JPS63302068A - サーマルヘッド - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、金属支持体上にポリイミド系樹脂層を形成し
、このポリイミド系樹脂層上に多数の発熱抵抗体を形成
してなるサーマルヘッドに関する。

（従来の技術） 近年、サーマルヘッドは、歩合、省保守、低ランニング
コストなどの利点を生かして、ファクシミリ、ワーばプ
ロセッサ用プリンタなどの各種記録装置に多用されるよ
うになってきている。一方、こｎらの機器は小型化、低
価格化、低電力化が要請されており、このためサーマル
ヘッドにも小型で安価で、かつ高効率のものが望まれて
いる。

このようなサーマルヘッドとしては、従来、ＡＡ　２０
３　ｋ度が９０％以上のアルミナセラミック基板の上に
クレーズガラス層を形成し、その上に多数の発熱抵抗体
と、これら発熱抵抗体にそれぞれ接続された導電体を形
成してなるものが多用されていた。ここでは、グレーズ
ガラス層が熱の放散および蓄熱をコントロールする保温
層としての役割を担っている。

しかしながら、このクレーズガラス層を保温層として用
いたサーマルヘッドは、以下に示すような欠点を有して
いた。

■　クレーズカラスは保温層としての熱応答特性に限界
があるなめ、効率が低い。

■　セラミックス基板は、その製造に際して、原料粉末
からアルカリ金属成分を除去する処理、高温焼成、高温
焼成時に生じた基板の反りをとるための仕上げの研摩な
ど、多くの工程を必要としており、さらにグレーズカラ
スについてもその原料粉末からアルカリ金属成分を除去
する必要があるため、生産コストが高い。

このような問題を解決するための方法として、たとえば
特開昭５２−１００２４５号公報、同５６−１６４８７
６号公報などに記載されているように、サーマルヘッド
の保温層として、熱拡散率が小さい耐熱樹脂、たとえば
ポリイミド樹脂を用いればよいことが知られている。

また、最近、芳香族ポリイミド樹脂からなる保温層を金
属薄板上に形成し、この保温層上に多数の発熱抵抗体を
形成して平型のサーマルヘッドを一旦作製し、これを基
台となる金属部材の頂部に発熱部が位置するように曲げ
加工を施すとともに接着した、小型化が可能なたて型の
サーマルヘッドも提案されているく昭和６１年度電子通
信学会総合全国大会概要集＜７９８６）、　１−１２５
および５−１２８＞。

このように、たとえばポリイミド樹脂は、グレーズガラ
スに比べて、その熱拡散率が１７３〜１７６と低いため
、サーマルヘッドの熱効率を大幅に向上させることがで
きろとともに、曲げ加工が可能であることから、小型で
安価な高性能のサーマルヘッドを構成するための保温層
として注目されている。

しかしながら、このような耐熱樹脂を保温層として用い
たサーマルヘッドは、まだ充分な実用化の域には達して
おらず、長期間安定して印字動作を行えないなどの問題
を有している。

これは、瞬時４００°Ｃ〜５００℃、常用２５０℃〜３
５０°Ｃの熱条件で動作するサーマルヘッドの動作条件
に対して、長期間安定して耐えられる高耐熱性と、熱の
繰返し印加によっても接着強度の劣化を生じない、金属
支持体やポリイミド樹脂層」二に形成される薄膜との優
れた接着性とを同時に満足する耐熱樹脂が見出されてい
なかったことによる４耐熱温度が低ければ、当然ながら
使用中に熱劣化を起こして性能の低下を招き、また接着
強度の低下は、使用中に耐熱樹脂層の「はがれ」が生じ
やすくなり、ともにサーマルヘッドあ信頼性を低下させ
ている。

たとえば、特開昭５６−１６４８７６号公報の実施例中
に記載されている、トレニース（商品名）なるポリアミ
ック酸溶液をアルミニウム基板上に塗布し−Ｃニー ５０℃Ｘ６０分、８０℃×３０分、　１２０℃Ｘ３０分
、　２５０’Ｃ×６０分、４５０℃Ｘ６０分の条件で焼
成し、ポリイミド樹脂層を形成したところ、熱重量測定
法によるこのポリイミド樹脂層の熱分解開始温度は約５
１０℃とかなりの耐熱性を有するものの、充分な接着強
度は得られず、既にこの段階で剥がれるものが多発し、
サーマルヘッドの使用に耐えられるものではなかった。

さらに、比較的良好な密着性が得られたＰｙｒｅ−ＮＬ
　（商品名、デュポン社製）なるポリイミド樹脂層が形
成されたアルミニウム基板を用いてサーマルヘッドを作
製し、印加エネルギ０．２６　ｍＪ／ｄａｔ、パルス幅
１．７Ｉｎｓ、パルス周期５．０ｍｓの条件で１０８回
パルス電圧の印加動作を行い、この後のポリイミド樹脂
層表面を超音波顕微鏡で観察しなところ、表面に凹凸が
形成されており、動作中に変質してしまったことが明ら
かとなった。

また、熱重量測定法により、このポリイミド樹脂層の熱
分解温度を測定したところ、約４２０’Ｃと低く、サー
マルヘッドの動作に耐えられるものではなかった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の耐熱樹脂、たとえばポリイミド樹脂を
保温層として用いたサーマルヘッドでは、ポリイミド樹
脂の低い熱拡散率により熱効率に優れるとともに、曲げ
加工が可能で小型化しやすいという長所を有する半面、
苛酷な使用温度条件に対する耐熱性が長期間安定して得
られず、また金属支持体との接着力に欠けるなど、長期
間にわなる信頼性が得られないという課題があった。

本発明はこのような従来の課題に対処するべくなされた
もので、金属支持体上に熱の放散および蓄熱をコントロ
ールする保温層として設けた耐熱樹脂層の耐熱性をさら
に向上させるとともに、耐熱樹脂層と金属支持体および
耐熱樹脂層上に形成される薄膜との密着性を向上させた
、熱効率に優れ、曲げ加工が可能で小型化しやすく、安
価で長期間にわたって優れた信頼性が得られるサーマル
ヘッドを提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のサーマルヘッドは、金属支持体と、この金属支
持体上に形成された耐熱樹脂層と、この耐熱樹脂層上に
形成された多数の発熱抵抗体と、これら各発熱抵抗体に
接続された導電体とを備えてなるサーマルヘッドにおい
て、前記耐熱樹脂層はビフェニルテトラカルボン酸二無
水物とｐ−フェニレンジアミンとの開環重付加反応によ
り得られたポリアミック酸の脱水環化反応により形成さ
れた芳香族ポリイミド樹脂層から実質的になることを特
徴としている。

本発明における芳香族ポリイミド樹脂の前駆体となるポ
リアミック酸の一方の出発原料であるビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物は、下記の一般式で示されるもので
ある。

一般式 上記一般式で示されるビフェニルテトラカルボン酸二無
水物としては、たとえば３．３’、４．４’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、２．２’、３．３’−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物などが例示される。

吐な、他方の出発原料であるｐ−フェニレンジアミンは
、その置換体を使用することも可能であり、具体的な置
換基としては、メチル基、エチル基などの低級アルキル
基などが挙げられる。具体的なｐ−フェニレンジアミン
置換体としては、２．４−ジメチル−ｐ−フェニレンジ
アミン、テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミンなどが
例示される。

本発明の芳香族ポリイミド樹脂層は、たとえば下記の方
法により形成される。

まず、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェ
ニレンジアミンとを開環重付加反応させてポリアミック
酸を作製し、このポリアミック酸を適当な有機溶剤に溶
解させて任意の濃度のワニスを作製する。ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとの
使用割合は、通常等モルとされるが、耐熱性やワニスの
粘度の使用許容範囲内で、その使用割合を変更すること
もできる６また、使用する有機溶剤としては、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン、Ｎ−Ｎ’−ジメチルアセトアミド
、Ｎ−Ｎ’−ジメチルホルムアミドなどの極性有機溶剤
が適している。次に、このようにして得たポリアミック
酸ワニスを金属支持体上に塗布し、焼成して脱水環化反
応させることによって芳香族ポリイミド樹脂層を形成す
る。

また、本発明のサーマルヘッドにおける耐熱性樹脂層に
おいては、下記■〜■のいずれかを施すことより、さら
に耐熱樹脂層と金属支持体との密着性を向上させること
が可能となり好ましい。

■　芳香族ポリイミド樹脂の分子構造中にＳｉ基を導入
する。このＳｉ基を導入した芳香族ポリイミド樹脂は、
たとえば前述のポリアミック酸の合成時に、ｐ−フェニ
レンジアミンの一部を任意のモル比で、望ましくはｐ−
フェニレンジアミン成分のほぼ０．０５ｍｏ１％　〜１
０ｍｏ１％の範囲で、Ｓｉ基を有するジアミンに置き換
えて開環重付加反応させることにより得られるポリアミ
ック酸を使用することにより形成することができる。

上記Ｓｉ基を有するジアミンとしては、たとえは一般式 〈式中、Ｒはエチレン基、プロピレン基などのアルキレ
ン基；トリメチレン基、テトラメチレン基などのポリメ
チレン基；フェニレン基のような２価の有機基を、Ｒ′
はメチル基、エチル基などのアルキル基のような１価の
有機基を、ｎは正の数を示す。〉で表されるビスアミノ
シロキサンが例示される。このビスアミノシロキサンの
代表的なものを例示すると以下のようなものである。

ＣＨ３’　ＣＨ３ ■　芳香族ポリイミド樹脂中にシランカップリング剤成
分としてアミノ結合を有するシラン化合物および尿素結
合を有するシラン化合物の少なくとも一方を含有させる
４このシランカップリング剤は、たとえば前述のポリア
ミック酸ワニスに固形分のほぼ０．０５重量％〜１０重
量％の範囲で添加して使用することにより含有させるこ
とができる。

このシランカップリング剤成分として添加するアミノ結
合を有するシラン化合物としては、たとえばγ−アミノ
プロピルトリエトキシシランやＮ−フェニル−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ、尿素結
合を有するシラン化合物として、たとえばγ−ウレイド
プロピルトリメトキシシランが挙げられる。

■　耐熱悟脂層と金属支持体との間に、はぼ０．０５Ｊ
ｉ１１１〜１μｍの厚さを有するＣｒやＴｉなどからな
る活性金属層を介在させる。

なお、上記■の芳香族ポリイミド樹脂の分子構造中への
Ｓｉ基の導入および上記■の芳香族ポリイミド樹脂中へ
のシランカップリング剤の添加は、■のようにサーマル
ヘッドの製造工程を増やす必要がないばかりでなく、さ
らに耐熱樹脂層と耐熱樹脂層上に形成される薄膜との密
着性をも大巾に向上させることができる。

（作　用） 本発明のサーマルヘッドにおいて耐熱樹脂層として使用
しているビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フ
ェニレンジアミンとを用いて形成した芳香族ポリイミド
樹脂は、主鎖にビフェニル構造を有することなどから熱
分解温度が高く、長期間安定して印字動作を行えるとと
もに、金属支持体との熱膨張係数の差が小さく、この熱
膨張係数の差により発生する界面応力に起因するはがれ
を有効に防止することができる。また、この芳香族ポリ
イミド樹脂層を、ポリアミック酸ワニスの塗布・焼成に
よって形成することによって、イミド化と同時に金属支
持体に接着されるため、金属支持体に対して優れた接着
力を示す。

さらに、芳香族ポリイミド樹脂中にシランカップリング
剤成分を含有させるか、あるいは主鎖にＳｉ基を導入す
ることによって金属支持体と、さらには芳香族ポリイミ
ド樹脂層上に形成される薄膜との接着力がいっそう強化
され、信頼性が向上する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例のサーマルヘッドの要部を
示す部分分解斜視図である。

同図において、符号１は、Ｆｅ−Ｃｒ合金などからなる
厚さ　０．５ＩＩｌｌ程度の金属基板を示している。

この金属基板１上には、ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物とｐ−フェニレンジアミンとの等モル混合物を開
場重付加反応させて得られた下記の（Ｉ−１＞式で表さ
れるポリアミック酸を有機溶剤に溶解させたポリアミッ
ク酸ワニス、あるいはこのポリアミック酸の合成時に、
ｐ−フェニレンジアミン成分ノ０．０５　ｌｌ１ｏｌＸ
　〜１０１１ｏＩＸノ！［ｆｆｌヲ１ｄ）（ＩＦ）式で
示されるビスアミノジシロキサンで置き換えて合成した
下記の（Ｉｆ−１）式で表される分子構造中にＳｔ基を
導入したポリアミック酸を用いたポリアミック酸ワニス
、あるいは（Ｉ−１＞式で表されるポリアミック酸を用
いたポリアミック酸ワニスに下記の（ＩＶ）式で表され
るγ−ウレイドプロピルトリメトキシシランを、ポリア
ミック酸ワニス中の固形分に対して０，０５重量％〜１
０重量％の範囲で添加分散させたもののいずれかを塗布
、焼成することにより、下記の（Ｉ−２）式または（ｉ
ｌｌ−２）式でその主骨格が表される芳香族ポリイミド
樹脂からなる厚さ５μｍ〜５０μｍ、好ましくは１０μ
ｍ〜３０ムｍの耐熱樹脂層２が形成されている。

この耐熱樹脂層２の上には、５ｉ０２、β−５ｉＡＪ２
ＯＮなどからなる厚さ　０．０５μＩ〜１μｍ程度の下
地層３が形成されている。この下地層３は、発熱抵抗体
４層をエツチング処理によって所定形状に形成する際な
どにおける、芳香族ポリイミド樹脂の保護層となる。さ
らに、この下地層３の上には、Ｔａ−８ｉ０２　、Ｔｉ
−８ｔＯ２などからなる厚さ０．１μｍ程度の所定の間
隔を有する多数の発熱抵抗体４が形成されており、これ
ら各発熱抵抗体４上に発熱部５となる開口を形成するこ
と＜ＡＪ２−　ＡＪ！−８１−Ｃｕなどからなる厚さ０
．７μｍ〜ＩＪＪｎ＋程度の個別電極６および共通型＠
７が形成されている。そして、少なくとも発熱部５を被
覆するように、厚さ３μｍ〜５μｍ程度の５ｔ−０−Ｎ
系の酸化防止膜兼耐摩耗膜８が形成されて、サーマルヘ
ッドが構成されている。

Ｈ２Ｎ　−Ｃ−ＮＨ（ＣＨ２）　　ｇ−８ｉ（ＯＣＨ３
）　　ｓ・・・・・・（■）なお、式中１、ｍ、ｎは正
の数を表す（以下同じ）。

このサーマルヘッドによれば、各個別電極６と共通電極
７との間に所定の時間間隔でパルス電圧が印加されて、
発熱部５に相当する発熱抵抗体４が発熱し、印字記録が
行われる。

このサーマルヘッドは、たとえば次のようにしてＭ造さ
れる。

まず、たとえばＣｒを１８重量％含有する厚さ０、５１
Ｉｌｌ程度のＦｅ合金からなる金属基板にレベリング処
理を施した後、所定寸法への切断およびパリ取りを施す
。次いで、この所定寸法に加工された金属基板を有機溶
剤中で脱脂した後、５０’Ｃ〜７０℃程度の温度の希硫
酸中への浸漬処理を施して金属基板１を作製する。この
希硫酸中への浸漬処理は、金属基板表面に形成されてい
る酸化物を除去するとともに、表面をミクロ的に荒す、
活性化処理のために行うものである。

次に、前述したポリアミック酸ワニス、すなわち（Ｉ　
−１，）式でその主成分が表されるポリアミック酸ワニ
ス、あるいは（Ｉ［−１＞式でその主九分が表されるポ
リアミック酸ワニス、さらには（１−１）式でその主成
分が表されるポリアミツり酸ワニスにシランカップリン
グ剤成分を添加したもののいずれかを、Ｎ−メチル−２
−ピロリドンなどの有機溶剤を用いて所定の粘度に調整
し、ローラーコータやスピオンコータによって上記金属
基板１上に所定の膜厚となるように塗布し、焼成炉を用
いて窒素ガス雰囲気中で、たとえば５０℃×６０分＋８
０℃×３０分＋　１２０℃×３０分＋２５０℃×６０分
＋４５０℃×６０分の条件で焼成して、有機溶剤を除去
するとともに、脱水環化反応を進行させてイミド化させ
つつ成膜して耐熱樹脂層２を形成する。この芳香族ポリ
イミド樹脂層の形成の際に、シランカップリング剤成分
を添加していないポリアミック酸、あるいは分子構造中
にＳｉ基の導入のないポリアミック酸を使用する場合に
は、金属基板１の表面に厚さ０．０５μｌ〜１μｌ程度
のＣｒやＴｉなどからなる活性金属層を蒸着法などで形
成し、その上に芳香族ポリイミド樹脂層を形成すること
が望ましい。

次に、この耐熱樹脂層２上にスパッタリングやその他公
知の薄膜形成方法によりＳｉｏ２、β−５ｆＡＪ２ＯＮ
などからなる下地層３およびＴ　ａ　−９ｉ０２　、Ｔ
ｉ−９ｉ０２などからなる発熱抵抗体４層を順に形成す
る。さらに、この発熱抵抗体４屑の上に、同様な方法に
より個別電極６および共通電極７となる、ＡＪ２やＡＪ
！−８ｉ−Ｃｕなどの導電体層を形成する４次いで、こ
れら発熱抵抗体４屑と導電体層とにパターニング処理を
施し、所定の間隔を有する多数の発熱抵抗体４と個別電
極６および共通電極７とを形成する。このパターニング
処理は、まず導電体層上に所定形状の発熱抵抗体４が形
成されるようにマスキング膜を形成し、ウェットエツチ
ングやケミカルドライエツチングによって不要部分を除
去して、所定の間隔を有する多数の発熱抵抗体４と同形
状の導電体層を形成する。次に、導電体層上に発熱部５
となる部分を除いてマスキング膜を形成し、同様な方法
にて導電体層のみを除去して発熱部５を形成すると同時
に、各個別電極６と共通電極７を形成する。

この後、この発熱部５を被覆するように５ｔ−０−Ｎ系
からなる酸化防止膜兼耐摩耗膜８を、たとえばスパッタ
リング法などで形成する。

次に、このサーマルヘッドの製造工程において、本発明
に係る芳香族ポリイミド樹脂の付着力や耐熱性などの特
性を評価した結果について述べる。

まず、３．３”、４．４’−ビフェニルテトラカルボン
酸無水物とｐ−フェニレンジアミンとの開環重付加反応
により得たポリアミック酸を主成分とするワニスを用い
て、Ｃｒ蒸着膜の形成されているＦｅ−１８重量％Ｃｒ
合金基板の上に芳香族ポリイミド樹脂層を成膜し、窒素
ガス中において、室温×３０分＋４５０℃×３０分を　
１サイクルとして、これを１０サイクル繰返すことによ
り熱応力テストを行い、その際の芳香族ポリイミド樹脂
層のはがれの有無を調べな。また、熱Ｍ量測定法による
熱分解開始温度の測定、加熱収縮率の測定および熱膨張
係数の測定も行った。その結果を次表に示す。なお、加
熱収縮率は４００°Ｃ×３０分の加熱条件で測定し、熱
膨張係数は微小線膨張針により昇温速度５℃／分の条件
で測定した値である。

また、本発明との比較のため、この実施例で使用したｐ
−フェニレンジアミンを用いて、テトラカルボン酸成分
として、それぞれピロメリット酸二無水物（比較例１）
およびベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（比較
例２）を使用して各々ポリアミック酸を合成し、実施例
と同一条件で芳香族ポリイミド樹脂層を形成した。また
、上記実施例におけるＤ−フェニレンジアミンの代りに
、芳香族ジアミン成分として夫々ジアミノジェニルエー
テル（比較例３）、１−フェニレンジアミン（比較例４
）、ジアミノジフェニルスルホン（比較例５）およびジ
アミノジフェニルメタン（比較例６）を使用し、各々同
様にしてポリアミック酸を合成し、次いで同一条件で芳
香族ポリイミド樹脂層を形成した。これらについても同
様にしてその特性を評価した。さらに、比較例７は特開
昭５６−１６４８７６号公報の実１１！例中に記載され
ているトレニースを使用したものであり、比較例８はＰ
ｙｒｅ−ＮＬ（商品名、デュポン社製）なる芳香族ポリ
イミド樹脂層であり、これらについても同様に評価を行
った。これらの評価結果も合せて次表に示す。

前表より明らかなように、ビフェニルテトラカルボン酸
とｐ−フェニレンジアミンとの組合せによって合成した
芳香族ポリイミド樹脂は、金属基板との熱膨張係数の差
が最も小さく、これによりこの熱膨張係数の差により生
じると考えられる「はがれ」が有効に防止できる。また
、熱重量測定より求めた熱分解開始温度もこの芳香族ポ
リイミド樹脂が最も高く、サーマルヘッド用の耐熱樹脂
層として好適であることがわかる。なお、この熱分解開
始温度の向上は、この実施例の芳香族ポリイミド樹脂の
立体構造が直鎖状となり、熱に対する抵抗が大きくなる
ためと考えられる。

なお、上記実施例と同様にして、テトラカルボン酸成分
として２．２’、３．３−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物を使用して形成した芳香族ポリイミド樹脂は、
熱分解開始温度が２０℃程度低下するものの、他の特性
についての差は認められず、同様にサーマルヘッドの耐
熱樹脂層として有効なものであった。また、上記実施例
と同様にして、メチル基やエチル基などの置換基を有す
るｐ−フェニレ＝　２４− ンジアミンを使用したものについても、非置換のｐ−フ
ェニレンジアミンを使用したものと特性上の差は認めら
れず、同様にサーマルヘッドの耐熱樹脂層として好適な
ものであった。

次に、（ＩＩＩ−２）式で表される分子構造中にＳｉ基
を導入した芳香族ポリイミド樹脂および（Ｉ−２）式で
表される芳香族ポリイミド樹脂中にシランカップリング
剤成分として（ＩＶ　）式で表されるγ−ウレイドプロ
ピルトリメトキシシランを含有させた芳香族ポリイミド
樹脂について、付着強度および耐熱性の評価を行った。

第２図は、ｐ−フェニレンジアミン成分に対する上述し
たビスアミノジシロキサンの置換比率と、金属基板（Ｃ
ｒ蒸着膜なし）−３ｉ０２層それぞれに対する付着強度
および熱分解開始温度との関係を示した図である。第３
図は、同様に上述したシランカップリング剤の添加量（
ポリアミック酸ワニス中の固形分に対する重量％）と、
金属基板（Ｃｒ蒸着膜なし）、５ｉ０２層それぞれに対
する付着強度および熱分解開始温度との関係を示しな図
である。なお、芳香族ポリイミド樹脂層と金属基板との
付着強度は、ＪＩＳ規格０６４ｇ１，５．７　ｒ引きは
がし強さ」に準じて測定したものである。一方、芳香族
ポリイミド樹脂層とＳ　ｉ　０２層との付着強度は、次
のようにして測定した。芳香族ポリイミド樹脂層上に形
成された５ｉ０２層上に、ＡＪ！　　１．ｕｍ　−Ｃｒ
　Ｏ，１ｕｌｌｌ　−Ｃｕ　３ｕｌｌｌ　−Ａｕ　　１
μｍをマスクスパッタにより連続的に形成し、その後こ
れらの層に覆われていない部分の５ｉ０２をケミカルド
ライエツチングにより除去した。この後、Ｃｕ上に直径
０．８１１ｎのＳｎめつきＣｕワイヤをはんだ付けし、
引張試験により測定を行った。

いずれの場合も、Ｓｉ成分の導入により、付着強度が大
［１１に改善されていることがわかる。

サーマルヘッドの発熱抵抗体は、瞬時４００°Ｃ〜５０
０℃、持続２５０°Ｃ〜３５０℃の温度で動作するが、
第２図の結果よりビスアミノシロキサンによる置換比率
は、はぼ０．０５ＩＩｌｏｌ駕〜１０ｎｏ１％の範囲が
望まし′いことが明らかである。これは、ビスアミノシ
ロキサンによる置換比率がほぼ０．０５ｍｏｌχ未溝で
は付着強度の改善効果が認められず、はぼ１（１ｍｏ１
％を超えると付着強度の改善効果が飽和してしまうのみ
ならず、耐熱性が著しく劣化してしまうからである。ま
た、第３図の結果からは、シランカップリング剤の添加
量が、はぼ０．０５重量％〜１０重量％の範囲が好まし
いことがわかる。これは、シランカップリング剤の添加
量がほぼ０．０５重景％未満では付着強度の改善効果が
認められず、はぼ１０重量％を超えると付着強度の改善
効果が飽和してしまうからである。

シランカップリング剤成分としては、前述のγ−ウレイ
ドプロピルトリメトキシシランの他に、下記の（Ｖ）式
で示されるγ−アミノプロピルトリメ１−キシシランや
（Ｖｆ）式で示されるＮ−フェニル−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシランを用いた場合についても同様な効
果が得られた。

８２　　Ｌ　　Ｃ３ｔ（６−８ｉ（ＯＣ２Ｈ５）　　３
　　　　　−−　　（Ｖ）中にＳｉ基を導入しなり、あ
るいはシランカップリング剤成分を含有させることによ
り、金属基板や下地層となる無機絶縁物との接着力がさ
らに向上する。したがって、信頼性に優れたサーマルヘ
ッドが得られる。特に、芳香族ポリイミド樹脂の分子構
造中に特定の量でＳｉ基を導入することにより、耐熱性
をほとんど損ねることなく、大幅に接着力が向上し、サ
ーマルヘッドの耐熱樹脂層として好適したものとなる。

次に、サーマルヘッドの効率について評価を行った。

まず、従来例としてＳ　ｉ　０２−Ｂ　ａｏ−Ｃａ。

−Ａｆ！、２０ｚ−Ｂ２０２−ＺｎＯからなるほぼ厚さ
７０μｍのグレーズガラス層をアルミナセラミックス基
板上に形成したものに、この実施例と同様にして下地層
、発熱抵抗体、電極および保護膜を形成してサーマルヘ
ッドを構成した。そして、このグレーズガラスを用いた
サーマルヘッドによって印字を行い、ある一定の発色濃
度が得られた投入電力を基準として、この実施例におけ
る上記（Ｉ−２）式で表される芳香族ポリイミド樹脂層
、または上記（Ｉ−２）式で表される芳香族ポリイミド
樹脂層、または上記＜ｌ−２）式で表される芳香族ポリ
イミド樹脂中にシランカップリング剤成分を含有させた
ものをそれぞれ用いたサーマルヘッドによって、同等の
発色濃度を得るための投入電力を比率として求めた。そ
の結果を投入電力比（グレーズガラスを用いたサーマル
ヘッドによる投入電力を１とした際の比率）と、ポリイ
ミド樹脂層の膜厚との関係としてグラフ化し、第４図に
示した。

第４図からも明らかなように、耐熱樹脂層として本発明
に係る芳香族ポリイミド樹脂を使用した場合、グレーズ
ガラスを使用した場合と同等の発色濃度を得るのに、低
投入電力で十分であること、すなわち熱効率に優れてい
ることがわかる。才な、第４図の結果より、芳香族ポリ
イミド樹脂層の厚さは、はぼ５μｎ〜５０μｍの範囲が
好ましいこともわかる。ポリイミド樹脂層の厚さがほぼ
５μｍ未満では、充分な効率向上効果が期待できず、は
ぼ５０μｍを超えるとこの効果が飽和してしまうからで
ある。

また第５図には、効率の向上に起因する基本的知見を得
るために、上記効率の測定に使用したものと同一の３種
類の芳香族ポリイミド樹脂とグレーズガラスについて、
レーザフラッシュ法を用いて測定した厚さ方向の熱拡散
率を示す。本発明に係る芳香族ポリイミド樹脂は、熱拡
散率が従来のグレーズガラスのほぼ１／１０と低く、こ
れにより高効率のサーマルヘッドを構成することが可能
であることが明らかである。また、分子構造中にＳｉ基
を導入した場合、若干ではあるがさらに熱拡散率が下が
り、より効率の向上が期待できる。

さらに、この実施例におけるサーマルヘッドを使用して
印加エネルギ０．２６　ｎＪ／ｄｏｔ、パルス幅１．７
ｎ＋Ｓ、パルス周期５．０ＩＩｌｓの条件で１０８回パ
ルス電圧の印加動作を行い、この後の芳香族ポリイミド
樹脂層表面を超音波顕微鏡で観察したところ、変質は全
く認められなかった。

なお、この実施例では、ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物とｐ−フェニレンジアミンとの使用割合を等モル
としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、耐
熱性や合成時の粘度の使用許容範囲内で、その混合比を
±７ｎ＋ｏ　１％程度の範囲で変更して用いてもよい。

また本発明では、支持体として金属部材を用いているの
でこの金属支持体を共通電極として用い、さらに生産コ
ストを低減させることも可能である。

また、酸化防止膜兼耐摩耗膜は必ずしも全面に設ける必
要はなく、少なくとも発熱部上に形成されていれば充分
にその機能を発揮する。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のサーマルヘッドにおいて、
耐熱樹脂層として使用しているビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとによって合成
した芳香族ポリイミド樹脂は、熱分解開始温度が高く、
苛酷な使用温度条件に耐えうる耐熱性を有するとともに
、金属支持体との線膨張係数の差が小さく、優れた接着
力も有している。したがって、このような芳香族ポリイ
ミド樹脂を耐熱樹脂層として使用した本発明のサーマル
ヘッドは、信頼性に優れ、ポリイミド樹脂の特性を充分
に生かした、熱効率に優れ、安価で小型化の可能なもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のサーマルヘッドの要部を示
す部分分解斜視図、第２図は本発明に係る芳香族ポリイ
ミド樹脂の形成過程におけるｐ−フェニレンジアミン成
分のジアミノジシロキサンによる置換比率と、この芳香
族ポリイミド樹脂層と金属基板および芳香族ポリイミド
樹脂層上に形成された下地層との付着強度、およびこの
芳香族ポリイミド樹脂の熱分解開始温度との関係を示し
たグラフ、第３図は本発明に係る芳香族ポリイミド樹脂
の形成過程におけるシランカップリング剤の添加量と、
この芳香族ポリイミド樹脂層と金属基板および芳香族ポ
リイミド樹脂層上に形成された下地層との付着強度、お
よびこの芳香族ポリイミド樹脂の熱分解開始温度との関
係を示したグラフ、第４図は従来のグレーズガラスを保
温層として用いたサーマルヘッドと、本発明の実施例に
おけるサーマルヘッドとの効率の比較を示すグラフ、第
５図は本発明に係る芳香族ポリイミド樹脂とグレーズガ
ラスの熱拡散率を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属支持体と、この金属支持体上に形成された耐
   熱樹脂層と、この耐熱樹脂層上に形成された多数の発熱
   抵抗体と、これら各発熱抵抗体に接続された導電体とを
   備えてなるサーマルヘッドにおいて、 前記耐熱樹脂層は、ビフェニルテトラカルボン酸二無水
   物とｐ−フェニレンジアミンとの開環重付加反応により
   得られたポリアミック酸の脱水環化反応により形成され
   た芳香族ポリイミド樹脂層から実質的になることを特徴
   とするサーマルヘッド。
2. （２）前記ポリアミック酸は、ビフェニルテトラカルボ
   ン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとの開環重付加
   反応時に、前記ｐ−フェニレンジアミンの一部をＳｉ基
   を有するジアミンで置き換えることにより合成されてな
   ることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
3. （３）前記ポリアミック酸には、シランカップッリング
   剤成分としてアミノ結合を有するシラン化合物および尿
   素結合を有するシラン化合物の少なくとも一方が添加さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッ
   ド。