JP2001063115A - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】濃度むらの少ない良好な印画を形成し得る高信
頼性のサーマルヘッドを得ることができるサーマルヘッ
ドの製造方法を提供する。 【解決手段】絶縁基板1 の上面にガラスペーストを帯状
に塗布し、これを焼き付けることによってグレーズ層2'
を被着させる工程と、前記グレーズ層2'の長手方向両端
から内側１．０ｍｍまでの領域をエッチングもしくはブ
ラスチングし、該領域の上面の高さを他の領域よりも低
くなす工程と、前記グレーズ層2 上に多数の発熱抵抗体
4 と保護膜7 とを被着させる工程と、によってサーマル
ヘッドを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサや
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のサーマルヘッドは、アルミナセラ
ミックス等から成る絶縁基板の上面にガラス製のグレー
ズ層を帯状に被着させるとともに、該グレーズ層上に多
数の発熱抵抗体を例えば３００ｄｐｉのドット密度で直
線状に被着・配列させた構造を有しており、感熱記録紙
等の記録媒体を前記発熱抵抗体上に搬送しながら、多数
の発熱抵抗体を外部からの画像データに基づいて個々に
選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を
記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成する
ことによってサーマルヘッドとして機能する。

【０００３】尚、前記グレーズ層は、その上面に被着さ
れる発熱抵抗体の発する熱を蓄積することによりサーマ
ルヘッドの熱応答特性を良好に維持するためのものであ
り、該グレーズ層は、所定のガラスペーストを従来周知
のスクリーン印刷等によって絶縁基板の上面に帯状に塗
布し、これを高温で焼き付けることによって形成され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、グレーズ層をスクリー
ン印刷等によって形成する際、絶縁基板上に塗布された
ガラスペーストのエッジ部が該ペーストの表面張力によ
って大きく盛り上がる傾向があり、このガラスペースト
を焼き付けることにより形成されるグレーズ層12の形状
も、図４に示す如き端部が大きく盛り上がった形状（図
中のＡ部）となる。そして、このようなグレーズ層12を
もったサーマルヘッドの発熱抵抗体13上に記録媒体を搬
送して印画を行なうと、記録媒体がグレーズ層12の長手
方向両端部付近で他の領域よりも強く当たり、摺接圧の
バラツキに起因した印画の濃度むらが形成される欠点を
有していた。

【０００５】また、グレーズ層12のエッジ部が前述の如
く大きく盛り上がっていると、印画の際、記録媒体がグ
レーズ層12のエッジ部上に形成されている保護膜14に対
して強く当たることから、この部分で大きな内部応力が
発生し、該応力によって保護膜14が比較的短期間で破損
するという欠点が誘発される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドの製造方法
は、絶縁基板の上面にガラスペーストを帯状に塗布し、
これを焼き付けることによって凸状のグレーズ層を被着
させる工程と、前記グレーズ層の長手方向両端から少な
くとも内側１．０ｍｍまでの領域をエッチングもしくは
ブラスチングし、該領域の上面の高さを他の領域よりも
低くなす工程と、前記グレーズ層上に多数の発熱抵抗体
と保護膜とを被着させる工程と、によってサーマルヘッ
ドを製造することを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の製造方法によって製
作したサーマルヘッドの平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線
断面図であり、1 は絶縁基板、2 はグレーズ層、4 は発
熱抵抗体である。

【０００８】前記絶縁基板1 は、アルミナセラミックス
やガラス等の電気絶縁性材料により矩形状に形成されて
おり、その上面でグレーズ層2 や発熱抵抗体4 ，個別電
極5，共通電極6 等を支持するための支持母材として機
能する。

【０００９】また前記絶縁基板1 の上面には、該基板1
の長辺と平行に帯状のグレーズ層2が被着されている。

【００１０】前記グレーズ層2 は、ガラス等の低熱伝導
性材料により凸状をなすように形成され、中央域が他の
領域よりも隆起した形となっている。

【００１１】このグレーズ層2 は、その上に被着される
発熱抵抗体4 の発する熱を蓄積してサーマルヘッドの熱
応答特性を良好に維持するとともに、発熱抵抗体4 を上
方に突出せしめ、記録媒体に対する押圧力（印圧）を有
効に高める作用を為す。

【００１２】また前記グレーズ層2 の中央域には、例え
ば３００ｄｐｉのドット密度で直線状に配列された多数
の発熱抵抗体4 が被着されている。

【００１３】前記発熱抵抗体4 は、その各々がＴａＳｉ
ＯやＴｉＳｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ等の電気抵抗材料から成
っているため、後述する個別電極5 及び共通電極6 を介
して電源電力が供給されるとジュール発熱を起こし、記
録媒体に印画を形成するのに必要な所定の温度となる。

【００１４】また前記発熱抵抗体4 の両端には個別電極
5 及び共通電極6 が接続され、これらを保護膜7 によっ
て被覆している。

【００１５】前記個別電極5 及び共通電極6 は発熱抵抗
体4 に電力を印加するための給電電極として機能するも
のであり、前記個別電極5 は発熱抵抗体4 の一端を図示
しないドライバーＩＣのスイッチング素子を介して基準
電位に接続し、また前記共通電極6 は発熱抵抗体4 の他
端を電源のプラス（＋）側の端子に接続して、例えば２
４Ｖの電位に保持するようになっている。

【００１６】一方、前記保護膜7 は窒化珪素やサイアロ
ン等の耐磨耗性ならびに封止性に優れた無機質材料から
成り、発熱抵抗体4 や個別電極5 ，共通電極6 等を記録
媒体の摺接による磨耗や大気中に含まれる水分等の接触
による腐食から保護する作用を為す。

【００１７】上述したサーマルヘッドは、感熱記録紙等
の記録媒体を発熱抵抗体4 上に搬送しながら、個別電極
5 及び共通電極6 間に外部からの画像データに基づいて
所定の電力を印加し、発熱抵抗体4 を個々に選択的にジ
ュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体に
伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによっ
てサーマルヘッドとして機能する。

【００１８】次に上述したサーマルヘッドの製造方法に
ついて図３を用いて説明する。

【００１９】（１）まず、図３（ａ）に示す如く、アル
ミナセラミックス等から成る絶縁基板1 を準備する。

【００２０】前記絶縁基板1 は、アルミナセラミックス
から成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラ
ミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合
して泥漿状になすとともに、これを従来周知のドクター
ブレード法やカレンダーロール法等を採用することによ
ってセラミックグリーンシートを得、しかる後、前記セ
ラミックグリーンシートを矩形状に打ち抜いた上、１３
００℃〜１６００℃の温度で焼成することによって製作
される。

【００２１】（２）次に、図３（ｂ）に示す如く、絶縁
基板1 の上面に凸状のグレーズ層2'を帯状に形成する。

【００２２】前記グレーズ層2'は、ガラス粉末に適当な
有機溶剤、溶剤を添加・混合して得た所定のガラスペー
ストを従来周知の厚膜手法、具体的にはスクリーン印刷
等を採用することによって絶縁基板1 の長手方向に帯状
に塗布し、これを１０００℃〜１２００℃の温度で焼き
付けることによって被着・形成される。

【００２３】尚、このようにして形成したグレーズ層2'
の両端部には、ガラスペーストの表面張力に起因した大
きな盛り上がりＡが形成される。

【００２４】（３）次に、図３（ｃ）に示す如く、前記
グレーズ層2'の長手方向両端から少なくとも内側１．０
ｍｍまでの領域をエッチングもしくはブラスチング（噴
射加工）し、該領域の上面の高さを他の領域よりも低く
なすことによって中央域を隆起させた形に加工する。
尚、本形態ではグレーズ層2'の長手方向両端域のみでな
く、グレーズ層2'の周辺域全体をエッチングもしくはブ
ラスチングにより削り取っている。

【００２５】この加工にエッチングを採用する場合、ま
ず紫外線硬化型樹脂の前駆体をロールコーター等によっ
てグレーズ層2'が形成されている絶縁基板1 の上面全体
に塗布し、次に紫外線硬化型樹脂の前駆体に所定波長の
紫外線をグレーズ層中央域の隆起部3 の形状に対応した
所定パターンに照射して紫外線硬化型樹脂を部分的に硬
化させるとともに、未硬化の部位を現像により除去し、
しかる後、これを沸酸等を含むエッチング液に浸漬して
該エッチング液でグレーズ層2'の両端域を化学的に浸蝕
することにより行なわれ、これによってグレーズ層2 の
中央域に隆起部3 が形成され、同時にグレーズ層2'の両
端域に存在していた大きな盛り上がりＡが除去される。

【００２６】またブラスチングを採用する場合、グレー
ズ層2'上に紫外線硬化型樹脂を所定パターンに被着させ
るまでの工程は先に述べたエッチングの場合と全く同様
であり、その後、エッチング液に浸漬する代わりにシリ
カフィラーやアルミナフィラー等をグレーズ層2'の露出
部に噴射させてグレーズ層2'を表面より所定の深さまで
物理的に削り取ることにより行なわれる。

【００２７】この結果、エッチングもしくはブラスチン
グにて削り取られたグレーズ層両端域の上面の高さは他
の領域よりも低くなる。

【００２８】尚、グレーズ層中央域の隆起部3 上に被着
されている紫外線硬化型樹脂はこの工程の後、超音波洗
浄等によってグレーズ層2 の頂部より剥離される。

【００２９】（４）次に前記グレーズ層2 に熱処理を施
した上、図３（ｄ）に示す如く、グレーズ層2 の隆起部
3 上に多数の発熱抵抗体4 を被着させる。

【００３０】前記熱処理は、個別電極5 や共通電極6 の
下地となるグレーズ層2 の表面を滑らかにすることで個
別電極5 や共通電極6 の断線を防止するためのものであ
り、例えば９００℃〜１１００℃の温度で１０〜２０分
間加熱することにより行なわれる。

【００３１】また前記多数の発熱抵抗体4 は、ＴａＳｉ
Ｏ等の電気抵抗材料を従来周知の薄膜手法、例えばスパ
ッタリングやフォトリソグラフィー技術，エッチング技
術等を採用し、所定パターンに加工することによってグ
レーズ層中央域の隆起部3 上に例えば３００ｄｐｉのド
ット密度で直線状に被着・配列される。

【００３２】（５）そして最後に、前記発熱抵抗体4 の
両端に個別電極5 及び共通電極6 を接続し、その上に保
護膜7 を被着させる。

【００３３】前記個別電極5 及び共通電極6 は、アルミ
ニウムや銅等の金属を従来周知の薄膜手法、例えばスパ
ッタリングやフォトリソグラフィー技術，エッチング技
術等を採用することによって所定パターンに被着され
る。

【００３４】また前記保護膜7 は、発熱抵抗体4 や個別
電極5 ，共通電極6 等の上面に窒化珪素等を従来周知の
スパッタリングやプラズマＣＶＤ等によって３μｍ〜１
０μｍの厚みに被着させることにより形成され、これに
よって製品としてのサーマルヘッドが完成する。

【００３５】以上のような本形態の製造方法によれば、
グレーズ層2'の長手方向両端から少なくとも内側１．０
ｍｍまでの領域をエッチングもしくはブラスチングし
て、該領域の上面の高さを他の領域よりも低くなしたこ
とから、グレーズ層中央域の隆起部3 上に発熱抵抗体4
を配設した際、発熱抵抗体4 の配列方向の両側にグレー
ズ層2 の大きな盛り上がりが形成されることはなく、印
画時、記録媒体を全ての発熱抵抗体4 に対し均一に押圧
させて、濃度むらの少ない良好な印画を形成することが
可能となる。

【００３６】また本形態によれば、前述した如く、グレ
ーズ層2 の両端域に大きな盛り上がり等は存在しないこ
とから、グレーズ層2 上に形成される保護膜7 に対する
記録媒体の摺接圧も均一化され、保護膜7 に対して局所
的に大きな内部応力が発生するのを有効に防止すること
ができる。従って、保護膜7 を長期にわたり良好な状態
で下地に被着させておくことができ、サーマルヘッドの
信頼性が飛躍的に向上される。

【００３７】更に本形態によれば、グレーズ層2 の両端
域を上述の如くエッチングもしくはブラスチングにより
削り取った場合、該領域の表面粗さは、グレーズ層2 を
形成するガラス中に含有されている各成分のエッチング
レートもしくはブラスチングレートの相違に起因して、
中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ〜０．５μｍと粗
くなることから、その上に保護膜7 を被着させた際、下
地に対する保護膜7 の密着強度がアンカー効果によって
向上し、サーマルヘッドの信頼性が向上する。

【００３８】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良が可能である。

【００３９】例えば上述の形態では発熱抵抗体4 と、個
別電極5 や共通電極6 を別個の工程で形成するようにし
たが、これらは同一の工程により形成するようにしても
良い。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、グレーズ層の長手方向
両端から少なくとも内側１．０ｍｍまでの領域をエッチ
ングもしくはブラスチングして、該領域の上面の高さを
他の領域よりも低くなしたことから、グレーズ層の中央
域に発熱抵抗体を配設した際、発熱抵抗体の配列方向の
両側にグレーズ層の大きな盛り上がりが形成されること
はなく、印画時、記録媒体を全ての発熱抵抗体に対し均
一に押圧させて、濃度むらの少ない良好な印画を形成す
ることが可能となる。

【００４１】また本発明によれば、前述した如く、グレ
ーズ層の両端部に大きな盛り上がり等は存在しないこと
から、グレーズ層上に形成される保護膜に対する記録媒
体の摺接圧も均一化され、保護膜に対して局所的に大き
な内部応力が発生するのを有効に防止することができ
る。従って、保護膜を長期にわたり良好な状態で下地に
被着させておくことができ、サーマルヘッドの信頼性が
飛躍的に向上される。

【００４２】更に本発明によれば、グレーズ層の両端域
を上述の如くエッチングもしくはブラスチングにより削
り取った場合、該領域の表面粗さは、グレーズ層を形成
するガラス中に含有されている各成分のエッチングレー
トもしくはブラスチングレートの相違に起因して、中心
線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ〜０．５μｍと粗くな
ることから、その上に更に保護膜を被着させた際、下地
に対する保護膜の密着強度がアンカー効果によって向上
し、これによってもサーマルヘッドの信頼性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法によって製作したサーマルヘ
ッドの平面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】本発明の製造方法を説明するための工程毎の断
面図である。

【図４】従来のサーマルヘッドの部分拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

1 ・・・絶縁基板、2 ・・・グレーズ層、3 ・・・凸
部、4 ・・・発熱抵抗体、5 ・・・個別電極、6 ・・・
共通電極、7 ・・・保護膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板の上面にガラスペーストを帯状に
   塗布し、これを焼き付けることによって凸状のグレーズ
   層を被着させる工程と、 前記グレーズ層の長手方向両端から少なくとも内側１．
   ０ｍｍまでの領域をエッチングもしくはブラスチング
   し、該領域の上面の高さを他の領域よりも低くなす工程
   と、 前記グレーズ層上に多数の発熱抵抗体と保護膜とを順
   次、被着させる工程と、から成るサーマルヘッドの製造
   方法。