JPH0489263A - 薄膜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、サーマルプリンタに使用される７ｉ９股サー
マルヘツドおよびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

整列配置された複数の発熱抵抗体を有し、いずれかの発
熱抵抗体に選択的に通電を行なうことにより、感熱記録
紙を部分的に発色したり、あるいはインクリボンのイン
クを部分的に溶融して記録紙に転写したりして印字を行
なうサーマルヘッドは広く知られており、このようなサ
ーマルヘッドに、１５いては、厚膜のものより簿躾のも
のの方が圧倒的に多く使用されている。

前述した薄膜サーマルヘッドおよびその製造方法は、一
般に、第２図に示すように、アルミナなどからなる絶縁
性早板１上にガラスなどからなる蓄熱のためのグレーズ
岡２が焼付けなとにより積層されている。このグレーズ
層２上には、導電率の悪い丁ａ　−３ｉ　Ｑ　２などか
らなる複数の発熱抵抗体３が、全体的に積層された後に
フォトリソグラフィ技術のエツチングを行なうことによ
り直線状に整列するように形成されている。これらの各
発熱抵抗体３の両側の上面には、各発熱抵抗体３に対し
て通電するための共通電極４Ａおよび個別電極４Ｂがそ
れぞれ形成されており、これらの共通電極４Ａおよび個
別電極４Ｂ間において露出している部位の発熱抵抗体３
が、印字に実際に寄与する発熱ドラ１〜３Ａとされてい
る。なお、これらのグレーズ層２、発熱抵抗体３および
共通電極４Ａ、個別電極４Ｂの上方は保護層５により被
覆されている。

前述した従来の薄膜サーマルヘッドを使用する熱転写プ
リンタにおいては、この薄膜サーマルヘッドをインクリ
ボンを介して記録紙に圧接させ、所定の印字上方に基づ
いて所望の発熱抵抗体３に対応する個別電極４Ｂに通電
づることにより、イの発熱抵抗体３を発熱させ、前記イ
ンクリボンのインクを部分的に溶融して前１２に縁組に
転写することにより、記録紙上に所定の印字を行なうこ
とができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したグレーズ層２上に発熱抵抗体３を形成するに際
しては、従来から、まずグレーズ層２」−に真空チャン
バ内においてスパッタを行なうことによりＴ　ａ　−Ｓ
　ｉ　０２などの月利を成膜していたが、この場合、製
造ロットごとに発熱抵抗体３の電気抵抗値にばらつきが
生じていた。この原因は、主に成膜中の雰囲気が製造ロ
ットごとに微妙に変動している点にあった。すなわち、
真空チャンバの内壁に吸着していたＨ２０分子からＯ原
子が成膜中に解離し、発熱抵抗体層に取り込まれてしま
うだめに発熱抵抗体３としての所望の電気抵抗値からの
ずれが生じてしまった。

前）ホしたＴ！Ａ造ロツ１〜ごとにお（Ｊる発熱抵抗体
３の電気抵抗値のばらつきを低下させるＩ）法のひとつ
どじて、発熱抵抗体層の成膜前にグレーズ層２上に電気
絶縁性の材料からなるアンダー二】−ト層を成１？ｊる
ことが考えられる。このようにすれば、スパッタの際に
真空チャンバの内壁から解ＨしたＯ原子は、そのほとん
どがアンダーコート層に取り込まれてしまうため、発熱
抵抗体３自体は、このＯ原子の影響を受ける比率が低下
し、このため製造ロット間における電気抵抗値のばらつ
きを低下させることができる。

しかしながら、このように発熱抵抗体層の成膜前にグレ
ーズ層２上にアンダーコート層を成膜して、発熱抵抗体
３の電気抵抗値のばらつきを防止するのには、アンダー
コート層と各発熱抵抗体３との界面の密着性が不十分に
なるし、また、各電極４Ａ、４Ｂへの通電を高電圧によ
り行なうと、アンクコ−１−層の絶縁性が破壊されてし
まうおそれがある。さらに、アンターヨー１−層用のス
パッタターゲットを用い％　ＬＪれＬｉならず、工程が
煩雑である。

また、製造ロットごとに、１１３（）る発熱抵抗体３の
電気抵抗値のばらつきを防止づる他の方法として、光熱
抵抗体層を一１分助間をかけて厚く成膜することが元え
られる。このようにすれば、前述したＯ原子は、はと／
Ｖど発熱抵抗体３の上部に取り込まれるので、電流が多
く流れる発熱抵抗体３の上部はＯ原子の影響を受ｔｊる
ことがな少なく、したがって、製造ロット間における発
熱抵抗体３の電気抵抗値のばらつきを低下させることが
できる。

しかしながら、この場合には、発熱抵抗体層の膜厚が厚
いため発熱抵抗体３のパターニングがガかしいし、発熱
抵抗体層の膜内の応力増大などによる密着性の劣化、製
造工程のスルーブツト時間の増加等の問題があり、この
ため、発熱抵抗体層の膜厚の上限は自ずと決ってしまっ
ていた。

本発明は、このような従来のものにおける問題点を克服
し、簡単な製造工程で効率よくしかも安定的に製造ロッ
トごとにおける発熱抵抗体の電気抵抗値のばらつきを防
止するようにした薄膜サーマルヘッドおよび製造方法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前述した目的を達成するため本発明の請求項第１項のＮ
膜す−マルヘッドは、発熱抵抗体を下層およびこの下層
上に積層された上層により構成し、前記下層の面積抵抗
値を上層のそれよりも大きくしたことを特徴としている
。

また、請求項第２項の薄膜サーマルヘッドは、請求項第
１項において、発熱抵抗体の上層および下層を同じ材料
により形成したことを特徴としている。

さらに、請求項第３項の薄膜サーマルヘッドは、発熱抵
抗体の下層を上層より薄い膜厚に形成したことを特徴と
している。

一方、本発明の請求項第４項の薄膜サーマルヘッドの製
造方法は、発熱抵抗体の上層および下層の材料として同
じ材料を用い、下層および上層の成膜条件を違えること
により下層の面積抵抗値を上層のそれよりも大きくした
ことを特徴としている。

また、請求項第５項の薄膜サーマルヘッドの製造方法は
、発熱抵抗体の上層および下層の材料として同じ材料を
用い、上客ど上層の材料の組成比を違えることにより下
層の面積抵抗値を上層のイれよりも大きくしたことを特
徴としている。

〔作　用〕

前述した構成からなる本発明の薄膜サーマルヘッドによ
れば、製造ロフト間における成膜中の真空チャンバ内の
雰囲気の変動に伴なう電気抵抗釦のばらつきは、下層の
成膜に吸収されることになる。すなわち、上層の面積抵
抗値をＲ１、下層の面積抵抗値をＲ２、製造ロフト間に
おける電気抵抗値の変化の割合をαとすると、発熱抵抗
体の上層と下層の合成面積抵抗１ｉＩＲは、 Ｒ−（１＋α）Ｒ１Ｒ２／Ｒ２＋（１＋α）Ｒ２となる
。そして、本発明においては、特に、Ｒ１〈Ｒ２である
から、ＲζＲ１となり、合成面積抵抗値Ｒは、製造ロッ
トにおける電気抵抗値の変化の割合の影響をあまり受け
ない。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例にＪ：り説明づる。な
お、前述した従来のものと同一の構成については、図面
中に同一の符号を（＝Ｊ　Ｌ、その説明は省略する。

第１図は、本発明に係る薄膜サーマルヘッドの実施例を
示すものであり、絶縁性基板１上に形成されたグレーズ
層２上には、グレーズ層２上に形成された下層３ａと、
この下層３ａ上に形成された上１３ｂとか、らなる発熱
抵抗体３がＷＡＨされている。このうち下層３ａはスパ
ッタの際の真空チャンバ内の雰囲気を安定化させるため
のものであり、この下層３ａは本実施例においては約５
００人の膜厚に形成されている。また、この下層３ａ上
に形成された上層３ｂは通電された際に発熱する主発熱
層であり、この上１！３ｂは下層３ａの約５倍の約２５
００Ａの膜厚に形成されている。

前記下層３　ａ　ｌ、；らびに上層３ｂの成膜は、それ
ぞれスパッタにＪ、り行なわれるが、このスパッタの条
件は、上層３ｂと下層３ａの成膜とて異なっている。

まず、Ｔ層３ａのスパッタは、ターゲットをＴａ−３＋
０　　、スパッタガスをＡｒ（圧力６×１０　　Ｐａ＞
、ＲＦパワーを１．６ＫＷとして行なう。一方、上層の
スパッタは、ターゲットを、下層３ａにおりるときと全
く同様の材料ならびに組成比のＴ　ａ　−Ｓ　ｉ　Ｏ２
、スパッタガスをＡｒ（圧力１ｘｌＯ”Ｐａ　）　、Ｒ
Ｆパワーを１．６ＫＷとしで前記下層３ａ上に行う。な
お、その後エツチングなどにより所定形状の複数の発熱
抵抗体３を形成する。

このような条例で下層３ａと上１１３ｂの成膜を行うと
、下層３ａの比抵抗は約６０ｍΩ−α、上方の比抵抗は
約３０ｍΩ−１となる。したがって、下層３ａの面積抵
抗値は上層３ｂのそれの約１０倍となり、サーマルヘッ
ドを駆動した場合、その投入電力の９割強は上層３ｂに
おいて消費されることになる。

このような実施例によれば、発熱抵抗体３を構成づる下
層３ａと上層３ｂは、まず、下層３ａの成膜を行った後
に上層３ｂの成膜を行うので、製造ロットごとに発熱抵
抗体３の電気抵抗値にばらつきを−［じさける原因とな
るスパッタ時における真空チＰンバの内壁に吸肴しでい
たＨ、、Ｏ分子中のＯ原子の解離がほとんど下層３ａの
成膜中に行なわれ、取り込まれてしまうことになる。と
ころで、サーマルヘッド駆動時の投入電力の９割強が上
層３ｂにおいて消費され、下層３ａにおいては、投入電
力の１割弱しか消費されないため、スパッタにおける真
空ヂャンバの内壁の○原子が下層３ａにほとんど取り込
まれてしまっても、発熱抵抗体３の全体的な電気抵抗値
にあまり影響を与えることはない。

したがって、製造ロット間において電気抵抗値にばらつ
きの生じない発熱抵抗体３を形成することができる。例
えば、従来±１０．０％程度あった製造ロツ１へ間にお
ける発熱抵抗体３の電気抵抗値のばらつきを±５．４％
程度にまで減少することができる。

しかも、下層３ａ、上層３ｂは同じ材料により形成され
ているので、下１ｉ１３ａおよび上１ｉ１３ｂの相η間
における密着性に問題はないし、また、単一のスパッタ
ターゲットにより下Ｅｑ　３　ａ、上層３ｂの両否を形
成するので、製造工程も簡略化することができる。

なお、本発明は、前述した実施例に限定されるものでは
なく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、前述した実施例においては、組成比までも同一
の同じ材料を用い、下層３ａより上層３ｂの膜厚を厚く
して上層３ｂにおける電力消費を大きくしたが、上層３
ｂと下層３ａの材料を同じにしてその組成比のみ変える
ことにより、下層３ａを上層３ｂより電気的に高抵抗に
して製造ロット間における発熱抵抗体３の電気抵抗値に
ばらつきを生じないようにすることも可能である。−例
としては、発熱抵抗体３の上Ｈ３ｔ）Ｆ３よび下層３ａ
のｌをＴａ−８１０とし、７ａと８１０２の比を１−層
３ｂに１５いては１．１とするのに夕・］シ、下層３ａ
ｔこＪ５いて（、Ｌ２３としでＴ　ｘｉ　３　ａの電気
抵抗値を人きくづることができる。

〔発明の効果］ １ス上説明したように本発明に係る薄膜サーマルヘッド
およびその製造方法によれば、簡単な製造工程で効率よ
くしかも支足的に製造ロフトごとにお（プる発熱抵抗体
の電気抵抗値のばらつきを防止することができるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る薄膜サーマルヘッドの実施例を示
す縦断面図、第２図は従来の薄膜サーマルヘッドを示す
縦断面図である。 １・・・絶縁性基板、２・グレーズ層、３・・・発熱抵
抗体、３△・・・発熱ドツト、３ａ・・・下層、３ｂ・
・・上層、４△・・・共通電極、４Ｂ・・・個別電極、
５・・・保護層。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）発熱抵抗体を下層およびこの下層上に積層された上
   層により構成し、前記下層の面積抵抗値を上層のそれよ
   りも大きくしたことを特徴とする薄膜サーマルヘッド。 ２）前記発熱抵抗体の上層および下層を同じ材料により
   形成したことを特徴とする請求項第１項記載の薄膜サー
   マルヘッド。 ３）前記発熱抵抗体の下層を上層より薄い膜厚に形成し
   たことを特徴とする請求項第１項または第２項記載の薄
   膜サーマルヘッド。 ４）請求項第１項記載の薄膜サーマルヘッドの製造方法
   において、前記発熱抵抗体の上層および下層の材料とし
   て同じ材料を用い、下層および上層の成膜条件を違える
   ことにより下層の面積抵抗値を上層のそれよりも大きく
   したことを特徴とする薄膜サーマルヘッドの製造方法。 ５）請求項第１項記載の薄膜サーマルヘッドの製造方法
   において、前記発熱抵抗体の上層および下層の材料とし
   て同じ材料を用い、下層と上層の材料の組成比を違える
   ことにより下層の面積抵抗値を上層のそれよりも大きく
   したことを特徴とする薄膜サーマルヘッドの製造方法。