JPH04214368A - サーマルヘッドおよびその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリやサーマ
ルプリンタに使用されるサーマルヘッドとその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】感熱記録装置は、印刷時の騒音が小さく
、また現像・定着工程が不要なために取り扱いが容易で
ある等の利点を有しており、従来より広く使用されてい
る。前記感熱記録装置における従来のサーマルヘッドと
しては、その製造プロセスにおいて、蒸着，スパッタリ
ング等の薄膜技術を使用し、絶縁基板上に主走査方向に
沿って複数の個別の発熱抵抗体を形成した薄膜型サーマ
ルヘッドと絶縁基板上に厚膜ペーストを塗布・焼成して
着膜する厚膜技術を使用し走査方向に沿って帯状の発熱
抵抗体を形成した厚膜型サーマルヘッドとが知られてい
る。薄膜型サーマルヘッドは、均一な濃度で高密度の印
字ドットを得られる反面、真空成膜技術を利用するもの
であるために、製造設備が大型となってコスト高になる
という欠点を有している。これに対して、厚膜型サーマ
ルヘッドは、スクリーン印刷による材料ペーストの塗布
とその焼成処理によって成膜するものであるために、設
備は安価で生産性も高く、低コストであるが、発熱抵抗
体の抵抗値のバラツキが大きいという欠点を有している
。なお、この種のサーマルヘッドに関する従来技術を開
示したものとしては、例えば特公昭５７−１８５０６号
公報、特開昭６２−２３８７６２号公報等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近は、感熱記録にも
中間調印字の要求が高まっており、セラミツクス板の表
面にガラス系材料からなるグレーズ層を被着した従来の
グレーズ基板では、当該グレーズ基板の表面凹凸による
発熱抵抗体の表面に凹凸ができ、これが記録媒体である
紙との接触圧力に変動をもたらし、記録濃度ムラが発生
するという問題があった。従来は、記録電流値を大きく
することで、上記した発熱抵抗体の表面状態凹凸による
記録濃度のムラを低減していた。そのため、記録に要す
る消費エネルギーが大きくなってしまうという問題があ
った。本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し
、表面平滑性と蓄熱性に優れたガラス材料を絶縁基板と
して使用し、この絶縁基板状に比較的低温で焼成できる
金属有機物材料を用いて発熱抵抗体，共通電極と個別電
極およびオーバーグレーズ層を形成したサーマルヘッド
を提供することにある。

【０００４】

【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、共通電極（第１図の２）と、共通電極に所
定の距離を置いて対向して配置された複数の個別電極（
第１図の３）と、共通電極および個別電極を橋絡するご
とく接続した発熱抵抗体（第１図の４）と、共通電極，
個別電極および発熱抵抗体とを被覆するオーバーグレー
ズ層（第１図の５）とが絶縁基板上に形成されたサーマ
ルヘッドにおいて、前記絶縁基板がガラス基板（第１図
の１）であり、前記共通電極，個別電極，および発熱抵
抗体は、金属有機物材料ペーストの塗布・焼成により形
成されたことを特徴とする。また、共通電極と、共通電
極に所定の距離を置いて対向して配置された複数の個別
電極と、共通電極および個別電極を橋絡するごとく接続
した発熱抵抗体と、共通電極，個別電極および発熱抵抗
体とを被覆するオーバーグレーズ層とを絶縁基板上に有
するサーマルヘッドの製造方法において、発熱抵抗体形
成用金属有機物ペーストを塗布し、これを５５０℃〜７
２０℃のピーク温度で焼成することにより発熱抵抗体を
形成する工程と、電極形成用金属有機物ペーストを塗布
し、これを５５０℃〜７２０℃のピーク温度で焼成する
ことにより共通電極と個別電極を形成する工程と、ガラ
スペーストを塗布し、これを５５０℃〜７２０℃のピー
ク温度で焼成してオーバーグレーズ層を形成する工程と
、を含むことを特徴とする。

【０００５】なお、前記絶縁基板がガラス基板の材料は
、バリウムホウケイ酸，ホウケイ酸，アルミノケイ酸，
ゾーダライム等が好適であり、前記共通電極および個別
電極は、炭素数４〜１８の銅カルボン酸錯体を０．２重
量％〜３重量％含むメタロオーガニック金ペーストを好
適とし、前記発熱抵抗体は、ルテニウム，イリジウムま
たはロジウムの金属有機物を主成分とし、ケイ素，ビス
マス，鉛の金属有機物のうち少なくとも１種以上を含む
金属有機物材料ペーストを好適とする。

【０００６】また、上記サーマルヘッドの製造方法が、
上記ガラス基板上に、上記ルテニウム，イリジウムまた
はロジウムの金属有機物を主成分とし、ケイ素，ビスマ
ス，鉛の金属有機物のうち少なくとも１種以上を含む金
属有機物材料を塗布し、これを５５０℃〜７２０℃で焼
成して発熱抵抗体を形成し、炭素数が４〜１８の銅カル
ボン酸錯体を０．２重量％〜３重量％含むメタロオーガ
ニック金ペーストを塗布し、これを５５０℃〜７２０℃
で焼成して共通電極と個別電極とを形成し、ガラスペー
ストを塗布し、これを５５０℃〜７２０℃での焼成して
オーバーグレーズ層を形成するのを好適とする。

【０００７】

【作用】ルテニウム，イリジウムまたはロジウムの金属
有機物を主成分とし、ケイ素，ビスマス，鉛の金属有機
物のうち少なくとも１種以上を含む金属有機物材料発熱
抵抗体形成用金属有機物、および炭素数が４〜１８の銅
カルボン酸錯体を０．２重量％〜３重量％含むメタロオ
ーガニック金ペーストからなる共通電極，個別電極形成
用金属有機物を用いたことにより、これを焼成して発熱
抵抗体層を形成するための焼成温度のピークを低く抑え
ることが可能となり、絶縁基板として、バリウムホウケ
イ酸，ホウケイ酸，アルミノケイ酸，ソーダライム等の
ガラス材料が採用可能となる。焼成により形成した発熱
抵抗体層と共通電極および個別電極層をフォトリソエッ
チング技術を用いて複数の個別電極と共通電極とを対向
配置するように形成すると共に、これらの共通電極と各
個別電極とを発熱抵抗体で橋絡させて接続する。その後
、ガラス系材料からなるオーバーグレーズ層を形成して
サーマルヘッドが構成される。上記発熱抵抗体、共通電
極，個別電極およびオーバーグレーズ層の焼成はいずれ
も、そのピーク温度を５５０℃〜７２０℃として従来の
厚膜プロセスよりも低温で行なうことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明による厚膜型サーマ
ルヘッドの説明図であって、（ａ）は一部を破断して示
す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。同図
において、１はガラス基板、２は共通電極、３は個別電
極、４は発熱抵抗体、５はオーバーグレーズ層である。 ガラス基板１は、バリウムホウケイ酸，アルミノケイ酸
，ゾーダライムなどの材料からなり、表面を平滑化した
ガラス板である。このガラス基板１の上に、メタロオー
ガニック材料の焼成で作成した発熱抵抗体４と、同じく
メタロオーガニック材料の焼成で作成した金膜の共通電
極２と金膜の個別電極３が上記発熱抵抗体４に橋絡する
ごとく形成されている。この実施例によれば、絶縁基板
であるガラス基板１がその表面に良好な平滑性を付与す
ることが容易であるため、従来技術のように、セラミツ
クス等の絶縁材料の板の表面ガラス材料のアンダーグレ
ーズ層を被着する必要もなく、またこのアンダーグレー
ズ層の被着によっても、なおかつ表面の平滑性を向上さ
せることの限界をクリアし、上記アンダーグレーズ層を
設けることの他の目的である蓄熱効果を、本発明のガラ
ス基板のみで達成できる。

【０００９】なお、本発明は上記実施例に示した形式の
サーマルヘッドに限らず、発熱抵抗体４が共通電極２と
個別電極３の上層になるような形式のサーマルヘッド、
あるいは櫛歯状に形成した共通電極とこの共通電極の櫛
歯状電極部分に主走査方向に順次交互に個別電極を間挿
した、所謂センタータイプのサーマルヘッドにも適用で
きる。

【００１０】次に、本発明による厚膜型サーマルヘッド
の製造方法について説明する。図２〜図１２は本発明に
よる厚膜型サーマルヘッドの製造方法の説明図であって
、各図の（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に
沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面
図である。なお、図３以降においては、各図の（ａ）に
Ａ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線の図示は省略してある。まず、図２
に示したように、１．１ｍｍ厚のコーニング社製７０５
９ガラス基板（商品名）１に抵抗体形成用金属有機物材
料をスクリーン印刷により塗布する。この抵抗体形成用
金属有機物材料は、たとえばＮＥケムキャット社のメタ
ルレジネート（商品名）の下記の番号の各溶液を混合し
て使用する。 Ａ−１１２３（Ｉｒ有機物材料） ＃２８−ＦＣ（Ｓｉ　　〃　　　　　　）＃８３６５　
　（Ｂｉ　　〃　　　　　　）すなわち、上記各溶液を
焼成後の原子数比が、Ｉｒ：Ｓｉ：Ｂｉ＝１：１：１ となるような割合で混合し、α−ターピネオール等の溶
剤に置換し、高分子の樹脂等を添加して粘度を４０００
〜３００００ｃｐｓに調整したものである。

【００１１】この混合物を２００−４００メッシュのス
テンレススクリーンにより前記ガラス基板１に印刷塗布
し、７０℃で３０分間乾燥してから、赤外線ベルト焼成
炉において５５０℃〜７２０℃のピーク温度で１０分〜
３０分間焼成して発熱抵抗体層４０を形成する。 ・・・・・・・・（図２） 次に、前記発熱抵抗体層４０が形成されたガラス基板１
の表面全面に、電極形成用金属有機物材料としてノリタ
ケカンパニーリミテド製のメタロオーガニック金ペース
トＤ２７（商品名）にドデカン酸第二銅を０．２重量％
から３重量％を添加溶解させたペーストをスクリーン印
刷して７０℃１０分間乾燥してから、赤外線ベルト焼成
炉によって３０分〜６０分間焼成して金膜２０を得る。 ・・・・・・・・・・・・・（図３） 前記金膜２０上の全面にフォトレジスト層３０を塗布し
、所定のアパーチャ５１を持つフォトマスク５０を介し
て化学線Ｌにより露光を行う。 ・・・・・・・・・・・・・（図４） 露光の後、フォトレジスト３０の露光部分を現像により
除去し、レジストパターン３１を得る。 ・・・・・・・・・・・・・（図５） レジストパターン３１を介して、ヨウ素−ヨウ化カリウ
ム水溶液をエッチング液としてエッチングを施し、金膜
２０の露出している部分を溶解除去する。 ・・・・・・・・・・・・・（図６） つづいて、フッ酸−硝酸水溶液をエッチング液としてエ
ッチングを施し、露出している金膜２０の一部および発
熱抵抗体膜４０をエッチングすることにより、発熱抵抗
体４を形成させる。

【００１２】同図では、ガラス基板１の表面も若干エッ
チングされた状態を示しているが、このことは本発明の
要旨には直接関係はない。 ・・・・・・・・・・・・・（図７） その後、フォトレジストを除去すると金膜２０が露出す
る。 ・・・・・・・・・・・・・（図８） 次に、再度フォトレジスト層３００を形成し、最終的に
発熱抵抗体を記録媒体に対峙させるために金膜を除去す
る部分に対応したパターン５０１を有するフォトマスク
５００を介して、化学線Ｌにより露光する。 ・・・・・・・・・・・・・（図９）　露光後、現象を
行なって除去すべき金膜２０の部分を露呈させる。 ・・・・・・・・・・・（図１０） 露呈された金膜２０の部分にヨウ素−ヨウ化カリウム水
溶液によるエッチングを施し、発熱部となる発熱抵抗体
４上の金膜をエッチングして除去し、共通電極２と個別
電極３を形成すると共に、これらの共通電極２と個別電
極３を橋絡して接続する発熱抵抗体４を露呈させる。 ・・・・・・・・・・・（図１１）　 最後に、共通電極２，個別電極３，発熱抵抗体４を覆っ
て、オーバーグレーズ層形成用のガラスペーストをスク
リーン印刷によりベタ印刷し、これを５５０℃〜７２０
℃のピーク温度で焼成して、３〜６μｍのオーバグレー
ズ層５を形成する。 ・・・・・・・・・・・（図１２） このようにして前記図１に示したようなサーマルヘッド
が得られる。

【００１３】以上、本発明によるサーマルヘッドおよび
その製造方法の一実施例を詳述したが、本発明は、前記
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載された本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の
変形を行うことができる。例えば、発熱抵抗体形成用の
金属有機物材料として、メタルレジネートの代わりに金
属がカルボン酸，メルカプタン，Ｂ−ジケトン等の有機
物と錯体を形成した金属有機物材料であって、αターピ
ネオール，ブチルカルビトールアセテート等の有機溶剤
に溶けるものであれば各種の金属有機材料を使用するこ
とができる。

【００１４】また、発熱抵抗体成形用の金属有機物材料
としては（Ｉｒ，Ｓｉ，Ｂｉ）の金属有機物材料を組み
合わせたものを使用する外に、（Ｉｒ，Ｒｕ，Ｒｈ）の
いずれか一種の元素の金属有機物を含み、（Ｓｉ，Ｂｉ
，Ｐｂ）の金属有機物の少なくとも１種以上を含んだも
のであれば使用可能である。ＲｕはＩｒの場合により低
抵抗値の用途に、Ｒｈは高抵抗値で抵抗温度係数が負に
大きいという特性を有しており、用途に応じて使いわけ
ることができる。同様に、電極形成用のメタロオーガニ
ックペーストも前述の実施例において採用したもの以外
のものを使用することができる。たとえば、メタロオー
ガニック銀ペースト，パラジウムあるいは白金の金属有
機物を添加したメタロオーガニック銀ペースト、さらに
メタロオーガニック白金ペースト等を用いることができ
る。

【００１５】また、メタロオーガニック金ペーストを用
いる場合でも、前述のドデカン酸第二銅の代わりに酪酸
第二銅，ベンジル酸第二銅，ステアリン酸第二銅など炭
素数が４〜１８のカルボン酸の銅錯体を添加すればガラ
ス基板と強固に密着した電極膜を得ることができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発熱抵抗体形成用材料および電極（共通電極，個別電極
）形成用材料をメタロオーガニックデポジション（ＭＯ
Ｄ）用の前記金属有機物材料としたことにより、焼成温
度を比較的低くすることができ、絶縁基板としてセラミ
ックよりも耐熱温度の低いガラス基板を使用することが
できる。ガラス基板はガラス蓄熱層を有するセラミック
基板よりも表面平滑性が良好で平坦度が高く蓄熱性も良
好であり、さらに安価である。したがって、ガラス基板
を用いた場合、記録媒体である紙のあたりが均一である
ため中間調記録での濃度ムラの少ない画像を低消費エネ
ルギーで得ることができる。また、サーマルヘッド自体
のコストも、大型で高価な製造設備が必要な薄膜型はも
とより、セラミックを用いる厚膜型より低くすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による厚膜型サーマルヘッドの説明図で
ある。

【図２】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方法
の説明図である。

【図３】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方法
の説明図である。

【図４】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方法
の説明図である。

【図５】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方法
の説明図である。

【図６】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方法
の説明図である。

【図７】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方法
の説明図である。

【図８】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方法
の説明図である。

【図９】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方法
の説明図である。

【図１０】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方
法の説明図である。

【図１１】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方
法の説明図である。

【図１２】本発明による厚膜型サーマルヘッドの製造方
法の説明図である。

【符号の説明】

１　　ガラス基板 ２　　共通電極 ３　　個別電極 ４　　発熱抵抗体 ５　　オーバーグレーズ層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　共通電極と、共通電極に所定の距離を
   置いて対向して配置された複数の個別電極と、共通電極
   および個別電極を橋絡するごとく接続した発熱抵抗体と
   、共通電極，個別電極および発熱抵抗体とを被覆するオ
   ーバーグレーズ層とが絶縁基板上に形成されたサーマル
   ヘッドにおいて、前記絶縁基板がガラス基板であり、前
   記共通電極，個別電極，および発熱抵抗体は、金属有機
   物材料ペーストの塗布・焼成により形成されたことを特
   徴とするサーマルヘッド。
2. 【請求項２】　　共通電極と、共通電極に所定の距離を
   置いて対向して配置された複数の個別電極と、共通電極
   および個別電極を橋絡するごとく接続した発熱抵抗体と
   、共通電極，個別電極および発熱抵抗体とを被覆するオ
   ーバーグレーズ層とを絶縁基板上に有するサーマルヘッ
   ドの製造方法において、発熱抵抗体形成用金属有機物ペ
   ーストを塗布し、これを５５０℃〜７２０℃のピーク温
   度で焼成することにより発熱抵抗体を形成する工程と、
   電極形成用金属有機物ペーストを塗布し、これを５５０
   ℃〜７２０℃のピーク温度で焼成することにより共通電
   極と個別電極を形成する工程と、ガラスペーストを塗布
   し、これを５５０℃〜７２０℃のピーク温度で焼成して
   オーバーグレーズ層を形成する工程と、を含むことを特
   徴とするサーマルヘッドの製造方法。