JP4178603B2 - サーマルヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタやファクシミリなどの記録部などに好適に使用されるサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は、サーマルヘッドの一例を示した斜視図である。
図8において、符号1は、ステンレス鋼あるいはクロムとアルミニウムを含む合金などの金属により構成された基板である。この基板1の表面には、線状の共通電極部分Mが突出形成されている。
【0003】
符号2は、前記基板1の表面に形成されたガラスなどからなる絶縁性のグレースガラス層である。 このグレースガラス層2の前記共通電極部分Mの近傍部分は、断面円弧状に盛り上がって形成された盛り上がり部2aとされている。この盛り上がり部2aの中央部分では、前記共通電極部分Mが、上面から露出した状態とされている。
【0004】
前記グレースガラス層2の盛り上がり部2aの表面には、プリンタの各ラインに対応して、多数の抵抗体の抵抗パターンが互いに平行して形成され、これらの抵抗パターンにおける前記共通電極部分Mを挟んだ両側が、第1発熱体4と第2発熱体5となっている。
【0005】
前記第1発熱体4の一端は、前記共通電極部分Mに接続され、他端は、前記グレースガラス層2の表面に形成された個別電極6にそれぞれ接続されている。
一方、前記第2発熱体5の一端は、前記共通電極部分Mに接続され、他端は、一括電極7に接続されている。
【0006】
このようなサーマルヘッドは、第2の発熱体5によって発色に必要な最小限のエネルギーを印刷用紙に与え、第1の発熱体4によって所定の階調で発色するためのエネルギーを与えることができるため、プリントの所要時間の短縮とプリント能力の向上を図ることができる優れたサーマルヘッドである。
【0007】
しかしながら、このようなサーマルヘッドにおいては、基板1の共通電極部分Mの幅が狭いため、抵抗体パターンを形成する方法として一般に使用されているフォトリソグラフィーを使用する方法により、前記共通電極部分Mの抵抗体の抵抗体パターンを形成するに際し、前記フォトリソグラフィーによる位置合わせが困難であるという不都合があった。このため、抵抗体の位置がずれて、抵抗体の抵抗値に異常が発生し、サーマルヘッドとしての使用ができなくなる可能性が高く、問題となっていた。
さらに、このようなサーマルヘッドにおいては、前記共通電極部分Mの幅が50〜70μmと非常に狭いものであることから、共通電極部分Mを形成する加工が非常に困難である。例えば、50μmの共通電極部分Mを形成した場合、10μm程度の誤差が生じることが少なくない。このため、前記抵抗体パターンを形成するに際における前記フォトリソグラフィーによる位置合わせが、より一層困難となっている。
【0008】
また、このようなサーマルヘッドでは、金属である基板1と、セラミックであるグレースガラス層2との機械的特性が大きく異なることから、基板1の共通電極部分Mとグレースガラス層2との界面3において、ラッピング加工の際に構造的欠陥が生じやすいという不都合があった。
例えば、前記フォトリソグラフィーを使用する方法によりサーマルヘッドを作製する場合、基板1の共通電極部分M上に、厚さ100nm程度の非常に薄い抵抗体を形成して所定の形状にパターニングするので、前記ラッピング加工に起因する微細な構造的欠陥が共通電極部分Mに存在すると、図9に示すように、抵抗体Rが共通電極部分Mとグレースガラス層2との界面3で断線しやすく、不良品となりやすいことが問題となっていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、このような問題を解決し、抵抗体Rのパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせが容易であり、共通電極部分Mとグレースガラス層2との界面3での抵抗体Rの断線による不良品の発生を防ぐことができるサーマルヘッドを提供することを課題としている。
また、このサーマルヘッドの製造方法を提供することを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、基板上に形成された線状の共通電極部分と、前記基板上で、共通電極部分の両側に形成された絶縁性のグレースガラス層と、前記共通電極部分上に前記共通電極部分の長手方向に形成された基線抵抗体、およびこれと交差するように形成された発熱抵抗体からなる抵抗体と、前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の一端が接続された一括電極と、前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の他端が接続された個別電極と、前記抵抗体上に形成されたコモン電極とを有し、前記基線抵抗体の幅が、前記共通電極部分の幅以下であり、前記共通電極部分の幅が、前記コモン電極の幅未満であるサーマルヘッドによって解決できる。
また、前記課題は、基板上に線状の共通電極部分を形成し、前記基板上で、前記共通電極部分の両側に絶縁性のグレースガラス層を形成し、前記共通電極部分上で幅が前記共通電極部分の幅以下である前記共通電極部分の長手方向に延びる基線抵抗体、およびこれと交差する発熱抵抗体からなる抵抗体を形成したのち、前記グレースガラス層上に、前記発熱抵抗体の一端に接続するように一括電極を形成するとともに他端に接続するように個別電極を形成し、前記抵抗体上に、前記共通電極部分の幅を越える幅であるコモン電極を形成するサーマルヘッドの製造方法によって解決できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明のサーマルヘッドの一例を示した図である。
このサーマルヘッドは、共通電極部分Mの長手方向に形成された抵抗体Raの幅WRが、 前記共通電極部分Mの幅WM以下であり、前記共通電極部分Mの幅WMが、コモン電極Cの幅WC未満であるサーマルヘッドである。
【0012】
図2は、図1に示したサーマルヘッドに使用されている基板を示した斜視図である。
この基板1は、ステンレス鋼あるいはクロムとアルミニウムを含む合金などの金属により構成されたものである。 前記基板1の表面には、一定の幅WMを有する線状の共通電極部分Mが突出形成されている。
【0013】
この基板1上には、図3および図4に示すように、共通電極部分Mの上端が露出し、かつ、その近郊部分が盛り上がった状態となるように、ガラスグレース層2が形成されている。
基板1およびガラスグレース層2上には、図5に示すように、抵抗体Rが形成されている。この抵抗体Rは、共通電極部分Mの長手方向に形成された抵抗体Ra(以下、「基線抵抗体」と略記する)と、これと交差するRb(以下、「発熱抵抗体」と略記する)とからなるものであり、長手方向に形成された基線抵抗体Raの幅WRが、前記共通電極部分Mの幅WM以下となるように形成されている。すなわち、基線抵抗体Raの幅WRと共通電極部分Mの幅WMとの関係は、以下の式(1)で表される。
WR≦WM ・・・(1)
【0014】
また、抵抗体R上には、図6に示すように、コモン電極Cが形成されている。
このコモン電極膜Cの幅WCは、前記共通電極部分Mの幅WMを越える幅とされる。
すなわち、コモン電極膜Cの幅WCと共通電極部分Mの幅WMとの関係は、以下の式(2)で表される。
WM≦Wc ・・・(2)
【0015】
また、このコモン電極膜Cの幅WCは、 2000μm以下であることが望ましい。
前記コモン電極Cの幅WCを、前記共通電極部分Mの幅WM以下とした場合、例えば、図9に示すように、共通電極部分Mとグレースガラス層2との界面で抵抗体Rが断線したときに、電気を流すことができなくなり、不良品の発生を防ぐことができないため好ましくない。 一方、2000μmを越える幅WCとした場合、コモン電極Cでの熱損失が大きくなるため好ましくない。
【0016】
このようなサーマルヘッドは、共通電極部分Mの長手方向に形成された基線抵抗体Raの幅WRが、前記共通電極部分Mの幅WM以下であるので、抵抗体Rのパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせに際し、基線抵抗体Raによって隠される面積が少なく、前記基線抵抗体Raおよび前記共通電極部分Mの位置が確認しやすいため、容易に位置合わせを行うことができるものとなる。
したがって、抵抗体Rの位置のずれが起こりにくく、不良品が発生しにくいものとなる。
【0017】
また、共通電極部分Mの幅WMが、コモン電極Cの幅WC未満であるので、図9に示すように、共通電極部分Mとグレースガラス層2との界面で抵抗体Rが断線した場合、コモン電極Cを介して断線した部分の電気を流すことができるため、不良品の発生を防ぐことができるものとなる。
【0018】
さらに、コモン電極Cの幅WCが、2000μm以下であるものとすることで、コモン電極Cでの熱損失を最小限にすることができ、より一層好ましいサーマルヘッドとなる。
【0019】
本発明のサーマルヘッドを製造するには、まず、基板1の表面に、図2に示すように、例えば、基板1を洗浄して研磨したのち、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、エッチングする方法や、 研磨加工、切削加工、ロール加工、プレス加工、引き抜き加工などの加工方法などによって、線状の共通電極部分Mを突出形成する。この共通電極部分Mの形成は、上述した方法を組み合わせた方法によって行うこともできる。
【0020】
続いて、共通電極部分Mが形成された基板1上に、図3および図4に示すように、前記共通電極部分M上端が露出状態になり、かつ、その近郊部分が盛り上がるように、グレースガラス層2を形成する。
このグレースガラス層2の形成は、ガラスペーストなどをメッシュ板を使用したスクリーン印刷により印刷し、焼成したのち、ラッピング加工を施し研磨する方法などによって好ましく行われる。
【0021】
ついで、図5に示すように、前記共通電極部分Mおよびグレースガラス層2上に、 例えば、スパッタリングする方法などによりTaSiO2を成膜し、フォトリソグラフィーなどの方法により、幅WRが前記共通電極部分Mの幅WM以下である基線抵抗体Raと発熱抵抗体Rbとを有する抵抗体Rが形成される。
このときのフォトリソグラフィーは、フォトマスクに、共通電極部分Mの長手方向に形成される基線抵抗体Raの幅WRが、前記共通電極部分Mの幅WM以下となるように、所定の形状の抵抗体パターンを形成し、ついで、マスクアイライナを使用して、前記フォトマスク上の規定抵抗体Raの位置と共通電極部分Mの位置とが合わせられて行なわれる。
【0022】
さらに、前記抵抗体R上に、図6に示すように、幅が、前記共通電極部分Mの幅WMを越え、 かつ、2000μm以下となるように、コモン電極Cを形成する方法などによって行われる。
【0023】
このようなサーマルヘッドの製造方法は、基板1上に線状の共通電極部分Mを形成し、前記共通電極部分M上に、幅WRが前記共通電極部分Mの幅WM以下である基線抵抗体Raおよび発熱抵抗体Rbを形成したのち、前記抵抗体R上に、前記共通電極部分Mの幅WMを越える幅WCであるコモン電極Cを形成するサーマルヘッドの製造方法であるので、 基線抵抗体Raの幅WRが、前記共通電極部分Mの幅WM以下となり、抵抗体Rのパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせに際し、容易に位置合わせを行うことができる製造方法となる。例えば、基線抵抗体Raの幅WRが、前記共通電極部分Mの幅WMを越える場合と比較して、基線抵抗体Raによって隠される面積が少ないので、前記基線抵抗体Raおよび前記共通電極部分Mの位置が確認しやすく、容易に位置合わせを行うことができる製造方法となる。
したがって、抵抗体Rの位置のずれが起こりにくく、不良品が発生しにくい製造方法となる。
【0024】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明するが、本発明は、この実施例にのみ限定されるものではない。
ステンレス鋼製の基板1の表面に、 図2に示すように、幅WM70μmの共通電極部分Mを突出形成し、ついで、図3および図4に示すように、前記共通電極部分M上端が露出状態になり、かつ、その近郊部分が盛り上がるように、グレースガラス層2を形成し、続いて、前記共通電極部分Mおよびグレースガラス層2上に、フォトリソグラフィーを使用して、図7に示すように、基線抵抗体Raの幅WR30μm、発熱抵抗体Rbの幅75μm、発熱抵抗体Rb相互のピッチ10μm、厚さ100nmの抵抗体Rを成膜して、抵抗体パターンを形成し、さらに、抵抗体R上に、 図6に示すような、幅WM80μmのコモン電極Cを形成し、サーマルヘッドを得た。
【0025】
その結果、抵抗体Rのパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせが容易であり、簡単にサーマルヘッドを得ることができることを確認できた。
【0026】
【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は、基板上に形成された線状の共通電極部分と、前記基板上で、共通電極部分の両側に形成された絶縁性のグレースガラス層と、前記共通電極部分上に前記共通電極部分の長手方向に形成された基線抵抗体、およびこれと交差するように形成された発熱抵抗体からなる抵抗体と、前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の一端が接続された一括電極と、前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の他端が接続された個別電極と、前記抵抗体上に形成されたコモン電極とを有し、前記基線抵抗体の幅が、前記共通電極部分の幅以下であり、前記共通電極部分の幅が、前記コモン電極の幅未満であるものであるので、フォトリソグラフィーによる位置合わせが容易であるものとすることができ、また、共通電極部分とグレースガラス層との界面で抵抗体が断線したときに、コモン電極によって電気を流すことができるため、不良品の発生を防ぐことができるサーマルヘッドとすることができる。
【0028】
本発明のサーマルヘッドの製造方法は、基板上に線状の共通電極部分を形成し、前記基板上で、前記共通電極部分の両側に絶縁性のグレースガラス層を形成し、前記共通電極部分上で幅が前記共通電極部分の幅以下である前記共通電極部分の長手方向に延びる基線抵抗体、およびこれと交差する発熱抵抗体からなる抵抗体を形成したのち、前記グレースガラス層上に、前記発熱抵抗体の一端に接続するように一括電極を形成するとともに他端に接続するように個別電極を形成し、前記抵抗体上に、前記共通電極部分の幅を越える幅であるコモン電極を形成するサーマルヘッドの製造方法であるので、共通電極部分の長さ方向に形成される抵抗体の幅が、前記共通電極部分の幅以下と狭く、抵抗体のパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせが容易なものとなるため、抵抗体の位置のずれが起こりにくく、不良品が発生しにくい製造方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のサーマルヘッドの一例を示した図である。
【図2】 図1に示したサーマルヘッドに使用されている基板を示した斜視図である。
【図3】 図2に示した基板上に、グレースガラス層を形成した状況を示した図である。
【図4】 図2に示した基板上に、グレースガラス層を形成した状況を示した断面図である。
【図5】 図3および図4に示した共通電極部分およびグレースガラス層上に、抵抗体を形成した状況を示した図である。
【図6】 図5に示した抵抗体上に、コモン電極を形成した状況を示した図である。
【図7】 実施例で形成した抵抗体の状況を示した図である。
【図8】 サーマルヘッドの一例を示した斜視図である。
【図9】 従来のサーマルヘッドの一例を示した図である。
【符号の説明】
1 基板
M 共通電極部分
R 抵抗体
Ra基線抵抗体
C コモン電極
Claims (2)
- 基板上に形成された線状の共通電極部分と、
前記基板上で、共通電極部分の両側に形成された絶縁性のグレースガラス層と、
前記共通電極部分上に前記共通電極部分の長手方向に形成された基線抵抗体、およびこれと交差するように形成された発熱抵抗体からなる抵抗体と、
前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の一端が接続された一括電極と、
前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の他端が接続された個別電極と、
前記抵抗体上に形成されたコモン電極とを有し、
前記基線抵抗体の幅が、前記共通電極部分の幅以下であり、
前記共通電極部分の幅が、前記コモン電極の幅未満であることを特徴とするサーマルヘッド。 - 基板上に線状の共通電極部分を形成し、
前記基板上で、前記共通電極部分の両側に絶縁性のグレースガラス層を形成し、
前記共通電極部分上で幅が前記共通電極部分の幅以下である前記共通電極部分の長手方向に延びる基線抵抗体、およびこれと交差する発熱抵抗体からなる抵抗体を形成したのち、
前記グレースガラス層上に、前記発熱抵抗体の一端に接続するように一括電極を形成するとともに他端に接続するように個別電極を形成し、
前記抵抗体上に、前記共通電極部分の幅を越える幅であるコモン電極を形成することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
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