JPH04110162A - 厚膜型サーマルヘッドの製造方法 - 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、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
ドとそ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（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！！！］ 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−面を有する互い
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
抗体の前記−面と絶縁基板の端面とを含む面を覆って形
成されたオーバーグレーズ層（第１図の７）とから成り
、 前記オーバーグレーズ層を記録面（第１図の８）とした
ことを特徴とする特 また、このサーマルヘッドを製造するために、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１
０図の１）を形成し、前記絶縁基板の前記蓄熱層上に、
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く如く、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だ直方
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１ 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ＡＡ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ンク材料か
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ツチン
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。

上記のバターニング技法は、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３０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°Ｃ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″
Ｃの温度で焼成して焼結させ、同時にフォトレジスト４
１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°Ｃ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、適宜のラン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
断した矩形の端面ば、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）。

、ｉ−バー　クレーズ層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＋ｔには、予め
スクライブ１ｏ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、かっ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５ｏ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。

」二記において用いるフォトレジストは、ハイフリント
ＩＣの製造やＰＷＢのパターンメノ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“
’ＰＭＥＲＮ−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（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１ 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怒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
１０μｍ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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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から成り、 前記オーバーグレーズ層を記録面としたことを特徴とす
   る厚膜型サーマルヘッド。 ２、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蓄熱層上に、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。