JP2006130707A - 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 Download PDF

Info

Publication number
JP2006130707A
JP2006130707A JP2004320071A JP2004320071A JP2006130707A JP 2006130707 A JP2006130707 A JP 2006130707A JP 2004320071 A JP2004320071 A JP 2004320071A JP 2004320071 A JP2004320071 A JP 2004320071A JP 2006130707 A JP2006130707 A JP 2006130707A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
thermal head
protective film
heating resistor
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004320071A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4633442B2 (ja
Inventor
Takumi Yamade
琢巳 山出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2004320071A priority Critical patent/JP4633442B2/ja
Priority to CN2005800376413A priority patent/CN101052531B/zh
Priority to KR1020077010068A priority patent/KR100910679B1/ko
Priority to PCT/JP2005/019879 priority patent/WO2006049095A1/ja
Priority to EP05799068A priority patent/EP1815996A1/en
Priority to TW094138621A priority patent/TWI270476B/zh
Publication of JP2006130707A publication Critical patent/JP2006130707A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4633442B2 publication Critical patent/JP4633442B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • B41J2/33505Constructional details
    • B41J2/3351Electrode layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • B41J2/33505Constructional details
    • B41J2/3353Protective layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads
    • B41J2/3359Manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/345Typewriters 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 characterised by the arrangement of resistors or conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

【課題】電極材料としてAuを用いたサーマルヘッドにおいて、電極上に形成される保護膜の密着性を高め、耐久性の向上を図ることが可能なサーマルヘッドを提供する。
【解決手段】基板1上に、グレーズ層2と、発熱抵抗体3と、この発熱抵抗体3に通電を行なうためのAuを主成分とする電極4と、発熱抵抗体3および電極4を覆う保護膜6とを有している、サーマルヘッドA1であって、電極の表面41Ba,42aに複数の凹部が形成されている。
【選択図】 図2

Description

本発明は、サーマルプリンタの構成部品として用いられるサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。
サーマルヘッドの従来例として、図11に示すものがある。図示されたサーマルヘッドBは、絶縁性の基板91上に、ガラスからなるグレーズ層92が形成され、発熱抵抗体93、電極94、およびガラス材料を主成分とする保護膜96がさらに積層形成されている。このサーマルヘッドBによる印字処理時には、たとえば感熱紙などの記録紙を保護膜96上に圧接させた状態で相対移動させつつ、発熱抵抗体93において発熱した熱が保護膜96を通じて記録紙に伝達して発色することにより、印字がなされる。
上記した構成のサーマルヘッドにおいて、電極94は、Al、Cu、Auなどの導電性の優れた金属材料から適宜選択されたものが使用される。とりわけ電極94の材料としてAuを用いた場合、Au自体が化学的に安定した材料であり、耐食性に優れることから、電極の腐食に起因する通電不良を回避することができる。また、Auは、Alなどに比べると電気抵抗(抵抗率)が小さい。このため、同一サイズの電極で比較すると、電極にAuを用いた場合は、電極にAlを用いた場合よりも電極部分における電圧降下量が小さくなり、電力ロスを抑制することができる。
このように電極にAuを用いた場合には、上述したような利点が得られる一方で、次のような不具合が生じていた。すなわち、Auは、Alなど他の良導電性金属と比較すると保護膜を形成するガラスとの密着性が悪い。このため、保護膜が剥離する虞があり、サーマルヘッドの耐久性が低下する場合があった。また、電極と保護膜との熱膨張率の差により保護膜に応力が発生しており、この応力は、保護膜の剥離を助長することにもなる。
特開2002−67367号公報
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、電極材料としてAuを用いたサーマルヘッドにおいて、電極上に形成される保護膜の密着性を高め、耐久性の向上を図ることが可能なサーマルヘッドおよびその製造方法を提供することを課題としている。
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
本発明の第1の側面によって提供されるサーマルヘッドは、基板上に、グレーズ層と、発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に通電を行なうためのAuを主成分とする電極と、上記発熱抵抗体および電極を覆う保護膜とを有している、サーマルヘッドであって、上記電極の表面に複数の凹部が形成されていることを特徴としている。
このような構成によれば、電極と保護膜との密着力を高めることができる。具体的には、電極の表面に複数の凹部を形成することにより、電極の上層側に形成される保護膜の一部が凹部内に入り込み、いわゆるアンカー効果による密着力の向上を図ることができる。したがって、保護膜の剥離を抑制して、サーマルヘッドの耐久性の向上を図ることができる。また、保護膜には、電極と保護膜との熱膨張率の差によってこれらの境界面に沿う方向に比較的大きな応力が生じているが、本発明によれば、上記境界面に沿う方向のズレが生じ難くなり、このような面からも保護膜の剥離を抑制するのに好適である。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の凹部は、上記電極の表面の中心線平均粗さRaが0.1〜0.5μmとされることにより形成されている。このような構成によれば、上述したアンカー効果が適切に発揮されるため、電極と保護膜との密着力を向上させるのに好適である。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の凹部は、上記電極の厚み方向に貫通する複数の貫通部により形成されている。上記貫通部は、貫通孔とすることが可能であり、この場合、上記貫通孔の直径は、1〜10μmであるのが好ましい。また、本発明では、これに代えて、上記貫通部は、スリットとすることもできる。この場合、上記スリットの幅は、1〜10μmであるのが好ましい。このような構成によれば、貫通部(凹部)に入り込んだ保護膜の一部は、電極の下層側に形成されたグレーズ層や発熱抵抗体と直接密着する。グレーズ層あるいは発熱抵抗体は、電極よりも保護膜に対する密着性が良好であるため、保護膜とグレーズ層や発熱抵抗体との密着領域を確保することによって保護膜の密着力が向上し、保護膜の剥離を抑制することができる。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極の下層側に、絶縁膜がさらに形成されている。絶縁膜は、電極よりも保護膜に対する密着性に優れている。したがって、このような構成によっても、上記貫通部に入り込んだ保護膜の一部が絶縁膜と直接密着することによって保護膜の密着力が向上し、保護膜の剥離の抑制を図るのには好適である。
本発明の第2の側面によって提供されるサーマルヘッドは、基板上に、グレーズ層と、発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に通電を行なうためのAuを主成分とする電極と、上記発熱抵抗体および電極を覆う保護膜とを有している、サーマルヘッドであって、上記電極上にNi、Cr、およびTiのうちの少なくとも1種を含む金属薄膜が形成されていることを特徴としている。
このような構成によれば、本発明の第1の側面と同様に、電極と保護膜との密着力を高めることができる。すなわち、Ni、Cr、Tiなどの金属は、Auよりも保護膜との密着性に優れている。したがって、上記金属を含む金属薄膜を電極と保護膜との間に介在させることにより、保護膜の剥離を抑制し、サーマルヘッドの耐久性を向上させることができる。また、上記金属はAuとの付着力に優れているため、金属薄膜が電極から剥離するという不具合が生じることもない。
本発明の第3の側面によって提供されるサーマルヘッドの製造方法は、基板上にグレーズ層を形成する工程と、上記グレーズ層上にAuを主成分とする電極を形成する工程と、発熱抵抗体を形成する工程と、上記発熱抵抗体および電極を覆う保護膜を形成する工程とを有する、サーマルヘッドの製造方法であって、上記電極を形成する工程の後に、上記基板の熱処理工程を有することを特徴としている。
このような製造方法によれば、電極の下層に形成されたグレーズ層のガラス成分が電極の表面近傍まで拡散する。ガラスは、Auよりも保護膜に対する密着性に優れているため、電極の表面近傍に拡散したグレーズ層のガラス成分が接着剤として機能し、保護膜の密着力が向上する。その結果、サーマルヘッドの耐久性の向上を図ることができる。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記グレーズ層と上記電極の間に、Ni、Cr、およびTiのうちの少なくとも1種を含む金属膜を形成する工程を有する。このような製造方法によれば、電極の表面近傍まで金属膜の上記金属成分が拡散する。上記金属は、Auよりも保護膜に対する密着性に優れているため、電極の表面近傍に拡散した上記金属成分が接着剤として機能し、保護膜の密着力が向上する。
本発明のその他の特徴および利点については、以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図1〜図3は、本発明の第1の実施形態に係るサーマルヘッドA1を示す。サーマルヘッドA1は、基板1、グレーズ層2、発熱抵抗体3、共通電極41、複数の個別電極42、金属薄膜5、および保護膜6を備えている。なお、図1においては、保護膜6は省略されている。
基板1は、平面視長矩形の平板状であり、たとえばアルミナセラミックなどの絶縁体で構成されている。基板1上には、グレーズ層2、発熱抵抗体3、電極層4(各電極41,42)、金属薄膜5および保護膜6が順次積層して形成されている。グレーズ層2は、蓄熱層としての役割、および共通電極3や個別電極4などが形成される表面を滑らかにしてその接着力を高める役割などを果たす。グレーズ層2は、ガラスペーストを用いた印刷・焼成によって形成されており、外面が略円弧状に隆起した隆起部21を有している。発熱抵抗体3は、たとえばTaSiO2をCVD法またはスパッタリング法によって成膜したものであり、少なくともグレーズ層2の隆起部21を覆うように形成されている。発熱抵抗体3の厚みは、たとえば0.2〜2.0μmに設定される。電極層4は、発熱抵抗体3の上層側に積層され、たとえばAuを主成分とする金属をスパッタリング法によって成膜したものである。電極層4の厚みは、たとえば0.3〜2.0μmに設定される。電極層4は、たとえばフォトリソグラフィ法などによってその一部分が選択的にエッチングされており、このことにより共通電極41、個別電極42が形成されている。
共通電極41は、基板1の長手方向に沿って延びるとともにその両端部から基板1の短手方向に連続して延びるコモンライン部41Aと、コモンライン部41Aのうち基板1の長手方向に沿う部分から基板1の短手方向に突出する複数の延出部41Bとを有している。コモンライン部41Aは、図外の端子部から後述する発熱抵抗部31に対して一括して電流を流すための部分であり、比較的まとまった大面積として形成されている。
各個別電極42は、グレーズ層2の隆起部21の頂上面近傍において発熱抵抗体3の一部分を露出させるように、その一端が各延出部41Bと間隔を隔てて形成されている。各個別電極42の他端は、駆動IC7に電気的に接続されている。駆動IC7は、外部から送信されてくるプリント用の画像データに基づいて通電を制御するためのものであり、基板1上に搭載されている。駆動IC7によって個別電極42に選択的に通電がなされると、発熱抵抗体3のうち、個別電極42とこれに対向する延出部41Bとの間の露出部分が発熱抵抗部31として機能し、1つの発熱ドットを形成するように構成されている。
図面には表れていないが、共通電極の延出部41Bおよび個別電極42の表面41Ba,42aには、複数の凹部が形成されている。これら複数の凹部は、表面41Ba,42aを凹凸状の粗面とすることにより形成されており、表面41Ba,42aの中心線平均あらさRaとしては、0.1〜0.5μmとされるのが好ましい。このような凹凸状は、たとえばライトエッチングなどの表面処理手法により形成することができる。
金属薄膜5は、コモンライン部41Aの上層側に積層され、Ni、Cr、Tiのうちの少なくとも1種を含む金属をメッキ処理あるいはスパッタリング法によって成膜したものである。金属薄膜5の厚みは、たとえば0.2〜2.0μmに設定される。コモンライン部41Aおよび金属薄膜5には、下層側のグレーズ層2あるいは発熱抵抗体3まで貫通する貫通部として、平面視円形の複数の貫通孔hが形成されている。貫通孔hの直径は、好ましくは1〜10μmとされている。貫通孔hは、たとえばガラスマスクを利用したエッチングにより形成することができる。なお、本実施形態における貫通部としては、貫通孔hに代えて、平面視長矩形状のスリット(図示略)を形成してもよい。
保護膜6は、発熱抵抗体3、共通電極41および個別電極42を覆うように形成されており、たとえばSiO2、SiNなどから構成されている。保護膜6は、CVD法あるいはスパッタリング法によって形成されている。保護膜6の厚みは、たとえば3〜10μmに設定される。図2および図3に良く表れているように、保護膜6の一部は、貫通孔hに入り込み、グレーズ層2や発熱抵抗体3と直接密着している。
次に、上記構成を有するサーマルヘッドAの作用について説明する。
本実施形態のサーマルヘッドAにおいて、共通電極41の延出部41Bおよび個別電極42の表面41Ba,42aには、複数の凹部が形成されている。本実施形態とは異なり、従来技術によるサーマルヘッドのように、Auからなる電極に表面処理を施さずに電極の上層側に保護膜を形成した場合には、Auとガラスとの密着力不足に起因して保護膜の剥離が生じやすくなっていた。本実施形態によれば、電極層4の上層側に形成される保護膜6の一部が表面41Ba,42aの凹部に入り込み、いわゆるアンカー効果により保護膜6の密着力の向上を図ることができる。したがって、保護膜6の剥離を抑制して、サーマルヘッドA1の耐久性の向上を図ることができる。なお、本実施形態において、表面41Ba,42aの中心線平均あらさRaが0.1〜0.5μmとされる場合は、上述したアンカー効果が適切に発揮されることとなり、保護膜6の剥離を抑制するのに好適である。
また、保護膜6には、電極層4を構成するAuと保護膜6を構成するガラスとの熱膨張率の差によって、これらの境界面に沿う方向に比較的大きな応力が生じているが、本実施形態によれば、上記境界面に沿う方向のズレが生じ難くなり、このような面からも保護膜の剥離を抑制するのに好適である。
共通電極41のコモンライン部41Aの上層側には、Ni、Cr、Tiのいずれかを含有する金属薄膜5が形成されているため、保護膜6の密着力を高めることができる。具体的には、Ni、Cr、Tiなどの金属は、Auと比較するとイオン化傾向が大きく不安定であるため、表面に酸化膜を形成しやすい。この酸化膜の存在により、ガラスとの密着性を確保することが可能となる。したがって、金属薄膜5を電極層4(本実施形態ではコモンライン部41A)と保護膜6との間に介在させることにより、保護膜6の剥離を抑制し、サーマルヘッドの耐久性を向上させることができる。また、上記金属はAuとの付着力に優れているため、金属薄膜5が電極層4から剥離するという不具合が生じることもない。
コモンライン部41Aおよび金属薄膜5には、コモンライン部41Aの下面まで通じる複数の貫通孔hが形成されている。ここで、コモンライン部41Aの上層側に形成される保護膜6は、その一部が貫通孔hに入り込んでコモンライン部41Aの下層側に形成されたグレーズ層2や発熱抵抗体3と直接密着する。グレーズ層2あるいは発熱抵抗体3は、電極層4よりも保護膜6に対する密着性が良好であるため、保護膜6とグレーズ層2や発熱抵抗体3との密着領域を確保することによって保護膜6との密着力が向上し、その結果、保護膜6の剥離を抑制することができる。また、保護膜6の一部が貫通孔hに入り込んでいるため、保護膜6にその下層との境界面に沿った応力が発生しても、この境界面に沿う方向のズレが生じ難くなる。したがって、保護膜6の剥離を抑制するのに好適である。さらに、貫通孔hの直径が1〜10μmとされている場合には、保護膜6の一部が貫通孔h内に適切に充填される一方で、コモンライン部41Aの断面積が極端に小さくなることを回避できる。その結果、コモンライン部41Aにおける電圧降下量の増加が抑制され、好適である。なお、上述したように、貫通部として貫通孔hに代えてスリットが形成されている場合においても、スリット内に入り込んだ保護膜6の一部がグレーズ層2あるいは発熱抵抗体3と直接密着することにより、保護膜6の剥離を抑制することができる。ここで、スリットは、コモンライン部41Aの幅方向に対して略直交する方向に延びるように形成するのが好ましく、スリットの幅は1〜10μmであるのが好ましい。この場合、コモンライン部41Aの断面積が極端に小さくなることがなく、コモンライン部41Aにおける電圧降下量の増加が抑制される。
共通電極41のコモンライン部41Aは、各発熱抵抗部31に対して一括して電流を流すための部分であり、比較的まとまった大面積として形成されている。したがって、従来技術によるサーマルヘッドでは、保護膜は、コモンライン部上において電極との熱膨張率の差による応力の影響を受けやすく、より一層剥離しやすくなっていた。これに対し、本実施形態によれば、上述したような保護膜6の密着性の向上を図るための措置が十分に講じられており、コモンライン部41Aのような大面積を有する部分においても、保護膜6の剥離を適切に抑制することができる。
図4は、本実施形態に係るサーマルヘッドの他の例を示す図3に相当する図である。図4に示されたサーマルヘッドA1aは、コモンライン部41Aの下層側に絶縁膜8が形成された構成を有している。絶縁膜8は、保護膜6の構成材料(たとえばSiO2、SiNなど)に対して密着性の優れる材料が適宜選択して用いられ、たとえばTa25で構成されている。絶縁膜8は、電極層4よりも保護膜6に対する密着性に優れているため、サーマルヘッドA1aにおいては、保護膜6の一部が貫通孔hに入り込んで絶縁膜8と直接密着することにより、保護膜6の密着力が向上し、保護膜6の剥離を抑制することができる。また、絶縁膜8は、グレーズ層2や発熱抵抗体3よりも保護膜6に対する密着性に優れている。これにより、サーマルヘッドA1aは、絶縁膜8上の電極層4が形成されていない範囲においても、上述したサーマルヘッドA1と比して保護膜6の密着力が向上する。したがって、サーマルヘッドA1aによれば、保護膜6の剥離をより効果的に抑制することができる。
図5および図6は、本発明の第2の実施形態に係るサーマルヘッドA2を示す。なお、図5以降の図面においては、第1の実施形態と同一または類似の要素には、第1の実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
サーマルヘッドA2は、基板1、グレーズ層2、発熱抵抗体3、共通電極410、複数の個別電極420、および保護膜6を備えている。なお、図5においては、保護膜6は省略されている。
基板1上には、グレーズ層2、電極層4、発熱抵抗体3および保護膜6が順次積層して形成されている。グレーズ層2は、外面が略円弧状に隆起した隆起部21を有している。電極層4は、グレーズ層2の上層側に積層されている。電極層4は、その一部分が選択的にエッチングされ、後述する熱処理を施すことにより共通電極410、個別電極420が形成されている。
共通電極410は、第1の実施形態と同様の形状であり、コモンライン部410Aと複数の延出部410Bとを有している。ただし、コモンライン部410Aには貫通孔が形成されておらず、この点について第1の実施形態における共通電極41の形状と異なっている。各個別電極420は、グレーズ層の隆起部21の頂上面近傍において隆起部21の一部分を露出させるように、各延出部410Bと間隔を隔てて形成されている。共通電極410および個別電極420においては、これらの表面近傍まで下層側のグレーズ層2のガラス成分が拡散している。図6および後述する図7〜図10において、電極の表面近傍に拡散したガラス成分は、模式的にドットで表されている。このようなガラス成分の拡散は、後述する熱処理を施すことによって達成される。
発熱抵抗体3は、電極層4の上層側に積層されている。発熱抵抗体3は、グレーズ層の隆起部21の露出部分を覆うとともに延出部410Bの一端部と個別電極420の一端部とに跨るように形成されている。発熱抵抗体3のうち、延出部410Bとこれに対向する個別電極420との間の露出部分が発熱抵抗部31として機能し、1つの発熱ドットを形成するように構成されている。したがって、本実施形態では、発熱抵抗体3が電極層4の上層側に形成されている点、および金属薄膜5が形成されていない点において、第1の実施形態の積層構造と異なっている。
次に、上記したサーマルヘッドA2の製造方法の一例を図7〜図9を参照して説明する。
まず、図7(a)に示すように、基板1上に、外面が略円弧状に隆起した隆起部21を有するようにグレーズ層2を形成する。グレーズ層2の形成は、ガラスペーストを印刷・焼成することにより行なう。次いで、図7(b)に示すように、グレーズ層2上に電極層4を形成する。電極層4の形成は、Auを主成分とする金属ペーストを印刷・焼成することにより行なう。引き続き、電極層4の一部分をフォトリソグラフィ法などによって選択的にエッチングし、図7(c)に示すように、ガラス成分が未拡散の共通電極410’、個別電極420’を形成する。
次いで、基板1は、たとえば1時間に亘って800℃〜900℃の熱処理が施される。電極の主成分であるAuは、不純物が拡散しやすい性質を有している。このため、図7(d)に示すように、グレーズ層2のガラス成分が共通電極410’、個別電極420’の内部に拡散し、これらの表面近傍にガラス成分を含んだ共通電極410、個別電極420が形成される。
次いで、図8(a)に示すように、発熱抵抗体層3’を形成する。発熱抵抗体層3’の形成は、たとえばTaSiO2をCVD法またはスパッタリング法によって成膜することにより行なう。引き続き、発熱抵抗体層3’の不用部分をエッチングにより除去し、図8(b)に示すように発熱抵抗体3を形成する。
次いで、図9に示すように、保護膜6を形成する。保護膜6の形成は、たとえばSiO2あるいはSiNをCVD法あるいはスパッタリング法によって成膜することにより行なう。
本実施形態によれば、共通電極410および個別電極420の表面近傍には、グレーズ層2のガラス成分が拡散している。ガラスは、Auよりも保護膜6に対する密着性に優れているため、共通電極410および個別電極420の表面近傍に拡散したガラス成分が接着剤として機能し、保護膜6の密着力が向上する。したがって、サーマルヘッドA2の耐久性の向上を図ることができる。
図10は、本実施形態に係るサーマルヘッドの他の例を示す図6に相当する図である。図10に示されたサーマルヘッドA2aは、グレーズ層2と電極層4の間にスパッタリング法などによって金属膜9が形成された構成を有している。金属膜9の形成は、グレーズ層2上に、たとえばNi、Cr、Tiのいずれかを含有する金属をスパッタリング法によって成膜することにより行なう。このサーマルヘッドA2aにおいては、上述したように電極の形成後に熱処理を施すことによって、金属膜9に含まれる上記金属成分が表面近傍まで拡散した共通電極411、個別電極421となる。上記金属は、Auよりも保護膜6に対する密着性に優れているため、共通電極411および個別電極421の表面近傍に拡散した上記金属成分が接着剤として機能し、保護膜6の密着力が向上する。また、保護膜6の種類によっては、グレーズ層2のガラス成分よりも金属膜9の金属成分の方が保護膜6との密着性に優れる場合があり、かかる場合にサーマルヘッドA2aは好適である。なお、金属膜9を所定の厚さ以下の薄膜とすることにより、サーマルヘッドA2aにおいても、グレーズ層2のガラス成分が共通電極411、個別電極421の表面近傍まで拡散することが期待できる。
本発明は、上記した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るサーマルヘッドの各部の具体的な構成は、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々に設計変更自在である。たとえば、電極に形成される凹部は、ライトエッチングやガラスマスクを利用したエッチングにより形成されたものに限定されず、サンドブラスト処理やステッパーの利用など他の手法により形成されたものであってもよい。
上記第1の実施形態において、ライトエッチングによる凹部は、電極の一部に形成されているが、電極全体に亘って形成されていてもよい。同様に、金属薄膜5あるいは貫通孔hは、電極全体に亘って形成されていてもよい。
貫通部は、平面視円形の貫通孔あるいは平面視長矩形状のスリットに限定されるものではなく、貫通部の大きさについても限定されるものではない。要するに、本発明における貫通部は、電極の厚み方向に貫通していればよく、貫通部の形状、大きさ、数量および配置は適宜変更が可能である。
保護膜は、上記各実施形態における単層構造に限定されるものではなく、たとえば耐摩耗層などを備えた2層以上からなる積層構造であってもよい。また、薄膜型や厚膜型といったサーマルヘッドの種類も問うものではない。
本発明の第1の実施形態に係るサーマルヘッドの要部概略平面図である。 本発明の第1の実施形態に係るサーマルヘッドの要部断面図である。 図1のIII −III断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るサーマルヘッドの他の例を示す図3に相当する断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るサーマルヘッドの要部概略平面図である。 本発明の第2の実施形態に係るサーマルヘッドの要部断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るサーマルヘッドを製造する方法の一例を示す要部断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るサーマルヘッドを製造する方法の一例を示す要部断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るサーマルヘッドを製造する方法の一例を示す要部断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るサーマルヘッドの他の例を示す要部断面図である。 従来のサーマルヘッドの一例を示す要部断面図である。
符号の説明
A1,A1a,A2,A2a サーマルヘッド
1 基板
2 グレーズ層
3 発熱抵抗体
4 電極層
41,410,411 共通電極
42,420,421 個別電極
41Ba,42a 表面(電極の)
5 金属薄膜
6 保護膜
8 絶縁膜
9 金属膜
h 貫通孔

Claims (11)

  1. 基板上に、グレーズ層と、発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に通電を行なうためのAuを主成分とする電極と、上記発熱抵抗体および電極を覆う保護膜とを有している、サーマルヘッドであって、
    上記電極の表面に複数の凹部が形成されていることを特徴とする、サーマルヘッド。
  2. 上記複数の凹部は、上記電極の表面の中心線平均粗さRaが0.1〜0.5μmとされることにより形成されている、請求項1に記載のサーマルヘッド。
  3. 上記複数の凹部は、上記電極の厚み方向に貫通する複数の貫通部により形成されている、請求項1に記載のサーマルヘッド。
  4. 上記貫通部は、貫通孔である、請求項3に記載のサーマルヘッド。
  5. 上記貫通孔の直径は、1〜10μmである、請求項4に記載のサーマルヘッド。
  6. 上記貫通部は、スリットである、請求項3に記載のサーマルヘッド。
  7. 上記スリットの幅は、1〜10μmである、請求項6に記載のサーマルヘッド。
  8. 上記電極の下層側に、絶縁膜がさらに形成されている、請求項3ないし7に記載のサーマルヘッド。
  9. 基板上に、グレーズ層と、発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に通電を行なうためのAuを主成分とする電極と、上記発熱抵抗体および電極を覆う保護膜とを有している、サーマルヘッドであって、
    上記電極上にNi、Cr、およびTiのうちの少なくとも1種を含む金属薄膜が形成されていることを特徴とする、サーマルヘッド。
  10. 基板上にグレーズ層を形成する工程と、上記グレーズ層上にAuを主成分とする電極を形成する工程と、発熱抵抗体を形成する工程と、上記発熱抵抗体および電極を覆う保護膜を形成する工程とを有する、サーマルヘッドの製造方法であって、
    上記電極を形成する工程の後に、上記基板の熱処理工程を有することを特徴とする、サーマルヘッドの製造方法。
  11. 上記グレーズ層と上記電極の間に、Ni、Cr、およびTiのうちの少なくとも1種を含む金属膜を形成する工程を有する、請求項10に記載のサーマルヘッドの製造方法。
JP2004320071A 2004-11-04 2004-11-04 サーマルヘッド Expired - Fee Related JP4633442B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004320071A JP4633442B2 (ja) 2004-11-04 2004-11-04 サーマルヘッド
CN2005800376413A CN101052531B (zh) 2004-11-04 2005-10-28 热打印头及其制造方法
KR1020077010068A KR100910679B1 (ko) 2004-11-04 2005-10-28 서멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법
PCT/JP2005/019879 WO2006049095A1 (ja) 2004-11-04 2005-10-28 サーマルプリントヘッドおよびその製造方法
EP05799068A EP1815996A1 (en) 2004-11-04 2005-10-28 Thermal print head and method for manufacturing same
TW094138621A TWI270476B (en) 2004-11-04 2005-11-03 Thermal head and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004320071A JP4633442B2 (ja) 2004-11-04 2004-11-04 サーマルヘッド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006130707A true JP2006130707A (ja) 2006-05-25
JP4633442B2 JP4633442B2 (ja) 2011-02-16

Family

ID=36319106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004320071A Expired - Fee Related JP4633442B2 (ja) 2004-11-04 2004-11-04 サーマルヘッド

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1815996A1 (ja)
JP (1) JP4633442B2 (ja)
KR (1) KR100910679B1 (ja)
CN (1) CN101052531B (ja)
TW (1) TWI270476B (ja)
WO (1) WO2006049095A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008238667A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Kyocera Corp 記録ヘッドおよびその製造方法、並びに記録装置
WO2017111007A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 京セラ株式会社 サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
WO2019031199A1 (ja) * 2017-08-10 2019-02-14 ローム株式会社 サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法
JP2020073343A (ja) * 2020-02-04 2020-05-14 ローム株式会社 サーマルプリントヘッド

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8810618B2 (en) * 2010-12-25 2014-08-19 Kyocera Corporation Thermal head and thermal printer including the same
CN107813615B (zh) * 2017-11-27 2023-05-23 杨潮平 汇流电极架构、热敏打印头及其制备方法
JP7219634B2 (ja) * 2019-02-27 2023-02-08 ローム株式会社 サーマルプリントヘッド
CN111391515B (zh) * 2020-04-16 2021-03-16 山东华菱电子股份有限公司 一种有机金属化合物电阻体热敏打印头基板及制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6249640A (ja) * 1985-08-29 1987-03-04 Mitsubishi Electric Corp 金電極構造およびその製造方法
JPH02141262A (ja) * 1988-11-22 1990-05-30 Oki Electric Ind Co Ltd サーマルヘッド及びその製造方法
JPH0796620A (ja) * 1993-09-30 1995-04-11 Kyocera Corp サーマルヘッド
JPH10250128A (ja) * 1997-03-07 1998-09-22 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッドおよびその製造方法
JP2000141728A (ja) * 1998-11-10 2000-05-23 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッド

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5594488A (en) * 1994-05-12 1997-01-14 Alps Electric Co., Ltd. Thermal head

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6249640A (ja) * 1985-08-29 1987-03-04 Mitsubishi Electric Corp 金電極構造およびその製造方法
JPH02141262A (ja) * 1988-11-22 1990-05-30 Oki Electric Ind Co Ltd サーマルヘッド及びその製造方法
JPH0796620A (ja) * 1993-09-30 1995-04-11 Kyocera Corp サーマルヘッド
JPH10250128A (ja) * 1997-03-07 1998-09-22 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッドおよびその製造方法
JP2000141728A (ja) * 1998-11-10 2000-05-23 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッド

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008238667A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Kyocera Corp 記録ヘッドおよびその製造方法、並びに記録装置
WO2017111007A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 京セラ株式会社 サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
JPWO2017111007A1 (ja) * 2015-12-25 2018-10-04 京セラ株式会社 サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ
WO2019031199A1 (ja) * 2017-08-10 2019-02-14 ローム株式会社 サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法
JPWO2019031199A1 (ja) * 2017-08-10 2020-08-13 ローム株式会社 サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法
JP7063905B2 (ja) 2017-08-10 2022-05-09 ローム株式会社 サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法
JP2020073343A (ja) * 2020-02-04 2020-05-14 ローム株式会社 サーマルプリントヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070072568A (ko) 2007-07-04
TW200619045A (en) 2006-06-16
JP4633442B2 (ja) 2011-02-16
CN101052531A (zh) 2007-10-10
TWI270476B (en) 2007-01-11
KR100910679B1 (ko) 2009-08-04
EP1815996A1 (en) 2007-08-08
WO2006049095A1 (ja) 2006-05-11
CN101052531B (zh) 2010-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4276212B2 (ja) サーマルプリントヘッド
KR100910679B1 (ko) 서멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법
US8256099B2 (en) Manufacturing method for a thermal head
US7876343B2 (en) Thermal print head and method for manufacturing same
JP4584882B2 (ja) 厚膜サーマルプリントヘッド
US7697020B2 (en) Thermal print head and method for manufacturing same
JP4668637B2 (ja) サーマルヘッドおよびその製造方法
JP2008000977A (ja) サーマルプリントヘッド
JP5990017B2 (ja) サーマルプリントヘッドおよびその製造方法
JPH1016268A (ja) サーマルヘッド
JP2009202349A (ja) 記録ヘッド、及びこれを備えた記録装置
JP4034143B2 (ja) サーマルヘッド及びその製造方法
JP3639115B2 (ja) ラインサーマルヘッド
JPH1034991A (ja) サーマルヘッドおよびその製造方法
KR101390153B1 (ko) 감열 기록 소자 및 감열 기록 소자의 제조 방법
JPH06340103A (ja) サーマルヘッド
JP2533087B2 (ja) サ−マルヘツド
JP2005074822A (ja) サーマルヘッド及びその製造方法
JP2005313591A (ja) サーマルヘッド及びそれを用いたサーマルプリンタ
JPH0880630A (ja) サーマルヘッド
JP2005074650A (ja) サーマルヘッド及びそれを用いたサーマルプリンタ
JP2001035878A (ja) サーマルプリントヘッド
JP2004017524A (ja) サーマルヘッドの製造方法
JPH08150748A (ja) 熱印字ヘッド
JPH0717070B2 (ja) サ−マルヘツド

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101116

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131126

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees