JPS5934510B2 - サ−マルヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は薄膜型発熱抵抗体をライン状に並べ、フ その
走査回路を簡単化するためにマトリックス接続するため
多層配線したサーマルヘツ下の構造に関する。

通常、サーマルヘッドは発熱抵抗体、方向性素子、多層
配線およびこれらを接続する導体から成５ る。

発熱抵抗体が薄膜から成るサーマルヘッドでは配線領域
はすべて薄膜で形成することが可能であるが歩留りおよ
び製造コストの点で問題が多い。例えば多層配線の上下
２層の導体のうちの１層はサーマルヘッド配列の全長と
同程度の長さに達するため薄膜では抵抗値が高くなり、
この抵抗が発熱体の抵抗と直列に入るので導体での電圧
降下を生じ不都合である。一般に薄膜導体では信頼性お
よびボンデイング容易性のため金が用いられるが、金が
厚くなるとエツチングが困難となるのみならずコストが
高くなるので薄膜導体のシート抵抗値を１０Ｔ６Ω／口
以下に下げることは困難である。一方、印刷導体では例
えばＡｇ−Ｐｔペーストを用いれば３ｍΩ／？の低いシ
ート抵抗値が容易に得られ、しかも安価である。次に多
層配線間の絶縁層について考える。

薄膜の絶縁層はピンホールが原因の上下導体間のシヨー
トが多く歩留りの点で実用的ではないので、銅箔導体を
有するガラス板あるいはポリイミドフイルムを薄膜下層
導体上にボンデイングして多層配線を形成する試みがな
されているが、多数のボンデイング箇所の信頼性に不安
があり、工程が複雑で製造コストが高くなる問題があつ
た。一方、厚膜印刷技術で形成されるグレーズ層はピン
ホールが少なく絶縁性に優れ上下配線間のシヨート不良
はきわめて少なく高信頼性であり、しかも印刷技術で形
成できるので製造コストが安い特徴がある。次に、本発
明にかかわるライン型サーマルヘツ ニドの一般的な構
成について述べる。第１図において、１は共通端子部、
２は発熱抵抗体部、３は方向性素子部であり、図では方
向性素子としてダイオードを用いた例を示す。４は多層
配線部、５は画信号端子部である。

ＮＪ個の発熱抵抗体を１グループとして一端を共通端子
１に接続したものがｍグルーブあり、発熱抵抗体の総数
はＭｎ個であり、方向性素子３によりｍ行ｎ列にマトリ
ックス結線される。フアクシミリ等に使われるライン型
サーマルヘツドは発熱抵抗 ５体の密度が一般に４〜８
ドツト／Ｍｍと高密度であるから発熱抵抗体に接続する
導体密度も同様に高密度となるのでこれらに印刷技術を
適用するのは困難であり、むしろ薄膜技術がより適当で
ある。しかし多層配線部では発熱抵抗体の配列方向に平
４行にｎ本の長い下層導体が必要となり、これらｎ本
の下層導体の配列ピツチは第１図かられかるように発熱
抵抗体の配列ピッチとは独立に選ぶことができるので、
印刷導体、すなわち厚膜導体を用ノいることが可能であ
る。

本発明は、上記従来技術に鑑み発熱抵抗体の下地となる
グレーズ層および多層配線部の下層導体および絶縁層を
印刷技術で形成し、発熱抵抗体および上層導体等の導体
を薄膜技術で形成するものであり、特に発熱抵抗体の下
地となるグレーズ層と多層配線部の絶縁層とが組成、焼
成温度や厚さ等の点で異なるようなサーマルヘッドに関
するものである。

以下本発明の詳細について、実施例を示す図面とともに
説明する。

第２図は本発明の一実施例であり、ｎ−６の場合の図で
ある。

６は９６％アルミナ等を研磨した平面度の良好なセラミ
ツク基板、７Ａはセラミツク基板６上の少なくとも薄膜
発熱体部を含む領域Ａの全面に印刷および焼成されたグ
レーズ層であり、表面荒さＲａが２５０λ以下の平滑性
に優れたグレーズ面にしようとすれば、一般には１１０
０℃以上の温度で焼成することにより得られる。

８はセラミック基板６上でグレーズ層７Ａが形成されて
いない部分に印刷および焼成されたＡｇ−Ｐｔ等の厚膜
導体で長さ方向が薄膜発熱抵抗体の配列方向と平行でｎ
−６本形成され、焼成温度は既に形成されているグレー
ズ層７Ａの焼成温度よりも１００℃程度以上低くすれば
グレーズ層７Ａの表面平滑性を劣化させることがない。

厚膜導体８は多層配線部４′の下層導体８であり、図で
は横方向に６本あり、厚膜導体間のピッチは印刷技術で
高歩留りが得られるように４００μｍで導体幅は２００
μｍである。７Ｂは厚膜で形成され下層導体８土に形成
されたグレーズ層で領域Ｂ内に形成さ抵点線の位置９で
グレーズ層７Ａと滑らかに接続される。

グレーズ層７Ｂの焼成温度は、やはりグレーズ層７Ａの
表面平滑性を劣化させないために７Ａの焼成温度よりも
１００℃程度以上低いことが望ましい。また既に印刷お
よび焼成した下層導体８の抵抗値を上昇させないために
も、グレーズ層７Ｂの焼成温度は一般にグレーズ層７Ａ
の焼成温度よりも低くする。グレーズ層７Ｂの表面平滑
性は薄膜発熱抵抗体を形成するグレーズ層７Ａょり悪く
てもよいがグレーズ層７Ａと７Ｂとが同一組成の場合に
は低い温度で焼成するグレーズ層７Ｂの表面が荒れるた
めグレーズ層７Ｂ上の上層薄膜導体が断線する場合があ
り、この場合にはグレーズ層７Ｂの組成は７Ａと異なつ
たものがよく、低温焼成で比較的良好な表面平滑性の得
られる組成のグレーズ層を選定することが望ましい。さ
らに、グレーズ層７Ａの厚さは薄膜発熱抵抗体を形成す
るに十分良好な表面平滑性を得るため５０μｍ以上にす
ることが望ましいが、グレーズ層７Ｂにはスルーホール
を形成する必要上、厚すぎるとスルーホールがうまく開
かずグレーズ層で覆われてふさがる場合があるので、一
般には５０μｍ以下の厚さの方が望ましい。なお、グレ
ーズ層７Ａ，７Ｂはセラミック基板の上下の端面いつぱ
いまで印刷すると周辺での盛り上りが大きくなるため、
第２図（図面の上下においてセラミツク基板６が露出し
ている）のようにセラミツク端部はグレーズ層で形成し
ない方が望ましい。

９は７Ａと７Ｂの境界線、１０はグレーズ層７Ｂを印刷
するときに形成されたスルーホールであり、６本の下層
導体８にまたがつて横断する形状に形成され、スルーホ
ールには下層導体８が露出する。

このスルーホールはグレーズ層を形成してから削り取つ
たりするのではなく印刷するときに、その部分は塗布し
ないものである。スルーホールの数は発熱体グルーブ数
だけ必要であり、第１図の例ではｍ個である。次にＳｉ
−Ｔａ等の薄膜発熱抵抗体をグレーズ層７Ａ上に形成後
Ｃｒ−Ａｕ等の電極を薄膜技術で形成した後、ホトエッ
チング技術で共通端子１（薄膜発熱抵抗体２′、多層配
線部４′の上層薄膜導体１１を形成する。

そして発熱抵抗体２′を少なくとも被覆するようにＳｉ
Ｃ等の耐磨粍層（図示しない）を形成した後、方向性素
子アレー３′をボンデイングする。以上のようにしてＭ
ｎ個の薄膜発熱抵抗体がｎ本の下層厚膜導体数を単位グ
ループとするｍ個のスルーホールと同数のグルーブ数に
マトリックス結線されたサーマルヘツドができ上がる。
なお、グレーズ層７Ａ上には少なくとも発熱抵抗体が形
成され、グレーズ層７Ｂは、少なくとも多層配線絶縁層
として作用すればよく、その他の導体および方向性素子
アレー３′はどちらのグレーズ層上に形成し７てもよい
。

サーマルヘツドより画信号端子を導出する方法について
述べる。

第３図はサーマルヘツドの右端部を示すもので、下層厚
膜導体８はセラミック右端部付近においてグレーズ層７
Ｂに被覆されず露出する。この部分で下層厚膜導体８と
同一ピッチで同数の導体１２を有するフレキシブルフラ
ツトケーブル１３を接続することにより端子出しを行う
ことができる。この方法ではフラットケーブルの幅は比
較的小さいので安価である。下層厚膜導体とフレキシブ
ルフラツト導体１２との接続はＡｕ−Ｓｎ合金法、Ｐｂ
／Ｓｎハンダ付け法、溶接法、圧接法等により行うこと
ができる。なお、右端から端子出しを行うと、発熱抵抗
体に直列に入る下層厚膜導体の抵抗値は右端では最小で
、サーマルヘツド左端で最大となり発色濃度のばらつき
の原因となり得るが、本発明のサーマルヘツドでは下層
導体は厚膜導体を用いるので例え７（臥Ｇｐｔ導体では
シート抵抗値を２〜３ｍΩ／？と小さいので、発色濃度
のばらつきは生じない。サーマルヘッドの両端において
第３図の端子出しを行えば発熱抵抗体に直列に入る下層
厚膜導体の抵抗値はいつそう小さくなる。また２本のラ
イン型サーマルヘッドを接続して印字幅の長いライン型
サーマルヘツドを構成する場合には、ヘツド接続部で露
出する２個のヘツドの下層導体間をフレシキブルフラツ
トケーブルで接続すればよい。もちろん、ヘッド接続部
に近いスルーホールに露出する下層導体間をフレキシブ
ルフラットケーブルで接続してもよい。以上のように本
発明は、１発熱抵抗体部が高密度に配線されるため必然
的に薄膜で形成されねぱならず、そのため下地を極めて
滑らかにする必要がある点、２発熱抵抗体部の走査回路
を簡略化するためにマトリクス接続するときに一部が多
層配線構造になる点、３マトリクス配線するときに共通
ラインの長さが長くなり、かつ各発熱体に対して異なり
、発熱抵抗体に対して抵抗値が大きく、かつ異なるため
に、薄膜で形成できない点を考慮し、特許請求の範囲に
記載のような構成のグレーズ７Ａより低温処理できる材
料を絶縁層７Ｂとして選んでいるので下層導体に悪影響
を与えない、４多層構成にしているので下層導体群の幅
を発熱抵抗体の１つのグルーブの幅より大きくでき、そ
れによつて下層導体が厚膜で形成できる、５スルーホー
ルを傾斜させているので各発熱抵抗体に接なかる導体線
の長さを等しくなる方向にでき、抵抗値のばらつきを少
なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はライン型サーマルヘッドの一般的な構成図、第
２図は本発明の一実施例の構成図、第３図は第２図に示
すサーマルヘツドよりフレキシブルフラットケーブルを
用いて画信号端子を導出する手段を示す図である。 Ｖ・・・・・・共通端子、２ｔ・・・・・発熱抵抗体、
３ｔ・・・・・方向性素子アレイ、４′・・・・・・多
層配線部、６・・・・・・セラミック基板、７Ａ，７Ｂ
・・・・・・グレーズ層、８・・・・・・厚膜導体、１
０・・・・・・スルーホール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミック基板上に、滑らかに接続された２種類の
   グレーズ層があり、このうち１種類のグレーズ層上には
   少なくとも複数個の薄膜発熱抵抗体が一直線上に配列し
   て形成され、他のグレーズ層は少なくとも多層配線絶縁
   層として作用するものであり、かつ上下導体間の接続の
   ため前記薄膜発熱抵抗体の配列方向に平行に一定のピッ
   チで配列された複数個のスルーホールを有し、前記他の
   グレーズ層の下部には前記薄膜発熱抵抗体の配列方向に
   平行に長さ方向が配置された複数個の下層厚膜導体があ
   り、前記スルーホールの各々はこのグレーズ層下部の複
   数個の下層厚膜導体にまたがつて横断する形状に形成さ
   れ、前記他のグレーズ層上には前記薄膜発熱抵抗体と同
   数の方向性素子および発熱抵抗体、方向性素子および下
   層厚膜導体を結ぶ薄膜導体を有し、前記薄膜発熱抵抗体
   が下層厚膜導体数を単位グループとする前記スルーホー
   ル数と同数のグループ数にマトリックス結線されたサー
   マルヘッド。 ２ 特許請求の範囲第１項において、薄膜発熱抵抗体部
   のグレーズ層の処理温度よりも低い焼成温度で形成され
   たグレーズ層を多層配線絶縁層とすることを特徴とする
   サーマルヘッド。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項において薄膜発
   熱抵抗体の配列方向に平行に長さ方向が配置された複数
   個の下層厚膜導体のうち両端の導体間の距離が多層配線
   絶縁層として作用するグレーズ層に設けた複数個のスル
   ーホールのピッチよりも大きいことを特徴とするサーマ
   ルヘッド。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項または第３項におい
   て、多層配線絶縁層として作用するグレーズ層のスルー
   ホールはほぼ四辺形でこの長辺方向と薄膜発熱抵抗体の
   配列方向とは直角でないことを特徴とするサーマルヘッ
   ド。 ５ 特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４
   項において薄膜発熱抵抗体の配列方向に平行に長さ方向
   が配置された複数個の下層厚膜導体はセラミック端部付
   近においてグレーズ層に被覆されず、この部分でフレキ
   シブルフラットケーブルにより端子出して行われること
   を特徴とするサーマルヘッド。