JPS6280061A

JPS6280061A - サ−マルヘツド

Info

Publication number: JPS6280061A
Application number: JP21995185A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Murakami; 勝彦村上
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1985-10-02
Publication date: 1987-04-13

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】（発明の技術分野）本発明はサーマルヘッドに関し、特にその保護膜の改良
に関するものである。

（発明の背景）第７図を参照するに、一般にサーマルヘッドは、絶縁性
基板ｌと、その基板ｌ上の蓄熱層３の」二に設けられた
ドツト状の発熱体５と、これに通電するための一対の電
極（不図示）とを有して成り、発熱体５の表面には耐酸
化保護膜７と１ｉＶＦ＃摩耗保護膜９とが被着されてい
る。そして、このように構成されたサーマルヘッドを記
録紙に押しつけることにより、通電によって発熱された
発熱体５の熱を耐酸化保護膜７と耐摩耗保護膜９を介し
て感熱紙あるいはインクシートに伝熱する。

ところで、従来のこの種の耐摩耗保護膜９としては、Ｔ
ａ２０５．　ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ＋などが使用され、第７
図かられかるように、その厚さは、サーマルヘッドの寿
命時間内で摩滅しないように＃酸化保護１１り７に比べ
て十分厚くされている。しかして、上述した従来の保護
１模中では、いずれも発熱体の表面に対して垂直方向の
みならず水平方向にも同様に熱が伝熱されるので、発熱
体から保護膜の表面まで熱が伝達される間に、発熱体の
発熱エネルギの一部が水平方向に拡散され記録されたド
ットの同門ににじみが生じてしまうという問題がある。

（発明の目的）本発明の目的は、このような従来の問題点を解消し、発
熱体の熱が保護膜に拡散される際に水平方向に拡散され
ないようにしたサーマルヘッドを提供することにある。

（発明の概要）本発明は、垂直方向の熱伝導率が水平方向の熱伝導率よ
り高い保護膜で発熱体を保護するようにしたことを特徴
する。

（実施例）第１図および第２図（ａ）、（ｂ）は本発明サーマルヘ
ッドの一実施例を示し、第１図はその縦断面図、第２図
（ａ）はそのＩＩ　−ＩＩ線断面図、第２図（ｂ）はそ
の平面図である。以下では第１図と同様な箇所には同一
の符号を付すものとする。

第１図および第２図（ａ）、（ｂ）を参照するに、基板
１の表面には蓄熱層としての部分グレーズ層３が積層さ
れ、その長手方向に沿って所定の間隔で発熱体５が並設
され、発熱体５には一対の電極１１ａ、ｌｌｂが長手方
向に接続され発熱体５に通電するようになっている。電
極１１ａ。

１１ｂは不図示の電源に接続され、不図示の駆動回路を
介して所望の発熱体が通電され発熱するようになってい
る。

発熱体５の表面には発熱体５の酸化を防止する耐酸化保
護膜７が被着され、更にその上には、発熱体５の摩耗を
考慮して耐摩耗保護膜９が被着されている。耐摩耗保護
膜９には、第３図からもわかるように、発熱体５の表面
に対して垂直方向に直径３００〜５００Ａ程度の内径の
孔９ａが１平方ｃｍ’あたり１０個程度あけられている
。なお、第２図（ｂ）では保護膜７．保護膜９は省略し
である。

このように構成された木実施例のサーマルヘッドの製造
プロセスについて、第２図（ａ）。

（ｂ）および第４図〜第６図を参照して以下順に説明す
る。

（ａ）基板ｌ−ヒにスクリーン印刷により厚膜ガラスペ
ーストを部分グレーズ層３の形状に形成してその後焼成
した。

（ｂ）部分グレーズ層３の頂部にスパッタリングにより
窒化タンタルＴａ２Ｎの薄１９を形成し、フォトリソ・
エツチングにより第２図（ｂ）に示すように例えば８ド
ツト／ｌｌ１ｍの密度でパターニングして発熱体５を形
成した。

（Ｃ）その上にニクロム合金ＮｉＣｒと金Ａｕの二層を
真空蒸着し、その後フォトリソ・エツチングにより、第
２図（ｂ）に示すようにパターニングして一対の電極１
１ａ、ｌｌｂを形成した。

（ｄ）発熱体５を中心として発熱体５と電極１１ａ、ｌ
ｌｂの表面に、耐酸化保護１模７として厚さ２ｐ−ｍの
酸化シリコン５ｉ（ｈを蒸着マスクを用いてスパッタリ
ングで形成した。

（ｅ）　ｎｔｌ酸化保護膜７の表面にマスクを用いてス
パッタリング等により厚さ５ＩＬｍのアルミニウム（Ａ
文）薄膜２０を第４図に斜線で示すように形成した。こ
こで、アルミニウム薄膜２０は、耐酸化保、か膜７の内
側で部分グレーズ層３を完全に覆う保護膜部分２０ａと
、この部分２０ａと接続部２０ｂを介して電気的に接続
され、後で陽極酸化を行なう際の電源端子部分２０ｃと
からなる。

（ｆ）フォトレジスト材３０を基板全面に塗布した後、
フォトリソ・エツチングによって第５図に斜線で示すよ
うにパターニングしてアルミニウム薄膜２０だけが露出
するようにした。

（ｇ）第６図に示すように、５％シュウ酸から成る電解
質溶液２１中に、保護膜部分２０ａだけが液に触れ端子
部分２０ｃが液に触れないように基板全体を浸漬した。

溶液ｚｌ中には電極２２も浸漬し、アルミニウム薄膜２
０の端子部分２０ｃが陽極、電極２２が陰極となるよう
に各電極に電源２３を接続する。液温を２０℃に保持し
つつ、アルミニウム？Ｓ）膜の保護膜部分２０ａにおけ
る電流密度が３０ｍＡ／ｃｒｎ’になるように定電流を
疏し、２０分間陽極酸化を行ないアルミニウム薄膜２゜
を全部酸化した。これにより、耐摩耗保護Ｉ８！９とし
てアルミナ多孔質陽極に化薄膜を得た。

（ｈ）最後に基板全体を剥離液に浸漬してフォトレジス
ト材３０を剥離した。　以上のようにして形成されたサ
ーマルヘッドでは、耐摩耗保護膜９が多孔質アルミナ薄
膜から構成されるので、次ぎのような利点がある。

すなわち、空気の熱伝導率はアルミナの約１／１０　で
あり、発熱体５の表面に対して垂直方向にあけられた孔
９ａ内の空気の存在により、垂直方向の熱伝導率が大き
く水平方向の熱伝導率がそれに比べて小さい耐摩耗保護
膜９を得ることができる。換言すると、熱伝導率異方性
を有する耐摩耗保護膜９を得ることができる。従って、
孔９ａ内の低熱伝導率の空気により発熱体５で得られた
熱が水平方向に逃げないので、その結果、発熱体５で得
られた熱を垂直方向にだけ伝熱することができ、印字ド
ツトのにじみがなくなり印字品質が向上する。

また、従来のように例えば厚さ５Ｂｍの五酸化タンタル
Ｔａ２０ｇをスパッタリングで形成して耐摩耗保護膜９
を得る場合には４〜５時間要したが、本実施例のように
厚さ５ｇｍのアルミニウムをスパッタリングで形成し、
それを陽極酸化して耐摩耗保護膜９を得る場合には、ス
パッタリングに数分〜数十分、陽極酸化に約２０分程度
しか要しないので、耐摩耗保護膜を有するサーマルヘッ
ドの製造に要する時間が格段に短縮される。

なお、陽極酸化に供される溶液としては、シュウ酸の他
に、硫酸、クロム酸、リン酸等を用いることができる。

また、孔９ａの径を大きくして断熱効果を上げるため、
陽極酸化後にｉ酸等で孔９ａの内壁を溶解してもよい。

また、孔９ａに断熱材を充填してもよく、空気の熱伝導
率より低い熱伝導率の断熱材を用いれば、より一層の効
果がある。更に、上述の実施例では孔９ａが有底孔にし
たが貫通孔でもよい。

なお、将来耐酸化性にも優れた保護膜が開発されれば、
耐酸化保護膜７をなくすか、膜９と兼用させることがで
きる。

（発明の効果）本発明によれば、垂直方向の熱伝導率が水平方向の熱伝
導率より高い、保護膜で発熱体を保護するようにしたの
で、従来のように両方向の熱伝導率が等しい保護膜を用
いる場合に比べて印字品質が向上する。

また、上述した実施例のような製造方法により耐摩耗保
護膜を形成すれば従来よりも単時間で保護膜が形成でき
、以って、サーマルヘッドの製造に要する時間が短縮で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図（ａ
）はそノＩＩ　−ＩＩ線断面図、第２図（ｂ）は第２図
（ａ）の平面図、第３図は第１図に示した耐摩耗保護膜
の斜視図、第４図〜第６図は耐摩耗保護膜の形成方法を
説明するための図、第７図は従来のサーマルヘッドを示
す縦断面図である。１：基板　　　　　　３：部分グレーズ層５：発熱体　
　　　　７：耐酸化保護膜９：耐摩耗保護膜　　９ａ：
孔１１ａ、ｌｌｂ：電極２０ニアルミニウム薄膜２０ａ：保護膜部分　　２０ｂ：接続部分２０Ｃ：端子
部分２１：溶液　　　　　２２：陰極２３：電源

Claims

【特許請求の範囲】１）基板上に設けられたドット状発熱体と、その発熱体
に通電するための一対の電極と、発熱体表面を保護する
ための保護膜とからなるサーマルヘッドにおいて、前記保護膜として垂直方向の熱伝導率が水平方向の熱伝
導率より高い保護膜を使用したことを特徴とするサーマ
ルヘッド。２）特許請求の範囲第１項に記載のサーマルヘッドにお
いて、前記保護膜は垂直方向に孔のあいた多孔質薄膜で
あることを特徴とするサーマルヘッド。