JP3224327B2 - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印字情報に従って通電
加熱することにより所望の印字を行なうサーマルヘッド
の製造方法に係り、特に、インクリボンの走行を安定し
たものとし、良好な印字品質を得ることができるサーマ
ルヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来のサーマルヘッドおよびその
製造方法を図３乃至図５について説明する。

【０００３】ここに示す従来のサーマルヘッドはアルミ
ナ等の絶縁性基板１を有しており、この絶縁性基板１の
発熱素子３の発熱部３Ａの形成予定領域における上面に
低熱伝導性で保温層として機能する耐熱ガラスからなる
断面略円弧状のグレーズ層２が形成されている。そし
て、前記グレーズ層２の上面には、Ｔａ₂ Ｎ、Ｔａ−Ｓ
ｉＯ₂ 等の発熱抵抗体材料からなる複数の発熱素子３
が、蒸着、スパッタリング等により全体的に積層された
後にフォトリソグラフィ技術のエッチングを行なうこと
により直線状に整列して形成されている。これらの各発
熱素子３の両側の上面には、各発熱素子３に対して通電
するための共通電極４ａおよび個別電極４ｂがそれぞれ
形成されている。これらの各電極４ａ、４ｂは、例え
ば、高電導率のＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の軟質金属からな
り、約２μｍの厚みに蒸着、スパッタリング等により全
体的に積層された後にフォトリソグラフィ技術のエッチ
ングを行なうことにより所望の形状のパターンに形成さ
れている。そして、前記グレーズ層２、各発熱素子３、
各電極４ａ、４ｂの上面は、耐熱、耐摩耗性材料からな
る保護層５により被覆されている。

【０００４】そして、前記各発熱素子３は、前記共通電
極４ａおよび個別電極４ｂ間に、最小印字単位たる１ド
ットに相当分の発熱部３Ａを露出するようにして各個独
立に形成されており、この発熱素子３の発熱部３Ａは、
前記各電極４ａ，４ｂ間に電圧を印加することにより発
熱されるようになっている。

【０００５】前述したようなサーマルヘッドは、個々の
サーマルヘッドの複数倍の面積を有する絶縁性基板１上
に複数のサーマルヘッドのグレーズ層２、発熱素子３、
電極４ａ、個別電極４ｂ、保護層５を形成してなるサー
マルヘッドユニットを形成した後に、このサーマルヘッ
ドユニットを個々のサーマルヘッドに分断する方法によ
り製造されている。

【０００６】図３は従来のサーマルヘッドの製造方法の
一工程を示す図であり、この図には、前記サーマルヘッ
ドの保温層が、ダイシングラインＬに沿って分断（ダイ
シング）されるサーマルヘッドの一区画内において一側
辺の近傍にリアルエッジ化された部分グレーズ層２とし
て形成されている状態が示されている。そして、前記サ
ーマルヘッドは、図３に示すように、ダイシングライン
Ｌに対して線対称となるように配列されている。

【０００７】図４はリアルエッジ化されて形成された各
サーマルヘッドの要部拡大図である。この図に示すよう
に、サーマルヘッドユニットを各サーマルヘッドに分断
するためのダイシングラインＬ部分には、絶縁性基板１
上に保護層５が形成されており、従来においては、この
基板１および保護層５をダイヤモンドブレード６を用い
て切断することによって個々のサーマルヘッドを製造し
ていた。そして、前記共通電極４ａに隣接するダイシン
グラインＬの切断面上端部が各サーマルヘッドのエッジ
部すなわちインクリボンを記録媒体から剥離させる剥離
部となる構成になっていた。

【０００８】しかしながら、前述した従来の製造方法に
より保護層５を直接ダイヤモンドブレード６により分断
すると切削不良が発生しやすく、コーナーが鋭利に形成
されたり、不揃いとなることがあった。特に、サーマル
ヘッドの共通電極４ａ側のエッジ部に切削不良が発生す
ると、印字供給時に前記エッジ部にインクリボンが引っ
掛かったり、インクの滓が溜まったりすることで、印字
品質の劣化を招き、歩留まりを低下させるという不具合
があった。

【０００９】そこで、従来はサーマルヘッドユニットの
切断後、個々のサーマルヘッドのエッジ部に対して、研
磨等の二次加工を施して滑らかなエッジ部を形成するよ
うにしていた。

【００１０】図５はその研磨仕上げの施されたサーマル
ヘッドの一例を示す図である。このサーマルヘッドは、
個々に分断されたサーマルヘッドの前記共通電極４ａ側
の切断面を構成する基板１、グレーズ層２、および保護
層５に対して研磨加工を行ない、エッジ部を平滑なもの
とするとともに、発熱部３Ａとエッジ部の距離を短くし
て熱時剥離を行なうといういわゆるリアルエッジ化を図
ったものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のサ
ーマルヘッドの製造方法によって製造されるサーマルヘ
ッドは、印字品質を得、歩留まりを向上させるためには
エッジ部に対して研磨を施す二次加工が必要であった。

【００１２】本発明は、前述した従来の問題点を解決
し、印字品質が良好で滑らかなエッジ部を容易に形成で
き、歩留まりを向上するとともに、製造工程数を削減す
ることができるサーマルヘッドの製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、基板上に、
保温層、発熱素子、個別電極、共通電極および保護層を
形成してなる複数のサーマルヘッドが配列されたサーマ
ルヘッドユニットを形成し、前記基板をダイシングライ
ンに沿って分断することにより個々のサーマルヘッドを
形成するサーマルヘッドの製造方法において、前記サー
マルヘッドの共通電極側のダイシングラインをなす、底
部を有するＶ溝をエッチングにより形成し、サーマルヘ
ッドの前記Ｖ溝の底部をダイシングブレードにより切断
することを特徴とする。

【００１４】

【００１５】請求項２は、請求項１に記載のサーマルヘ
ッドの製造方法において、前記基板は単結晶シリコンか
らなり、前記基板に異方性エッチングによりサーマルヘ
ッドの共通電極側のダイシングラインをなすＶ溝を形成
したことを特徴とする。

【００１６】請求項３は、請求項１に記載のサーマルヘ
ッドの製造方法において、前記基板はアルミナからな
り、前記保温層に等方性エッチングによりサーマルヘッ
ドの共通電極側のダイシングラインをなすＶ溝を形成し
たことを特徴とする。

【００１７】請求項４は、請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記
保護層における前記Ｖ溝の底部の幅寸法は、ダイシング
ブレードの幅寸法と略同寸法であることを特徴とする。

【００１８】

【作用】前述した請求項１のサーマルヘッドの製造方法
によれば、サーマルヘッドのエッジ部が配設される共通
電極側のダイシングラインに予めＶ溝を形成することに
よって、ダイシングによらず、エッジ部を形成すること
ができる。また、エッジ部をダイシングによって傷付け
ることなく形成することができる。

【００１９】

【００２０】また、請求項２および請求項３のサーマル
ヘッドの製造方法によれば、サーマルヘッドのエッジ部
形成側の側面を傾斜面とすることができ、エッジ部をダ
イシングの影響を受けないように形成することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２につ
いて説明する。

【００２２】図１は本発明の第１実施例を示す断面図で
ある。

【００２３】本実施例のサーマルヘッドは、電気絶縁性
基板であるシリコン基板１１と、前記シリコン基板１１
上に形成された低熱伝導性の保温層１２と、前記保温層
１２上に形成され発熱領域としての発熱部１３Ａを有す
る発熱素子１３と、前記発熱素子１３に対して通電する
ための共通電極１４ａおよび個別電極１４ｂと、前記発
熱素子１３および前記各電極１４ａ、１４ｂを保護する
ため、これらを覆うように形成された保護層１５とから
構成されており、前記サーマルヘッドの共通電極１４ａ
が配設される側の側面の上部には傾斜面が形成されてお
り、この側面上端たる保護層１５の端縁がサーマルヘッ
ドのエッジ部１６とされているものである。

【００２４】次に、本実施例のサーマルヘッドの製造方
法を説明する。

【００２５】まず、複数のサーマルヘッドが配列形成さ
れたサーマルヘッドユニットを個々のサーマルヘッドに
分断するまでの過程を説明する。

【００２６】本実施例のサーマルヘッドは絶縁性基板１
１として面方位（１００）の単結晶シリコンを用いる。

【００２７】まず、前記絶縁性基板１１上に、後に個々
のサーマルヘッドに分断する際にサーマルヘッドの共通
電極１４ａ側の側辺を分断するダイシングラインＬとな
るＶ溝１７を形成する。前記Ｖ溝１７は、異方性エッチ
ングにより略５５°のテーパ角をもって、深さ略３μｍ
に形成されるものであり、前記Ｖ溝１７の底部１７ａの
幅はサーマルヘッドの分断に使用するブレード１８の幅
と略同等とする。

【００２８】次に、前記Ｖ溝１７の斜面上端部１７ｂに
隣接させてサーマルヘッドの発熱部１３Ａの形成予定領
域として断面形状が略台形状の高さ５〜１０μｍ程度の
凸状部１１ａを前記絶縁性基板１１をエッチングするこ
とによって形成する。なお、本実施例のサーマルヘッド
ユニットにおいては、各サーマルヘッドの前記発熱部１
３Ａは前記Ｖ溝１７を挟んで相互に対向するように配列
するものとする。

【００２９】次に、前記絶縁性基板１１の上面に低熱伝
導性の保温層１２をスパッタリングにより蒸着して形成
する。そして、前記保温層１２の上面で前記発熱部１３
Ａの形成予定領域に形成された凸状部１２ａの上部に、
Ｔａ₂ Ｎ等からなる複数の発熱素子１３を、蒸着、スパ
ッタリングなどの適宜な方法により被着した後、エッチ
ングなどにより整列配置させるように形成する。

【００３０】さらに、前記Ｖ溝１７近傍側の前記発熱素
子１３上には、各発熱素子１３に接続される共通電極１
４ａを形成し、また、発熱素子１３の長手方向中央部を
除く他側上には、個々の発熱素子１３に独立して通電を
行う複数の個別電極１４ｂを形成する。これらの両電極
１４ａ、１４ｂは、例えば、アルミニウム、銅あるいは
金等を素材とし、蒸着、スパッタリング等の方法により
保温層１２および発熱素子１３上に被着した後、エッチ
ングなどにより所望形状のパターンに形成するものであ
る。これらの両電極１４ａ、１４ｂ間に露出している各
発熱素子１３の長手方向中央部は電極１４ａ、１４ｂへ
の通電により発熱される発熱部１３Ａを構成することに
なる。

【００３１】そして、前記保温層１２、発熱素子１３の
発熱部１３Ａ、電極１４ａ、１４ｂを覆うようにして保
護層１５を形成する。

【００３２】そして、このようにして複数のサーマルヘ
ッドが配列形成されたサーマルヘッドユニットの基板１
１のダイシングラインＬを、ダイヤモンドブレード等の
ブレード１８を用いて分断することによって個々のサー
マルヘッドを製造する。

【００３３】前述したように、本実施例における個々の
サーマルヘッドは複数本のダイシングラインＬによって
前記基板１１から分断される。そして、前記ダイシング
ラインＬのうち１本は前記Ｖ溝１７であり、ダイシング
の際には、前記Ｖ溝１７の底部１７ａを前記ブレード１
８で切断することとなる。

【００３４】本実施例により製造されるサーマルヘッド
のエッジ部１６は、予め基板上１１に形成されたＶ溝１
７の斜面上端部１７ｂ上に積層されている保護層１５の
エッジ部であり、従来のようにダイシングによって形成
された保護層１５の切断面の上端部をエッジ部とするも
のではないので、個々のサーマルヘッドに分断する時点
ではすでに滑らかなエッジ部１６が得られている。つま
り、エッジ部１６に対する研磨等の二次加工の必要がな
い。

【００３５】また、本実施例のサーマルヘッドは、基板
１１上に複数のサーマルヘッドの発熱部１３Ａの形成予
定領域を確保する時点においてＶ溝１７をすでに形成し
ているのでサーマルヘッドのリアルエッジ化を図ること
ができる。よって、サーマルヘッドの保温層２を研磨す
ることでリアルエッジ化を図る必要もない。

【００３６】さらに、前記Ｖ溝１７上を被覆している保
護層１５の底部１７ａの幅を予めダイシングに用いられ
るブレード１８の幅と略同寸法に形成することによっ
て、底部１７ａの幅がブレード１８の幅より広い場合に
個々のサーマルヘッドのエッジ部１６の下方に形成され
てしまう段部をなくすことができるし、また、底部１７
ａの幅がブレード１８の幅より狭い場合に個々のサーマ
ルヘッドのエッジ部１６の下方の斜面に形成されてしま
うばりをなくすことができる。よって、印字に供給され
たインクリボンの安定した走行を得ることができる。

【００３７】図２は本発明の第２実施例を示すものであ
り、前述した第１実施例とは、エッジ部１６を形成する
とともにダイシングラインＬでもあるところのＶ溝１７
の形成方法が異なるものである。

【００３８】本実施例の絶縁性基板１１はアルミナ等か
ら構成されており、複数個のサーマルヘッドを連続して
配列するような面積を有している。そして、前記絶縁性
基板１１の上面に、保温層として機能するガラス等から
なるグレーズ層１９を形成する。このグレーズ層１９に
はサーマルヘッドの発熱部１３Ａの形成予定領域に断面
形状が略台形状の凸状部１９ａをエッチング等により一
体に形成する。なお、本実施例のサーマルヘッドユニッ
トにおいても、前記第１実施例と同様に、サーマルヘッ
ドの前記発熱部１３Ａは基板１１上に近接され相互に対
向するように配列されるものとする。

【００３９】そして、このグレーズ層１９にＶ溝１７を
形成する。前記Ｖ溝１７は、隣接するサーマルヘッドの
発熱部間に等方性エッチングにより形成される深さ略３
０μｍの溝であり、前記Ｖ溝１７の底部１７ａの幅はサ
ーマルヘッドユニットを複数のサーマルヘッドへ分断す
る際に使用するブレード１８の幅より広くする。そし
て、予めＶ溝１７をエッチングによって形成された前記
グレーズ層１９の上面に、第１実施例と同様にして発熱
部１３Ａ、共通電極１４ａ、個別電極１４ｂを形成し、
これらを保護層１５で被覆する。前記グレーズ層１９の
Ｖ溝１７上を被覆する保護層１５のＶ溝の底部１５ａの
幅は前記ブレード１８の幅とほぼ同寸法に形成されてい
る。

【００４０】このようにして複数のサーマルヘッドが整
列形成された基板１１を、そのダイシングラインＬをダ
イヤモンドブレード等のブレード１８によって分断する
ことによって、個々のサーマルヘッドを製造する。

【００４１】本実施例のサーマルヘッドは、第１実施例
と同様に、前記Ｖ溝１７の斜面上端部１７ｂ上を被覆し
ている保護層１５のエッジ部をサーマルヘッドのエッジ
部１６とするものであり、エッジ部１６の研磨等の二次
加工をしなくとも、滑らかなエッジ部１６を得ることが
できるものである。そして、基板上１１に複数のサーマ
ルヘッドの発熱部１３Ａの形成予定領域を確保する時点
においてＶ溝１７を既に形成しているでサーマルヘッド
のリアルエッジ化を図ることができる。

【００４２】また、前記Ｖ溝１７の底部１７ａ上を被覆
する保護層１５のＶ溝の底部１５ａの幅をダイシングに
用いられるブレード１８の幅と略同寸法に形成すること
によって、底部１７ａの幅がブレード１８の幅より広い
場合に個々のサーマルヘッドのエッジ部１６の下方に形
成されてしまう段部をなくすことができるし、また、底
部１７ａの幅がブレード１８の幅より狭い場合に個々の
サーマルヘッドのエッジ部１６の下方の斜面に形成され
てしまうばりをなくすことができる。よって、印字に供
給されたインクリボンの安定した走行を得ることができ
る。

【００４３】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。

【００４４】

【発明の効果】このように本発明は構成され作用するも
のであるから、リアルエッジ化を図りつつ、滑らかなエ
ッジを容易に形成することができ、サーマルヘッド製造
の工程数も削減することができる。また、滑らかなエッ
ジ部とばりのない前記エッジ部側側面を有するサーマル
ヘッドとすることができ、安定したインクリボンの走行
を得ることができる。よって、印字品質を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーマルヘッドの製造方法の第１実施
例を示す断面図

【図２】本発明のサーマルヘッドの製造方法の第２実施
例を示す断面図

【図３】従来のサーマルヘッドの製造方法の一過程を示
す平面図

【図４】従来のサーマルヘッドの製造方法の一過程を示
す断面図

【図５】従来のサーマルヘッドの構造を示す断面図

【符号の説明】 １１ 基板 １２ 保温層 １２ａ 凸状部 １３ 発熱抵抗体 １３Ａ 発熱部 １４ａ 共通電極 １４ｂ 個別電極 １５ 保護層 １５ａ 底部 １６ エッジ部 １７ Ｖ溝 １７ａ 底部 １７ｂ 斜面上端部 １８ ブレード １９ グレーズ層 １９ａ 凸状部 Ｌ ダイシングライン

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、保温層、発熱素子、個別電
   極、共通電極および保護層を形成してなる複数のサーマ
   ルヘッドが配列されたサーマルヘッドユニットを形成
   し、前記基板をダイシングラインに沿って分断すること
   により個々のサーマルヘッドを形成するサーマルヘッド
   の製造方法において、前記サーマルヘッドの共通電極側
   のダイシングラインをなす、底部を有するＶ溝をエッチ
   ングにより形成し、サーマルヘッドの前記Ｖ溝の底部を
   ダイシングブレードにより切断することを特徴とするサ
   ーマルヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 前記基板は単結晶シリコンからなり、前
   記基板に異方性エッチングによりサーマルヘッドの共通
   電極側のダイシングラインをなすＶ溝を形成したことを
   特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記基板はアルミナからなり、前記保温
   層に等方性エッチングによりサーマルヘッドの共通電極
   側のダイシングラインをなすＶ溝を形成したことを特徴
   とする請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 前記保護層における前記Ｖ溝の底部の幅
   寸法は、ダイシングブレードの幅寸法と略同寸法である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記
   載のサーマルヘッドの製造方法。