JPH0781112A - 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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- JPH0781112A JPH0781112A JP22556193A JP22556193A JPH0781112A JP H0781112 A JPH0781112 A JP H0781112A JP 22556193 A JP22556193 A JP 22556193A JP 22556193 A JP22556193 A JP 22556193A JP H0781112 A JPH0781112 A JP H0781112A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 印字効率も良く、熱応答性にも優れており、
連続印字を高速で行っても印字品位の低下や印字汚れの
発生を確実に防止することができ、高い信頼性を維持す
ることができ、製造も容易なサーマルヘッドを提供す
る。 【構成】 基板１１の表面に保温層１２を形成し、この
保温層１２の上面に複数の発熱素子１３と、これらの各
発熱素子１３に接続される個別電極１４ｂおよび共通電
極１４ａを形成し、少なくとも前記保温層１２、発熱素
子１３、個別電極１４ｂおよび共通電極１４ａの上面を
保護層１５により被覆し、前記基板１１を、単結晶シリ
コンにより形成するとともに、基板１１の上面の発熱素
子１３の発熱部１６に対応する位置に略台形状のメサ１
１ａを形成したことを特徴とする。
連続印字を高速で行っても印字品位の低下や印字汚れの
発生を確実に防止することができ、高い信頼性を維持す
ることができ、製造も容易なサーマルヘッドを提供す
る。 【構成】 基板１１の表面に保温層１２を形成し、この
保温層１２の上面に複数の発熱素子１３と、これらの各
発熱素子１３に接続される個別電極１４ｂおよび共通電
極１４ａを形成し、少なくとも前記保温層１２、発熱素
子１３、個別電極１４ｂおよび共通電極１４ａの上面を
保護層１５により被覆し、前記基板１１を、単結晶シリ
コンにより形成するとともに、基板１１の上面の発熱素
子１３の発熱部１６に対応する位置に略台形状のメサ１
１ａ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、印字効率と熱応
答性に優れたサーマルヘッドおよびその製造方法に関す
る。
用されるサーマルヘッドに係り、特に、印字効率と熱応
答性に優れたサーマルヘッドおよびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、サーマルプリンタに搭載される
サーマルヘッドは、インクリボンあるいは感熱紙などの
記録媒体に接した状態で使用されるものであり、複数個
の発熱抵抗体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抵抗体に選択的に順次通電
を行なって発熱抵抗体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形成されている。
サーマルヘッドは、インクリボンあるいは感熱紙などの
記録媒体に接した状態で使用されるものであり、複数個
の発熱抵抗体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抵抗体に選択的に順次通電
を行なって発熱抵抗体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形成されている。
【０００３】図４は従来の一般的なサーマルヘッドを示
したものである。このサーマルヘッドは、アルミナ等の
絶縁性材料からなる基板１上に、ガラスグレーズからな
る保温層２が形成されている。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
の上面２ａには、複数個の発熱抵抗体３が直線状に整列
して形成されている。すなわち、この発熱抵抗体３は、
Ｔａ2 ＮやＴａＳｉＯ2 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
とにより図４の紙面垂直方向に複数に分割して形成され
ている。さらに、これら発熱抵抗体３の上面の一側（図
４中、左側）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
（図４中、右側）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。そして、発熱抵抗体３、共通電極４ａ
そして個別電極４ｂによって前記保温層２の頂部に発熱
部６が形成されている。
したものである。このサーマルヘッドは、アルミナ等の
絶縁性材料からなる基板１上に、ガラスグレーズからな
る保温層２が形成されている。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
の上面２ａには、複数個の発熱抵抗体３が直線状に整列
して形成されている。すなわち、この発熱抵抗体３は、
Ｔａ2 ＮやＴａＳｉＯ2 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
とにより図４の紙面垂直方向に複数に分割して形成され
ている。さらに、これら発熱抵抗体３の上面の一側（図
４中、左側）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
（図４中、右側）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。そして、発熱抵抗体３、共通電極４ａ
そして個別電極４ｂによって前記保温層２の頂部に発熱
部６が形成されている。
【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
を酸化ならびに磨耗から保護するためにＳＩＡＬＯＮ等
からなる保護層５が形成されている。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
を酸化ならびに磨耗から保護するためにＳＩＡＬＯＮ等
からなる保護層５が形成されている。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】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すようなサー
マルヘッドにおいては、ガラスグレーズからなる保温層
２を薄く形成すると、サーマルヘッドは前記保温層２が
薄くなった分だけ蓄熱量が減少し、熱応答性が向上して
高速印字が可能となる。しかし、基板１の上面から発熱
部６への高さが低くなるため、インクリボンへの圧接が
弱くなり、印字効率が低下すると共に、消費電力が高く
なるという欠点も有することになる。
マルヘッドにおいては、ガラスグレーズからなる保温層
２を薄く形成すると、サーマルヘッドは前記保温層２が
薄くなった分だけ蓄熱量が減少し、熱応答性が向上して
高速印字が可能となる。しかし、基板１の上面から発熱
部６への高さが低くなるため、インクリボンへの圧接が
弱くなり、印字効率が低下すると共に、消費電力が高く
なるという欠点も有することになる。
【０００６】逆に、保温層２を厚く形成して発熱部６を
高く突出させるようにすると、発熱部６はインクリボン
に集中的に圧接されるため、印字効率が向上して消費電
力を低減させることができる。しかし、厚く形成された
保温層２は蓄熱量が多くなり、熱応答性が損なわれ、高
速印字には不適当なものとなってしまうという問題を有
している。
高く突出させるようにすると、発熱部６はインクリボン
に集中的に圧接されるため、印字効率が向上して消費電
力を低減させることができる。しかし、厚く形成された
保温層２は蓄熱量が多くなり、熱応答性が損なわれ、高
速印字には不適当なものとなってしまうという問題を有
している。
【０００７】また、近年、熱転写プリンタの印字速度が
１００〜１５０ｃｐｓと大変高速化された結果、現在の
アルミナ基板の熱伝導率では放熱性が不十分で、そのた
めに連続印字を行うと、印字の潰れによる印字品位の低
下や、インクが擦れて尾を長く引いたような状態（尾引
き）となる印字汚れが発生することがあった。
１００〜１５０ｃｐｓと大変高速化された結果、現在の
アルミナ基板の熱伝導率では放熱性が不十分で、そのた
めに連続印字を行うと、印字の潰れによる印字品位の低
下や、インクが擦れて尾を長く引いたような状態（尾引
き）となる印字汚れが発生することがあった。
【０００８】本発明は前述した問題点を克服し、印字効
率も良く、熱応答性にも優れており、連続印字を高速で
行っても印字品位の低下や印字汚れの発生を確実に防止
することができ、高い信頼性を維持することができ、製
造も容易なサーマルヘッドとその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
率も良く、熱応答性にも優れており、連続印字を高速で
行っても印字品位の低下や印字汚れの発生を確実に防止
することができ、高い信頼性を維持することができ、製
造も容易なサーマルヘッドとその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【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、基板の表面に
保温層を形成し、この保温層の上面に複数の発熱抵抗体
と、これらの各発熱抵抗体に接続される個別電極および
共通電極を形成し、少なくとも前記保温層、発熱抵抗
体、個別電極および共通電極の上面を保護層により被覆
してなるサーマルヘッドにおいて、前記基板は、単結晶
シリコンにより形成されているとともに、基板上面の発
熱抵抗体の発熱部に対応する位置に略台形状のメサが形
成されていることを特徴とする。
に、請求項１に記載のサーマルヘッドは、基板の表面に
保温層を形成し、この保温層の上面に複数の発熱抵抗体
と、これらの各発熱抵抗体に接続される個別電極および
共通電極を形成し、少なくとも前記保温層、発熱抵抗
体、個別電極および共通電極の上面を保護層により被覆
してなるサーマルヘッドにおいて、前記基板は、単結晶
シリコンにより形成されているとともに、基板上面の発
熱抵抗体の発熱部に対応する位置に略台形状のメサが形
成されていることを特徴とする。
【００１０】そして、前記基板を形成する単結晶シリコ
ンは、表面の結晶方位を（１００）に形成されているこ
とを特徴とする。
ンは、表面の結晶方位を（１００）に形成されているこ
とを特徴とする。
【００１１】また、好ましくは前記基板は、そのテーパ
ー角を略２５°に形成されていることを特徴とする。
ー角を略２５°に形成されていることを特徴とする。
【００１２】さらに、前記保温層は、Ｓｉと遷移金属の
低酸化物を主成分としており、柱状質に形成されている
ことを特徴とする。
低酸化物を主成分としており、柱状質に形成されている
ことを特徴とする。
【００１３】好ましくは、前記柱状質に形成された保温
層は、高温の熱処理により緻密化されるとともに圧縮応
力を低減されていることを特徴とする。
層は、高温の熱処理により緻密化されるとともに圧縮応
力を低減されていることを特徴とする。
【００１４】そして、請求項１に記載のサーマルヘッド
の基板と保温層とを製するサーマルヘッドの製造方法に
おいて、単結晶シリコンからなる基板の表面に酸化シリ
コンからなるマスク層を形成する工程、そのマスク層に
マスクパターンを形成する工程、その基板を異方性エッ
チングしてメサを形成する工程、残留マスク層をエッチ
ングして除去する工程、その基板を異方性エッチング液
に浸漬して前記メサのテーパー角度を変化させる工程、
その基板を等方性エッチング液に浸漬してメサのコーナ
ー部をアール状に成形する工程、その基板上に低熱伝導
性材料からなる保温層を積層する工程、その基板を高温
で熱処理する工程を有することを特徴とする。
の基板と保温層とを製するサーマルヘッドの製造方法に
おいて、単結晶シリコンからなる基板の表面に酸化シリ
コンからなるマスク層を形成する工程、そのマスク層に
マスクパターンを形成する工程、その基板を異方性エッ
チングしてメサを形成する工程、残留マスク層をエッチ
ングして除去する工程、その基板を異方性エッチング液
に浸漬して前記メサのテーパー角度を変化させる工程、
その基板を等方性エッチング液に浸漬してメサのコーナ
ー部をアール状に成形する工程、その基板上に低熱伝導
性材料からなる保温層を積層する工程、その基板を高温
で熱処理する工程を有することを特徴とする。
【００１５】
【作用】前述の本発明によれば、単結晶シリコンからな
る基板の良好なフォトリソ加工性を利用して、基板の上
面に後の工程に支障のない形状でかつ大きな圧接力を付
与できる略台形状のメサを形成し、このメサの上に発熱
部を配設すれば、インクリボンを集中的に圧接すること
ができ、よって印字効率を向上させることができる。ま
た、保温層をＳｉとＴａの低酸化物を主成分とした柱状
質の膜に形成することによって、従来のものよりも低熱
伝導性のものとすることができ、印字効率を一層向上さ
せることができる。しかも、単結晶シリコンからなる基
板の熱伝導率は従来のアルミナ基板の熱伝導率よりも略
８倍と大きく、よって熱応答性が向上し、高速で連続印
字を行っても高品位な印字結果を得ることができる。ま
た、保温層を高温で熱処理を行うことにより、耐熱性を
安定させることができ、保温層とメサの密着性を高める
ことができ、機械的にも信頼性が高くなる。そして、基
板の加工容易性に基づいて容易に製造することができ、
コストの低減も図ることができる。
る基板の良好なフォトリソ加工性を利用して、基板の上
面に後の工程に支障のない形状でかつ大きな圧接力を付
与できる略台形状のメサを形成し、このメサの上に発熱
部を配設すれば、インクリボンを集中的に圧接すること
ができ、よって印字効率を向上させることができる。ま
た、保温層をＳｉとＴａの低酸化物を主成分とした柱状
質の膜に形成することによって、従来のものよりも低熱
伝導性のものとすることができ、印字効率を一層向上さ
せることができる。しかも、単結晶シリコンからなる基
板の熱伝導率は従来のアルミナ基板の熱伝導率よりも略
８倍と大きく、よって熱応答性が向上し、高速で連続印
字を行っても高品位な印字結果を得ることができる。ま
た、保温層を高温で熱処理を行うことにより、耐熱性を
安定させることができ、保温層とメサの密着性を高める
ことができ、機械的にも信頼性が高くなる。そして、基
板の加工容易性に基づいて容易に製造することができ、
コストの低減も図ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図３につい
て説明する。
て説明する。
【００１７】図１は本発明のサーマルヘッドの一実施例
を示すものである。
を示すものである。
【００１８】本実施例における基板１１は単結晶シリコ
ン、特に面方位が（１００）の単結晶シリコンによって
形成されている。その基板１１の上面には、断面略台形
のメサ１１ａが突出形成されており、更にこの基板１１
の上面には、低熱導電材料からなる保温層１２が積層さ
れている。このように形成されている基板１１および保
温層１２の上面に、従来と同様にして発熱抵抗体１３、
電極１４ａ，１４ｂおよび保護層１５が形成されてい
る。
ン、特に面方位が（１００）の単結晶シリコンによって
形成されている。その基板１１の上面には、断面略台形
のメサ１１ａが突出形成されており、更にこの基板１１
の上面には、低熱導電材料からなる保温層１２が積層さ
れている。このように形成されている基板１１および保
温層１２の上面に、従来と同様にして発熱抵抗体１３、
電極１４ａ，１４ｂおよび保護層１５が形成されてい
る。
【００１９】次に、本実施例のサーマルヘッドの構成を
その製造方法とともに、図２に示すサーマルヘッドの基
板１１および保温層１２の製造工程を示すフローチャー
トを参照して説明する。
その製造方法とともに、図２に示すサーマルヘッドの基
板１１および保温層１２の製造工程を示すフローチャー
トを参照して説明する。
【００２０】図２において、本実施例の基板１１として
は、面方位（１００）の単結晶シリコンからなる基板を
用いる（ステップＳＴ１）。この単結晶シリコン製の基
板１１は、従来のアルミナ基板の約８倍の熱伝導率を有
する。
は、面方位（１００）の単結晶シリコンからなる基板を
用いる（ステップＳＴ１）。この単結晶シリコン製の基
板１１は、従来のアルミナ基板の約８倍の熱伝導率を有
する。
【００２１】次に、この単結晶シリコンからなる基板１
１の表面を熱酸化して、酸化シリコン層１７を略１μｍ
の厚みに形成する（ステップＳＴ２）。
１の表面を熱酸化して、酸化シリコン層１７を略１μｍ
の厚みに形成する（ステップＳＴ２）。
【００２２】次に、この上にフォトレジストによるマス
クパターンを形成し、バッファードフッ酸液により前記
酸化シリコン層１７をエッチングして、メサ形成用マス
ク１８を形成する（ステップＳＴ３）。この時のマスク
１８幅は、次工程のステップＳＴ４およびステップＳＴ
５において、メサ１１ａの高さを略３０μｍとし、さら
にテーパー角を略２５°とした時に、さらにその後の工
程で発熱部１６を形成し得る幅長となるように形成され
ている。
クパターンを形成し、バッファードフッ酸液により前記
酸化シリコン層１７をエッチングして、メサ形成用マス
ク１８を形成する（ステップＳＴ３）。この時のマスク
１８幅は、次工程のステップＳＴ４およびステップＳＴ
５において、メサ１１ａの高さを略３０μｍとし、さら
にテーパー角を略２５°とした時に、さらにその後の工
程で発熱部１６を形成し得る幅長となるように形成され
ている。
【００２３】次に、このマスク１８が形成されている基
板１１を、ＫＯＨ熱水溶液に浸漬して、基板１１を異方
性エッチングすることにより、断面が略台形状のメサ１
１ａを形成する（ステップＳＴ４）。この異方性エッチ
ングによれば、メサ１１ａの側面部の斜面から上方向へ
延長させた仮想面と基板上面とのなす角度（テーパー
角）αが略５５°に形成される。
板１１を、ＫＯＨ熱水溶液に浸漬して、基板１１を異方
性エッチングすることにより、断面が略台形状のメサ１
１ａを形成する（ステップＳＴ４）。この異方性エッチ
ングによれば、メサ１１ａの側面部の斜面から上方向へ
延長させた仮想面と基板上面とのなす角度（テーパー
角）αが略５５°に形成される。
【００２４】次に、このメサ１１ａ上の残留マスク１８
ａをバッファードフッ酸液でエッチング除去してから、
前記基板１１を前記ＫＯＨ熱水溶液からなる異方性エッ
チング液に浸漬して、前記メサ１１ａの斜面のテーパー
角度αを略５５°から、さらに緩く、ほぼ１／２の略２
５°に変化させる（ステップＳＴ５）。
ａをバッファードフッ酸液でエッチング除去してから、
前記基板１１を前記ＫＯＨ熱水溶液からなる異方性エッ
チング液に浸漬して、前記メサ１１ａの斜面のテーパー
角度αを略５５°から、さらに緩く、ほぼ１／２の略２
５°に変化させる（ステップＳＴ５）。
【００２５】次に、この基板１１をフッ酸（容積比
１）：硝酸（容積比８）：酢酸（容積比１）の混合液か
らなる等方性エッチング液に浸漬し、揺動させる。こう
して等方性エッチングすることにより、前記メサ１１ａ
の各コーナーの角を落としてアールを形成する（ステッ
プＳＴ６）。
１）：硝酸（容積比８）：酢酸（容積比１）の混合液か
らなる等方性エッチング液に浸漬し、揺動させる。こう
して等方性エッチングすることにより、前記メサ１１ａ
の各コーナーの角を落としてアールを形成する（ステッ
プＳＴ６）。
【００２６】このステップＳＴ６までの加工工程によ
り、基板１１の表面は角部が滑らかな曲線状とされて、
その後の上層各部の成膜を歩留まりよく実施できる形状
とされている。
り、基板１１の表面は角部が滑らかな曲線状とされて、
その後の上層各部の成膜を歩留まりよく実施できる形状
とされている。
【００２７】その後、この基板１１上に、Ｓｉと遷移金
属の低酸化物を主成分とした低熱伝導材料からなる黒色
膜を、例えばＳｉとＴａを主成分とした合金ターゲット
を用いて、Ａｒ＋Ｏ2 反応性スパッタリングでガス圧力
を略１Ｐａ以上に高く設定して成膜し、圧縮応力を有す
る柱状質の保温層１２を約２５μｍの厚さに積層する。
そして、この保温層１２を積層した基板１１を真空また
はガス雰囲気の高温炉を用いて略８００℃でアニーリン
グする（ステップＳＴ７）。
属の低酸化物を主成分とした低熱伝導材料からなる黒色
膜を、例えばＳｉとＴａを主成分とした合金ターゲット
を用いて、Ａｒ＋Ｏ2 反応性スパッタリングでガス圧力
を略１Ｐａ以上に高く設定して成膜し、圧縮応力を有す
る柱状質の保温層１２を約２５μｍの厚さに積層する。
そして、この保温層１２を積層した基板１１を真空また
はガス雰囲気の高温炉を用いて略８００℃でアニーリン
グする（ステップＳＴ７）。
【００２８】このように柱状質に形成された保温層１２
は熱絶縁性の高いものとなり、印字効率を向上させるも
のとなる。また、柱状質の保温層１２は内部に圧縮圧力
が作用しているものとなるが、その後の高温アニーリン
グによって保温層１２の柱状質が緻密化されて圧縮応力
が低減されるため、基板１１自体の反りを無くして、そ
の後のパターン成形の精度向上に寄与する。さらには、
保温層１２の耐熱性を向上させるとともに、保温層との
密着信頼性を著しく高いものとすることができる。
は熱絶縁性の高いものとなり、印字効率を向上させるも
のとなる。また、柱状質の保温層１２は内部に圧縮圧力
が作用しているものとなるが、その後の高温アニーリン
グによって保温層１２の柱状質が緻密化されて圧縮応力
が低減されるため、基板１１自体の反りを無くして、そ
の後のパターン成形の精度向上に寄与する。さらには、
保温層１２の耐熱性を向上させるとともに、保温層との
密着信頼性を著しく高いものとすることができる。
【００２９】更に、この上に従来と同様にして所望の位
置に発熱抵抗体１３、給電体１４、保護層１５および発
熱部１６を配設することにより、サーマルヘッドを形成
する。
置に発熱抵抗体１３、給電体１４、保護層１５および発
熱部１６を配設することにより、サーマルヘッドを形成
する。
【００３０】すなわち、前記メサ１１ａ部分には発熱抵
抗体１３が直線状に整列して形成されている。この発熱
抵抗体１３は、Ｔａ2 Ｎ等からなる発熱抵抗体１３の材
料を蒸着あるいはスパッタリング等により保温層１２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ものである。
また、これらの発熱抵抗体１３の上面一側には、各発熱
抵抗体１３に接続される共通電極１４ａが積層されてお
り、前記各発熱抵抗体１３の他側には、各発熱抵抗体１
３に独立して通電を行なうための個別電極１４ｂがそれ
ぞれ積層されている。前記共通電極１４ａおよび個別電
極１４ｂ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。
抗体１３が直線状に整列して形成されている。この発熱
抵抗体１３は、Ｔａ2 Ｎ等からなる発熱抵抗体１３の材
料を蒸着あるいはスパッタリング等により保温層１２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ものである。
また、これらの発熱抵抗体１３の上面一側には、各発熱
抵抗体１３に接続される共通電極１４ａが積層されてお
り、前記各発熱抵抗体１３の他側には、各発熱抵抗体１
３に独立して通電を行なうための個別電極１４ｂがそれ
ぞれ積層されている。前記共通電極１４ａおよび個別電
極１４ｂ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。
【００３１】さらに、これら発熱抵抗体１３、共通電極
１４ａ、個別電極１４ｂ、露出している基板１１および
保温層１２の表面には、前記発熱抵抗体１３および各電
極１４ａ、１４ｂを保護するほぼ５〜７μｍの膜厚の保
護層１５が形成されており、この保護層１５は、前記各
電極１４ａ、１４ｂ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。
１４ａ、個別電極１４ｂ、露出している基板１１および
保温層１２の表面には、前記発熱抵抗体１３および各電
極１４ａ、１４ｂを保護するほぼ５〜７μｍの膜厚の保
護層１５が形成されており、この保護層１５は、前記各
電極１４ａ、１４ｂ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。
【００３２】次に、本実施例のサーマルヘッドの作用を
説明する。
説明する。
【００３３】本実施例においては基板１１として従来の
アルミナ基板に比較して優れた加工容易性を有する単結
晶シリコン、特に面方位（１００）の単結晶シリコンを
用いているために、インクリボン等の圧接に寄与するメ
サ１１ａ自身を当該単結晶シリコンによって大きな圧接
力を提供できる略台形状に形成することができ、印字効
率を著しく向上させることができる。更に、保温層１２
を低熱伝導材料、特にＳｉと遷移金属の低酸化物を主成
分とした材料により形成して断熱性が大きく蓄熱量が小
さくなるようにしているために、印字効率をより一層向
上させることができる。これにより印字時の消費電力の
低減も図られる。また、基板１１およびメサ１１ａを形
成する単結晶シリコンは従来のアルミナ基板に比較して
熱伝導率が約８倍も高いものであり、放熱性に優れるた
め、サーマルヘッドとしての熱応答性が大きく向上され
る。したがって、高速印字を高品位に行うことができる
とともに、長時間に亘って連続して高速印字を行って
も、印字の潰れや、尾引きによる印字汚れが全く発生す
ることがない。
アルミナ基板に比較して優れた加工容易性を有する単結
晶シリコン、特に面方位（１００）の単結晶シリコンを
用いているために、インクリボン等の圧接に寄与するメ
サ１１ａ自身を当該単結晶シリコンによって大きな圧接
力を提供できる略台形状に形成することができ、印字効
率を著しく向上させることができる。更に、保温層１２
を低熱伝導材料、特にＳｉと遷移金属の低酸化物を主成
分とした材料により形成して断熱性が大きく蓄熱量が小
さくなるようにしているために、印字効率をより一層向
上させることができる。これにより印字時の消費電力の
低減も図られる。また、基板１１およびメサ１１ａを形
成する単結晶シリコンは従来のアルミナ基板に比較して
熱伝導率が約８倍も高いものであり、放熱性に優れるた
め、サーマルヘッドとしての熱応答性が大きく向上され
る。したがって、高速印字を高品位に行うことができる
とともに、長時間に亘って連続して高速印字を行って
も、印字の潰れや、尾引きによる印字汚れが全く発生す
ることがない。
【００３４】一方、基板１１の材料である単結晶シリコ
ンはフォトリソ加工法による加工容易性を有することに
より、メサ１１ａを自由な形状に加工することができ
る。本発明の方法においては、メサ１１ａの形状を大き
な圧接力を付与できる形状とするとともに、メサ１１ａ
の上面に順に形成される保温層１２等を容易に被膜可能
とする形状に形成していたために、サーマルヘッドの製
造が容易となるとともに歩留まりも向上させることがで
き、コストの低減を図ることもできる。
ンはフォトリソ加工法による加工容易性を有することに
より、メサ１１ａを自由な形状に加工することができ
る。本発明の方法においては、メサ１１ａの形状を大き
な圧接力を付与できる形状とするとともに、メサ１１ａ
の上面に順に形成される保温層１２等を容易に被膜可能
とする形状に形成していたために、サーマルヘッドの製
造が容易となるとともに歩留まりも向上させることがで
き、コストの低減を図ることもできる。
【００３５】なお、本発明は前記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、単結晶シリコン基板のフォトリソ加工容易性を利用
して、図３に示すサーマルヘッドのように、メサ１１を
複数段１１ａ，１１ｂに形成することも容易にでき、形
状自由度を大きくすることができる。
のではなく、必要に応じて変更することができる。例え
ば、単結晶シリコン基板のフォトリソ加工容易性を利用
して、図３に示すサーマルヘッドのように、メサ１１を
複数段１１ａ，１１ｂに形成することも容易にでき、形
状自由度を大きくすることができる。
【００３６】
【発明の効果】このように本発明のサーマルヘッドおよ
びその製造方法は構成され作用するものであるから、単
結晶シリコンからなる基板の良好なフォトリソ加工性を
活用して、基板の上面に、後の加工工程に支障のない形
状でかつ大きな圧接力を付与できる形状のメサを高精度
に形成できるので、このメサの上に発熱部を配設するこ
とにより、インクリボンを集中的に圧接することができ
るようになり、印字効率が著しく向上する。また、保温
層をＳｉと遷移金属の低酸化物を主成分とした黒色膜状
の低熱伝導材料とし、意図的に柱状質の膜に形成したも
のは、従来のガラスグレーズよりも低熱伝導性を示し、
印字効率をより一層向上させることができる。
びその製造方法は構成され作用するものであるから、単
結晶シリコンからなる基板の良好なフォトリソ加工性を
活用して、基板の上面に、後の加工工程に支障のない形
状でかつ大きな圧接力を付与できる形状のメサを高精度
に形成できるので、このメサの上に発熱部を配設するこ
とにより、インクリボンを集中的に圧接することができ
るようになり、印字効率が著しく向上する。また、保温
層をＳｉと遷移金属の低酸化物を主成分とした黒色膜状
の低熱伝導材料とし、意図的に柱状質の膜に形成したも
のは、従来のガラスグレーズよりも低熱伝導性を示し、
印字効率をより一層向上させることができる。
【００３７】また、単結晶シリコンからなる基板の熱伝
導率は従来のアルミナ基板の熱伝導率の略８倍と大きい
ため、高速印字を行っても熱応答性が著しく向上し、連
続印字を行っても印字の潰れや、尾引きによる印字汚れ
が発生しない。
導率は従来のアルミナ基板の熱伝導率の略８倍と大きい
ため、高速印字を行っても熱応答性が著しく向上し、連
続印字を行っても印字の潰れや、尾引きによる印字汚れ
が発生しない。
【００３８】また、保温層を高温で熱処理することによ
って基板のそりを解消し耐熱性が安定するとともに、保
温層とメサの密着性が高くなり、機械的信頼性が著しく
高まり、印字寿命の長期化を行える等の効果を奏する。
って基板のそりを解消し耐熱性が安定するとともに、保
温層とメサの密着性が高くなり、機械的信頼性が著しく
高まり、印字寿命の長期化を行える等の効果を奏する。
【００３９】また、基板の加工容易性に基づいて、サー
マルヘッドの各加工工程を容易に行うことができ、製造
が容易となり、コストも低減することができる。
マルヘッドの各加工工程を容易に行うことができ、製造
が容易となり、コストも低減することができる。
【図１】本発明のサーマルヘッドの断面図
【図２】本発明のサーマルヘッドの基板および保温層の
製造工程を示す工程図
製造工程を示す工程図
【図３】本発明のサーマルヘッドの他の実施例を示す断
面図
面図
【図４】従来のサーマルヘッドを示す断面図
１１ 基板 １１ａ メサ １２ 保温層 １３ 発熱抵抗体 １４ａ 共通電極 １４ｂ 個別電極 １５ 保護層 １６ 発熱部 １７ 酸化シリコン層 １８ メサ形成用マスク １８ａ 残留マスク
Claims (6)
- 【請求項１】 基板の表面に保温層を形成し、この保温
層の上面に複数の発熱抵抗体と、これらの各発熱抵抗体
に接続される個別電極および共通電極を形成し、少なく
とも前記保温層、発熱抵抗体、個別電極および共通電極
の上面を保護層により被覆してなるサーマルヘッドにお
いて、前記基板は、単結晶シリコンにより形成されてい
るとともに、基板上面の発熱抵抗体の発熱部に対応する
位置に略台形状のメサが形成されていることを特徴とす
るサーマルヘッド。 - 【請求項２】 前記基板を形成する単結晶シリコンは、
表面の結晶方位が（１００）に形成されていることを特
徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。 - 【請求項３】 前記基板は、そのテーパー角を略２５°
に形成されている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４】 前記保温層は、Ｓｉと遷移金属の低酸化
物を主成分としており、柱状質に形成されていることを
特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。 - 【請求項５】 前記柱状質に形成された保温層は、高温
の熱処理により緻密化されるとともに圧縮応力を低減さ
れていることを特徴とする請求項４に記載のサーマルヘ
ッド。 - 【請求項６】 請求項１に記載のサーマルヘッドの基板
と保温層とを製するサーマルヘッドの製造方法におい
て、単結晶シリコンからなる基板の表面に酸化シリコン
からなるマスク層を形成する工程、そのマスク層にマス
クパターンを形成する工程、その基板を異方性エッチン
グしてメサを形成する工程、残留マスク層をエッチング
して除去する工程、その基板を異方性エッチング液に浸
漬して前記メサのテーパー角度を変化させる工程、その
基板を等方性エッチング液に浸漬してメサのコーナー部
をアール状に成形する工程、その基板上に低熱伝導性材
料からなる保温層を積層する工程、その基板を高温で熱
処理する工程を有することを特徴とするサーマルヘッド
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22556193A JP3124873B2 (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22556193A JP3124873B2 (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781112A true JPH0781112A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3124873B2 JP3124873B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=16831234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22556193A Expired - Lifetime JP3124873B2 (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | サーマルヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3124873B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013208738A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | サーマルプリントヘッド |
| JP2014069442A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | サーマルプリントヘッドおよびそれを用いたサーマルプリンタ |
| JP2017114057A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2017114051A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2017114056A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2018043425A (ja) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2018176549A (ja) * | 2017-04-13 | 2018-11-15 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド、および、サーマルプリントヘッドの製造方法 |
| JP2019014233A (ja) * | 2017-06-08 | 2019-01-31 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2019166824A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2020073344A (ja) * | 2020-02-04 | 2020-05-14 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2020073343A (ja) * | 2020-02-04 | 2020-05-14 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2021011021A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-02-04 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッドおよびその製造方法 |
| JP2021030547A (ja) * | 2019-08-22 | 2021-03-01 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| WO2021106479A1 (ja) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド及びその製造方法 |
| WO2023210301A1 (ja) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド、およびサーマルプリントヘッドの製造方法 |
-
1993
- 1993-09-10 JP JP22556193A patent/JP3124873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013208738A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | サーマルプリントヘッド |
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| JP2019166824A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
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| WO2021106479A1 (ja) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド及びその製造方法 |
| JP2020073344A (ja) * | 2020-02-04 | 2020-05-14 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2020073343A (ja) * | 2020-02-04 | 2020-05-14 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| JP2021120231A (ja) * | 2020-02-04 | 2021-08-19 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
| WO2023210301A1 (ja) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド、およびサーマルプリントヘッドの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3124873B2 (ja) | 2001-01-15 |
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