JP2958496B2 - 厚膜型サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファクシミリやプリンター等の印刷出力装
置としての感熱記録装置に用いられる厚膜型サーマルヘ
ッドの製造方法に関する。

［従来の技術］ 文字あるいは図形等の印刷出力装置として、感熱記録
装置が知られている。

感熱記録装置は、静電写真方式の記録装置のように現
像機構や定着機構を必要とせず、また、無騒音，かつ使
用するサーマルヘッドがメンテナンスフリーであること
から広く採用されている。

感熱記録は、サーマルヘッドの基板上に形成した抵抗
体に記録電流を印加し、該抵抗体に発生するジュール熱
を利用して感熱紙を発色させたり、あるいはインクドナ
ーフィルムのインク層を昇華させて昇華型記録紙にイン
クを移転する方式である。

この種のサーマルヘッドには、その製造方法の違いに
よって厚膜型と薄膜型とがある。

厚膜型サーマルヘッドは、厚膜の導体（電極），抵抗
体，ガラスの各ペーストを絶縁基板上に塗布，焼成し、
フォトリソグラフ技術を用いた所望のパターニングを経
て形成する。

また、薄膜型サーマルヘッドは、スパッタリングや真
空蒸着等の成膜技術を用いて電極や抵抗体を形成するも
のである。

この種のサーマルヘッドは、厚膜型と薄膜型の何れ
も、絶縁基板の平面上に電極となる導体層や発熱体とな
る抵抗層などを積層し、積層面を記録面とする平面タイ
プが主流となっている。

しかし、感熱記録装置の普及と共に、装置の小型化指
向に伴って、絶縁基板の端面を記録面とする、所謂端面
タイプのサーマルヘッドが注目されている。

端面タイプのサーマルヘッドは、例えば、特開昭62−
292451号公報に開示されているように、絶縁基板の側端
面を、該基板の表面と裏面に対して連続した曲面となる
ような傾斜面に研削し、この曲面の上に電極と発熱体と
を形成させている。

このように製作された端面タイプのサーマルヘッド
は、記録媒体との接触面積が前記曲面の頭頂部の大きさ
によって決定でき、また、発熱体からの熱が走査方向に
広がらないために、にじみのない高品質の記録が可能で
ある。

さらに、発熱部が基板の端面に形成されるものである
ため、サーマルヘッド自体の小型化が容易である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の端面タイプのサーマルヘッドは、その構成
層である電極層や抵抗層が極めて微小な面積内に積層さ
れるものであるため、厚膜技術では製造が困難である。

そのため、従来では、スパッタリング装置や真空蒸着
装置などの大掛かりな設備を必要とする薄膜技術を用い
て製造している。

しかし、薄膜技術による製造では、上記スパッタリン
グ装置や真空蒸着装置などの設備を必要とすること、ま
た、薄膜技術による歩留りの点から、極めてコストの高
いサーマルヘッドとなってしまう。

一方、この種の端面タイプのサーマルヘッドを厚膜技
術で製造しようとすると、上記電極層や抵抗層の微細加
工が困難であり、コスト面では安価となるが、精度的に
は薄膜技術による成膜加工には及ばない。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を克服し、厚
膜技術を用いて、薄膜技術によるものに匹敵する端面タ
イプのサーマルヘッドを得ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、 蓄熱層（第１図の１）を被着した絶縁基板（第１図の
２）と、 絶縁基板の前記蓄熱層上に互いに独立させて形成した
複数の個別電極（第１図の３）と、 前記絶縁基板の前記個別電極のそれぞれの上に形成さ
れ、かつ前記絶縁基板の端面を含む面（第１図の記録面
８）に一面を有して互いに独立した直方体状に形成され
た複数の抵抗体（第１図の４）と、 前記複数の抵抗体上に、連続して各抵抗体を覆う如く
積層された共通電極（第１図の６）と、 少なくとも前記抵抗体の一面と前記絶縁基板の端面と
を覆って形成されたオーバーグレーズ層（第１図の７）
とを有し、 前記オーバーグレーズ層を記録面（第１図の８）とし
た厚膜型サーマルヘッドの製造方法において、 一方の面を覆って蓄熱層（第10図の２）を被着し、他
方の面にスクライブ（第10図の10）を入れた絶縁基板
（第10図の１）を形成し、 前記絶縁基板の前記畜熱層上に、前記スクライブと交
差する如く複数の個別電極（第10図の３）を形成し、 前記個別電極上の前記スクライブ対応位置に、該スク
ライブに沿い、かつ該スクライブを跨ぐ如く、互いに独
立した複数の抵抗体（第10図の４）を形成し、 前記複数の抵抗体を覆い、かつ該複数の抵抗体の配列
方向に連続する共通電極（第10図の６）を積層し、 前記絶縁基板を前記スクライブに沿って、前記抵抗体
の一部を含めて切断し、 前記抵抗体の切断面を記録面（第１図の８）に形成す
ることを特徴とする。

［作用］ 絶縁基板（第１図の１）の側端面に一面を臨ませた直
方体形状を有する抵抗体４は、絶縁基板に被覆した蓄熱
層（第１図の２）の上に形成した個別電極（第１図の
３）と、該抵抗体の上面を覆って被着された共通電極
（第１図の６）によって給電される。

抵抗体の発熱による熱は、絶縁基板の長手方向端面に
形成されたオーバーグレーズ層（第１図の７）を通して
記録面（第１図の８）に押圧された記録媒体に伝達され
る。

なお、ガラス層（第１図の５）は、個別電極と共通電
極とを絶縁すると共に、複数の抵抗体相互間の間隙を埋
めて、抵抗体配列方向での熱干渉の発生を抑制する。

上記オーバーグレーズ層はサーマルヘッドの記録面を
含む端面全体を覆って、記録媒体との相対移動を円滑に
するために、表面を滑らかに研磨され、かつ、記録面が
絶縁基板の主（上面），副面（下面）方向に徐々に後退
するごとく傾斜し、記録媒体がスムーズに摺動するよう
になされている。

また、本発明の製造工程において、絶縁基板の裏面す
なわち蓄熱層被着面と反対の面に、複数の抵抗体配列方
向に沿ったスクライブ（第10図の10）を入れておき、個
別電極，抵抗体，共通電極の形成後、このスクライブに
沿って基板と共に抵抗体を切断することにより、抵抗体
の位置面が記録面に対して基板の端面と共通の面に位置
させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例につき、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明によるサーマルヘッドの一実施例を説
明する模式図であって、サーマルヘッドの単位発熱部の
断面図を示す。

同図において、１はアルミナ等のセラミック材料から
なる絶縁基板、２は絶縁基板１の一面（上面）の全面に
被着したガラス材料からなる蓄熱層、３は蓄熱層２の上
に個別の抵抗体に対応して各独立に形成した個別電極、
４は発熱体を構成する直方体状の抵抗体、５は個別電極
と共通電極とを絶縁すると共に複数の抵抗体相互間の間
隙を埋めるガラス層、６は複数の抵抗体に対して共通に
設けた共通電極、７は記録面を被覆して記録媒体との接
触摺動を円滑にするオーバーグレーズ層、８は記録面で
ある。

記録媒体（図示せず）は、サーマルヘッドの記録面８
に接触して記録の動作と共に間歇的に摺動される。記録
時には記録面８に対して記録媒体が押圧される。

個別電極３は記録情報にしたがって選択され、選択さ
れた個別電極３と共通電極６との間に電流が印加され
る。

電流が印加された抵抗体４は、印加電流によるジュー
ル熱を発生し、この熱をオーバーグレーズ層７を介して
記録媒体に伝達することにより、感熱記録紙、またはイ
ンクドナーフィルムを加熱昇華させ、文字または図形を
記録する。

次に、第２図〜第10図を参照して本発明のサーマルヘ
ッドの製造方法を説明する。

第２図〜第９図において、（ａ）は基板の上面方向か
ら見た一部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断し
た一部断面図である。なお、第３図以降では上記Ａ−Ａ
線は特に示さない。

また、第10図は絶縁基板の切断位置を説明する第１図
と同様の断面模式図である。

先ず、第２図において、アルミナ等のセラミック材料
からなる絶縁基板１上にガラス材料等の蓄熱層２を被着
したものに、0.4〜1.0μｍの厚みを有する導体膜を被着
する。

この導体膜は、金を含有する金属有機物を塗布し、焼
成して形成するのを可とする。

形成した導体膜上にフォトレジストを塗布，乾燥し、
個別電極のパターンをもつフォトマスクを介して露光
し、現像処理する。

現像処理によって露呈した不要部分の導体膜をエッチ
ング液を用いて除去し、その後、残留したフォトレジス
トを除去して個別電極３を得る。

上記のパターニング技法は、フォトリソグラフィとし
て周知の技術である。

次に、第３図に示したように、個別電極３を含む全面
にフォトレジスト41を膜厚が約20〜150μｍとなるよう
に、ロールコータやスピンコータにより塗布する。フォ
トレジストの乾燥後、フォトマスクを用いて露光し、現
像処理して、抵抗体が設けられる箇所を除いた抵抗体近
傍42のフォトレジストを除去する。すなわち、個別電極
３の両端部と抵抗体が設けられる箇所を除いて、フォト
レジストが除去される。

続いて、第４図に示したように、スクリーン印刷によ
りガラスペーストを、少なくともフォトレジスト41の高
さ以上の膜厚に塗布充填し、約130℃で乾燥し、ガラス
層50を形成する。

乾燥したガラス層50を、ラッピングによりフォトレジ
スト41が露呈する高さまで除去して平坦面とする（第５
図）。

次に、平坦面としたガラス層50を、800〜900℃の温度
で焼成して焼結させ、同時にフォトレジスト41を焼散さ
せることで、ガラス層５に開口40を形成する（第６
図）。

ガラス層５に形成した開口40に、スクリーン印刷によ
り抵抗ペーストを充填し、800℃程度の温度で焼成する
ことにより直方体状の抵抗体４を形成する（第７図）。

抵抗体４の上面は、適宜のラッピング手段によって研
磨し、個別電極３までの厚みを均一にする。

次に、抵抗体４およびガラス層５上に金等の金属を含
有する金属有機物ペーストをスクリーン印刷により連続
膜となるように塗布し、焼成して、共通電極６を形成す
る（第８図）。

以上のようにして個別電極3,抵抗体4,共通電極６を形
成した絶縁基板を、第８図のＢ−Ｂ線に沿って、上記個
別電極3,抵抗体4,共通電極６と共に切断する。

これによって、前記第１図に示したように、抵抗体３
の一面が絶縁基板の側面と共通の面に臨むようになる。
切断した矩形の端面は、必要に応じてラッピング処理さ
れる。

最後に、切断した絶縁基板の端面を覆い、かつ共通電
極６の外部接続のためのパッドとなる部分を除く全面
に、耐磨耗性のガラス系材料からなるガラスペーストを
印刷塗布し、これを焼成してオーバーグレーズ層７を形
成する（第９図）。

オーバーグレーズ層７は、必要に応じて適宜のラッピ
ング処理を施して平滑化される。

第10図は前記第８図で説明した絶縁基板の切断を説明
する第１図と同様の断面を示す模式図であって、上記製
造方法の第２図において準備する絶縁基板１には、予め
スクライブ10が入れられている。

前記個別電極３は、このスクライブと交差するように
（実施例では直交）形成され、また複数の抵抗体４はこ
のスクライブを跨いで、かつこのスクライブに沿って配
列される。

このスクライブに沿って絶縁基板を切断することで、
切断面を記録面８とする。

この実施例では、抵抗体をガラス層50の開口40に抵抗
体ペーストを充填することで形成したが、フォトレジス
トで同様の開口を形成して、このフォトレジスト開口に
抵抗体ペーストを充填する方法をとることもできる。

その場合は、共通電極は絶縁基板の切断後に、別基板
に形成した電極を熱圧着すればよい。

上記において用いるフォトレジストは、ハイブリッド
ICの製造やPWBのパターンメッキ工程に用いられるもの
と同様のものでよく、例えば、東京応化工業製の“PMER
Ｎ−HC600"（商品名）でよい。

なお、絶縁基板に形成するスクライブは、上記実施例
のように、製造工程の最初に形成するのみに限らず、サ
ーマルヘッドを構成する各層の成層後に形成してもよい
が、上記実施例のように予め絶縁基板にスクライブを形
成しておくことで、その後の製造工程における位置基準
として用いることができるという利点もある。

［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、前記
従来技術のように、曲面基板上での微細加工を必要とせ
ず、従来の厚膜型サーマルヘッドの製造設備をそのまま
用いて、低コストで高解像度の端面タイプのサーマルヘ
ッドを得ることができる。

また、発熱体である抵抗体の一面を記録面に対して完
全に対抗させて形成するために、記録媒体に対して熱を
有効に伝達できるので、エネルギー効率が高いサーマル
ヘッドを提供することができる。

この種の端面タイプのサーマルヘッドは記録媒体に対
して高い押圧力を必要とする感熱記録装置に好適であ
り、また、基板の端面を記録面とするものであるため、
高解像度の副走査分割型サーマルヘッドを容易に構成可
能である。例えば、16dot/mmで副走査方向の厚みが10μ
ｍ程度のサーマルヘッドが実現でき、転写型多諧調記録
装置に適した優れた機能のサーマルヘッドを構成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサーマルヘッドの一実施例を説明
する断面の模式図、第２図，第３図，第４図，第５図，
第６図，第７図，第８図，第９図，第10図は本発明のサ
ーマルヘッドの製造方法を説明する製造工程中の平面お
よび断面の模式図である。 １……絶縁基板、２……蓄熱層、３……個別電極、４…
…抵抗体、５……ガラス層、６……共通電極、７……オ
ーバーグレーズ層、８……記録面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/335

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄熱層を被着した絶縁基板と、 絶縁基板の前記蓄熱層上に互いに独立させて形成した複
   数の個別電極と、 前記絶縁基板の前記個別電極のそれぞれの上に形成さ
   れ、かつ前記絶縁基板の端面を含む面に一面を有して互
   いに独立した直方体状に形成された複数の抵抗体と、 前記複数の抵抗体上に、連続して各抵抗体を覆う如く積
   層された共通電極と、少なくとも前記抵抗体の一面と前
   記絶縁基板の端面とを覆って形成されたオーバーグレー
   ズ層とを有し、前記オーバーグレーズ層を記録面とした
   厚膜型サーマルヘッドの製造方法において、 一方の面を覆って蓄熱層を被着し、他方の面にスクライ
   ブを入れた絶縁基板を形成し、 前記絶縁基板の前記畜熱層上に、前記スクライブと交差
   する如く複数の個別電極を形成し、 前記個別電極上の前記スクライブ対応位置に、該スクラ
   イブに沿い、かつ該スクライブを跨ぐ如く、互いに独立
   した複数の抵抗体を形成し、 前記複数の抵抗体を覆い、かつ該複数の抵抗体の配列方
   向に連続する共通電極を積層し、 前記絶縁基板を前記スクライブに沿って、前記抵抗体の
   一部を含めて切断し、 前記抵抗体の切断面を記録面に形成することを特徴と
   する厚膜型サーマルヘッドの製造方法。