JPS6189870A - サ−マルヘツドおよびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 するようにしたサーマルヘッドおよびその製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、基板の端部に発熱抵抗体を形成したサーマルヘッ
ドとしては、例えば、特公昭４０−６０４０号公報およ
び特公昭４８−３８２６５号公報などに示される如きサ
ーマルヘッドが知られている。第１２図はこのようなサ
ーマルヘッドの概要を示す構成図である。図に示すサー
マルヘッドは、基板１の端部に発熱抵抗体２を形成する
とともに、基板１の両面にそれぞれ発ｉ！！！抵抗体２
と一部が重なるように電極層３，４を積層形成したもの
である。このように形成されたサーマルヘッドにおいて
は、発熱抵抗体２の発熱部分が記録紙等に確実に接触す
るので、熱効率の良いサーマルヘッドを得ることができ
る。また、基板１の端部は平面部に比べて平坦に加工す
ることが容易であるので、複数の発熱抵抗体２を記ｆｌ
　ｉＪＥ等に均等にＰＡＭさせることができ、高い印字
品質を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このようなサーマルヘッドにおいては、
電極層３．４を基板１の両面に形成しているために、吹
のような欠点を有している。

〔イ〕基板１に対して片面づつ電極層を形成しなければ
ならないので、電極層３，４の位置合せなどが容易では
ない。

（ロ）基板１にセラミック基板筈のスルーホール処理の
難しい基板を使用した場合には、リード配線などの配線
処理は別の基板で行なわなければならず、駆動用ＩＣそ
の池の素子を内蔵さることが難かしい。

（ハ）印字ドツトの大きさく発熱抵抗体２の長さ）は基
板１の厚さによって決まるので、記録の高分解能化のた
めには基板１を薄くしなければならないが、その場合に
は、基板１の機械的強度が得られなくなり、製作が難か
しくなってしまう。

（ニ）発熱抵抗体２が基板１の端部を包むように形成さ
れるために、基板１のエツジ部で発熱抵抗体２が折れ曲
り、断線する可能性がある。

本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、製作
が容易であるとともに、高分解能化に適したサーマルヘ
ッドおよびその製造方法を実現することを目的としたも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のサーマルヘッドおよびその製造方法は、Ｐｉ数
の電極層を電気絶縁層および熱抵抗層となるガラス層を
介して対向するように基板の一方の面に逐次饋層形成す
るとともに、基板を含む各層を直線状に切断し、各電極
層の露出した端面に発熱抵抗体を形成するようにしたも
のである。

〔作　用〕

このように、複数の電極層を基板の一方の面に饋層形成
するように構成すると、一連の製造工程により全ての電
極層を形成することができ、製作が容易であるとともに
、駆動用ＩＣその他の素子を搭載する場合に必要なりロ
スオーバ等のリード配線処理も同時に、かつ同一基板内
で行なうことができる。３層、４層の配線をすれば、ド
ライバ素子の配線処理も同一基板内で処理することもで
きる。また、発熱抵抗体の長さは電極層間に形成するガ
ラス層の厚さにより決定されるので、この厚さを調節す
ることにより発熱抵抗体の長さを自由に制御することが
でき、基板の強度などに影響を与えることなく、高分解
能のサーマルヘッドを実現することができる。さらに、
基板の端部を切断し、電極層の露出した端部に発熱抵抗
体を形成するようにしているので、発熱抵抗体はその一
つの面だけに形成されれば良く、折れ曲りがないために
、信頼性の高い発熱抵抗体を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明のサーマルヘッドおよびその製造方法の一
実施例を製造工程の１１を追って説明する。

図において、前記第１２図と同様のものは同一符号を付
して示す。

第１図および第２図は基板１に第１の電極層を形成する
工程である。基板１は例えばセラミック基板であり、そ
の表面に金（Ａｕ）　、銀パラジウム。

白金、銅などの導電体を印刷、焼成し、第１図のは、−
列に並べられる発熱抵抗体のそれぞれに対応して接続さ
れる選択電極を一体に形成したものであり、後に第２図
の如きパターンにエツチングされ、第１の電極層３（以
下、選択電極層３という）を形成する。ここで、エツチ
ングにより微細パターンの加工を行なうのは、１０本／
ｍｍ以上の電極密度を得る場合であり、比較的低密度の
場合には、印刷により直接第２図のような電極パターン
を形成することも可能である。５は後に説明する共通’
？ｆｌｌ＋からリターンを取るための電極パターンであ
る。なお、これらの導電体層の膜厚は、一般的に３〜５
μｍ程度である。

第３図は選択電極層３の上に電気絶縁層および熱抵抗層
となるガラス層６を形成する工程である。

図に示すように、高融点ガラス等を選択電極層３の上に
印刷、焼成する。焼成後の膜厚は必要に応じて５０〜１
００μｍに選ばれる。なお、一般に厚膜ガラス層におけ
る焼成後の膜厚は２０〜３０μｍであるが、同様の工程
を繰り返すことにより、必要なる。

第４図はガラス層６の上に第２の電極層４を形成する工
程である。この場合、電極層４（以下、共通電極層４と
いう）はガラス層６の上を通過した後、前記した電極パ
ターン５に接続される。

第５図は選択電極層３および共通電極層４を保護するた
めに、リード取出し部を除いて基板１の表面にガラス層
７を印刷、焼成する工程である。

この保護ガラス層７の材料は、前記したガラス層６と同
様の高融点ガラスである。この保護ガラス層７は次に示
す基板端部の切断の際に電極層３゜４のはがれ等を防止
するためのものである。また、このガラス層には、耐摩
耗性や熱伝導性などを考慮して、例えば酸化アルミニウ
ム（Ａ１．Ｏ，）の粉末を添加することも有効である。

第６図は基板１の端部を切断し、発熱抵抗体２を被着す
べき端面を形成する工程である。曲記第１図〜第５１２
１のようにして順次積層配線された基板１は、図中の直
線ａの位置で切断される。第７図にその端面の状態を示
す。図に示されるように、端部には選択型０ｉＫ９３（
選択型ａｉ３１〜３８）および共通電極層４が露出する
ようになり、しかも、これらの電極はガラスｍ６を介し
て対向している。

なお、切断後の端面の衷面相度が所定の基準より低い場
合には、研磨加工を行ない、表面を鏡面仕上げする。

このように形成された端面には、窒化タンタル（Ｔａ、
Ｎ）　　、　ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ　）などの抵抗材料
がスパッタまたは蒸着により被着され、発熱抵抗体２を
形成する。この場合の発熱抵抗体２の膜厚は、その抵抗
値との関連で決定されるものであるが、概略０．１μｍ
程度である。

さて、上記の工程により、発熱抵抗体２は選択型８ｉ３
１〜３８および共通電極層４の露出した端面に一様に形
成され、これらの電極と導通しているが、次に発熱抵抗
体２を各選択電極３１〜３８毎に分離する必要がある。

第８図は発熱抵抗体２を選択電極３１〜３８に対応した
形状に分離した状態を示すものである。図示の例は、レ
ーザカットを利用して発熱抵抗体２を分離したもので、
８はレーザカットの軌跡である。

レーザカットの幅（軌跡８の線幅）はレーザビームのス
ポット径で決まるもので、最小幅は３０μｍ程度まで可
能であるので、高密度の発熱抵抗体形成が容易である。

また、図に示されるように、発熱抵抗体２の長さは選択
電極３１〜３８と共通電極層４との間に介在するガラス
層６の厚さにより決まっており、ガラス層６の膜厚を調
節することにより、発熱抵抗体２の長さを任意に制御す
ることができる。

このようにして発熱抵抗体２が分離されると、発熱抵抗
体２の保護および耐摩耗店として酸化ケイ素（Ｓｉｎ、
）　　、五酸化タンタル（Ｔａ＊Ｏ−）　　、窒化ホウ
素（ＢＮ）、炭化ケイ素（Ｓａｃ）などの絶縁層がスパ
ッタまたは蒸着により被着される。また、熱伝導性を考
慮すれば、酸化ケイ素などで絶縁した後、分散メッキに
より耐摩耗金属層を被着してもよい。この場合、金Ｉｒ
＆膜には主にニッケルが使用され、分散剤として酸化ア
ルミニウム、窒化ホウ素、ダイヤモンドなどを添加する
ことにより、熱伝導性ならびに刊Ｊｍ！耗性を向上させ
ることができる。

上記のような工程により本発明のサーマルヘッドが形成
されるが、このようなサーマルヘッドにおいては、複数
の電極層３，４をガラス層６などを介して対向するよう
に基板１の一方の面に積層形成するようにしているので
、製作および配線処理が容易であるとともに、選択電極
層３と共通電極層４との間に介在するガラス層６の膜厚
を調節することにより、発熱抵抗体２の長さを任意に制
御することができ、基板１の厚さ等に左右されずに、高
い分解能を得ることができる。また、電極層３．４の露
出した端面に発熱抵抗体２を形成するので、発熱（バ抗
体２はその端面のみに被着されればよく、折れ曲りがな
いために、信頼性の高い発熱抵抗体２を形成することが
できる。さらに、基板１の端部に発熱抵抗体２をスパッ
タまたは蒸着する工程は、基板１を立て、端部をスパッ
タターゲットに対向させた状態で行なわれるので、基板
１をスパッタ装置内などに数多く装顛することができ、
量産化が可能となる。

なお、上記の説明においては、基板１の表面に直接第１
の電極層３を被着する場合を例示したが、基板１の表面
の平滑度によっては、基板１と電極層３の間にガラス層
を設け、電極層３の下地を平滑化するようにしてもよい
。また、発熱抵抗体２の分離手段として、レーザカット
を例示したが、発熱抵抗体２を分離する手段には、この
池にもフォトリソグラフによるエツチングやブレードに
よる機械的な切断、サンドブラスト法などがあり、必要
に応じて使い分けることができるものである。

さらに、発熱抵抗体２の上に形成する朗ａ！耗層は、金
ｉ膜に限られるものではなく、ガラス層を使用すること
もできる。また、電極保護ガラス層上にアルミ板または
セラミック板を取り付け、機械的強度を保つと同時に、
基板のそりを修正することなども可能である。

第９図〜第１１図は本発明のサーマルヘッドの他の実施
例を示す構成図である。第９図に示すサーマルヘッドは
、発熱抵抗体２を例えばラインプリンタに使用するよう
にマルチスタイラス化したもので、多数の発熱抵抗体２
を一列に形成している。

第１０図に示すサーマルヘッドは、発熱抵抗体２を二列
に配置したもので、この場合には、基板１の表面に選択
′Ｉ１１極層３．．ガラス層６．、共通電極層４、ガラ
ス層６．２選択電極Ｍ３１．保護ガラス層７の１ｕｌｌ
で各層が積層され、切断された端面に発熱抵抗体２が形
成されている。すなわち、端面に被着された発熱抵抗体
２を図中の細線すに沿って分離することにより、近接し
た二列のサーマルヘッドを得ることができる。

第１１図に示すサーマルヘッドは、基板１の両面にそれ
ぞれ選択電極層３．　、３．、共通電ＦｆＡ層４．　、
４．　。

ガラスＷ６．．６．および保護ガラス層７．　、７．を
積層形成したもので、前記第１０図と同様の工程で発熱
抵抗体２を形成することにより、基板１の厚さに応じた
間隔を有する二列のサーマルヘッドを得ることができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のサーマルへラドおよびそ
の製造方法では、複数の電極層を電気絶縁層および熱抵
抗層となるガラス層を介して対向するように基板の一方
の面に逐次積層形成するとともに、基板を含む各層を直
線状に切断し、各電極層の露出した端面に発＠抵抗体を
形成するようにしているので、３層、４層の配線やクロ
スオーバが可能であり、ドライバを含めたヘッドとして
、小形化や共通化による部品数の減少、接読点数の減少
、さらに、低価格と信頼性の向上が実現できる。また、
発熱抵抗体の長さの制御が容易であり、製作が容易であ
るとともに、高分解能化に適したサーマルヘッドおよび
その製造方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本発明のサーマルヘッドおよびその
製造方法の実施例を示す構成図、第１２図は従来のサー
マルヘッドの一例を示す構成図である。 １・・・基板、２・・・発熱抵抗体、３．３．．３．・
・・選択電極層、３１〜３８・・・選択電極、４．４．
．４゜００．什　）市　？Ｉ？ｉｆｆ　　Ｗ弓　　　　
へ　　０６．蕾　１化　Ｉぐ　、々　−（）　　　　＾
　　　　ら６１・・・ガラス層、７．７．．７．・・・
保護ガラス層、８　・・・レーザカット。 第１図 Ｕ 第２図 第４図 第５図 第６図 、［ 第７図 鑑ゴ １７１り 第９図 〉 ３　（３Ｉ〜３３） 、４ ど２ ″′−ｌ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、電気絶縁層および熱抵抗層となるガラス
   層を介して対向するように前記基板の一方の面に逐次積
   層形成された複数の電極層と、前記複数の電極層が露出
   した端面に形成された発熱抵抗体とを具備してなるサー
   マルヘッド。
2. （２）複数の電極層をそれぞれガラス層を介して対向す
   るように基板の一方の面に逐次積層形成する工程と、基
   板を含む各層をその端部において直線状に切断する工程
   と、この切断工程により複数の電極層が露出した端面に
   発熱抵抗体を形成する工程とを含むサーマルヘッドの製
   造方法。