JP3645741B2 - Manufacturing method of thermal head - Google Patents

Manufacturing method of thermal head Download PDF

Info

Publication number
JP3645741B2
JP3645741B2 JP12193699A JP12193699A JP3645741B2 JP 3645741 B2 JP3645741 B2 JP 3645741B2 JP 12193699 A JP12193699 A JP 12193699A JP 12193699 A JP12193699 A JP 12193699A JP 3645741 B2 JP3645741 B2 JP 3645741B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
thermal head
heat storage
storage layer
insulating substrate
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP12193699A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000313131A (en
Inventor
和幸 板木
伸二 平田
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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 Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP12193699A priority Critical patent/JP3645741B2/en
Publication of JP2000313131A publication Critical patent/JP2000313131A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3645741B2 publication Critical patent/JP3645741B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はワードプロセッサやファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサーマルヘッドの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機構として組み込まれるサーマルヘッドは、アルミナセラミックス等から成る絶縁基板の上面にガラス製の蓄熱層を被着させるとともに該蓄熱層上に耐エッチング層を介して多数の発熱抵抗体及び一対の電極を被着・形成した構造を有しており、前記一対の電極間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体を個々に選択的にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を感熱紙等の記録媒体に伝導させ、所定の印画を形成することによってサーマルヘッドとして機能するものである。
【0003】
かかる従来のサーマルヘッドは、通常、以下の製法により製作される。
【0004】
(1) まず前記絶縁基板よりも大型の絶縁基板素体を準備する。
【0005】
(2) 次に前記絶縁基板素体の上面全体にガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって所定厚みに塗布し、これを高温で焼き付けることによってガラス製の蓄熱層を形成し、該蓄熱層上に従来周知のスパッタリング等によってSi3 4 を主成分とする耐エッチング層を0.1μm〜0.5μmの厚みに被着させる。この耐エッチング層は後述する(3) の工程において発熱抵抗体及び一対の電極をパターニングする際に蓄熱層がエッチング液によって浸蝕されるのを防止するためのものであり、蓄熱層の表面を完全に覆うようにして被着される。
【0006】
(3) 次に前記蓄熱層上に多数の発熱抵抗体及び一対の電極を従来周知の薄膜手法によって形成する。
【0007】
前記多数の発熱抵抗体及び一対の電極は、前記蓄熱層の上面に抵抗層及び導電層をスパッタリングや真空蒸着等によって順次被着させ、これをフォトリソグラフィーやエッチング等を採用し、所定パターンに加工することによって形成される。
【0008】
(4) そして最後に前記絶縁基板素体に対して垂直方向に外力を印加し、絶縁基板素体をその上面に被着されている蓄熱層と共に切断することによって所定形状のサーマルヘッドが得られる。このとき、絶縁基板素体の下面にはブレイクラインと呼ばれる溝が形成されており、この溝に沿って外力を印加することにより絶縁基板素体を正確かつ簡単に切断するようにしている。
【0009】
尚、上述した従来の製造方法において絶縁基板素体から所定形状のサーマルヘッドを得るようにしているのは、1個の絶縁基板素体より複数個のサーマルヘッドを同時に製作することでサーマルヘッドの生産性を向上させたり、蓄熱層等を形成する際に厚みや膜質等の制御がしにくいエッジの部分をサーマルヘッドより切り離して捨てたりするためである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来のサーマルヘッドの製造方法においては、絶縁基板素体と共に切断される蓄熱層の厚みが切断部とその周辺とで略等しくなっており、絶縁基板素体の切断に際して外力を印加した際、蓄熱層に印加される力は分散する。そのため、絶縁基板素体の切断時に蓄熱層のエッジにチッピングやバリが生じ易く、このチッピングによって電極の一部が破損したり、或いは、印画に際し記録媒体がバリに当たって傷つくといった欠点がある。
【0011】
そこで上記欠点を解消するために蓄熱層の表面にも、絶縁基板素体と同様に、カッター等で切断用の溝を形成しておくことが考えられる。
【0012】
しかしながら、蓄熱層の表面に切断用の溝を形成するには、溝きり加工の工程や該工程で発生した蓄熱層の破片等を除去・洗浄するための工程が別途、必要となる上に、カッター等を用いた機械加工の際に溝の周辺に小さなチッピングやバリを発生することがあり、十分な対策とはなり得ないものであった。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、サーマルヘッド領域及び該サーマルヘッド領域を囲む切断領域を有する絶縁基板素体の上面に、該サーマルヘッド領域内から前記切断領域の外側まで延在する蓄熱層を被着させるとともに、
所定幅の溝が形成される前記切断領域を除く前記蓄熱層の上面に、耐エッチング層を被着させる工程と、
前記サーマルヘッド領域内の耐エッチング層上に抵抗層及び導電層を順次被着させる工程と、
前記導電層及び抵抗層の一部、並びに前記蓄熱層をエッチングして、前記導電層及び抵抗層を所定パターンに加工するとともに前記切断領域に位置する蓄熱層に前記溝を形成する工程と、
前記絶縁基板素体を前記溝に沿って切断し、サーマルヘッドを得る工程とを含むことを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の一形態に係る製造方法によって製作したサーマルヘッドの平面図、図2(a)は図1のX−X線断面図、図2(b)は図1のY−Y線断面図であり、1 は絶縁基板、2 は蓄熱層、3 は耐エッチング層、4 は発熱抵抗体、5,5 は一対の電極、6 は保護層である。
【0015】
前記絶縁基板1 はアルミナセラミックス等の電気絶縁性材料から成り、その上面で蓄熱層2 や発熱抵抗体4 等を支持するための支持母材として機能する。
【0016】
また前記絶縁基板1 の上面には、SiO2 を主成分とする無機質材料、例えばガラス等から成る蓄熱層2 が15μm〜40μmの厚みに被着されている。
【0017】
前記蓄熱層2 は、その熱伝導率が1.8×10-3〜2.4×10-3cal/cm・sec・℃と比較的小さいことから、発熱抵抗体4 の発する熱を適当な温度となるように蓄積し、サーマルヘッドの熱応答特性を良好に保つことができる。
【0018】
また前記蓄熱層2 の一部上面にはSi3 4 を主成分とする耐エッチング層3 が被着されている。
【0019】
前記耐エッチング層3 は、後述する発熱抵抗体4 や一対の電極5,5 をパターニングする際に発熱抵抗体4 の近傍に位置する蓄熱層2 がエッチング液によって浸食されるのを有効に防止するためのものであり、蓄熱層2 の一部上面、具体的には蓄熱層2 の外周部を除く上面全体にわたって例えば0.1μm〜0.5μmの厚みに被着・形成される。
【0020】
更に前記耐エッチング層3 の上面には、例えば600dpiのドット密度で直線状に配列される多数の発熱抵抗体4 と、該各発熱抵抗体4 の両端に電気的に接続される一対の電極5,5 とが被着・形成されている。
【0021】
前記発熱抵抗体4 は例えばTaSiO系抵抗材料やTiSiO系抵抗材料,TiCSiO系抵抗材料等から成り、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているため、一対の電極5,5 を介して外部からの電力が印加されるとジュール発熱を起こし、記録媒体に印画を形成するに必要な温度、例えば250℃〜400℃の温度に発熱する。
【0022】
また前記発熱抵抗体4 に電気的に接続されている一対の電極5,5 はAl(アルミニウム)やCu(銅),Ag(銀)等の金属から成り、該電極5 は発熱抵抗体4 にジュール発熱を起こさせるために必要な所定の電力を印加する作用を為す。
【0023】
そして前記発熱抵抗体4 及び一対の電極5,5 の上面にはSi3 4 等から成る保護層6 が被着されており、該保護層6 によって発熱抵抗体4 や一対の電極5,5 を記録媒体との摺接による磨耗や大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護するようにしている。
【0024】
かくして上述したサーマルヘッドは、外部からの画像データに基づいて一対の電極5,5 間に所定の電力を印加し、多数の発熱抵抗体4 を個々に選択的にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルヘッドとして機能する。
【0025】
次に上述したサーマルヘッドの製造方法について図3(a)〜(e)を用いて説明する。尚、本形態においては1つの絶縁基板素体1Aから1個のサーマルヘッドを得る場合を例にとって説明する。
【0026】
(1) 先ず、前述の絶縁基板1 よりも一回り大型の絶縁基板素体1Aを準備する。
【0027】
前記絶縁基板素体1Aはアルミナセラミックス等の電気絶縁性材料から成り、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合して泥漿状になすとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシートを得、しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜いた上、高温(約1600℃)で焼成することにより製作される。
【0028】
かかる絶縁基板素体1Aの下面には、その外周部近傍に複数個の溝1aが形成されており、これらの溝1aで囲まれた区画がサーマルヘッド領域T となる。該溝1aは後述する(7) の工程において絶縁基板素体1Aを折り曲げにより所定形状の絶縁基板1 に切断する際、その切断を容易とするためのものであり、絶縁基板素体1Aとなるセラミックグリーンシートに予めカッターナイフで切り込みを入れておくことにより形成される。このとき、溝1aの深さは絶縁基板素体1Aの厚みの4分の1乃至3分の1に設定しておくことが好ましく、この範囲内に設定しておくことで絶縁基板素体1Aが(7) の切断工程に至る前に搬送時の振動等によって割れてしまうのを有効に防止することができる。
【0029】
(2) 次に、前記絶縁基板素体1Aの上面に蓄熱層2 を、前記サーマルヘッド領域T から該領域T の外側まで延在するようにして被着させる。尚、本形態においては前記蓄熱層2 を絶縁基板素体1Aの上面全体にわたって形成する。
【0030】
前記蓄熱層2 は、SiO2 を主成分とする無機質材料、例えばガラス等によって15μm〜40μmの厚みに被着され、ガラス粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等の厚膜手法によって絶縁基板素体1Aの上面全体にわたって印刷・塗布し、これを約1300℃の温度で焼き付けることによって形成される。
【0031】
かかる工程により形成された蓄熱層2 はその外周部がガラスペーストの表面張力等に起因して盛り上がった形となるが、この盛り上がり部分は切断除去部に存在しており、後の工程(7) においてサーマルヘッドより切り離されることとなる。
【0032】
(3) 次に図3(a)に示す如く前記蓄熱層2 の一部上面、具体的にはサーマルヘッド領域T の外周部を除く蓄熱層2 の上面全体に耐エッチング層3 を被着させる。
【0033】
前記耐エッチング層3 はSi3 4 を主成分とする無機質材料により0.1μm〜0.5μmの厚みに被着され、従来周知のスパッタリング等の薄膜手法を採用することによって形成される。
【0034】
尚、かかる耐エッチング層3 のパターニングにはあまり高い精度は必要とされないので、前述したスパッタリングの際に、蓄熱層2 の一部表面をメタルマスク等で覆っておくだけで耐エッチング層3 を蓄熱層上面の所定領域にのみ形成することができる。
【0035】
(4) 次に図3(b)に示す如く前記耐エッチング層3 上に抵抗層4A及び導電層5Aを順次被着させる。
【0036】
前記抵抗層4AはTaSiOやTiSiO,TiCSiO等の抵抗材料により0.01μm〜0.10μmで、また導電層5AはAlやCu,Ag等の金属により0.5μm〜2.0μmで、耐エッチング層3 の上面と、表面を露出させた領域の蓄熱層上面の双方にわたって被着・形成される。
【0037】
かかる抵抗層4Aと導電層5Aは従来周知の薄膜手法、例えばスパッタリングや真空蒸着等によって耐エッチング層3 等の上面に順次、被着・形成される。
【0038】
(5) 次にサーマルヘッド領域T 内の導電層5A及び抵抗層4Aを所定パターンに加工するとともに前記蓄熱層2 にサーマルヘッド領域T の外周部に沿った溝2aを形成する。
【0039】
前記導電層5A及び抵抗層4Aのパターニングと前記溝2aの形成は、従来周知のフォトリソグラフィー及びエッチングを採用することにより行なわれる。具体的には、まず図3(c)に示す如く導電層5Aの表面に紫外線硬化型樹脂のワニスを従来周知のスピンコート法等によって塗布するとともに該ワニスに所定波長の紫外光を電極5,5 に対応した所定パターンに照射して紫外線硬化型樹脂を部分的に硬化させ、次に未硬化の紫外線硬化型樹脂を除去し、しかる後、紫外線硬化型樹脂r が所定パターンに被着されている絶縁基板素体1Aをフッ硝酸を含むエッチング液に所定時間浸漬し、該エッチング液で紫外線硬化型樹脂r が存在しない領域の導電層5A及び抵抗層4Aと、耐エッチング層3 が存在しない領域の蓄熱層2 とを連続的に浸蝕することによって図3(d)に示す如き発熱抵抗体4 及び一対の電極5,5 のパターニングと溝2aの形成とが同時に行なわれる。
【0040】
このとき、Si3 4 を主成分とする耐エッチング層3 はSiO2 を主成分とする蓄熱層2 に比しフッ硝酸を含むエッチング液に対して浸蝕されにくいことから、エッチング液と接触しても耐エッチング層3 は殆ど浸蝕されず、一方、耐エッチング層3 が存在しない領域の蓄熱層2 は大きく浸蝕され、これによって上述の溝2aが形成されることとなる。
【0041】
またこの場合、蓄熱層2 の溝2aは電極5,5 や発熱抵抗体4 のパターニングと同一の工程で形成されることから、溝2aを形成するにあたり別途、工程が増えることはなく、サーマルヘッドの製造工程が複雑になるのを有効に防止することができる。
【0042】
尚、前記発熱抵抗体4 のパターニングは、従来周知のフォトリソグラフィー及びエッチングにより導電層5Aの一部を除去し、その下の抵抗層4Aを一部露出させることによって行なわれ、このとき露出した部分の抵抗層4Aが発熱抵抗体4 として機能することとなる。
【0043】
(6) 次に前記発熱抵抗体4 、一対の電極5,5 及び蓄熱層2 等の表面に保護層6 を被着させる。
【0044】
前記保護層6 は耐エッチング層3 と同質のSi3 4 等により0.1μm〜0.5μmの厚みに被着・形成され、従来周知のスパッタリング等の薄膜手法を採用することによって発熱抵抗体4 、一対の電極5,5 及び蓄熱層2 等を被覆するようにして形成される。
【0045】
(7) そして最後に図3(e)に示す如く前記絶縁基板素体1A及び蓄熱層2 を前記溝1a,2a に沿って切断し、所定形状のサーマルヘッドを得る。
【0046】
この切断は、所定の突起を有した治具を絶縁基板素体1Aの上下両側に配置してこれら治具の突起で絶縁基板素体1Aの所定箇所を押圧し、折り曲げ応力を印加することによって行なわれる。
【0047】
この切断除去部にはガラスペーストの表面張力等に起因して盛り上がった蓄熱層2 のエッジ部分が位置しているので、切断除去後に得られるサーマルヘッドの蓄熱層2 に大きな盛り上がり等は一切存在せず、かかるサーマルヘッドを用いて印画を行なう際、記録媒体を全ての発熱抵抗体4 に対して均一かつ良好に摺接させることができる。
【0048】
またこのとき、絶縁基板素体1Aと共に切断される蓄熱層2 の切断箇所には溝2aが形成されているため、該切断時、蓄熱層2 に印加される折り曲げ応力は溝2aの形成箇所に集中的に印加されることとなる。従って、得られるサーマルヘッドの蓄熱層2 にチッピングやバリが生じることは少なく、電極5 の破損を有効に防止してサーマルヘッドの生産性を飛躍的に向上させることができるとともに、かかるサーマルヘッドを用いて印画する際に記録媒体がサーマルヘッドとの摺接によって傷つくといった事態も有効に防止されるようになる。
【0049】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【0050】
例えば上述の形態では絶縁基板素体1Aからサーマルヘッドを1個だけ得る方法について説明したが、複数のサーマルヘッド領域を有した1つの絶縁基板素体から複数個のサーマルヘッドを同時に得る、所謂“多数個取り”を行なう場合にも適用が可能である。
【0051】
また上述の形態においては蓄熱層2 が絶縁基板1 の上面全体に被着されているサーマルヘッドを製造する場合を例にとって説明したが、これに代えて蓄熱層2 が断面円弧状をなすように部分的に形成されているサーマルヘッドを製造する場合にも適用が可能である。尚、この場合、耐エッチング層はサーマルヘッド領域の外周部を除く蓄熱層の上面全体にさえ被着されていれば良いので、蓄熱層が存在しない絶縁基板素体の表面には耐エッチング層を必ずしも被着させておく必要はない。
【0052】
更に上述の形態において蓄熱層2 の溝2aの内部に、図4に示す如く、発熱抵抗体4 や電極5 と同質の材料で形成される複数個のダミーパターンd を発熱抵抗体4 の配列方向と平行に並設しておいても良い。この場合、前記ダミーパターンd がサーマルヘッドのエッジ部における蓄熱層2 −保護層6 間の接着層として機能することから、保護層6 の下地に対する被着強度が上がり、サーマルヘッドの信頼性が向上する利点もある。
【0053】
【発明の効果】
本発明によれば、絶縁基板素体と共に切断される蓄熱層の所定箇所には溝が形成されているため、該切断時、蓄熱層に印加される折り曲げ応力は溝の形成箇所に集中的に印加される。従って、得られるサーマルヘッドの蓄熱層にチッピングやバリが生じることは少なく、所定パターンの破損を有効に防止してサーマルヘッドの生産性を飛躍的に向上させることができるとともに、かかるサーマルヘッドを用いて印画する際に記録媒体がサーマルヘッドとの摺接によって傷つくといった事態も有効に防止される。
【0054】
また本発明によれば、蓄熱層の溝が電極や発熱抵抗体のパターニングと同一の工程で形成されることから、蓄熱層に溝を形成するにあたり別途、工程が増えることはなく、サーマルヘッドの製造工程が複雑化するのを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一形態に係る製造方法によって製作されるサーマルヘッドの平面図である。
【図2】(a)は図1のX−X線断面図、(b)は図1のY−Y線断面図である。
【図3】(a)〜(e)は図1のサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図4】本発明の変形例を説明するための要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 ・・・絶縁基板、1A・・・絶縁基板素体、2 ・・・蓄熱層、2a・・・溝、3 ・・・耐エッチング層、4 ・・・発熱抵抗体、4a・・・抵抗層、5,5 ・・・一対の電極、5a・・・導電層、6 ・・・保護層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a thermal head incorporated as a printer mechanism such as a word processor or a facsimile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a thermal head incorporated as a printer mechanism such as a word processor has a glass heat storage layer deposited on the upper surface of an insulating substrate made of alumina ceramics and the like, and a number of heating resistors are formed on the heat storage layer via an etching resistant layer. And a structure in which a pair of electrodes are deposited and formed, a predetermined power is applied between the pair of electrodes, and the heating resistors are selectively joule-heated individually, and the generated heat is transferred to thermal paper. The thermal head is made to function as a thermal head by forming a predetermined print on the recording medium.
[0003]
Such a conventional thermal head is usually manufactured by the following manufacturing method.
[0004]
(1) First, an insulating substrate body larger than the insulating substrate is prepared.
[0005]
(2) Next, a glass paste is applied to a predetermined thickness on the entire upper surface of the insulating substrate body by a conventionally known screen printing or the like, and this is baked at a high temperature to form a glass heat storage layer. Next, an etching resistant layer mainly composed of Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 0.1 μm to 0.5 μm by sputtering or the like that is conventionally known. This etching resistant layer is for preventing the heat storage layer from being eroded by the etching solution when patterning the heating resistor and the pair of electrodes in the step (3) described later. It is deposited so as to cover it.
[0006]
(3) Next, a large number of heating resistors and a pair of electrodes are formed on the heat storage layer by a conventionally known thin film technique.
[0007]
The large number of heating resistors and a pair of electrodes are formed by sequentially depositing a resistance layer and a conductive layer on the upper surface of the heat storage layer by sputtering, vacuum deposition, or the like, and using photolithography, etching, or the like, and processing into a predetermined pattern It is formed by doing.
[0008]
(4) Finally, an external force is applied in a direction perpendicular to the insulating substrate body, and the insulating substrate body is cut together with the heat storage layer attached to the upper surface to obtain a thermal head having a predetermined shape. . At this time, a groove called a break line is formed on the lower surface of the insulating substrate body, and the insulating substrate body is cut accurately and easily by applying an external force along the groove.
[0009]
In the conventional manufacturing method described above, a thermal head having a predetermined shape is obtained from an insulating substrate body by manufacturing a plurality of thermal heads simultaneously from one insulating substrate body. This is because the productivity is improved and the edge portion where it is difficult to control the thickness, film quality and the like is separated from the thermal head and discarded when the heat storage layer or the like is formed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this conventional thermal head manufacturing method, the thickness of the heat storage layer that is cut together with the insulating substrate body is substantially equal between the cut portion and its periphery, and an external force is applied when cutting the insulating substrate body. At this time, the force applied to the heat storage layer is dispersed. For this reason, chipping and burrs are likely to occur at the edge of the heat storage layer when the insulating substrate body is cut, and there is a disadvantage that a part of the electrode is damaged by this chipping, or the recording medium hits the burrs when printing.
[0011]
Therefore, in order to eliminate the above disadvantages, it is conceivable to form a cutting groove on the surface of the heat storage layer with a cutter or the like, similarly to the insulating substrate body.
[0012]
However, in order to form a groove for cutting on the surface of the heat storage layer, a separate process for removing and cleaning the grooving process and fragments of the heat storage layer generated in the process is required. When machining using a cutter or the like, small chipping or burrs may occur around the groove, which cannot be a sufficient countermeasure.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been devised in view of the above disadvantages, and the thermal head manufacturing method of the present invention includes a thermal head region and a thermal head region on the upper surface of an insulating substrate body having a cutting region surrounding the thermal head region. While applying a heat storage layer extending from the inside to the outside of the cutting region,
Depositing an etching resistant layer on the upper surface of the heat storage layer excluding the cutting region where a groove having a predetermined width is formed;
Sequentially depositing a resistive layer and a conductive layer on the etch-resistant layer in the thermal head region;
Etching the conductive layer and a part of the resistance layer, and the heat storage layer, processing the conductive layer and the resistance layer into a predetermined pattern and forming the groove in the heat storage layer located in the cutting region;
Cutting the insulating substrate body along the groove to obtain a thermal head.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a plan view of a thermal head manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a sectional view taken along line XX in FIG. 1, and FIG. 2B is a line YY in FIG. 1 is an insulating substrate, 2 is a heat storage layer, 3 is an etching resistant layer, 4 is a heating resistor, 5 and 5 are a pair of electrodes, and 6 is a protective layer.
[0015]
The insulating substrate 1 is made of an electrically insulating material such as alumina ceramics, and functions as a support base material for supporting the heat storage layer 2 and the heating resistor 4 on the upper surface thereof.
[0016]
Also on the upper surface of the insulating substrate 1, inorganic material composed mainly of SiO 2, for example, heat accumulation layer 2 made of glass or the like is deposited to a thickness of 15Myuemu~40myuemu.
[0017]
The heat storage layer 2 has a relatively low thermal conductivity of 1.8 × 10 −3 to 2.4 × 10 −3 cal / cm · sec · ° C., so that the heat generated by the heating resistor 4 is adequate. Accumulation can be performed so that the temperature becomes equal, and the thermal response characteristics of the thermal head can be kept good.
[0018]
An etching resistant layer 3 mainly composed of Si 3 N 4 is deposited on a part of the heat storage layer 2.
[0019]
The etching resistant layer 3 effectively prevents the heat storage layer 2 located in the vicinity of the heating resistor 4 from being eroded by the etching solution when patterning the heating resistor 4 and the pair of electrodes 5 and 5 described later. For example, it is deposited and formed to a thickness of, for example, 0.1 μm to 0.5 μm over a part of the upper surface of the heat storage layer 2, specifically, the entire upper surface excluding the outer periphery of the heat storage layer 2.
[0020]
Furthermore, on the upper surface of the etching resistant layer 3, for example, a number of heating resistors 4 arranged in a straight line with a dot density of 600 dpi, for example, and a pair of electrodes 5 electrically connected to both ends of each heating resistor 4 , 5 are attached and formed.
[0021]
The heating resistor 4 is made of, for example, a TaSiO-based resistor material, a TiSiO-based resistor material, a TiCSiO-based resistor material, or the like, and has a predetermined electrical resistivity, so that it is externally connected via a pair of electrodes 5 and 5. When electric power from is applied, Joule heat is generated, and heat is generated at a temperature necessary for forming a print on the recording medium, for example, 250 ° C. to 400 ° C.
[0022]
The pair of electrodes 5 and 5 electrically connected to the heating resistor 4 is made of metal such as Al (aluminum), Cu (copper), Ag (silver), and the electrode 5 is connected to the heating resistor 4. It acts to apply a predetermined electric power necessary for causing Joule heat generation.
[0023]
A protective layer 6 made of Si 3 N 4 or the like is deposited on the upper surfaces of the heating resistor 4 and the pair of electrodes 5, 5, and the heating layer 4 and the pair of electrodes 5, 5 are covered by the protective layer 6. Are protected from wear due to sliding contact with the recording medium and corrosion due to contact with moisture contained in the atmosphere.
[0024]
Thus, the thermal head described above applies a predetermined power between the pair of electrodes 5 and 5 based on the image data from the outside to selectively generate Joule heat for each of the plurality of heating resistors 4 and the generated heat. Is conducted to a recording medium, and a predetermined print is formed on the recording medium, thereby functioning as a thermal head.
[0025]
Next, the manufacturing method of the thermal head mentioned above is demonstrated using Fig.3 (a)-(e). In the present embodiment, a case where one thermal head is obtained from one insulating substrate body 1A will be described as an example.
[0026]
(1) First, an insulating substrate body 1A that is slightly larger than the insulating substrate 1 described above is prepared.
[0027]
The insulating substrate body 1A is made of an electrically insulating material such as alumina ceramic. For example, an appropriate organic solvent or solvent is added to and mixed with a ceramic raw material powder such as alumina, silica, or magnesia to form a slurry. A ceramic green sheet is obtained by adopting a conventionally known doctor blade method, calendar roll method, etc., and then manufactured by punching the ceramic green sheet into a predetermined shape and firing it at a high temperature (about 1600 ° C.). Is done.
[0028]
A plurality of grooves 1a are formed near the outer periphery of the lower surface of the insulating substrate body 1A, and a section surrounded by these grooves 1a is a thermal head region T. The groove 1a is for facilitating cutting when the insulating substrate body 1A is cut into a predetermined shape of the insulating substrate 1 by bending in the step (7) described later, and becomes the insulating substrate body 1A. It is formed by cutting a ceramic green sheet with a cutter knife in advance. At this time, the depth of the groove 1a is preferably set to one-fourth to one-third of the thickness of the insulating substrate body 1A, and the insulating substrate body 1A is set within this range. It is possible to effectively prevent cracking due to vibration during conveyance before reaching the cutting step (7).
[0029]
(2) Next, the heat storage layer 2 is deposited on the upper surface of the insulating substrate body 1A so as to extend from the thermal head region T to the outside of the region T 1. In this embodiment, the heat storage layer 2 is formed over the entire top surface of the insulating substrate body 1A.
[0030]
The heat storage layer 2 is applied to an inorganic material mainly composed of SiO 2 , for example, glass to a thickness of 15 μm to 40 μm, and a predetermined glass obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent and solvent to the glass powder. The paste is formed by printing and applying the paste over the entire upper surface of the insulating substrate body 1A by a known thick film technique such as screen printing, and baking it at a temperature of about 1300 ° C.
[0031]
The heat storage layer 2 formed by such a process has a shape in which the outer peripheral part swells due to the surface tension of the glass paste, etc., but this swelled part exists in the cut and removed part, and the subsequent process (7) Is separated from the thermal head.
[0032]
(3) Next, as shown in FIG. 3 (a), the etching resistant layer 3 is deposited on the upper surface of a part of the heat storage layer 2, specifically, the entire upper surface of the heat storage layer 2 excluding the outer periphery of the thermal head region T. .
[0033]
The etching resistant layer 3 is deposited to a thickness of 0.1 μm to 0.5 μm with an inorganic material mainly composed of Si 3 N 4 and is formed by employing a conventionally known thin film method such as sputtering.
[0034]
In addition, since the patterning of the etching resistant layer 3 does not require very high accuracy, the etching resistant layer 3 can be stored by simply covering a part of the surface of the thermal storage layer 2 with a metal mask or the like during the above-described sputtering. It can be formed only in a predetermined region on the upper surface of the layer.
[0035]
(4) Next, as shown in FIG. 3B, a resistance layer 4A and a conductive layer 5A are sequentially deposited on the etching resistant layer 3.
[0036]
The resistance layer 4A is 0.01 μm to 0.10 μm with a resistance material such as TaSiO, TiSiO, TiCSiO, and the conductive layer 5A is 0.5 μm to 2.0 μm with a metal such as Al, Cu, or Ag. 3 is applied and formed on both the upper surface of the heat storage layer and the upper surface of the heat storage layer in the region where the surface is exposed.
[0037]
The resistance layer 4A and the conductive layer 5A are sequentially deposited and formed on the upper surface of the etching resistant layer 3 and the like by a well-known thin film technique such as sputtering or vacuum deposition.
[0038]
(5) Next, the conductive layer 5A and the resistance layer 4A in the thermal head region T are processed into a predetermined pattern, and a groove 2a along the outer peripheral portion of the thermal head region T is formed in the heat storage layer 2.
[0039]
The patterning of the conductive layer 5A and the resistance layer 4A and the formation of the groove 2a are performed by employing conventionally known photolithography and etching. Specifically, first, as shown in FIG. 3C, an ultraviolet curable resin varnish is applied to the surface of the conductive layer 5A by a conventionally known spin coating method or the like, and ultraviolet light having a predetermined wavelength is applied to the varnish. Irradiate a predetermined pattern corresponding to 5 to partially cure the ultraviolet curable resin, then remove the uncured ultraviolet curable resin, and then apply the ultraviolet curable resin r to the predetermined pattern. The insulating substrate element 1A is immersed in an etching solution containing hydrofluoric acid for a predetermined time, and the conductive layer 5A and the resistance layer 4A in the region where the ultraviolet curable resin r does not exist and the region where the etching resistant layer 3 does not exist. By continuously eroding the heat storage layer 2, the patterning of the heating resistor 4 and the pair of electrodes 5, 5 and the formation of the groove 2 a are simultaneously performed as shown in FIG.
[0040]
At this time, the etching-resistant layer 3 containing Si 3 N 4 as a main component is less likely to be eroded by the etching solution containing hydrofluoric acid than the heat storage layer 2 containing SiO 2 as a main component. Even in this case, the etching resistant layer 3 is hardly eroded, while the heat storage layer 2 in a region where the etching resistant layer 3 does not exist is greatly eroded, thereby forming the groove 2a.
[0041]
In this case, since the groove 2a of the heat storage layer 2 is formed in the same process as the patterning of the electrodes 5, 5 and the heating resistor 4, there is no additional process for forming the groove 2a. It is possible to effectively prevent the manufacturing process from becoming complicated.
[0042]
The patterning of the heating resistor 4 is performed by removing a part of the conductive layer 5A and exposing a part of the underlying resistance layer 4A by well-known photolithography and etching. The resistance layer 4A functions as the heating resistor 4.
[0043]
(6) Next, a protective layer 6 is deposited on the surface of the heating resistor 4, the pair of electrodes 5, 5 and the heat storage layer 2.
[0044]
The protective layer 6 is deposited and formed to a thickness of 0.1 μm to 0.5 μm by Si 3 N 4 or the like, which is the same as the etching resistant layer 3, and a heating resistor is formed by employing a conventionally known thin film method such as sputtering. 4. It is formed so as to cover the pair of electrodes 5, 5 and the heat storage layer 2 and the like.
[0045]
(7) Finally, as shown in FIG. 3 (e), the insulating substrate body 1A and the heat storage layer 2 are cut along the grooves 1a and 2a to obtain a thermal head having a predetermined shape.
[0046]
This cutting is performed by placing jigs having predetermined protrusions on both upper and lower sides of the insulating substrate body 1A, pressing predetermined portions of the insulating substrate body 1A with the protrusions of these jigs, and applying a bending stress. Done.
[0047]
Since the edge portion of the heat storage layer 2 raised due to the surface tension of the glass paste is located in this cut and removed portion, there is no large rise in the heat storage layer 2 of the thermal head obtained after cutting and removing. First, when printing is performed using such a thermal head, the recording medium can be brought into sliding contact with all the heating resistors 4 uniformly and satisfactorily.
[0048]
At this time, since the groove 2a is formed at the cut portion of the heat storage layer 2 cut together with the insulating substrate body 1A, the bending stress applied to the heat storage layer 2 at the time of cutting is applied to the formation portion of the groove 2a. It will be applied intensively. Therefore, chipping and burrs are rarely generated in the heat storage layer 2 of the obtained thermal head, and damage to the electrode 5 can be effectively prevented, and the productivity of the thermal head can be dramatically improved. When printing using the recording medium, it is possible to effectively prevent the recording medium from being damaged by sliding contact with the thermal head.
[0049]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned form, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0050]
For example, in the above-described embodiment, the method of obtaining only one thermal head from the insulating substrate body 1A has been described. However, a so-called "so-called" that obtains a plurality of thermal heads simultaneously from one insulating substrate body having a plurality of thermal head regions. The present invention can also be applied to the case of “multiple picking”.
[0051]
In the above embodiment, the case where a thermal head in which the heat storage layer 2 is attached to the entire upper surface of the insulating substrate 1 has been described as an example. Instead, the heat storage layer 2 has an arcuate cross section. The present invention can also be applied when manufacturing a partially formed thermal head. In this case, the etching resistant layer only needs to be applied to the entire top surface of the heat storage layer except the outer periphery of the thermal head region. It does not necessarily have to be deposited.
[0052]
Further, in the above-described embodiment, a plurality of dummy patterns d formed of the same material as the heating resistor 4 and the electrode 5 are arranged in the groove 2a of the heat storage layer 2 as shown in FIG. May be arranged in parallel. In this case, since the dummy pattern d functions as an adhesive layer between the heat storage layer 2 and the protective layer 6 at the edge of the thermal head, the adhesion strength of the protective layer 6 to the underlayer is increased, and the reliability of the thermal head is improved. There are also advantages to doing.
[0053]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the groove is formed at a predetermined location of the heat storage layer that is cut together with the insulating substrate body, the bending stress applied to the heat storage layer at the time of the cutting is concentrated on the groove formation location. Applied. Therefore, chipping and burrs are unlikely to occur in the heat storage layer of the obtained thermal head, and it is possible to effectively prevent breakage of a predetermined pattern and dramatically improve the productivity of the thermal head, and use such a thermal head. Thus, it is possible to effectively prevent the recording medium from being damaged by sliding contact with the thermal head when printing.
[0054]
Further, according to the present invention, since the groove of the heat storage layer is formed in the same process as the patterning of the electrode and the heating resistor, there is no additional process for forming the groove in the heat storage layer. It is possible to effectively prevent the manufacturing process from becoming complicated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a thermal head manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views for each step for explaining a method of manufacturing the thermal head of FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining a modification of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating substrate, 1A ... Insulating substrate body, 2 ... Thermal storage layer, 2a ... Groove, 3 ... Etching-resistant layer, 4 ... Heat generating resistor, 4a ... Resistance Layer, 5,5 ... pair of electrodes, 5a ... conductive layer, 6 ... protective layer

Claims (1)

サーマルヘッド領域及び該サーマルヘッド領域を囲む切断領域を有する絶縁基板素体の上面に、該サーマルヘッド領域から前記切断領域の外側まで延在する蓄熱層を被着させるとともに、
所定幅の溝が形成される前記切断領域を除く前記蓄熱層の上面に、耐エッチング層を被着させる工程と、
前記サーマルヘッド領域内の耐エッチング層上に抵抗層及び導電層を順次被着させる工程と、
前記導電層及び抵抗層の一部、並びに前記蓄熱層をエッチングして前記導電層及び抵抗層を所定パターンに加工するとともに前記切断領域に位置する蓄熱層に前記溝を形成する工程と、
前記絶縁基板素体を前記溝に沿って切断し、サーマルヘッドを得る工程とを含むサーマルヘッドの製造方法。
A thermal storage layer extending from the inside of the thermal head region to the outside of the cutting region is attached to the upper surface of the insulating substrate body having a thermal head region and a cutting region surrounding the thermal head region,
Depositing an etching resistant layer on the upper surface of the heat storage layer excluding the cutting region where a groove having a predetermined width is formed ;
A step of the resistive layer and the conductive layer are sequentially deposited on the etch-resistant layer of the thermal head region,
Some of the conductive layer and the resistive layer, and by etching the heat storage layer, and forming the groove in the heat storage layer positioned on the cutting area while processing the conductive layer and the resistive layer in a predetermined pattern,
Cutting the insulating substrate body along the groove to obtain a thermal head.
JP12193699A 1999-04-28 1999-04-28 Manufacturing method of thermal head Expired - Fee Related JP3645741B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12193699A JP3645741B2 (en) 1999-04-28 1999-04-28 Manufacturing method of thermal head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12193699A JP3645741B2 (en) 1999-04-28 1999-04-28 Manufacturing method of thermal head

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004370022A Division JP4164064B2 (en) 2004-12-21 2004-12-21 Manufacturing method of thermal head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000313131A JP2000313131A (en) 2000-11-14
JP3645741B2 true JP3645741B2 (en) 2005-05-11

Family

ID=14823609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12193699A Expired - Fee Related JP3645741B2 (en) 1999-04-28 1999-04-28 Manufacturing method of thermal head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3645741B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5116420B2 (en) * 2007-09-28 2013-01-09 京セラ株式会社 Thermal head and thermal printer
JP5754888B2 (en) * 2010-02-23 2015-07-29 京セラ株式会社 Thermal head, thermal head array, and thermal printer having thermal head

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000313131A (en) 2000-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6046030B2 (en) Print head manufacturing method
US7876343B2 (en) Thermal print head and method for manufacturing same
JP3645741B2 (en) Manufacturing method of thermal head
JP4164064B2 (en) Manufacturing method of thermal head
JP4227799B2 (en) Thermal head and manufacturing method thereof
JPH11179948A (en) Thermal head
JP2004154969A (en) Thermal head and its manufacturing process
JP2002011899A (en) Method of making thermal head
JP3101194B2 (en) Thermal head and method of manufacturing the same
JPH07137318A (en) Production of thermal head
JP4748864B2 (en) Thermal head
JP4029010B2 (en) Manufacturing method of thermal head
JP3231951B2 (en) Thermal head and method of manufacturing the same
JP4766726B2 (en) Manufacturing method of thermal head
JPH03222760A (en) Thermal head and manufacture thereof
JP4309700B2 (en) Thermal head substrate, thermal head and manufacturing method thereof
JP3129912B2 (en) Manufacturing method of thermal head
JP3004095B2 (en) Manufacturing method of thermal head
JP2000246929A (en) Manufacture of thermal head
JPH04249164A (en) Manufacture of thermal head
JPH03227660A (en) Thermal head and its manufacture
JPH0340911B2 (en)
JPH06115133A (en) Production of thermal head
JPH08267807A (en) Thermal head
JPH08207333A (en) Thermal head and its manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041102

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041221

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: 20050125

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050204

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: 20090210

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090210

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees