JPH07102708B2 - サ−マルヘツド - Google Patents

サ−マルヘツド

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JPH07102708B2
JPH07102708B2 JP61135690A JP13569086A JPH07102708B2 JP H07102708 B2 JPH07102708 B2 JP H07102708B2 JP 61135690 A JP61135690 A JP 61135690A JP 13569086 A JP13569086 A JP 13569086A JP H07102708 B2 JPH07102708 B2 JP H07102708B2
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JP
Japan
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film
ruthenium
rhenium
thermal head
alkoxide
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JP61135690A
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敬三郎 倉増
洋 長谷川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/335Structure of thermal heads

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は感熱記録用サーマルヘッドに関する。感熱記録
方式は保守の容易なハードコピーを得る方式として、各
種の端末記録装置やファクシミリ等に利用されている。
特に近年は、熱転写記録方式の開発も活発で、多色記録
やフルカラー記録の可能なカラープリンタへの応用開発
がなされており、事務機器分野のみならず、家庭用とし
ての利用も期待されている。
本発明は、この感熱記録方式や熱転写記録方式に用いる
サーマルヘッドに関する。
従来の技術 一般にサーマルヘッドは成膜プロセスにより薄膜型と厚
膜型に分類される。薄膜型は、半導体プロセスと同様の
方法により作成するもので、高解像度、低消費電力、高
速性に優れるが、製造設備が高価格である点に問題があ
る。一方、厚膜型は、印刷・焼成を行うことにより抵抗
体膜等を形成する方法であり、製造設備が安価であると
同時に製造工程が簡単であることからサーマルヘッドが
低価格であるが、高解像度化や低消費電力化、高速化等
に問題点を有する。このような厚膜型サーマルヘッドの
発熱体基板の概略図を第2図に示す。又、第3図に、発
熱体部分の断面形状(第2図のA−A′部分)を示す。
第2図、第3図において、同一名称には同一番号を付
す。41はアルミナ基板、42はグレーズ層、43a,43bは配
線用導体膜で、43aは発熱抵抗体の一端を共通して接続
する共通電極、43bは発熱抵抗体と半導体素子を接続す
るための個別電極、44は発熱抵抗体膜、45は耐摩耗保護
膜で、第2図に示すヘッドでは斜線部分40が単位発熱体
となる。なお、第2図では説明の都合から配線パターン
のみの部分や抵抗体膜での部分を示している。この方式
のサーマルヘッドの製造工程は概略以下に述べるとおり
である。グレーズ層42を形成した基板41上に配線用導体
膜を全面に印刷・焼成した後、フォトリソグラフィ方式
により共通電極43a、個別電極43bの所定のパターンを形
成する。この場合スクリーン印刷で所定パターンを印刷
形成することはパターン精度の点から非常に困難である
ため、一般にはフォトエッチングによりパターン形成を
行っている。この後、発熱抵抗体膜44をストライプ状に
印刷して焼成し、さらに耐摩耗保護膜45としてガラスを
印刷・焼成して発熱体部分が形成される。このようにし
て作成する厚膜型サーマルヘッドは、製造工程が簡単で
あることから低コスト化が可能であるが、抵抗値のバラ
ツキが大きいことや印字に必要なエネルギーが大きい点
で問題点を有する。
発明が解決しようとする問題点 印刷方式で形成する膜厚型サーマルヘッドは抵抗値のバ
ラツキが大きく中間調を記録することが困難であること
や、印字に必要なエネルギーが大きいために装置の電源
が高価となる等の問題点を有するが、この主要な原因は
発熱抵抗体材料にある。即ち、従来用いられている抵抗
体材料は酸化ルテニウム(RuO2)の粉末とガラスフリッ
トとを混合したペーストを使っているため、(イ)フォ
トエッチングができない、(ロ)膜厚を薄くできない、
ことから、第2図に示すようにストライプ状に印刷して
いる。しかしながら、ストライプ状の印刷では、抵抗体
パターンの精度は薄膜方式で行っているフォトエッチン
グに比べて悪く、又酸化ルテニウム(RuO2)の粒径のバ
ラツキやこれに伴い膜厚のバラツキも大きいことから、
サーマルヘッドの抵抗値を均一に形成することが非常に
困難であった。このため、製造工程が単純で製造設備も
安価にもかかわらず多く用いられることはなかった。
問題点を解決するための手段 本発明のサーマルヘッドは上記問題点を解決するため
に、少なくとも表面が電気的絶縁性を有する基板上に、
有機溶媒と有機金属化合物との混合物からなる液状のペ
ーストを印刷・焼成して形成した抵抗膜と、この抵抗体
膜に通電するための配線用導体膜と、前記抵抗体膜及び
前記配線用導体膜を保護する耐摩耗性保護膜とを備え、
有機金属化合物がレニウム又はルテニウムのアルコキシ
ドあるいは有機酸塩あるいは炭化水素化合物のいずれか
1種類を含む構成である。
作用 上記構成により、抵抗膜のペーストは有機溶媒とルテニ
ウムまたはレニウムの有機金属化合物を含む有機金属化
合物の混合物からなるものであって、有機金属化合物中
ではそれぞれの金属原子は均一に有機物と化合し、この
有機化合物は有機溶媒に溶け込んだ状態でペースト化さ
れる。この結果、ペースト中のルテニウムやレニウムの
金属成分量はペースト全体にわたって均一になることか
ら、このペーストを用いて印刷焼成した膜の抵抗値の均
一性も大きく改善されるものである。これは、ペースト
が液状であり、中に含まれている金属原子が原子状に均
一に存在することによる。又、さらに本構成ではルテニ
ウム又はレニウムを抵抗成分として用いるが、これらは
大気中での印刷焼成により安定な酸化物導電体を形成す
る。この導電体の比抵抗は40μΩ・cm以上と大きく、こ
の為高抵抗化を行うことが容易となる。さらに、サーマ
ルヘッドでは8ドット/mm以上の解像度が要求される
が、この為には精度のよいフォトリソグラフィによるエ
ッチングが必要である。このエッチングに対して、ルテ
ニウムの酸化物やレニウムの酸化物は簡単に行えること
から高精度なサーマルヘッドが作成できる。そのうえ、
製造設備の安価な印刷方式を使えるためヘッドとして安
価であると共に、導電率の一定した非常に均質で薄い抵
抗膜を形成できることから抵抗値ばらつきの減少の他、
印字エネルギーも小さくでき、中間調を記録することも
可能である。
実施例 (実施例1) 第1図は、本発明の第1の実施例により作成したサーマ
ルヘッドの発熱体近傍の斜視図を示す。第1図におい
て、1はアルミナ基板、2はグレーズ層、3a,3bは配線
用導体膜であり、3aは発熱体の一端を共通して接続する
共通電極、3bは半導体素子と接続する個別電極である。
4はペースト印刷・焼成して形成した発熱抵抗体膜であ
り、5は耐摩耗保護膜である。なお、第1図で説明の都
合上一部耐摩耗保護膜を形成していない。
本実施例について、以下具体的に説明する。本実施例に
おいて、抵抗ペーストとして、ルテニウムレジネートと
バリウムレジネート(エンゲルハルド社製)を、PVAを
主体とするバインダーと混合して印刷用抵抗ペーストと
した。この抵抗ペーストを、850℃以上の転移点を有す
るグレーズ層を形成したアルミナ基板上の全面に印刷し
て、850℃、大気中で焼成してルテニウムとバリウムの
混合酸化物抵抗膜を形成した。焼成した抵抗膜はシート
抵抗値が1000Ω/□であったが、このシート抵抗値は抵
抗ペーストを形成する時にルテニウムレジネートとバリ
ウムレジネートとの混合比率を変化させることで1500Ω
/□程度までは自由に制御可能である。次に、金レジネ
ート(エンゲルハルド社製)を同様に全面に印刷し、80
0℃で焼成した。この後、フォトレジストを塗布して、
所定のマスクで露光して不要部分をCF4とO2混合ガス中
でドライエッチングを行い第1図に示すパターンを形成
した(第1図の耐摩耗保護膜のない部分)。さらにこの
次に、紙と接触する部分に硬質ガラスを主成分とする耐
摩耗保護膜を印刷して77℃で焼成して第1図に示すサー
マルヘッドを作成した。なお、第1図では、説明の都合
上耐摩耗保護膜を一部形成していない図としてある。
このようにして作成した本実施例のヘッドの抵抗値のバ
ラツキはB4サイズ、8本/mmでも±4%以下が実現で
き、画像記録も充分可能であった。又、発熱抵抗体の膜
厚は約0.3μmであるため、低電力化、熱応答性も従来
の薄膜型ヘッドと同レベルを実現できた。
(実施例2) ルテニウムレジネート(エンゲルハルド社製)とケイ素
のアルコキシドをPVAを含むバインダを使い抵抗ペース
トを作成した。この抵抗ペーストを用いて第2図に示す
従来の厚膜型サーマルヘッドと同一の方式でサーマルヘ
ッドを作成した。抵抗ペーストが完全な液状であること
から、印刷精度が格段に向上し抵抗値の均一性は±6%
以下とすることができた。しかし、この方式では先に電
極を印刷している関係上から抵抗体膜をあまり薄くでき
ず、本実施例では約1μmとしており熱応答性は薄膜型
に比べるとやや劣るが、従来の厚膜型に比較すると大き
く改善された。
本発明の実施例においては、ルテニウムレジネートとバ
リウムレジネートあるいはケイ素のアルコキシドの混合
した抵抗ペーストを用いたが、本発明はこれらに限定さ
れるものではなく、レニウムレジネート等の材料単独で
も可能であるし、又混合する材料としてもチタン、アル
ミニウム、他のアルカリ土類金属のレジネートあるいは
有機酸でも可能なことは説明するまでもない。
発明の効果 本発明のサーマルヘッドでは抵抗膜のペーストが有機用
媒とルテニウムまたはレニウムの有機金属化合物を含む
有機金属化合物との混合物からなるので、有機金属化合
物中では金属原子が均一に有機物に化合した液状のペー
ストとなる。このペーストを印刷焼成して作成した抵抗
膜はルテニウムの酸化物あるいはレニウムの酸化物を抵
抗成分とする全体が酸化物よりなる抵抗膜となるため
に、大気中でも抵抗変化の少ない安定な抵抗膜が得られ
る。
同時に、ルテニウムあるいはレニウムの酸化物の比抵抗
は40μΩ・cm以上と大きく、高抵抗化し実現しやすい。
さらに、これらの酸化物薄膜は酸素ガスやCF4ガスによ
り揮発性の化合物が作成されやすく、ドライエッチング
等のパターン形成の高精度化が可能である。
【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示す
斜視図、第2図は従来の厚膜型サーマルヘッド及び本発
明の他の実施例によるサーマルヘッドの発熱体部の斜視
図、第3図は従来の厚膜型サーマルヘッドの発熱体部の
断面図である。 1……アルミナ基板、2……グレーズ層、3a,3b……配
線用導体膜、4……抵抗体膜、5……耐摩耗保護膜、41
……アルミナ基板、42……グレーズ層、43a,43b……配
線用導体膜、44……発熱抵抗体膜、45……耐摩耗保護
膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも表面が電気的絶縁性を有する基
    板上に、有機溶媒と有機金属化合物との混合物からなる
    液状のペーストを印刷・焼成して形成した抵抗体膜と、
    この抵抗体膜に通電するための配線用導体膜と、前記抵
    抗体膜及び前記配線用導体膜を保護する耐摩耗性保護膜
    とを備え、有機金属化合物が、レニウムのアルコキシド
    又はルテニウムのアルコキシド、あるいはレニウムの有
    機酸塩又はルテニウムの有機酸塩、あるいはレニウムの
    炭化水素化合物又はルテニウムの炭化水素化合物のいず
    れか1種類を含むことを特徴とするサーマルヘッド。
  2. 【請求項2】有機金属化合物を、レニウムのアルコキシ
    ド又はルテニウムのアルコキシド、あるいはレニウムの
    有機酸塩又はルテニウムの有機酸塩、あるいはレニウム
    の炭化水素化合物又はルテニウムの炭化水素化合物と、
    アルカリ土類金属又はケイ素又はホウ素又はアルミニウ
    ム又はチタン又はジルコニウム又はタンタル又は亜鉛よ
    り選ばれた1種類又は複数種類からなる、アルコキシド
    あるいは有機酸塩あるいは炭化水素化合物との混合物と
    した特許請求の範囲第1項記載のサーマルヘッド。
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