JPH08183197A - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯状の発熱抵抗体を有するサ−マルヘッドに
おいて、厚膜技術で発熱抵抗体を形成した場合に、発熱
部の輪郭を明確にして印字画質の向上を図ることができ
るサーマルヘッドの製造方法を得る。 【構成】 互に分離した複数の個別電極から成る第１の
個別電極列及びこの個別電極列に対向して配置する第２
の個別電極列を形成する個別電極形成工程と、第１及び
第２の個別電極列の個別電極間を接続する帯状の発熱抵
抗体を形成する抵抗体形成工程と、前記個別電極間にパ
ルス電流を供給し、この部分の発熱抵抗体の抵抗値を低
下させて個別に分離した発熱部を形成する発熱部形成工
程と、前記個別電極列の一方を互に共通に接続して共通
電極とする共通電極形成工程と、を具備することによ
り、個別に分離した発熱部を確実に形成することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感熱記録方式のファク
シミリやサ−マルプリンタ等の感熱記録装置に使用され
るサ−マルヘッドの製造方法に関し、特に、厚膜技術に
より形成した帯状の発熱抵抗体を有するサーマルヘッド
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】サ−マルヘッドは、印刷時の騒音が小さ
く、また、現像・定着工程が不要なため取り扱いが容易
である等の利点を有しており、印字記録装置として広く
使用されている。サ−マルヘッドは、複数の個別電極と
共通電極と発熱抵抗体とを有し、選択された個別電極及
び共通電極間に電力を供給して、その部分の発熱抵抗体
を発熱させ、熱記録（印字）を行うように構成されてい
る。

【０００３】サーマルヘッドの発熱抵抗体を形成する方
法としては、スクリ−ン印刷等の厚膜技術を用いる方法
と、スパッタリング等の薄膜技術を用いる方法とが知ら
れているが、厚膜技術による場合は、薄膜技術にくらべ
て製造設備が安価で生産性が高いという利点を有してい
る。発熱抵抗体が厚膜技術により形成されたサーマルヘ
ッドとしては、発熱抵抗体をスクリーン印刷又は描画ノ
ズルあるいはリフトオフ法により帯状に形成したもの
と、発熱抵抗体をリフトオフ法等の微細加工技術により
発熱部毎に個別に形成したものとが存在する。帯状に形
成した発熱抵抗体は、個別に形成したものに比較して歩
留りが高いという利点がある。

【０００４】帯状の発熱抵抗体を有するサーマルヘッド
の一例について、図５及び図６を参照しながら説明す
る。サーマルヘッドは、セラミック製の絶縁基板５０の
表面に形成されたグレーズ製の蓄熱層５１を有してい
る。蓄熱層５１の表面には、主走査方向（Ｘ方向）に沿
って延設された帯状の共通電極本体部５２及びこの本体
部５２から櫛状に副走査方向（Ｙ方向）に突出する共通
電極引出し部５３とから構成される共通電極と、前記共
通電極引出し部５３間に配置され前記引出し部５３に対
して千鳥状に配置された複数の個別電極５４とが形成さ
れ、交互リード型の電極構造を有している。共通電極引
出し部５３と各個別電極５４は、蓄熱層５１の表面に主
走査方向（Ｘ方向）に沿って延設された帯状の発熱抵抗
体５５によって接続されている。共通電極本体部５２、
引出し部５３、個別電極５４及び発熱抵抗体５５の表面
は、グレーズ製の耐磨耗層５６（図６）によって被覆さ
れており、この耐磨耗層５６の発熱抵抗体５５を被覆し
ている部分が感熱記録紙やインクドナーフィルム等に接
触して熱を伝える印字部５７を構成している。また、こ
の印字部５７は、耐磨耗層５６の他の部分の表面より突
出して構成されている。上記構成のサーマルヘッドは、
図６に示すように、プラテンローラ６０の表面に沿って
搬送される感熱記録紙６１（若しくはインクドナーフィ
ルムを介して配置される受像紙）に前記印字部５７が押
しつけられることにより印字記録が行なわれる。

【０００５】ところで、上記のような構造のサーマルヘ
ッドで１２dot／mm以上の印字ドット密度を実現しよう
とすると、１ドットの幅が８４μｍ（１mm÷１２）以下
となる。前記したような交互リード型の電極配置を採用
した場合、図５に示すように、印字部分となる両電極間
の幅Ｗ１と、隣接する電極間の幅Ｗ２とを同一に形成し
た場合、上記条件を満たす幅（電極スペース）Ｗ２は僅
か２１μｍ以下になってしまう。このように、電極スペ
ースが２０μｍ以下になると、隣接する電極間における
短絡や切断等の欠陥が発生しやすくなり、製品の歩留り
が低下するという問題点が生じる。

【０００６】このような問題を解決するため、共通電極
引出し部の端部と個別電極の先端部とが対向するように
配列し、この対向する電極間に両電極を接続するように
帯状の発熱抵抗体を形成することが考えられるが、この
場合、電極間に流れる電流が帯状の発熱抵抗体の長手方
向に漏洩し、発熱部の輪郭が不明確になり実用可能な印
字ドットが得られないという欠点があった。

【０００７】そこで、この対策として、サーマルヘッド
の製造段階において、発熱抵抗体の両電極（共通電極と
個別電極）間にパルス電流を供給し、この両電極間に挟
まれた発熱抵抗体の抵抗値を部分的に低下させて個別に
分離した発熱部を形成することが提案されている（特開
平３−１６９６４９号公報参照）。これは、所定の強度
の電界を両電極間に印加することにより、その電界強度
に応じて発熱抵抗体の抵抗値が減少するという性質を利
用するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、共通電
極引出し部と個別電極間にパルス電流が供給されると、
共通電極引出し部側から隣接する共通電極引出し部方向
へパルス電流が漏洩するため、部分的に抵抗値を低下さ
せたい発熱抵抗体の両電極間だけでなく、その周辺部の
発熱抵抗体においても抵抗値の低下が生じるため、発熱
部の輪郭が明確になるという効果を十分に発揮すること
ができなかった。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、帯状の発熱抵抗体を有するサ−マルヘッドにおい
て、厚膜技術で発熱抵抗体を形成した場合に、発熱部の
輪郭を明確にして印字画質の向上を図ることができるサ
ーマルヘッドの製造方法を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明方法は、サーマルヘッドの製造方法において、次
の各工程を具備することを特徴としている。個別電極形
成工程として、互に分離した複数の個別電極から成る第
１の個別電極列及びこの個別電極列に対向して配置する
第２の個別電極列を形成する。抵抗体形成工程として、
第１及び第２の個別電極列の各個別電極間を接続する帯
状の発熱抵抗体を形成する。発熱部形成工程として、前
記個別電極間にパルス電流を供給し、この部分の発熱抵
抗体の抵抗値を低下させて個別に分離した発熱部を形成
する。共通電極形成工程として、前記個別電極列の一方
を互に共通に接続して共通電極とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、発熱抵抗体にパルス電流を供
給する際には、共通電極となる電極側は互に接続されて
いないので、抵抗値を低下させたい発熱抵抗体の両電極
間だけ電流が流れ、この部分の抵抗値のみを低下させる
ことができる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例に係るサーマルヘッドの製
造方法ついて、図１、図２及び図３を参照しながら説明
する。先ず、アルミナ製の絶縁基板１の表面に蓄熱層２
を形成する。次に、この蓄熱層２の表面に金等からなる
電極層を形成した後、フォトリソエッチングによりパタ
ーニングし、帯状の共通電極本体部３、複数の共通電極
引出し部４、この引出し部４の各端部に対向して配置さ
れる個別電極５を形成する（図１（ａ）及び図３
（ａ））。この場合の印字密度は、１印字ドットの幅を
８４μｍとして１２dot／mmとしている。このために、
共通電極引出し部４の先端部４ａと個別電極５の先端部
５ａとの間隔は４０μｍとなっている。尚、共通電極引
出し部４ａは、後述するように最終的には共通電極本体
部３に接続されて共通電極を構成する。

【００１３】次に、共通電極引出し部４の先端部４ｂと
個別電極５の先端部５ｂを接続するように、酸化ルテニ
ウムを含む抵抗体形成用ペ−ストを幅６０〜８０μｍの
主走査方向に帯状となるように形成し、焼成して発熱抵
抗体６を形成する（図１（ｂ））。抵抗体形成用ペ−ス
トを幅６０〜８０μｍの帯状に形成するには、いわゆる
厚膜リフトオフ法、厚膜ペ−ストの厚膜リフトオフ法、
厚膜ペ−ストのノズルによる直接描画法を用いることに
より行なう。また、発熱抵抗体６の幅６０〜８０μｍ
は、厚膜リフトオフ法や厚膜ペ−ストのノズルによる直
接描画法による副走査方向Ｙに沿う位置決め誤差が１０
μｍ程度見込まれることから、若干の安全率をもって決
定されている。

【００１４】次に、蓄熱層２の表面に形成された共通電
極本体部３、共通電極引出し部４、個別電極５及び発熱
抵抗体６の表面を共通電極本体部３の引出し部側の一部
及び共通電極引出し部４の一部が露出する（露出部３ａ
及び露出部４ａ）ように、グレ−ズ製の耐磨耗層７で被
覆する（図１（ｃ）及び（図２（ｂ）））。更に、サー
マルヘッドの用途によっては、発熱抵抗体６等の表面近
傍にグレ−ズ製の表面平滑化層を形成してもよい。

【００１５】続いて、パルストリミング法により発熱抵
抗体６の抵抗値を調整する。すなわち、この段階では発
熱抵抗体６の抵抗値はその長手方向に一定であるため、
電極間を流れる電流は発熱抵抗体６の長手方向に一部漏
洩し、発熱抵抗体６における発熱部が不明確になるとと
もに消費電力が増大してしまう。このため、共通電極引
出し部４の露出部４ａと個別電極５との間に、パルス幅
１μsec以下のパルス電流を印加することにより、対向
する共通電極引出し部４の先端部４ｂと個別電極５の先
端部５ｂ間の発熱抵抗体６の抵抗値を部分的に低下さ
せ、この部分に発熱部６′を形成する（図２（ａ））。
本実施例では、従来例で記載した製造方法と異なり、最
終的に共通電極となる共通電極引出し部４はこの段階で
は互に接続されていないため、隣接する共通電極引出し
部方向へのパルス電流の漏洩がなく、抵抗値の部分的な
低下がパルスが印加される両電極間だけに限定されて生
じるため、発熱部６′の輪郭を明確に規定することがで
きる。

【００１６】前記発熱抵抗体６の抵抗値の低下率は、発
熱抵抗体６の材料、焼成温度あるいは耐磨耗層７の材
料、焼成温度等により異なるが、印加する電圧とパルス
幅によっても変化する。本実施例の条件では、例えば５
００Ｖの電圧を１μsec印加すると約５０％、１０００
Ｖの電圧を０．１μsec印加すると約６５％、２０００
Ｖの電圧を０．０１μsec印加すると約７５％の低下率
であった。従って、上記電圧とパルス幅を適当に選択し
て、共通電極引出し部４の露出部４ａと個別電極５との
間に前記パルスを印加すれば、その部分の発熱抵抗体６
の抵抗値を他の部分に比べて４０％以上低くすることが
でき、発熱抵抗体６に所定間隔で多数の発熱部６′を同
時に形成することができる。

【００１７】その後、共通電極引出し部４の露出部４ａ
と共通電極本体部３の露出部３ａとを銀エポキシから成
る接続部８により接続し、共通電極を完成する（図２
（ｂ）及び図３（ｃ））。更に、銀エポキシによる接続
部８を、エポキシ樹脂層９によって被覆してこれを保護
する（図２（ｃ）及び図３（ｄ））。

【００１８】上記製造方法により作製されたサーマルヘ
ッドは、図４に示すように、支持板１０上に接着剤を介
して配置され、サーマルヘッドの各個別電極５の端部に
形成されたＩＣ接続端子５ａは、前記支持板１０上に配
置された駆動基板１１上に実装された駆動用ＩＣ１２に
ボンディングワイヤ１３を介して接続されている。ま
た、駆動基板１１には、信号入力端子としての外部接続
用配線１４が形成され、この外部接続用配線１４と駆動
用ＩＣ１２とはボンディングワイヤ１５を介して接続さ
れている。また、駆動用ＩＣ１２及びボンディングワイ
ヤ１３，１５は保護樹脂１６によって被覆され、更に、
前記保護用樹脂１６は金属または樹脂製のカバ−１７に
よって保護されている。サーマルヘッドの発熱抵抗体６
上には記録紙２０を搬送するプラテンロ−ラ２１が配置
され、このプラテンローラ２１による押圧によって前記
記録紙２０をサーマルヘッド側に密着させるように構成
されている。

【００１９】次に、前述の構成を備えたサーマルヘッド
の作用について説明する。画像信号に応じて所定の個別
電極５に駆動用ＩＣ１２を介して選択的に電流が供給さ
れると、その個別電極５の先端部５ｂと共通電極引出し
部４の先端部４ｂ間に形成された発熱部６′が発熱す
る。このとき、個別電極５の先端部５ｂと共通電極引出
し部４の先端部４ｂ間に流れる電流は、発熱抵抗体６の
隣接する発熱部６′との間には抵抗値の大きな部分が介
在するために、隣接する発熱部６′にはほとんど漏洩せ
ず、各発熱部６′の領域は独立して発熱する。従って、
この発熱抵抗体６を覆う耐摩耗層７の印字部７ａをプラ
テンロ−ラ２１表面の記録紙２０（感熱記録紙あるいは
インクドナ−フィルム）に押しつけると、感熱記録紙あ
るいは転写受像紙の前記印字部７ａと接触する部分に輪
郭が鮮明な印字ドットが形成される。

【００２０】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々の小
設計変更を行うことが可能である。例えば、１６dot／m
m以上の高密度化も容易であるし、個別電極５の先端部
５ｂと共通電極引出し部４の先端部４ｂ間の距離をさら
に小さくする、いわゆる副走査分割型といわれる面積階
調用サ−マルヘッドの製造も可能である。また両電極の
幅をさらに小さくして、いわゆる熱集中型サ−マルヘッ
ドの製造も可能である。その結果、カラ−プリンタに用
いられる副走査分割型サ−マルヘッドや熱集中型サ−マ
ルヘッド等の特殊な構成のサ−マルヘッドを厚膜技術で
作製できるようになり、製品の低コスト化を図ることが
できる。また、上記実施例においては、対向電極型のサ
ーマルヘッドについて説明したが、交互リード型のサー
マルヘッドにも適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、共通電極引出し部が帯
状の共通電極本体部に接続されていない状態で、共通電
極引出し部と個別電極間にパルス電流を供給し、この共
通電極引出し部と個別電極に挟まれた発熱抵抗体の抵抗
値を部分的に低下させて個別に分離した発熱部を形成し
た後に、共通電極引出し部と共通電極本体部とを電気的
に接続する工程を有することにより、個別に分離した発
熱部を発熱抵抗体に形成することができる。従って、帯
状の発熱抵抗体を使用する場合において、個別に分離し
た発熱部を確実に形成することができ、発熱部の輪郭を
明確にして印字画質の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例のサ−マル
ヘッドの製造工程の一部を示す平面説明図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例のサ−マル
ヘッドの製造工程の一部を示す平面説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例のサ−マル
ヘッドの製造工程を示す断面説明図である。

【図４】実施例によるサーマルヘッドを使用した印字記
録装置の構成説明図である。

【図５】交互リード型の電極配置を有するサーマルヘッ
ドの平面説明図である。

【図６】サーマルヘッドを使用した印字記録装置の構成
説明図である。

【符号の説明】

１…絶縁基板、 ２…蓄熱層、 ３…共通電極本体部、
４…共通電極引出し部、 ５…個別電極、 ６…発熱
抵抗体、 ６′…発熱部、 ７…耐磨耗層、８…接続
部、 ９…エポキシ樹脂層、 １０…支持板、 １１…
駆動基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 3/20 １１４ Ｃ (72)発明者 佐川 清水 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互に分離した複数の個別電極から成る第１
   の個別電極列及びこの個別電極列に対向して配置する第
   ２の個別電極列を形成する個別電極形成工程と、 第１及び第２の個別電極列の各個別電極間を接続する帯
   状の発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程と、 前記個別電極間にパルス電流を供給し、この部分の発熱
   抵抗体の抵抗値を低下させて個別に分離した発熱部を形
   成する発熱部形成工程と、 前記個別電極列の一方を互に共通に接続して共通電極と
   する共通電極形成工程と、を具備することを特徴とする
   サーマルヘッドの製造方法。