JPS6163459A - ライン型サ−マルヘツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はプリンターやファクシミリ等の感熱記録装置に
使用するライン型サーマルヘッドの製造方法に関する。

〔発明の背穿〕

感熱記録の原町は、発熱抵抗体にパルス状のｔ流を渡す
ことによって発生するジュール熱を利用して、感熱記録
紙にこのジュール熱を伝達し発色記録を行うか、あるい
は感熱リボンのインクをジュール熱により溶解して普通
紙に転写配録を行うものである。

ファクシミリやプリンタ等に使用されるサーマルヘッド
には、印字用紙の横巾全体に横一列に所定の大きさを有
する発熱抵抗体膜から成る発熱ドツトを並べた、ライン
型サーマルヘッドや印字する文字−字分だけ発熱ドツト
を縦に並べたシリアル型サーマルヘッドが用いられてい
る。形・近感熱記録方式は、静かで印字品質が良く、ラ
ンニ／グコストカ安いなどの理由でファクシミリやプリ
ンタ１４にも大量に導入されている。この感熱記録方式
の伸びに従ってより高解像度を持つサーマルヘッドの開
発が望まれ、これに伴い、特にライン型サーマルヘッド
に於ては、歩留りが良い製造方法の開発が強く要求され
ている。

従来のサーマルヘッドは第１２図、第１３図に示す様に
１実際に印字を行う発熱部ｌと、外部のドライバーやコ
ントローラーとの結線を行うためのリード線部２かも成
るパターンを有し、前記発熱部１の構造は、第１６図に
示す様にセラミクスやガラス等の絶縁性の基板３上に、
基板３とヘッドの構成膜との密着性を良くするためにア
ンダーコート厄４２発熱抵抗体膜５．導体膜６２発熱抵
抗体１ｊ５￥５の酸化を防ぐための耐酸化膜７．及び発
熱部１を保みするための耐摩耗層８を順に積層して形成
される。また、サーマルヘッドに使用する基板３として
第１７図に示す様に発熱部１と印字用紙の密着性及びヘ
ッドの熱応答性を良くするために、基板３上にガラスゲ
レース９を形成することも有るが、サーマルヘッドの成
膜購成は、前述の第１６図のものと同一で、発熱抵抗体
膜５の上に導体膜６を成膜している。

また、前記構成のサーマルヘッドの製造方法としては、
セラミクスやガラス等からなる１枚の絶縁性の基板３か
も、一度に複数個のサーマルヘッドを製造する方法が取
られており、その製造工程は、基板３の表面全体にアン
ダーコートを行なってアンダーコート膵４を成膜し、次
に印刷または、スパッタや真壁蒸着により、発熱抵抗体
５を成膜し、この発熱抵抗体膜５上に導体ｐ、６を成脆
し、ホトリソ技術を使用して所定のサーマルヘッドパタ
ーンを形成する。次にサーマルヘッドパターンを被うよ
うに、基板３全体にスパッタ等によって発熱部１の耐酸
化膜７．耐摩耗膜８をコートしてヘッドが完成する。完
成後あらかじめ基板３に入れておいたスナップライン１
０に沿い個々のヘッドに分割するとか、ダイシング装置
を用いて分割するという方法が取られている。

次に従来のライン型サーマルヘッドの製造方法としては
、第１４図に示す様Ｋ、所定の印字用紙に印字するため
に必要な印字中と同程度の大きさを有するセラミクスや
ガラス等の１枚の基板３上に、印字中と同程度の長さに
渡って、所定個数の発熱抵抗体膜５から成る発熱ドツト
を有する発熱ア 部１と、この発熱部１と外部のコントローラー等とを結
線するためのリード線部２から成る大型のサーマルヘッ
ドを複数個製作し、サーマルヘッドが完成後、あらかじ
め基板３に個々のサーマルヘッドに分割出来るように入
れておいたスナップライン】０やダイシング装置を用い
て、個々のサーマルヘッドに分割し、１個のサーマルヘ
ッドにてライン型サーマルヘッドを製造する方法と、第
１５図に示す様に所定の大きさの１枚の基板３上に前記
印字中を少なくとも２分割以上した長さを有する発熱部
工とリード線部２からなる小型のサーマルヘッドを複数
個製作し、サーマルヘッド完成後前記スナップライン１
０やダイシング装置を利用シテ個々のサーマルヘッドに
分割し、該サーマルヘッドを印字中に合わ七少なくとも
２個以上継ぐことによりライン型サーマルヘッドを製造
する方法が用いられていた。

しかしながら、＠１４図および＃、１５図のように製造
されるライン型サーマルヘッドには、サーマルヘッドの
高解像度化が進むにつれ、次に述べる様な不都合が発生
している。

ます、感熱記録方式の原理は前述の様に、発熱抵抗体が
発生するジュール熱を利用しているため、サーマルヘッ
ド内の発熱ドツトを形成する発熱抵抗体膜５の抵抗値の
バラツキは、サーマルヘッド内で少なくとも１０％以下
であることが必要となるが、スパッタや真空蒸着による
発熱抵抗体＃５の成膜に於ては例えば４インチ角の基板
３内で、抵抗値のバラツキを１０％以内に抑えるのは一
般的に困難であるとされている。従って、ライン型サー
マルヘッドを製造する方法のうち、第１４図の製造方法
では、例えばＡ４サイズのライン型サーマルヘッドを製
造する場合、第１４図に示す発熱部１の長さが約２０ｔ
Ｍにも及ぶため発熱部１すべてに渡って均一な抵抗値を
持った発熱抵抗体膜５を成膜することは実際上極めて困
難である。

従って第１４図の製造方法で製作されたライン型サーマ
ルヘッドでは、発熱抵抗体膜５が発生するジュール熱を
均一化し、印字品質を安定化させるために、発熱部１が
有する複数個の発熱ドツト、例えば８ドツト／問にてＡ
４サイズのライン型サーマルヘッドでは、約１６００個
もの光熱ドツト１１１Ａ＋　１　個に対し、サーマルヘ
ッドの外部に別途固定抵抗を取り付けて抵抗値のバラツ
キを調整しなげればならない。また、生産性を土げるに
は、１回の製造工程によって作られるヘッドの数を多く
する必要が有り、成膜装器の大型化が必要となってくる
。加えて、例えば製造したサーマルヘッドの発熱部１内
の複数の発熱ドツトのうちの１個にでも何らかの原因で
不良が発住した場合など、この不良の交換が不可能であ
るためそれだけ歩留りりの低下を招いてしまう。従つ【
第１４図の製造方法で製作されたライン型す−マルヘッ
トハ、今後高解像度化が進むにつれてサーマルヘッドの
製造歩留りの向上やコストの低減は望めない。

次に第１４図における製造方法の欠点を解消するために
今後ライン型サーマルヘッドの製造方法の主流になると
予想される第１５図による製造方法では第１５図に示す
ように１個のサーマルヘッドを構成する各々のヘッドの
大きさが小さくて済むため各ヘッド内での発熱抵抗体膜
５の抵抗値の均一性は第１４図のものと比べて比較的良
くすることが出来、仮に発熱抵抗体膜５の抵抗値に不均
一が生じてもライン型サーマルヘッドを舶み立、でる場
合、同程度の抵抗値を持つヘッドを選択することにより
ライン型サーマルヘッド内の抵抗佃の不均一性は避けら
れるという利点があるがヘッドとヘッドとの間隔と発熱
抵抗体膜５がも成る発熱ドツトの間隔がすべて等しくな
る様に精度良く個個のヘッドを分割し制丹する必要性が
生ずる。しかし、従来の第１５図における製造方法では
基板３からのヘッドの分割をスナップライン１ｏを利用
する方法とか、ダイシング装置を用いて基板３も含めて
分割するという方法で行っているが、前置ではスナップ
ライン１０を中心に外力を加えて分割するためスナップ
ライン１０１Ｃ沿って精度良く分割することが困難であ
り、加えて、後者ではダイシングによる切断の際ヘッド
の発熱部１にまでクラックや加工歪が及ぶことがあり、
ヘッドの信頼性を悪くする欠点がある、この切断の際に
発生ずるクラックの解決策として公開特許公報昭５８−
１２８８７１の様な方法も提案されているがこの方法に
してもヘッドの分割には、ダイシング装置を用いている
たぬ加工歪の発生は避けられずヘッドの高解像度化が進
むにつれてその効果は少ｆ、ｔ　（なってしまう。また
従来のサーマルヘッドでは前述の様に同一基板上に発熱
部１とリード線２を有スるサーマルヘッドを同一工程に
て製造するため発熱部１０発熱抵抗体膜５の保護を目的
としている耐酸化膜７や耐摩耗膜８を発熱部１ばかりで
なく保ａの必要性がないリード線部２にまで成膜してし
まうため成膜上の無駄が多い。加えて１枚の基板から製
造できるヘッド数は前記の様に発熱部１とリード線部２
が同一基板上に構成されているため発熱部１の大きさで
なく、リード線部２の大きさによって制限されてしまう
という不合理性も有している。

〔発明の目的〕

本発明はかかる従来の欠点を解消しようとするもので、
その目的とするところは、高解像度ライン型サーマルヘ
ッドを歩留りよく製造でき、しかも耐酸化膜や耐摩耗膜
を効率よく成膜することができるライン型サーマルヘッ
ドの製造方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は前述の目的を達成するために、基板としてエツ
チングに対して所定の方向に侵食が進行する性質を備え
た材料を用いて発熱部と、外部コントローラー等を結ぶ
ためのリード線部とを別々に製作し、その後にリード線
部の所定の個所に少なくとも二個以上の発熱部を載置し
て一体に組立てるように、したものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の製造方法によって組立てられたライン
型サーマルヘッドの斜視図、第２図および第３図は別々
に製造された発熱部およびリード線部の断面図、第４図
から第１１図は発熱部の製造工程を説明する図である。

Ｆ１図から第１１図において符号１かも１０までは従来
のものと同一のものを示す。１１はエツチングに対して
所定の方向に侵食が進行する性質を備えた材料で形成さ
れた発熱部１０基板、１２はｓ　ｉ　ｏ、ｙ、１３は溝
、１４は補強膜である。

以下、本発明のライン型サーマルヘッドの製造方法につ
いて述べるがそれ以前に発熱部１に用いる基板１１の材
料について第１０図および第１１図を用いて駁明する。

サーマルヘッドの基板１１の材料として使用可能な材料
の中にエツチング処理に対し異方性や選択性を有する材
料がある。エツチング処理に対する異方性とは特定のエ
ツチング液に対して、材料結晶の結晶面によってエツチ
ング速度が異なる性質である。例えば第１０図および第
１１図のように基板１１にシリコン単結晶の場合ＫＯＨ
等のエツチング液に対して結晶の（１００）面と（１１
１）面とでエツチング速度が異なる性質を有している。

第１０図に示すような（ｉｏｏ）面を表面として持つシ
リコン基板１１に任意のパターンを有する保Ｍｆｌ　＠
１２を付は上記エツチング液でエツチングを行うと（ｉ
ｏｏ）面のエツチング速度が（１１１）面より速いため
第１１図の様に側面が（１１１）面であるＶ形や台形の
溝１３を作ることが出来ると（・う性質を有しており、
この様なエツチングを異方性エツチングと称している。

またエツチング処理に対する選択性とは、例えはＦ、光
性ガラスの様に任意のマスクを用いて紫外線を照射し、
その後の熱処理等により紫外線照射に依ってガラス内部
に出来た潜像部を結晶化させることで結晶化部とガラス
部とのフッ酸等のエツチング酸に対するエツチング速度
の違いから任意のパターンで加工できるという性質であ
る。

上記のような材料自体が有しているエツチング址度に対
する材料％肩の性彌を使用することによりエツチング時
間を制御することでエツチング深さやエツチング液を精
密に制御することができる。

本発明は上述の材料特有の性質に着目し、エツチングに
よって基板１１の整形や分割を精度良く行く、第２図の
様に発熱部１と第３図に示すリード線部２とを別々に製
造し、その後に発熱部１とリード線部２を第１図のよう
に組立てることによって、サーマルヘッドを効率良く低
コストで大量に作ることを可能釦している。

次に本発明による発熱部１の構造を第２図、第４図から
第９図に従って欽明する。

本発明によるヘッドの発熱部１の構造では第２図に示す
様に異方性エツチング等によって加工された略台形状の
基板１１上に発熱抵抗体膜５の密着性を良くするための
アンダーコート膜４で＆＆１１の外部を被うと共に基板
１１０両側面方向に延びた導体膜６があり、この様な導
体膜６上に発熱抵抗体膜５、発熱抵抗体膜５の耐酸化膜
７及びヘッドを保護する耐摩耗膜８を積層すること忙よ
りヘッドの発熱部１が形成され−いる。

特に導体膜６は第２図ＶＣ最もよく示されているように
発熱抵抗体膜５の下部に成膜されていることＫより、基
板１１０両側面方向に延びた導体膜６は、発熱部１下部
ＶＣＩＸ＃出されているので第２図の発熱部１の導体膜
６と第３図に示す別途工程で形成されたり一ド糾部２の
導体膜６同志をその後に結合してヘッドを作る。

第１図は本発明に依り製造したライン型サーマルヘッド
の斜視図であり、第１図では簡略化の為、ヘッドの耐酸
化膜７．耐摩耗膜８は略しである。

この＠１図に示す様に、略台形をした基板１１上に導体
膜６１発熱折抗体膜５等から成る発熱部１の導体膜６を
基板１上に導体膜６を成膜したリード線部２の導体膜６
を、・・ンダ等によって継ぐことＫより、簡単にライン
型サーマルヘッドを製作することかできる。この場合リ
ード線部２には耐酸化膜７．耐摩耗膜８を成膜しないの
で、それだけ手間が省ける。

次拠発熱部ｌの製造工程を基板１１として例えばシリコ
ン単結晶を、使用した場合について２４図から卯、９図
に従つ″′Ｃ駁明する。

第４図の様に表面に（１００）面を有するシリコン単結
晶基板１１上に異方性エツチングに対する惺Ａ！・膜１
２として、Ｓｉｎ、股を付はホトリソによって所定のパ
ターンを形成し、異方性エツチングに仏って菓５シ１の
様な形に基板１１を蚤・形する。

矢にスパッタや真壁Ｍ着及びホトリソによって導体膜６
２発熱抵抗体膜５を有した発熱部１を作り、その上に耐
酸化膜７．耐摩耗膜８を成膜し第６図の様な構造の発熱
部１を形成する。次忙成膜面を補強するため、例えばホ
トレジストリ様な後工程で容易に剥離可能な補強膜１４
を付は基板１１の背面をエツチングやランプ鵠で第７図
の様に導体面が露出するまで落し完成する。

この時、ライン型サーマルヘッドの製造に於て一＠重要
である発熱部１と発熱部１の継ぎ目に当る部分は第８図
、第９図の様に＠接するシリコン基板１１間には、基板
１１の異方性エツチングにより■溝１３が形成され、こ
の溝１３は発熱部１同志を容易に精度良く分割すること
が出来るようにスナップラインＩＯＫもなる。

完成した発熱部１を分割する前に７゛ローバー等で各発
熱部１の抵抗値を測定し、各発熱部１を抵抗値毎に数段
階にランク付けしておき、測定終了後発熱部ｌを分割し
、その抵抗値開に所定のランクに選別しておく。

次に、別途製造した所定の大きさのリード線部２にライ
ン型ヘッドとして必要な長さを満す個数の発熱部１を抵
抗値の同一ランクに分類された中から取り出し第１図の
ようにはんだ等で継げることにより抵抗値のバラツキが
少ない良好なライン型サーマルヘッドを歩留り良く製造
することが出来るのである。

〔発明の効果〕

本発明は基板としてエツチング釦対して所定の方向は侵
食が進行する性質を備えた材料を甲いて発熱部と、外部
コントローラ等を結ぶリード線部とを別々に製作し、そ
の後にリードかζ・部の所定の個所に少なくとも２個以
上の発熱部を載？（シて一体に和文てるようにしたので
、高解像度ライン型サーマルヘッドを歩留りよく製造す
ることができ、１醪化膜や耐摩耗膜も少なくてすむので
効率よく成膜することができ、安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法によって和文てられたライン
型サーマルヘッドの斜視図、第２図および第３図は別々
に製造された発熱部およびリード細部の断面図、第４図
から第１１図は発熱部の製造工程を説明する図、第１２
図から第１７図は従来のライン型サーマルヘッドを示す
もので第１２図および第１３図はライン型サーマルヘッ
ドの平面図、第１４図および第１５図はライン型サーマ
ルヘッドを製造する際の基板上のパターン図、第１６図
および第１７図は発熱部の断面図である。 １・・・・・・発熱部、２・・・・・・リード線部、３
・・・・・・基板。 ５・・・・・・発熱抵抗体膜、６・・・・・・導体膜、
１１・・・・・・基板。 嘲−１１−一・） ′　　　　　） 第２図 第３図 第７図 第８図 第９図 ト１Ｏ１２１１ 第１Ｏ図 第１／図 ／Ｊ　　　　　　　　ＩＩ 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に発熱抵抗体層、導体層、保護層等からなる発熱
   部を備えたライン型サーマルヘッドにおいて、前記基板
   としてエッチングに対して所定の方向に侵食が進行する
   性質を備えた材料を用いて発熱部と、外部コントローラ
   ー等を結ぶリード線部とを別々に製作し、その後にリー
   ド線部の所定の個所に少くとも２個以上の発熱部を載置
   して一体に組立てるようにしたことを特徴とするライン
   型サーマルヘッドの製造方法。