ａと、この平板部１０
Ａ上にそれぞれ一体に形成されるとともに後述する保温
層１１を介して発熱部１２となる発熱素子１２ａが設け
られる発熱部用メサ１０ａおよびインクリボン引き剥が
しエッジ部１３が設けられるエッジ用メサ１０ｂを略Ｖ
字又はＵ字形状に形成された溝部１０ｃを介して相互に
隣接配置したメサ部１０Ｂとにより構成されている。そ
して、この基板２の表面には、Ｓｉと遷移金属の黒色の
低酸化物からなる略一様な厚さの保温層１１が形成され
ている。さらに、発熱部用メサ１０ａの上方に位置する
保温層１１の表面には、発熱部１２を形成する発熱抵抗
体からなる発熱素子１２ａが配設されており、その一側
（左側）には、各発熱素子１２ａに独立して通電を行う
所望の個別電極１４が形成されている。また、発熱部１
２の他側（右側）に位置する溝部１０ｃの上方の保温層
１１の表面には、各発熱素子１２ａに接続される所望の
共通電極１５が形成されている。

【００８７】前記発熱素子１２ａ、共通電極１５および
個別電極１４の表面には、これらを酸化あるいは摩耗等
から保護するための保護層１６が形成されている。

【００８８】また、エッジ用メサ１０ｂの頂部の右端部
上方に位置する保護層１６の角部が記録媒体からインク
リボン（共に図示せず）を引き剥がすインクリボン引き
剥がしエッジ部１３とされている。

【００８９】本実施例のサーマルヘッド９についてさら
に説明する。

【００９０】前記基板１０は、単結晶シリコン、特に、
面方位（１００）の単結晶シリコンにより形成されてい
る。そして、基板１０の一端部側、図１において矢印に
て示すサーマルヘッド９の走行方向上流側（右側）の上
面に、高さＨが５〜１５μｍ程度で、斜面の傾斜角度β
が１５〜２０度程度に形成された断面略台形状の発熱部
用メサ１０ａが形成されており、この発熱部用メサ１０
ａの右側には、略Ｖ字又はＵ字形状に形成された溝部１
０ｃを介して斜面の傾斜角度γが５５度程度とされた断
面略台形状のエッジ用メサ１０ｂが形成されている。こ
の発熱部用メサ１０ａの高さおよび斜面の傾斜角度β
は、この範囲より小さいとラフ紙に対して十分な圧力が
得られず印字品質が低下する傾向があり、この範囲より
大きいと発熱素子１２ａおよび各電極１４、１５の電極
パターンのファインパターンの形成が困難となり歩留ま
りの低下を生じる傾向がある。また、エッジ用メサ１０
ｂの斜面の傾斜角度γは、この傾斜角度γより小さいと
インクの切れ性が不安定となる傾向があり、この角度よ
り大きいとインクリボンからのインク落ちとなる傾向が
ある。そして、発熱部用メサ１０ａおよびエッジ用メサ
１０ｂの上面は、ほぼ平坦な所望の幅の頂面とされてい
るとともに、発熱部用メサ１０ａの頂面の高さ位置は、
エッジ用メサ１０ｂの頂面の高さ位置より高い上方に位
置している。

【００９１】前記基板１０の表面には、本実施例におい
ては、ＳｉとＴａとの黒色の低酸化物を主成分とした保
温層１１が形成されている。そして、この保温層１１
は、高速印字における保温性に好適な１５〜３５μｍ程
度の略一様な厚さに形成されるとともに、柱状質に形成
されている。なお、この保温層１１の主成分としては、
Ｓｉと遷移金属、例えばＴａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ等の低酸
化物を用いてもよく、特に、本実施例の構成に限定され
るものではない。

【００９２】前記発熱部用メサ１０ａの上方に位置する
保温層１１の表面には、Ｔａ₂ＮまたはＴａ−ＳｉＯ₂
等からなる所望の発熱素子１２ａが、蒸着、スパッタリ
ング等の適宜な周知の方法により被着された後、周知の
エッチング等により、分解能に対応するようにして所望
のドットの数に応じて整列配置されており、これにより
発熱部１２が形成されている。そして、発熱部１２の一
側（走行方向下流側：左側）には、各発熱素子１２ａに
接続され独立して通電を行う所望の個別電極１４が形成
されており、発熱部１２の他側（走行方向上流側：右
側）の溝部１０ｃ内には、各発熱素子１２ａに接続され
る共通電極１５が形成されている。この個別電極１４お
よび共通電極１５は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等から
なり、周知の蒸着、スパッタリング等の方法により保温
層１１の表面に被着された後、周知のエッチング等によ
り、所望形状のパターンに形成されている。

【００９３】前記発熱素子１２ａ、共通電極１５および
個別電極１４の表面には、これらを保護するために５〜
１０μｍ程度の厚さの所望の保護層１６が、共通電極１
５および個別電極１４の端子部位外のすべての表面を被
覆するようにして形成されている。この保護層１６は、
発熱素子１２ａを酸化による劣化から保護するととも
に、図示しないインクリボン等への当接による摩耗から
発熱素子１２ａおよび各電極１４、１５を保護するため
に、耐酸化性および耐摩耗性の良いサイアロン、Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ等を素材とし、スパッタリング等の周知の方法に
より形成されている。

【００９４】また、エッジ用メサ１０ｂの右端部の上方
（右側の頂面の右端部の上方）の保護層１６の角部がイ
ンクリボン引き剥がしエッジ部１３とされるとともに、
発熱部１２の中心ＣＬからインクリボン引き剥がしエッ
ジ部１３までのインクリボン引き剥がし距離Ｌは、さら
なるリアルエッジ化を図るために極力短く形成されてい
る。このインクリボン引き剥がし距離Ｌは、設計コンセ
プトや熱解析シミュレーションの結果等から決定すれば
よい。

【００９５】つぎに、本実施例のサーマルヘッド９の製
造方法について説明する。

【００９６】図２は本発明に係る第１実施例のサーマル
ヘッドの製造方法の一実施例の要部を示す工程図であ
る。

【００９７】本実施例のサーマルヘッド９の製造方法に
ついて、図２に示す工程図に沿って説明する。

【００９８】まず、マスク形成工程において、鏡面仕上
げが施された単結晶シリコンからなる基板１０の表面
に、０．５μｍ程度の厚みの熱酸化によるＳｉＯ₂の
膜、あるいはスパッタリング等によるＳｉＯ₂、Ｔａ₂
Ｏ₅、Ｓｉ₃Ｎ₄等の膜を形成して所望のマスク層を形
成する。

【００９９】つぎに、マスクパターン形成工程におい
て、マスク層の表面に、フォトレジストをスピンナー等
で塗布し、フォトリソ技術により所望のレジストパター
ンを形成した後、マスク層がＳｉＯ₂の場合にはバッフ
ァードフッ酸（ＢＨＦ）でエッチングし、マスク層がＴ
ａ₂Ｏ₅、Ｓｉ₃Ｎ₄の場合にはＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉ
ｖｅｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇ）またはＣＤＥ（Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌｄｒｙｅｔｃｈｉｎｇ）でエッチングし
て所望のマスクパターンを形成する。

【０１００】つぎに、発熱部用メサ形成工程において、
マスクパターンが形成された基板１０を、ＫＯＨ水溶液
等のアルカリ溶液を用いて異方性エッチングすることに
より、面方位（１００）の単結晶シリコンからなる基板
１０に、高さが５〜１５μｍ程度で、斜面の傾斜角度が
略５５度の発熱部用メサ１０ａを形成する。なお、面方
位（１００）の単結晶シリコンを異方性エッチングする
ことにより、傾斜角度は必然的に略５５度になる。

【０１０１】つぎに、残留マスク除去工程において、斜
面の傾斜角度が略５５度の発熱部用メサ１０ａが形成さ
れた基板１０にエッチングを施すことによりマスク層を
除去する。

【０１０２】つぎに、発熱部用メサ中間仕上げ工程にお
いて、斜面の傾斜角度が略５５度の発熱部用メサ１０ａ
が形成された基板１０を、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ溶
液を用いて全面異方性エッチングすることにより、斜面
の傾斜角度を５５度から２５度程度に小さくする。

【０１０３】つぎに、発熱部用メサ最終仕上げ工程にお
いて、フッ硝酸エッチャント（ＨＦ：ＨＮＯ₃：ＣＨ₃
ＣＯＯＨ＝１：８：３）を用いて、全面等方性エッチン
グすることにより、発熱部用メサ１０ａの斜面の傾斜角
度を１５〜２０度程度とするとともに、発熱部用メサ１
０ａの頂部と斜面とにより形成される角部を曲面状に形
成する。

【０１０４】つぎに、再マスク形成工程において、発熱
部用メサ１０ａを有する基板１０の表面に、前記マスク
形成工程と同様にして、厚さ０．５〜１μｍ程度のマス
ク層を再び形成する。

【０１０５】つぎに、再マスクパターン形成工程におい
て、発熱部用メサ１０ａを有する基板１０の表面に、前
記マスクパターン形成工程と同様にして、所望のマスク
パターンを再び形成する。

【０１０６】つぎに、溝・エッジメサ成型工程におい
て、マスクパターンが再び形成された基板１０を、ＫＯ
Ｈ水溶液等のアルカリ溶液を用いて深さ２０〜６０μｍ
程度を異方性エッチングすることにより、発熱部用メサ
１０ａに隣接するようにして斜面の傾斜角度が略５５度
のエッジ用メサ１０ｂを形成するとともに、発熱部用メ
サ１０ａとエッジ用メサ１０ｂとの間に異方性エッチン
グの特性を用いて略Ｖ字又はＵ字形状の溝部１０ｃを形
成する。その後、前記残留マスク除去工程と同様にして
基板１０から再び形成したマスク層を除去する。

【０１０７】つぎに、保温層形成工程において、所定形
状に形成された基板１０の表面に、ＳｉとＴａとを主成
分とした黒色の低酸化物からなる低熱伝導率、低熱膨張
率、高耐熱の素材を、Ｏ₂反応性スパッタリング等の方
法により、１５〜３５μｍの厚さで柱状質に蒸着するこ
とにより保温層１１を形成する。

【０１０８】つぎに、歪み除去工程において、保温層１
１を有する基板１０に、熱処理、本実施例においては、
真空または雰囲気アニール炉を用いて、８００〜９００
℃程度の高温アニール処理を施す。これにより基板１０
の反りが除去（矯正）されるとともに、保温層１１の安
定化が図られる。この熱処理温度は、この範囲より低い
と矯正不足となり、この温度範囲より高いと矯正過剰と
なる。

【０１０９】ついで、保温層１１の表面に、従来と同様
にして、Ｔａ−ＳｉＯ₂等からなる発熱素子１２ａを蒸
着、スパッタ等により被着して、エッチングにより所望
のパターンに形成してから、本発明の発熱素子安定化処
理工程において、熱処理、本実施例においては、真空ア
ニール炉を用いて８００〜９００℃程度の高温アニール
処理を施す。これにより発熱素子１２ａの酸化による劣
化を防止しつつ発熱素子１２ａの抵抗値の安定化が図ら
れる。この熱処理温度は、この範囲より低いとサーマル
ヘッドの耐熱性不足になり、この範囲より高いと過剰品
質になる。

【０１１０】ついで、従来と同様に、発熱素子１２ａ上
に、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等からなる素材を２μｍ程度の厚
さに蒸着またはスパッタリング等により被着た後、エッ
チングにより所望のパターンとすることにより、共通電
極１５および個別電極１４を形成する。このとき、共通
電極１５は、本発明の共通電極形成工程により、前記略
Ｖ字又はＵ字形状の溝部１０ｃ内の上方に位置する保温
層１１上に落とし込むようにして形成され、共通電極１
５の最も高い部位の高さ位置が発熱部１２の最も高い部
位の高さ位置より低くされる。

【０１１１】その後、従来と同様に、サイアロン等から
なる素材を５〜１０μｍ程度の厚さで積層することによ
り保護層１６が形成され、本実施例のサーマルヘッド９
の製造が完了する。

【０１１２】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
作用について説明する。

【０１１３】本実施例のサーマルヘッド９の発熱部用メ
サ１０ａは、異方性エッチング加工することにより、鏡
面仕上げされた平滑な単結晶シリコンからなる基板１０
上に直接的に容易に形成されるので、従来のグレーズ層
（保温層）３を等方性エッチング加工するものと異な
り、加工精度を飛躍的に向上させることができる。そし
て、発熱部用メサ１０ａを等方性エッチングすることに
より、発熱部用メサ１０ａの角部に十分に大きな曲面を
形成する（角部を滑らかにする）ことができるので、発
熱部用メサ１０ａの斜面の傾斜角度βを、従来より大き
くした場合においても、フォトリソ工程における歩留ま
りの低下を確実に防止し、製造効率を確実に向上させる
ことができる。さらに、本実施例の発熱部用メサ１０ａ
は、寸法ばらつきが小さく、うねりが生じないので、こ
の発熱部用メサ１０ａを有するサーマルヘッド９は、記
録媒体に対する当たりむらを解消することができるの
で、当たりむらによる印字品質の低下を確実に防止する
ことができる。

【０１１４】そして、インクリボン引き剥がしエッジ部
１３が形成されるエッジ用メサ１０ｂは、表面の結晶方
位が（１００）の単結晶シリコンからなる基板１０を異
方性エッチングすることにより、チッピングのない、イ
ンクリボンの引き剥がしに適した斜面の傾斜角度γ（略
５５度）が必然的に形成されるので、従来の研削または
研磨加工では達成し得ない、高精度のインクリボン引き
剥がしエッジ部１３を得ることができ、これによりイン
クリボンの走行状態が安定し、印字品質のばらつきを確
実に低減するすることができるとともに、従来と異な
り、別工程による研磨加工を施す必要がないので、歩留
まり、生産性、印字品質を確実に向上させることができ
る。

【０１１５】さらに、共通電極１５が上部に形成される
Ｖ字又はＵ字形状の溝部１０ｃは、単結晶シリコンから
なる基板１０を異方性エッチングすることにより、容易
に形成することができるので、従来のグレーズ層３の等
方性エッチングによるサイドエッジがなく、また、加工
精度を飛躍的に向上させることができる。また、このＶ
字又はＵ字形状の溝部１０ｃの上方に落とし込むように
して高さ位置の低い共通電極１５を容易に形成すること
ができるので、共通電極１５上の保護層１６に加わるプ
ラテンの当接力が軽減され、保護層１６のクラックや剥
離を確実に防止し、長期間に亘り良好な印字品質を保持
することができる。さらに、共通電極１５の高さ位置が
低くなることにより、発熱部１２にプラテンの当接力が
集中することとなり、印字品質を向上させることができ
る。また、共通電極１５を、Ｖ字又はＵ字形状の溝部１
０ｃの上方に落とし込むようにして形成することによ
り、共通電極１５の幅を大きくすることができ、従来と
異なり、共通電極１５の幅が短くなることにより、抵抗
値の増加による電圧降下が発生し、印字濃度むら等の印
字品質の低下を生じるとともに、印字寿命が低下すると
いう不都合を確実に防止することができる。

【０１１６】また、発熱部１２とインクリボン引き剥が
しエッジ部１３との段差を小さくすることができるの
で、発熱部１２にて加熱されて溶融状態とされたインク
リボンのインクを記録媒体（共に図示せず）に十分に押
圧することができ、定着性を確実に向上させることがで
きるとともに、発熱部１２の中心ＣＬからインクリボン
引き剥がしエッジ部１３までの距離Ｌを短くすることが
できるので、さらなるリアルエッジ化を確実に図ること
ができ、また、高い熱応答性を有する樹脂系の薄膜リボ
ンを用いてラフ紙に対する良好な印字を行うこともでき
る。

【０１１７】また、基板１０の素材として単結晶シリコ
ンを用いているので、基板１０の熱伝導率（３４０×１
０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃程度）が高く、アルミナ
等のセラミックスを素材とした従来の基板２の熱伝導率
（４０×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃程度）に対し
て略８倍となり、発熱素子１２ａへの通電周期が短い高
速印字の場合においても、基板１０による蓄熱の影響を
解消することができ、印字品質の低下を確実に防止する
ことができる。

【０１１８】また、単結晶シリコンからなる基板１０
は、表面を鏡面仕上げしたものを用いることができるの
で、基板１０の表面の凹凸が著しく少なく、各電極１
４、１５のファインパターン化に十分に追随することが
でき、製造品質、歩留まり等を確実に向上させることが
できる。

【０１１９】また、保温層１１は、ＳｉとＴａの黒色の
低酸化物を主成分とした低熱伝導性の素材から形成され
ており、その製造方法は、ＳｉとＴａとを主成分とした
合金ターゲットを、Ｏ₂反応性スパッタによりガス圧を
略１．０Ｐａとして、Ｏ₂ガス流量に対する成膜速度が
ほぼ最大となる条件で成膜することにより、黒色で１５
〜３５μｍ程度の厚さの柱状質を呈するものを簡単に得
ることができる。そして、この黒色で柱状質からなる保
温層１１は、その熱伝導率（２×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・℃）が従来のグレーズ層３より小さくなり、良
好な蓄熱性（断熱性）を得ることができる。この保温層
１１は柱状質に形成されており、適宜なアニーリング処
理を施すことにより、柱状質を緻密化させるとともに、
保温層１１の形成時に発生する歪みが除去され、基板１
０のそりを確実に除去することができるので、発熱素子
１２ａ、共通電極１５および個別電極１４を形成する場
合の加工精度を確実に向上させることができる。さら
に、保温層１１の熱膨張係数（略３×１０^-6／℃）は、
単結晶シリコンからなる基板１０の熱膨張係数（２．６
×１０^-6／℃）と略同等の値であり、形成された保温層
１１は、単結晶シリコンからなる基板１０との密着性が
よい。また、この保温層１１は、耐熱性が向上し、１０
００℃程度の高温熱処理にともなう保温層１１の剥離や
クラックや溶融変形を確実に防止することができる。さ
らにまた、発熱素子１２ａの印字におけるピーク温度が
７００℃を越えても保温層１１の熱変形が発生せず、低
温環境における高速印字品質の低下を防止することがで
きる。しかも、保温層１１の耐熱性が略１０００℃と高
いので、発熱素子１２ａを形成した後に、８００〜９０
０℃程度の高温真空アニール処理による発熱素子安定化
処理ができ、これにより、発熱素子１２ａに印字時の発
熱ピーク温度より高い熱履歴を付与し、印字時の熱変化
による発熱素子１２ａの抵抗値の変化を確実に防止する
ことができる。

【０１２０】したがって、本実施例のサーマルヘッド９
は、高速印字においても、長期間に亘り高い印字品質を
保持することができる。

【０１２１】図３は本発明に係るサーマルヘッドの第２
実施例の要部を示す拡大縦断面図である。なお、前述し
た第１実施例と同一ないしは相当する構成については、
図面中に同一の符号を付し、その説明は省略する。

【０１２２】図３に示すように、本実施例のサーマルヘ
ッド９ａの共通電極１５ａは、前述した第１実施例の略
Ｖ字又はＵ字形状に形成された溝部１０ｃの代わりに、
底部１０ｅが平坦面をなす共通電極用溝部１０ｄを用い
て形成したものである。つまり、発熱部用メサ１０ａと
エッジ用メサ１０ｂとの間に底部１０ｅが平坦面をなす
共通電極用溝部１０ｄが形成されている。その他の構成
は前述した第１実施例の同様とされている。

【０１２３】つぎに、本実施例のサーマルヘッド９ａの
製造方法の一実施例について説明する。

【０１２４】図４は本発明に係る第２実施例のサーマル
ヘッドの製造方法の一実施例の要部を示す工程図であ
る。

【０１２５】本実施例のサーマルヘッド９ａの製造方法
について、図４に示す工程図に沿って説明する。

【０１２６】まず、第１のマスク形成工程において、鏡
面仕上げが施された単結晶シリコンからなる基板１０の
表面に、０．５μｍ程度の厚みのスパッタリング等によ
るＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｓｉ₃Ｎ₄等の膜を成膜する
ことにより所望のマスク層を形成する。

【０１２７】つぎに、第１のマスクパターン形成工程に
おいて、マスク層の表面に、フォトレジストをスピンナ
ー等で塗布し、フォトリソ技術により所望のレジストパ
ターンを形成した後、マスク層がＳｉＯ₂の場合にはバ
ッファードフッ酸（ＢＨＦ）でエッチングし、マスク層
がＴａ₂Ｏ₅、Ｓｉ₃Ｎ₄の場合にはＲＩＥまたはＣＤ
Ｅでエッチングして発熱部用メサ１０ａを形成するため
のマスクパターンを形成する。

【０１２８】つぎに、発熱部用メサ形成工程において、
マスクパターンが形成された基板１０を、ＫＯＨ水溶液
等のアルカリ溶液を用いて異方性エッチングすることに
より、面方位（１００）の単結晶シリコンからなる基板
１０に、高さが５〜１５μｍ程度で、斜面の傾斜角度が
略５５度の発熱部用メサ１０ａを形成する。なお、面方
位（１００）の単結晶シリコンを異方性エッチングする
ことにより、傾斜角度は必然的に略５５度になる。

【０１２９】つぎに、第１の残留マスク除去工程におい
て、斜面の傾斜角度が略５５度の発熱部用メサ１０ａが
形成された基板１０に残留したマスク層をエッチングを
施すこと等により除去する。

【０１３０】つぎに、発熱部用メサ中間仕上げ工程にお
いて、斜面の傾斜角度が略５５度の発熱部用メサ１０ａ
が形成された基板１０を、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ溶
液を用いて全面異方性エッチングすることにより、斜面
の傾斜角度を５５度から２５度程度に小さくする。

【０１３１】つぎに、発熱部用メサ最終仕上げ工程にお
いて、フッ硝酸エッチャント（ＨＦ：ＨＮＯ₃：ＣＨ₃
ＣＯＯＨ＝１：８：３）を用いて、等方性丸めエッチン
グすることにより、発熱部用メサ１０ａの斜面の傾斜角
度を１５〜２０度程度とするとともに、発熱部用メサ１
０ａの頂部と斜面とにより形成される角部を曲面状に形
成する。

【０１３２】つぎに、第２のマスク形成工程において、
発熱部用メサ１０ａを有する基板１０の表面に、前記第
１のマスク形成工程と同様にして、厚さ０．５〜１μｍ
程度のマスク層を再び形成する。

【０１３３】つぎに、第２のマスクパターン形成工程に
おいて、発熱部用メサ１０ａを有する基板１０の表面
に、前記第１のマスクパターン形成工程と同様にして、
共通電極用溝部１０ｄを形成するためのマスクパターン
を形成する。

【０１３４】つぎに、共通電極用溝部形成工程におい
て、第２のマスクパターンが形成された基板１０を、Ｋ
ＯＨ水溶液等のアルカリ溶液を用いて深さ２〜１０μｍ
程度を異方性エッチングすることにより、発熱部用メサ
１０ａに隣接するようにして底部１０ｅが平坦面をなす
共通電極用溝部１０ｄを形成する。

【０１３５】つぎに、第２の残留マスク除去工程におい
て、前記第１の残留マスク除去工程と同様にして、共通
電極用溝部１０ｄが形成された基板１０に残留したマス
ク層をエッチングを施すこと等により除去する。

【０１３６】つぎに、第３のマスク形成工程において、
発熱部用メサ１０ａおよび共通電極用溝部１０ｄを有す
る基板１０の表面に、前記第１のマスク形成工程および
第２のマスク形成工程と同様にして、厚さ０．５〜１μ
ｍ程度のマスク層を再び形成する。

【０１３７】つぎに、第３のマスクパターン形成工程に
おいて、発熱部用メサ１０ａおよび共通電極用溝部１０
ｄを有する基板１０の表面に、前記第１のマスクパター
ン形成工程および第２のマスクパターン形成工程と同様
にして、エッジ用メサ１０ｂを形成するためのマスクパ
ターンを形成する。

【０１３８】つぎに、エッジ用メサ成型工程において、
第３のマスクパターンが形成された基板１０を、ＫＯＨ
水溶液等のアルカリ溶液を用いて深さ２０〜６０μｍ程
度を異方性エッチングすることにより、共通電極用溝部
１０ｄに隣接するようにしてエッジ用メサ１０ｂを形成
する。

【０１３９】つぎに、第３の残留マスク除去工程におい
て、前記第１の残留マスク除去工程および第２の残留マ
スク除去工程と同様にして、エッジ用メサ１０ｂが形成
された基板１０に残留したマスク層をエッチングを施す
こと等により除去する。

【０１４０】つぎに、保温層形成工程において、所定形
状に形成された基板１０の表面に、Ｓｉと遷移金属、例
えばＴａとを主成分とした低酸化物からなる低熱伝導
率、低熱膨張率、高耐熱の素材を、Ｏ₂反応性スパッタ
リング等の方法により、１５〜３５μｍの厚さで柱状質
に蒸着することにより保温層１１を形成する。この保温
層１１は、黒色の低酸化物とすることが好ましい。な
お、遷移金属としては、Ｔａの他に、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ等
の低酸化物を用いることができる。

【０１４１】つぎに、歪み除去工程において、保温層１
１を有する基板１０に、熱処理、本実施例においては、
真空または雰囲気アニール炉を用いて、８００〜９００
℃程度の高温アニール処理を施す。これにより基板１０
の反りが除去（矯正）されるとともに、保温層１１の安
定化が図られる。この熱処理温度は、この範囲より低い
と矯正不足となり、この温度範囲より高いと矯正過剰と
なる。

【０１４２】ついで、保温層１１の表面に、従来と同様
にして、Ｔａ₂ＮまたはＴａ−ＳｉＯ₂等からなる発熱
素子１２ａを蒸着、スパッタ等により被着して、エッチ
ングにより所望のパターンに形成してから、本発明の発
熱素子安定化処理工程において、熱処理、本実施例にお
いては、真空アニール炉を用いて８００〜９００℃程度
の高温アニール処理を施す。これにより発熱素子１２ａ
の酸化による劣化を防止しつつ発熱素子１２ａの抵抗値
の安定化が図られる。この熱処理温度は、この範囲より
低いとサーマルヘッドの耐熱性不足になり、この範囲よ
り高いと過剰品質になる。

【０１４３】ついで、従来と同様に、発熱素子１２ａ上
に、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等からなる素材を２μｍ程度の厚
さに蒸着またはスパッタリング等により被着した後、エ
ッチングにより所望のパターンとすることにより、共通
電極１５ａおよび個別電極１４を形成する。このとき、
共通電極１５ａは、本発明の共通電極形成工程により、
前記底部１０ｅが平坦面をなす共通電極用溝部１０ｄ内
の上方に位置する保温層１１上に落とし込むようにして
形成され、共通電極１５ａの最も高い部位の高さ位置が
発熱部１２の最も高い部位の高さ位置より低くされる。

【０１４４】その後、従来と同様に、サイアロン等から
なる素材を５〜１０μｍ程度の厚さで積層することによ
り保護層１６が形成され、本実施例のサーマルヘッド９
ａの製造が完了する。

【０１４５】このような構成によっても前述した第１実
施例のサーマルヘッド９と同様の効果を奏することがで
きるとともに、共通電極１５ａは、前記第１実施例の略
Ｖ字又はＵ字形状に形成された溝部１０ｃと異なり、鋭
角な角のない底部１０ｅが平坦面をなす共通電極用溝部
１０ｄの上方に位置する保温層１１上に形成されるの
で、厚さが一様で、かつ、均質な共通電極１５ａが確実
に形成され、より信頼性の高い共通電極１５ａを得るこ
とができる。

【０１４６】つぎに、本実施例のサーマルヘッド９ａの
製造方法の他の実施例について説明する。

【０１４７】図５は本発明に係る第２実施例のサーマル
ヘッドの製造方法の他の実施例の要部を示す工程図であ
る。

【０１４８】本実施例においては、前述した第２実施例
のサーマルヘッド９ａの製造方法の第２のマスク形成工
程および第３のマスク形成工程におけるマスク層を熱酸
化ＳｉＯ₂により形成し、第２の残留マスク除去工程お
よび第３の残留マスク除去工程を省略したものである。
その他の構成は前述した第２実施例のサーマルヘッド９
ａの製造方法と同一である。

【０１４９】このような構成とすることにより、前述し
た第２実施例のサーマルヘッド９ａの製造方法と比較し
た場合に、製造工程を少なくすることができるので、生
産効率を確実に向上させるとともに、経済的負担を確実
に低減することができる。

【０１５０】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、必要に応じて変更することができる。ま
た、シリアルおよびラインヘッドのいずれにも適用する
ことができる。

【０１５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
速印字における高精細化および高い印字品質を長期間に
亘り保持することができるとともに、歩留まりおよび生
産性を向上させることができるという極めて優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーマルヘッドの第１実施例の要
部を示す縦断面図

【図２】本発明に係る第１実施例のサーマルヘッドの製
造方法の一実施例を示す工程図

【図３】本発明に係るサーマルヘッドの第２実施例の要
部を示す縦断面図

【図４】本発明に係る第２実施例のサーマルヘッドの製
造方法の一実施例を示す工程図

【図５】本発明に係る第２実施例のサーマルヘッドの製
造方法の他の実施例を示す工程図

【図６】従来のサーマルヘッドの要部を示す縦断面図

【符号の説明】

９、９ａサーマルヘッド１０基板１０Ａ平板部１０Ｂメサ部１０ａ発熱部用メサ１０ｂエッジ用メサ１０ｃ溝部１０ｄ共通電極用溝部１０ｅ（共通電極用溝部）の底部１１保温層１２発熱部１２ａ発熱素子１３インクリボン引き剥がしエッジ部１４個別電極１５、１５ａ共通電極１６保護層Ｈ（発熱部用メサの）高さＬインクリボン引き剥がし距離 β （発熱部用メサの斜面の）傾斜角度 γ （エッジ用メサの斜面の）傾斜角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に保温層を形成し、この保温
層の表面に、複数の発熱素子と各発熱素子に接続される
個別電極および共通電極とを形成し、少なくとも前記保
温層、発熱素子、個別電極および共通電極の表面を保護
層により被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記基
板を単結晶シリコンにより形成するとともに、この基板
を、平板部と、この平板部上にそれぞれ一体に形成され
るとともに略Ｖ字又はＵ字形状の溝部を介して相互に隣
接配置され前記発熱素子が設けられる発熱部用メサおよ
びインクリボン引き剥がしエッジ部が設けられるエッジ
用メサからなるメサ部とにより構成し、前記基板の表面
にＳｉと遷移金属の低酸化物からなる略一様な厚さの保
温層を形成し、かつ、前記溝部上の保温層の表面に共通
電極を形成したことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】前記基板は、表面の結晶方位が（１０
０）の単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項
１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】前記発熱部用メサおよびエッジ用メサを
前記基板の一側に片寄らせたことを特徴とする請求項１
または請求項２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】前記エッジ用メサの斜面の傾斜角度が略
５５度であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
何れか１項に記載のサーマルヘッド。
【請求項５】前記発熱部用メサの高さが５〜１５μｍ
であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか
１項に記載のサーマルヘッド。
【請求項６】前記保温層は、柱状質に形成されている
とともに、その厚さが１５〜３５μｍであることを特徴
とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のサー
マルヘッド。
【請求項７】前記保温層がＳｉおよびＴａを主成分と
する黒色の低酸化物からなることを特徴とする請求項６
に記載のサーマルヘッド。
【請求項８】基板の表面に保温層を形成し、この保温
層の表面に、複数の発熱素子からなる発熱部と各発熱素
子に接続される個別電極および共通電極とを形成し、少
なくとも前記保温層、発熱素子、個別電極および共通電
極の表面を保護層により被覆してなるサーマルヘッドの
製造方法において、単結晶シリコンからなる基板の表面にマスク層を形成す
るマスク形成工程と、前記マスク層に発熱部用メサを形成するためのマスクパ
ターンを形成するマスクパターン形成工程と、前記マスクパターンが形成された基板に発熱部用メサを
形成する発熱部用メサ形成工程と、前記発熱部用メサが形成された基板にエッチングを施す
ことにより残留したマスク層を除去する残留マスク除去
工程と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を小さくする発熱部
用メサ中間仕上げ工程と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を所定値とするとと
もに角部を丸める発熱部用メサ最終仕上げ工程と、前記最終仕上げが施された発熱部用メサを有する基板の
表面にマスク層を再び形成する再マスク形成工程と、前記マスク層が再び形成された発熱部用メサを有する基
板の表面に溝部およびエッジ用メサを形成するためのマ
スクパターンを再び形成する再マスクパターン形成工程
と、前記マスクパターンが再び形成された発熱部用メサを有
する基板に溝部およびエッジ用メサを形成する溝・エッ
ジメサ形成工程と、前記発熱部用メサおよび溝部ならびにエッジ用メサが形
成された基板上に前記保温層を形成する保温層形成工程
と、前記保温層形成工程により生じる基板のソリを除去する
歪み除去工程と、前記保温層の表面に形成した発熱素子の抵抗値を安定化
させる発熱素子安定化処理工程と、前記溝部上の保温層の表面に共通電極を形成する共通電
極形成工程と、をこの順に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７
の何れか１項に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項９】請求項８に記載のサーマルヘッドの製造
方法において、前記発熱部用メサ形成工程および溝・エ
ッジメサ形成工程が異方性エッチングであることを特徴
とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１０】請求項８または請求項９に記載のサー
マルヘッドの製造方法において、前記発熱部用メサ中間
仕上げ工程が全面異方性エッチングおよび全面等方性エ
ッチングであることを特徴とするサーマルヘッドの製造
方法。
【請求項１１】請求項８乃至請求項１０の何れか１項
に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記保温
層形成工程がＯ₂反応性スパッタであることを特徴とす
るサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１２】請求項８乃至請求項１１の何れか１項
に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記歪み
除去工程が８００〜９００℃の熱処理であることを特徴
とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１３】請求項８乃至請求項１２の何れか１項
に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記発熱
素子安定化処理工程が８００〜９００℃の熱処理である
ことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１４】基板の表面に保温層を形成し、この保
温層の表面に、複数の発熱素子と各発熱素子に接続され
る個別電極および共通電極とを形成し、少なくとも前記
保温層、発熱素子、個別電極および共通電極の表面を保
護層により被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記
基板を単結晶シリコンにより形成するとともに、この基
板を、平板部と、この平板部上にそれぞれ一体に形成さ
れるとともに底部が平坦面をなす共通電極用溝部を介し
て相互に隣接配置され前記発熱素子が設けられる発熱部
用メサおよびインクリボン引き剥がしエッジ部が設けら
れるエッジ用メサからなるメサ部とにより構成し、前記
基板の表面にＳｉと遷移金属の低酸化物からなる略一様
な厚さの保温層を形成し、かつ、前記溝部上の保温層の
表面に共通電極を形成したことを特徴とするサーマルヘ
ッド。
【請求項１５】前記基板は、表面の結晶方位が（１０
０）の単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項
１４に記載のサーマルヘッド。
【請求項１６】前記発熱部用メサおよびエッジ用メサ
を前記基板の一側に片寄らせたことを特徴とする請求項
１４または請求項１５に記載のサーマルヘッド。
【請求項１７】前記エッジ用メサの斜面の傾斜角度が
略５５度であることを特徴とする請求項１４至請求項１
６の何れか１項に記載のサーマルヘッド。
【請求項１８】前記発熱部用メサの高さが５〜１５μ
ｍであることを特徴とする請求項１４乃至請求項１７の
何れか１項に記載のサーマルヘッド。
【請求項１９】前記保温層は、柱状質に形成されてい
るとともに、その厚さが１５〜３５μｍであることを特
徴とする請求項１４乃至請求項１８の何れか１項に記載
のサーマルヘッド。
【請求項２０】前記保温層がＳｉおよび遷移金属を主
成分とする低酸化物からなることを特徴とする請求項１
９に記載のサーマルヘッド。
【請求項２１】基板の表面に保温層を形成し、この保
温層の表面に、複数の発熱素子からなる発熱部と各発熱
素子に接続される個別電極および共通電極とを形成し、
少なくとも前記保温層、発熱素子、個別電極および共通
電極の表面を保護層により被覆してなるサーマルヘッド
の製造方法において、単結晶シリコンからなる基板の表面にマスク層を形成す
る第１のマスク形成工程と、前記マスク層に発熱部用メサを形成するためのマスクパ
ターンを形成する第１のマスクパターン形成工程と、前記第１のマスクパターンが形成された基板にエッチン
グを施すことにより発熱部用メサを形成する発熱部用メ
サ形成工程と、前記発熱部用メサが形成された基板に残留したマスク層
を除去する第１の残留マスク除去工程と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を小さくする発熱部
用メサ中間仕上げ工程と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を所定値とするとと
もに角部を丸める発熱部用メサ最終仕上げ工程と、前記最終仕上げが施された発熱部用メサを有する基板の
表面にマスク層を再び形成する第２のマスク形成工程
と、前記第２のマスク層が形成された基板の表面に共通電極
を収容する底部が平坦面をなす共通電極用溝部を形成す
るためのマスクパターンを形成する第２のマスクパター
ン形成工程と、前記第２のマスクパターンが形成された基板にエッチン
グを施すことにより底部が平坦面をなす共通電極用溝部
を形成する共通電極用溝部形成工程と、前記共通電極用溝部が形成された基板に残留したマスク
層を除去する第２の残留マスク除去工程と、前記発熱部用メサおよび共通電極用溝部が形成された基
板の表面にマスク層を再び形成する第３のマスク形成工
程と、前記第３のマスク層が形成された基板の表面にエッジ用
メサを形成するためのマスクパターンを形成する第３の
マスクパターン形成工程と、前記第３のマスクパターンが形成された基板にエッチン
グを施すことによりエッジ用メサを形成するエッジ用メ
サ形成工程と、前記エッジ用メサが形成された基板に残留したマスク層
を除去する第３の残留マスク除去工程と、前記発熱部用メサおよび共通電極用溝部ならびにエッジ
用メサが形成された基板上に前記保温層を形成する保温
層形成工程と、前記保温層形成工程により生じる基板のソリを除去する
歪み除去工程と、前記保温層の表面に形成した発熱素子の抵抗値を安定化
させる発熱素子安定化処理工程と、前記共通電極用溝部上の保温層の表面に共通電極を形成
する共通電極形成工程と、をこの順に行うことを特徴と
する請求項１４乃至請求項２０の何れか１項に記載のサ
ーマルヘッドの製造方法。
【請求項２２】請求項２１に記載のサーマルヘッドの
製造方法において、前記発熱部用メサ形成工程が異方性
エッチングであり、前記発熱部用メサ中間仕上げ工程が
全面異方性エッチングであり、発熱部用メサ最終仕上げ
工程が等方性丸めエッチングであることを特徴とするサ
ーマルヘッドの製造方法。
【請求項２３】請求項２１または請求項２２に記載の
サーマルヘッドの製造方法において、前記保温層形成工
程がＳｉと遷移金属との合金ターゲットを用いたＯ₂反
応性スパッタであることを特徴とするサーマルヘッドの
製造方法。
【請求項２４】請求項２１乃至請求項２３の何れか１
項に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記歪
み除去工程が８００〜９００℃の熱処理であることを特
徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項２５】請求項２１乃至請求項２４の何れか１
項に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記発
熱素子安定化処理工程が８００〜９００℃の熱処理であ
ることを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項２６】基板の表面に保温層を形成し、この保
温層の表面に、複数の発熱素子からなる発熱部と各発熱
素子に接続される個別電極および共通電極とを形成し、
少なくとも前記保温層、発熱素子、個別電極および共通
電極の表面を保護層により被覆してなるサーマルヘッド
の製造方法において、単結晶シリコンからなる基板の表面にマスク層を形成す
る第１のマスク形成工程と、前記マスク層に発熱部用メサを形成するためのマスクパ
ターンを形成する第１のマスクパターン形成工程と、前記第１のマスクパターンが形成された基板にエッチン
グを施すことにより発熱部用メサを形成する発熱部用メ
サ形成工程と、前記発熱部用メサが形成された基板に残留したマスクを
除去する第１の残留マスク除去工程と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を小さくする発熱部
用メサ中間仕上げ工程と、前記発熱部用メサの斜面の傾斜角度を所定値とするとと
もに角部を丸める発熱部用メサ最終仕上げ工程と、前記最終仕上げが施された発熱部用メサを有する基板の
表面に熱酸化ＳｉＯ₂からなるマスク層を形成する第２
のマスク形成工程と、前記第２のマスク層が形成された基板の表面に共通電極
を収容する底部が平坦面をなす共通電極用溝部を形成す
るためのマスクパターンを形成する第２のマスクパター
ン形成工程と、前記第２のマスクパターンが形成された基板にエッチン
グを施すことにより底部が平坦面をなす共通電極用溝部
を形成する共通電極用溝部形成工程と、前記発熱部用メサおよび共通電極用溝部が形成された基
板の表面に熱酸化ＳｉＯ₂からなるマスク層を再び形成
する第３のマスク形成工程と、前記第３のマスク層が形成された基板の表面にエッジ用
メサを形成するためのマスクパターンを形成する第３の
マスクパターン形成工程と、前記第３のマスクパターンが形成された基板にエッチン
グを施すことによりエッジ用メサを形成するエッジ用メ
サ形成工程と、前記発熱部用メサおよび共通電極用溝部ならびにエッジ
用メサが形成された基板上に前記保温層を形成する保温
層形成工程と、前記保温層形成工程により生じる基板のソリを除去する
歪み除去工程と、前記保温層の表面に形成した発熱素子の抵抗値を安定化
させる発熱素子安定化処理工程と、前記共通電極用溝部上の保温層の表面に共通電極を形成
する共通電極形成工程と、をこの順に行うことを特徴と
する請求項１４乃至請求項２０の何れか１項に記載のサ
ーマルヘッドの製造方法。
【請求項２７】請求項２６に記載のサーマルヘッドの
製造方法において、前記発熱部用メサ形成工程が異方性
エッチングであり、前記発熱部用メサ中間仕上げ工程が
全面異方性エッチングであり、発熱部用メサ最終仕上げ
工程が等方性丸めエッチングであることを特徴とするサ
ーマルヘッドの製造方法。
【請求項２８】請求項２６または請求項２７に記載の
サーマルヘッドの製造方法において、前記保温層形成工
程がＳｉと遷移金属との合金ターゲットを用いたＯ₂反
応性スパッタであることを特徴とするサーマルヘッドの
製造方法。
【請求項２９】請求項２６乃至請求項２８の何れか１
項に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記歪
み除去工程が８００〜９００℃の熱処理であることを特
徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項３０】請求項２６乃至請求項２９の何れか１
項に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記発
熱素子安定化処理工程が８００〜９００℃の熱処理であ
ることを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。