JPH01272465A - サーマルヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は感熱記録方式のファクシミリやプリンタ等の記
録部に用いられるサーマルヘッドに係り、特にその発熱
抵抗体の下層となるアンダーグレーズ（ガラス蓄熱体）
に関する。

（ｂ℃来の技術） 従来のサーマルヘッドは、例えば第４図の断面説明図に
示す薄膜型のサーマルヘッドの場合、アルミナ基板５１
上にアンダーグレーズ層５２を形成し、このアンダーグ
レーズ層５２上に酸化物薄膜抵抗体層を着膜し、この抵
抗体層をフォトリソエツチングして第４図の表裏方向に
複数の矩形状のドツト分離型抵抗体５３を形成する。そ
して、各抵抗体５３の−ｌ１ｌＩ端部を覆うように第１
電極５４を形成し、各抵抗体５３の他側端部を覆うよう
に第２電極５５を形成している。第１電極５４は共通電
極となる外部電源（図示せず）に接続されるとともに、
第２を極５５はＩＣチップ５６にボンディングワイヤ５
７を介して接続している。ＩＣチップ５６はボンディン
グワイヤ５８を介してＩＣチップ駆動用配線５９に接続
されている。各抵抗体５３．第１電極５４及び第２電極
５５上には、これらを保護するオーバーグレーズ層６ｏ
が形成されている。

上述のサーマルヘッドの構成を模式図で表すと第５図の
ようになり、駆動用配線５つからの信号によりＩＣチッ
プ５６の所定の端子に信号が出力され、この端子に接続
される第２電極５５と、共通電極に接続された第１電［
５４との間に電流が流れ、所望の抵抗体５３を発熱させ
、この抵抗体５３上のオーバーグレーズＮ６０に接触す
る感熱記録紙（図示せず）の所望の部分を発色させるよ
うに構成している。

（発明が解決しようとする課題） 従来のサーマルヘッドのアンダーグレーズ層５２として
は、熱伝導率が０．００２５〜０．００３６ｃａｌ／’
Ｃ−ｃｍの結晶化ガラスまたは非晶質ガラスを使用して
いた。

アンダーグレーズ層５２は抵抗体５３の発熱がアルミナ
基板５１に逃げるのを防止するために形成されるので、
抵抗体５３の消費エネルギーを減少させるためにはアン
ダーグレーズ層５２の膜厚を６０〜８０μｍとする必要
があった。

しかしながら、アンダーグレーズ層５２の膜厚を厚くす
ると、蓄熱する熱容量が大きくなるので、抵抗体５３に
接触する感熱記録紙を発色から非発色に変化させる場合
、残存する熱によっていわゆる「尾びき」が生じるため
、高速印字に適さないという問題点があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、アンダーグ
レーズ層の熱伝導性を低下させたサーマルヘッド及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記従来例の問題点を解消するため請求項１のサーマル
ヘッドは、基板の上にアンダーグレーズ層を設け、この
アンダーグレーズ層上に抵抗体を設けたサーマルヘッド
において、前記アンダーグレーズ層を多孔質とし、この
アンダーグレーズ層の表面をＳｉＯ２層で被覆したこと
を特徴とじている。

また、請求項２のサーマルヘッドの製造方法は次の工程
から成る。

第１の工程として、基板上にガラス粉体を塗布し、これ
を焼成して非晶質ガラス層を形成する。

第２の工程として、この非晶質ガラス層に熱処理を施し
分相ガラス層とする。

第３の工程として、この分相ガラス層から一方の相を溶
出させて多孔質ガラス層とする。

第４の工程として、この多孔質ガラス層の表面に薄膜状
のＳｉｎ６層を形成する。

第５の工程として、このＳｉｎ２層上に抵抗体を形成す
る。

（作用） 請求項１の発明によれば、アンダーグレーズ層を多孔質
としたので、アンダーグレーズ層の熱伝導性を低下させ
ることができ、またアンダーグレーズ層の表面をＳ　ｉ
　Ｏ，層で被覆したので、この上に電極パターンを微細
加工で形成することができる。

請求ｒｎ２の発明方法によれば、表面平坦性の良好な非
晶質ガラスの状態で細孔を形成するので、多孔質ガラス
層表面の平坦性が良好となる。

（実施例） 本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する
。

第１図の断面説明図に示すように、アルミナ基板１上に
アンダーグレーズ層として３０〜６０μｍの厚さの多孔
質ガラス層２を形成し、この多孔質ガラス層２上に薄膜
状のＳ　ｉ　Ｏ，層３を形成する。ＳｉＯ２層３上には
、従来例と同様に、酸化物薄膜抵抗体層を着膜し、この
抵抗体層をフォトリソエツチングして第１図の表裏方向
に複数の矩形状のドツト分離型抵抗体４を形成し、各抵
抗体４の一側端部を覆うように第１電極５を形成し、各
抵抗体４の他＠端部を覆うように第２電極６を形成する
。第ｉｔ極５は共通電極となる外部電源（図示せず）に
接続されるとともに、第２電極６はＩＣチップ７にボン
ディングワイヤ８を介して接続している。ＩＣチップ７
はボンディングワイヤ９を介して駆動用配線１０に接続
されている。

各抵抗体４．及び第１電極５及び第２電極６上には、こ
れらを保護するオーバーグレーズ層１１が形成され、ま
たＩＣチップ７及びボンディングワイヤ８．９は樹脂モ
ールド１２で覆われている。

次に、上述のサーマルヘッドの製造工程について説明す
る。

ホウケイガラス粉体よりなるペーストをアルミナ基板１
上に塗布し、１２００〜１３００℃で焼成することによ
り、アルミナ基板１上に均一な膜となる３０〜６０μｍ
の厚さの末分相ホウゲイ酸ガラス層１００を形成する（
第２図〈ａ））。ポンケイガラスは、５ｉｎ２３０〜８
０ｗｔ％、Ｂ２０．８〜５０　ｗ　ｔ％、Ｒ７０２〜２
５ｗｔ％（ＲｙＯはアルカリ土類金属の酸化物の中の少
なくとも１つ以上の酸化物、ｙは金属の原子価により１
または２＞、Ａ１２ｏ、Ｏ〜２５　ｗ　ｔ％の範囲から
構成される。

次に、この未分相ホウケイ酸ガラスＮ１００に５００〜
６５０℃の熱処理を施すことにより、ホウ酸とケイ酸に
分相させな分相ホウケイ酸ガラス層１０１を形成する。

（第２図（ｂ））、その後、加熱酸処Ｆｌ（〜９０°Ｃ
）を施し、前記分相ホウケイ酸ガラス層１０１からホウ
酸に富む相を溶出させ、Ｓｉｎ、が９０〜９８％である
多孔質ガラス層２を形成する（第２図（ｃ））、未分相
ホウケイ酸ガラスを分相させる熱処理を約３０分行った
場合、多孔質ガラスの細孔径は０．０１〜０．２μｍ程
度となる。この熱処理の時間を変化させることによって
、多孔質ガラスの細孔径の大きさを変化させることがで
きる。また、このように形成した多孔質ガラスの熱伝導
率は、０．００２０ｃａ　ｌ　／　”Ｃ−ｃ　ｍであっ
た。

多孔質ガラス層２上に、シリカ粒子系コート剤（例えば
８産化学（株）製、’ＮＴＬ）またはシロキシサン系コ
ート剤（例えば東京応化（株）製。

５ＯＧ）等のＳ　ｉ　Ｏを系コート剤をスピンコードし
、６００〜８００℃で熱処理することにより１〜２μｍ
のＳ　ｉ　０２層３を形成する。この処理は、多孔質ガ
ラスＭ２の表面の細孔を埋めて平坦化するためである。

また、Ｓ　ｉ　Ｏ，層３は８００〜９００℃まで耐熱性
を有し、多孔質ガラス層２の表面を保護するのに適して
いる。

ＳｉＯ２層３の上に通常の方法により電極、抵抗体、オ
ーバーグレーズを形成し、更にＩＣチップを実装して第
１図に示すようなサーマルヘッドを構成する。Ｓ　ｉ　
Ｏ，層３上は平坦に形成されているので、この上に形成
する電極パターンのＩＲ細前加工性低下させない。

上記方法であると、アルミナ基板上に表面平坦性の良い
非晶質ガラスである未分相ホウケイ酸ガラスを形成した
後、この状態で糸田孔を形成して多孔質ガラス層とした
ので、この多孔質ガラス層の表面平坦性も良好となる。

従って、ＳｉＯ２を薄く形成してらＳｉＯ２層表面を平
坦とすることができる。

本実施例のようにアンダーグレーズを熱伝導率が０．０
０２０ｃａｌ／’Ｃ・ｃｍで厚さ６０μｍの多孔質ガラ
スで形成したサーマルヘッドと、アンダーグレーズを熱
伝導率が０．００２５ｃａｌ／℃・ｃｍで厚さ６０μｍ
の非晶質ガラス（従来品）で形成したサーマルヘッドと
を、５ｍｓ／１ｉｎｅの印字速度で使用した場合の、消
費エネルギーと印字（ベタ黒）濃度との関係は、それぞ
れ第３図の実線（本実施例）１点線（従来品）のように
なった、サーマルヘッドは通常１．２の濃度で使用され
、このときの消費エネルギーを比較した場合、本実施例
は従来品より２割程度消費エネルギーを低減することが
できる。

また、消費エネルギーを従来と同じにした場合には、本
実施例では熱伝導率が０．００２０ｃａ１　／　’Ｃ−
ｃ　ｍの多孔質ガラスを使用するので、蓄熱層としての
アンダーグレーズの厚さを約２５％薄くできるため、ア
ンダーグレーズ層の熱容量が低下し、２ｍｓ／１ｉｎｅ
以上の高速印字時において、「尾びき」等の発生を防止
することができる。

本実施例では、薄膜型のサーマルヘッドに実施した場合
について説明したが、厚膜型のサーマルヘッドに適用す
ることもできる。

（発明の効果） 請求項１の発明は、アンダーグレーズ層を多孔質とし、
このアンダーグレーズ層の表面を５ｔＯ１層で被覆した
ので、アンダーグレーズ層の熱伝導性を低下させること
ができるとともに、５ｉＯ７層上に電極パターンを微細
加工で形成することができる。

また、請求項２の発明方法は、表面平坦性の良好な非晶
質ガラスの状態で細孔を形成するので、多孔質ガラス層
上に形成するＳ　ｉ　Ｏ２層を薄くしても、その平坦性
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のサーマルヘッドを示す断面説明
図、第２図（ａ）乃至（ｄ）は実施例のサーマルヘッド
の！！！遣工程説明図、第３図は実施例のサーマルヘッ
ドと従来品とにおいて消費エネルギーと印字（ベタ黒）
濃度とのｒｇＪ係を示すグラフ、第４図は従来のサーマ
ルヘッドを示す断面説明図、第５図はサーマルヘッドの
基本構造を示す模式図である。 １・・・・・・アルミナ基板 ２・・・・・・多孔質ガラス層 ３・・・・・・Ｓ　ｆ　０２　Ｍ ４・・・・・・抵抗体 １００・・・・・・末分相ホウケイ酸ガラス層１０１・
・・・・・分相ホウケイ酸ガラス層第１図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の上にアンダーグレーズ層を設け、このアン
   ダーグレーズ層上に抵抗体を設けたサーマルヘッドにお
   いて、 前記アンダーグレーズ層を多孔質ガラスとし、このアン
   ダーグレーズ層の表面をＳｉＯ＿２層で被覆したことを
   特徴とするサーマルヘッド。
2. （２）基板上にガラス粉体を塗布し、これを焼成して非
   晶質ガラス層を形成する第１の工程と、該非晶質ガラス
   層に熱処理を施し分相ガラス層とする第２の工程と、該
   分相ガラス層から一方の相を溶出させて多孔質ガラス層
   とする第３の工程と、該多孔質ガラス層の表面に薄膜状
   のＳｉＯ＿２層を形成する第４の工程と、該ＳｉＯ＿２
   層上に抵抗体を形成する第５の工程とを具備するサーマ
   ルヘッドの製造方法。