JPS5970588A - 積層セラミツクサ−マルヘツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミックサーマルヘッドに関し、特に絶縁体
材料２発熱体拐料、導電体材料を一体化して焼結したセ
ラミックサーマルヘッドの製造方法に関する。

従来、感熱記録用の→）”−マルヘッドは厚膜法。

薄膜法あるいは薄膜、　ＩｊＶ膜混合法などによって、
セラミック基板上に形成し、実用化されている。

従来使用されているサーマルヘッドは厚膜型。

薄膜型それぞれに長所欠点を有していた。すなわち厚膜
型の場合には、大きな寸法のものが比較的安価にできる
が、１１イ、極２発熱体をＪ’Ｆ膜印刷法で行うため、
解像度に１ｒｌＪ限があり、８トツド／龍が限界であっ
た。さらに厚１１に法によって解像度を−にげようとす
る吉、配線パターンを微細化する必要があるため、導体
として金を使用しなけねばならず、コス１−が非”Ｒ’
＋　＆こ高くなる欠点ももっていた。さらに多層配線を
高密度に行うため、歩留が悪く、コスｋｌの原因になっ
ていた。

さらに厚膜型では、発熱体の抵抗バラツキが印刷の厚み
コントロールが困難なため大きくなり、抵抗のバラツキ
として非常に良いものでも±２０優程度あり、ヘッドと
して使用した時の記録品質にも問題があった。

また薄膜法によるサーマルヘッドは、微細なパターン形
成ができるため、解像度は良くすることができるが、大
きな寸法のものが作りに＜＜、製造工程が複雑なためコ
ストが高くなり、さらに形成した表面層が薄いため耐摩
耗性に問題があった。

また薄膜法による→ノ′−マルヘッドは多層配線がむず
かしく、多層配線層にピンホールの発生による歩留の低
下や、多層配線の配線抵抗が高くなり、素子の発熱、駆
動回路などに問題があった。

本発明はこれらの問題点を全て解決するもので、小型で
コストが低く、解像Ｊｉの没れた信頼性の高いサーマル
ヘッドの製造方法を提供するものである。

すなわち本発明は絶縁体生シートおよび抵抗体生シート
を形成する工程と絶縁体生シート上に導体層を形成する
工程と抵抗体生シートを所定の形状に切断し、前記導体
層を形成した絶縁体生シート面に接着し抵抗体層を形成
する工程と、抵抗体層と導体層を形成した絶縁体生シー
トおよび絶縁体生シートを積層圧着し積層体を形成する
工程と前記積層体を所定の寸法に切断した後、焼結する
工程と焼結した積層体に外部取出電極を付ける工程と該
焼結体の所定の面を研摩する工程を有することを１１♀
ｒ；々吉する積層セラミックサーマルヘッドの製造方法
である。

サーマルヘッドは均一な形と抵抗値を持つ抵抗体を微細
な間隔で１０００以上横１列に並べなくてはならず、さ
らに抵抗と同じ数のリード線を同じ密度で配線する必を
がある。しかもこれらの抵抗体およびリード線のいずれ
か一つでも不良が発生するとヘッドとしては使用できな
くなる。

本発明は絶縁体生シート上に抵抗体および導体を形成し
、しかも導体が外部に各層毎に出るように配線するこ吉
によって配線の密度を従来同一平面内で微細化していた
ものよりも実際的な配線密度を著しく向上させ、かつ配
線の信頼性を著しく向上さぜることができた。

さらに抵抗体を生シートによって形成し１、厚み方向に
積層することによって発熱体層を形成するため抵抗層の
厚みを数十ミクロンの厚さまで薄くすることができる。

その結果サーマルヘッドとしての解像度は薄膜型ヘッド
と同等具−Ｅにすることが可能となった。

また従来のサーマルヘッドでは厚膜型、薄膜型いずれの
方法によっても形成される抵抗体層の厚さが数千オンゲ
スト扇−ムから数十ミクロンであるため、耐摩耗性が悪
く、使用状態で抵抗体層が擦り切れてしまうことが多く
あった。

７このため従来のサーマルヘッドでは表面に耐摩耗性の
ガラス、Ｔａ、０．などの耐摩耗層を数十ミクロンの厚
さに形成していた。

しかし、これらの耐摩耗層を形成すると、抵抗・発熱体
からの熱が耐摩耗層に伝導する時横方向への熱の拡散が
厚み方向と同時に起るため、解像度を悪くする原因とな
っていた。

このように従来のサーマルヘッドは、厚膜型。

薄膜型、これらの混合型のいずれの方法によっても、そ
れぞれに問題点を含んでいた。

本発明は従来占全く異なる構造により、これらの問題点
を解決し、量産性があり、高性能で低コストのザーマル
ー・ラドを提供するものである。

以下図面と実施例により、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の製造方法によって作製したサーマルヘ
ッドの４１り造の一例を示す斜面図であり、１は表面に
露出している抵抗体層、２は絶縁体、３は外部から電気
信号を入力するため外部接続用のｔ！極を示している。

この図で抵抗体】七輪縁体２は完全に一体化したセラミ
ックになっている。

第２図は前記−リーーマルヘットの断面を図示したもの
で（ａ）は第１図の点線の部分で示した所で切断した断
面を表わし、（１））は同じく第１図の一点鎖線の部分
で切断［ッた（祈１ｆ１１を示１ｙ−Ｃいる。第２図（
ａ）の１は抵抗体、２は絶縁体、第２図（ｂ）の４は内
部導体を示している。

第１図、第２図から明らかなように、本発明の構造によ
る」ノーーマルヘッドでは発熱抵抗体が、絶縁体の中に
埋め込すれた構造になっているため、抵抗体の摩耗は絶
縁体によって保護され、表面に耐摩耗層を設けなくても
、充分耐摩耗性のある構造となっている。また抵抗体の
大部分が絶縁体内に埋め込まれているため、抵抗体が断
紳状態になることが全くない構造になってりる。従って
熱の耐摩耗層による拡散がないため、抵抗体の厚さとほ
ぼ等しい解像度が得られる。さらに、従来のサーマルヘ
ッドでは抵抗体の内部に電流が流れて発熱する場合、抵
抗体に幅があり、その幅の中での抵抗体のｊワみのバラ
ツキから発熱−耽が場所によって変化し、記録した像に
ムラが生ずることが多かっ５た。

本発明の構造によれば、抵抗体の厚み方向が表面に露出
した構造になっているため、同一ドソド内の熱は均一と
なり、濃度ムラも少くなった。さらに本発明のサーマル
ヘッドは後Ｚこ実施例の製造工程で詳しく述べるが、均
一な絶縁体生シート上に均一な抵抗体を抵抗体生シート
を張り付ける方法によって形成するため、抵抗体の厚さ
は数十ミクロンから数百ミクロンの厚さまで均一に形成
でき、絶縁体生シートも数十ミクロンから数百ミクロン
まで均一に形成できるため抵抗体の厚さ、抵抗体のピッ
チを非常に細かくすることができ、記録した時の解像度
を従来の６〜８ドソド／闘から数十トッド／　ｍｕ　、
５飛躍的に良くするこきができる。

次に本発明の製造方法を図面により説明する。

第３図は本発明の製造工程の工程図を示すものである。

第３図によって、本製造方法を説明すると、まず絶縁体
粉末および抵抗体粉末をそれぞれ有機ビヒクル中に分散
し、泥漿を作る。これらの泥漿をドクターブレードを用
いたキャスティング法により絶縁体生シートおよび抵抗
体生シートを作る。

この絶縁体生シートを所定の大きさに打抜き、導体ペー
ストを用い、導体パターンの印刷を行う。

導体を形成した絶縁クリーンシート上に抵抗体生シート
を所定の形状にパンチングした後、絶縁生シートの所定
位飲にハリ付ける。

この様にして導体を形成し、なおかつ抵抗体を伺加した
絶縁体生シートを必要な枚数、および絶縁体生シートの
みのそれぞれを積層し、熱プレスによって圧着し、生積
層体を形成する。

生積層体を所定の形状に切断後、脱バインダ一工程を経
て焼結し、外部取出電極を焼伺けて、積層セラミックサ
ーマルヘッドとする。

この様な製造方法によるため、絶縁生シートおよび抵抗
体生シートの膜厚は１０ｔｔｍ〜１０００ノｔｎｌと広
い範囲で生シートを形成することができるため、焼結後
の抵抗体の厚さ、となりの抵抗体との間隔を８μｍ〜８
００μＩｎ吉広範囲に自由に選ぶこきができる。特に抵
抗体の厚さ、絶縁体の厚さを薄くすることによって、数
十トッド／ｒｕｍ　以、Ｊｌの解像度を実現できる。

才た木製、造方法によって、抵抗体を４ｉ−熱させるた
めに必要な配線を立体的に形成することができるため、
従来の配線の様な非常に高度な厚膜　；、１．γ膜の技
術を用いることなく、信頼性良く、小型に歩留良（サー
マルヘッドを製造することができる。

また第４図は本発明製造工程の”うち積Ｍ工程で積層す
る生シート（（イ）〜（Ａ１）を積層ＩＩｍに示したも
ので、１は絶縁体生シート、２は導体、３は抵抗体生シ
ートを接着によって形成した抵抗体層を示している。ま
た生シート（イ）（ロ）（／ｌ→（７１）は絶縁生シー
トのみの層であり、生シー１−（ハ）〜悼）は抵抗体層
、導体層が形成され、ている絶縁生シートである。なお
生シー１−Ｃ→−・（力は必要に応じて、積層数を増減
して積層を行う。

なお第４図は図を解り易くするために１素子当りの絶縁
体生シート部分を示しているが、実際に製造する豐合Ｃ
ス、第４図のパターンが平面上なこ多数回くり返された
パターン印刷し、一度の積層によって、数十ゲから数百
ヶの積層セラミックサーマルヘッドを作ることができる
。

このように積層技術によって、サーマルヘッドを作ると
、−回の積層によ・って多数のサーマルヘッドを作るこ
とができるので、１ヶ当りの単価が従来方法よりも著し
く安価になり、敞産化も可能である。

次に本発明を実施例により詳＆）１に説明する。

〔実施例〕

絶縁体材料として、アルミナ−結晶化ガラス混合物を使
用・した。アルミナ５０ｗｔ％、ホウケイ酸鉛系結晶化
ガラス５Ｑｗｔ％の粉末をボールミルで湿式混合した後
、濾過乾燥し、絶縁体粉末とした。

抵抗体材料としては酸化ルテニュウムー絶縁体混合物を
用いた。９９．９％以上の純度を持つ酸化ルテニュウム
粉末３Ｑｗｔ％と絶縁体粉末７ｏｗｔｓ　を秤量後、湿
式混合し、濾過乾燥して抵抗体粉末とした。

絶縁体粉末、抵抗体粉末をそれぞれ有機ビヒクル中に分
散し泥漿とし、これをドクターブレードを用いたキャス
ティング法により、膜厚が２０μｍ〜５００μｍの絶縁
体生シートおよび抵抗体生シートを作製した。なお有機
ビヒクルのバイングーとしてはポリビニルブチラールを
使用し、溶媒は多価アルコールのエステルを用いた。

絶縁体生シートを金型を用い、外形を打抜き、この上に
スクリーン印刷法により、銀−パラジウム合金のペース
トを用い配線パターンを印刷した。

絶縁体生シート上に張り伺けた。

このようにして作った抵抗体シートを張り付は導体を形
成した絶縁体生シートと導体の形成のみを行った絶縁生
シートおよび必要な場合は、スルーホールの形成のみの
絶縁体生シートなどを所定数金型に入れて積層、熱圧着
を行った。

積層の終った生積層体を５間×１０闘の寸法に切断し、
５００℃で脱バインダー後、８００℃〜１０００℃の温
度で煉結した。

焼成の終った燐結積層体に外部ＩＩｖ出電極電極付け、
感熱紙に接触する抵抗体の露出している面を鏡面に研摩
した後、リード線を取付はサーマルヘッド吉した。） 出来上ったサーマルヘッドをサーマルプリンタにセッｌ
−Ｌ、、ｉ９１作試験を行ったところ、［０ドツトＡ□
〜：３０トツド／闘のＮ像度が得られ充分実用になり、
しかも従来のサーマルヘッドに比らべ、著しく改善され
たＭ：像度を示すこ吉がわかった。

以上述べた様に本発明の製造方法によるｆＲ層セラミッ
クサーマルヘッドは、従来のサーマルヘッドでは実現で
きない様な解像度で、小型高信頼化を実現し、かつ、量
産化が可能で、コストダウンもできる優れたサーマルヘ
ッドであることが明らかになった。

なお、本発明で抵抗発熱体としては酸化ルテニウム系の
発熱体を使用したが、この他にもタンタル系、パラジウ
ム系、ニッケル系などの抵抗体を使用しても同様の結果
が得られた。

さらに導体さしても金、銀、白金、銅、ニッケルおよび
これらの合金を使用しても同様め結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

ＷＳ１図は本発明の製造方法により作製した積層セラミ
ックサーマルヘッドの実施例を示す斜視図であり、第２
図は第１図に示した積層セラミックサーマルヘッドの断
面図を示し、（ａ）は第１図の破線部における断面、（
ｂ）は第１図の一点鎖線部における断面を示す。 第３図は本発明の積層セラミックサーマルヘッドの製造
工程を示す図。 第４図は本発明の製造方法中の積層工程での生シートの
積層の順を示した図である。 各図において、１は抵抗体、２は絶縁体、３は外部取出
電極、４は内部導体を示している。 璃　１　図 第　２　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁体生シートおよび抵抗体生シートを形成する工程と
   絶縁体生シート上に導体層を形成する工程と抵抗体生シ
   ートを所定の形状に切断し、前記導体層を形成した絶縁
   体生シート面に接着し抵抗体層を形成する工程と、抵抗
   体層と導体層を形成した絶縁体生シートおよび絶縁体生
   シートを積層原着し積層体を形成する工程と前記積層体
   を所定の寸法をこ切断し、焼結する工程と焼結した積層
   体に外部［反出電極を伺ける工専と該焼結体の所定の而
   を研摩する工程を有することを特徴上する積層セラミッ
   クサーマルヘッドの製造方法。