JPS63302069A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

Info

Publication number
JPS63302069A
JPS63302069A JP1006788A JP1006788A JPS63302069A JP S63302069 A JPS63302069 A JP S63302069A JP 1006788 A JP1006788 A JP 1006788A JP 1006788 A JP1006788 A JP 1006788A JP S63302069 A JPS63302069 A JP S63302069A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
polyimide resin
resin layer
thermal head
thermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1006788A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2549136B2 (en
Inventor
Masaru Nikaido
勝 二階堂
Katsumi Yanagibashi
柳橋 勝美
Yoshiaki Ouchi
義昭 大内
Tadayoshi Kinoshita
木下 忠良
Teru Okunoyama
奥野山 輝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Chemical Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP63010067A priority Critical patent/JP2549136B2/en
Publication of JPS63302069A publication Critical patent/JPS63302069A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2549136B2 publication Critical patent/JP2549136B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/335Structure of thermal heads

Abstract

PURPOSE:To contrive enhancement of reliability of a thermal head and thermal efficiency, by using an aromatic polyimide resin synthesized from biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and an aromatic diamine to provide a heat-resistant resin layer. CONSTITUTION:A thermal head is constructed by providing a heat-resistant resin layer 2 and a substrate layer 3 on a metallic base 1, providing thereon heat generating resistors 4, heat generating parts 5, discrete electrodes 6 and a common electrode 7, and covering them by an oxidation-preventive and abrasion-resistant film 8. The heat-resistant resin layer 2 is provided by using an aromatic polyimide resin synthesized from biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and an aromatic diamine. The resin, because of a vinyl structure present in a backbone chain thereof, has a high thermal decomposition starting temperature, is resistant to heat, has a coefficient of thermal expansion little different from that of the metallic base, and can show excellent adhesion. Thus, the reliability of the thermal head is enhanced, and excellent thermal efficiency can be obtained through making the most of the characteristic features of the polyimide resin.

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。
[Detailed description of the invention] [Object of the invention] (Industrial application field) The present invention forms a polyimide resin layer on a metal support,
The present invention relates to a thermal head formed by forming a large number of heating resistors on this polyimide resin layer.

(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、ワードプ
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、これらの機器は小型化、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。
(Prior Art) In recent years, thermal heads have come to be widely used in various recording devices such as facsimiles and word processor printers, taking advantage of advantages such as low commission rates, low maintenance, and low running costs. On the other hand, these devices are required to be smaller, lower in price, and lower in power consumption, and therefore thermal heads are also desired to be small, inexpensive, and highly efficient.

このようなサーマルヘッドとしては、従来、八ぶ203
純度が90%以上のアルミナセラミック基板の上にグレ
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。
As such a thermal head, Yabu 203 has conventionally been used.
A glazed glass layer is formed on an alumina ceramic substrate with a purity of 90% or more, and a large number of heating resistors are placed on top of the glazed glass layer.
Those formed by forming conductors connected to each of these heating resistors were often used. Here, the glazed glass layer plays the role of a heat-retaining layer that controls heat dissipation and heat accumulation.

しかしながら、このグ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。
However, a thermal head using this glazed glass layer as a heat insulating layer had the following drawbacks.

■ グレーズガ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。
■ Glazed glass has limited thermal response characteristics as a heat insulating layer, so its efficiency is low.

■ セラミックス基板は、その製造に際して、原料粉末
からアルカリ土類金属成分を除去する処理、高PA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
ズガ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。
■ Ceramic substrates require many steps to manufacture, including processing to remove alkaline earth metal components from raw powder, high PA firing, and finishing polishing to remove warping of the substrate that occurs during high-temperature firing. Furthermore, since it is necessary to remove alkali metal components from the raw material powder of glazed glass, the production cost is high.

このような問題を解法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。
As methods for solving such problems, for example, Japanese Patent Application Laid-open Nos. 52-100245 and 56-16487
As described in Japanese Patent No. 6, etc., it is known that a heat-resistant resin having a low thermal diffusivity, such as a polyimide resin, may be used as a heat insulating layer of a thermal head.

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な、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(昭和61年度電子通
信学会総合全国大会概要集(1986)、 1−125
および5−128)。
Recently, a heat insulating layer made of aromatic polyimide resin was formed on a thin metal plate, and a large number of heating resistors were formed on this heat insulating layer to create a flat thermal head, which was then used as a base. A vertical-type thermal head that can be made smaller by bending and gluing the metal member so that the heat generating part is located at the top has also been proposed. 1986), 1-125
and 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
きるとともに、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。
In this way, for example, polyimide resin has a lower thermal diffusivity of 173 to 176 than glaze glass, so it can greatly improve the thermal efficiency of the thermal head, and it can be bent. It is attracting attention as a heat-insulating layer for constructing small, inexpensive, and high-performance thermal heads.

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。
However, thermal heads using such heat-resistant resin as a heat insulating layer have not yet reached the level of practical use, and have problems such as being unable to stably perform printing operations for a long period of time.

これは、瞬時400°C〜500℃、常用250℃〜3
50℃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上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性樹脂が見出されていな
かったことによる。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「はかれ」が生じや
すくなり、ともにサーマルヘッドの信顆性を低下させて
いる。
This is instantaneous 400°C ~ 500°C, regular use 250°C ~ 3
The metal support and polyimide resin layer have high heat resistance that can stably withstand the operating conditions of a thermal head operating at 50°C over a long period of time, and the adhesive strength does not deteriorate even after repeated application of heat. This is because no heat-resistant resin has been found that simultaneously provides excellent adhesion to the thin film formed thereon. If the heat resistance temperature is low, it will naturally cause thermal deterioration during use, leading to a decrease in performance, and a decrease in adhesive strength will cause the heat-resistant resin layer to peel during use, both of which will reduce the reliability of the thermal head. It reduces condylarity.

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)なるボリアミ
ック酸溶液をアルミニウム基板上に塗布し、50℃×6
0分、80℃×30分、 120℃X30分、 250
℃×60分、450℃×60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510℃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な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 nJ/dot、パルス幅1.7n+s
、パルス周期5.OIsの条件で10A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
波顕微鏡で観察したところ、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。
For example, a boriamic acid solution called Trenise (trade name), which is described in the examples of JP-A-56-164876, is applied on an aluminum substrate, and
0 minutes, 80℃ x 30 minutes, 120℃ x 30 minutes, 250
When a polyimide resin layer was formed by firing under the conditions of 60 minutes at 450 degrees Celsius and 60 minutes at 450 degrees Celsius, the thermal decomposition initiation temperature of this polyimide resin layer was determined by thermogravimetric measurement to be approximately 510 degrees Celsius, which indicates that it has considerable heat resistance. However, sufficient adhesion strength could not be obtained, and there were many cases of peeling off at this stage, making it impossible to withstand use with a thermal head. Furthermore, Pyre-NL (trade name,
A thermal head was fabricated using an aluminum substrate on which a polyimide resin layer (manufactured by DuPont) was formed, and the applied energy was 0.26 nJ/dot and the pulse width was 1.7 n+s.
, pulse period 5. When a pulse voltage was applied 10 A times under OIs conditions and the surface of the polyimide resin layer was observed using an ultrasonic microscope, unevenness was formed on the surface, which revealed that the quality had changed during the operation. It became.

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℃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。
Further, when the thermal decomposition temperature of this polyimide resin layer was measured by thermogravimetry, it was found to be as low as about 420° C., which could not withstand the operation of a thermal head.

(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
間にわたる信頼性が得られないという課題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In this way, thermal heads using conventional heat-resistant resins, such as polyimide resins, as a heat insulating layer have excellent thermal efficiency due to the low thermal diffusivity of polyimide resins, and can be bent and miniaturized. While it has the advantage of being easy to use,
There were problems in that long-term reliability could not be obtained, such as the inability to stably obtain heat resistance against severe operating temperature conditions over a long period of time, and the lack of adhesive strength with metal supports.

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。
The present invention has been made to address these conventional problems, and it further improves the heat resistance of a heat-resistant resin layer provided on a metal support as a heat-retaining layer to control heat dissipation and heat accumulation. Thermal has improved adhesion between the layer and the thin film formed on the metal support and heat-resistant resin layer, has excellent thermal efficiency, can be bent, is easy to downsize, is inexpensive, and has excellent reliability over a long period of time. The purpose is to provide the head.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明のサーマルベッドは、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
水物と芳香族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主鎖
にビフェニル構造を有する芳香族ポリイミド系樹脂層か
ら実質的になることを特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The thermal bed of the present invention includes a metal support, a heat-resistant resin layer formed on the metal support, and a plurality of heat-resistant resin layers formed on the heat-resistant resin layer. In the thermal head comprising a heating resistor and a conductor connected to each heating resistor, the heat-resistant resin layer is formed by a ring-opening polyaddition reaction between biphenyltetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine. It is characterized in that it consists essentially of an aromatic polyimide resin layer having a biphenyl structure in its main chain, which is formed by a dehydration cyclization reaction of the obtained polyamic acid.

本発明における芳香族ポリイミド系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。
Biphenyltetracarboxylic dianhydride, which is one of the starting materials for the polyamic acid that is the precursor of the aromatic polyimide resin in the present invention, is represented by the following general formula.

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。
The biphenyltetracarboxylic dianhydride represented by the above general formula includes, for example, 3.3'', 4.4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2', 3.3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, Examples include acid dianhydrides.

また、他方の出発原料である芳香族ジアミンとしては、
p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、ジ
アミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルメタン
、ジアミノジフェニルエーテルなどが例示される。また
、これら芳香族ジアミンの置換体を使用することも可能
である。この置換基としては、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。具体的な芳香族ジ
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、2.4−ジメチル−m−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。
In addition, as the other starting material, aromatic diamine,
Examples include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenyl ether. It is also possible to use substituted products of these aromatic diamines. Examples of this substituent include lower alkyl groups such as a methyl group and an ethyl group. Specific examples of substituted aromatic diamines include 2,4-dimethyl-p-phenylenediamine, 2,4-dimethyl-m-phenylenediamine, and tetramethyl-p-phenylenediamine.

本発明の主鎖にビフェニル構造を有する芳香族ポリイミ
ド系樹脂層は、たとえば下記の方法により形成される。
The aromatic polyimide resin layer having a biphenyl structure in the main chain of the present invention is formed, for example, by the following method.

まず、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジ
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
ボン酸二無水物と芳香族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。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。
First, a polyamic acid is produced by subjecting biphenyltetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine to a ring-opening polyaddition reaction, and this polyamic acid is dissolved in a suitable organic solvent to produce a varnish having an arbitrary concentration. The ratio of biphenyltetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine used is usually equimolar, but the ratio can be changed within the allowable range of heat resistance and viscosity of the varnish. Also,
As the organic solvent used, polar organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-N-dimethylacetamide, N-N'-dimethylformamide, etc. are suitable.

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系樹脂層を形成する。
Next, the polyamic acid varnish thus obtained is applied onto a metal support, and baked to cause a dehydration and cyclization reaction to form an aromatic polyimide resin layer.

また、本発明のサーマルヘッドにおける耐熱樹脂層にお
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。
Furthermore, in the heat-resistant resin layer of the thermal head of the present invention, it is preferable to apply any of the following methods (1) to (4), since it is possible to further improve the adhesion between the heat-resistant resin layer and the metal support.

■ 芳香族ポリイミド系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系樹脂
は、たとえば前述のポリアミ・ンク酸の合成時に、芳香
族ジアミンの一部を任意のモル比で、望ましくは芳香族
ジアミン成分のほぼ0.05n+o1%〜10101%
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。
(2) Introducing Si groups into the molecular structure of aromatic polyimide resin. This aromatic polyimide resin into which Si groups have been introduced is prepared by adding a part of the aromatic diamine at an arbitrary molar ratio, preferably approximately 0.05n+o1% to about 0.05n+o1% of the aromatic diamine component, for example, during the synthesis of the above-mentioned polyamine/nic acid. 10101%
It can be formed by using a polyamic acid obtained by substituting a diamine having a Si group and carrying out a ring-opening polyaddition reaction within the range of .

上記Si基を有するジアミンとしては、たとえば一般式 (式中、Rはエチレン基、プロピレン基などのアルキレ
ン基ニトリメチレン基、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。
The above-mentioned diamine having a Si group may be, for example, a diamine having the general formula (wherein R is an alkylene group such as an ethylene group or a propylene group; a polymethylene group such as a nitrimethylene group or a tetramethylene group; or a divalent organic group such as a phenylene group). , R'
represents a monovalent organic group such as an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, and n represents a positive number. ) is exemplified by bisaminosiloxane. Typical examples of this bisaminosiloxane are as follows.

CL  Cl  3 H2N−(CH2>  3−8i−0−8i =(CH
2>  3−NH2CH3Cl(。
CL Cl 3 H2N-(CH2> 3-8i-0-8i = (CH
2>3-NH2CH3Cl(.

CH3CH3 ■ 芳香族ポリイミド系樹脂中にシランカップリング剤
成分としてアミン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。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。
CH3CH3 (2) At least one of a silane compound having an amine bond and a silane compound having a urea bond is contained as a silane coupling agent component in an aromatic polyimide resin. This silane coupling agent can be used, for example, in the above-mentioned polyamic acid varnish with a solid content of about 0.05% to 10% by weight.
It can be contained by adding and using it in the range of weight %.

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ーウレイド
プロピルトリメトキシシランが挙げられる。
Examples of the silane compound having an amino bond added as the silane coupling agent component include γ-aminopropyltriethoxysilane and N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane. , for example γ-ureidopropyltrimethoxysilane.

■ 耐熱樹脂層と金属支持体との間に、はぼ0、05μ
m〜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。
■ Between the heat-resistant resin layer and the metal support, there is a gap of 0.05μ.
An active metal layer made of Cr, Ti, etc. and having a thickness of m to 1 μm is interposed.

なお、上記■の芳香族ポリイミド系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系樹脂
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11に向上させることができる。
In addition, the introduction of Si groups into the molecular structure of the aromatic polyimide resin in (1) above and the addition of a silane coupling agent into the aromatic polyimide resin in (2) above are carried out in the thermal head manufacturing process as in (2). Not only is there no need to increase the number of layers, but also the adhesion between the heat-resistant resin layer and the thin film formed on the heat-resistant resin layer can be improved by a factor of 11.

(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1ーラカルボン酸二無水物と芳香
族ジアミンとを用いて形成した芳香族ポリイミド系樹脂
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
、加熱収縮率が小さく、かつ金属支持体との熱膨張係数
の差も小さいため、熱収縮や熱膨張係数の差により発生
する界面応力など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系樹脂層を、
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。
(Function) The aromatic polyimide resin formed using biphenylteracarboxylic dianhydride and aromatic diamine, which is used as the heat-resistant resin layer in the thermal head of the present invention, has a biphenyl structure in the main chain. Due to these factors, the thermal decomposition temperature is high, allowing stable printing operation for a long period of time, and the thermal shrinkage rate is low and the difference in thermal expansion coefficient with the metal support is also small. Peeling caused by generated interfacial stress can be effectively prevented. In addition, this aromatic polyimide resin layer
Since it is formed by coating and baking a polyamic acid varnish and is bonded to the metal support at the same time as imidization, it exhibits excellent adhesion to the metal support.

さらに、芳香族ポリイミド系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
ミド系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。
Furthermore, by incorporating a silane coupling agent component into the aromatic polyimide resin or introducing a Si group into the main chain, it is possible to form a thin film on the metal support and further on the aromatic polyimide resin layer. This further strengthens the adhesive strength and improves reliability.

(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。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

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。
FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing the main parts of a thermal head according to an embodiment of the present invention.

同図において、符号1は、Fe−Cr合金などからなる
厚さ0.5ml程度の金属基板を示している。
In the figure, reference numeral 1 indicates a metal substrate made of Fe-Cr alloy or the like and having a thickness of about 0.5 ml.

この金属基板1上には、ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物と芳香族ジアミンとしてp−フェニレンジアミン
との等モル混合物を開環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芳香族ジアミン成分の0.05 m
o1%〜10101%の範囲を下記の(II)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(I[−1>式で表される分子構造中にSL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%〜10
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(II
[−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5μIll〜50μ印、好ましくは10
μm〜30μmの耐熱樹脂層2が形成されている。
On this metal substrate 1, the following (I-1> A polyamic acid varnish prepared by dissolving polyamic acid in an organic solvent, or 0.05 m of aromatic diamine component during the synthesis of this polyamic acid.
The following polyamic acid with an SL group introduced into the molecular structure represented by the formula (I [-1> or a polyamic acid varnish using polyamic acid represented by formula (I-1), and γ represented by formula (IV) below.
-Ureidopropyltrimethoxysilane from 0.05% to 10% by weight based on the solid content in the polyamic acid varnish
Apply any of the additives and dispersers within the range of weight %,
By firing, the following formula (I-2) or (II
[-2) Made of an aromatic polyimide resin whose main skeleton is represented by the formula, the thickness is 5μIll to 50μ, preferably 10μ
A heat-resistant resin layer 2 with a thickness of μm to 30 μm is formed.

この耐熱樹脂層2の上には、S i O2、β−8iA
、9ONなどからなる厚さ 0.05μm〜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
際などにおける一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−3i02 、
Ti−3t02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
るごと<AJ2、AJ2−S 1−Cuなどからなる厚
さ0.7μm〜1μm程度の個別電極6および共通電極
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3μ■〜5μm程度の5i−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。
On this heat-resistant resin layer 2, SiO2, β-8iA
, 9ON, etc., and has a thickness of about 0.05 μm to 1 μm. This base layer 3 serves as a protective layer for the monoaromatic polyimide resin when the four heating resistor layers are formed into a predetermined shape by etching. Furthermore, on this base layer 3, Ta-3i02,
A large number of heating resistors 4 made of Ti-3T02 or the like and having a thickness of about 0.1 μm and having predetermined intervals are formed.
By forming openings to become heat generating parts 5 on each of these heat generating resistors 4, individual electrodes 6 and common electrodes 7 made of AJ2, AJ2-S 1-Cu, etc. and having a thickness of about 0.7 μm to 1 μm are formed. There is. 5i-0-N having a thickness of about 3 μm to 5 μm so as to cover at least the heat generating part 5.
A thermal head is constructed by forming an anti-oxidation film and anti-wear film 8.

t12N −C−NH(CH2)  1−8i(OCH
3)  3−− (IV )なお、式中ぶ、m、nは正
の数を表すく以下同じ)。
t12N -C-NH(CH2) 1-8i(OCH
3) 3-- (IV) In the formula, m, n represent positive numbers; the same applies hereinafter).

このサーマルヘッドによれば、各個別型[16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。
According to this thermal head, a pulse voltage is applied between each individual type [16] and the common electrode 7 at predetermined time intervals, the heating resistor 4 corresponding to the heating section 5 generates heat, and printing is performed. be exposed.

このサーマルヘッドは、たとえば次のようにして製造さ
れる。
This thermal head is manufactured, for example, as follows.

まず、たとえばCrを18重量%含有する厚さ0.51
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バリ取りを施す。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℃〜70°C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。
First, for example, the thickness is 0.51 containing 18% by weight of Cr.
After performing a leveling treatment on a metal substrate made of a Fe alloy of about 100 mL, it is cut to a predetermined size and deburred. Next, the metal substrate processed to a predetermined size is degreased in an organic solvent, and then immersed in dilute sulfuric acid at a temperature of about 50° C. to 70° C. to produce the metal substrate 1. This immersion treatment in dilute sulfuric acid is performed for activation treatment, which removes oxides formed on the surface of the metal substrate and roughens the surface microscopically.

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1
.あるいは(ml−1>式でその主成分が表されるポリ
アミック酸ワニス、さらには(I−1)式でその主成分
が表されるポリアミック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+80
℃×30分+ 120℃×30分+ 250°C×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SL基の導入のないポリアミック酸を使用する場合
には、金焉基板1の表面に厚さ0,05μ「〜1μm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。
Next, the aforementioned polyamic acid varnish, namely (I-
1) Polyamic acid varnish 1 whose main component is represented by the formula
.. Or a polyamic acid varnish whose main component is represented by the formula (ml-1), or a polyamic acid varnish whose main component is represented by the formula (I-1) with a silane coupling agent component added. , N-methyl-2-
The viscosity is adjusted to a predetermined value using an organic solvent such as pyrrolidone, and the film is coated onto the metal substrate 1 to a predetermined thickness using a roller coater or a spion coater. °C x 60 minutes + 80
℃×30 minutes + 120℃×30 minutes + 250℃×60
The heat-resistant resin layer 2 is formed by baking under the conditions of +450°C x 60 minutes to remove the organic solvent and proceed with a dehydration cyclization reaction to imidize the film. When forming this aromatic polyimide resin layer, if a polyamic acid to which no silane coupling agent component is added or a polyamic acid without an SL group introduced into its molecular structure is used, It is desirable to form an active metal layer of Cr, Ti, etc. with a thickness of about 0.05 μm to 1 μm on the surface by vapor deposition, and then form an aromatic polyimide resin layer thereon.

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5i02、β−8iAJ2ON
などからなる下地層3およびTa−8i02 、Ti−
3i02などからなる発熱抵抗体4層を順に形成する。
Next, 5i02 and β-8iAJ2ON are deposited on this heat-resistant resin layer 2 by sputtering or other known thin film forming methods.
Underlayer 3 consisting of Ta-8i02, Ti-
Four layers of heating resistors made of 3i02 or the like are sequentially formed.

さらに、この発熱抵抗体4層の上に、同様な方法により
個別電極6および共通電極7となる、A、gやAJ2−
3f−Cuなどの導電体層を形成する。次いで、これら
発熱抵抗体4層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9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。
Further, on top of the four heating resistor layers, A, g and AJ2-
A conductive layer such as 3f-Cu is formed. Next, the four heating resistor layers and the conductor layer are patterned to form a large number of heating resistors 4 and individual electrodes 6 at predetermined intervals.
and a common electrode 7. In this patterning process, first, a masking film is formed on the conductor layer so that heating resistors 4 of a predetermined shape are formed, and unnecessary parts are removed by wet etching or chemical dry etching. 9. Next, form a masking film on the conductor layer except for the part that will become the heat generating part 5, and remove only the conductor layer using the same method. At the same time as forming the heat generating part 5,
Each individual electrode 6 and a common electrode 7 are formed.

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[8を、たとえばスパッタ
リング法などで形成する。
Thereafter, an anti-oxidation film and anti-wear film [8] made of 5t-0-N is formed by sputtering or the like so as to cover the heat generating portion 5.

次に、このサーマルヘッドの製造工程において、本発明
に係る主鎖にビフェニル構造を有す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。
Next, the results of evaluating the properties of the aromatic polyimide resin having a biphenyl structure in its main chain according to the present invention, such as adhesive strength and heat resistance, in the manufacturing process of this thermal head will be described.

まず、この実施例のビフェニルテトラカルボン酸二無水
物と芳香族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
主鎖にビフェニル構造を有する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た。また、熱重量
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℃×30分の加熱条件で
測定し、熱膨張係数は微小線膨張計により昇温速度5℃
/分の条件で測定した値である。
First, using a varnish containing polyamic acid as a main component obtained by a ring-opening polyaddition reaction between biphenyltetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine according to this example, Fe-18 on which a Cr vapor deposited film was formed was used. An aromatic polyimide resin layer having a biphenyl structure in the main chain was formed on a wt% Cr alloy substrate, and heated at room temperature for 30 minutes at +450°C in nitrogen gas.
A thermal stress test was conducted by repeating 10 cycles of 1 cycle of 30 minutes at °C, and the presence or absence of peeling of the aromatic polyimide resin layer at that time was examined. In addition, the thermal decomposition initiation temperature, thermal shrinkage rate, and thermal expansion coefficient were measured by thermogravimetry. The results are shown in the table below. The heating shrinkage rate was measured under heating conditions of 400°C x 30 minutes, and the thermal expansion coefficient was measured using a microlinear dilatometer at a heating rate of 5°C.
This value was measured under the condition of /min.

また、本発明との比較のため、この実施例で使用しな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く比較例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、次いで
同一条件で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3
は特開昭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)を使用したものであり、
比較例4はPyre−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。
Also, for comparison with the present invention, p
Comparative Example 1) Using phenylene diamine and pyromellitic dianhydride as the tetracarboxylic acid component, respectively.
and benzophenonetetracarboxylic dianhydride (Comparative Example 2), polyamic acids were synthesized, and an aromatic polyimide resin layer was formed under the same conditions as in the example, and then a polyimide resin layer was formed under the same conditions. The characteristics of these were evaluated in the same manner. Furthermore, comparative example 3
uses Trenice (trade name) described in the examples of JP-A No. 56-164876,
Comparative example 4 is Pyre-NL (trade name, manufactured by DuPont)
These aromatic polyimide resin layers were also evaluated in the same manner. These evaluation results are also shown in the table below.

(以下余白) 前表より明らかなように、この実施例の主鎖にビフェニ
ル構造を有する芳香族ポリイミド樹脂以外は、ポリイミ
ド樹脂層のはがれが認められる。
(The following is a blank space) As is clear from the table above, peeling of the polyimide resin layer was observed except for the aromatic polyimide resin having a biphenyl structure in the main chain of this example.

これは加熱収縮率が大きいことや金属基板とポリイミド
樹脂層との熱膨張係数の差により生じたものと考えられ
る。また、熱重量測定より求めた熱分解開始温度もビフ
ェニル構造を有する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。
This is thought to be caused by the large thermal shrinkage rate and the difference in thermal expansion coefficient between the metal substrate and the polyimide resin layer. In addition, the aromatic polyimide resin with a biphenyl structure also has the highest thermal decomposition initiation temperature determined by thermogravimetry.
It can be seen that it is suitable as a heat-resistant resin layer for a thermal head.

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°C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
する芳香族ジアミンを使用しなものについても、非置換
の芳香族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。
The aromatic polyimide resin formed using 2.2',3.3-biphenyltetracarboxylic dianhydride as the tetracarboxylic acid component in the same manner as in the above example was
Although the thermal decomposition start temperature was lowered by about 20°C, no difference was observed in other properties, and the layer was similarly effective as a heat-resistant resin layer for a thermal head. Furthermore, in the same way as in the above examples, there is no difference in properties between those using aromatic diamines having substituents such as methyl groups and ethyl groups and those using unsubstituted aromatic diamines. Similarly, it was suitable as a heat-resistant resin layer for a thermal head.

次に、(TE−2>式で表される分子rIII造中にS
t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
ド樹脂について一付着強度および耐熱性の評価を行った
Next, during the formation of molecule rIII represented by the formula (TE-2>), S
Aromatic polyimide resin with t group introduced and (I-2)
Evaluation of adhesion strength and heat resistance of aromatic polyimide resins containing γ-ureidopropyltrimethoxysilane represented by the formula (Iv) as a silane coupling agent component in the aromatic polyimide resin represented by the formula. went.

第2図は、芳香族ジアミン成分中の上述したビスアミノ
ジシロキサンによる置換比率と、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た図である。
Figure 2 is a diagram showing the relationship between the substitution ratio of the above-mentioned bisaminodisiloxane in the aromatic diamine component, the adhesion strength and thermal decomposition initiation temperature for the metal substrate (without Cr deposited film) and the 5i02 layer, respectively. be. Figure 3 also shows the amount of the silane coupling agent added (wt% relative to the solid content in the polyamic acid varnish), the adhesion strength and thermal decomposition start temperature to the metal substrate (without Cr vapor deposited film) and the 5i02 layer, respectively. FIG.

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06481,5,7 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5i02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S 
i O2層上に、AJ2iμrn 、 Cr 0.1μ
IIl 、 Cu 3μIn 、 Au 1μlll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
屑に覆われていない部分のS i O2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
.8In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。
The adhesion strength between the aromatic polyimide resin layer and the metal substrate was measured in accordance with JIS standard 06481, 5, 7 r peel strength. On the other hand, the adhesion strength between the aromatic polyimide resin layer and the 5i02 layer was measured as follows. S formed on the aromatic polyimide resin layer
i On the O2 layer, AJ2iμrn, Cr 0.1μ
IIl, 3 μl of Cu, and 1 μl of Au were successively formed by mask sputtering, and then the portions of S i O 2 not covered by these debris were removed by chemical dry etching. After this, a diameter of 0 is placed on Cu.
.. 8In Sn-plated Cu wire was soldered and measured by a tensile test.

いずれの場合も、Si成分の導入により、付着強度が大
中に改善されていることがわかる。
In both cases, it can be seen that the adhesion strength is significantly improved by introducing the Si component.

サーマルヘッドの発熱抵抗体は、瞬時400℃〜500
℃、持続250℃〜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0.051o 1%〜10+1101%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0.05no 1%未満では
付着強度の改善効果が認められず、はぼ10mo l 
X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重基%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重量%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。
The heating resistor of the thermal head can instantaneously heat up to 400°C to 500°C.
℃, operating at a sustained temperature of 250℃~350℃, but the second
From the results shown in the figure, the substitution ratio by bis-aminosiloxane is
It is clear that a range of 0.051o 1% to 10+1101% is desirable. This is because when the substitution ratio by bis-aminosiloxane is less than approximately 0.05 to 1%, no improvement in adhesive strength is observed;
This is because if it exceeds X, not only the effect of improving adhesion strength will be saturated, but also the heat resistance will deteriorate significantly. Moreover, from the results shown in FIG. 3, it can be seen that the amount of the silane coupling agent added is preferably in the range of approximately 0.05% by weight to 10% by weight. This is because if the amount of the silane coupling agent added is less than approximately 0.05% by weight, the effect of improving bond strength will not be observed, and if it exceeds approximately 10% by weight, the effect of improving bond strength will be saturated. .

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I−リメトキシシランや
(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。
In addition to the above-mentioned γ-ureidopropyltrimethoxysilane, silane coupling agent components include γ-aminopropyl I-rimethoxysilane represented by the following formula (V) and N-phenyl represented by the formula (Vf). Similar effects were obtained when -γ-aminopropyltrimethoxysilane was used.

H2N−CsH5−8i(OC2Hs ) 3−− (
V)中にSt基を導入したり、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へラドが得られる。特に
、芳香族ポリイミド樹脂の分子i進中に特定の量でSt
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。
H2N-CsH5-8i (OC2Hs) 3-- (
By introducing an St group or containing a silane coupling agent component in V), the adhesive force with the metal substrate or the inorganic insulating material serving as the underlying layer is further improved. Therefore, a highly reliable thermal conductor can be obtained. In particular, a specific amount of St in the molecule i of aromatic polyimide resin
By introducing the group, the adhesive strength is significantly improved without impairing the heat resistance, making it suitable as a heat-resistant resin layer for a thermal head.

次に、サーマルヘッドの効率について評価を行った。Next, we evaluated the efficiency of the thermal head.

まず、従来例としてS i O2−B a O−Ca 
0−AJ2203’−B203  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(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。
First, as a conventional example, S i O2-B a O-Ca
0-AJ2203'-B203 A glazed glass layer made of ZnO with a thickness of approximately 70 μm was formed on an alumina ceramic substrate, and a base layer, heating resistor, electrode, and protective film were formed in the same manner as in this example. A thermal head was constructed. The aromatic polyimide resin layer represented by the above formula (I-2) in this example is then printed using the thermal head using this glaze glass, and based on the input power at which a certain color density is obtained. , or an aromatic polyimide resin layer represented by the above formula (I [[-2)], or an aromatic polyimide resin represented by the above formula (I-2>) containing a silane coupling agent component. For each thermal head used, the power input to obtain the same color density was determined as a ratio.The results were calculated as the power input ratio (ratio when the power input by the thermal head using glaze glass was set to 1), and Graphed as a relationship with the film thickness of the polyimide resin layer,
It is shown in Figure 4.

第4図からも明らかなように、耐熱樹脂層として本発明
に係る主鎖にビフェニル構造を有す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。また、
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5μl〜50μmの範囲が好ましいこともわかる。
As is clear from FIG. 4, when the aromatic polyimide resin having a biphenyl structure in the main chain according to the present invention is used as the heat-resistant resin layer, it is possible to obtain the same color density as when using glaze glass. It can be seen that low input power is sufficient, that is, the thermal efficiency is excellent. Also,
From the results shown in Figure 4, the thickness of the aromatic polyimide resin layer is
It can also be seen that a range of 5 μl to 50 μm is preferable.

芳香族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。
When the thickness of the aromatic polyimide resin layer is less than approximately 5 μm,
This is because a sufficient efficiency improvement effect cannot be expected, and this effect will be saturated if the thickness exceeds 50 μm.

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。本発明に係る主鎖にビフェニル構造を有する
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81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。
Furthermore, in order to obtain basic knowledge related to efficiency improvement, Fig.
Thermal diffusivity in the thickness direction measured using the laser flash method is shown. The aromatic polyimide resin having a biphenyl structure in the main chain according to the present invention has a thermal diffusivity as low as approximately 1/10 of that of conventional glaze glass, making it possible to construct a highly efficient thermal head. it is obvious. Furthermore, when 81 groups are introduced into the molecular structure, the thermal diffusivity is further reduced, albeit slightly, and further improvement in efficiency can be expected.

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 mJ/dot、パルス幅1.7
1′lls、パルス周期5.0msの条件で106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。
Furthermore, using the thermal head in this example, the applied energy was 0.26 mJ/dot, and the pulse width was 1.7.
A pulse voltage was applied 106 times under conditions of 1'lls and a pulse period of 5.0 ms, and when the surface of the aromatic polyimide resin layer was observed using an ultrasonic microscope, no deterioration was observed at all.

なお、この実施例では、ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物と芳香族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±710
1%程度の範囲で変更して用いてもよい。
In this example, the ratio of biphenyltetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine used was equimolar, but the present invention is not limited to this, and the use of heat resistance and viscosity during synthesis Within the allowable range, the mixing ratio is ±710
It may be used with a change within a range of about 1%.

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。
Furthermore, in the present invention, since a metal member is used as the support, it is also possible to use this metal support as a common electrode, further reducing production costs.

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。
Further, the anti-oxidation film/wear-resistant film does not necessarily have to be provided on the entire surface, but it can sufficiently exhibit its function if it is formed at least on the heat generating part.

[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
ン酸二無水物と芳香族ジアミンとによって合成した芳香
族ポリイミド系樹脂は、主鎖中のビフェニル構造によっ
て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、金属支持体との熱膨張係数
の差か小さく、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系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。
[Effects of the Invention] As explained above, in the thermal head of the present invention,
The aromatic polyimide resin synthesized from biphenyltetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine used as the heat-resistant resin layer has a high thermal decomposition temperature due to the biphenyl structure in the main chain, and can withstand harsh usage temperature conditions. It has sufficient heat resistance, has a small difference in coefficient of thermal expansion with the metal support, and has excellent adhesive strength. Therefore, the thermal head of the present invention using such an aromatic polyimide resin as a heat-resistant resin layer has excellent reliability and
It fully takes advantage of the properties of polyimide resin, has excellent thermal efficiency, is inexpensive, and can be miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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芳香族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。 1・・・・・・・・・・・・金属基板 2・・・・・・・・・・・・耐熱樹脂層3・・・・・・
・・・・・・下地層 4・・・・・・・・・・・・発熱抵抗体5・・・・・・
・・・・・・発熱部 6・・・・・・・・・・・・個別電極 7・・・・・・・・・・・・共i!電極8・・・・・・
・・・・・・酸化防止膜兼耐摩耗膜出願人     株
式会社  東 芝 同      乗芝ケミカル株式会社 代理人弁理士  須 山 佐 − ψ ; 第1図 。[− 第2図
FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing the main parts of a thermal head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a substitution ratio of aromatic diamine components with diaminodisiloxane in the process of forming an aromatic polyimide resin according to the present invention. A graph showing the relationship between the adhesive strength of this aromatic polyimide resin layer and the base layer formed on the metal substrate and the aromatic polyimide resin layer, and the thermal decomposition initiation temperature of this aromatic polyimide resin. Figure 3 shows the amount of silane coupling agent added during the formation process of the aromatic polyimide resin according to the present invention, and the adhesion strength between this aromatic polyimide resin layer and the base layer formed on the metal substrate and the aromatic polyimide resin layer. , and a graph showing the relationship between the thermal decomposition start temperature of this aromatic polyimide resin, and FIG. A graph showing comparison, FIG. 5, is a graph showing the thermal diffusivity of the aromatic polyimide resin and glaze glass according to the present invention. 1...Metal substrate 2...Heat-resistant resin layer 3...
...Underlayer 4...Heating resistor 5...
・・・・・・Heating part 6・・・・・・・・・Individual electrode 7・・・・・・・・・Both i! Electrode 8...
...Anti-oxidation film and wear-resistant film Applicant: Toshiba Corporation Norishiba Chemical Co., Ltd. Representative patent attorney: Sasuyama - ψ; Figure 1. [- Fig. 2

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (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
物と芳香族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主鎖に
ビフェニル構造を有する芳香族ポリイミド系樹脂層から
実質的になることを特徴とするサーマルヘッド。
(1) A metal support, a heat-resistant resin layer formed on this metal support, a large number of heating resistors formed on this heat-resistant resin layer, and a conductor connected to each of these heating resistors. In the thermal head, the heat-resistant resin layer has a main chain formed by a cyclodehydration reaction of a polyamic acid obtained by a ring-opening polyaddition reaction between biphenyltetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine. A thermal head comprising essentially an aromatic polyimide resin layer having a biphenyl structure.
(2)前記主鎖にビフェニル構造を有する芳香族ポリイ
ミド系樹脂は、前記ポリアミック酸の合成の際に、前記
芳香族ジアミンの一部をSi基を有するジアミンで置き
換えることにより、分子構造中にSi基が導入されてい
ることを特徴とする請求項1記載のサーマルヘッド。
(2) The aromatic polyimide resin having a biphenyl structure in the main chain can be produced by replacing a part of the aromatic diamine with a diamine having a Si group during the synthesis of the polyamic acid. The thermal head according to claim 1, wherein a group is introduced.
(3)前記主鎖にビフェニル構造を有する芳香族ポリイ
ミド系樹脂は、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を含有していることを特徴
とする請求項1記載のサーマルヘッド。
(3) The aromatic polyimide resin having a biphenyl structure in the main chain contains at least one of a silane compound having an amino bond and a silane compound having a urea bond as a silane coupling agent component. The thermal head according to claim 1.
JP63010067A 1987-01-31 1988-01-20 Thermal head Expired - Lifetime JP2549136B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63010067A JP2549136B2 (en) 1987-01-31 1988-01-20 Thermal head

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-21432 1987-01-31
JP2143287 1987-01-31
JP63010067A JP2549136B2 (en) 1987-01-31 1988-01-20 Thermal head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63302069A true JPS63302069A (en) 1988-12-08
JP2549136B2 JP2549136B2 (en) 1996-10-30

Family

ID=26345248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63010067A Expired - Lifetime JP2549136B2 (en) 1987-01-31 1988-01-20 Thermal head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2549136B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6469667A (en) * 1987-08-21 1989-03-15 Du Pont Polyimide coating composition
KR20170041798A (en) 2014-08-12 2017-04-17 가부시키가이샤 가네카 Alkoxysilane-modified polyamic acid solution, laminate and flexible device using same, and laminate manufacturing method
US10435510B2 (en) 2013-02-07 2019-10-08 Kaneka Corporation Alkoxysilane-modified polyamic acid solution, laminate and flexible device each produced using same, and method for producing laminate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56164876A (en) * 1980-05-23 1981-12-18 Ricoh Co Ltd Thermal head
JPS59182850A (en) * 1983-04-02 1984-10-17 Nitto Electric Ind Co Ltd Paste composition
JPS6032827A (en) * 1983-08-01 1985-02-20 Hitachi Ltd Resin composition having low thermal expansion coefficient
JPS61238809A (en) * 1985-04-16 1986-10-24 Ube Ind Ltd Liquid photosensitive polyimide resin composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56164876A (en) * 1980-05-23 1981-12-18 Ricoh Co Ltd Thermal head
JPS59182850A (en) * 1983-04-02 1984-10-17 Nitto Electric Ind Co Ltd Paste composition
JPS6032827A (en) * 1983-08-01 1985-02-20 Hitachi Ltd Resin composition having low thermal expansion coefficient
JPS61238809A (en) * 1985-04-16 1986-10-24 Ube Ind Ltd Liquid photosensitive polyimide resin composition

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6469667A (en) * 1987-08-21 1989-03-15 Du Pont Polyimide coating composition
US10435510B2 (en) 2013-02-07 2019-10-08 Kaneka Corporation Alkoxysilane-modified polyamic acid solution, laminate and flexible device each produced using same, and method for producing laminate
US10626218B2 (en) 2013-02-07 2020-04-21 Kaneka Corporation Alkoxysilane-modified polyamic acid solution, laminate and flexible device each produced using same, and method for producing laminate
KR20170041798A (en) 2014-08-12 2017-04-17 가부시키가이샤 가네카 Alkoxysilane-modified polyamic acid solution, laminate and flexible device using same, and laminate manufacturing method
US10308767B2 (en) 2014-08-12 2019-06-04 Kaneka Corporation Alkoxysilane-modified polyamic acid solution, laminate and flexible device using same, and laminate manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2549136B2 (en) 1996-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4868584A (en) Heat-resistant polyimide insulative coated thermal head
JPH04234191A (en) Soft multilayer polyimide film laminate and their manufacture
TWI485062B (en) Flexible metal-clad laminate and manufacturing method thereof
CN100344444C (en) Heat-resistant resin film with metal layer and wiring board, and method for manufacturing them
JPS63302069A (en) Thermal head
JPH07102646B2 (en) Composite molding of metal and polyimide
JP2549135B2 (en) Thermal head
JPS60210894A (en) Method of producing substrate for flexible printed circuit board
EP0361462B1 (en) Process for producing copper or silver/polyimide composite article
US5157107A (en) Heat-resistant insulating coating material and thermal head making use thereof
JP2597564B2 (en) Thermal head
JPS60221426A (en) Production of polyimide composite
JP2607669B2 (en) Method for manufacturing resin-coated substrate
JPH0710599B2 (en) Thermal head
JPS63268665A (en) Thermal head
JPS63248868A (en) Heat-resistant insulating coating material
TWI391531B (en) Copper foil for printed circuit board, method of preparing the same, and flexible copper clad laminate using polyamic acid precursor and copper foil
JPS60221427A (en) Manufacture of composite material
JPH01154770A (en) Thermal head
JPS63116867A (en) Thermal head
JPH05230213A (en) Polyimide and wiring structure made therefrom
EP0367122B1 (en) Thermal head
JPS63246260A (en) Thermal head
JPH0297686A (en) Production of enameled substrate
JP2002029061A (en) Ink jet head and method for manufacturing ink jet head

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070808

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808

Year of fee payment: 12