JPS63149166A - 厚膜型サ−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】 「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装置やプリンタ等
の記録部に用いられる厚膜サーマルヘッドについての製
造方法に関する。

「従来の技術」 熱転写記録方式や感熱発色方式で画情報の記録を行う記
録装置では、記録ヘッドとしてサーマルヘッドを用いる
ことが多い。

第２図は従来用いられてきた厚膜サーマルヘッドの構造
を表わしたものである。厚膜サーマルヘッドは放熱用の
セラミック基板１の上に２種類の電極２．３を形成した
後、これらの上に紙面に垂直方向に延びる１本の発熱抵
抗体４を形成したものである。発熱抵抗体４の上には、
耐摩耗層５が形成される。発熱抵抗体４は酸化ルテニウ
ム系の厚膜抵抗体であり、スクリーン印刷法によってラ
イン状に形成したものである。

第３図はこの厚膜型サーマルヘッドにおける２種類の電
極２．３と発熱抵抗体４の接続関係を原理的に表わした
ものである。１本の発熱抵抗体４には所定のｒＶＪ＠で
２種類の電極２．３が交互に複数配置されている。この
うち一方の電極２．２、・・・・・・は共通電極と呼ば
れており、これらは図示しない電源ラインに共通接続さ
れている。他方の電極３．３、・・・・・・は個別電極
と呼ばれており、これらが画情報に応じて接地されたり
大地と絶縁されることによって発熱抵抗体４の所望の部
位のみが通電され発熱することになる。従って、第２図
に示した厚膜サーマルヘッドの耐摩耗層５に記録用紙や
熱転写記録媒体を接触させると、発熱抵抗体４から発せ
られる熱エネルギによって感熱記録が行われることにな
る。

さて、厚膜サーマルヘッドは薄膜型のサーマルヘッドに
比べて量産性に優れ、また高価な製造設備を必要としな
いため低価格である等の利点がある。しかしながら従来
の厚膜サーマルヘッドは発熱抵抗体４をスクリーン印刷
によって細線として形成している。従って形成された発
熱抵抗体の横断面の形状は、第２図にも示したように山
形あるいは半円形となり、次のような問題点があった。

すなわち、例えば共通電極２に正の電圧を印加し個別電
極３を接地するとこれらの間の発熱抵抗体４の中央部に
集中的に電流が流れ、この結果、山形をした発熱抵抗体
４の頂点付近の温度が高くなるという温度分布の不均衡
が生じる。このため、通電量が少ないときにはこの頂点
付近に対応する用紙上でのみインクの発色やインクの転
写が行われる傾向が生じ、ドツトサイズが小さくなると
いう問題があった。またこのような問題点を解消するた
めには、発熱抵抗体そのもののサイズを大きくするか、
厚膜サーマルヘッドに印加する電力を増大する必要があ
る。しかしながら、前者の場合には大きなサイズの発熱
抵抗体を発熱させるので印字効率が悪くなり、また消費
電力も増すという問題があった。また後者の場合には発
熱量を全体的に増やして印字ドツトの径を大きくするた
め、もともと発熱温度の不均一な発熱抵抗体が局所的に
過熱されることになり、抵抗体の強度が下がり厚膜型サ
ーマルヘッドの信頼性を低下させるという問題もあった
。

更に、第２図に示した従来の厚膜型サーマルヘッドでは
印字ドツトの形状が円形で、しかもヘッドの各部で形状
のバラツキが大きかった。このため、この厚膜型サーマ
ルヘッドを用いると細線の再現性が悪かった。これは、
熱転写方式で印字を行う場合に特に顕著に現われた。

そこで、発熱抵抗体の断面形状を第２図に示した山形か
ら矩形に近い形状に変えて発熱部分の温度分布を均一化
しようとする提案が行われている。

例えば特開昭５３−５５’Ｏ’３９号公報では、次のよ
うな工程を経て発熱抵抗体を作成する。

（１）まず基板の表面に２０〜３０μｍの厚さのフォト
レジスト膜を作成する。

（２）次にフォトマスクを用いて発熱抵抗体が設けられ
る部分が開口するようにフォトレジストパターンを作成
する。

（３）次にこの開口部が覆われるように厚膜抵抗ペース
トを用いてスクリーン印刷法によりベタ塗りし、レベリ
ングを経て乾燥した抵抗体層を作成する。

（４）この後、バインダガラスの軟化点よりも幾分低い
温度で焼成を行ってレジストパターンを焼き飛ばす。

（５）次に流水状態の超音波洗浄槽に浸し空隙部分の抵
抗体層を剥離させる。

（６）この後、残った抵抗体層を高温で焼成し、発熱抵
抗体を完成させる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、この提案の製造方法では開口部以外にはみ出
した発熱抵抗体を除去する際に必要な発熱抵抗体層が基
板から剥離したり、はみ出した発熱抵抗体の除去が必ず
しも均一に行われず、均一な形状の発熱抵抗体を得るこ
とができないという問題があった。

そこで本発明の目的は、発熱抵抗体の断面形状を均一な
矩形とすることのできる厚膜型サーマルヘッドの製造方
法を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明では、（１）発熱抵抗体を配置すべき位置に感光
性レジストパターンを線状に作成する。工程と、（２）
この感光性レジストパターンよりも広い線幅でかつこれ
よりも薄い膜厚のガラスペーストをこのパターンを覆う
ように配置する工程と、（４）感光性レジストパターン
をその上部に配置されたガラスペーストと共に除去し感
光性レジストパターンが存在した部分を開口部とするグ
レーズ層を形成する工程と、（５）このグレーズ層の線
状の開口部に厚膜抵抗体ペーストを埋め込む工程とを厚
膜型サーマルヘッドの製造に用いる。

なお、開口部に厚膜抵抗体ペーストを埋め込んでこれを
乾燥させて厚膜抵抗体としたとき、厚膜抵抗体がグレー
ズ層よりも盛り上がる場合には、この盛り上がった部分
をラッピングによって除去することも有益である。もち
ろん、厚膜抵抗体ペーストを開口部に適量だけ埋め込め
ば、ラッピングの必要がない。

この本発明の製造方法によれば、グレーズ層によって形
成された開口部を利用して発熱抵抗体を形成するので、
発熱抵抗体の断面形状をほぼ均一な矩形とすることがで
きる。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例における厚膜サーマルヘッド
の製造工程を表わしたものである。

まず、同図Ａに示す第１の工程について説明する。

この第１の工程では、セラミック基板１１の上に膜厚２
．０〜５．０μｍ程度の導体膜を形成し、これをフォト
リソエツチングプロセスによって所定の電極パターン１
２に形成する。更にこの上における発熱抵抗体の設けら
れるべき位置に、膜厚２５〜３８μｍ程度で幅１３５〜
１８０μｍ程度の感光性レジスト１３を形成する。感光
性レジスト１３が形成されたら、その上からこのレジス
トパターンよりもやや広い幅でスクリーン印刷法でガラ
スペースト１４を印刷する。

次に同図已に示す第２の工程について説明する。

ガラスペースト１４は乾燥され、焼成される。

これにより、１５〜２０μｍ程度の厚さのグレーズ層１
４′が形成される。このとき、感光性レジスト１３の上
面に存在したガラスペーストの部分は感光性レジストと
共に焼き飛ばされ、この部分が１３５〜１８０μｍ程度
の幅の溝状の開口部１５となる。

最後に同図Ｃに示す第３の工程について説明する。

このようにして形成された開口部１５に酸化ルテニウム
系の抵抗材料からなる厚膜抵抗体ペーストを、スクリー
ン印刷によって埋め込む。このとき、１００〜１５０μ
ｍ程度の開口幅のスクリーンを用いると、開口部１５か
ら外れることなく、この内部に厚膜抵抗体ペーストを埋
め込むことができる。このとき、ペーストを開口部１５
から溢れ出さないような量に設定する。この後、この厚
膜抵抗体ペーストを乾燥させ、８００〜９００度Ｃで焼
成して、発熱抵抗体１６を形成する。そして、この上に
オーバーグレーズを印刷によって形成し、耐摩耗層１７
とする。電極パターン１２の所定位置にはサーマルヘッ
ド駆動用のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃ１ｒｃｕｉ
ｔ）　　ｌ　３が取り付けられ、金線等のワイヤ１９に
よってボンディングされる。

以上のようにして作成された発熱抵抗体１６は、セラミ
ック基板１１から剥離したり断面の形状が場所によって
不均一となる問題がなく、均一なサイズの矩形の抵抗体
となる。

なお、以上の実施例ではスクリーン印刷によって厚膜抵
抗体ペーストを開口部１５に埋め込んだが、ドクターブ
レード法等の他の方法で埋め込むことも可能である。厚
膜抵抗体ペーストが開口部１５から盛り上がったような
状態では、焼成後の発熱抵抗体１６におけるこの部分を
２０００〜５０００番程度のラッピングシートを用いて
ラッピングすればよい。これにより発熱抵抗体１６の上
部は平坦化され、この上に耐摩耗層１７が形成されるこ
とになる。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば発熱抵抗体の断面形
状が矩形となり、しかもどの位置でも断面の大きさが変
わらないので、発熱が均一化し印字ドツトの形状あるい
はサイズを精度よく設定することができ、記録画像の画
質を向上させることができる。また、用紙と接触する部
分が平坦化するので、記録に際して用紙との接触関係が
よりスムーズになる他、記録部にふける用紙とサーマル
ヘッドの位置合わせが容易になるという効果がある。

また、従来では印字ドツトの形状が円形であったが本発
明の製造方法による厚膜型サーマルヘッドではこれが長
方形となり、しかも形状のバラツキが少ないので細線の
再現性が向上する。これはインクドナーフィルム（熱記
録媒体）を用いた熱転写記録方式を用いた装置で特に有
効であり、また中間調の再現にも有利となる。

更に本発明の製造方法による厚膜型サーマルへラドは発
熱部分の温度が均一化するので、熱効率がよくなり、消
費電力の減少を図ることができ、電源回路を小型化する
ことができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｃは本発明の一実施例における厚膜型サーマ
ルヘッドの各製造工程示す断面図、第２図は従来の厚膜
型サーマルヘッドを示す断面図、第３図は厚膜型サーマ
ルヘッドの電極と発熱抵抗体の配置関係を示す説明図で
ある。 ４．１６・・・・・・発熱抵抗体、 １１・・・・・・セラミック基板、 １２・・・・・・電極パターン、 Ｉ３・・・・・・感光性レジスト、 １４・・・・・・ガラスペースト、 １４′・・・・・・グレーズ層、 １５・・・・・・開口部、 １７・・・・・・耐摩耗層。 出　願　人　　　　富士ゼロックス株式会社代　理　人
　　　　弁理士　山　内　梅　雄蕨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に配置された発熱抵抗体をこれに交互に接続
   された電極によって選択的に通電させ発熱させる厚膜型
   サーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体を配置すべき
   位置に感光性レジストパターンを線状に作成する工程と
   、この感光性レジストパターンよりも広い線幅でかつこ
   れよりも薄い膜厚のガラスペーストをこのパターンを覆
   うように配置する工程と、感光性レジストパターンをそ
   の上部に配置されたガラスペーストと共に除去し感光性
   レジストパターンが存在した部分を開口部とするグレー
   ズ層を形成する工程と、このグレーズ層の線状の開口部
   に厚膜抵抗体ペーストを埋め込む工程とを具備すること
   を特徴とする厚膜型サーマルヘッドの製造方法。 ２、感光性レジストパターンの除去により形成された線
   状の開口部に厚膜抵抗体ペーストを埋め込んだ後、これ
   を乾燥させて厚膜抵抗体とする工程と、この厚膜抵抗体
   の一部をラッピングして除去する工程とを具備すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の厚膜型サーマ
   ルヘッドの製造方法。