JPS6271662A - サ−マルヘツド及びその製造方法 - 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） この発明は感熱式プリンタ用の薄膜型サーマルヘッド及
びその製造方法に関する。

（従来の技術） 従来より、感熱紙を発色させて感熱紙にドツトのモザイ
クを作ることにより絵１文字等の印字をするための種々
の構造のサーマルヘッド及びその製造方法が提案されて
いる。以下、第２図〜第４図を参照して従来のサーマル
ヘッドにつき説明する。尚、これらの図において同一の
構成成分については同一の符号を付して示しである。

従来のサーマルヘッドで実用化されている代表的なもの
としては第２図に示す構造のサーマルヘッドがある。第
２図はこのサーマルヘッドの要部を示す断面図である。

第２図において、１１は下地としての絶縁基板を示し、
例えばアルミナ等が用いられる。この絶縁基板１１上に
は保温層１３が設けられ、さらに、この保温層【３上に
は薄膜抵抗体からなる発熱抵抗体１５が設けられている
。この発熱抵抗体１５上の離間した位置に給電体１７及
び１９が設けられていて、これら給電体１７及び１８の
間の発熱抵抗体１５の部分（図中、斜線で示す部分）が
発熱部２１となる。さらに、給電体１７及び１３と発熱
部２１との上側には発熱抵抗体保護層２３（以下、単に
保護層２３と称することもある）と耐摩耗層２５とが順
次に設けられている。尚、図中２７で示す部分を発熱領
域と称することにする。この発熱領域２７は発熱部２１
からの熱により発熱部２１上の保護層２３及び耐摩耗層
２５が加熱される部分を云い、この発熱領域２７を感熱
紙に接触させ感熱紙を発色させて印字を行う。

しかし、この構造のサーマルヘッドは同一平面基板上に
給電体等から延長された配線部及び発熱抵抗体等を平面
的に形成した構造であるため１発熱領域２７と感熱紙と
を密着させ印字を行う際に。

発熱領域２７を特定して確実に感熱紙に密着出来ない場
合が生じる。従って、印字の解像度の低下を招くことが
あった。又、発熱領域２７と感熱紙との密着に際して、
出来る限り支障とならないよう配線部を発熱領域２７か
ら光分離した位置に設ける必要があり、従って、基板を
小型に出来ない等の制約があった。

上述したような問題点を解決しサーマルヘッドの発熱領
域２７と感熱紙との密着性を向上させた構造のサーマル
ヘッドとして、特開昭５７−９３１７１号公報に開示さ
れているような基板端面に発熱領域２７を形成した構造
のサーマルヘッド（第３図参照）がある。又、特開昭５
８−５９０ａ３号公報に開示されているような基板上に
凸部を形成し、その凸部の頂上部分に発熱領域２７を形
成した構造のサーマルヘッド（第４図参照）がある。

又、凸部に発熱領域２７を有するサーマルヘッドの他の
例として特開昭５７−１８５１７３号公報に開示されて
いるように、ポリイミドフィルム３１上に発熱抵抗体等
を具えたサーマルヘッドを形成し、このポリイミドフィ
ルム３１を予め凸部の設けられた基板に、凸部の頂上部
分が発熱領域２７となるように貼付た構造のサーマルヘ
ッド（第５図参照）がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第３図に示した構造のサーマルヘッドは
基板端面に複数層のＦＭ膜を形成しそれらの薄膜をパタ
ーニングして発熱抵抗体、給電体等を形成しなければな
らないため、端面上への薄膜の形成及びこの薄膜のパタ
ーニングが非常に一難しいという問題点があった。

又、第４図に示した構造のサーマルヘッドは凸部を有す
る基板上に薄膜の形成を行い、この薄膜のパターニング
を行う。従って、第３図に示した構造のサーマルヘッド
よりは薄膜の形成は容易となる。しかし、パターニング
の際にフォトマスクと凸部とが接触するため、凸部上か
らフォトマスクまでの距離と、基板上からフォトマスク
までの距離とが異なることとなるから、露光時に部分的
に焦点ズレが生じ、特に基板上のパターン精度が低下す
るという問題点があった。さらに、フォト・マスクにレ
ジストが付着してフォトマスクを損傷するという問題点
があった。

又、第５図に示したような構造のサーマルヘッドはフィ
ルム上に予め発熱抵抗体、給電部等の配線部及び保護層
等を形成し、そのフィルムを凸部を有する基板に貼付る
ため、貼付の際にフィルムの変形がおこり、従って、そ
のフィルム上の発熱体保護膜に微小なりラック等が生じ
易く、サーマルヘッドの信頼性を損ねるという問題点が
あった。又、フィルムが樹脂で構成されているため熱伝
導率が悪く、従って、発熱部への電力供給を止めた後も
発熱部の熱が放熱されにくく熱応答性が悪くなるから、
高速な印字が行えないという問題点があった。

この出願の第一発明の目的は、高速印字が可能で、かつ
、感熱紙メサーマルヘッドの発熱領域との密着が確実に
行えるサーマルヘッドを提供することにある。

この発明の第二発明の目的は上述したような優れた特性
を有するサーマルヘッドを簡易に製造することが出来る
製造方法を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、発熱領
域が感熱紙側に突出した形のサーマルヘッドにおいて、 突出面を有する保持体と、この突出面トに設けられた可
撓性フィルムと、この可撓性フィルムトに順次に設けら
れた金属層及び絶縁層と、この絶縁層上に設けられた発
熱抵抗体と、この発熱抵抗体上に設けられた発熱抵抗体
保護層とを具えることを特徴とする。

又、発熱領域が感熱紙側に突出した形のサーマルヘッド
を製造するに当り、その製造工程には、可撓性フィルム
上に金属層を形成する工程と、この金属層上に絶縁層を
形成する工程と、この絶縁層上に発熱抵抗体を形成する
工程と、前述した可撓性フィルムを保持体の突出面に固
定し、その後、前述した発熱抵抗体上に発熱抵抗体保護
層を形成する工程とを含むことを特徴とする。

（作用） この発明のサーマルヘッドの構造によれば、可撓性フィ
ルム上に金属層を設けである。さらに、この金属層は薄
い絶縁層を介して発熱抵抗体の発熱部と接している。従
って、発熱部への電力供給を止めた後に発熱部に残る熱
をこの金属層により効率良く放熱することが出来るから
熱応答特性の速いサーマルヘッドを得ることが出来る。

又、このサーマルヘッドの製造方法によれば、金属層、
絶縁層、発熱抵抗体及び給電体の形成を平坦な可撓性フ
ィルム上に行うことが出来る。

又、可撓性フィルム上に金属層を有する可撓性フィルム
を保持体の突出面に固定するから、可撓性フィルムを保
持体の突出面に固定するために可撓性フィルムを変形さ
せても変形による可撓性フィルムの応力はこの金属層で
吸収される。従って、金属層上に設けられた発熱抵抗体
にクラック等が発生することを防止出来る。さらに、金
属層、絶縁層及び発熱抵抗体を有する可撓性フィルムを
保持体の突出面に固定し、その後、発熱抵抗体上に発熱
抵抗体保護層の形成を行う。従って、可撓性フィルムを
突出面に固定する際可撓性フィルムを変形させることに
より生ずる応力をこの発熱抵抗体保護層は受けることが
ないから１発熱抵抗体保護層にクラックが発生すること
はない。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明のサーマルヘッド及びそ
の製造方法につき説明する。尚、これらの図はこの発明
が理解出来る程度に概略的に示しであるにすぎず、各構
成成分の寸法、形状及び配置関係は図示例に限定される
ものではない、又、従来と同一の構成成分については同
一の符号を付して示しである。

第１図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明のサーマルヘッドの
構造の一例の要部を示す断面図である。

第１図（Ａ）において、３１は可撓性フィルムを示す。

この場合、この可撓性フィルム３１としてはカプトンア
ディティブフィルム（東し社製フィルムの商品名）を用
いた。このフィルム３１ｋには金属層３３として例えば
Ｎ１−Ｐ／Ｎｉ層を設けである。又、この金属層３３上
には絶縁層３５として例えばポリイミド樹脂層が設けで
ある。さらに、このポリイミド樹脂層３５上には従来と
同様に薄膜抵抗体からなる発熱抵抗体１５が設けである
。さらに、この発熱抵抗体１５）：の離間した位置に給
電体１７及び１９が設けてあり、これら給電体１７及び
１９の間の発熱抵抗体１５の部分（図中、斜線で示す部
分）が発熱部２１となる。

第１図（Ｂ）は金属層３３と、絶縁層３５と、発熱抵抗
体１５と、給電体１７及び１８とを有した可撓性フィル
ム３１を保持体３７に固定し１発熱部および給電体上に
発熱抵抗体保護層２３を設けたサーマルヘッドを示す断
面図である。この場合、保持体３７は力マポコ形状の保
持体であり、このカマポコ状保持体３７の曲面上に、そ
の曲面の頂上部分に発熱部２１が対応するように可撓性
フィルムの下面を固定し、発熱領域２７が感熱紙側に突
出した形のサーマルヘッドである。

以下、この発明のサーマルヘッドの製造方法につき説明
する。

先ず、可撓性フィルム３１として７５ｇｍの厚みを有す
る前述したカプトンアディティブフィルムを用いた。こ
のフィルム３１はポリイミドフィルム上に無電界めっき
析出触媒としてのＰｄ（パラジウム）が付与されている
０次に、無電界めっきによりＮ１−Ｐにッケル・リン）
層を形成し、続いて電界めっきによりこのＮ１−Ｐ層上
にＮｉ層を形成して金属層３３を形成した。この場合、
金属層の層厚はｌｏｇｍとする０次に、この金属層３３
上にポリイミド樹脂を塗布し、所定の温度にて硬化を行
って、５用ｍの層厚の絶縁層３５を形成する。この絶縁
層３５の層厚は、金属層３３と絶縁層３５の上に形成す
る発熱抵抗体１５との絶縁が確実に行える膜厚であれば
良いが、この絶縁層が厚過ぎると発熱部２１からの熱を
金属層３３に効率良く伝えることが出来なくなるから、
絶縁層３５の層厚は数周ｍが好適である。

次に、スパッタ法によりＰｔ−Ｒｈ（白金０ロジウム）
合金の薄膜を形成し、フォトリソ技術により加工して発
熱抵抗体１５を形成する。次に、スパッタ法によりこの
発熱抵抗体１５．１：に例えばクロム（Ｃｒ）と金（Ａ
ｕ）とを連続して成膜し、続いて、このＣｒ及びＡｕの
金属薄膜を所定の形状にパタ一二ソグして、発熱抵抗体
１５の一部を露出させ発熱部２１（図中、斜線で示す部
分）と、この発熱部２１の両側領域にこの金属薄膜から
なり互いに電気的に絶縁された給電体１７及び１９とを
形成して、第１図（Ａ）に示す構造の積層体を得る。

次に、第１図（Ａ）に示したような、金属層３３、絶縁
層′Ｊ５、発熱抵抗体！５、給電体１７及び１８を有す
る可撓性フィルムを１例えばカマポコ形状の保持体３７
に、このカマポコの曲面（突出面）の頂点に発熱部が対
応するように固定する。保持体３７に可撓性フィルム３
１を固定する手段は接着剤を用いて行う等通常の手段で
行えば良い０次に、スパッタ法により発熱部２１と給電
体１７及び１３との上にＴａ２０ｓｆｆ！からなる発熱
抵抗体保護層を形成して第１図（Ｂ）に示すサーマルヘ
ッドを製造することが出来る。

尚、この実施例では保持体３７をカマポコ形状の保持体
としたが、この保持体の形状はこの実施例に限定される
ものではなく、例えば第５図に示すような断面が台形形
状の保持体等のように、突出面を有する構造の保持体で
あれば良い。

又、可撓性フィルム上に金属層を形成する方法は、真空
蒸着法、スパッタ法その他の好適な方法を用いることが
出来る。

ざらに、可撓性フィルム、発熱抵抗体、及び発熱抵抗体
保護膜は実施例で用いた材料に限定されるものではなく
他の好適な材料を用いても良い。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のサーマ
ルヘッドの構造によれば、可撓性フィルム上に設けた金
属層により、発熱部への電力供給を止めた後に発熱部に
残る熱を効率良く放熱することが出来るから熱応答特性
の速いサーマルヘッドを得ることが出来る。従って、高
速印字が行える。

又、このサーマルヘッドの製造方法によれば、金属層、
絶縁層、発熱抵抗体及び給電体の形成を平坦な可撓性フ
ィルム上に行うことが出来る。従って、パターニングが
容易に行え、かつ、従来のようにフォトマスクを損傷す
ることがない。

又、可撓性フィルム上に金属層を有する可撓性フィルム
を保持体の突出面に固定するから、可撓性フィルムを保
持体の突出面に固定するために可撓性フィルムを変形さ
せても変形による可撓性フィルムの応力はこの金属層で
吸収される。従って、金属層上に設けられた発熱抵抗体
にクラック等が発生することを防止出来る。さらに、保
持体の突出面に金属層、絶縁層及び発熱抵抗体を有する
可撓性フィルムを固定し、その後、発熱抵抗体上に発熱
抵抗体保護層の形成を行う、従って、可撓性フィルムを
突出面に固定する際可撓性フィルムを変形させることに
より生ずる応力をこの発熱抵抗体保護層は受けることが
ないから、発熱抵抗体保護層にクラックが発生すること
はない。従って、突出面に信頼性に優れる発熱領域を形
成することが出来る。

これかため、高速印字が可能で、かつ、感熱紙とサーマ
ルヘッドの発熱領域との密着が確実に行えるサーマルヘ
ッド及びその製造方法が提供出来る。

【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明のサーマルヘッドの
一例を示す断面図、 第２図〜第５図は従来のサーマルヘッドを示す断面図で
ある。 １５・・・発熱抵抗体、　１７．１８・・・給電体２１
・・・発熱部、　　　　　２３・・・発熱抵抗体保護層
２７・・・発熱領域、　　　　３１・・・可撓性フィル
ム３３・・・金属層、３５・・・絶縁層 ３７・・・保持体。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社ｆＱ　　　　　
２ｆ　　　　　　／７ Ｉｆ　：　４Ｅ：ａ＊ｍ夕（ＪＪ　　呵お４巾１）４ル
ム１７、　ｆ（／　　砂嘴）本　　　　　　　　　ＪＪ
　　會り冴２イ　　ｉ【手＾ｅ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　３！；、　　鯵棒屑ＺＪ　　聾１な４等
−ドヂｉ（層　　　Ｊ７°う＃、Ｍイ４（２７：発轄傾
工成 ごのゲ匈月のザーマルへ・γどの富か月口第１図 〕 ｆ イた禾のリーマルへ・・ｌドの説明国 策２図 ＡＬｔのす一マルヘー、トのｔ５２．　Ｂ８　Ｉｎ第３
図 ４１の寸−マルトヘッドの家」月の 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱領域が感熱紙側に突出した形のサーマルヘッ
   ドにおいて、 突出面を有する保持体と、 該突出面上に設けられた可撓性フィルムと、該可撓性フ
   ィルム上に順次に設けられた金属層及び絶縁層と、 該絶縁層上に設けられた発熱抵抗体と、 該発熱抵抗体上に設けられた発熱抵抗体保護層と を具えることを特徴とするサーマルヘッド。
2. （２）発熱領域が感熱紙側に突出した形のサーマルヘッ
   ドを製造するに当り、 可撓性フィルム上に金属層を形成する工程と、該金属層
   上に絶縁層を形成する工程と、 該絶縁層上に発熱抵抗体を形成する工程と、前記可撓性
   フィルムを保持体の突出面に固定し、その後、前記発熱
   抵抗体上に発熱抵抗体保護層を形成する工程と を含むことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。