JPH06340103A - サーマルヘッド - Google Patents

サーマルヘッド

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JPH06340103A
JPH06340103A JP12974393A JP12974393A JPH06340103A JP H06340103 A JPH06340103 A JP H06340103A JP 12974393 A JP12974393 A JP 12974393A JP 12974393 A JP12974393 A JP 12974393A JP H06340103 A JPH06340103 A JP H06340103A
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electrode
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Kazuyoshi Sakamoto
和義 坂元
Hitoshi Takao
仁志 鷹尾
Ryoji Tomiyama
良二 冨山
Shigeru Katsuyama
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 保護膜の密着力を向上させることができるサ
ーマルヘッドを提供する。 【構成】 各電極31の間に疑似電極41を設け、A1
〜A3部分には疑似電極42a,42bを設ける。した
がって、グレーズ層が形成されている領域40におい
て、電極31および疑似電極42a,42bの相互の電
極間の距離が、すべて20μm以下に設定することがで
きる。これによって、保護膜のグレーズ層および電極に
対する密着力が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリやプリン
タなどに用いられるサーマルヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】図9は従来のサーマルヘッドの一例を示
す断面図であり、図10はそのサーマルヘッドの平面図
である。このサーマルヘッドは、アルミナなどから成る
電気絶縁性の基板2上に、ガラスなどから成るクレーズ
層3が部分的に形成され、図9で示される基板2の右方
の端部に補強電極4が形成されており、さらにこの上に
スパッタリングなどの薄膜形成法を用いて、窒化タンタ
ルTaNなどから成る発熱抵抗体層12を形成する。次
に、Alなどから成る金属膜が全面にわたってスパッタ
リングなどの薄膜形成法を用いて形成された後、フォト
リソグラフィ法を用いてパターニングされ、共通電極
5、個別電極6、走査線を構成する発熱抵抗体7、さら
にその上にはスパタッリングなどの薄膜形成法を用い
て、Si34,サイアロンから成る保護膜8が形成され
る。
【0003】こうして得られたサーマルヘッド上に、は
んだバンプ9を介して各個別電極6と接続されるよう
に、駆動素子10が搭載される。補強電極4は、厚膜ペ
ーストの印刷、焼成による厚膜技術を用いて、抵抗体の
金属材料で形成されることによって、共通電極5に流れ
る電流の一部が補強電極4に分流するため、共通電流5
での電圧降下が抑制され、印画濃度変動が少なくなる。
【0004】薄膜型サーマルヘッドの場合、発熱抵抗体
7膜の厚さは数百Å、共通電極5、個別電極6などの電
極11の膜の厚さは1μmと以下と極めて薄い。このた
め表面の粗い基板2に直接これらで成膜すると、電極1
1が相互に接触してショートなどが発生しやすいことか
ら、電極11間の距離を極力広げている。また、製版プ
リンターのように感熱性孔版印刷用原紙にサーマルヘッ
ドに穿孔を施すような場合には、よい画質を得るため
に、図11で示されるように発熱抵抗体幅wを小さくす
る必要があることから、電極11間の距離tを20μm
以上に拡げている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図10で示さ
れるように電極11間の距離tを20μm以上にする
と、すなわちグレーズ層3と保護膜8との密着性がグレ
ーズ層3と電極11との密着性に比べて非常に弱いた
め、保護膜8とグレーズ層3および電極11との全体的
な密着力が低下する。グレーズ層3は、ガラスなどをス
クリーン印刷して焼結するので、その表面粗さはほぼ0
Åとなり、グレーズ層3では、アンカ効果による密着力
はほとんどない。
【0006】したがって、成膜時の条件や、グレーズ層
3表面の状態によって、グレーズ層3と保護膜8との密
着にばらつきがあると、内部の応力などによって保護膜
8が剥離するという課題がある。
【0007】さらに、図10で示される平面上の形状に
おいて、グレーズ層3が形成されている領域10上に電
極11のない領域である三角形状の部分A1,A2,A
3が存在する。この部分では、個別電極6間の距離が2
0μm以上あるため、前述のようにグレーズ層3と保護
膜8との密着性がグレーズ層3と個別電極層6との密着
性に比べ弱いため、成膜時の条件や、グレーズ層3表面
の状態によってグレーズ層3と保護膜8との密着性にば
らつきがあると、内部の応力などによって保護膜8が剥
離するといった課題がある。
【0008】本発明の目的は、前述した課題を解決する
ために、保護膜の密着性を向上させることができるサー
マルヘッドを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気絶縁性の
基板上に、蓄熱層と、複数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗
体に電流を供給するための電極と、蓄熱層、複数の発熱
抵抗体、および電極を覆う保護層とを備えたサーマルヘ
ッドにおいて、前記蓄熱層と前記保護層の間であって前
記電極以外の領域に、疑似電極が形成されていることを
特徴とするサーマルヘッドである。
【0010】また本発明は、電気絶縁性の基板上に、蓄
熱層と、複数の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体に電流を供
給するための電極と、蓄熱層、複数の発熱抵抗体、およ
び電極を覆う保護層とを備えたサーマルヘッドにおい
て、保護層と密着する領域の前記蓄熱層の表面粗さが5
0Å以上であることを特徴とするサーマルヘッドであ
る。
【0011】
【作用】本発明に従えば、疑似電極が蓄熱層と保護層の
間であって、電極以外の領域に形成されている。したが
って、電極間の距離が長くなっても、電極間に介在する
疑似電極によって、保護膜全体の密着力が向上し、保護
膜の剥離が生じない。
【0012】また、本発明に従えば、保護膜と密着する
蓄熱層の表面粗さが50Å以上であるため、保護膜と蓄
熱層との密着力が向上する、したがって、電極間の距離
が長くなっても、保護膜の剥離が生じない。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の一実施例のサーマルヘッド
の一例を示す断面図であり、図2は、そのサーマルヘッ
ドの平面図である。このサーマルヘッドは、アルミナな
どから成る電気絶縁性の基板22上に、ガラスなどから
グレーズ層23が部分的に形成され、図1で示される基
板22の右方の端部に補強電極24が形成されており、
さらにこの上にスパッタリングなどの薄膜形成法を用い
て、窒化タンタルTaNなどから成る発熱抵抗体層32
を形成する。次に、Alなどから成る金属膜が全面にわ
たってスパッタリングなどの薄膜形成法を用いて形成さ
れた後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングさ
れ、共通電極25、個別電極26などの電極31、発熱
抵抗体27がそれぞれ所定パターンに形成される。さら
にその上には、スパッタリングなどの薄膜形成法を用い
て、Si34,サイアロンなどから成る保護膜28が形
成される。
【0014】こうして得られたサーマルヘッド上に、は
んだバンプ29を介して各個別電極26と接続されるよ
うに、駆動素子30が搭載される。補強電極4は、厚膜
ペーストの印刷、焼成による厚膜技術を用いて、低抵抗
の金属材料で形成されることによって、共通電極25に
流れる電流の一部が補強電極24に分流するため、共通
電極25での電圧降下が抑制され、印画濃度変動が少な
くなる。
【0015】薄膜型サーマルヘッドの場合、発熱抵抗体
32膜の厚さは数百Å、共通電極25、個別電極26の
膜の厚さは1μm以下と極めて薄い。このため、表面の
粗い基板22に直接これらを成膜すると、電極間が相互
に接続され、ショートなどによる不具合が発生しやすい
ことから、図2で示されるように発熱抵抗体27間の距
離、すなわち電極31間の距離を極力広げている。ま
た、製版プリンターのように感熱性孔版印刷用原紙にサ
ーマルヘッドで穿孔を施すような場合には、よい画質を
得るために、図3で示されるように発熱抵抗体幅wを小
さくする必要があることから、発熱抵抗体間ギャップt
を20μm以上に拡げている。
【0016】しかし、電極31間の距離を20μm以上
にすると前述のようにグレーズ層23と保護膜28との
密着性が保護膜28と電極31との密着性に比べて非常
に弱いため保護膜28とグレーズ層23および電極31
との全体的な密着力が低下する。したがって、成膜時の
条件や、グレーズ層23表面の状態によって、グレーズ
層23と保護膜28との密着性にばらつきがあると、内
部の応力などによって保護膜28が剥離する。
【0017】そこで、図2のサーマルヘッドで示される
ように、疑似電極41,42(42a,42bの総称)
を設けて、電極31、疑似電極41,42の相互の距離
が、グレーズ層23上の領域40においては、常に20
μm以下になるように設定している。これらの疑似電極
41,42は、製造工程において個別電極26、共通電
極25と同一の工程で、同一の材料により形成される。
疑似電極41,42の材料は、グレーズ層23と密着性
が良好であれば、電極31と同一の材料でなくてもよい
のは勿論である。また疑似電極41,42は、駆動回路
30とは電気的に接続されない。
【0018】図3は、図2で示されるサーマルヘッドの
発熱抵抗体27付近の拡大図である。共通電極25、個
別電極26を含む電極31間には、疑似電極41が形成
され、疑似電極41および電極31を含むすべての電極
の相互の距離が20μm以下に設定されている。したが
って、電極31間の距離を20μm以上に設定すること
ができる。
【0019】図4は、図2で示されるサーマルヘッドの
A1〜A3部分の拡大図である。個別電極26に囲まれ
る三角形状の領域A1〜A3には、疑似電極42a,4
2bが形成されている。これらの疑似電極42a,42
bを設けることによって、疑似電極42a,42bおよ
び個別電極26の相互の距離は、すべて20μm以下に
設定されている。したがって、個別電極26間の距離、
すなわち発熱抵抗体27間の距離を20μm以上に設定
することができる。
【0020】以上のようにして、密着力の弱いグレーズ
層と保護膜が直接密着する部分の幅がすべて20μm以
下になるように形成されるので、グレーズ層と保護膜の
密着力にばらつきが生じても、保護膜が剥離することは
ない。したがって、たとえば製版プリンター用サーマル
ヘッドなどにおいて、発熱抵抗体幅を小さくし、その間
の距離が20μm以上になっても、疑似電極41,42
を設けることによって容易に製作することができる。
【0021】図5は、本発明の他の実施例のサーマルヘ
ッドの部分断面図であり、図6は、そのサーマルヘッド
の平面図である。このサーマルヘッドは、アルミナなど
から成る電気絶縁性の基板52上に、ガラスなどから成
るグレーズ層53が部分的に形成され表面加工するため
エッチングが行われる。図5で示される基板52の右方
の端部に補強電極54が形成されており、さらにこの上
にスパッタリングなどの薄膜形成法を用いて、窒化タン
タルTaNなどから成る発熱抵抗体層62を形成する。
次に、Alなどから成る金属膜が全面にわたってスパッ
タリングなどの薄膜形成法を用いて形成された後、フォ
トリソグラフィ法を用いてパターニングされ、共通電極
55、個別電極56、走査線を構成する発熱抵抗体57
がそれぞれ所定パターンに形成される。さらにその上に
は、スパッタリングなどの薄膜形成法を用いて、Si3
4、サイアロンから成る保護膜58が形成される。
【0022】こうして得られたサーマルヘッドの上には
んだバンプ59を介して各個別電極56と接続されるよ
うに、駆動素子60が搭載される。補強電極54は、厚
膜ペーストの印刷、焼成による厚膜技術を用いて、低抵
抗の金属材料で形成されることによって共通電極55に
流れる電流の一部が補強電極54に分流するため、共通
電極55での電圧降下が抑制され、印画濃度変動が少な
くなる。
【0023】前述の実施例では、疑似電極を設けて、疑
似電極を含むすべての電極間の距離を20μm以下に設
定し、グレーズ層と保護膜が密着している幅をすべて2
0μm以下とし、保護膜とグレーズ層および電極などと
の全体的な密着力を向上させ、保護膜の剥離を防止して
いる。しかし、本実施例ではグレーズ層と保護膜との密
着力そのものを向上させ、電極61間の距離を疑似電極
を設けなくても、20μm以上に設定することができ
る。
【0024】図7は、本発明の実施例の製造工程を示す
部分断面図である。図7(a)で示されるように本実施
例のサーマルヘッドは、アルミナなどから成る電気絶縁
性の基板52上に、SiO2ガラスなどから成るグレー
ズ層53を形成する。グレーズ層53には、SiO2
ラスのみでなく、アルミナなどのフィラー65と呼ばれ
る粒径1μm以下の粒子が混入している。スクリーン印
刷して、焼結後の未加工のグレーズ層53の表面には、
SiO2ガラスが覆っているため、その表面粗さはほぼ
0Åであり平滑である。
【0025】次に弗硝酸(弗酸と硝酸の容積比1:15
〜20)をエッチング液として用い、グレーズ層53の
表面全体のエッチングを行う。この場合、図7(b)で
示されるように、グレーズ層53の表面はガラスの方が
速くエッチングされるので、ガラス層が数100Å以上
除去された場合では、フィラー65が突出し、平滑性が
失われ、その表面粗さは50Å以上になる。
【0026】このように形成されたグレーズ層53の上
に、前述のように発熱抵抗体層62、金属層を形成し、
フォトリソグラフィ法を用いて、パターニングされ、共
通電極55、個別電極56、発熱抵抗体57を形成し、
その上に保護膜58が形成される。
【0027】また、図8は本発明の他の製造方法を示す
図である。図8(a)で示されるように、アルミナなど
から成る電気絶縁性の基板52上に、グレーズ層53、
発熱抵抗体層62、Alなどから成る金属層60を形成
する。次に、電極61、発熱抵抗体57をパターニング
するため、図8(b)で示されるように、まず金属層6
0のエッチングを行う。次に図8(c)で示されるよう
に、発熱抵抗体層62のエッチング時に前述の弗硝酸を
用いてエッチングを行う。このとき、発熱抵抗体層62
と同時にグレーズ層53のガラス成分を発熱抵抗体層6
2より500Å〜3000Åオーバーエッチングを行
う。
【0028】したがって、グレーズ層は、前述のように
平滑さが失われ、その表面粗さは50Å以上になる。こ
のようにして、共通電極55、個別電極56、発熱抵抗
体57を形成されると、その上に保護膜58が形成され
る。
【0029】なお、以上のエッチング法以外にドライエ
ッチング法などがあり、これは発熱抵抗体層62のエッ
チング後にドライエッチングを行い、グレーズ層53の
みArイオンなどでボンボートし、グレーズ層53の表
面粗さを向上させている。
【0030】以上説明した製造方法によって、グレーズ
層53の表面粗さを最大50Å以上にすることができ、
グレーズ層53と保護膜58の密着力が約1.5倍に向
上する。したがって、たとえば、製版プリンタ用サーマ
ルヘッドにおいて発熱抵抗体幅を小さくして、電極61
間の距離を長くすることができ、その電極61間の幅が
20μm以上有するものでも容易に製造することができ
る。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、保護膜と
密着性が良好である材料から成る疑似電極が、蓄熱層と
保護層の間であって、電極以外の領域に形成されてい
る。したがって、電極間の距離が長くなっても、電極間
に介在する疑似電極によって、保護膜の蓄熱層および電
極などに対する全体の密着力が向上し、剥離が生じな
い。
【0032】また、以上のように本発明によれば、保護
膜と密着する蓄熱層の表面粗さは50Å以上に形成する
ことができるので、保護膜と蓄熱層の密着力が向上す
る。したがって、電極間の距離が長くなっても、保護膜
の剥離が生じない。
【0033】したがって、発熱抵抗体幅を小さくし、各
発熱抵抗体間の距離を長くすることができ、保護膜の密
着力が向上するサーマルヘッドを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のサーマルヘッドの部分断面
図である。
【図2】図1で示されるサーマルヘッドの平面図であ
る。
【図3】図2で示される発熱抵抗体27付近の拡大図で
ある。
【図4】図2で示されるA1〜A3部分の拡大図であ
る。
【図5】本発明の他の実施例のサーマルヘッドの部分断
面図である。
【図6】図5で示されるサーマルヘッドの平面図であ
る。
【図7】グレーズ層53のエッチングの方法を説明する
ための製造工程を示す図である。
【図8】グレーズ層53のエッチングの他の方法を説明
するための製造工程を示す図である。
【図9】従来のサーマルヘッドの部分断面図である。
【図10】図9で示されるサーマルヘッドの平面図であ
る。
【図11】図10で示される発熱抵抗体7付近の拡大図
である。
【符号の説明】
22,52 基板 23,53 グレーズ層 24,54 補強電極 25,55 共通電極 26,56 個別電極 27,57 発熱抵抗体 29,59 はんだバンプ 30,60 駆動素子 31,61 電極 32,62 発熱抵抗体層 41,42a,42b 疑似電極 65 フィラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨山 良二 鹿児島県姶良郡隼人町内999番地3 京セ ラ株式会社鹿児島隼人工場内 (72)発明者 勝山 茂 鹿児島県姶良郡隼人町内999番地3 京セ ラ株式会社鹿児島隼人工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気絶縁性の基板上に、蓄熱層と、複数
    の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体に電流を供給するための
    電極と、蓄熱層、複数の発熱抵抗体、および電極を覆う
    保護層とを備えたサーマルヘッドにおいて、 前記蓄熱層と前記保護層の間であって前記電極以外の領
    域に、疑似電極が形成されていることを特徴とするサー
    マルヘッド。
  2. 【請求項2】 電気絶縁性の基板上に、蓄熱層と、複数
    の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体に電流を供給するための
    電極と、蓄熱層、複数の発熱抵抗体、および電極を覆う
    保護層とを備えたサーマルヘッドにおいて、 保護層と密着する領域の前記蓄熱層の表面粗さが50Å
    以上であることを特徴とするサーマルヘッド。
JP12974393A 1993-05-31 1993-05-31 サーマルヘッド Expired - Lifetime JP3172623B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010125648A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Kyocera Corp 記録ヘッドおよびこれを備える記録装置
JP2011025417A (ja) * 2009-07-21 2011-02-10 Seiko Instruments Inc サーマルヘッドの製造方法、サーマルヘッドおよびプリンタ
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JP2011062894A (ja) * 2009-09-16 2011-03-31 Seiko Instruments Inc サーマルヘッドおよびプリンタ

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