JPH0732630A - サーマルヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
サーマルヘッドおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層配線構造とした場合であっても、各層の
接続不良や絶縁不良の発生を確実に防止することがで
き、リアルエッジ化しても製造が容易で、信頼性を維持
することのできるサーマルヘッドおよびその製造方法を
提供する。 【構成】 基板１１上の発熱部に対応する位置に保温層
１２を突出形成し、この基板１１および保温層１２の上
面に抵抗体材料からなる導電層１３を形成し、この導電
層１３の共通電極１７ａおよびこの共通電極１７ａの端
子部の形成位置に対応する位置以外の部分に前記導電層
１３の表面を熱酸化してなる絶縁層１５を形成し、両端
部がそれぞれ前記絶縁層１５および前記導電層１３の上
側に位置するように所定の発熱抵抗体１６を形成し、こ
の発熱抵抗体１６の上面の前記絶縁層１５側端部に個別
電極１７ｂを形成するとともに、前記導電層１３側端部
に共通電極１７ａを形成したことを特徴とする。
接続不良や絶縁不良の発生を確実に防止することがで
き、リアルエッジ化しても製造が容易で、信頼性を維持
することのできるサーマルヘッドおよびその製造方法を
提供する。 【構成】 基板１１上の発熱部に対応する位置に保温層
１２を突出形成し、この基板１１および保温層１２の上
面に抵抗体材料からなる導電層１３を形成し、この導電
層１３の共通電極１７ａおよびこの共通電極１７ａの端
子部の形成位置に対応する位置以外の部分に前記導電層
１３の表面を熱酸化してなる絶縁層１５を形成し、両端
部がそれぞれ前記絶縁層１５および前記導電層１３の上
側に位置するように所定の発熱抵抗体１６を形成し、こ
の発熱抵抗体１６の上面の前記絶縁層１５側端部に個別
電極１７ｂを形成するとともに、前記導電層１３側端部
に共通電極１７ａを形成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーマルプリンタに使
用されるサーマルヘッドに係り、特に、サーマルヘッド
のリアルエッジ化および熱転写プリンタにおける印字品
位の改良ができるサーマルヘッドおよびサーマルヘッド
の製造方法に関する。
用されるサーマルヘッドに係り、特に、サーマルヘッド
のリアルエッジ化および熱転写プリンタにおける印字品
位の改良ができるサーマルヘッドおよびサーマルヘッド
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】サーマルプリンタに搭載されるサーマル
ヘッドは、複数個の発熱素子を基板上に直線的に配列
し、所望の印字情報に基づいていずれかの発熱素子に選
択的に順次通電を行なって発熱素子を加熱させることに
より、感熱プリンタにおいては感熱記録紙を発色させ、
熱転写プリンタにおいてはインクリボンのインクを部分
的に溶融して普通紙に転写して印字を行なうようになっ
ている。
ヘッドは、複数個の発熱素子を基板上に直線的に配列
し、所望の印字情報に基づいていずれかの発熱素子に選
択的に順次通電を行なって発熱素子を加熱させることに
より、感熱プリンタにおいては感熱記録紙を発色させ、
熱転写プリンタにおいてはインクリボンのインクを部分
的に溶融して普通紙に転写して印字を行なうようになっ
ている。
【０００３】図５は従来の一般的なサーマルヘッドを示
したもので、アルミナ等の絶縁性材料からなる基板１上
には、ガラス等からなる保温層２が形成されており、こ
の保温層２は、その上面が円弧状となるように形成され
ている。この保温層２の頂部２ａには、複数個の発熱抵
抗体３が直線状に整列して形成されており、この発熱抵
抗体３は、Ｔａ2 Ｎ等からなる発熱抵抗体３の材料を蒸
着あるいはスパッタリング等により保温層２の表面に被
着した後、フォトリソ技術によりエッチングすることに
より形成するようになされている。これら発熱抵抗体３
の上面一側には、各発熱抵抗体３に接続される共通電極
４ａが積層されており、前記各発熱抵抗体３の他側に
は、各発熱抵抗体３に独立して通電を行なうための個別
電極４ｂがそれぞれ積層されている。前記共通電極４ａ
および個別電極４ｂは、例えば、Ａｌ、Ｃｕ等からな
り、蒸着、スパッタリング等により被着された後、エッ
チングにより所望形状のパターンに形成されている。
したもので、アルミナ等の絶縁性材料からなる基板１上
には、ガラス等からなる保温層２が形成されており、こ
の保温層２は、その上面が円弧状となるように形成され
ている。この保温層２の頂部２ａには、複数個の発熱抵
抗体３が直線状に整列して形成されており、この発熱抵
抗体３は、Ｔａ2 Ｎ等からなる発熱抵抗体３の材料を蒸
着あるいはスパッタリング等により保温層２の表面に被
着した後、フォトリソ技術によりエッチングすることに
より形成するようになされている。これら発熱抵抗体３
の上面一側には、各発熱抵抗体３に接続される共通電極
４ａが積層されており、前記各発熱抵抗体３の他側に
は、各発熱抵抗体３に独立して通電を行なうための個別
電極４ｂがそれぞれ積層されている。前記共通電極４ａ
および個別電極４ｂは、例えば、Ａｌ、Ｃｕ等からな
り、蒸着、スパッタリング等により被着された後、エッ
チングにより所望形状のパターンに形成されている。
【０００４】さらに、これら発熱抵抗体３、共通電極４
ａ、個別電極４ｂ、露出している基板１および保温層２
の表面には、前記発熱抵抗体３および各電極４ａ、４ｂ
を保護するほぼ７〜１０μｍの膜厚の保護層５が形成さ
れており、この保護層５は、前記各電極４ａ、４ｂの端
子部以外のすべての表面を被覆するようになされてい
る。
ａ、個別電極４ｂ、露出している基板１および保温層２
の表面には、前記発熱抵抗体３および各電極４ａ、４ｂ
を保護するほぼ７〜１０μｍの膜厚の保護層５が形成さ
れており、この保護層５は、前記各電極４ａ、４ｂの端
子部以外のすべての表面を被覆するようになされてい
る。
【０００５】このような従来のサーマルヘッドにおいて
は、共通電極４ａの幅を広く形成することでその抵抗値
を低く形成する必要があったため、図５に示すように、
発熱抵抗体３の発熱部３ａはサーマルヘッド基板１の中
央または端部寄りに設けられており、発熱抵抗体３の発
熱部３ａから基板１端部までの距離は数ｍｍ以上を有し
ていた。
は、共通電極４ａの幅を広く形成することでその抵抗値
を低く形成する必要があったため、図５に示すように、
発熱抵抗体３の発熱部３ａはサーマルヘッド基板１の中
央または端部寄りに設けられており、発熱抵抗体３の発
熱部３ａから基板１端部までの距離は数ｍｍ以上を有し
ていた。
【０００６】しかし、近年、サーマルヘッドの発熱抵抗
体３をより基板１の端部に配置するリアルエッジ化の要
請が高まってきており、基板１の共通電極４ａ側のスペ
ースを大幅に削減する必要にせまられている。このよう
なサーマルヘッドのリアルエッジ化は、ヘッドとプラテ
ンの圧接圧の損失を低減し、印字エネルギー効率を向上
させることができ、また、インクリボンを用いる熱転写
プリンタにおいては、ワックス系のインクから樹脂系の
インクまで幅広く使用でき、ラフ紙の印字品位を著しく
改善することができるという利点を有するものである。
体３をより基板１の端部に配置するリアルエッジ化の要
請が高まってきており、基板１の共通電極４ａ側のスペ
ースを大幅に削減する必要にせまられている。このよう
なサーマルヘッドのリアルエッジ化は、ヘッドとプラテ
ンの圧接圧の損失を低減し、印字エネルギー効率を向上
させることができ、また、インクリボンを用いる熱転写
プリンタにおいては、ワックス系のインクから樹脂系の
インクまで幅広く使用でき、ラフ紙の印字品位を著しく
改善することができるという利点を有するものである。
【０００７】しかしながら、例えば、エッジ距離を０．
２ｍｍ以下とするようなサーマルヘッドのリアルエッジ
化を図ると、共通電極４ａの配置スペースが著しく少な
くなってしまうため、共通電極４ａの幅寸法を極めて細
く形成しなければならず、その結果、共通電極４ａが抵
抗体化してその抵抗値が上昇してしまい、発熱抵抗体３
の両端と中央部との電圧降下の差が大きくなってしま
う。また、共通電極４ａの電流容量不足を招き、各発熱
抵抗体３に通電した場合に、共通電極４ａが溶断してし
まう等の不具合が発生し、実用性の高いリアルエッジヘ
ッドを製造することは極めて困難であった。
２ｍｍ以下とするようなサーマルヘッドのリアルエッジ
化を図ると、共通電極４ａの配置スペースが著しく少な
くなってしまうため、共通電極４ａの幅寸法を極めて細
く形成しなければならず、その結果、共通電極４ａが抵
抗体化してその抵抗値が上昇してしまい、発熱抵抗体３
の両端と中央部との電圧降下の差が大きくなってしま
う。また、共通電極４ａの電流容量不足を招き、各発熱
抵抗体３に通電した場合に、共通電極４ａが溶断してし
まう等の不具合が発生し、実用性の高いリアルエッジヘ
ッドを製造することは極めて困難であった。
【０００８】また、リアルエッジ化を図るサーマルヘッ
ドの他の電極としては、図示はしないが、例えば、折り
返し電極やクシ型電極として共通電極を個別電極と同一
方向に導出するものがあるが、共通電極と個別電極を同
一方向に導出するため３００ｄｐｉの解像度とした場合
には６００ｄｐｉの解像度とした場合と同等の加工精度
が要求され、同様に４００ｄｐｉの解像度とした場合に
は８００ｄｐｉの解像度とした場合と同等の高精細な加
工技術が要求されるというように、製造工数の増大と相
まって歩留まりの低下や信頼性の低下を招くとともに、
製造コストの増大を招いてしまうという欠点を有してい
る。
ドの他の電極としては、図示はしないが、例えば、折り
返し電極やクシ型電極として共通電極を個別電極と同一
方向に導出するものがあるが、共通電極と個別電極を同
一方向に導出するため３００ｄｐｉの解像度とした場合
には６００ｄｐｉの解像度とした場合と同等の加工精度
が要求され、同様に４００ｄｐｉの解像度とした場合に
は８００ｄｐｉの解像度とした場合と同等の高精細な加
工技術が要求されるというように、製造工数の増大と相
まって歩留まりの低下や信頼性の低下を招くとともに、
製造コストの増大を招いてしまうという欠点を有してい
る。
【０００９】さらに、サーマルヘッド基板の端面から裏
側に共通電極を形成するものがあるが、基板を分割、研
磨してから電極形成を行なうため、製造工数が多く、製
造効率の低下を招き、さらに、０．２ｍｍ以内のリアル
エッジ化の信頼性も極めて低いという欠点がある。
側に共通電極を形成するものがあるが、基板を分割、研
磨してから電極形成を行なうため、製造工数が多く、製
造効率の低下を招き、さらに、０．２ｍｍ以内のリアル
エッジ化の信頼性も極めて低いという欠点がある。
【００１０】また、基板の端面を研磨して保温層を形成
し、その上面に発熱素子を形成した端面ヘッドは、前述
したものと同様に製造工数が多くなり、リアルエッジ化
を図った場合の量産性が劣り、コスト高の欠点を有す
る。
し、その上面に発熱素子を形成した端面ヘッドは、前述
したものと同様に製造工数が多くなり、リアルエッジ化
を図った場合の量産性が劣り、コスト高の欠点を有す
る。
【００１１】これらの点に鑑み従来から、発熱部分で共
通電極を多層配線構造とすることにより、リアルエッジ
化を達成しようとするものがある。これは、保温層上に
金属からなる導電層を形成し、その上にＳｉＯ2 等から
なる層間絶縁層をエッチング等の手段により積層形成し
た後、この層間絶縁層をフォトリソ技術で部分的に除去
し、この上に発熱抵抗体を積層することにより、導電層
と発熱抵抗体とを電気的に接続するようにしたものであ
り、高温に発熱する発熱抵抗体の真下に層間絶縁層と導
電層とが層状に形成されるようになされている。
通電極を多層配線構造とすることにより、リアルエッジ
化を達成しようとするものがある。これは、保温層上に
金属からなる導電層を形成し、その上にＳｉＯ2 等から
なる層間絶縁層をエッチング等の手段により積層形成し
た後、この層間絶縁層をフォトリソ技術で部分的に除去
し、この上に発熱抵抗体を積層することにより、導電層
と発熱抵抗体とを電気的に接続するようにしたものであ
り、高温に発熱する発熱抵抗体の真下に層間絶縁層と導
電層とが層状に形成されるようになされている。
【００１２】このような多層配線構造によるサーマルヘ
ッドにおいては、所望の印字信号に基づいて個別電極を
介して所望の発熱抵抗体に通電した場合に、リアルエッ
ジ化により幅寸法が極細に形成された共通電極の他に、
前記導電層を介して端子部分に送られることになるの
で、前記共通電極の抵抗値が上昇してしまうことがな
く、発熱抵抗体の部分電圧差の発生、共通電極の電流容
量不足等の発生を防止することができ、高品質な印字を
行なうことができるものである。
ッドにおいては、所望の印字信号に基づいて個別電極を
介して所望の発熱抵抗体に通電した場合に、リアルエッ
ジ化により幅寸法が極細に形成された共通電極の他に、
前記導電層を介して端子部分に送られることになるの
で、前記共通電極の抵抗値が上昇してしまうことがな
く、発熱抵抗体の部分電圧差の発生、共通電極の電流容
量不足等の発生を防止することができ、高品質な印字を
行なうことができるものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のサ
ーマルヘッドにおいては、導電層の上面に層間絶縁層が
積層して形成されており、しかも、これら各層が高温に
発熱する発熱抵抗体の真下に形成されていることから、
各層相互の応力ストレスが大きく、熱衝撃に対する各層
相互間の密着力の信頼性が著しく低下してしまい、ま
た、層間絶縁層をエッチングにより形成するため、層間
絶縁層と導電層との表面に段差が生じてしまい、この段
差により発熱抵抗体と導電層との接続不良が生じるおそ
れがあり、さらに、層間絶縁層をスパッタ等の蒸着方式
で形成すると、異物等により層間絶縁層にピンホールが
発生し、層間絶縁層の絶縁不良が生じてしまうという問
題を有している。
ーマルヘッドにおいては、導電層の上面に層間絶縁層が
積層して形成されており、しかも、これら各層が高温に
発熱する発熱抵抗体の真下に形成されていることから、
各層相互の応力ストレスが大きく、熱衝撃に対する各層
相互間の密着力の信頼性が著しく低下してしまい、ま
た、層間絶縁層をエッチングにより形成するため、層間
絶縁層と導電層との表面に段差が生じてしまい、この段
差により発熱抵抗体と導電層との接続不良が生じるおそ
れがあり、さらに、層間絶縁層をスパッタ等の蒸着方式
で形成すると、異物等により層間絶縁層にピンホールが
発生し、層間絶縁層の絶縁不良が生じてしまうという問
題を有している。
【００１４】また、そのため層間絶縁層の膜厚を厚く形
成するようにすると、前述の各層相互の応力アンバラン
スの増大を招くとともに、エッチング段差量の増大によ
る接続不良等の信頼性の著しい低下を招いてしまうとい
う問題を有している。
成するようにすると、前述の各層相互の応力アンバラン
スの増大を招くとともに、エッチング段差量の増大によ
る接続不良等の信頼性の著しい低下を招いてしまうとい
う問題を有している。
【００１５】本発明は前述した従来における問題点を克
服し、多層配線構造とした場合であっても、各層の接続
不良や絶縁不良の発生を確実に防止することができ、リ
アルエッジ化しても製造が容易で、信頼性を維持するこ
とのできるサーマルヘッドおよびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
服し、多層配線構造とした場合であっても、各層の接続
不良や絶縁不良の発生を確実に防止することができ、リ
アルエッジ化しても製造が容易で、信頼性を維持するこ
とのできるサーマルヘッドおよびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載のサーマルヘッドは、基板上の発熱
部に対応する位置に保温層を突出形成し、この基板およ
び保温層の上面に抵抗体材料からなる導電層を形成し、
この導電層の共通電極およびこの共通電極の端子部の形
成位置に対応する位置以外の部分に前記導電層の表面を
熱酸化してなる絶縁層を形成し、両端部がそれぞれ前記
絶縁層および前記導電層の上側に位置するように所定の
発熱抵抗体を形成し、この発熱抵抗体の上面の前記絶縁
層側端部に個別電極を形成するとともに、前記導電層側
端部に共通電極を形成したことを特徴とする。また、好
ましくは前記基板の発熱部近傍以外の部分における前記
基板と前記導電層との間に金属導体を介装したことを特
徴とする。
に、請求項１に記載のサーマルヘッドは、基板上の発熱
部に対応する位置に保温層を突出形成し、この基板およ
び保温層の上面に抵抗体材料からなる導電層を形成し、
この導電層の共通電極およびこの共通電極の端子部の形
成位置に対応する位置以外の部分に前記導電層の表面を
熱酸化してなる絶縁層を形成し、両端部がそれぞれ前記
絶縁層および前記導電層の上側に位置するように所定の
発熱抵抗体を形成し、この発熱抵抗体の上面の前記絶縁
層側端部に個別電極を形成するとともに、前記導電層側
端部に共通電極を形成したことを特徴とする。また、好
ましくは前記基板の発熱部近傍以外の部分における前記
基板と前記導電層との間に金属導体を介装したことを特
徴とする。
【００１７】また、請求項３に記載のサーマルヘッドの
製造方法は、基板上の発熱部に対応する位置に保温層を
突出形成し、この基板および保温層の上面に抵抗体材料
からなる導電層を積層する工程と、この導電層上にマス
ク層を積層する工程と、このマスク層の共通電極および
この共通電極の端子部の形成位置に対応する位置にマス
クパターンを形成する工程と、前記マスクパターンによ
るマスク層形成部分以外の導電層の表面に酸化雰囲気中
で熱酸化処理により酸化して絶縁層を形成する工程と、
両端部がそれぞれ前記絶縁層および前記導電層の上側に
位置するように所定の発熱抵抗体を形成する工程と、こ
の発熱抵抗体の上面の前記絶縁層側端部に個別電極を形
成するとともに、前記導電層側端部に共通電極を形成す
る工程とかならなることを特徴とする。
製造方法は、基板上の発熱部に対応する位置に保温層を
突出形成し、この基板および保温層の上面に抵抗体材料
からなる導電層を積層する工程と、この導電層上にマス
ク層を積層する工程と、このマスク層の共通電極および
この共通電極の端子部の形成位置に対応する位置にマス
クパターンを形成する工程と、前記マスクパターンによ
るマスク層形成部分以外の導電層の表面に酸化雰囲気中
で熱酸化処理により酸化して絶縁層を形成する工程と、
両端部がそれぞれ前記絶縁層および前記導電層の上側に
位置するように所定の発熱抵抗体を形成する工程と、こ
の発熱抵抗体の上面の前記絶縁層側端部に個別電極を形
成するとともに、前記導電層側端部に共通電極を形成す
る工程とかならなることを特徴とする。
【００１８】好ましくは、前記導電層をＴａ−ＳｉＯ2
サーメット、Ｔａ−Ｓｉ等のシリサイド抵抗体材料によ
り略２〜１０μｍの厚さ寸法に形成した後、熱酸化処理
を行ない、前記導電層の表面にＴａ2 Ｏ5 ／ＳｉＯ2 か
らなる絶縁層を略１μｍの厚さ寸法に形成するものであ
り、また、前記導電層をＴａ−Ｓｉシリサイドを用い、
Ａｒ＋Ｏ2 反応性スパッタリングにより導電性の導電度
を制御しながら成膜するようにしたことを特徴とする。
さらに、前記絶縁層を導電層の表面に一体に形成し、ま
た、前記絶縁層の表面と前記導電層の表面との高さ寸法
を略同一に形成したことを特徴とする。
サーメット、Ｔａ−Ｓｉ等のシリサイド抵抗体材料によ
り略２〜１０μｍの厚さ寸法に形成した後、熱酸化処理
を行ない、前記導電層の表面にＴａ2 Ｏ5 ／ＳｉＯ2 か
らなる絶縁層を略１μｍの厚さ寸法に形成するものであ
り、また、前記導電層をＴａ−Ｓｉシリサイドを用い、
Ａｒ＋Ｏ2 反応性スパッタリングにより導電性の導電度
を制御しながら成膜するようにしたことを特徴とする。
さらに、前記絶縁層を導電層の表面に一体に形成し、ま
た、前記絶縁層の表面と前記導電層の表面との高さ寸法
を略同一に形成したことを特徴とする。
【００１９】また、前記熱酸化処理による絶縁層形成時
に、前記基板、保温層、導電層および絶縁層のアニーリ
ングを行なうようにしたことを特徴とするものであり、
さらに、前記マスク層をＡｌ、Ａｕ等の耐酸化性金属、
ＩＴＯ、ＲｕＯ2 等の耐酸化性導電性セラミックス、Ｓ
ｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の耐酸化性絶縁性セラミックスに
より形成し、また、前記マスク層を導電性材料により形
成し、熱酸化処理後、このマスク層を除去せずに発熱抵
抗体を形成するようにしたことを特徴とする。
に、前記基板、保温層、導電層および絶縁層のアニーリ
ングを行なうようにしたことを特徴とするものであり、
さらに、前記マスク層をＡｌ、Ａｕ等の耐酸化性金属、
ＩＴＯ、ＲｕＯ2 等の耐酸化性導電性セラミックス、Ｓ
ｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の耐酸化性絶縁性セラミックスに
より形成し、また、前記マスク層を導電性材料により形
成し、熱酸化処理後、このマスク層を除去せずに発熱抵
抗体を形成するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
【作用】前述した本発明によれば、基板の略全面に共通
電極と同じ作用の導電層が配設されているので、共通電
極の他に前記導電層を介して電流が流れることになり、
各発熱抵抗体に対して均等な電圧を印加することがで
き、サーマルヘッドのリアルエッジ化に適正に対応する
ことができるものであり、また、前記導電層と発熱抵抗
体との絶縁を熱酸化処理によるＴａ2 Ｏ5 あるいはＳｉ
Ｏ2 からなる絶縁層により行なうようにしているので、
導電層のピンホール内部も十分酸化されて絶縁性を有す
ることになり、しかも、導電層と一体的に形成できるた
め、絶縁性、密着性を著しく高めることが可能となる。
また、絶縁層の表面と導電層の露出部の表面との高さを
略同一とすることができ、段差の少ない状態でその上面
に発熱抵抗体を形成することができ、発熱抵抗体と導電
層との電気的な接続を確実に行なうことができ、さら
に、前記導電層の熱酸化工程は、絶縁層の形成と同時に
基板全体を高温アニーリングすることになるので、多層
配線基板の機械的、熱的信頼性を確保することができる
ものである。
電極と同じ作用の導電層が配設されているので、共通電
極の他に前記導電層を介して電流が流れることになり、
各発熱抵抗体に対して均等な電圧を印加することがで
き、サーマルヘッドのリアルエッジ化に適正に対応する
ことができるものであり、また、前記導電層と発熱抵抗
体との絶縁を熱酸化処理によるＴａ2 Ｏ5 あるいはＳｉ
Ｏ2 からなる絶縁層により行なうようにしているので、
導電層のピンホール内部も十分酸化されて絶縁性を有す
ることになり、しかも、導電層と一体的に形成できるた
め、絶縁性、密着性を著しく高めることが可能となる。
また、絶縁層の表面と導電層の露出部の表面との高さを
略同一とすることができ、段差の少ない状態でその上面
に発熱抵抗体を形成することができ、発熱抵抗体と導電
層との電気的な接続を確実に行なうことができ、さら
に、前記導電層の熱酸化工程は、絶縁層の形成と同時に
基板全体を高温アニーリングすることになるので、多層
配線基板の機械的、熱的信頼性を確保することができる
ものである。
【００２１】
【実施例】図１は本発明のサーマルヘッドの一実施例を
示すものであり、図２は本発明のサーマルヘッドの多層
配線基板Ｂの実施例を示す。
示すものであり、図２は本発明のサーマルヘッドの多層
配線基板Ｂの実施例を示す。
【００２２】図１は本発明に係るサーマルヘッドの一実
施例を示したもので、セラミック基板等の絶縁性基板１
１の上には、ガラス等からなる保温層１２が円弧状に突
出形成されており、これらの基板１１および保温層１２
の上面には、導電層１３が成膜されている。この導電層
１３のサーマルヘッドの共通電極１７ａの配設部および
外部端子（図示せず）との接続部以外の部分の上面に
は、絶縁層１５が形成されており、その他の部分は、導
電層１３が露出されるようになされている。前記絶縁層
１５の表面と導電層１３の露出部１３ａの表面との高さ
は略同一とされている。
施例を示したもので、セラミック基板等の絶縁性基板１
１の上には、ガラス等からなる保温層１２が円弧状に突
出形成されており、これらの基板１１および保温層１２
の上面には、導電層１３が成膜されている。この導電層
１３のサーマルヘッドの共通電極１７ａの配設部および
外部端子（図示せず）との接続部以外の部分の上面に
は、絶縁層１５が形成されており、その他の部分は、導
電層１３が露出されるようになされている。前記絶縁層
１５の表面と導電層１３の露出部１３ａの表面との高さ
は略同一とされている。
【００２３】また、前記導電層１３と絶縁層１５との上
面には、発熱抵抗体１６の材料が蒸着あるいはスパッタ
リング等により被着されており、その後、フォトリソ技
術によりエッチングすることにより、複数個の発熱抵抗
体１６がその両端部がそれぞれ前記導電層１３および絶
縁層１５の上側に位置するように直線状に整列して形成
されている。また、これら各発熱抵抗体１６の導電層１
３側端部上面には、各発熱抵抗体１６に接続される共通
電極１７ａが積層されており、前記各発熱抵抗体１６の
絶縁層１５側端部上面には、各発熱抵抗体１６に独立し
て通電を行なうための個別電極１７ｂがそれぞれ接続さ
れている。
面には、発熱抵抗体１６の材料が蒸着あるいはスパッタ
リング等により被着されており、その後、フォトリソ技
術によりエッチングすることにより、複数個の発熱抵抗
体１６がその両端部がそれぞれ前記導電層１３および絶
縁層１５の上側に位置するように直線状に整列して形成
されている。また、これら各発熱抵抗体１６の導電層１
３側端部上面には、各発熱抵抗体１６に接続される共通
電極１７ａが積層されており、前記各発熱抵抗体１６の
絶縁層１５側端部上面には、各発熱抵抗体１６に独立し
て通電を行なうための個別電極１７ｂがそれぞれ接続さ
れている。
【００２４】さらに、これら発熱抵抗体１６、共通電極
１７ａ、個別電極１７ｂ、露出している基板１１および
保温層２０の表面には、前記発熱抵抗体１６および各電
極１７ａ、１７ｂを保護するほぼ７〜１０μｍの膜厚の
保護層１８が形成されており、この保護層１８は前記各
電極１７ａ、１７ｂの端子部以外のすべての表面を被覆
するようになされている。
１７ａ、個別電極１７ｂ、露出している基板１１および
保温層２０の表面には、前記発熱抵抗体１６および各電
極１７ａ、１７ｂを保護するほぼ７〜１０μｍの膜厚の
保護層１８が形成されており、この保護層１８は前記各
電極１７ａ、１７ｂの端子部以外のすべての表面を被覆
するようになされている。
【００２５】次に、本実施例におけるサーマルヘッドの
製造方法について、図３に示す多層配線基板Ｂの製造工
程を示すフローチャートを参照して説明する。
製造方法について、図３に示す多層配線基板Ｂの製造工
程を示すフローチャートを参照して説明する。
【００２６】まず、図２において、アルミナ等からなる
平板状の基板１１の上面に、上面が円弧状に形成された
ガラス等からなる保温層１２を突出形成する（ステップ
ＳＴ１）。
平板状の基板１１の上面に、上面が円弧状に形成された
ガラス等からなる保温層１２を突出形成する（ステップ
ＳＴ１）。
【００２７】そして、前記基板１１および保温層１２の
上面に、Ｔａ−ＳｉＯ2 サーメットからなる導電層１３
を略２〜１０μｍの膜厚となるように、蒸着法またはス
パッタリング等により成膜する（ステップＳＴ２）。な
お、前記導電層１３は、Ｔａ−ＳｉＯ2 サーメット以外
にも、例えば、Ｔａ−Ｓｉシリサイド等のシリサイド抵
抗体材料により形成することができる。特に、Ｔａ−Ｓ
ｉシリサイドを適用した場合は、反応性スパッタリング
で膜の応力や導電率を制御することができるとともに、
Ｔａ−ＳｉはＴａ−ＳｉＯ2 よりも高速成膜が可能であ
るため、生産性に優れている。
上面に、Ｔａ−ＳｉＯ2 サーメットからなる導電層１３
を略２〜１０μｍの膜厚となるように、蒸着法またはス
パッタリング等により成膜する（ステップＳＴ２）。な
お、前記導電層１３は、Ｔａ−ＳｉＯ2 サーメット以外
にも、例えば、Ｔａ−Ｓｉシリサイド等のシリサイド抵
抗体材料により形成することができる。特に、Ｔａ−Ｓ
ｉシリサイドを適用した場合は、反応性スパッタリング
で膜の応力や導電率を制御することができるとともに、
Ｔａ−ＳｉはＴａ−ＳｉＯ2 よりも高速成膜が可能であ
るため、生産性に優れている。
【００２８】次に、前記導電層１３の上面のサーマルヘ
ッドの共通電極７ａ配設部および外部端子（図示せず）
との接続部に対応する位置に、耐熱性と耐酸化性を有す
るＡｌからなるマスク層１４を蒸着法により略０．２μ
ｍの膜厚に積層形成する（ステップＳＴ３）。なお、前
記マスク層１４はＡｌに限定されるものではなく、Ａｕ
等の耐酸化性金属、ＩＴＯ、ＲｕＯ2 等の耐酸化性導電
性セラミックスまたはＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の耐酸化
性絶縁性セラミックス等を適用することができる。
ッドの共通電極７ａ配設部および外部端子（図示せず）
との接続部に対応する位置に、耐熱性と耐酸化性を有す
るＡｌからなるマスク層１４を蒸着法により略０．２μ
ｍの膜厚に積層形成する（ステップＳＴ３）。なお、前
記マスク層１４はＡｌに限定されるものではなく、Ａｕ
等の耐酸化性金属、ＩＴＯ、ＲｕＯ2 等の耐酸化性導電
性セラミックスまたはＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の耐酸化
性絶縁性セラミックス等を適用することができる。
【００２９】そして、フォトリソ技術により共通電極１
７ａの配設部および外部端子接続部にマスクパターンを
形成する（ステップＳＴ４）。
７ａの配設部および外部端子接続部にマスクパターンを
形成する（ステップＳＴ４）。
【００３０】その後、酸素雰囲気の熱処理炉を用いて６
００℃以上で導電層１３の表面を強制酸化することによ
り、略１μｍのＴａ2 Ｏ5 ／ＳｉＯ2 からなる絶縁層１
５を形成する（ステップＳＴ５）。そして、前記マスク
層１４をエッチング等で除去することにより、本発明の
多層配線基板Ｂの製造が完成する（ステップＳＴ６）。
このとき、マスク層１４の材料として導電性マスク材料
を用いた場合は、そのまま導電層１３に対する導電性を
確保することができるので、マスク層１４を除去する必
要がなく、これにより、工数低減を図ることができる。
００℃以上で導電層１３の表面を強制酸化することによ
り、略１μｍのＴａ2 Ｏ5 ／ＳｉＯ2 からなる絶縁層１
５を形成する（ステップＳＴ５）。そして、前記マスク
層１４をエッチング等で除去することにより、本発明の
多層配線基板Ｂの製造が完成する（ステップＳＴ６）。
このとき、マスク層１４の材料として導電性マスク材料
を用いた場合は、そのまま導電層１３に対する導電性を
確保することができるので、マスク層１４を除去する必
要がなく、これにより、工数低減を図ることができる。
【００３１】そして、この多層配線基板Ｂ上に、従来の
サーマルヘッドと同様の製造工程により、発熱抵抗体１
６、各電極１７ａ、１７ｂおよび保護層１８を積層およ
びパターン形成することで、図１に示すようなリアルエ
ッジサーマルヘッドを製造することができる。
サーマルヘッドと同様の製造工程により、発熱抵抗体１
６、各電極１７ａ、１７ｂおよび保護層１８を積層およ
びパターン形成することで、図１に示すようなリアルエ
ッジサーマルヘッドを製造することができる。
【００３２】次に、本実施例の作用について説明する。
【００３３】本実施例においては、所望の印字信号に基
づいて個別電極１７ｂを介して所望の発熱抵抗体１６に
通電した場合に、基板１１の略全面に共通電極１７ａと
同じ作用の導電層１３が配設されているので、共通電極
１７ａの他に前記導電層１３を介して電流が流れること
になり、各発熱抵抗体１６に対して均等な電圧を印加す
ることができるようになっている。
づいて個別電極１７ｂを介して所望の発熱抵抗体１６に
通電した場合に、基板１１の略全面に共通電極１７ａと
同じ作用の導電層１３が配設されているので、共通電極
１７ａの他に前記導電層１３を介して電流が流れること
になり、各発熱抵抗体１６に対して均等な電圧を印加す
ることができるようになっている。
【００３４】この場合に、本実施例においては、導電層
１３と発熱抵抗体１６との絶縁を熱酸化処理によるＴａ
2 Ｏ5 ／ＳｉＯ2 からなる絶縁層１５を用いるようにし
ているので、導電層１３のピンホール内部も絶縁性を有
することになり、しかも、導電層１３と一体的に形成で
きるため、絶縁性、密着性を著しく高めることが可能と
なる。さらに、前記導電層１３の熱酸化工程は、絶縁層
１５の形成と同時に基板１１全体を高温アニーリングす
ることになるので、本発明の多層配線基板Ｂの機械的、
熱的信頼性を確保することができる。
１３と発熱抵抗体１６との絶縁を熱酸化処理によるＴａ
2 Ｏ5 ／ＳｉＯ2 からなる絶縁層１５を用いるようにし
ているので、導電層１３のピンホール内部も絶縁性を有
することになり、しかも、導電層１３と一体的に形成で
きるため、絶縁性、密着性を著しく高めることが可能と
なる。さらに、前記導電層１３の熱酸化工程は、絶縁層
１５の形成と同時に基板１１全体を高温アニーリングす
ることになるので、本発明の多層配線基板Ｂの機械的、
熱的信頼性を確保することができる。
【００３５】また、本実施例においては、導電層１３の
表面を熱酸化処理することにより、絶縁層１５を一体に
形成するようにしているので、絶縁層１５の表面と導電
層１３の露出部１３ａの表面との高さを略同一とするこ
とができ、段差の少ない状態でその上面に発熱抵抗体１
６を形成することができ、発熱抵抗体１６と導電層１３
との電気的な接続を確実に行なうことができる。
表面を熱酸化処理することにより、絶縁層１５を一体に
形成するようにしているので、絶縁層１５の表面と導電
層１３の露出部１３ａの表面との高さを略同一とするこ
とができ、段差の少ない状態でその上面に発熱抵抗体１
６を形成することができ、発熱抵抗体１６と導電層１３
との電気的な接続を確実に行なうことができる。
【００３６】したがって、本実施例のサーマルヘッドに
よれば、共通電極１７ａの配線部のスペースが極限に近
くリアルエッジ化されても、基板１１の略全面に共通電
極１７ａと同じ作用の導電層１３が配設されているの
で、各発熱抵抗体１６に対して電圧を均等に印加するこ
とが可能となり、印字濃度ムラや電流容量不足による不
都合等を確実に防止することができ、適正なリアルエッ
ジ化を図ることができる。このように適正なリアルエッ
ジ化を図ることが可能となるので、基板１１の小型化を
図ることができ、製造コストを低減させることができ、
また、従来のラインサーマルヘッドで使用できなかった
樹脂系インクリボンが使用できるようになり、ラフ紙印
字品位を顕著に改善することができる。さらに、リアル
エッジ化したヘッドはプラテンに対して発熱素子の圧接
圧の損失が少なくなり、省電力化を図ることができる。
よれば、共通電極１７ａの配線部のスペースが極限に近
くリアルエッジ化されても、基板１１の略全面に共通電
極１７ａと同じ作用の導電層１３が配設されているの
で、各発熱抵抗体１６に対して電圧を均等に印加するこ
とが可能となり、印字濃度ムラや電流容量不足による不
都合等を確実に防止することができ、適正なリアルエッ
ジ化を図ることができる。このように適正なリアルエッ
ジ化を図ることが可能となるので、基板１１の小型化を
図ることができ、製造コストを低減させることができ、
また、従来のラインサーマルヘッドで使用できなかった
樹脂系インクリボンが使用できるようになり、ラフ紙印
字品位を顕著に改善することができる。さらに、リアル
エッジ化したヘッドはプラテンに対して発熱素子の圧接
圧の損失が少なくなり、省電力化を図ることができる。
【００３７】また、導電層１３と発熱抵抗体１６とを熱
酸化処理による絶縁層１５により絶縁するようにしてい
るので、絶縁層１５と導電層１３とを一体に、かつ、そ
の高さを略同一に形成することができ、絶縁性、密着性
を著しく高めることができ、しかも、発熱抵抗体１６と
導電層１３との電気的な接続を確実に行なうことがで
き、さらに、導電層１３の熱酸化工程時の高温アニーリ
ングにより多層配線基板Ｂの機械的、熱的信頼性を確保
することができる。
酸化処理による絶縁層１５により絶縁するようにしてい
るので、絶縁層１５と導電層１３とを一体に、かつ、そ
の高さを略同一に形成することができ、絶縁性、密着性
を著しく高めることができ、しかも、発熱抵抗体１６と
導電層１３との電気的な接続を確実に行なうことがで
き、さらに、導電層１３の熱酸化工程時の高温アニーリ
ングにより多層配線基板Ｂの機械的、熱的信頼性を確保
することができる。
【００３８】また、図４は本発明のサーマルヘッドの多
層配線基板Ｂの他の実施例を示したものであり、本実施
例のサーマルヘッドにおいては、前記基板１１の発熱部
近傍以外の部分における前記基板１１と前記導電層１３
との間に金属導電層１３ａを介装するようにしたもので
あり、その多層配線基板Ｂを導電層１３と金属導電層１
３ａとによる二層構造としたものである。
層配線基板Ｂの他の実施例を示したものであり、本実施
例のサーマルヘッドにおいては、前記基板１１の発熱部
近傍以外の部分における前記基板１１と前記導電層１３
との間に金属導電層１３ａを介装するようにしたもので
あり、その多層配線基板Ｂを導電層１３と金属導電層１
３ａとによる二層構造としたものである。
【００３９】本実施例においては、導電層１３を流れる
電流の一部を金属導電層１３ａに流すことにより、導電
層１３の低抵抗化を図ることができるものである。
電流の一部を金属導電層１３ａに流すことにより、導電
層１３の低抵抗化を図ることができるものである。
【００４０】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、必要に応じて変更することができる。
例えば、導電層１３を形成しているので、本実施例にお
ける共通電極１７ｂを省略するようにしてもサーマルヘ
ッドを形成することが可能となる。
るものではなく、必要に応じて変更することができる。
例えば、導電層１３を形成しているので、本実施例にお
ける共通電極１７ｂを省略するようにしてもサーマルヘ
ッドを形成することが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板の略全面に共通電極と同じ作用の導電層を配設するよ
うにしたので、各発熱抵抗体に対して均等な電圧を印加
することができ、サーマルヘッドのリアルエッジ化に適
正に対応することができ、その結果、印字濃度ムラや電
流容量不足による不都合等を確実に防止することがで
き、基板の小型化を図ることができ、製造コストを低減
させることができ、また、樹脂系インクリボンが使用で
きるようになり、ラフ紙印字品位を顕著に改善すること
ができ、さらに、プラテンに対する発熱素子の圧接圧の
損失を低減させ、省電力化を図ることができる。
板の略全面に共通電極と同じ作用の導電層を配設するよ
うにしたので、各発熱抵抗体に対して均等な電圧を印加
することができ、サーマルヘッドのリアルエッジ化に適
正に対応することができ、その結果、印字濃度ムラや電
流容量不足による不都合等を確実に防止することがで
き、基板の小型化を図ることができ、製造コストを低減
させることができ、また、樹脂系インクリボンが使用で
きるようになり、ラフ紙印字品位を顕著に改善すること
ができ、さらに、プラテンに対する発熱素子の圧接圧の
損失を低減させ、省電力化を図ることができる。
【００４２】また、導電層と発熱抵抗体とを熱酸化処理
による絶縁層により絶縁するようにしているので、絶縁
層と導電層とを一体に、かつ、その高さを略同一に形成
することができ、絶縁性、密着性を著しく高めることが
でき、発熱抵抗体と導電層との電気的な接続を確実に行
なうことができ、さらに、導電層の熱酸化工程時の高温
アニーリングにより多層配線基板の機械的、熱的信頼性
を確保することができる等の効果を奏する。
による絶縁層により絶縁するようにしているので、絶縁
層と導電層とを一体に、かつ、その高さを略同一に形成
することができ、絶縁性、密着性を著しく高めることが
でき、発熱抵抗体と導電層との電気的な接続を確実に行
なうことができ、さらに、導電層の熱酸化工程時の高温
アニーリングにより多層配線基板の機械的、熱的信頼性
を確保することができる等の効果を奏する。
【図１】本発明のリアルエッジサーマルヘッドの断面図
【図２】本発明の平板状多層配線基板の断面図
【図３】本発明の多層配線基板の製造工程を示す工程図
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図
【図５】従来のサーマルヘッドを示す断面図
１１ 基板 １２ 保温層 １３ 導電層 １４ マスク層 １５ 絶縁層 １６ 発熱抵抗体 １７ａ 共通電極 １７ｂ 個別電極 １８ 保護層 Ｂ 多層配線基板
Claims (10)
- 【請求項１】 基板上の発熱部に対応する位置に保温層
を突出形成し、この基板および保温層の上面に抵抗体材
料からなる導電層を形成し、この導電層の共通電極およ
びこの共通電極の端子部の形成位置に対応する位置以外
の部分に前記導電層の表面を熱酸化してなる絶縁層を形
成し、両端部がそれぞれ前記絶縁層および前記導電層の
上側に位置するように所定の発熱抵抗体を形成し、この
発熱抵抗体の上面の前記絶縁層側端部に個別電極を形成
するとともに、前記導電層側端部に共通電極を形成した
ことを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項２】 前記基板の発熱部近傍以外の部分におけ
る前記基板と前記導電層との間に金属導体を介装したこ
とを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。 - 【請求項３】 基板上の発熱部に対応する位置に保温層
を突出形成し、この基板および保温層の上面に抵抗体材
料からなる導電層を積層する工程と、この導電層上にマ
スク層を積層する工程と、このマスク層の共通電極およ
びこの共通電極の端子部の形成位置に対応する位置にマ
スクパターンを形成する工程と、前記マスクパターンに
よるマスク層形成部分以外の導電層の表面に酸化雰囲気
中で熱酸化処理により酸化して絶縁層を形成する工程
と、両端部がそれぞれ前記絶縁層および前記導電層の上
側に位置するように所定の発熱抵抗体を形成する工程
と、この発熱抵抗体の上面の前記絶縁層側端部に個別電
極を形成するとともに、前記導電層側端部に共通電極を
形成する工程とかならなることを特徴とするサーマルヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項４】 前記導電層をＴａ−ＳｉＯ2 サーメッ
ト、Ｔａ−Ｓｉ等のシリサイド抵抗体材料により略２〜
１０μｍの厚さ寸法に形成した後、熱酸化処理を行な
い、前記導電層の表面にＴａ2 Ｏ5 ／ＳｉＯ2 からなる
絶縁層を略１μｍの厚さ寸法に形成したことを特徴とす
る請求項３に記載のサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 前記導電層をＴａ−Ｓｉシリサイドを用
い、Ａｒ＋Ｏ2 反応性スパッタリングにより導電性の導
電度を制御しながら成膜するようにしたことを特徴とす
る請求項３に記載のサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項６】 前記絶縁層を導電層の表面に一体に形成
したことを特徴とする請求項３に記載のサーマルヘッド
の製造方法。 - 【請求項７】 前記絶縁層の表面と前記導電層の表面と
の高さ寸法を略同一に形成したことを特徴とする請求項
３に記載のサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項８】 前記熱酸化処理による絶縁層形成時に、
前記基板、保温層、導電層および絶縁層のアニーリング
を行なうようにしたことを特徴とする請求項３に記載の
サーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項９】 前記マスク層をＡｌ、Ａｕ等の耐酸化性
金属、ＩＴＯ、ＲｕＯ2 等の耐酸化性導電性セラミック
ス、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の耐酸化性絶縁性セラミッ
クスにより形成したことを特徴とする請求項３に記載の
サーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項１０】 前記マスク層を導電性材料により形成
し、熱酸化処理後、このマスク層を除去せずに発熱抵抗
体を形成するようにしたことを特徴とする請求項３に記
載のサーマルヘッドの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05175439A JP3124870B2 (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
| US08/275,698 US5477266A (en) | 1993-07-15 | 1994-07-14 | Thermal head, manufacturing method, and thermal printer using the thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05175439A JP3124870B2 (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0732630A true JPH0732630A (ja) | 1995-02-03 |
| JP3124870B2 JP3124870B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=15996114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05175439A Expired - Fee Related JP3124870B2 (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5477266A (ja) |
| JP (1) | JP3124870B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09123504A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-05-13 | Alps Electric Co Ltd | サーマルヘッドおよびサーマルヘッドの製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6120135A (en) * | 1997-07-03 | 2000-09-19 | Lexmark International, Inc. | Printhead having heating element conductors arranged in spaced apart planes and including heating elements having a substantially constant cross-sectional area in the direction of current flow |
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