JP2705080B2 - サーマル記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

サーマル記録ヘッドの製造方法

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JP2705080B2
JP2705080B2 JP63040881A JP4088188A JP2705080B2 JP 2705080 B2 JP2705080 B2 JP 2705080B2 JP 63040881 A JP63040881 A JP 63040881A JP 4088188 A JP4088188 A JP 4088188A JP 2705080 B2 JP2705080 B2 JP 2705080B2
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誠一 加藤
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    • 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

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、感熱記録装置やインクジェット記録装置
等において用いられる熱エネルギ駆動タイプのサーマル
記録ヘッドの製造方法の改良に関する。
[従来の技術] 感熱記録装置等において用いられる従来のサーマル記
録ヘッドとしては、第6図に示すように、ヘッド本体を
構成する絶縁性基板1表面に発熱抵抗体層2をスパッタ
リング法により成膜した後、ホトリソエッチングにより
所望の形状にパターン化し、しかる後、NiCr層やCr層等
の接着層3a及び金導電層3bをスパッタリング法等により
順次積層した後、ホトリソエッチングにより所望の形状
にパターン化される給電層3を形成し、この上に、保護
層4、耐摩耗層5を設けてなるものがある(特開昭62−
119058号参照)。
[発明が解決しようとする課題] ところで、このようなサーマル記録ヘッドにおいて、
上記給電層3を形成する際には、先ず、金導電層3bを所
定幅にホトリソエッチングした後、接着層3aをホトリエ
ッチングする工程があるが、給電層3の抵抗を極力小さ
くするという観点から接着層3aをあまり厚く形成するこ
とができず、また、NiCr等の接着層3aのエッチング速度
は金導電層3b存在下では局部電池の作用により始めは遅
いが加速度的に速くなる特徴があるため、第7図に示す
ように、接着層3bの幅方向両側縁が金導電層3bの幅方向
両側縁より内側に向かって浸触される現象(所謂オーバ
エッチング)が起り、接着層3aの両側縁に凹所6が形成
されることになる。それゆえ、金導電層3bを接着固定す
るための接着層3aの接着面積自体が上記凹所6のスペー
ス分だけ狭くなり、給電層3が剥がれ易くなるほか、給
電層3を覆う保護層4が凹所6部分には充分に回り込ま
ず、凹所6に対応した保護層4部分が亀裂し易く、製造
上サーマル記録ヘッドの歩留りが悪くなるという問題が
生ずる。
このような問題を解決するために、接着層3aを用いず
に金導電層3aを二層構造とし、真空中で第一層目を形成
して実質的に接着層として機能させるようにしたものが
提供されているが、上述した接着層3aに比べて接着強度
が弱く、金導電層3bの剥離を完全に回避する手段として
は未だ不充分なものであった。
この発明は、以上の問題点に着目して為されたもので
あって、発熱抵抗体への給電層の接着性を良好に保つこ
とができるようにしたサーマル記録ヘッドその製造方法
を提供するものである。
[課題を解決するための手段] すなわち、本発明の製造対象となるサーマル記録ヘッ
ドは、第1図(a)に示すように、ヘッド本体の構成部
材である絶縁性基板1面に発熱抵抗体2層とこの発熱抵
抗体層2に給電するための給電層3とを設けたサーマル
記録ヘッドを前提とし、上記給電層3を接着層3aとこの
接着層3a上に積層される金導電層3bとで構成し、接着層
3aの線幅m1を金導電層3bのそれm2よりも広く設定したも
のである。
そして、本発明は、前記構成のサーマル記録ヘッドの
製造方法に関するもので、第1図(b)に示すように、
ヘッド本体の構成部材である絶縁性基板1面に発熱抵抗
体層2を形成する発熱抵抗体層形成工程Aと、上記発熱
抵抗体層2に給電するための給電層3とすべき接着層3a
と金導電層3bとを絶縁性基板1上に連続的に積層する積
層工程Bと、上記金導電層3b上に所定幅のホトレジスト
パターンを形成した後金導電層3bに対してエッチング処
理する第一のエッチング工程Cと、第一のエッチング工
程Cにて形成された金導電層3b上にこの金導電層3bより
幅広のホトレジストパターンを形成した後接着層3aに対
してエッチング処理する第二のエッチング工程Dと、第
二のエッチング工程D終了後において残留ホトレジスト
パターンを剥離する剥離工程Eとを含むものである。
このような技術的手段において、サーマル記録ヘッド
の適用対象としては、直接若しくは間接型の感熱記録装
置や熱エネルギを単独若しくは他のエネルギ等と協同で
作用させてインクを飛翔させるインクジェット記録装置
等が挙げられる。
また、発熱抵抗体層2の素材としては所定の発熱特性
を有するものであれば適宜選択して差支えなく、給電層
3の接着層3aについてもNiCr、Cr等を始めとして適宜選
択して差支えない。
更に、接着層3aの線幅を金導電層3bのそれよりも広く
設定する箇所については、接着性を良好に保つという観
点からすれば給電層3の総てを対象とすることが好まし
いが、必ずしも給電層3の総てを対象とする必要はな
く、少なくとも金導電層3bの線幅が狭い箇所について適
用すればよい。
また、本発明において、第一のエッチング工程Cにて
形成された金導電層3b上にこの金導電層3bより幅広のホ
トレジストパターンを形成した後接着層3aに対してエッ
チング処理する第二のエッチング工程Dがあるが、この
際、第一のエッチング工程Cにおいて形成された残留ホ
トレジストパターンを残したまま新たにホトレジストパ
ターンを重ねあるいは付加してもよいが、ホトレジスト
パターンを均一に形成するという観点からすれば、第二
のエッチング工程Dのホトレジストパターンの形成工程
D1として、第一のエッチング工程Cにおける残留ホトレ
ジストパターンを一旦除去した後新たに第二のエッチン
グ工程Dにおけるホトレジストパターンを設けるように
することが好ましい。
[作用] 上述したような技術的手段によれば、給電層3を構成
する接着層3aの線幅が金導電層3bのそれよりも広く形成
されるので、接着層3aの幅方向両側縁に凹所が形成され
ることはなくなり、金導電層3bの実質的な接着面積を広
く確保することができる。
[実施例] 以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明に係
るサーマル記録ヘッド及びその製造方法を詳細に説明す
る。
第2図は所謂熱静電型インクジェット記録装置で用い
られるサーマル記録ヘッドにこの発明を適用したもので
ある。
同図において、サーマル記録ヘッドHは、一対の絶縁
性基板1,11間にスリット状のインク室12が形成されるヘ
ッド本体10と、このヘッド本体10のインク室12の出口側
に位置するインク吐出部12a内のインク13に対して画素
密度に応じた熱信号を印加する熱信号印加手段20と、イ
ンク吐出部12aに対向して配置される対向電極(図示せ
ず)との間でインク吐出部12a内のインク13に上記熱信
号に同期した静電界を作用させる静電誘導用電極30とで
構成されている。
この実施例において、上記絶縁性基板1,11は例えばア
ルミナセラミックスで構成されており、一方の絶縁性基
板1の内面には平面性及び蓄熱性を確保する上で例えば
SiO2からなるグレーズ14が積層されている。そして、上
記インク室12は、例えばギャップ50μmのインク吐出部
12aと、このインク吐出部12aより幅広のギャップ1,000
μm程度のインク溜め部12bとで構成されている。
また、上記熱信号印加手段20は、第2図ないし第4図
に示すように、インク吐出部12aに対応した絶縁性基板
1の内面部に画素密度毎に例えばM字型に形成される発
熱抵抗体層2と、この発熱抵抗体層2に画信号に応じた
制御信号を供給すべく絶縁性基板1の内面部に形成され
る給電層3とを備えている。
この実施例において、上記発熱抵抗体層2は、例えば
窒化タンタルTaN2を反応性スパッタリング法により成膜
し、ホトリソプロセスにて成膜された窒化タンタル層を
M字型の抵抗体パターンにパターン化した後、反応性イ
オンエッチング法によりエッチング処理したものであ
り、この実施例では、発熱抵抗体層2のスリット方向の
幅寸法は70μm、その発熱有効面積は14,000μm2、その
抵抗値は1KΩである。
また、上記給電層3は、相隣接する発熱抵抗体層2を
一単位として、略コ字状に形成されて各発熱抵抗体層2
の相隣接する基端側に接続される共通電極21と、各発熱
抵抗体層2の隣接しない基端側に接続される独立電極22
とからなり、各電極21,22の最小線幅は20μm程度にな
っている。この実施例において、上記給電層3は、約0.
05μm厚のNiCr等の接着層3aと、この接着層3a上に積層
される約1μm厚の金導電層3bとからなるもので、接着
層3aの線幅は金導電層3bのそれより約片側5μmずつ太
く設定されている。
そして、この給電層3の製造方法としては第5図に示
すものが採用されている。具体的には、先ず第5図
(a)に示すように、絶縁性基板1の内面上に、NiCr合
金等の接着層用の下層31を0.05μm、Auからなる金導電
層用の上層32を約1μmの厚みで順次真空蒸着した後、
第5図(b)に示すように、給電層3パターンに対応し
たホトレジストパターン33を上層32上に塗布して金導電
層用のエッチングを行い、第5図(c)に示すように、
ホトレジストパターン33に対応した箇所以外の上層32部
分を除去し、残留上層32部分を給電層3の金導電層3bと
する。次いで、第5図(d)に示すように、上記残留ホ
トレジストパターン33を所定の溶剤により剥離した後、
第5図(e)に示すように、上記金導電層3bの線幅より
片側5μmずつ太いホトレジストパターン34を上記下層
31及び金導電層3b上に塗布して接着層用のエッチングを
行い、第5図(f)に示すように、ホトレジストパター
ン34に対応した箇所以外の下層31部分を除去し、残留下
層31部分を給電層3の接着層3aとする。しかる後、第5
図(g)に示すように、残留ホトレジストパターン34を
所定の溶剤で剥離する。
また、上記各電極21,22の基端側は例えば有機材料か
らなる絶縁層23で被覆されている。この実施例におい
て、上記絶縁層23は、例えば感光性ポリイミド樹脂(東
レ株式会社製商品名フォトニースUR3100)をスピンコー
ト法により塗布し、80℃、60分の熱処理(プリベーク)
を行った後パターン露光処理を施し、未露光部分を溶剤
処理により除去して上記共通電極21の基端連結部21aに
対応した箇所に、200×500μmの矩形状スルーホール24
を形成し、次いで、窒素雰囲気下180℃で30分、300℃で
30分及び400℃で30分の熱処理を施し、上記ポリイミド
樹脂をイミド化させたものである。また、この絶縁層23
の上には、NiCr合金を約0.05μm、Auを約2μmの厚み
で順次真空蒸着して形成してなる通電電極層25が形成さ
れており、この通電電極と上記共通電極21の基端連結部
21aとが上記スルーホール24を介して相互に着接されて
いる。
更に、上記発熱抵抗体層2及び給電層3の発熱抵抗体
層2側の上には、RFスパッタリング法により形成された
約2μm厚のSiO2製保護層26が配設されており、この保
護層26上に上記静電誘導用電極30が形成されている。こ
の実施例において、上記静電誘導用電極30は、Crを0.1
μm、Cuを0.8μm及びCrを約0.1μmで保護層26上に順
次装着し、ホトリソエッチング処理法により上記発熱抵
抗体層2に対応した櫛形状に形成してなるものである。
尚、上記保護層26を形成する際においては、上記給電層
3の基端側にマスクをかけ給電層3の基端側に保護層26
が形成されないようにしている。
従って、この実施例に係るサーマル記録ヘッドによれ
ば、特に給電層3の製造過程において、接着層3aのパタ
ーニング用のホトレジストパターン34が金導電層3bの線
幅を越えた範囲で下層31上に塗布されているため、エッ
チング処理の際に金導電層3bの両側縁に対応した下層31
箇所がオーバエッチングされたとしても、接着層3aの線
幅が金導電層3bのそれより狭くなることはなく、金導電
層3bの実質的接着面積は充分に確保されることになる。
[発明の効果] 以上説明してきたように、この発明に係るサーマル記
録ヘッドの製造方法によれば、発熱抵抗体への給電層構
造として、二層構成の給電層のうち接着層の線幅が金導
電層のそれよりも広く設定されるサーマル記録ヘッドの
製造方法において、第一のエッチング工程にて形成され
た金導電層上の残留ホトレジストパターンを剥離した後
に前記金導電層より幅広のホトレジストパターンの形成
工程を行い、その後接着層に対してエッチング処理する
第二のエッチング工程を備えているので、特に、第二の
エッチング工程において、ホトレジストパターンを均一
に形成することが可能になり、その分、エッチング精度
を高めることができ、接着層の幅方向両側縁に凹所を形
成することなく、金導電層の実質的な接着面積を広く且
つ確実に確保することができる。
このため、給電層の剥離及び給電層を覆う保護層等の
亀裂を有効に防止することができ、その分、製造上のサ
ーマル記録ヘッドの歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の製造対象となるサーマル記録ヘ
ッドの構成を示す概略説明図、第1図(b)は本発明に
係るサーマル記録ヘッドの製造方法の各工程を示す説明
図、第2図は熱静電型インクジェット記録装置で用いら
れるサーマル記録ヘッドに本発明を適用した一実施例を
示す一部破断斜視図、第3図及び第4図は第2図中III
−III線及びIV−IV線断面図、第5図(a)ないし
(g)は実施例における給電層の製造工程を示す説明
図、第6図は従来のサーマル記録ヘッドの一例を示す断
面説明図、第7図は第6図中VII−VII線断面図である。 [符号の説明] 1……絶縁性基板、2……発熱抵抗体層 3……給電層、3a……接着層 3b……金導電層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 誠一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 内藤 浩一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 小竹 直志 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 池田 宏 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭54−19756(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヘッド本体の構成部材である絶縁性基板
    (1)面に発熱抵抗体層(2)とこの発熱抵抗体層
    (2)に給電するための給電層(3)とを設け、給電層
    (3)を装着層(3a)とこの接着層(3a)上に積層され
    る金導電層(3b)とで構成し、かつ、接着層(3a)の線
    幅(m1)を金導電層(3b)のそれ(m2)よりも広く設定
    したサーマル記録ヘッドの製造方法において、 ヘッド本体の構成部材である絶縁性基板(1)面に発熱
    抵抗体層(2)を形成する発熱抵抗体層形成工程(A)
    と、 上記発熱抵抗体層(2)に給電するための給電層(3)
    とすべき接着層(3a)と金導電層(3b)とを絶縁性基板
    (1)上に連続的に積層する積層工程(B)と、 上記金導電層(3b)上に所定幅のホトレジストパターン
    を形成した後金導電層(3b)に対してエッチング処理す
    る第一のエッチング工程(C)と、 第一のエッチング工程(C)にて形成された金導電層
    (3b)上の残留ホトレジストパターンを剥離した後に前
    記金導電層(3b)より幅広のホトレジストパターンの形
    成工程(D1)を行い、その後接着層(3a)に対してエッ
    チング処理する第二のエッチング工程(D)と、 第二のエッチング工程(D)終了後において残留ホトレ
    ジストパターンを剥離する剥離工程(E)とを含むサー
    マル記録ヘッドの製造方法。
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