JPS63233853A - プリンタヘツド - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、基板上に複数の画素またはドツトに対応する
電極を一列に配置して構成したプリンタヘッドに関する
ものである。

［従来の技術］ この種プリンタヘッドは、主として、かかる電極から高
電圧で絶縁性記録紙に静電荷を印加して得られた帯電像
をトナーにより顕像化して記録を行う静電記録や、かか
る電極からの放電によって放電破壊記録紙の表面の絶縁
層を破壊し、その下側の着色層を露出させて記録を行う
放電破壊記録、さらに発熱抵抗層を有する熱転写リボン
を用いて、かかる電極からの電流により発熱抵抗層で熱
を発生させ、リボンに塗られたインクを用紙に転写して
記録を行う方式などにおいて用いられる。

［発明が解決しようとする問題点１ それらプリンタヘッドの先端部では導体が露出しており
、その露出した導体部が記録紙やリボンと接触して記録
が行われるので、プリンタヘッドには寿命と高印字品質
の両方の特性が必要とされる。そこで、銅の導体パター
ンの先端をタングステンなどの硬質金属で覆ったり、タ
ングステンのみで導体パターンを形成したりしている。

しかし、前者の場合には銅と硬質金属との接合強度が充
分なものを得にくい。後者については、タングステンの
硬度がそれほど高くないためと推定されているが、寿命
と高印字品質の両面からみれば充分なものではない。

そこで、本発明の目的は、寿命と高印字品質の両面から
優れたプリンタヘッドを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明プリンタヘッドは
、導体パターンの所定部分に絶縁層が形成され、その導
体パターンの先端部を露出させたプリンタヘッドにおい
て、前記導体パターンがＮｉ−Ｐ合金で形成されている
ことを特徴とする。

［作　用］ 本発明プリンタヘッドは、寿命と高印字品質の両面から
優れたものである。その理由は、Ｎｉ−Ｐ合金の導体パ
ターンが極めて高い硬度と適度な耐摩耗性とをバランス
良く兼ね備えているためと推定される。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）に本発明プリンタヘッドの一
実施例の平面図および断面図をそれぞれ示す。第１図（
ｂ）の断面図は第１図（ａ）における線Ｘ−Ｘに沿った
ものである。

第１図（ａ）および（ｂ）において、１はＮｉ−Ｐ合金
で形成された導体部であって、プリンタヘッドの複数の
電極に至る導体パターンを形成する。ＩＡは導体部１の
露出した電極部であって、上述した電極、すなわちプリ
ンタヘッドの複数の画素またはドツトに対応する個数の
電極、たとえば図示のように一列の電極群を構成する。

２は導体部１の両方の主面上にオーバコートした、すな
わち導体部ｌを、その電極部ＩＡを除いて、埋め込んだ
絶縁層である。

導体部１および電極部ＩＡを形成するＮｉ−Ｐ合金の成
分比は、Ｐ含有量が合金中の３〜１５ｗｔ％であること
が好ましく、さらには、５〜１２ｗｔ％、特に５〜８ｗ
ｔ％が好ましい。以上の組成により６００〜１２００Ｈ
ｖという高硬度および適度な耐摩耗性をバランス良く兼
ね備えたプリンタヘッドが実現できる。また、Ｎｉ−Ｐ
合金は、通常の金属と異なり、温度の上昇と共に硬度が
下がることはないので、記録紙との摩擦熱により硬度が
低下するおそれがなく、使用時にも高硬度が持続され、
この点からも導体材料として好ましい。

導体部１の導体パターンのうち、先端部分の配線密度は
８本／＋＋ｏｎ以上とするのが好ましく、さらには、１
０木／ｍｍ以上、特に１２木／ｍｍ以上が滑らかな文字
を表現する上で好ましい。導体部ｌの厚みについては、
１μｍ以上、特に５μｍ以上、さらには１０μｍ以上あ
ることが好ましい。

形成された導体パターンの表面を覆う絶縁層２は２００
〜５００℃程度の熱に耐える必要があり、例えばポリイ
ミド系樹脂、低融点ガラス、セラミック接着剤などが好
ましい。絶縁層２の厚みは、導体部１との絶縁がとれる
と共に、ある程度の機械的強度が確保できれば良く、１
μｍ以上、特に５μｍ以上、さらには１０μｍ以上の厚
みが好ましい。

ポリイミド系樹脂としては、ポリイミド樹脂。

ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル変性イミド樹脂、
シリコーンイミド樹脂等があり、特にポリアミドイミド
樹脂が好ましい。

低融点ガラスは、ＰｂＯ−８２０ａ系のガラスにある種
の無機物を添加したものである。添加物としては、５ｉ
０２．Ａｊ２２０３．ＺｎＯ，Ｖ２Ｏなどがあるが、耐
熱性の点から特にＺｎＯ，Ｖ２Ｏなどを添加したものが
望ましい。セラミック接着剤とじては、ＡＪ２２Ｃｈ系
。

ＺｒＯ２系などがあるが、いずれも１０００℃以上の高
耐熱性を有し、共に使用できる。

Ｎｉ−Ｐ合金で形成される導体パターンは、エツチング
、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ、めっき等、従来のいかなる
製造方法からでも得られるが、特に、作業性、経済性お
よび加工精度に優れ、高密度配線パターンを形成するこ
とが可能な電気めっき法によって作製することが好まし
い。

次に、めっき法により本発明プリンタヘッドを製造する
工程の〜実施例を第２図（ａ）〜（ｅ）を参照して説明
する。

（１）金属薄板２１上に導体パターンに逆に対応したフ
ォトレジストパターン２２を形成する（第２図（ａ））
。

（２）レジストパターン２２に沿って、金属薄板２１上
に旧−Ｐ合金の導体パターン２３をめっきによって形成
する（第２図（ｂ））。

（３）導体パターン２３の必要部分、たとえば電極部Ｉ
Ａ（第１図（ａ）参照）以外の部分に、第１の絶縁層２
４を形成する（第２図（Ｃ））。

（４）金属薄板２１をエツチングなどによって除去する
（第２図（ｄ））。このとき、必要に応じて、レジスト
パターン２２を除去する。

（５）導体パターン２３の露出表面のうち、必要部分、
たとえば電極部ＩＡ以外の部分に第２の絶縁層２４′　
を形成する（第２図（ｅ））。

（６）必要に応じて加熱処理を行う。

このようにして、第１図（ａ）および（ｂ）　に示した
ようなプリンタヘッドが作製される。

第２図（ｂ）　　に示しためっき工程（導体形成工程）
で陰極となる金属薄板２１は、後の第２図（ｄ）の工程
でエツチング除去等の方法で除去されるが、かかるエツ
チング除去を行う場合には、金属薄板２１の材質として
は、電気めっきにより析出するＮｉ−Ｐ合金と異なるエ
ツチング特性をもつものが良く、たとえばアルミニウム
、スズ、亜鉛などが適している。

フォトレジストパターン２２は、塗布、露光、現像プロ
セスを経て形成することができる。ドライフィルムレジ
ストも使用可能であるが、解像力の点では液状のレジス
トの方が優れている。

Ｎｉ−Ｐ合金の導体パターンの形成に使用されるめフき
浴は、ニッケルめっき浴に亜リン酸や次亜リン酸または
その塩類を添加して建浴してもよいし、市販の添加剤を
用いてもよい。

絶縁層２４または２４′　は、フィルム、シート、ガラ
ス、セラミック板等を接着剤により貼り付けて形成する
ことも可能であるが、接着剤の耐熱性が問題になる場合
には、溶媒可溶性のポリイミド系樹脂あるいは低融点ガ
ラス、セラミック接着剤などを直接塗布して行うことが
好ましい。塗布の方法は、ディッピング、スプレー法、
ロールコータ法、バーコータ法、ヘラ、へヶ、コテ塗り
、スクリーン印刷法などいずれも良いが、パターンコー
ティングが容易でかつ生産性に優れたスクリーン印刷法
が適している。上述の材料を塗布後、加熱硬化させるこ
とにより絶縁層２４または２４′　の形成が終了する。

金属薄板２１の除去は、エツチング除去または機械的な
剥離除去で行うことができるが、導体パターン２３の破
損を避け、より信頼性の高い工程とするためには、エツ
チング除去が好ましい。第２図（ｄ）に示したのはエツ
チング除去を施した場合であり、この場合、図のように
レジストパターン２２は絶縁層２４上に残るが、めっき
終了後の適当な時期、例えばめっき終了後または金属薄
板２１の除去後にかかるレジストパターン２２を剥離す
ることも好ましい。

前述したように、Ｎｉ−１”合金は、ニッケル、クロム
等通常の金属においては温度の上昇と共に硬度が下がっ
てゆくのとは逆に、加熱処理により硬度が上昇し、最高
で約１２００　Ｈｖに達する。この値は単体のタングス
テンよりも大きなものである。また、絶縁層２４にポリ
イミド系樹脂を用いた場合には、加熱処理を行うことに
より耐熱性が向上するという利点もあり、高硬度を実現
し、および耐熱性を向上させるためには加熱処理を行う
ことが好ましい。

Ｎｉ−Ｐ合金の加熱温度は１５０℃〜５００℃、好まし
くは２００℃〜４５０℃、特に２５０℃〜４００℃が好
適である。適切な温度範囲より低い場合には、Ｎｉ−Ｐ
合金の硬度、オーバーコート材の耐熱性の向上は期待で
きず、逆にあまり高すぎるとＮｆ−Ｐ合金の脆さが増し
たり、絶縁層が樹脂の場合には炭化したりする。加熱時
間はＮｉ−Ｐ合金中のＰ含有量、オーバーコート材料の
種類などによって異なるが、Ｎｉ−Ｐ合金自体としては
１分〜５時間、特に５分〜３時間が好ましい。また、加
熱によるプリンタヘッドの変形を防ぐために平面度の高
い治具などに挟んで加熱処理を行うことが好ましい。

次に本発明のプリンタヘッドの具体例を示すが、本発明
はかかる実施例にのみ限定されるものではない。

実施例１ 厚さ８０μｍのアルミニウム薄板を金属薄板ｚ１ヒし、
その上に、イーストマンコダック社製のネガ型レジスト
「マイクロレジスト７４７Ｊ（商品名）を膜厚が５μｍ
となるように塗布した。レジストを塗布したアルミニウ
ム板をプリベークし、配線板のパターンを通して、高圧
水銀ランプで露光し、専用の現像液およびリンス液を用
いて現像し、ついでボストベークしてアルミニウム薄板
２１の片面にレジストパターン２２を形成した。

次いで、レジストパターン２２の形成されたアルミニウ
ム薄板２１を陰極として、奥野製薬工業製のＮｉ−Ｐ電
解めっき液「ニッケリンＢＪ　　（商品名）を使用し、
電解Ｎｉ−Ｐめっきを行った。得られた導体パターン２
３は、導体幅が６０μｍ、導体間隔が６０μｍ、導体厚
が３０μｍのものであった。また、Ｐ含有量は約７ｗｔ
％であり、硬度は約７５０１Ｉｖであった。

その後、ステンレス製メタルマスクを用い、宇部興産製
のポリイミド樹脂「Ｕワニス」　（商品名）を電極部Ｉ
Ａになる部分を除き、スクリーン印刷によってパターン
コーティングし、乾燥、加熱硬化させて２０μｍ厚の絶
縁層２４を得た。次いで、１０ＩＩ！量パーセントの塩
酸によりアルミニウム薄板２１をエツチング除去し、ざ
らにナガセ化成工業製のレジスト剥離液ｒＮ−５００Ｊ
　　（商品名）を用いてフォトレジストパターン２２を
除去した。

再び、ステンレス製のメタルマスクを用い、「Ｕワニス
」を、裏面にも、電極部を除いてパターンコーティング
し、さらに乾燥、加熱硬化させて２０μｍ厚の絶縁層２
４′　を形成した。その後、３００℃、１時間の加熱処
理を行った後、導体パターン２３の先端部を機械研磨に
より露出させ、端子付プリンタヘッドを得た。

この場合のＮｉ−Ｐ導体パターン２３の硬度は約１００
０１１ｖであった。このようにして、高硬度と適度な耐
摩耗性をバランス良く有しており、寿命と印字品質の両
面から優れたプリンタヘッドを実現できた。本実施例で
は、絶縁層にポリイミド樹脂を使用しているので、実用
上充分な耐熱性を得ることかできた。

実施例２ 実施例１と同様に、アルミニウム薄板２１上にレジスト
パターン２２を形成した後、Ｎｉ−Ｐめっきを行い、導
体幅４０μｍ、導体間隔４０μｍ、導体厚２０μｍの導
体パターン２３を得た。この場合のＰ含有量は約１１ｗ
ｔ％であり、硬度は約７００Ｈｖであった。

その後、ジアミノ−ジフェニルエーテルとトリメリット
酸クロライドより合成した溶媒可溶性ポリアミドイミド
樹脂をステンレス製メタルマスクを用い、電極部を除い
てスクリーン印刷によってパターンコーティングし、つ
いで、乾燥、加熱硬化して３０μｍ厚の絶縁層２４を得
た。次いで、１０ｗｔ％の塩酸によりアルミニウム薄板
２１をエツチング除去し、ナガセ化成工業製のレジスト
剥離液「Ｎ−５００４を用いてフォトレジストパターン
２２を剥離した。

再び、ステンレス製のメタルマスクを用い、前記溶媒可
溶性ポリアミドイミド樹脂を裏面にもパターンコーティ
ングし、さらに乾燥、加熱硬化して３０μｍ厚の絶縁層
２４′　　とした。その後、３００ｔ、１時間の加熱処
理を行フた後、導体パターン２３の先端部を機械研磨に
より露出させ、端子付プリンタヘッドを得た。

この実施例によって得られたＮｉ−Ｐ合金による導体パ
ターン２３の硬度は約１１００Ｈｖという極めて高いも
のであった。このようにして、極めて高い硬度と適度な
耐摩耗性をバランス良く有し、寿命および印字品質の両
面から優れたプリンタヘッドを実現できた。本実施例に
おいても、絶縁層にポリイミド樹脂を使用しているので
、充分な耐熱性を得ることができた。

実施例３ 実施例１と同様にしてＮｉ−Ｐ合金の導体パターン２３
を形成した。このときの導体寸法およびＰ含有量は実施
例２と同様であった。

その後、スクリーンを用いて低融点ガラス（奥野製薬工
業製、　　ｒｏｃ−４１ｏ　Ｊ　　（商品名））を電極
部ＩＡを除いてスクリーン印刷し、１５０℃、３０分の
条件で予備硬化した後、４００℃、１０分間の本硬化を
行った。

次いで、１０ｗｔ％の塩酸によりアルミニウム薄板２１
をエツチング除去し、ナガセ化成工業製のレジスト剥離
液ｒＮ−５００」を用いてフォトレジストパターン２２
を剥離した。再び、スクリーンを用い、前記低融点ガラ
スを裏面にもパターンコーティングし、さらに硬化させ
た。この後、導体パターン２３の先端部を機械研磨によ
り露出させ、端子付プリンタヘッドを得た。

ごの実施例では、低融点ガラスの本硬化工程がＮＩ−Ｐ
合金の加熱処理の役割をも兼ねており、最終的なＮｆ−
Ｐ合金導体パターン２３の硬度は約１１５０Ｈｖと極め
て高い値となった。このようにして、極めて高い硬度と
適度な耐摩耗性をバランス良く有し、寿命と印字品質の
両面から優れたプリンタヘッドを実現できた。また、絶
縁層に低融点ガラスを使用しているので、充分な耐熱性
を得ることができた。

実施例４ 実施例１と同様にＮｉ−Ｐ合金の導体パターン２３を形
成した。この場合の導体寸法およびＰ含有量は実施例２
と同様であった。

その後、スクリーンを用いて無機セラミック接着剤（ス
リーボンド類、ｒ３７１１型」（商品名））を電極部Ｉ
Ａを除いて、パターンコーティングし、室温で２４時間
放置させた後に８０℃で２４時間予備硬化し、さらに１
５０℃、　３０分の条件で本硬化させた。次に、実施例
３と同様に、アルミニウム薄板２１をエツチング除去し
、およびレジストパターン２２の剥離を行った後、裏面
にも前記無機セラミック接着剤をパターンコーティング
し、ついで硬化させた。その後、３００℃、１時間の加
熱処理を行った後に導体パターン２３の先端部を機械研
磨により露出させ、端子付プリンタヘッドを得た。

この実施例によれば、Ｎｉ−Ｐ合金の導体パターン２３
の硬度は約１１００１（ｖという極めて高いものであり
、またオーバコート材の耐熱温度は約１３００℃と実用
上問題のないほど高いものとなった。このようにして、
極めて高い硬度と適度な耐摩耗性をバランス良く有し、
寿命と印字品質の両面から優れたプリンタヘッドを実現
できた。また、絶縁層にセラミック接着剤を使用してい
るので、充分な耐熱性を得ることができた。

［発明の効果］ 本発明プリンタヘッドによれば、記録紙やリボンと直接
接触する導体パターンを高い硬度と適度な耐摩耗性を有
するＮｆ−Ｐ合金で形成しているので、寿命および高印
字品質の両面から１憂れたプリンタヘッドが得られる。

しかもまた、導体パターンをポリイミド系樹脂、低融点
ガラス、セラミック接着剤などで直接覆って絶縁層を形
成することによって、耐熱性の一層優れたプリンタヘッ
ドを構成することができる。

また、本発明プリンタヘッドは、導体パターン形成の際
に電気めっき法を適用できるので、高密度配線のプリン
タヘッドが可能となり、しかも低コストで容易にかかる
プリンタヘッドを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明プリン
タヘッドの一実施例を示す平面図および断面図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明プリンタヘッドの製造工
程の一実施例を説明する断面図である。 １・・・導体部、 ＩＡ・・・電極部、 ２・・・絶縁層、 ２１・・・金属薄板、 ２２・・・レジストパターン、 ２３・・・導体パターン（導体部）、 ２４、２４’・・・絶縁層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）導体パターンの所定部分に絶縁層が形成され、その
   導体パターンの先端部を露出させたプリンタヘッドにお
   いて、前記導体パターンがＮｉ−Ｐ合金で形成されてい
   ることを特徴とするプリンタヘッド。 ２）前記絶縁層がポリイミド系樹脂のみで形成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプリン
   タヘッド。 ３）前記絶縁層が無機系絶縁体で形成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプリンタヘッド
   。