JP2000177158A - サーマルヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
サーマルヘッドおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡便に製造することのできる高信頼性・高品
位性のサーマルヘッドおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 支持基体と、支持基体上に形成された発
熱抵抗体と、発熱抵抗体に接続された電極層と、発熱抵
抗体の発熱部分を少なくとも被覆する保護層と、保護層
上に形成された少なくとも２層の帯電防止層とを具備す
るサーマルヘッドおよびその製造方法。
位性のサーマルヘッドおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 支持基体と、支持基体上に形成された発
熱抵抗体と、発熱抵抗体に接続された電極層と、発熱抵
抗体の発熱部分を少なくとも被覆する保護層と、保護層
上に形成された少なくとも２層の帯電防止層とを具備す
るサーマルヘッドおよびその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はサーマルヘッドおよ
びその製造方法に係わり、特に、複数の帯電防止層を備
えたサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。
びその製造方法に係わり、特に、複数の帯電防止層を備
えたサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】サーマルヘッドは、低騒音、低メンテナ
ンスコストおよび低ランニングコスト等の利点があるこ
とから、ファクシミリ、ビデオプリンタあるいは製版機
等の各種ＯＡ機器の記録用デバイスとして重要な位置を
占めている。
ンスコストおよび低ランニングコスト等の利点があるこ
とから、ファクシミリ、ビデオプリンタあるいは製版機
等の各種ＯＡ機器の記録用デバイスとして重要な位置を
占めている。
【０００３】サーマルヘッドは基板上に配置された発熱
抵抗体を発熱させることにより、感熱紙や製版フィルム
印画紙などの記録媒体に記録を行うものである。近年は
特にビデオプリンター用途において大いに注目されてい
る。
抵抗体を発熱させることにより、感熱紙や製版フィルム
印画紙などの記録媒体に記録を行うものである。近年は
特にビデオプリンター用途において大いに注目されてい
る。
【０００４】ビデオプリンター用途のサーマルヘッドは
従来のサーマルヘッドと同様に、アルミナ等セラミック
基板上に、任意で保温層としてグレーズ層を形成し、さ
らに発熱抵抗体層、アルミニウム等の電極となる導電層
をスパッタ法等の薄膜形成法によって積層形成した後、
フォトエングレービングプロセスにより複数の一対とな
る発熱抵抗体と個別電極を一線上に形成し、更に発熱抵
抗体層および電極の必要部位のみに保護膜をスパッタ法
等の薄膜形成法で形成することにより製造されている。
従来のサーマルヘッドと同様に、アルミナ等セラミック
基板上に、任意で保温層としてグレーズ層を形成し、さ
らに発熱抵抗体層、アルミニウム等の電極となる導電層
をスパッタ法等の薄膜形成法によって積層形成した後、
フォトエングレービングプロセスにより複数の一対とな
る発熱抵抗体と個別電極を一線上に形成し、更に発熱抵
抗体層および電極の必要部位のみに保護膜をスパッタ法
等の薄膜形成法で形成することにより製造されている。
【０００５】特にビデオプリンター用途において特殊フ
ィルムを記録媒体とする場合には、保護層形成後、帯電
防止を目的とする帯電防止層を設けている。これは特殊
フィルムの摺接により絶縁性を有する保護膜上で静電気
の帯電を防止するためであり、この層を被覆しないと、
保護膜の静電破壊に至ることもある。
ィルムを記録媒体とする場合には、保護層形成後、帯電
防止を目的とする帯電防止層を設けている。これは特殊
フィルムの摺接により絶縁性を有する保護膜上で静電気
の帯電を防止するためであり、この層を被覆しないと、
保護膜の静電破壊に至ることもある。
【０００６】しかしながら帯電防止層を形成する際、保
護層にピンホール等の膜欠陥がある場合、帯電防止層
（膜）が保護膜欠陥を介して、電極、抵抗体と接触し、
電気的短絡を起こしてしまう危険がある。
護層にピンホール等の膜欠陥がある場合、帯電防止層
（膜）が保護膜欠陥を介して、電極、抵抗体と接触し、
電気的短絡を起こしてしまう危険がある。
【０００７】そのため、現在は保護膜側でピンホールの
少ない材料の選択やピンホールとなる膜中異物を除去
し、その後保護層を形成する複数回の成膜といった対策
を施した後、帯電防止層を形成している。
少ない材料の選択やピンホールとなる膜中異物を除去
し、その後保護層を形成する複数回の成膜といった対策
を施した後、帯電防止層を形成している。
【０００８】このような従来のサーマルヘッドについて
図４を参照して具体的に説明する。
図４を参照して具体的に説明する。
【０００９】支持基体１上にグレーズ層２そして発熱抵
抗体層３が形成されている。発熱抵抗体層３はＴａＳｉ
ＯやＮｂＳｉＯ等で形成され、アレイ状に配列された多
数の抵抗体を構成している。また、発熱抵抗体層３上に
は電極層４が形成されている。電極層４は共通電極や個
別電極を構成し、印画する際に、発熱抵抗体層２３で構
成された多数の抵抗体の中から所定の抵抗体を選択し、
選択された抵抗体に電流を供給し発熱させる構成になっ
ている。なお、電極から電流が供給されると、抵抗体は
電極層４で挟まれた領域が発熱部分３ａとなって発熱す
る。２層に形成した保護層５、５’は、ＳｉＯＮなどの
電気絶縁性材料で形成され、発熱抵抗体層３の少なくと
も発熱部分３ａを被覆している。
抗体層３が形成されている。発熱抵抗体層３はＴａＳｉ
ＯやＮｂＳｉＯ等で形成され、アレイ状に配列された多
数の抵抗体を構成している。また、発熱抵抗体層３上に
は電極層４が形成されている。電極層４は共通電極や個
別電極を構成し、印画する際に、発熱抵抗体層２３で構
成された多数の抵抗体の中から所定の抵抗体を選択し、
選択された抵抗体に電流を供給し発熱させる構成になっ
ている。なお、電極から電流が供給されると、抵抗体は
電極層４で挟まれた領域が発熱部分３ａとなって発熱す
る。２層に形成した保護層５、５’は、ＳｉＯＮなどの
電気絶縁性材料で形成され、発熱抵抗体層３の少なくと
も発熱部分３ａを被覆している。
【００１０】図４のサーマルヘッドの作動時には、ポリ
エチレンテレフタレートにインクが塗布されたインクシ
ート９および受像紙１０がプラテンローラ１１に巻き付
けられ、サーマルヘッドを構成する発熱抵抗体層３の発
熱部３ａに押し付けられた形で矢印Ｘ方向に回転する。
このとき、発熱部３ａの熱によって受像紙１０上に印画
される。
エチレンテレフタレートにインクが塗布されたインクシ
ート９および受像紙１０がプラテンローラ１１に巻き付
けられ、サーマルヘッドを構成する発熱抵抗体層３の発
熱部３ａに押し付けられた形で矢印Ｘ方向に回転する。
このとき、発熱部３ａの熱によって受像紙１０上に印画
される。
【００１１】インクシート９や保護層５、５’はいずれ
も電気絶縁性の材料で構成されており、両者は互いに接
触して擦れ合う。このため、接触部分に静電気が発生す
る。発生した静電気は保護層５、５’を帯電させ、電極
層４や発熱抵抗体層３に異符号の電荷を誘起したり、保
護層５、５’内部に高電界を発生する。このとき、保護
層５、５’内部の電界が高くなると、保護層の絶縁耐圧
を超えることがあり、保護層５、５’に絶縁破壊が起こ
る。この結果、保護層が機能を消失し、サーマルヘッド
の破壊につながる。
も電気絶縁性の材料で構成されており、両者は互いに接
触して擦れ合う。このため、接触部分に静電気が発生す
る。発生した静電気は保護層５、５’を帯電させ、電極
層４や発熱抵抗体層３に異符号の電荷を誘起したり、保
護層５、５’内部に高電界を発生する。このとき、保護
層５、５’内部の電界が高くなると、保護層の絶縁耐圧
を超えることがあり、保護層５、５’に絶縁破壊が起こ
る。この結果、保護層が機能を消失し、サーマルヘッド
の破壊につながる。
【００１２】保護層に、ＳｉＯＮを用いると、図５に示
すようにショート等の欠陥が多く、製造歩留まりが悪
い。またＳｉＯＮに代えてＳｉＯ2 を用いると製品寿命
が短くなる。さらに、図４に示したような２層構造の保
護層をＳｉＯＮで形成すると、図６に示すように、貫通
する欠陥は少なくなるが工程が増えてしまうという問題
があった。また、保護層の上に形成される帯電防止層は
通常ＴａＳｉＯからなるがこれはＳｉＯＮと密着性に劣
るため帯電防止層が印画する紙との摺接により剥がれ落
ちてしまう可能性がある。
すようにショート等の欠陥が多く、製造歩留まりが悪
い。またＳｉＯＮに代えてＳｉＯ2 を用いると製品寿命
が短くなる。さらに、図４に示したような２層構造の保
護層をＳｉＯＮで形成すると、図６に示すように、貫通
する欠陥は少なくなるが工程が増えてしまうという問題
があった。また、保護層の上に形成される帯電防止層は
通常ＴａＳｉＯからなるがこれはＳｉＯＮと密着性に劣
るため帯電防止層が印画する紙との摺接により剥がれ落
ちてしまう可能性がある。
【００１３】上記の通り、現在、ピンホール対策として
保護膜材料を変更、積層工程を２回に分け、貫通穴除去
等を行ってはいるものの異物低減についてはスパッタ方
式に限界があり、また、積層工程とすることで工数増、
タクトタイムの延長、装置の占有面積の増加といった問
題があった。
保護膜材料を変更、積層工程を２回に分け、貫通穴除去
等を行ってはいるものの異物低減についてはスパッタ方
式に限界があり、また、積層工程とすることで工数増、
タクトタイムの延長、装置の占有面積の増加といった問
題があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決すべくなされたものであり、簡便に製造することので
きる高信頼性・高品位性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。
決すべくなされたものであり、簡便に製造することので
きる高信頼性・高品位性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。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のサーマルヘッド
は、支持基体と、支持基体上に形成された発熱抵抗体
と、発熱抵抗体に接続された電極層と、発熱抵抗体の発
熱部分を少なくとも被覆する保護層と、保護層上に形成
された少なくとも２層の帯電防止層とを具備することを
特徴としている。少なくとも２層の帯電防止層は３Ａか
ら７Ａ属から選択された金属元素と珪素と酸素からなる
層である。金属元素はＴａあるいはＮｂであるのが好ま
しい。また、少なくとも２層の帯電防止層は、保護層に
接触するように形成された絶縁性帯電防止層と最上層に
形成された導電性帯電防止層とを具備している。この絶
縁性帯電防止層の表面抵抗値は１×１０4 Ω以上であ
り、導電性帯電防止層の表面抵抗値は１×１０4 Ω未満
である。また、絶縁性帯電防止層の厚さは０．２μｍ以
上であり、導電性帯電防止層の厚さは０．３μｍから
２．０μｍである。
は、支持基体と、支持基体上に形成された発熱抵抗体
と、発熱抵抗体に接続された電極層と、発熱抵抗体の発
熱部分を少なくとも被覆する保護層と、保護層上に形成
された少なくとも２層の帯電防止層とを具備することを
特徴としている。少なくとも２層の帯電防止層は３Ａか
ら７Ａ属から選択された金属元素と珪素と酸素からなる
層である。金属元素はＴａあるいはＮｂであるのが好ま
しい。また、少なくとも２層の帯電防止層は、保護層に
接触するように形成された絶縁性帯電防止層と最上層に
形成された導電性帯電防止層とを具備している。この絶
縁性帯電防止層の表面抵抗値は１×１０4 Ω以上であ
り、導電性帯電防止層の表面抵抗値は１×１０4 Ω未満
である。また、絶縁性帯電防止層の厚さは０．２μｍ以
上であり、導電性帯電防止層の厚さは０．３μｍから
２．０μｍである。
【００１６】すなわち、本発明に係るサーマルヘッド
は、基板の一主面上に配置された発熱抵抗体と、発熱抵
抗体に電流を供給すべき個別電極および共通電極に配置
された電極と、少なくとも抵抗体露出部を被覆するよう
に保護被覆層と、その上に形成された帯電防止を目的と
する複数の層とを具備し、その帯電防止層はサーマルヘ
ッド最表層に１×１０4 Ω未満の導電性層を形成するこ
とで、フィルム等の摺接による帯電を抑制し、保護膜接
触層として１×１０4 Ω以上の絶縁性層を有するよう形
成したことで導電性層と電極との短絡を防ぐことを特徴
としている。
は、基板の一主面上に配置された発熱抵抗体と、発熱抵
抗体に電流を供給すべき個別電極および共通電極に配置
された電極と、少なくとも抵抗体露出部を被覆するよう
に保護被覆層と、その上に形成された帯電防止を目的と
する複数の層とを具備し、その帯電防止層はサーマルヘ
ッド最表層に１×１０4 Ω未満の導電性層を形成するこ
とで、フィルム等の摺接による帯電を抑制し、保護膜接
触層として１×１０4 Ω以上の絶縁性層を有するよう形
成したことで導電性層と電極との短絡を防ぐことを特徴
としている。
【００１７】本発明によれば、帯電防止を目的とする層
の保護膜接触に絶縁性を保持する層を設けることでピン
ホール、膜欠陥等の保護膜貫通穴を介しての電極、抵抗
体と帯電防止層との電気的短絡を抑制することが可能と
なる。
の保護膜接触に絶縁性を保持する層を設けることでピン
ホール、膜欠陥等の保護膜貫通穴を介しての電極、抵抗
体と帯電防止層との電気的短絡を抑制することが可能と
なる。
【００１８】保護膜が貫通し、絶縁性帯電防止層と発熱
抵抗体との接触を想定した場合、絶縁性帯電防止層の表
面抵抗値を発熱抵抗体と同レベルの１０3 Ω台とすると
発熱抵抗体との絶縁性を確保することが出来なくなるた
め、絶縁性帯電防止層の抵抗値は発熱抵抗体の抵抗値の
１０倍以上として、絶縁性を確保する必要がある。従っ
て絶縁性帯電防止層の抵抗値としては１×１０4 Ω以上
でなければならず、好ましくは１×１０5 Ω以上、より
好ましくは１×１０6 Ω以上である。
抵抗体との接触を想定した場合、絶縁性帯電防止層の表
面抵抗値を発熱抵抗体と同レベルの１０3 Ω台とすると
発熱抵抗体との絶縁性を確保することが出来なくなるた
め、絶縁性帯電防止層の抵抗値は発熱抵抗体の抵抗値の
１０倍以上として、絶縁性を確保する必要がある。従っ
て絶縁性帯電防止層の抵抗値としては１×１０4 Ω以上
でなければならず、好ましくは１×１０5 Ω以上、より
好ましくは１×１０6 Ω以上である。
【００１９】また、サーマルヘッド最表層となる導電性
帯電防止層を１×１０4 Ω未満の抵抗値で形成すること
でフィルム摺接により発生する保護膜静電破壊を抑える
ことが可能となる。この場合、当然のことながら表面抵
抗値が高くなると、絶縁性が強まり、フィルム摺接によ
る静電気が帯電される傾向となる。最表層である導電性
帯電防止層が１×１０4 Ω以上の抵抗値となると、静電
破壊の発生を防ぐことが不可能となる。従って、最表層
の導電性帯電防止層の表面抵抗値は１×１０4Ω未満、
好ましくは１×１０3 Ω未満である。
帯電防止層を１×１０4 Ω未満の抵抗値で形成すること
でフィルム摺接により発生する保護膜静電破壊を抑える
ことが可能となる。この場合、当然のことながら表面抵
抗値が高くなると、絶縁性が強まり、フィルム摺接によ
る静電気が帯電される傾向となる。最表層である導電性
帯電防止層が１×１０4 Ω以上の抵抗値となると、静電
破壊の発生を防ぐことが不可能となる。従って、最表層
の導電性帯電防止層の表面抵抗値は１×１０4Ω未満、
好ましくは１×１０3 Ω未満である。
【００２０】特に、最上層の導電性帯電防止層を３Ａ〜
７Ａ属の金属元素と珪素と酸素からなる材料で形成する
ことで、必要十分の導電性が得られ、その膜厚を０．３
〜２．０μｍとすることで十分な耐摩耗性を得ることが
可能であり、かつ、金属元素を一般的なＴａやＮｂから
なる代表的なサーメットとすることで発熱抵抗体の成膜
工程との共用化も図ることができる。尚、導電性帯電防
止層の厚さは、好ましくは０．３〜１．０μｍ、より好
ましくは０．５〜１．０μｍとする。
７Ａ属の金属元素と珪素と酸素からなる材料で形成する
ことで、必要十分の導電性が得られ、その膜厚を０．３
〜２．０μｍとすることで十分な耐摩耗性を得ることが
可能であり、かつ、金属元素を一般的なＴａやＮｂから
なる代表的なサーメットとすることで発熱抵抗体の成膜
工程との共用化も図ることができる。尚、導電性帯電防
止層の厚さは、好ましくは０．３〜１．０μｍ、より好
ましくは０．５〜１．０μｍとする。
【００２１】また、絶縁性帯電防止層を０．２μｍ以上
の厚さとすることで十分な耐摩耗性を得ることができ
る。絶縁性帯電防止層の厚さは、好ましくは０．２〜
１．０μｍ、より好ましくは０．５〜１．０μｍとす
る。
の厚さとすることで十分な耐摩耗性を得ることができ
る。絶縁性帯電防止層の厚さは、好ましくは０．２〜
１．０μｍ、より好ましくは０．５〜１．０μｍとす
る。
【００２２】通常、サーマルヘッドの個別抵抗値は、８
×１０2 〜５×１０3 Ω程度に設定されている。こうし
たサーマルヘッドに帯電防止層を形成する際、帯電防止
層の抵抗値がその個別抵抗値と同程度の値であると、保
護膜の欠陥を介して電極部／抵抗体と接触したときに、
発熱させるべき抵抗体の電力が供給されず、帯電防止層
に電気的短絡が生じるという問題に対処すべく本発明は
なされている。
×１０2 〜５×１０3 Ω程度に設定されている。こうし
たサーマルヘッドに帯電防止層を形成する際、帯電防止
層の抵抗値がその個別抵抗値と同程度の値であると、保
護膜の欠陥を介して電極部／抵抗体と接触したときに、
発熱させるべき抵抗体の電力が供給されず、帯電防止層
に電気的短絡が生じるという問題に対処すべく本発明は
なされている。
【００２３】従って、本発明のサーマルヘッドにおいて
は、発熱抵抗体の抵抗値に対し、供給すべき電力が短絡
しない表面抵抗値をもつ帯電防止層を絶縁性と定義す
る。また、導電性の帯電防止層とは個別抵抗値と同程度
もしくはそれ以下の表面抵抗値を有するものと定義す
る。
は、発熱抵抗体の抵抗値に対し、供給すべき電力が短絡
しない表面抵抗値をもつ帯電防止層を絶縁性と定義す
る。また、導電性の帯電防止層とは個別抵抗値と同程度
もしくはそれ以下の表面抵抗値を有するものと定義す
る。
【００２４】本発明のサーマルヘッドに用いる支持基体
としては、通常、アルミナセラミックス等の基板が使用
されるが、特に限定されるものではない。
としては、通常、アルミナセラミックス等の基板が使用
されるが、特に限定されるものではない。
【００２５】また、支持基体上に形成される発熱抵抗体
としては、ニッケル、クロム、タンタル等の安定性の高
い金属材料の窒化物や、Ｔａ−ＳｉΟ2 、Νｂ−ＳｉＯ
2 、Ｔｉ−ＳｉＯ2 等の各種サーメット材料を適宜用い
ることができる。
としては、ニッケル、クロム、タンタル等の安定性の高
い金属材料の窒化物や、Ｔａ−ＳｉΟ2 、Νｂ−ＳｉＯ
2 、Ｔｉ−ＳｉＯ2 等の各種サーメット材料を適宜用い
ることができる。
【００２６】さらに、発熱抵抗体に接続される電極とし
ては、一般的に用いられているＡｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ等が用いられるが、特に限定はされない。
ては、一般的に用いられているＡｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ等が用いられるが、特に限定はされない。
【００２７】また、アルミナ基体と発熱抵抗体層との間
に、表面円滑性と蓄熱性の向上を主目的とするグレーズ
ガラス層を設けた場合には、グレーズガラス層として、
例えば、二酸化珪素あるいは二酸化珪素にカルシウム、
バリウム、アルミニウム、ストロンチウム等が混合した
ものが使用されるが、特に限定されるものではない。た
だし、サーマルプリントヘッドの抵抗値の上昇を防止す
ることから、グレーズガラス層のガラス転移点は、６７
０℃以上であることが望ましい。また、グレーズガラス
層の膜厚は、通常、３０〜７０μｍ程度に形成される。
に、表面円滑性と蓄熱性の向上を主目的とするグレーズ
ガラス層を設けた場合には、グレーズガラス層として、
例えば、二酸化珪素あるいは二酸化珪素にカルシウム、
バリウム、アルミニウム、ストロンチウム等が混合した
ものが使用されるが、特に限定されるものではない。た
だし、サーマルプリントヘッドの抵抗値の上昇を防止す
ることから、グレーズガラス層のガラス転移点は、６７
０℃以上であることが望ましい。また、グレーズガラス
層の膜厚は、通常、３０〜７０μｍ程度に形成される。
【００２８】さらに、発熱抵抗体の少なくとも発熱部分
を被覆するように形成される保護層は通常、Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ系の保護層であり、通常の構成成分である窒化珪素お
よび二酸化珪素からなる粉体の焼結体をターゲットとし
たスパッタ法によって形成される。
を被覆するように形成される保護層は通常、Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ系の保護層であり、通常の構成成分である窒化珪素お
よび二酸化珪素からなる粉体の焼結体をターゲットとし
たスパッタ法によって形成される。
【００２９】本発明のサーマルヘッドの製造方法は、基
板の一主面上に発熱抵抗体を形成する工程と、発熱抵抗
体上に電極層を形成する工程と、発熱抵抗体の発熱部分
を少なくとも被覆するように保護層を形成する工程と、
保護層上に酸素供給量を変更することにより少なくとも
２層の帯電防止層を形成する工程とを具備することを特
徴としている。この少なくとも２層の帯電防止層は、保
護層に接触するように形成された絶縁性帯電防止層と最
上層に形成された導電性帯電防止層とを具備している。
板の一主面上に発熱抵抗体を形成する工程と、発熱抵抗
体上に電極層を形成する工程と、発熱抵抗体の発熱部分
を少なくとも被覆するように保護層を形成する工程と、
保護層上に酸素供給量を変更することにより少なくとも
２層の帯電防止層を形成する工程とを具備することを特
徴としている。この少なくとも２層の帯電防止層は、保
護層に接触するように形成された絶縁性帯電防止層と最
上層に形成された導電性帯電防止層とを具備している。
【００３０】本発明のサーマルヘッドの製造方法によれ
ば、成膜時の反応ガス切り替えで帯電防止層の積層構成
を形成するため、従来のピンホール対策およびピンホー
ルを介しての帯電防止層との短絡を防ぐため実施してい
た保護膜の積層形成、保護膜の異物除去法等の工程が不
要となる。よって、工程、タクトタイムを大幅に低減す
ることが可能となる。
ば、成膜時の反応ガス切り替えで帯電防止層の積層構成
を形成するため、従来のピンホール対策およびピンホー
ルを介しての帯電防止層との短絡を防ぐため実施してい
た保護膜の積層形成、保護膜の異物除去法等の工程が不
要となる。よって、工程、タクトタイムを大幅に低減す
ることが可能となる。
【００３１】また、帯電防止層を成型する際に、その成
膜工程で酸素の導入量を規定することで容易に絶縁性お
よび／または導電性の複数の層が形成可能となる。
膜工程で酸素の導入量を規定することで容易に絶縁性お
よび／または導電性の複数の層が形成可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】［実施例１］図１を参照して本発
明の実施形態を説明する。
明の実施形態を説明する。
【００３３】アルミナ基板１上の所定部位に保温層とし
てグレーズ層２を形成したグレーズアルミナ基板を支持
基体とし、発熱抵抗体層３としてＴａ−ＳｉＯ膜、電極
層４としてＡｌを順次、スパッタ法等の薄膜形成方法に
て形成した。
てグレーズ層２を形成したグレーズアルミナ基板を支持
基体とし、発熱抵抗体層３としてＴａ−ＳｉＯ膜、電極
層４としてＡｌを順次、スパッタ法等の薄膜形成方法に
て形成した。
【００３４】さらにその基板にフォトエングレービング
プロセスを行って一対の抵抗体と電極が同一パターンで
複数並ぶよう形成した。
プロセスを行って一対の抵抗体と電極が同一パターンで
複数並ぶよう形成した。
【００３５】その後、少なくとも発熱抵抗体露出部を保
護被覆するようにＳｉＯＮからなる保護層５をＳｉ3 −
Ｎ4 とＳｉＯ2 を混合した焼結体を着膜源とし形成し
た。この時、保護膜５はスパッタ法を用いて単層で５μ
ｍの厚さに形成した。
護被覆するようにＳｉＯＮからなる保護層５をＳｉ3 −
Ｎ4 とＳｉＯ2 を混合した焼結体を着膜源とし形成し
た。この時、保護膜５はスパッタ法を用いて単層で５μ
ｍの厚さに形成した。
【００３６】単層で膜を形成する場合、膜に取り込まれ
る膜中異物やそれを原因としたピンホール、段差被覆性
の欠如による膜欠陥が発生しやすくなり、今回の基板に
おいても両者が確認された。
る膜中異物やそれを原因としたピンホール、段差被覆性
の欠如による膜欠陥が発生しやすくなり、今回の基板に
おいても両者が確認された。
【００３７】その後、保護層５上に、絶縁性帯電防止層
６および導電性帯電防止層７を形成した。これら帯電防
止層の材料としては発熱抵抗体３と同一の着膜源である
Ｔａ−ＳｉＯを用いた。
６および導電性帯電防止層７を形成した。これら帯電防
止層の材料としては発熱抵抗体３と同一の着膜源である
Ｔａ−ＳｉＯを用いた。
【００３８】徳田製作所ＣＦ−１６ＰＳを用いて、保護
膜５と接触する下層の絶縁性帯電防止層６については成
膜雰囲気を不活性ガスＡｒを２５０sccm、反応ガスとし
て酸素を２０sccm導入し、０．３μｍの厚さに形成し
た。その後、上層の帯電防止層７としてＡｒのみの雰囲
気で０．２μｍとなるよう連続して成膜形成しサーマル
ヘッド表面に当たるよう調整した。
膜５と接触する下層の絶縁性帯電防止層６については成
膜雰囲気を不活性ガスＡｒを２５０sccm、反応ガスとし
て酸素を２０sccm導入し、０．３μｍの厚さに形成し
た。その後、上層の帯電防止層７としてＡｒのみの雰囲
気で０．２μｍとなるよう連続して成膜形成しサーマル
ヘッド表面に当たるよう調整した。
【００３９】この時の下層の帯電防止層６を表面抵抗測
定器により単層測定したところ、２×１０4 Ωと十分な
絶縁性を示した。
定器により単層測定したところ、２×１０4 Ωと十分な
絶縁性を示した。
【００４０】また、本来の帯電防止を目的としたサーマ
ルヘッド最表層となる上層の導電性帯電防止層７をメガ
オーム計で測定したところ、５×１０3 〜１×１０4 Ω
と十分な導電性を示した。
ルヘッド最表層となる上層の導電性帯電防止層７をメガ
オーム計で測定したところ、５×１０3 〜１×１０4 Ω
と十分な導電性を示した。
【００４１】このようにして作製されたサーマルヘッド
においては下層の絶縁性帯電防止層６を設けることで、
電気的短絡が発生することなく、サーマルヘッド最表層
に導電性帯電防止層７を形成することが可能となり、保
護膜静電破壊も発生しない。また、成膜時の反応ガスの
切り替えにより、絶縁性と導電性の帯電防止層を容易に
形成することが可能となった。
においては下層の絶縁性帯電防止層６を設けることで、
電気的短絡が発生することなく、サーマルヘッド最表層
に導電性帯電防止層７を形成することが可能となり、保
護膜静電破壊も発生しない。また、成膜時の反応ガスの
切り替えにより、絶縁性と導電性の帯電防止層を容易に
形成することが可能となった。
【００４２】こうすることで、従来ピンホール対策とし
て実施していた異物除去工程や、保護膜工程の２分化
（積層）、異物レス保護膜材料の検討が不要となり、工
数やタクトタイムの大幅な低減可能、材料費の削減が可
能となった。
て実施していた異物除去工程や、保護膜工程の２分化
（積層）、異物レス保護膜材料の検討が不要となり、工
数やタクトタイムの大幅な低減可能、材料費の削減が可
能となった。
【００４３】また、帯電防止層の着膜源としてＮｂ−Ｓ
ｉＯを用いた場合も同様の効果を得ることができた。
ｉＯを用いた場合も同様の効果を得ることができた。
【００４４】［実施例２］次に、図２を参照して本発明
の変形実施形態を説明する。
の変形実施形態を説明する。
【００４５】アルミナ基板１上の所定部位に保温層とし
てグレーズ層２を形成したグレーズアルミナ基板を支持
基体とし、発熱抵抗体層３としてＴａ−ＳｉＯ膜、電極
層４としてＡｌを順次、スパッタ法等の薄膜形成方法に
て形成した。
てグレーズ層２を形成したグレーズアルミナ基板を支持
基体とし、発熱抵抗体層３としてＴａ−ＳｉＯ膜、電極
層４としてＡｌを順次、スパッタ法等の薄膜形成方法に
て形成した。
【００４６】さらにその基板にフォトエングレービング
プロセスを行って一対の抵抗体と電極が同一パターンで
複数並ぶよう形成した。
プロセスを行って一対の抵抗体と電極が同一パターンで
複数並ぶよう形成した。
【００４７】その後、少なくとも抵抗体露出部を保護被
覆するようＳｉＯＮからなる保護層５をＳｉ3 −Ｎ4 と
ＳｉＯ2 を混合した焼結体を着膜源として形成した。
覆するようＳｉＯＮからなる保護層５をＳｉ3 −Ｎ4 と
ＳｉＯ2 を混合した焼結体を着膜源として形成した。
【００４８】この時、保護膜５はスパッタ法を用いて保
護層として、十分硬度を確保できるよう単層で３μｍの
厚さに形成した。
護層として、十分硬度を確保できるよう単層で３μｍの
厚さに形成した。
【００４９】その後、保護層５上に、絶縁性帯電防止層
６、帯電防止中間層８、導電性帯電防止層７を反応ガス
流量を変化させながら形成した。このように保護膜５と
接触する層を絶縁性とし、最上層を導電性としさえすれ
ば、その間に一層以上、好ましくは２〜３層形成されて
いてもよい。
６、帯電防止中間層８、導電性帯電防止層７を反応ガス
流量を変化させながら形成した。このように保護膜５と
接触する層を絶縁性とし、最上層を導電性としさえすれ
ば、その間に一層以上、好ましくは２〜３層形成されて
いてもよい。
【００５０】帯電防止層の形成には発熱抵抗体３と同一
の着膜源であるＴａ−ＳｉＯを用いた。
の着膜源であるＴａ−ＳｉＯを用いた。
【００５１】ここで図３に示すように、反応性ガス流量
と膜特性（表面抵抗値）の関係を確認した。
と膜特性（表面抵抗値）の関係を確認した。
【００５２】本変形実施形態で使用した装置（徳田製Ｃ
ＦＳ１６ＰＣ）においては反応ガスであるＯ2 を１０sc
cm以上導入することで表面抵抗値１×１０4 Ω以上を示
した。ただし、これは装置に、所望の表面抵抗値が得ら
れるような量の反応ガスが導入されるよう調整すること
が必要である。
ＦＳ１６ＰＣ）においては反応ガスであるＯ2 を１０sc
cm以上導入することで表面抵抗値１×１０4 Ω以上を示
した。ただし、これは装置に、所望の表面抵抗値が得ら
れるような量の反応ガスが導入されるよう調整すること
が必要である。
【００５３】保護膜５と接触する下層の絶縁性帯電防止
層６については成膜雰囲気を不活性ガスＡｒを２５０sc
cm、反応ガスとして酸素を２０sccm導入し、０．２μｍ
の厚さに形成した。その後、順次反応ガス導入量を抑え
て、傾斜を持たせる形で層を積層し、最終的にサーマル
ヘッド最表層はＡｒのみの雰囲気で０．２μｍとなるよ
う連続して成膜形成した。
層６については成膜雰囲気を不活性ガスＡｒを２５０sc
cm、反応ガスとして酸素を２０sccm導入し、０．２μｍ
の厚さに形成した。その後、順次反応ガス導入量を抑え
て、傾斜を持たせる形で層を積層し、最終的にサーマル
ヘッド最表層はＡｒのみの雰囲気で０．２μｍとなるよ
う連続して成膜形成した。
【００５４】こうして作製したサーマルヘッドにおいて
先の実施形態と同様の効果を確認することができた。
先の実施形態と同様の効果を確認することができた。
【００５５】本発明の実施例１および２において作製し
たサーマルヘッドおよび従来のサーマルヘッド（図４）
を解像度が１５０ｄｐｉの昇華型熱転写方式のビデオプ
リンターに組み込み、実機試験を行ったところ、従来の
サーマルヘッドでは５０枚で静電破壊が起きたが、本発
明のサーマルヘッドでは実用的な寿命とされる５０００
枚を超えても何等問題が生じなかった。
たサーマルヘッドおよび従来のサーマルヘッド（図４）
を解像度が１５０ｄｐｉの昇華型熱転写方式のビデオプ
リンターに組み込み、実機試験を行ったところ、従来の
サーマルヘッドでは５０枚で静電破壊が起きたが、本発
明のサーマルヘッドでは実用的な寿命とされる５０００
枚を超えても何等問題が生じなかった。
【００５６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
帯電防止層を反応ガスの切り替えによって所望の絶縁層
もしくは導電層の形成を容易に行うことができるため、
帯電防止層を形成する際、ピンホール等膜欠陥を介して
の電極と帯電防止層との接触による電気的短絡を防ぐた
め必須であった保護膜の２層化、異物除去工程、ターゲ
ットから飛散する微少異物の対策が不要となり、歩留ま
りよく、寿命の長いサーマルヘッドを得られるようにな
った。
帯電防止層を反応ガスの切り替えによって所望の絶縁層
もしくは導電層の形成を容易に行うことができるため、
帯電防止層を形成する際、ピンホール等膜欠陥を介して
の電極と帯電防止層との接触による電気的短絡を防ぐた
め必須であった保護膜の２層化、異物除去工程、ターゲ
ットから飛散する微少異物の対策が不要となり、歩留ま
りよく、寿命の長いサーマルヘッドを得られるようにな
った。
【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの拡
大断面図。
大断面図。
【図２】本発明の変形実施形態に係るサーマルヘッドの
拡大断面図。
拡大断面図。
【図３】本発明のサーマルヘッドの製造における酸素導
入量と生成される保護膜の表面抵抗値の関係を示すグラ
フ。
入量と生成される保護膜の表面抵抗値の関係を示すグラ
フ。
【図４】従来のサーマルヘッドの拡大断面図。
【図５】従来のサーマルヘッドの拡大断面図。
【図６】従来のサーマルヘッドの拡大断面図。
１…アルミナ基板 ２…グレーズ層 ３…発熱抵抗体層 ４…電極層 ５、５’…保護層 ６…絶縁性帯電防止層 ７…導電性帯電防止層 ８…帯電防止中間層 ９…インクシート １０…受像紙 １１…プラテンローラ
Claims (9)
- 【請求項１】 支持基体と、前記支持基体上に形成され
た発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に接続された電極層
と、前記発熱抵抗体の発熱部分を少なくとも被覆する保
護層と、前記保護層上に形成された少なくとも２層の帯
電防止層とを具備することを特徴とするサーマルヘッ
ド。 - 【請求項２】 前記少なくとも２層の帯電防止層は３Ａ
から７Ａ属から選択された金属元素と珪素と酸素からな
る層であることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘ
ッド。 - 【請求項３】 前記金属元素はＴａあるいはＮｂである
ことを特徴とする請求項２記載のサーマルヘッド。 - 【請求項４】 前記少なくとも２層の帯電防止層は、前
記保護層に接触するように形成された絶縁性帯電防止層
と最上層に形成された導電性帯電防止層とを具備するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のサ
ーマルヘッド。 - 【請求項５】 前記絶縁性帯電防止層の表面抵抗値は１
×１０4 Ω以上であり、前記導電性帯電防止層の表面抵
抗値は１×１０4 Ω未満であることを特徴とする請求項
４記載のサーマルヘッド。 - 【請求項６】 前記絶縁性帯電防止層の厚さは０．２μ
ｍ以上であり、前記導電性帯電防止層の厚さは０．３μ
ｍから２．０μｍであることを特徴とする請求項４また
は５記載のサーマルヘッド。 - 【請求項７】 基板の一主面上に発熱抵抗体を形成する
工程と、前記発熱抵抗体上に電極層を形成する工程と、
前記発熱抵抗体の発熱部分を少なくとも被覆するように
保護層を形成する工程と、前記保護層上に酸素供給量を
変更することにより少なくとも２層の帯電防止層を形成
する工程とを具備することを特徴とするサーマルヘッド
の製造方法。 - 【請求項８】 前記少なくとも２層の帯電防止層は、前
記保護層に接触するように形成された絶縁性帯電防止層
と最上層に形成された導電性帯電防止層とを具備するこ
とを特徴とする請求項７記載のサーマルヘッドの製造方
法。 - 【請求項９】 前記絶縁性帯電防止層の表面抵抗値は１
×１０4 Ω以上であり、前記導電性帯電防止層の表面抵
抗値は１×１０4 Ω未満であることを特徴とする請求項
８記載のサーマルヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35939898A JP4330681B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35939898A JP4330681B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000177158A true JP2000177158A (ja) | 2000-06-27 |
| JP4330681B2 JP4330681B2 (ja) | 2009-09-16 |
Family
ID=18464311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35939898A Expired - Lifetime JP4330681B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4330681B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006150758A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | サーマルヘッド及びサーマルヘッドの製造方法並びにサーマルプリンタ |
| CN100335289C (zh) * | 2004-01-07 | 2007-09-05 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 热敏头及其制造方法、以及热敏头的点长宽比调整方法 |
| CN100430232C (zh) * | 2004-10-27 | 2008-11-05 | 京瓷株式会社 | 热敏头与热敏头的制造方法以及热敏打印机 |
| US7502044B2 (en) | 2005-04-21 | 2009-03-10 | Kyocera Corporation | Thermal head and thermal printer |
-
1998
- 1998-12-17 JP JP35939898A patent/JP4330681B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100335289C (zh) * | 2004-01-07 | 2007-09-05 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 热敏头及其制造方法、以及热敏头的点长宽比调整方法 |
| JP2006150758A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | サーマルヘッド及びサーマルヘッドの製造方法並びにサーマルプリンタ |
| CN100430232C (zh) * | 2004-10-27 | 2008-11-05 | 京瓷株式会社 | 热敏头与热敏头的制造方法以及热敏打印机 |
| US7484834B2 (en) | 2004-10-27 | 2009-02-03 | Kyocera Corporation | Thermal head, method of manufacturing the same, and thermal printer |
| JP4619102B2 (ja) * | 2004-10-27 | 2011-01-26 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッド及びサーマルプリンタ |
| US7502044B2 (en) | 2005-04-21 | 2009-03-10 | Kyocera Corporation | Thermal head and thermal printer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4330681B2 (ja) | 2009-09-16 |
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