JP2727989B2 - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents
サーマルヘッドの製造方法Info
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- JP2727989B2 JP2727989B2 JP31557794A JP31557794A JP2727989B2 JP 2727989 B2 JP2727989 B2 JP 2727989B2 JP 31557794 A JP31557794 A JP 31557794A JP 31557794 A JP31557794 A JP 31557794A JP 2727989 B2 JP2727989 B2 JP 2727989B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱によりインクの小
滴を発生させ、これを印字用紙等に付着させて記録を行
うインクジェットプリンタに使用されるサーマルヘッド
の製造方法に関する。
滴を発生させ、これを印字用紙等に付着させて記録を行
うインクジェットプリンタに使用されるサーマルヘッド
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクの小滴を発生させ、それを紙など
の記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録
方式の一つに、サーマルインクジェット方式がある。サ
ーマルインクジェット方式は、動作時の騒音が小さく、
記録速度が高速であり、普通紙を用いることができると
いう利点がある。さらに、カラー記録が安価にできるこ
とからパーソナルユースとして最近注目されている。
の記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録
方式の一つに、サーマルインクジェット方式がある。サ
ーマルインクジェット方式は、動作時の騒音が小さく、
記録速度が高速であり、普通紙を用いることができると
いう利点がある。さらに、カラー記録が安価にできるこ
とからパーソナルユースとして最近注目されている。
【０００３】この方式で用いられるサーマルヘッドとし
ては、例えば、特開平１−１４５１５８号公報、特開平
２−５１５号公報に開示されている。これについて、図
３で、このサーマルヘッドの構造について示す。このサ
ーマルヘッドは、基板（２１）上に抵抗体（２２）が形
成されており、その上に導体（２３）、（２３´）が発
熱部（２６）を挟む形で形成された構造となっており、
さらに、その上に絶縁膜からなる保護層（２４）と、金
属膜からなる耐キャビテーション層（２５）で覆われて
いる。
ては、例えば、特開平１−１４５１５８号公報、特開平
２−５１５号公報に開示されている。これについて、図
３で、このサーマルヘッドの構造について示す。このサ
ーマルヘッドは、基板（２１）上に抵抗体（２２）が形
成されており、その上に導体（２３）、（２３´）が発
熱部（２６）を挟む形で形成された構造となっており、
さらに、その上に絶縁膜からなる保護層（２４）と、金
属膜からなる耐キャビテーション層（２５）で覆われて
いる。
【０００４】図３に示すような構造のサーマルヘッドに
おいて、導体（２３）、（２３´）にパルス電圧を印加
すると、発熱部（２６）で発熱し、これに保護層（２
４）、耐キャビテーション層（２５）を介して接するイ
ンク（図示せず）が加熱され、バブルが発生する。この
バブルの圧力により、インクの小滴がノズル（図示せ
ず）から吐出し、ノズルに近接して配設される紙（図示
せず）に付着して記録が行われる。
おいて、導体（２３）、（２３´）にパルス電圧を印加
すると、発熱部（２６）で発熱し、これに保護層（２
４）、耐キャビテーション層（２５）を介して接するイ
ンク（図示せず）が加熱され、バブルが発生する。この
バブルの圧力により、インクの小滴がノズル（図示せ
ず）から吐出し、ノズルに近接して配設される紙（図示
せず）に付着して記録が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般にインクジェット
プリンタに使用されるサーマルヘッドはインク雰囲気中
に置かれる。図３に示すような構造のサーマルヘッドに
おいて、導体（２３）、（２３´）にはアルミニウムま
たは銅などが使用されるが、これらはインクに接するこ
とにより腐食するため、保護層（２４）は、インクの侵
入を防止する必要がある。
プリンタに使用されるサーマルヘッドはインク雰囲気中
に置かれる。図３に示すような構造のサーマルヘッドに
おいて、導体（２３）、（２３´）にはアルミニウムま
たは銅などが使用されるが、これらはインクに接するこ
とにより腐食するため、保護層（２４）は、インクの侵
入を防止する必要がある。
【０００６】保護層（２４）は、通常スパッタリングに
よって成膜されるが、スパッタリング膜は微視的には多
孔性であり、スパッタリング膜を保護層として使用する
場合、膜厚を厚くする必要がある。例えば上記した特開
平１−１４５１５８号公報記載のサーマルヘッドは、保
護層（２４）として厚さ１μｍのＳｉＯ２膜をスパッタ
リングで成膜しており、また上記した特開平２−５１５
号公報記載のサーマルヘッドは厚さ１．９μｍのＳｉＯ
２膜を２回のスパッタリングによって形成している。
よって成膜されるが、スパッタリング膜は微視的には多
孔性であり、スパッタリング膜を保護層として使用する
場合、膜厚を厚くする必要がある。例えば上記した特開
平１−１４５１５８号公報記載のサーマルヘッドは、保
護層（２４）として厚さ１μｍのＳｉＯ２膜をスパッタ
リングで成膜しており、また上記した特開平２−５１５
号公報記載のサーマルヘッドは厚さ１．９μｍのＳｉＯ
２膜を２回のスパッタリングによって形成している。
【０００７】したがって、従来のサーマルヘッドは、保
護層が厚くなっているため、保護層の部分の熱容量が大
きく、熱応答性が悪く、印字速度を速くできないばかり
でなく、入力電力を大きくしなければならず、消費電力
が大きいという問題点を有している。また、従来のサー
マルヘッドの抵抗体（２２）、導体（２３）、（２３
´）、保護層（２４）、耐キャビテーション層（２５）
は、スパッタリングで成膜するため、スパッタリングプ
ロセスが４回ないしは５回必要となる。スパッタリング
プロセスは、その設備及びスパッタリング用ターゲット
が高価であるため、サーマルヘッドの製造コストが高く
なるという問題がある。
護層が厚くなっているため、保護層の部分の熱容量が大
きく、熱応答性が悪く、印字速度を速くできないばかり
でなく、入力電力を大きくしなければならず、消費電力
が大きいという問題点を有している。また、従来のサー
マルヘッドの抵抗体（２２）、導体（２３）、（２３
´）、保護層（２４）、耐キャビテーション層（２５）
は、スパッタリングで成膜するため、スパッタリングプ
ロセスが４回ないしは５回必要となる。スパッタリング
プロセスは、その設備及びスパッタリング用ターゲット
が高価であるため、サーマルヘッドの製造コストが高く
なるという問題がある。
【０００８】したがって、本発明は上記した従来の問題
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、高速印字が可能で低消費電力のサーマルヘッドの製
造方法を提供することにある。またもう一つの目的は、
コストの安いサーマルヘッドの製造方法を提供すること
である。
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、高速印字が可能で低消費電力のサーマルヘッドの製
造方法を提供することにある。またもう一つの目的は、
コストの安いサーマルヘッドの製造方法を提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、絶縁基板上
の所定の領域に定められた発熱部を挟んで前記基板上に
導体を形成する第１の工程と、前記発熱部及び前記導体
を連続的に被覆する、タンタル窒化物からなる下部層と
タンタルからなる上部層とを有する抵抗体を形成する第
２の工程と、前記抵抗体の上部層の全部、もしくは上部
層の全部と下部層の一部を陽極酸化して保護層を形成す
る第３の工程を含む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、前記抵抗体の上部層
がバイアススパッタリングで成膜されることを特徴とし
ているものである。
め、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、絶縁基板上
の所定の領域に定められた発熱部を挟んで前記基板上に
導体を形成する第１の工程と、前記発熱部及び前記導体
を連続的に被覆する、タンタル窒化物からなる下部層と
タンタルからなる上部層とを有する抵抗体を形成する第
２の工程と、前記抵抗体の上部層の全部、もしくは上部
層の全部と下部層の一部を陽極酸化して保護層を形成す
る第３の工程を含む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、前記抵抗体の上部層
がバイアススパッタリングで成膜されることを特徴とし
ているものである。
【００１０】
【作用】本発明においては、絶縁基板上の所定の領域に
定められた発熱部を挟んで前記基板上に導体を形成する
第１の工程と、前記発熱部及び前記導体を連続的に被覆
する、タンタル窒化物からなる下部層とタンタルからな
る上部層とを有する抵抗体を形成する第２の工程と、前
記抵抗体の上部層の全部、もしくは上部層の全部と下部
層の一部を陽極酸化する第３の工程とをゆうしているの
で、従来のサーマルヘッドに比べ、保護層を薄くするこ
とができ、そのため保護層の部分の熱容量が小さく、熱
応答性がよく、印字速度を速くすることができ、また入
力電力も小さく、消費電力も少なくできるものである。
定められた発熱部を挟んで前記基板上に導体を形成する
第１の工程と、前記発熱部及び前記導体を連続的に被覆
する、タンタル窒化物からなる下部層とタンタルからな
る上部層とを有する抵抗体を形成する第２の工程と、前
記抵抗体の上部層の全部、もしくは上部層の全部と下部
層の一部を陽極酸化する第３の工程とをゆうしているの
で、従来のサーマルヘッドに比べ、保護層を薄くするこ
とができ、そのため保護層の部分の熱容量が小さく、熱
応答性がよく、印字速度を速くすることができ、また入
力電力も小さく、消費電力も少なくできるものである。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。 ［実施例１］本発明の第１の実施例について図１ないし
は図２に基づいて説明する。図１は本発明のサーマルヘ
ッドの製造方法を示す工程図で、図２は図１の方法で作
製するサーマルヘッドの平面図である。図１（ａ）にお
いて、表面に１．３５μｍの熱酸化膜のついたシリコン
基板（１）上に、アルミニウムをスパッタリングで０．
５μｍ成膜し、フォトリソグラフィーの手法を用いて図
２の破線で囲まれた領域のパターンの導体（３）、（３
´）を形成する。
する。 ［実施例１］本発明の第１の実施例について図１ないし
は図２に基づいて説明する。図１は本発明のサーマルヘ
ッドの製造方法を示す工程図で、図２は図１の方法で作
製するサーマルヘッドの平面図である。図１（ａ）にお
いて、表面に１．３５μｍの熱酸化膜のついたシリコン
基板（１）上に、アルミニウムをスパッタリングで０．
５μｍ成膜し、フォトリソグラフィーの手法を用いて図
２の破線で囲まれた領域のパターンの導体（３）、（３
´）を形成する。
【００１２】次に、この導体（３）、（３´）の上にス
パッタリングで厚さ０．１１μｍのタンタル窒化物から
なる抵抗体の下部層（４−１）を成膜し、さらにその上
にスパッタリングで厚さ０．１２μｍのタンタルからな
る抵抗体の上部層（４−２）を成膜した後、導体（３）
及び発熱部（２）を連続的に覆うように、フォトリソグ
ラフィーの手法を用いて図２の実線で囲まれたような抵
抗体パターン（６）を形成する（図１（ｂ））。
パッタリングで厚さ０．１１μｍのタンタル窒化物から
なる抵抗体の下部層（４−１）を成膜し、さらにその上
にスパッタリングで厚さ０．１２μｍのタンタルからな
る抵抗体の上部層（４−２）を成膜した後、導体（３）
及び発熱部（２）を連続的に覆うように、フォトリソグ
ラフィーの手法を用いて図２の実線で囲まれたような抵
抗体パターン（６）を形成する（図１（ｂ））。
【００１３】次に、０．１容量％の燐酸水溶液中で抵抗
体の下部層（４−１）、上部層（４−２）を陽極として
１６５Ｖの電圧を印加し、抵抗体の上部層（４−２）の
全部と下部層（４−１）の一部を陽極酸化すると、保護
層として０．３μｍのタンタル酸化物が形成され、０．
１μｍのタンタル窒化物が抵抗体（４）として残る（図
１（ｃ））。
体の下部層（４−１）、上部層（４−２）を陽極として
１６５Ｖの電圧を印加し、抵抗体の上部層（４−２）の
全部と下部層（４−１）の一部を陽極酸化すると、保護
層として０．３μｍのタンタル酸化物が形成され、０．
１μｍのタンタル窒化物が抵抗体（４）として残る（図
１（ｃ））。
【００１４】本実施例の製造方法で作製したサーマルヘ
ッドは、保護層にタンタルの陽極酸化膜を用いるため、
膜質が緻密であり、従来例のスパッタリングで成膜する
保護層に比べて膜厚を薄くできる。このため、２０ｋＨ
ｚ以上の高速で駆動ができ高速印字が可能となる。ま
た、バブルを発生させるために必要な入力電力は、７０
０Ｗ／ｍｍ２程度であり消費電力が低い。さらに、スパ
ッタリング成膜を行う回数が導体（３）、（３´）、抵
抗体の下部層（４−１）と上部層（４−２）の３回であ
り、かつ、陽極酸化されて保護層となる上部層（４−
２）の膜厚が薄いのでスパッタリング時間が短く、従来
例に比べコストが安くなる。
ッドは、保護層にタンタルの陽極酸化膜を用いるため、
膜質が緻密であり、従来例のスパッタリングで成膜する
保護層に比べて膜厚を薄くできる。このため、２０ｋＨ
ｚ以上の高速で駆動ができ高速印字が可能となる。ま
た、バブルを発生させるために必要な入力電力は、７０
０Ｗ／ｍｍ２程度であり消費電力が低い。さらに、スパ
ッタリング成膜を行う回数が導体（３）、（３´）、抵
抗体の下部層（４−１）と上部層（４−２）の３回であ
り、かつ、陽極酸化されて保護層となる上部層（４−
２）の膜厚が薄いのでスパッタリング時間が短く、従来
例に比べコストが安くなる。
【００１５】［実施例２］次に、本発明の第２の実施例
について説明する。陽極酸化する抵抗体の上部層（４−
２）のタンタルをバイアススパッタリングによって成膜
する以外は、第１の実施例と同様に作製する。バイアス
スパッタリングで成膜したタンタルを、陽極酸化してで
きる保護層は、上記第１の実施例の様に通常のスパッタ
リング膜を陽極酸化して作製した保護層よりも膜質がさ
らに緻密になるので、膜厚を０．２５μｍにまで薄くす
ることができる。これにより消費電力を６５０Ｗ／ｍｍ
２程度にまで低下させることができる。
について説明する。陽極酸化する抵抗体の上部層（４−
２）のタンタルをバイアススパッタリングによって成膜
する以外は、第１の実施例と同様に作製する。バイアス
スパッタリングで成膜したタンタルを、陽極酸化してで
きる保護層は、上記第１の実施例の様に通常のスパッタ
リング膜を陽極酸化して作製した保護層よりも膜質がさ
らに緻密になるので、膜厚を０．２５μｍにまで薄くす
ることができる。これにより消費電力を６５０Ｗ／ｍｍ
２程度にまで低下させることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のサーマル
ヘッドの製造方法は、絶縁基板上の所定の領域に定めら
れた発熱部を挟んで前記基板上に導体を形成する第１の
工程と、前記発熱部及び前記導体を連続的に被覆するタ
ンタル窒化物からなる下部層とタンタルからなる上部層
とを有する抵抗体を形成する第２の工程と、前記抵抗体
の上部層の全部、もしくは上部層の全部と下部層の一部
を陽極酸化する第３の工程とから構成されるため、保護
層の膜厚を薄くでき、これにより低消費電力であり、高
速印字が可能であり、さらにコストの安いサーマルヘッ
ドを提供できる。また、抵抗体の上部層がバイアススパ
ッタリングで成膜されるため、さらに低消費電力化でき
るという効果を奏するものである。
ヘッドの製造方法は、絶縁基板上の所定の領域に定めら
れた発熱部を挟んで前記基板上に導体を形成する第１の
工程と、前記発熱部及び前記導体を連続的に被覆するタ
ンタル窒化物からなる下部層とタンタルからなる上部層
とを有する抵抗体を形成する第２の工程と、前記抵抗体
の上部層の全部、もしくは上部層の全部と下部層の一部
を陽極酸化する第３の工程とから構成されるため、保護
層の膜厚を薄くでき、これにより低消費電力であり、高
速印字が可能であり、さらにコストの安いサーマルヘッ
ドを提供できる。また、抵抗体の上部層がバイアススパ
ッタリングで成膜されるため、さらに低消費電力化でき
るという効果を奏するものである。
【図１】 本発明の実施例を示す工程図である。
【図２】 本発明の実施例を説明するための平面図であ
る。
る。
【図３】 サーマルヘッドの従来例を示す断面図であ
る。
る。
１ 絶縁基板 ２ 発熱部 ３、３´ 導体 ４ 抵抗体 ４−１ 下部層 ４−２ 上部層 ５ 保護層 ６ 抵抗体パターン ２１ 基板 ２２ 抵抗体 ２３、２３´ 導体 ２４ 保護層 ２５ 耐キャビテーション層
Claims (2)
- 【請求項１】 絶縁基板上の所定の領域に定められた発
熱部を挟んで前記基板上に導体を形成する第１の工程
と、前記発熱部及び前記導体を連続的に被覆する、タン
タル窒化物からなる下部層とタンタルからなる上部層を
有する抵抗体を形成する第２の工程と、前記抵抗体の上
部層の全部もしくは上部層の全部と下部層の一部を陽極
酸化して保護層を形成する第３の工程を含むことを特徴
とするサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項２】 抵抗体の上部層がバイアススパッタリン
グで成膜されることを特徴とする請求項２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 |
|---|---|---|---|
| JP31557794A JP2727989B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | サーマルヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31557794A JP2727989B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | サーマルヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08267761A JPH08267761A (ja) | 1996-10-15 |
| JP2727989B2 true JP2727989B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=18067028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31557794A Expired - Fee Related JP2727989B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | サーマルヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2727989B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4654494B2 (ja) | 2000-08-07 | 2011-03-23 | ソニー株式会社 | プリンタ、プリンタヘッド及びプリンタヘッドの製造方法 |
| JP2002052725A (ja) | 2000-08-07 | 2002-02-19 | Sony Corp | プリンタ、プリンタヘッド及びプリンタヘッドの製造方法 |
| KR100571769B1 (ko) * | 2003-08-25 | 2006-04-18 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드의 보호층 및 이를 구비하는 잉크젯프린트 헤드의 제조방법 |
-
1994
- 1994-11-25 JP JP31557794A patent/JP2727989B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08267761A (ja) | 1996-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |