JPS63166554A - サ−マルヘツドの製造方法 - Google Patents
サ−マルヘツドの製造方法Info
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- JPS63166554A JPS63166554A JP31025686A JP31025686A JPS63166554A JP S63166554 A JPS63166554 A JP S63166554A JP 31025686 A JP31025686 A JP 31025686A JP 31025686 A JP31025686 A JP 31025686A JP S63166554 A JPS63166554 A JP S63166554A
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- JP
- Japan
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- thermal head
- protective film
- substrate
- film
- metal
- Prior art date
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
- B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、ファクシミリやプリンタ等の感熱記録装置に
用いられるサーマルヘッドおよびその製造方法に係り、
特にその保護膜に関する。
用いられるサーマルヘッドおよびその製造方法に係り、
特にその保護膜に関する。
（従来の技術）
近年、サーマルヘッドはファクシミリ、ワードプロセッ
サＪｎプリンター等の各種の記録装置に多用されるよう
になってきている。一方、これらの機器は小型化、低価
格化が要請されており、このためサーマルヘッドにも小
型で安価なものが望まれている。
サＪｎプリンター等の各種の記録装置に多用されるよう
になってきている。一方、これらの機器は小型化、低価
格化が要請されており、このためサーマルヘッドにも小
型で安価なものが望まれている。
ところで、従来のサーマルヘッドは、高抵抗基体として
Ａ１２Ｏｚの純度が９０％以上のセラミック基板を多用
している。しかしながら、このようなセラミック基板を
形成する際に、原料粉末からアルカリ金属成分を除去す
る処理、高温焼成、高温焼成時に生じた基板の反りをと
るための仕上げの研磨等の多くの工程を必要とするため
、生産コストが高くなるという問題があった。
Ａ１２Ｏｚの純度が９０％以上のセラミック基板を多用
している。しかしながら、このようなセラミック基板を
形成する際に、原料粉末からアルカリ金属成分を除去す
る処理、高温焼成、高温焼成時に生じた基板の反りをと
るための仕上げの研磨等の多くの工程を必要とするため
、生産コストが高くなるという問題があった。
このため、近年、高抵抗基体として金属基板上に熱の放
散および蓄熱をコントロールする保温層としてポリイミ
ド樹脂層を形成したものを用いた小型で安価な印字性能
に優れたたて型のサーマルヘッドが提案されている（昭
和６１年度電子通信学会総合全国大会概要！ （１９８
６） 、 １−１２５および５−１２６）。
散および蓄熱をコントロールする保温層としてポリイミ
ド樹脂層を形成したものを用いた小型で安価な印字性能
に優れたたて型のサーマルヘッドが提案されている（昭
和６１年度電子通信学会総合全国大会概要！ （１９８
６） 、 １−１２５および５−１２６）。
このたて型で゛−マルヘッドの構造及び製造方法を第５
図、第６図および第７図を用いて説明する。
図、第６図および第７図を用いて説明する。
第５図において、１はＡｌ１製の放熱基板であり、その
側面に！ｇ！、動用ＩＣ３が装着されたドライバ基板２
が形成されており、上部には発熱体基板４が接着されて
いて、この発熱体基板４と駆動用ＩＣ３とがＡｕ製のリ
ード５で接続されている。この発熱体基板４は、第６図
に示すように、Ｆｅ合金等の金属基板６上に蓄熱層と絶
縁層とを兼ねるポリイミドＭ７が形成されており、この
上にＴａ−５ｉ−０系、Ｔｉ−９ｉ−０系、Ｃｒ−５ｉ
−０系等からなる発熱抵抗体８が形成されており、さら
にこの発熱抵抗体８の上に発熱部９となる開孔を形成す
る如く純ＡぶやＡぶ−Ｓｉ等からなる電極１０が形成さ
れ、この発熱部９を被覆するように５ｉｏ２からなる酸
化防止膜１１やＴａ２Ｏ５からなる耐摩耗膜１２のよう
な保護膜が形成されている。
側面に！ｇ！、動用ＩＣ３が装着されたドライバ基板２
が形成されており、上部には発熱体基板４が接着されて
いて、この発熱体基板４と駆動用ＩＣ３とがＡｕ製のリ
ード５で接続されている。この発熱体基板４は、第６図
に示すように、Ｆｅ合金等の金属基板６上に蓄熱層と絶
縁層とを兼ねるポリイミドＭ７が形成されており、この
上にＴａ−５ｉ−０系、Ｔｉ−９ｉ−０系、Ｃｒ−５ｉ
−０系等からなる発熱抵抗体８が形成されており、さら
にこの発熱抵抗体８の上に発熱部９となる開孔を形成す
る如く純ＡぶやＡぶ−Ｓｉ等からなる電極１０が形成さ
れ、この発熱部９を被覆するように５ｉｏ２からなる酸
化防止膜１１やＴａ２Ｏ５からなる耐摩耗膜１２のよう
な保護膜が形成されている。
このようなたて型のサーマルヘッドは、例えば次のよう
にして作られる。
にして作られる。
すなわちまず、所定の寸法に切断された平面状の金Ｅ基
板６を洗浄し、必要に応じて表面処理を行う（第７図−
イ）０次いで、この金属基板６の上にフェス状のポリイ
ミド前駆体をロールコータ−やスピンオンコーターを用
いて所定の厚さに塗布し、乾燥およびキュアーを行い脱
水環化してイミド化を行いポリイミド層７を形成する（
第７図−口）０次に、このポリイミド層７上に発熱抵抗
体８をスパッタリング法等により形成しく第７図−ハ）
、次いで電極物質を真空蒸着法等により形成した後所望
の構造にエツチングを行い電極１０を形成する（第７図
−二）、この後、酸化防止膜１１および耐京耗１１！１
２を順にスパッタリング法等により形成しく第７図−ホ
）、次いで所定の形状に曲げ加工を行う（第７図−へ）
。
板６を洗浄し、必要に応じて表面処理を行う（第７図−
イ）０次いで、この金属基板６の上にフェス状のポリイ
ミド前駆体をロールコータ−やスピンオンコーターを用
いて所定の厚さに塗布し、乾燥およびキュアーを行い脱
水環化してイミド化を行いポリイミド層７を形成する（
第７図−口）０次に、このポリイミド層７上に発熱抵抗
体８をスパッタリング法等により形成しく第７図−ハ）
、次いで電極物質を真空蒸着法等により形成した後所望
の構造にエツチングを行い電極１０を形成する（第７図
−二）、この後、酸化防止膜１１および耐京耗１１！１
２を順にスパッタリング法等により形成しく第７図−ホ
）、次いで所定の形状に曲げ加工を行う（第７図−へ）
。
そして、このようにして形成した発熱体基板４を、放熱
基板１上に両面テープ等によって接着し、同様に接着さ
れたドライバ基板２上の駆動用ＩＣ３とワイヤーボンデ
ィング等により接続して（第７図−１・）、サーマルヘ
ッドが完成する。
基板１上に両面テープ等によって接着し、同様に接着さ
れたドライバ基板２上の駆動用ＩＣ３とワイヤーボンデ
ィング等により接続して（第７図−１・）、サーマルヘ
ッドが完成する。
このような金属基板上にポリイミド層を配置してなる高
抵抗基体を用いたたて型のサーマルヘッドは、従来のア
ルミナ基板上にグレーズガラスを形成してなる高抵抗基
体を用いたサーマルヘッドと比較して、熱効率に優れて
おり、また価格的にも低コスト化が可能であり、たて型
形状なので小型化しやすいという特徴を有しており、産
業界が模索中の小型で安価な高性能のサーマルヘッドに
合致し、実用化が期待されている。
抵抗基体を用いたたて型のサーマルヘッドは、従来のア
ルミナ基板上にグレーズガラスを形成してなる高抵抗基
体を用いたサーマルヘッドと比較して、熱効率に優れて
おり、また価格的にも低コスト化が可能であり、たて型
形状なので小型化しやすいという特徴を有しており、産
業界が模索中の小型で安価な高性能のサーマルヘッドに
合致し、実用化が期待されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このようなたて型のサーマルヘッドの実
用化に当たって、解決すべき問題点も多い。
用化に当たって、解決すべき問題点も多い。
それらの１つとして、発熱体基板の曲げ加工の工程で発
生する曲げ部における酸化防止膜やｉｌｉｌＦｇＩ耗膜
のような保護膜に発生するクラックとそのクラックの発
生により起きる電極の断線が挙げられる。これらの現象
は、第１に保護膜を形成した後に発熱体基板の曲げ加工
を行うために起こるものであり、第２に金属基板という
剛体があるために起こると考えられている。
生する曲げ部における酸化防止膜やｉｌｉｌＦｇＩ耗膜
のような保護膜に発生するクラックとそのクラックの発
生により起きる電極の断線が挙げられる。これらの現象
は、第１に保護膜を形成した後に発熱体基板の曲げ加工
を行うために起こるものであり、第２に金属基板という
剛体があるために起こると考えられている。
この問題に対する対策として現状では、電＃！まで形成
した段階で曲げ加工を行い、所定の形状にした後に保護
膜を形成したり、平板状で保護膜まで形成した後、曲げ
部に相当する金属基板部をエツチング等により取り除く
等が検討されているが、前者の方法では現在用いられて
いるスパッタリング法や真空蒸着法等では湾曲部を有す
る形状のものに膜厚を均一にして薄膜を形成することは
難しく、後者の方法では作業工程が増えコストアップに
つながるという問題があった。
した段階で曲げ加工を行い、所定の形状にした後に保護
膜を形成したり、平板状で保護膜まで形成した後、曲げ
部に相当する金属基板部をエツチング等により取り除く
等が検討されているが、前者の方法では現在用いられて
いるスパッタリング法や真空蒸着法等では湾曲部を有す
る形状のものに膜厚を均一にして薄膜を形成することは
難しく、後者の方法では作業工程が増えコストアップに
つながるという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、曲げ部における保護膜のクラックや電極の断線等
のない良好な小型で安価な高性能のサーマルヘッドおよ
びその製造方法を提供することを目的とする。
ので、曲げ部における保護膜のクラックや電極の断線等
のない良好な小型で安価な高性能のサーマルヘッドおよ
びその製造方法を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（問題含解決するための手段）
本発明のサーマルヘッドは、高抵抗基体と、この高抵抗
基体上に形成された発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接
続された導電体と、前記発熱抵抗体の少なくと６発？Ａ
部を被覆する保護膜とを備えてなるサーマルヘッドにお
いて、 前記保護膜は、有機金属化合ｅ［の加水分解により形成
された金属酸化物層であることを特徴としている。
基体上に形成された発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接
続された導電体と、前記発熱抵抗体の少なくと６発？Ａ
部を被覆する保護膜とを備えてなるサーマルヘッドにお
いて、 前記保護膜は、有機金属化合ｅ［の加水分解により形成
された金属酸化物層であることを特徴としている。
また、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、高抵抗基
体上に発熱抵抗体を形成する工程と、この発熱抵抗体に
接続させて導電体を形成する工程と、少なくとも前記発
熱抵抗体の発熱部を被覆する保護膜を形成する工程とか
らなるサーマルヘッドの製造方法において、 前記保護膜を形成する工程が、前記導電体が形成された
高抵抗基体を所定の形状に曲げ加工を行った後、少なく
とも前記導電体が形成された面に有機金属化合物を被着
させ焼成することを特徴としている。
体上に発熱抵抗体を形成する工程と、この発熱抵抗体に
接続させて導電体を形成する工程と、少なくとも前記発
熱抵抗体の発熱部を被覆する保護膜を形成する工程とか
らなるサーマルヘッドの製造方法において、 前記保護膜を形成する工程が、前記導電体が形成された
高抵抗基体を所定の形状に曲げ加工を行った後、少なく
とも前記導電体が形成された面に有機金属化合物を被着
させ焼成することを特徴としている。
本発明に使用する有機金属化合物としては、例えば金属
アルコキシドが挙げられる。この金属アルコキシドは、 一般式： Ｍ （ＯＲ） ｘ （式中、Ｍは金属を表わし、Ｒは１価の炭化水素基を表
わし、ＸはＭの価数を表わす。）で示されるものであり
、Ｍとしては、Ｓｔ、Ｔａ、Ｔｉ。
アルコキシドが挙げられる。この金属アルコキシドは、 一般式： Ｍ （ＯＲ） ｘ （式中、Ｍは金属を表わし、Ｒは１価の炭化水素基を表
わし、ＸはＭの価数を表わす。）で示されるものであり
、Ｍとしては、Ｓｔ、Ｔａ、Ｔｉ。
Ａぶ、Ｓｎ等が例示される。
このような金属アルコキシドとしては、例えばトリエト
キシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、
テトラエトキシケイ素、テトラエトキシタンタル、テト
ライソプロポキシチタン、テトラｎ−プロポキシチタン
等やこれらの重合体またはこれらの混合物が挙げられる
。
キシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、
テトラエトキシケイ素、テトラエトキシタンタル、テト
ライソプロポキシチタン、テトラｎ−プロポキシチタン
等やこれらの重合体またはこれらの混合物が挙げられる
。
（作 用）
そして上記手段を用いることにより、本発明のサーマル
ヘッドは、曲げ加工の後でも、均一な酸化防止膜や耐串
耗膜のような保護膜を形成することができ、保護膜の曲
げ部にクラック等の発生がなくなる。
ヘッドは、曲げ加工の後でも、均一な酸化防止膜や耐串
耗膜のような保護膜を形成することができ、保護膜の曲
げ部にクラック等の発生がなくなる。
（実施例）
次に、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、この実施例のサーマルヘッドを示す正面図で
あり、第２図および第３図は第１図の発熱体基板１６を
拡大して示す部分断面図である。
あり、第２図および第３図は第１図の発熱体基板１６を
拡大して示す部分断面図である。
この実施例のサーマルヘッドにおける発熱体基板１６は
、第２図に示すように、Ｃｒを１６重皇％含有するＦｅ
合金等からなる厚さ０．１１１１の金属基板１８上に畜
熱層と絶縁層を兼ねるポリイミド屑１９が形成されてお
り、このポリイミドＭ１９の上にＴａ−３ｉ−０系、Ｔ
ｉ−３ｉ−０系、Ｃｒ−３ｉ−０系等からなる発熱抵抗
体２Ｏが形成されており、さらにこの発熱抵抗体２Ｏの
上に発熱部２１となる開孔を形成する如く純Ａ℃やＡｕ
２−９ｉあるいはＡｕ等からなる電極２２が形成され、
この発熱部２１を被覆するように例えばＡ２２Ｏ３から
なる酸化防止膜兼耐摩耗膜２３が形成されている。また
、第３図に示すように、電極２２上に例えば５ｉ０２か
らなる酸化防止膜２４とＴａｚＯｓからなる耐幸耗膜２
５とが順に形成されているように構成してもよい。この
ように構成された発熱体基板１６は、第１図に示すよう
に、駆動用ＩＣｌ３が装着されたドライバー基板１４と
ともに両面テープ等によりＡｉ製の放熱基板１３に接着
固定されており、発熱体基板１６とドライバー基板１５
の間はＡｕ製のリードラで接続されている。
、第２図に示すように、Ｃｒを１６重皇％含有するＦｅ
合金等からなる厚さ０．１１１１の金属基板１８上に畜
熱層と絶縁層を兼ねるポリイミド屑１９が形成されてお
り、このポリイミドＭ１９の上にＴａ−３ｉ−０系、Ｔ
ｉ−３ｉ−０系、Ｃｒ−３ｉ−０系等からなる発熱抵抗
体２Ｏが形成されており、さらにこの発熱抵抗体２Ｏの
上に発熱部２１となる開孔を形成する如く純Ａ℃やＡｕ
２−９ｉあるいはＡｕ等からなる電極２２が形成され、
この発熱部２１を被覆するように例えばＡ２２Ｏ３から
なる酸化防止膜兼耐摩耗膜２３が形成されている。また
、第３図に示すように、電極２２上に例えば５ｉ０２か
らなる酸化防止膜２４とＴａｚＯｓからなる耐幸耗膜２
５とが順に形成されているように構成してもよい。この
ように構成された発熱体基板１６は、第１図に示すよう
に、駆動用ＩＣｌ３が装着されたドライバー基板１４と
ともに両面テープ等によりＡｉ製の放熱基板１３に接着
固定されており、発熱体基板１６とドライバー基板１５
の間はＡｕ製のリードラで接続されている。
このサーマルヘッドは、例えば次のようにして製造され
る。
る。
第４図に示すように、まず所定の寸法に切断された平面
状のＦｅ−１６１１％Ｃｒ合金等からなる・金属基板１
８の洗浄および、曲げ加工時の曲げ易さを考慮して７０
０°Ｃ〜９００℃の熱処理を乾水素雰囲気中で行う（第
４図−イ）０次いで、この金属基板１８上に下記の（Ｉ
）式で示されるポリイミド樹脂を有機用溶剤に溶解させ
たポリイミドフェスをローラーコーターやスピンオンコ
ーターを用いて所定の膜厚に塗布し、焼成炉を用いて窒
素ガス雰囲気中で１００°Ｃ１時間、次いで２Ｏ０ ”
Ｃ１時間の加熱を行ない溶媒を除去し成膜する（第ｔ１
図−なお、通常芳香族のポリイミドフェスは、これらの
前駆体であるポリアミド酸の状態で有機溶剤に溶解させ
、焼付は段階で脱水縮合によりイミド環を形成するもの
がほとんどであるが、このようなフェスでは焼付は時の
脱水により塗膜中にボイドやピンホールが生じ易く、ま
た、その後の工程で真空中で＠膜させる際、ガス放出が
多いという問題があり、上記したすでに閉環反応の終わ
ったポリイミド樹脂を有機溶剤に溶解させたフェスの使
用が望ましい。
状のＦｅ−１６１１％Ｃｒ合金等からなる・金属基板１
８の洗浄および、曲げ加工時の曲げ易さを考慮して７０
０°Ｃ〜９００℃の熱処理を乾水素雰囲気中で行う（第
４図−イ）０次いで、この金属基板１８上に下記の（Ｉ
）式で示されるポリイミド樹脂を有機用溶剤に溶解させ
たポリイミドフェスをローラーコーターやスピンオンコ
ーターを用いて所定の膜厚に塗布し、焼成炉を用いて窒
素ガス雰囲気中で１００°Ｃ１時間、次いで２Ｏ０ ”
Ｃ１時間の加熱を行ない溶媒を除去し成膜する（第ｔ１
図−なお、通常芳香族のポリイミドフェスは、これらの
前駆体であるポリアミド酸の状態で有機溶剤に溶解させ
、焼付は段階で脱水縮合によりイミド環を形成するもの
がほとんどであるが、このようなフェスでは焼付は時の
脱水により塗膜中にボイドやピンホールが生じ易く、ま
た、その後の工程で真空中で＠膜させる際、ガス放出が
多いという問題があり、上記したすでに閉環反応の終わ
ったポリイミド樹脂を有機溶剤に溶解させたフェスの使
用が望ましい。
次に、このポリイミド樹脂層１９上に、スパッタリング
やその他の公知の方法によりＴａ−３ｉ−〇系、Ｃｒ−
３ｔ−０系、Ｔｉ−３ｉ−０系等からなる発熱抵抗体２
Ｏを形成しく第４図−八）、次いで電極物質のＡｆやＡ
ｕ−３ｉあるいはＡｕ等を真空蒸着法等により膜形成し
た後、発熱部２１となる開孔が形成されるような所望の
構造にエツチング処理を行ない電極２２を形成する（第
４図−二）０次に、プレス等を用いて所定の形状に曲げ
および切断加工を行い（第４図−ホ）、また必要に応じ
て洗浄および表面処理を行う９次いで、金属アルコキシ
ド、例えば Ａｉ（０−ｉｓｏＣｚ Ｈｙ ） ！ を含有する溶液（この金属アルコキシド溶液はモノマー
だけでなく重合度の異なるポリマーを含有していてもよ
い、）に、曲げ加工後の発熱体基板１６を浸漬し、一定
速度で引き上げ、大気中で１００〜６００℃、例えば１
５０℃×１０分＋４００℃×３０分間で焼成し、堅固な
Ａｌ２Ｏ２からなる金ＷＩＪ酸化物ＪＦ１２３を形成す
る（第４図−へ）。
やその他の公知の方法によりＴａ−３ｉ−〇系、Ｃｒ−
３ｔ−０系、Ｔｉ−３ｉ−０系等からなる発熱抵抗体２
Ｏを形成しく第４図−八）、次いで電極物質のＡｆやＡ
ｕ−３ｉあるいはＡｕ等を真空蒸着法等により膜形成し
た後、発熱部２１となる開孔が形成されるような所望の
構造にエツチング処理を行ない電極２２を形成する（第
４図−二）０次に、プレス等を用いて所定の形状に曲げ
および切断加工を行い（第４図−ホ）、また必要に応じ
て洗浄および表面処理を行う９次いで、金属アルコキシ
ド、例えば Ａｉ（０−ｉｓｏＣｚ Ｈｙ ） ！ を含有する溶液（この金属アルコキシド溶液はモノマー
だけでなく重合度の異なるポリマーを含有していてもよ
い、）に、曲げ加工後の発熱体基板１６を浸漬し、一定
速度で引き上げ、大気中で１００〜６００℃、例えば１
５０℃×１０分＋４００℃×３０分間で焼成し、堅固な
Ａｌ２Ｏ２からなる金ＷＩＪ酸化物ＪＦ１２３を形成す
る（第４図−へ）。
また、第３図に示すような酸化防止膜２４および耐摩耗
膜２５を順に形成する場合には、例えば金属アルコキシ
ドとして Ｓｉ （ＯＣ２Ｈ５） ４ Ｔａ （ＯＣ２Ｈ５） ４ をそれぞれ含有する溶液を使用して、同様にそれぞれ浸
漬、焼成を行い保護膜を形成する。
膜２５を順に形成する場合には、例えば金属アルコキシ
ドとして Ｓｉ （ＯＣ２Ｈ５） ４ Ｔａ （ＯＣ２Ｈ５） ４ をそれぞれ含有する溶液を使用して、同様にそれぞれ浸
漬、焼成を行い保護膜を形成する。
この際の、金属酸化物層形成の反応は次のように考えら
れろ。
れろ。
金属アルコキシドを含有するコーティング溶液中に基板
を浸漬し、引き上げる際に雰囲気中のＨ２Ｏにより下記
の（ＩＩ）式で示されるような加水分解反応ならびに（
ＩＩＩ）式に示されるような重合反応とが複合して絡み
合って進行し、引き上げ終了時には一〇Ｈ基を有する被
膜が基体表面に形成され、同時にアルコールが生成され
る。これを１００〜６００℃に加熱することにより生成
したアルコールおよび一〇Ｈ基を分解揮散させ、強固な
金属酸化物層が形成される。
を浸漬し、引き上げる際に雰囲気中のＨ２Ｏにより下記
の（ＩＩ）式で示されるような加水分解反応ならびに（
ＩＩＩ）式に示されるような重合反応とが複合して絡み
合って進行し、引き上げ終了時には一〇Ｈ基を有する被
膜が基体表面に形成され、同時にアルコールが生成され
る。これを１００〜６００℃に加熱することにより生成
したアルコールおよび一〇Ｈ基を分解揮散させ、強固な
金属酸化物層が形成される。
なお、形成する金属酸化物層の厚さは、金属アルコキシ
ド溶液の粘度、モノマーとポリマーの混合札、添加剤の
有無、引き上げ速度等を調整することによりコントロー
ルすることが可能である。
ド溶液の粘度、モノマーとポリマーの混合札、添加剤の
有無、引き上げ速度等を調整することによりコントロー
ルすることが可能である。
すなわちこの実施例によれば、所定の形状に曲げ加工を
行った後の発熱体基板を、金属アルコキシド溶液に浸漬
して保護膜となる金属酸化物層を形成しているので、湾
曲部を有するような形状でも均一な膜厚の金属酸化物層
が得られ、またすでに曲げ加工を行った後なので、保護
膜にクラックを生じるようなこともなくなり、良好なサ
ーマルヘッドが得られる。また従来より酸化防止膜や耐
摩耗膜として期待されてきたが、従来の真空を使った膜
形成法では、組成の制御がむずかしく実用化できなかっ
たＡ、ｇ２Ｏｔのような材料が容易に使用できるように
なる。
行った後の発熱体基板を、金属アルコキシド溶液に浸漬
して保護膜となる金属酸化物層を形成しているので、湾
曲部を有するような形状でも均一な膜厚の金属酸化物層
が得られ、またすでに曲げ加工を行った後なので、保護
膜にクラックを生じるようなこともなくなり、良好なサ
ーマルヘッドが得られる。また従来より酸化防止膜や耐
摩耗膜として期待されてきたが、従来の真空を使った膜
形成法では、組成の制御がむずかしく実用化できなかっ
たＡ、ｇ２Ｏｔのような材料が容易に使用できるように
なる。
なお、この実施例中で保護膜を構成する金属酸化物とし
ては、ＡＪ２２Ｏ３．５ｉ０２、Ｔａ２Ｏ５を使用した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、酸化防止
または耐摩耗の機能を有していればどのような金属酸化
物でもよく、例えば他にＴｉＯ２や５ｎ０２等が挙げら
れる。
ては、ＡＪ２２Ｏ３．５ｉ０２、Ｔａ２Ｏ５を使用した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、酸化防止
または耐摩耗の機能を有していればどのような金属酸化
物でもよく、例えば他にＴｉＯ２や５ｎ０２等が挙げら
れる。
また、この実施例においては曲げを伴うたて型サーマル
ヘッドの場合について述べたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、曲げの必要のない平型サーマルヘッ
ドにおいても本発明における金属アルコキシドの使用が
コスト低減に効果があるのは言うまでもない。
ヘッドの場合について述べたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、曲げの必要のない平型サーマルヘッ
ドにおいても本発明における金属アルコキシドの使用が
コスト低減に効果があるのは言うまでもない。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、保護膜を有機金属
化合物層の加水分解により形成された金属酸化物層によ
り構成しているので、所定の形状に曲げ加工を行った後
でも、膜厚の均一な保護膜を形成することができ、従来
曲げ部に生じていたようなりラック等のない良好なもの
となり、安価で性能に優れたサーマルヘッドが得られる
。また、設備費も安くさらにコストダウンが可能となる
。
化合物層の加水分解により形成された金属酸化物層によ
り構成しているので、所定の形状に曲げ加工を行った後
でも、膜厚の均一な保護膜を形成することができ、従来
曲げ部に生じていたようなりラック等のない良好なもの
となり、安価で性能に優れたサーマルヘッドが得られる
。また、設備費も安くさらにコストダウンが可能となる
。
第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッドを示す正面
図、第２図および第３図はその発熱体基板をそれぞれ示
す部分断面図、第４図は本発明の一実施例のサーマルヘ
ッドの製造方法を示すフローチャート図、第５図は従来
のサーマルヘッドを示す正面図、第６図はその発熱体基
板を示す部分断面図、第７図は従来のサーマルヘッドの
製造方法を示すフローチャート図である。 １６・・・・・・・・・発熱体基板 １８・・・・・・・・・金属基板 １９・・・・・・・・・ポリイミド層 ２Ｏ・・・・・・・・・発熱抵抗体 ２１・・・・・・・・・発熱部 ２２・・・・・・・・・電極 ２３・・・・・・・・・酸化防止膜兼耐摩耗膜出願人
株式会社 東芝 同 東芝電子デバイス エンジニアリング 株式会社 代理人 弁理士 須 山 佐 − 瀉１図 第２図 ；；↓４図。 手続ンｍ正書（自発〉 昭和６２年５月１５日 ２、発明の名称 サーマルヘッドおよびその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係・特許出願人 （３０７）株式会社 東芝 ４、代理人 東京都千代田区神田多町２丁目１番地 明細書 １、発明の名称 サーマルヘッドおよびその製造方法 ２、特許請求の範囲 （１）高抵抗基体と、この高抵抗基体上に形成された発
熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続された導電体と、前
記発熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆する保護膜とを
備えてなるサーマルヘッドにおいて、 前記保護膜は、１１皇１皇ユ１の加水分解により形成さ
れた金属酸化物層であることを特徴とするサーマルヘッ
ド。 （２）前記１１皇且盈上１は、金属アルコキシドである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサーマル
ヘッド。 （３）前記保護膜は、５ｔｏ２、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２
、ＡＪ２２Ｏｘ 、５ｎＯｚからなる群より選ばれた１
種または２種以上であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載のサーマルヘッド。 （４）前記高抵抗基体上に発熱抵抗体を形成する工程と
、この発熱抵抗体に接続させて導電体を形成する工程と
、少なくとも前記発熱抵抗体の発熱部を被覆する保護膜
を形成する工程とからなるサーマルヘッドの製造方法に
おいて、 前記保護膜を形成する工程が、前記導電体が形成された
高抵抗基体を所定の形状に曲げ加工を行った後、少なく
とも前記導電体が形成された面に１１東！里上１を被着
させ焼成することを特徴とするサーマルヘッドの製造方
法。 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、ファクシミリやプリンタ等の感熱記録装置に
用いられるサーマルヘッドおよびその製造方法に係り、
特にその保護膜に関する。 （従来の技術） 近年、サーマルヘッドはファクシミリ、ワードプロセッ
サ用プリンター等の各種の記録装置に多用されるように
なってきている。一方、これらの機器は小型化、低価格
化が要請されており、このためサーマルヘッドにも小型
で安価なものが望まれている。 ところで、従来のサーマルヘッドは、高抵抗基体として
Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２Ｊの純度が９０％以上のセラミッ
ク基板を多用している。しかしながら、このようなセラ
ミック基板を形成する際に、原料粉末からアルカリ金属
成分を除去する処理、高温焼成、高温焼成時に生じた基
板の反りをとるための仕上げの研磨等の多くの工程を必
要とするため、生産コストが高くなるという問題があっ
た。 このため、近年、高抵抗基体として金属基板上に熱の放
散および蓄熱をコントロールする保温層としてポリイミ
ド樹脂層を形成したものを用いた小型で安価な印字性能
に優れたたて型のサーマルヘッドが提案されている（昭
和６１年度電子通信学会総合全国大会概要集（１９８６
） 、 １−１２５および５−１２６）。 このたて型サーマルヘッドの構造及び製造方法を第５図
、第６図および第７図を用いて説明する。 第５図において、１はＡぶ製の放熱基板であり、その側
面に駆動用ＩＣ３が装着されたドライバ基板２が形成さ
れており、上部には発熱体基板４が接着されていて、こ
の発熱体基板４と駆動用ＩＣ３とがＡｕ製のリード５で
接続されている。この発熱体基板４は、第６図に示すよ
うに、Ｆｅ合金等の金属基板６上に蓄熱層と絶縁層とを
兼ねるポリイミド層７が形成されており、この上にＴａ
−５ｉ−ｏ系、Ｔｉ−３ｉ−０系、Ｃｒ−３ｉ−０系等
からなる発熱抵抗体８が形成されており、さらにこの発
熱抵抗体８の上に発熱部９となる開孔を形成する如く純
Ａ、１２やＡＪ−３ｉ等からなる電極１０が形成され、
この発熱部９を被覆するように５１０２からなる酸化防
止膜１１やＴａ２Ｏ５からなる耐摩耗膜１２のような保
護膜が形成されている。 このようなたて型のサーマルヘッドは、例えば次のよう
にして作られる。 すなわちまず、所定の寸法に切断された平面状の金属基
板６を洗浄し、必要に応じて表面処理を行う（第７図−
イ）６次いで、この金属基板６の上にワニス状のポリイ
ミドｉｔｘｔｍ体をロールコータ−やスピンオンコータ
ーを用いて所定の厚さに塗布し、乾燥およびキュアーを
行い脱水環化してイミド化を行いポリイミド層７を形成
する（第７図−口）０次に、このポリイミド層７上に発
熱抵抗体８をスパッタリング法等により形成しく第７図
−ハ）、次いで電極物質を真空蒸着法等により形成した
後所望の槓遺にエツチングを行い電極１０を形成する（
第７図−二）、この後、酸化防止膜１１および耐摩耗膜
１２を順にスパッタリング法等により形成しく第７図−
ホ）、次いで所定の形状に曲げ加工を行う（第７図−へ
）。 そして、このようにして形成した発熱体基板４を、放熱
基板１上に両面テープ等によって接着し、同様に接着さ
れたドライバ基板２上の駆動用１ｃ３とワイヤーボンデ
ィング等により接続して（第７図−ト）、サーマルヘッ
ドが完成する。 このような金属基板上にポリイミド層を配置してなる高
抵抗基体を用いたたて型のサーマルヘッドは、従来のア
ルミナ基板上にグレーズガラスを形成してなる高抵抗基
体を用いたサーマルヘッドと比較して、熱効率に優れて
おり、また価格的にも低コスト化が可能であり、たて型
形状なので小型化しやすいという特徴を有しており、産
業界が模索中の小型で安価な高性能のサーマルヘッドに
合致し、実用化が期待されている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなたて型のサーマルヘッドの実
用化に当たって、解決すべき問題点も多い。 それらの１つとして、発熱体基板の曲げ加工の工程で発
生する曲げ部における酸化防止膜や耐摩耗膜のような保
護膜に発生するクラックとそのクラックの発生により起
きる電極の断線が挙げられる。これらの現象は、第１に
保護膜を形成した後に発熱体基板の曲げ加工を行うため
に起こるものであり、第２に金属基板という剛体がある
ために。 起こると考えられている。 この問題に対する対策として現状では、電極まで形成し
た段階で曲げ加工を行い、所定の形状にした後に保護膜
を形成したり、平板状で保護膜まで形成した後、曲げ部
に相当する金属基板部をエツチング等により取り除く等
が検討されているが、前者の方法では現在用いられてい
るスパッタリング法や真空蒸着法等では湾曲部を有する
形状のものに膜厚を均一にして薄膜を形成することは難
しく、後者の方法では作業工程が増えコストアップにつ
ながるという問題があった。 本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、曲げ部における保護膜のクラックや電極の断線等
のない良好な小型で安価な高性能のサーマルヘッドおよ
びその製造方法を提供することを目的とする。 ［発明の構成］ （問題を解決するための手段） 本発明のサーマルヘッドは、高抵抗基体と、この高抵抗
基体上に形成された発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接
続された導電体と、前記発熱抵抗体の少なくとも発熱部
を被覆する保護膜とを備えてなるサーマルヘッドにおい
て、 前記保護膜は、有機金属酸化物層の加水分解により形成
された金属酸化物層であることを特徴としている。 また、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、高抵抗基
体上に発熱抵抗体を形成する工程と、この発熱抵抗体に
接続させて導電体を形成する工程と、少なくとも前記発
熱抵抗体の発熱部を被覆する保護膜を形成する工程とか
らなるサーマルヘッドの製造方法において、 前記保護膜を形成する工程が、前記導電体が形成された
高抵抗基体を所定の形状に曲げ加工を行った後、少なく
とも前記導電体が形成された面に有機金属化合物を被着
させ焼成することを特徴としている。 本発明に使用する有機金属酸化物としては、例えば金属
アルコキシドが挙げられる。この金属アルコキシドは、 一般式： Ｍ （ＯＲ） ｘ （式中、Ｍは金属を表わし、ＲはＩＷＩの炭化水素基を
表わし、ＸはＭの価数を表わす、）で示されるものであ
り、Ｍとしては、ＳＬ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａβ、Ｓｎ等が例
示される。 このような金属アルコキシドとしては、例えばトリエト
キシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、
テトラエトキシケイ素、テトラエトキシタンタル、テト
ライソプロポキシチタン、テトラｎ−１０ポキシチタン
等やこれらの重合体またはこれらの混合物が挙げられる
。 （作 用） そして上記手段を用いることにより、本発明のサーマル
ヘッドは、曲げ加工の後でも、均一な酸化防止膜や耐摩
耗膜のような保護膜を形成することができ、保護膜の曲
げ部にクラック等の発生がなくなる。 （実施例） 次に、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 第１図は、この実施例のサーマルヘッドを示す正面図で
あり、第２図および第３図は第１図の発熱体基板１６を
拡大して示す部分断面図である。 この実施例のサーマルヘッドにおける発熱体基板１６は
、第２図に示すように、Ｃｒを１６重量％含有するＦｅ
合金等からなる厚さ０．１１１１の金属基板１８上に畜
熱層と絶縁層を兼ねるポリイミド層１９が形成されてお
り、このポリイミド層１９の上にＴａ−８１−０系、Ｔ
ｌ−１１−０系、Ｃｒ−５ｔ−Ｏ系等からなる発熱抵抗
体２Ｏが形成されており、さらにこの発熱抵抗体２Ｏの
上に発熱部２１となる開孔を形成する如く純ＡＪやＡＪ
−８１あるいはＡｕ等からなる電極２２が形成され、こ
の発熱部２１を被覆するように例えばＡｌ２Ｏ２からな
る酸化防止膜兼耐摩耗Ｍ２３が形成されている。また、
第３図に示すように、電極２２上に例えば５１０２から
なる酸化防止膜２４とＴａ２Ｏ５からなる耐摩耗膜２５
とが順に形成されているように構成してもよい、このよ
うに構成された発熱体基板１６は、第１図に示すように
、駆動用ＩＣｌ３が装着されたドライバー基板１４とと
もに両面テープ等によりＡｉ製の放熱基板１３に接着固
定されており、発熱体基板１６とドライバー基板１５の
間はＡｕ製のリード５で接続されている。 このサーマルヘッドは、例えば次のようにして製造され
る。 第４図に示すように、まず所定の寸法に切断された平面
状のＦｅ−１６重量％Ｃｒ合金等からなる金属基板１８
の洗浄および、曲げ加工時の曲げ易さを考慮して７００
℃〜９００℃の熱処理を乾水素雰囲気中で行う（第４図
−イ）６次いで、この金属基板１８上に下記の（Ｉ）式
で示されるポリイミド樹脂を有機用溶剤に溶解させたポ
リイミド樹脂スをローラーコーターやスピンオンコータ
ーを用いて所定の膜厚に塗布し、焼成炉を用いて窒素ガ
ス雰囲気中で１００℃１時間、次いで２Ｏ０℃１時間の
加熱を行ない溶媒を除去し成膜する（第４図−口）。 ・・・・・・（Ｉ） なお、通常芳香族のポリアミドフエスは、これらの前駆
体であるポリアミド酸の状態で有機溶剤に溶解させ、焼
付は段階で脱水縮合によりイミド環を形成するものがほ
とんどであるが、このようなフェスでは焼付は時の脱水
により塗膜中にボイドやピンホールが生じ易く、また、
その後の工程で真空中で着膜させる際、ガス放出が多い
という問題があり、上記したすてに閉環反応の終わった
ポリイミド樹脂を有機溶剤に溶解させたフェスの使用が
望ましい。 次に、このポリイミド樹脂層１９上に、スパッタリング
やその他の公知の方法によりＴａ−９ｉ−〇系、Ｃｒ−
３ｉ−０系、Ｔｉ−５ｉ−０系等からなる発熱抵抗体２
Ｏを形成しく第４図−八）、次いで電極物質のＡｕ２や
Ａぶ−８１あるいはＡｕ等を真空蒸着法等により膜形成
した後、発熱部２１となる開孔が形成されるような所望
の構造にエツチング処理を行ない電極２２を形成する（
第４図−二）０次に、プレス等を用いて所定の形状に曲
げおよび切断加工を行い（第４［！ｌ−ホ）、また必要
に応じて洗浄および表面処理を行う０次いで、金属アル
コキシド、例えば Ａｕ２（０−ｉｓｏｃ ｓ Ｈ？ ）鵞を含有する溶液
（この金属アルコキシド溶液はモノマーだけでなく重合
度の異なるポリマーを含有していてもよい、）に、曲げ
加工後の発熱体基板１６を浸漬し、一定速度で引き上げ
、大気中で１００〜６００℃、例えば１５０℃×１０分
＋４００℃×３０分間で焼成し、堅固なＡｕ２２Ｏｚか
らなる金１ｃ酸化物眉２３を形成する（第４図−へ）。 また、第３図に示すような酸化防止膜２４および耐摩耗
Ｍ２５を順に形成する場合には、例えば金属アルコキシ
ドとして Ｓ ｉ （ＯＣ２Ｈｓ ） ４ Ｔａ （ＯＣ２Ｈ５） ４ をそれぞれ含有する溶液を使用して、同様にそれぞれ浸
漬、焼成を行い保ＩＩ膜を形成する。 この際の、金！ＸｒＩＩ化物層形成の反応は次のように
考えられる。 金属アルコキシドを含有するコーティング溶液中に基板
を浸漬し、引き上げる際に雰囲気中の８２Ｏにより下記
の（ＩＦ）式で示されるような加水分解反応ならびに（
１）式に示されるような重合反応とが複合して絡み合っ
て進行し、引き上げ終了時には一〇Ｈ基を有する被膜が
基体表面に形成され、同時にアルコールが生成される。 これを１００〜６００℃に加熱することにより生成した
アルコールおよび一〇Ｈ基を分解揮散させ、強固な金属
酸化物層が形成される。 なお、形成する金属酸化物層の厚さは、金属アルコキシ
ド溶液の粘度、モノマーとポリマーの混合比、添加剤の
有無、引き上げ速度等を調整することによりコントロー
ルすることが可能である。 すなわちこの実施例によれば、所定の形状に曲げ加工を
行った後の発熱体基板を、金属アルコキシド溶液に浸漬
して保護膜となる金属酸化物層を形成しているので、湾
曲部を有するような形状でも均一な膜厚の金属酸化物層
が得られ、またすでに曲げ加工を行った後なので、保護
膜にクラックを生じるようなこともなくなり、良好なサ
ーマルヘッドが得られる。また従来より酸化防止膜や耐
牽耗膜として期待されてきたが、従来の真空を使った膜
形成法では、組成の制御がむずかしく実用化できなかっ
たＡβ２Ｏ３のような材料が容易に使用できるようにな
る。 なお、この実施例中で保護膜を構成する金属酸化物とし
ては、Ａｕ２２Ｏ３ 、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５を使用し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、酸化防
止または耐摩耗の機能を有していればどのような金属酸
化物でもよく、例えば他にＴｉＯ２やＳ ｎ ０２等が
挙げられる。 また、この実施例においては曲げを伴うたて型サーマル
ヘッドの場合について述べたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、曲げの必要のない平型サーマルヘッ
ドにおいても本発明における金属アルコキシドの使用が
コスト低減に効果があるのは言うまでもない。 ［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、保護膜を有機金属
酸化物の加水分解により形成された金属酸化物層により
構成しているので、所定の形状に曲げ加工を行った後で
も、膜厚の均一な保護膜を形成することができ、従来曲
げ部に生じていたようなりラック等のない良好なものと
なり、安価で性能に優れたサーマルヘッドが得られる。 また、設備費も安くさらにコストダウンが可能となる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッドを示す正面
図、第２図および第３図はその発熱体基板をそれぞれ示
す部分断面図、第４図は本発明の一実施例のサーマルヘ
ッドの製造方法を示すフローチャートＩＵ、第５図は従
来のサーマルヘッドを示す正面図、第６図はその発熱体
基板を示す部分断面図、第７図は従来のサーマルヘッド
の製造方法を示すフローチャート図である。 １６・・・・・・・・・発熱体基板 １８・・・・・・・・・金属基板 １９・・・・・・・・・ポリイミド層 ２Ｏ・・・・・・・・・発熱抵抗体 ２１・・・・・・・・・発熱部 ２２・・・・・・・・・電極 ２３・・・・・・・・・酸化防止膜兼耐摩耗膜出願人
株式会社 東芝 同 東芝電子デバイス エンジニアリング 株式会社
図、第２図および第３図はその発熱体基板をそれぞれ示
す部分断面図、第４図は本発明の一実施例のサーマルヘ
ッドの製造方法を示すフローチャート図、第５図は従来
のサーマルヘッドを示す正面図、第６図はその発熱体基
板を示す部分断面図、第７図は従来のサーマルヘッドの
製造方法を示すフローチャート図である。 １６・・・・・・・・・発熱体基板 １８・・・・・・・・・金属基板 １９・・・・・・・・・ポリイミド層 ２Ｏ・・・・・・・・・発熱抵抗体 ２１・・・・・・・・・発熱部 ２２・・・・・・・・・電極 ２３・・・・・・・・・酸化防止膜兼耐摩耗膜出願人
株式会社 東芝 同 東芝電子デバイス エンジニアリング 株式会社 代理人 弁理士 須 山 佐 − 瀉１図 第２図 ；；↓４図。 手続ンｍ正書（自発〉 昭和６２年５月１５日 ２、発明の名称 サーマルヘッドおよびその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係・特許出願人 （３０７）株式会社 東芝 ４、代理人 東京都千代田区神田多町２丁目１番地 明細書 １、発明の名称 サーマルヘッドおよびその製造方法 ２、特許請求の範囲 （１）高抵抗基体と、この高抵抗基体上に形成された発
熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続された導電体と、前
記発熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆する保護膜とを
備えてなるサーマルヘッドにおいて、 前記保護膜は、１１皇１皇ユ１の加水分解により形成さ
れた金属酸化物層であることを特徴とするサーマルヘッ
ド。 （２）前記１１皇且盈上１は、金属アルコキシドである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサーマル
ヘッド。 （３）前記保護膜は、５ｔｏ２、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２
、ＡＪ２２Ｏｘ 、５ｎＯｚからなる群より選ばれた１
種または２種以上であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載のサーマルヘッド。 （４）前記高抵抗基体上に発熱抵抗体を形成する工程と
、この発熱抵抗体に接続させて導電体を形成する工程と
、少なくとも前記発熱抵抗体の発熱部を被覆する保護膜
を形成する工程とからなるサーマルヘッドの製造方法に
おいて、 前記保護膜を形成する工程が、前記導電体が形成された
高抵抗基体を所定の形状に曲げ加工を行った後、少なく
とも前記導電体が形成された面に１１東！里上１を被着
させ焼成することを特徴とするサーマルヘッドの製造方
法。 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、ファクシミリやプリンタ等の感熱記録装置に
用いられるサーマルヘッドおよびその製造方法に係り、
特にその保護膜に関する。 （従来の技術） 近年、サーマルヘッドはファクシミリ、ワードプロセッ
サ用プリンター等の各種の記録装置に多用されるように
なってきている。一方、これらの機器は小型化、低価格
化が要請されており、このためサーマルヘッドにも小型
で安価なものが望まれている。 ところで、従来のサーマルヘッドは、高抵抗基体として
Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２Ｊの純度が９０％以上のセラミッ
ク基板を多用している。しかしながら、このようなセラ
ミック基板を形成する際に、原料粉末からアルカリ金属
成分を除去する処理、高温焼成、高温焼成時に生じた基
板の反りをとるための仕上げの研磨等の多くの工程を必
要とするため、生産コストが高くなるという問題があっ
た。 このため、近年、高抵抗基体として金属基板上に熱の放
散および蓄熱をコントロールする保温層としてポリイミ
ド樹脂層を形成したものを用いた小型で安価な印字性能
に優れたたて型のサーマルヘッドが提案されている（昭
和６１年度電子通信学会総合全国大会概要集（１９８６
） 、 １−１２５および５−１２６）。 このたて型サーマルヘッドの構造及び製造方法を第５図
、第６図および第７図を用いて説明する。 第５図において、１はＡぶ製の放熱基板であり、その側
面に駆動用ＩＣ３が装着されたドライバ基板２が形成さ
れており、上部には発熱体基板４が接着されていて、こ
の発熱体基板４と駆動用ＩＣ３とがＡｕ製のリード５で
接続されている。この発熱体基板４は、第６図に示すよ
うに、Ｆｅ合金等の金属基板６上に蓄熱層と絶縁層とを
兼ねるポリイミド層７が形成されており、この上にＴａ
−５ｉ−ｏ系、Ｔｉ−３ｉ−０系、Ｃｒ−３ｉ−０系等
からなる発熱抵抗体８が形成されており、さらにこの発
熱抵抗体８の上に発熱部９となる開孔を形成する如く純
Ａ、１２やＡＪ−３ｉ等からなる電極１０が形成され、
この発熱部９を被覆するように５１０２からなる酸化防
止膜１１やＴａ２Ｏ５からなる耐摩耗膜１２のような保
護膜が形成されている。 このようなたて型のサーマルヘッドは、例えば次のよう
にして作られる。 すなわちまず、所定の寸法に切断された平面状の金属基
板６を洗浄し、必要に応じて表面処理を行う（第７図−
イ）６次いで、この金属基板６の上にワニス状のポリイ
ミドｉｔｘｔｍ体をロールコータ−やスピンオンコータ
ーを用いて所定の厚さに塗布し、乾燥およびキュアーを
行い脱水環化してイミド化を行いポリイミド層７を形成
する（第７図−口）０次に、このポリイミド層７上に発
熱抵抗体８をスパッタリング法等により形成しく第７図
−ハ）、次いで電極物質を真空蒸着法等により形成した
後所望の槓遺にエツチングを行い電極１０を形成する（
第７図−二）、この後、酸化防止膜１１および耐摩耗膜
１２を順にスパッタリング法等により形成しく第７図−
ホ）、次いで所定の形状に曲げ加工を行う（第７図−へ
）。 そして、このようにして形成した発熱体基板４を、放熱
基板１上に両面テープ等によって接着し、同様に接着さ
れたドライバ基板２上の駆動用１ｃ３とワイヤーボンデ
ィング等により接続して（第７図−ト）、サーマルヘッ
ドが完成する。 このような金属基板上にポリイミド層を配置してなる高
抵抗基体を用いたたて型のサーマルヘッドは、従来のア
ルミナ基板上にグレーズガラスを形成してなる高抵抗基
体を用いたサーマルヘッドと比較して、熱効率に優れて
おり、また価格的にも低コスト化が可能であり、たて型
形状なので小型化しやすいという特徴を有しており、産
業界が模索中の小型で安価な高性能のサーマルヘッドに
合致し、実用化が期待されている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなたて型のサーマルヘッドの実
用化に当たって、解決すべき問題点も多い。 それらの１つとして、発熱体基板の曲げ加工の工程で発
生する曲げ部における酸化防止膜や耐摩耗膜のような保
護膜に発生するクラックとそのクラックの発生により起
きる電極の断線が挙げられる。これらの現象は、第１に
保護膜を形成した後に発熱体基板の曲げ加工を行うため
に起こるものであり、第２に金属基板という剛体がある
ために。 起こると考えられている。 この問題に対する対策として現状では、電極まで形成し
た段階で曲げ加工を行い、所定の形状にした後に保護膜
を形成したり、平板状で保護膜まで形成した後、曲げ部
に相当する金属基板部をエツチング等により取り除く等
が検討されているが、前者の方法では現在用いられてい
るスパッタリング法や真空蒸着法等では湾曲部を有する
形状のものに膜厚を均一にして薄膜を形成することは難
しく、後者の方法では作業工程が増えコストアップにつ
ながるという問題があった。 本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、曲げ部における保護膜のクラックや電極の断線等
のない良好な小型で安価な高性能のサーマルヘッドおよ
びその製造方法を提供することを目的とする。 ［発明の構成］ （問題を解決するための手段） 本発明のサーマルヘッドは、高抵抗基体と、この高抵抗
基体上に形成された発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接
続された導電体と、前記発熱抵抗体の少なくとも発熱部
を被覆する保護膜とを備えてなるサーマルヘッドにおい
て、 前記保護膜は、有機金属酸化物層の加水分解により形成
された金属酸化物層であることを特徴としている。 また、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、高抵抗基
体上に発熱抵抗体を形成する工程と、この発熱抵抗体に
接続させて導電体を形成する工程と、少なくとも前記発
熱抵抗体の発熱部を被覆する保護膜を形成する工程とか
らなるサーマルヘッドの製造方法において、 前記保護膜を形成する工程が、前記導電体が形成された
高抵抗基体を所定の形状に曲げ加工を行った後、少なく
とも前記導電体が形成された面に有機金属化合物を被着
させ焼成することを特徴としている。 本発明に使用する有機金属酸化物としては、例えば金属
アルコキシドが挙げられる。この金属アルコキシドは、 一般式： Ｍ （ＯＲ） ｘ （式中、Ｍは金属を表わし、ＲはＩＷＩの炭化水素基を
表わし、ＸはＭの価数を表わす、）で示されるものであ
り、Ｍとしては、ＳＬ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａβ、Ｓｎ等が例
示される。 このような金属アルコキシドとしては、例えばトリエト
キシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、
テトラエトキシケイ素、テトラエトキシタンタル、テト
ライソプロポキシチタン、テトラｎ−１０ポキシチタン
等やこれらの重合体またはこれらの混合物が挙げられる
。 （作 用） そして上記手段を用いることにより、本発明のサーマル
ヘッドは、曲げ加工の後でも、均一な酸化防止膜や耐摩
耗膜のような保護膜を形成することができ、保護膜の曲
げ部にクラック等の発生がなくなる。 （実施例） 次に、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 第１図は、この実施例のサーマルヘッドを示す正面図で
あり、第２図および第３図は第１図の発熱体基板１６を
拡大して示す部分断面図である。 この実施例のサーマルヘッドにおける発熱体基板１６は
、第２図に示すように、Ｃｒを１６重量％含有するＦｅ
合金等からなる厚さ０．１１１１の金属基板１８上に畜
熱層と絶縁層を兼ねるポリイミド層１９が形成されてお
り、このポリイミド層１９の上にＴａ−８１−０系、Ｔ
ｌ−１１−０系、Ｃｒ−５ｔ−Ｏ系等からなる発熱抵抗
体２Ｏが形成されており、さらにこの発熱抵抗体２Ｏの
上に発熱部２１となる開孔を形成する如く純ＡＪやＡＪ
−８１あるいはＡｕ等からなる電極２２が形成され、こ
の発熱部２１を被覆するように例えばＡｌ２Ｏ２からな
る酸化防止膜兼耐摩耗Ｍ２３が形成されている。また、
第３図に示すように、電極２２上に例えば５１０２から
なる酸化防止膜２４とＴａ２Ｏ５からなる耐摩耗膜２５
とが順に形成されているように構成してもよい、このよ
うに構成された発熱体基板１６は、第１図に示すように
、駆動用ＩＣｌ３が装着されたドライバー基板１４とと
もに両面テープ等によりＡｉ製の放熱基板１３に接着固
定されており、発熱体基板１６とドライバー基板１５の
間はＡｕ製のリード５で接続されている。 このサーマルヘッドは、例えば次のようにして製造され
る。 第４図に示すように、まず所定の寸法に切断された平面
状のＦｅ−１６重量％Ｃｒ合金等からなる金属基板１８
の洗浄および、曲げ加工時の曲げ易さを考慮して７００
℃〜９００℃の熱処理を乾水素雰囲気中で行う（第４図
−イ）６次いで、この金属基板１８上に下記の（Ｉ）式
で示されるポリイミド樹脂を有機用溶剤に溶解させたポ
リイミド樹脂スをローラーコーターやスピンオンコータ
ーを用いて所定の膜厚に塗布し、焼成炉を用いて窒素ガ
ス雰囲気中で１００℃１時間、次いで２Ｏ０℃１時間の
加熱を行ない溶媒を除去し成膜する（第４図−口）。 ・・・・・・（Ｉ） なお、通常芳香族のポリアミドフエスは、これらの前駆
体であるポリアミド酸の状態で有機溶剤に溶解させ、焼
付は段階で脱水縮合によりイミド環を形成するものがほ
とんどであるが、このようなフェスでは焼付は時の脱水
により塗膜中にボイドやピンホールが生じ易く、また、
その後の工程で真空中で着膜させる際、ガス放出が多い
という問題があり、上記したすてに閉環反応の終わった
ポリイミド樹脂を有機溶剤に溶解させたフェスの使用が
望ましい。 次に、このポリイミド樹脂層１９上に、スパッタリング
やその他の公知の方法によりＴａ−９ｉ−〇系、Ｃｒ−
３ｉ−０系、Ｔｉ−５ｉ−０系等からなる発熱抵抗体２
Ｏを形成しく第４図−八）、次いで電極物質のＡｕ２や
Ａぶ−８１あるいはＡｕ等を真空蒸着法等により膜形成
した後、発熱部２１となる開孔が形成されるような所望
の構造にエツチング処理を行ない電極２２を形成する（
第４図−二）０次に、プレス等を用いて所定の形状に曲
げおよび切断加工を行い（第４［！ｌ−ホ）、また必要
に応じて洗浄および表面処理を行う０次いで、金属アル
コキシド、例えば Ａｕ２（０−ｉｓｏｃ ｓ Ｈ？ ）鵞を含有する溶液
（この金属アルコキシド溶液はモノマーだけでなく重合
度の異なるポリマーを含有していてもよい、）に、曲げ
加工後の発熱体基板１６を浸漬し、一定速度で引き上げ
、大気中で１００〜６００℃、例えば１５０℃×１０分
＋４００℃×３０分間で焼成し、堅固なＡｕ２２Ｏｚか
らなる金１ｃ酸化物眉２３を形成する（第４図−へ）。 また、第３図に示すような酸化防止膜２４および耐摩耗
Ｍ２５を順に形成する場合には、例えば金属アルコキシ
ドとして Ｓ ｉ （ＯＣ２Ｈｓ ） ４ Ｔａ （ＯＣ２Ｈ５） ４ をそれぞれ含有する溶液を使用して、同様にそれぞれ浸
漬、焼成を行い保ＩＩ膜を形成する。 この際の、金！ＸｒＩＩ化物層形成の反応は次のように
考えられる。 金属アルコキシドを含有するコーティング溶液中に基板
を浸漬し、引き上げる際に雰囲気中の８２Ｏにより下記
の（ＩＦ）式で示されるような加水分解反応ならびに（
１）式に示されるような重合反応とが複合して絡み合っ
て進行し、引き上げ終了時には一〇Ｈ基を有する被膜が
基体表面に形成され、同時にアルコールが生成される。 これを１００〜６００℃に加熱することにより生成した
アルコールおよび一〇Ｈ基を分解揮散させ、強固な金属
酸化物層が形成される。 なお、形成する金属酸化物層の厚さは、金属アルコキシ
ド溶液の粘度、モノマーとポリマーの混合比、添加剤の
有無、引き上げ速度等を調整することによりコントロー
ルすることが可能である。 すなわちこの実施例によれば、所定の形状に曲げ加工を
行った後の発熱体基板を、金属アルコキシド溶液に浸漬
して保護膜となる金属酸化物層を形成しているので、湾
曲部を有するような形状でも均一な膜厚の金属酸化物層
が得られ、またすでに曲げ加工を行った後なので、保護
膜にクラックを生じるようなこともなくなり、良好なサ
ーマルヘッドが得られる。また従来より酸化防止膜や耐
牽耗膜として期待されてきたが、従来の真空を使った膜
形成法では、組成の制御がむずかしく実用化できなかっ
たＡβ２Ｏ３のような材料が容易に使用できるようにな
る。 なお、この実施例中で保護膜を構成する金属酸化物とし
ては、Ａｕ２２Ｏ３ 、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５を使用し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、酸化防
止または耐摩耗の機能を有していればどのような金属酸
化物でもよく、例えば他にＴｉＯ２やＳ ｎ ０２等が
挙げられる。 また、この実施例においては曲げを伴うたて型サーマル
ヘッドの場合について述べたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、曲げの必要のない平型サーマルヘッ
ドにおいても本発明における金属アルコキシドの使用が
コスト低減に効果があるのは言うまでもない。 ［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、保護膜を有機金属
酸化物の加水分解により形成された金属酸化物層により
構成しているので、所定の形状に曲げ加工を行った後で
も、膜厚の均一な保護膜を形成することができ、従来曲
げ部に生じていたようなりラック等のない良好なものと
なり、安価で性能に優れたサーマルヘッドが得られる。 また、設備費も安くさらにコストダウンが可能となる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッドを示す正面
図、第２図および第３図はその発熱体基板をそれぞれ示
す部分断面図、第４図は本発明の一実施例のサーマルヘ
ッドの製造方法を示すフローチャートＩＵ、第５図は従
来のサーマルヘッドを示す正面図、第６図はその発熱体
基板を示す部分断面図、第７図は従来のサーマルヘッド
の製造方法を示すフローチャート図である。 １６・・・・・・・・・発熱体基板 １８・・・・・・・・・金属基板 １９・・・・・・・・・ポリイミド層 ２Ｏ・・・・・・・・・発熱抵抗体 ２１・・・・・・・・・発熱部 ２２・・・・・・・・・電極 ２３・・・・・・・・・酸化防止膜兼耐摩耗膜出願人
株式会社 東芝 同 東芝電子デバイス エンジニアリング 株式会社
Claims (4)
- （１）高抵抗基体と、この高抵抗基体上に形成された発
熱抵抗体と、この発熱抵抗体に接続された導電体と、前
記発熱抵抗体の少なくとも発熱部を被覆する保護膜とを
備えてなるサーマルヘッドにおいて、 前記保護膜は、有機金属化合物層の加水分解により形成
された金属酸化物層であることを特徴とするサーマルヘ
ッド。 - （２）前記有機金属化合物は、金属アルコキシドである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサーマル
ヘッド。 - （３）前記保護膜は、ＳｉＯ＿２、Ｔａ＿２Ｏ＿５、Ｔ
ｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｎＯ＿２からなる群より
選ばれた１種または２種以上であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載のサーマルヘッド
。 - （４）前記高抵抗基体上に発熱抵抗体を形成する工程と
、この発熱抵抗体に接続させて導電体を形成する工程と
、少なくとも前記発熱抵抗体の発熱部を被覆する保護膜
を形成する工程とからなるサーマルヘッドの製造方法に
おいて、 前記保護膜を形成する工程が、前記導電体が形成された
高抵抗基体を所定の形状に曲げ加工を行つた後、少なく
とも前記導電体が形成された面に有機金属化合物を被着
させ焼成することを特徴とするサーマルヘッドの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61310256A JPH062421B2 (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | サ−マルヘツドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61310256A JPH062421B2 (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | サ−マルヘツドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63166554A true JPS63166554A (ja) | 1988-07-09 |
| JPH062421B2 JPH062421B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=18003055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61310256A Expired - Lifetime JPH062421B2 (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | サ−マルヘツドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062421B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006321123A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Seiko Instruments Inc | 発熱抵抗素子、サーマルヘッド及びインクジェットヘッド |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5772874A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal head and preparation thereof |
| JPS59199506A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-12 | Hitachi Ltd | 酸化物系塗布膜の形成方法 |
| JPS60259468A (ja) * | 1984-06-05 | 1985-12-21 | Alps Electric Co Ltd | サ−マルヘツド |
-
1986
- 1986-12-27 JP JP61310256A patent/JPH062421B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5772874A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal head and preparation thereof |
| JPS59199506A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-12 | Hitachi Ltd | 酸化物系塗布膜の形成方法 |
| JPS60259468A (ja) * | 1984-06-05 | 1985-12-21 | Alps Electric Co Ltd | サ−マルヘツド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH062421B2 (ja) | 1994-01-12 |
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