JPH106541A - サーマルヘッド及びその製造方法 - Google Patents
サーマルヘッド及びその製造方法Info
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- JPH106541A JPH106541A JP16204496A JP16204496A JPH106541A JP H106541 A JPH106541 A JP H106541A JP 16204496 A JP16204496 A JP 16204496A JP 16204496 A JP16204496 A JP 16204496A JP H106541 A JPH106541 A JP H106541A
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- sio
- thermal head
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱効率がよく、蓄熱の弊害が少ないサーマル
ヘッドを提供する。 【解決手段】 アルミナ基板１１の発熱素子形成部分に
不活性ガス含有のＳｉＯ 2 層１２をスパッタリングによ
り形成する。この基板１１のＳｉＯ2 層１２が形成され
た面にガラスペースト１３をスクリーン印刷する。ガラ
スペースト１３を加熱溶融する。ＳｉＯ2 層１２からの
不活性ガスにより溶融ガラス１４内に多数の微細な独立
気泡１５を発生させる。冷却した後にグレーズ層１６の
気泡１５の発生部分の表面をエッチングし、再度加熱溶
融してシリンドリカル状突条１７を形成する。このシリ
ンドリカル状突条１７の表面及びその周囲のグレーズ層
１６の表面に、抵抗膜、電極、保護膜を配置して発熱素
子を構成する。気泡１５の発生によりグレーズ層１６の
発熱素子の直下部分の熱伝導率が他の部分よりも低くな
り、熱効率が良くなる。部分的に熱伝導率を変えたグレ
ーズ層１６を容易に製造することができる。
ヘッドを提供する。 【解決手段】 アルミナ基板１１の発熱素子形成部分に
不活性ガス含有のＳｉＯ 2 層１２をスパッタリングによ
り形成する。この基板１１のＳｉＯ2 層１２が形成され
た面にガラスペースト１３をスクリーン印刷する。ガラ
スペースト１３を加熱溶融する。ＳｉＯ2 層１２からの
不活性ガスにより溶融ガラス１４内に多数の微細な独立
気泡１５を発生させる。冷却した後にグレーズ層１６の
気泡１５の発生部分の表面をエッチングし、再度加熱溶
融してシリンドリカル状突条１７を形成する。このシリ
ンドリカル状突条１７の表面及びその周囲のグレーズ層
１６の表面に、抵抗膜、電極、保護膜を配置して発熱素
子を構成する。気泡１５の発生によりグレーズ層１６の
発熱素子の直下部分の熱伝導率が他の部分よりも低くな
り、熱効率が良くなる。部分的に熱伝導率を変えたグレ
ーズ層１６を容易に製造することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はサーマルヘッド及び
その製造方法に関するものである。
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】サーマルプリンタで用いるサーマルヘッ
ドは、アルミナ等のある程度熱伝導性の良い基板上にグ
レーズ層というガラス製蓄熱層を平面状又は突起状に形
成し、その上に発熱素子を形成して作成される。記録紙
への熱の流れは、基本的に発熱素子から直接伝わる直接
伝導のもので十分なはずであり、発熱素子の支持体であ
る蓄熱層は熱伝導率が低いことが好ましい。一方、あま
り熱伝導率が低すぎると、蓄熱層に蓄積された熱量によ
って蓄熱層の温度が上昇してしまい、発熱素子によって
本来制御されるべき信号の応答性が低下してしまう。現
在使われている蓄熱層は、比較的安価に形成することが
できるためグレーズ層が用いられているが、熱効率の観
点からは、グレーズ層よりも熱伝導率が低いものが望ま
れている。このため、グレーズ層に代えて、ガラスより
も熱伝導率が低い例えばポリイミド等の耐熱性の有機物
を用いることも提案されている（例えば、特開平７−２
３７３０９号公報）。
ドは、アルミナ等のある程度熱伝導性の良い基板上にグ
レーズ層というガラス製蓄熱層を平面状又は突起状に形
成し、その上に発熱素子を形成して作成される。記録紙
への熱の流れは、基本的に発熱素子から直接伝わる直接
伝導のもので十分なはずであり、発熱素子の支持体であ
る蓄熱層は熱伝導率が低いことが好ましい。一方、あま
り熱伝導率が低すぎると、蓄熱層に蓄積された熱量によ
って蓄熱層の温度が上昇してしまい、発熱素子によって
本来制御されるべき信号の応答性が低下してしまう。現
在使われている蓄熱層は、比較的安価に形成することが
できるためグレーズ層が用いられているが、熱効率の観
点からは、グレーズ層よりも熱伝導率が低いものが望ま
れている。このため、グレーズ層に代えて、ガラスより
も熱伝導率が低い例えばポリイミド等の耐熱性の有機物
を用いることも提案されている（例えば、特開平７−２
３７３０９号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐熱性
の有機物はグレーズ層に比べて機械的強度が劣るため、
熱記録の際にサーマルヘッドと記録紙との間に異物等の
巻込みがあった場合に、集中した応力により蓄熱層が容
易に変形し、発熱素子が破壊されてしまうという問題が
あった。また、サーマルヘッドの蓄熱層は、理想的には
発熱素子の直下部分は熱伝導率が低く、その他の部分は
直下部分よりも熱伝導率が高いことが好ましいが、この
ように、選択的に低熱伝導部分をもつ蓄熱層を構成する
ことは容易ではなく、複雑な工程が必要になり、実現性
が低いという問題がある。
の有機物はグレーズ層に比べて機械的強度が劣るため、
熱記録の際にサーマルヘッドと記録紙との間に異物等の
巻込みがあった場合に、集中した応力により蓄熱層が容
易に変形し、発熱素子が破壊されてしまうという問題が
あった。また、サーマルヘッドの蓄熱層は、理想的には
発熱素子の直下部分は熱伝導率が低く、その他の部分は
直下部分よりも熱伝導率が高いことが好ましいが、この
ように、選択的に低熱伝導部分をもつ蓄熱層を構成する
ことは容易ではなく、複雑な工程が必要になり、実現性
が低いという問題がある。
【０００４】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、低熱伝導部分を選択的に持つ蓄熱層を一般的な材
料を用いて一般的な方法で簡単に製造することができる
ようにしたサーマルヘッド及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。更には、低熱伝導部を選択的に持つ
熱効率のよいサーマルヘッドを提供することを目的とす
る。
あり、低熱伝導部分を選択的に持つ蓄熱層を一般的な材
料を用いて一般的な方法で簡単に製造することができる
ようにしたサーマルヘッド及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。更には、低熱伝導部を選択的に持つ
熱効率のよいサーマルヘッドを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基板と、この基板に形成したグレーズ層
と、このグレーズ層に形成した発熱素子とからなるサー
マルヘッドの製造方法において、前記基板の発熱素子形
成部分に不活性ガス含有の発熱素子用ＳｉＯ2層を形成
する第１の工程と、この基板のＳｉＯ2 層形成面に溶融
ガラスを配置して、前記ＳｉＯ2 層からの不活性ガスに
より溶融ガラス内のＳｉＯ2 層形成部分に気泡を発生さ
せる第２の工程とにより、前記グレーズ層を形成するよ
うにしたものである。なお、前記気泡発生部分の表面を
エッチングした後に再度加熱溶融してシリンドリカル突
条を形成する第３の工程を有することが好ましい。ま
た、スパッタリングにより前記基板に不活性ガス含有の
ＳｉＯ2 層を形成し、このＳｉＯ2 層を前記発熱素子の
形状に合わせて加工することにより、前記第１工程を構
成することが好ましい。前記加工を、フォトリソグラフ
ィ及びエッチングにより行うことが好ましい。また、前
記発熱素子の形状に合わせたマスクを用いたスパッタリ
ングにより、前記第１工程を構成してもよい。また、不
活性ガスをアルゴンとして、ＳｉＯ2 層のアルゴンの含
有率を１原子％以上にすることが好ましい。また、前記
第２の工程では、前記基板上にガラスペーストをスクリ
ーン印刷により塗布し、このガラスペーストを加熱溶融
することが好ましい。
に、本発明は、基板と、この基板に形成したグレーズ層
と、このグレーズ層に形成した発熱素子とからなるサー
マルヘッドの製造方法において、前記基板の発熱素子形
成部分に不活性ガス含有の発熱素子用ＳｉＯ2層を形成
する第１の工程と、この基板のＳｉＯ2 層形成面に溶融
ガラスを配置して、前記ＳｉＯ2 層からの不活性ガスに
より溶融ガラス内のＳｉＯ2 層形成部分に気泡を発生さ
せる第２の工程とにより、前記グレーズ層を形成するよ
うにしたものである。なお、前記気泡発生部分の表面を
エッチングした後に再度加熱溶融してシリンドリカル突
条を形成する第３の工程を有することが好ましい。ま
た、スパッタリングにより前記基板に不活性ガス含有の
ＳｉＯ2 層を形成し、このＳｉＯ2 層を前記発熱素子の
形状に合わせて加工することにより、前記第１工程を構
成することが好ましい。前記加工を、フォトリソグラフ
ィ及びエッチングにより行うことが好ましい。また、前
記発熱素子の形状に合わせたマスクを用いたスパッタリ
ングにより、前記第１工程を構成してもよい。また、不
活性ガスをアルゴンとして、ＳｉＯ2 層のアルゴンの含
有率を１原子％以上にすることが好ましい。また、前記
第２の工程では、前記基板上にガラスペーストをスクリ
ーン印刷により塗布し、このガラスペーストを加熱溶融
することが好ましい。
【０００６】また、請求項８記載のサーマルヘッドは、
基板の発熱素子形成部分に不活性ガス含有のＳｉＯ2 層
を形成した後に、この基板のＳｉＯ2 層形成面に溶融ガ
ラスを配置し、前記ＳｉＯ2 層からの不活性ガスにより
溶融ガラス内のＳｉＯ2 層形成部分に気泡を発生させる
ことにより、グレーズ層を形成するようにしたものであ
る。
基板の発熱素子形成部分に不活性ガス含有のＳｉＯ2 層
を形成した後に、この基板のＳｉＯ2 層形成面に溶融ガ
ラスを配置し、前記ＳｉＯ2 層からの不活性ガスにより
溶融ガラス内のＳｉＯ2 層形成部分に気泡を発生させる
ことにより、グレーズ層を形成するようにしたものであ
る。
【０００７】
【作用】基板の発熱素子形成部分に不活性ガス含有のＳ
ｉＯ2 層が形成され、この基板のＳｉＯ2 層形成面に溶
融ガラスが配置されて、グレーズ層が形成される。溶融
ガラス内で、ＳｉＯ2 層からの不活性ガスにより気泡が
発生する。この気泡によって、気泡が発生した部分の熱
伝導率が低くされる。したがって、サーマルヘッドにお
いて、従来の気泡無しのグレーズ層に比べて熱伝導率を
低くすることができる。これにより、発熱素子で発生し
た熱エネルギを記録媒体側に多く流すことができ、熱記
録に用いる熱エネルギを増やし効率のよい熱記録が可能
になる。
ｉＯ2 層が形成され、この基板のＳｉＯ2 層形成面に溶
融ガラスが配置されて、グレーズ層が形成される。溶融
ガラス内で、ＳｉＯ2 層からの不活性ガスにより気泡が
発生する。この気泡によって、気泡が発生した部分の熱
伝導率が低くされる。したがって、サーマルヘッドにお
いて、従来の気泡無しのグレーズ層に比べて熱伝導率を
低くすることができる。これにより、発熱素子で発生し
た熱エネルギを記録媒体側に多く流すことができ、熱記
録に用いる熱エネルギを増やし効率のよい熱記録が可能
になる。
【０００８】気泡は発熱素子の直下に形成され、その他
の部分には気泡が形成されることがないので、蓄熱層に
蓄積される熱を基板や放熱板などに効率良く逃すことが
できる。したがって、発熱素子の直下部分の熱伝導率を
低くして熱効率を上げるようにしても蓄熱過剰になるこ
とがなく、蓄熱過剰による熱応答性の低下が防止され
る。
の部分には気泡が形成されることがないので、蓄熱層に
蓄積される熱を基板や放熱板などに効率良く逃すことが
できる。したがって、発熱素子の直下部分の熱伝導率を
低くして熱効率を上げるようにしても蓄熱過剰になるこ
とがなく、蓄熱過剰による熱応答性の低下が防止され
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明方法の製造手順を
説明するための各工程における断面図である。先ず、図
１（Ａ）に示すように、周知のスパッタリング装置によ
りアルミナ基板１１の表面にシリカ（ＳｉＯ2 ）膜１２
を薄く形成する。このＳｉＯ2 膜１２の厚さは０．２μ
ｍであるが、０．０５〜数十μｍの厚さで形成すること
ができる。このＳｉＯ2 膜の形成の際に、スパッタリン
グ条件を変えることにより、アルゴンＡｒのＳｉＯ2 膜
中の含有率を少なくとも１原子％（ａｔ％）以上にす
る。アルゴンの含有率が１原子％未満では後に詳しく説
明する気泡１５の発生が不十分となるからである。気泡
１５を十分に発生させる場合のアルゴン含有率は、好ま
しくは５原子％以上であり、より好ましくは１０原子％
以上である。なお、スパッタリングの際のアルゴンガス
の圧力を低くにするにしたがい、アルゴンガスのＳｉＯ
2 膜中の含有率を高くすることができる。
説明するための各工程における断面図である。先ず、図
１（Ａ）に示すように、周知のスパッタリング装置によ
りアルミナ基板１１の表面にシリカ（ＳｉＯ2 ）膜１２
を薄く形成する。このＳｉＯ2 膜１２の厚さは０．２μ
ｍであるが、０．０５〜数十μｍの厚さで形成すること
ができる。このＳｉＯ2 膜の形成の際に、スパッタリン
グ条件を変えることにより、アルゴンＡｒのＳｉＯ2 膜
中の含有率を少なくとも１原子％（ａｔ％）以上にす
る。アルゴンの含有率が１原子％未満では後に詳しく説
明する気泡１５の発生が不十分となるからである。気泡
１５を十分に発生させる場合のアルゴン含有率は、好ま
しくは５原子％以上であり、より好ましくは１０原子％
以上である。なお、スパッタリングの際のアルゴンガス
の圧力を低くにするにしたがい、アルゴンガスのＳｉＯ
2 膜中の含有率を高くすることができる。
【００１０】次に、図１（Ｂ）に示すように、ＳｉＯ2
膜１２をフォトリソグラフィーとエッチングとにより、
図２に示す発熱素子２２に合わせた形状に加工する。す
なわち、発熱素子２２の発熱部分のみを残すようにし
て、他の不要部分１２ａがアルミナ基板１１から取り除
かれる。
膜１２をフォトリソグラフィーとエッチングとにより、
図２に示す発熱素子２２に合わせた形状に加工する。す
なわち、発熱素子２２の発熱部分のみを残すようにし
て、他の不要部分１２ａがアルミナ基板１１から取り除
かれる。
【００１１】次に、図１（Ｃ）に示すように、アルミナ
基板１１のＳｉＯ2 膜形成側の面１１ａに、ガラスペー
スト１３をスクリーン印刷により均一に塗布する。この
後、図１（Ｄ）に示すように、ガラスペースト１３を加
熱して溶融させる。この加熱溶融は例えば高温な窒素ガ
スＮ2 を流すＮ2 フロー等により行われる。この加熱溶
融により、溶融ガラス１４内にアルゴンガスの微細な気
泡１５を多数発生させる。すなわち、ガラスペースト１
３の加熱溶融により、ＳｉＯ2 膜１２内のアルゴンガス
が溶融ガラス１４内に混入する。溶融ガラス１４の粘度
は、アルゴンガスを溶融ガラス１４から完全に浮き上が
らせる程の低粘度ではないため、このアルゴンガスは溶
融ガラス１４中にとどまって微細な独立した気泡１５と
なり、これらが多数形成される。また、ＳｉＯ2 層１２
は、図１（Ｅ）に示すように溶融ガラス１４に溶け込み
一体化される。
基板１１のＳｉＯ2 膜形成側の面１１ａに、ガラスペー
スト１３をスクリーン印刷により均一に塗布する。この
後、図１（Ｄ）に示すように、ガラスペースト１３を加
熱して溶融させる。この加熱溶融は例えば高温な窒素ガ
スＮ2 を流すＮ2 フロー等により行われる。この加熱溶
融により、溶融ガラス１４内にアルゴンガスの微細な気
泡１５を多数発生させる。すなわち、ガラスペースト１
３の加熱溶融により、ＳｉＯ2 膜１２内のアルゴンガス
が溶融ガラス１４内に混入する。溶融ガラス１４の粘度
は、アルゴンガスを溶融ガラス１４から完全に浮き上が
らせる程の低粘度ではないため、このアルゴンガスは溶
融ガラス１４中にとどまって微細な独立した気泡１５と
なり、これらが多数形成される。また、ＳｉＯ2 層１２
は、図１（Ｅ）に示すように溶融ガラス１４に溶け込み
一体化される。
【００１２】気泡１５のサイズ、密度、及び形成領域
は、ＳｉＯ2 膜１２の厚みや幅、ＳｉＯ2 膜１２のアル
ゴンの含有率、ガラスペースト１３の加熱溶融時の粘度
等に起因するので、これらを変化させることにより、所
望の気泡１５のサイズ、密度、形成領域を得ることがで
きる。したがって、この気泡のサイズ、密度、形成領域
を変更することにより、気泡混入による熱伝導率の低下
の範囲内で、発熱素子形成部分の熱伝導率を自在に設定
することができる。なお、アルゴン含有率を１原子％〜
５原子％程度に低く設定することで、気泡をより一層微
細化させることができる。
は、ＳｉＯ2 膜１２の厚みや幅、ＳｉＯ2 膜１２のアル
ゴンの含有率、ガラスペースト１３の加熱溶融時の粘度
等に起因するので、これらを変化させることにより、所
望の気泡１５のサイズ、密度、形成領域を得ることがで
きる。したがって、この気泡のサイズ、密度、形成領域
を変更することにより、気泡混入による熱伝導率の低下
の範囲内で、発熱素子形成部分の熱伝導率を自在に設定
することができる。なお、アルゴン含有率を１原子％〜
５原子％程度に低く設定することで、気泡をより一層微
細化させることができる。
【００１３】冷却により固化したグレーズ層１６は、発
熱素子形成部分を残すように部分的にエッチングされ、
この後、再度加熱溶融して、図１（Ｅ）に示すように、
発熱素子形成部分にシリンドリカル状突条１７（円柱の
部分周面状突条）が形成される。グレーズ層１６の厚み
は２０〜２０００μｍであればよく、用いる記録媒体や
記録方式によって厚みが適宜選択される。
熱素子形成部分を残すように部分的にエッチングされ、
この後、再度加熱溶融して、図１（Ｅ）に示すように、
発熱素子形成部分にシリンドリカル状突条１７（円柱の
部分周面状突条）が形成される。グレーズ層１６の厚み
は２０〜２０００μｍであればよく、用いる記録媒体や
記録方式によって厚みが適宜選択される。
【００１４】この後、図２に示すように、通常のサーマ
ルヘッドの製造方法と同じようにして、シリンドリカル
状突条１７の表面とその周囲のグレーズ層１６の表面と
に、抵抗膜１８と電極１９，２０とが形成される。更
に、これら抵抗膜１８と電極１９，２０とを覆うよう
に、ガラス製の保護層２１が形成されて、発熱素子２２
が形成される。このようにして構成されたサーマルヘッ
ド２３のアルミナ基板１１は、図示しない金属性のヘッ
ド基盤に固定されて、サーマルプリンタに取り付けられ
る。抵抗膜１８は発熱抵抗体薄膜から構成されており、
スパッタリング法や蒸着法、ＣＶＤ法等によりグレーズ
層１６の表面に形成される。この発熱抵抗体薄膜材質と
しては、Ｎｉ−Ｃｒ，Ｔａ2 Ｎ，Ｔａ−ＳｉＯ2 ，Ｔａ
−Ｓｉ，Ｔａ−Ｓｉ−Ｃ，Ｃｒ−Ｓｉ−Ｏ，ＺｒＮ，Ｔ
ａ−ＳｉＣ，その他公知のものが用いられる。また、電
極１９，２０はＡｌ，Ａｕ等が用いられる。
ルヘッドの製造方法と同じようにして、シリンドリカル
状突条１７の表面とその周囲のグレーズ層１６の表面と
に、抵抗膜１８と電極１９，２０とが形成される。更
に、これら抵抗膜１８と電極１９，２０とを覆うよう
に、ガラス製の保護層２１が形成されて、発熱素子２２
が形成される。このようにして構成されたサーマルヘッ
ド２３のアルミナ基板１１は、図示しない金属性のヘッ
ド基盤に固定されて、サーマルプリンタに取り付けられ
る。抵抗膜１８は発熱抵抗体薄膜から構成されており、
スパッタリング法や蒸着法、ＣＶＤ法等によりグレーズ
層１６の表面に形成される。この発熱抵抗体薄膜材質と
しては、Ｎｉ−Ｃｒ，Ｔａ2 Ｎ，Ｔａ−ＳｉＯ2 ，Ｔａ
−Ｓｉ，Ｔａ−Ｓｉ−Ｃ，Ｃｒ−Ｓｉ−Ｏ，ＺｒＮ，Ｔ
ａ−ＳｉＣ，その他公知のものが用いられる。また、電
極１９，２０はＡｌ，Ａｕ等が用いられる。
【００１５】なお、上記実施形態では、図１（Ｂ）に示
すように、フォトリソグラフィーとエッチングとによ
り、ＳｉＯ2 膜１２を発熱素子２２の発熱部分の形状に
合わせて加工したが、この加工は切削や研磨等の機械加
工により不要部分を取り除くことで行ってもよい。ま
た、不要部分を取り除いて所定形状のＳｉＯ2 層１２を
形成する他に、スパッタリングの際に発熱素子２２の形
状に合わせたマスクを用いて行うマスクスパッタリング
により、アルミナ基板１１に発熱素子に合わせたＳｉＯ
2 層１２を形成してもよい。
すように、フォトリソグラフィーとエッチングとによ
り、ＳｉＯ2 膜１２を発熱素子２２の発熱部分の形状に
合わせて加工したが、この加工は切削や研磨等の機械加
工により不要部分を取り除くことで行ってもよい。ま
た、不要部分を取り除いて所定形状のＳｉＯ2 層１２を
形成する他に、スパッタリングの際に発熱素子２２の形
状に合わせたマスクを用いて行うマスクスパッタリング
により、アルミナ基板１１に発熱素子に合わせたＳｉＯ
2 層１２を形成してもよい。
【００１６】また、上記実施形態は薄膜型サーマルヘッ
ドであったが、この他に、図３に示すように、厚膜型サ
ーマルヘッド３０を本発明方法により製造してもよい。
この場合には、図３（Ａ）に示すように、スパッタリン
グ装置によりアルミナ基板３１の表面にＳｉＯ2 膜３２
を薄く形成する。このＳｉＯ2 膜３２の厚さは例えば
０．２μｍである。このＳｉＯ2 膜３２の形成の際に
も、スパッタリング条件を変えることにより、アルゴン
ＡｒのＳｉＯ2 膜３２中の含有率を少なくとも１原子％
（ａｔ％）以上にする。
ドであったが、この他に、図３に示すように、厚膜型サ
ーマルヘッド３０を本発明方法により製造してもよい。
この場合には、図３（Ａ）に示すように、スパッタリン
グ装置によりアルミナ基板３１の表面にＳｉＯ2 膜３２
を薄く形成する。このＳｉＯ2 膜３２の厚さは例えば
０．２μｍである。このＳｉＯ2 膜３２の形成の際に
も、スパッタリング条件を変えることにより、アルゴン
ＡｒのＳｉＯ2 膜３２中の含有率を少なくとも１原子％
（ａｔ％）以上にする。
【００１７】次に、図３（Ｂ）に示すように、ＳｉＯ2
膜３２をフォトリソグラフィーとエッチングとにより、
発熱素子４２に合わせた形状に加工する。すなわち、発
熱素子４２の発熱部分のみを残すようにして、他の不要
部分をアルミナ基板３１から取り除く。次に、図３
（Ｃ）に示すように、アルミナ基板３１のＳｉＯ2 膜３
２の形成側の面３１ａに、ガラスペースト３３をスクリ
ーン印刷により均一に塗布する。この後、ガラスペース
ト３３を加熱して溶融させる。このガラスペースト３３
の加熱溶融により、図３（Ｄ）に示すように、ＳｉＯ2
膜３２内のアルゴンガスが溶融ガラス３４に混入してと
どまるため、溶融ガラス３４内に多数の微細な独立気泡
３５が形成される。
膜３２をフォトリソグラフィーとエッチングとにより、
発熱素子４２に合わせた形状に加工する。すなわち、発
熱素子４２の発熱部分のみを残すようにして、他の不要
部分をアルミナ基板３１から取り除く。次に、図３
（Ｃ）に示すように、アルミナ基板３１のＳｉＯ2 膜３
２の形成側の面３１ａに、ガラスペースト３３をスクリ
ーン印刷により均一に塗布する。この後、ガラスペース
ト３３を加熱して溶融させる。このガラスペースト３３
の加熱溶融により、図３（Ｄ）に示すように、ＳｉＯ2
膜３２内のアルゴンガスが溶融ガラス３４に混入してと
どまるため、溶融ガラス３４内に多数の微細な独立気泡
３５が形成される。
【００１８】図３（Ｅ）に示すように、冷却により固化
したグレーズ層３６の発熱素子形成部分に電極３８，３
９と抵抗膜４０とを形成した後、耐熱保護層４１を形成
して、発熱素子４２を形成する。上記抵抗膜４０は、酸
化ルテニウム（Ｒｕ2 Ｏ）系のペーストから構成されて
おり、周知のようにスクリーン印刷により膜形成とパタ
ーン形成とが行われる。また、スクリーン印刷に代え
て、フォトリソグラフィーにより抵抗膜４０を形成して
もよい。電極３８，３９はＡｇ−Ｐｄ，Ａｕペースト等
が用いられる。
したグレーズ層３６の発熱素子形成部分に電極３８，３
９と抵抗膜４０とを形成した後、耐熱保護層４１を形成
して、発熱素子４２を形成する。上記抵抗膜４０は、酸
化ルテニウム（Ｒｕ2 Ｏ）系のペーストから構成されて
おり、周知のようにスクリーン印刷により膜形成とパタ
ーン形成とが行われる。また、スクリーン印刷に代え
て、フォトリソグラフィーにより抵抗膜４０を形成して
もよい。電極３８，３９はＡｇ−Ｐｄ，Ａｕペースト等
が用いられる。
【００１９】なお、上記実施形態では感熱記録用サーマ
ルヘッドについて説明したが、この他に熱溶融型や熱転
写型のサーマルヘッドに本発明を実施してもよい。ま
た、上記実施形態では、スパッタリングの際の不活性ガ
スとしてアルゴンガスを用いたが、この他にクリプトン
（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などを用いてもよい。ま
た、本発明における基板とは、必ずしもアルミナ基板１
１のようなセラミック基板のみを意味するものではな
く、金属，ガラス，石英，他のセラミックス，耐熱性プ
ラスチック等からなる基板であってもよい。
ルヘッドについて説明したが、この他に熱溶融型や熱転
写型のサーマルヘッドに本発明を実施してもよい。ま
た、上記実施形態では、スパッタリングの際の不活性ガ
スとしてアルゴンガスを用いたが、この他にクリプトン
（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などを用いてもよい。ま
た、本発明における基板とは、必ずしもアルミナ基板１
１のようなセラミック基板のみを意味するものではな
く、金属，ガラス，石英，他のセラミックス，耐熱性プ
ラスチック等からなる基板であってもよい。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、基板と発熱素子との間
に形成されたグレーズ層に多数の微細な気泡を設けて、
その熱伝導率を従来の気泡無しのグレーズ層のものに比
べて低くしたから、熱伝導率を低くした分だけ発熱素子
で発生した熱エネルギを記録媒体側により多く流すこと
ができる。これにより、発熱素子の供給電力を低減して
も記録媒体側に熱記録のための充分な熱エネルギを流す
ことができる。したがって、エネルギ効率を上げること
ができ、低消費電力型のサーマルプリンタを構成するこ
とができる。
に形成されたグレーズ層に多数の微細な気泡を設けて、
その熱伝導率を従来の気泡無しのグレーズ層のものに比
べて低くしたから、熱伝導率を低くした分だけ発熱素子
で発生した熱エネルギを記録媒体側により多く流すこと
ができる。これにより、発熱素子の供給電力を低減して
も記録媒体側に熱記録のための充分な熱エネルギを流す
ことができる。したがって、エネルギ効率を上げること
ができ、低消費電力型のサーマルプリンタを構成するこ
とができる。
【００２１】また、発熱素子形成部分の直下のグレーズ
層のみ気泡を発生させて、他の部分には気泡を発生させ
ることがないので、この気泡の無い部分によってグレー
ズ層への蓄熱の影響が緩和されるので、熱効率を上げつ
つ蓄熱の弊害を無くすことができる。これにより、発熱
素子によって制御されるべき信号の応答性が低下するこ
とが防止される。
層のみ気泡を発生させて、他の部分には気泡を発生させ
ることがないので、この気泡の無い部分によってグレー
ズ層への蓄熱の影響が緩和されるので、熱効率を上げつ
つ蓄熱の弊害を無くすことができる。これにより、発熱
素子によって制御されるべき信号の応答性が低下するこ
とが防止される。
【００２２】基板の発熱素子形成部分に不活性ガス含有
の発熱素子用ＳｉＯ2 層を形成する第１の工程と、この
基板のＳｉＯ2 層形成面に溶融ガラスを配置して、前記
ＳｉＯ2 層からの不活性ガスにより溶融ガラス内のＳｉ
Ｏ2 層形成部分に気泡を発生させる第２の工程とを有す
るから、一般的なスパッタリング装置と一般的で安定な
材料であるＳｉＯ2 を用いて、発熱素子直下部分を低熱
伝導率にしたグレーズ層を形成することができる。した
がって、大面積の基板に適用が可能となり、多数の発熱
素子をライン状に形成した大型のサーマルヘッドを簡単
に製造することができる。しかも、工業的な大量生産が
可能となり、サーマルヘッドを安価にて製造することが
できる。また、グレーズ層により発熱素子の支持体を構
成したから、ポリイミド等の耐熱性の有機物を用いる場
合に比べて機械的強度が低下することがないので、耐久
性に優れたサーマルヘッドを製造することができ、熱記
録時の異物の巻込み等による素子の破壊が防止される。
の発熱素子用ＳｉＯ2 層を形成する第１の工程と、この
基板のＳｉＯ2 層形成面に溶融ガラスを配置して、前記
ＳｉＯ2 層からの不活性ガスにより溶融ガラス内のＳｉ
Ｏ2 層形成部分に気泡を発生させる第２の工程とを有す
るから、一般的なスパッタリング装置と一般的で安定な
材料であるＳｉＯ2 を用いて、発熱素子直下部分を低熱
伝導率にしたグレーズ層を形成することができる。した
がって、大面積の基板に適用が可能となり、多数の発熱
素子をライン状に形成した大型のサーマルヘッドを簡単
に製造することができる。しかも、工業的な大量生産が
可能となり、サーマルヘッドを安価にて製造することが
できる。また、グレーズ層により発熱素子の支持体を構
成したから、ポリイミド等の耐熱性の有機物を用いる場
合に比べて機械的強度が低下することがないので、耐久
性に優れたサーマルヘッドを製造することができ、熱記
録時の異物の巻込み等による素子の破壊が防止される。
【００２３】スパッタリングにより前記基板に不活性ガ
ス含有のＳｉＯ2 層を形成し、このＳｉＯ2 層を前記発
熱素子の形状に合わせて加工することにより、熱伝導率
を低下させる部分を精度よく規定することができ、高性
能なサーマルヘッドを製造することができるようにな
る。特に、前記加工を、フォトリソグラフィ及びエッチ
ングにより行うことで、より一層精度よく低熱伝導部分
を作成することができる。発熱素子の形状に合わせたマ
スクを用いたスパッタリングにより、前記第１工程を構
成する場合には、不要部分を取り除く工程が不要にな
る。
ス含有のＳｉＯ2 層を形成し、このＳｉＯ2 層を前記発
熱素子の形状に合わせて加工することにより、熱伝導率
を低下させる部分を精度よく規定することができ、高性
能なサーマルヘッドを製造することができるようにな
る。特に、前記加工を、フォトリソグラフィ及びエッチ
ングにより行うことで、より一層精度よく低熱伝導部分
を作成することができる。発熱素子の形状に合わせたマ
スクを用いたスパッタリングにより、前記第１工程を構
成する場合には、不要部分を取り除く工程が不要にな
る。
【００２４】不活性ガスをアルゴンとして、ＳｉＯ2 層
のアルゴンの含有率を１原子％以上にすることにより、
グレーズ層内にアルゴンガスの微細な気泡を確実に発生
させることができる。しかも、ＳｉＯ2 層が形成された
基板上に溶融ガラスを配置するだけ、気泡を発生させる
ことができるので、気泡の発生を簡単に行うことができ
る。また、ＳｉＯ2 層のアルゴンガスの含有率を変えた
り、ＳｉＯ2 層の厚み及び形状を変えたり、ガラスペー
ストの加熱溶融時の粘度を変えることにより、グレーズ
層内に発生させる気泡のサイズや密度、発生領域を簡単
に変えることができ、低熱伝導部分の伝導率やサイズ等
を簡単に変更することができる。これにより、熱効率が
良くしかも蓄熱による弊害が除去されたサーマルヘッド
を得ることができ、特に高い熱エネルギーが必要な光定
着型カラー感熱プリンタに好適なものになる。
のアルゴンの含有率を１原子％以上にすることにより、
グレーズ層内にアルゴンガスの微細な気泡を確実に発生
させることができる。しかも、ＳｉＯ2 層が形成された
基板上に溶融ガラスを配置するだけ、気泡を発生させる
ことができるので、気泡の発生を簡単に行うことができ
る。また、ＳｉＯ2 層のアルゴンガスの含有率を変えた
り、ＳｉＯ2 層の厚み及び形状を変えたり、ガラスペー
ストの加熱溶融時の粘度を変えることにより、グレーズ
層内に発生させる気泡のサイズや密度、発生領域を簡単
に変えることができ、低熱伝導部分の伝導率やサイズ等
を簡単に変更することができる。これにより、熱効率が
良くしかも蓄熱による弊害が除去されたサーマルヘッド
を得ることができ、特に高い熱エネルギーが必要な光定
着型カラー感熱プリンタに好適なものになる。
【図１】本発明の製造方法により薄膜型サーマルヘッド
を製造するための各工程における要部断面図であり、
（Ａ）はＳｉＯ2 層をスパッタリングしてアルミナ基板
に形成した状態を示し、（Ｂ）はＳｉＯ2 層を発熱素子
の発熱部分に合わせて加工した状態を示し、（Ｃ）はこ
のＳｉＯ2 層が形成されたアルミナ基板の表面にガラス
ペーストを配置した状態を示し、（Ｄ）はガラスペース
トを加熱溶融して気泡を発生させた状態を示し、（Ｅ）
は気泡発生部分を加工してシリンドリカル突条を形成し
た状態を示している。
を製造するための各工程における要部断面図であり、
（Ａ）はＳｉＯ2 層をスパッタリングしてアルミナ基板
に形成した状態を示し、（Ｂ）はＳｉＯ2 層を発熱素子
の発熱部分に合わせて加工した状態を示し、（Ｃ）はこ
のＳｉＯ2 層が形成されたアルミナ基板の表面にガラス
ペーストを配置した状態を示し、（Ｄ）はガラスペース
トを加熱溶融して気泡を発生させた状態を示し、（Ｅ）
は気泡発生部分を加工してシリンドリカル突条を形成し
た状態を示している。
【図２】本発明方法により製造されたサーマルヘッドを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】本発明の製造方法により厚膜型サーマルヘッド
を製造するための各工程における要部断面図であり、
（Ａ）はＳｉＯ2 層をスパッタリングしてアルミナ基板
に形成した状態を示し、（Ｂ）はＳｉＯ2 層を発熱素子
の発熱部分に合わせて加工した状態を示し、（Ｃ）はこ
のＳｉＯ2 層が形成されたアルミナ基板の表面にガラス
ペーストを配置して状態を示し、（Ｄ）はガラスペース
トを加熱溶融して気泡を発生させた状態を示し、（Ｅ）
はグレーズ層に電極，発熱素子，保護層を形成したサー
マルヘッドの完成した状態を示している。
を製造するための各工程における要部断面図であり、
（Ａ）はＳｉＯ2 層をスパッタリングしてアルミナ基板
に形成した状態を示し、（Ｂ）はＳｉＯ2 層を発熱素子
の発熱部分に合わせて加工した状態を示し、（Ｃ）はこ
のＳｉＯ2 層が形成されたアルミナ基板の表面にガラス
ペーストを配置して状態を示し、（Ｄ）はガラスペース
トを加熱溶融して気泡を発生させた状態を示し、（Ｅ）
はグレーズ層に電極，発熱素子，保護層を形成したサー
マルヘッドの完成した状態を示している。
１１，３１ アルミナ基板 １２，３２ ＳｉＯ2 層 １３，３３ ガラスペースト １４，３４ 溶融ガラス １５，３５ 気泡 １６，３６ グレーズ層 １７，３７ シリンドリカル突条 １８，４０ 抵抗膜 １９，２０，３８，３９ 電極 ２１、４１ 保護層 ２２、４２ 発熱素子 ２３、３０ サーマルヘッド
Claims (8)
- 【請求項１】 基板と、この基板に形成したグレーズ層
と、このグレーズ層に形成した発熱素子とからなるサー
マルヘッドの製造方法において、 前記基板の発熱素子形成部分に不活性ガス含有のＳｉＯ
2 層を形成する第１の工程と、 前記基板のＳｉＯ2 層が形成された面に溶融ガラスを配
置して、前記ＳｉＯ2層からの不活性ガスにより溶融ガ
ラス内のＳｉＯ2 層形成部分に気泡を発生させる第２の
工程とにより、前記グレーズ層を形成することを特徴と
するサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のサーマルヘッドの製造方
法において、前記気泡発生部分の表面をエッチングした
後に再度加熱溶融してシリンドリカル突条を形成する第
３の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。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のサーマルヘッドの
製造方法において、前記第１工程では、スパッタリング
により前記基板に不活性ガス含有のＳｉＯ2層を形成
し、このＳｉＯ2 層を前記発熱素子の形状に合わせて加
工す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】 請求項３記載のサーマルヘッドの製造方
法において、前記加工を、フォトリソグラフィ及びエッ
チングにより行うことを特徴とするサーマルヘッドの製
造方法。 - 【請求項５】 請求項１記載のサーマルヘッドの製造方
法において、 前記第１工程では、前記発熱素子の形状に合わせたマス
クを用いて、スパッタリングによりＳｉＯ2 層を形成す
ることを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５記載のサーマルヘッド
の製造方法において、前記不活性ガスはアルゴンであ
り、ＳｉＯ2 層のアルゴンの含有率は１原子％以上であ
ることを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。 - 【請求項７】 請求項１ないし６記載のサーマルヘッド
の製造方法において、前記第２の工程では、前記基板上
にガラスペーストをスクリーン印刷により塗布し、この
ガラスペーストを加熱溶融することを特徴とするサーマ
ルヘッドの製造方法。 - 【請求項８】 基板と、基板に形成したグレーズ層と、
このグレーズ層に形成した発熱素子とを備えたサーマル
ヘッドにおいて、前記基板の発熱素子形成部分に不活性
ガス含有の発熱素子用ＳｉＯ2 層を形成した後に、この
基板のＳｉＯ 2 層形成面に溶融ガラスを配置し、前記Ｓ
ｉＯ2 層からの不活性ガスにより溶融ガラス内のＳｉＯ
2 層形成部分に気泡を発生させて、前記グレーズ層を形
成したことを特徴とするサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16204496A JPH106541A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16204496A JPH106541A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH106541A true JPH106541A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15747030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16204496A Pending JPH106541A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH106541A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144990A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-06-14 | Seiko Instruments Inc | 発熱抵抗素子、サーマルヘッド、プリンタ、及び発熱抵抗素子の製造方法 |
| JP2009220430A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Seiko Instruments Inc | 発熱抵抗素子部品およびサーマルプリンタ、並びに発熱抵抗素子部品の製造方法 |
| CN101934637A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 山东华菱电子有限公司 | 一种热敏打印头及其生产方法 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP16204496A patent/JPH106541A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144990A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-06-14 | Seiko Instruments Inc | 発熱抵抗素子、サーマルヘッド、プリンタ、及び発熱抵抗素子の製造方法 |
| JP2009220430A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Seiko Instruments Inc | 発熱抵抗素子部品およびサーマルプリンタ、並びに発熱抵抗素子部品の製造方法 |
| CN101934637A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 山东华菱电子有限公司 | 一种热敏打印头及其生产方法 |
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