KR100910679B1 - 서멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법 - Google Patents

서멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 서멀 프린트 헤드(A1)는, 기판(1)과, 글레이즈층(2)과, 발열 저항체(3)와, 발열 저항체(3)에 통전을 행하기 위한 Au를 주성분으로 하는 전극(4)과, 발열 저항체(3) 및 전극(4)을 덮는 보호막(6)을 구비하고 있는 것이다. 전극(4)의 표면에는 복수의 오목부가 형성되어 있다.
Figure R1020077010068
서멀 프린트 헤드, 기판, 글레이즈층, 발열 저항체, 전극, 보호막

Description

서멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법{THERMAL PRINT HEAD AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 서멀 프린터에 이용되는 서멀 프린트 헤드에 관한 것이다. 또한 본 발명은 서멀 프린트 헤드의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 감열지 등의 기록지에 인자(印字)를 행하기 위한 장치로서 다양한 서멀 프린트 헤드가 제안되어 있다(예를 들어 하기의 특허 문헌 1 참조). 본원의 도11은, 본 발명의 관련 기술로서의 서멀 프린트 헤드의 일례를 나타낸다. 구체적으로는, 도시된 서멀 프린트 헤드(B)는 절연성의 기판(91)을 포함하고 있고, 이 기판 상에 유리로 이루어지는 글레이즈층(92), 발열 저항체(93), 전극(94), 및 보호막(96)이 적층 형성되어 있다. 보호막(96)은 유리를 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있다. 이 서멀 프린트 헤드(B)에 의한 인자 처리시에는, 감열지 등의 기록지를 보호막(96) 상에 압박 접촉시킨 상태에서 상대 이동시킨다. 이때에, 발열 저항체(93)에 있어서 발생한 열이 기록지에 전달되어, 원하는 인자가 이루어진다.
상기한 구성의 서멀 프린트 헤드에 있어서, 전극(94)은, 예를 들어 Al, Cu, Au 등의 도전성이 우수한 금속 재료로 형성하는 것이 가능하다. 이 중 Au는 화학적으로 안정된 재료이고, 내식성이 우수하다. 그 때문에, 전극(94)을 Au제로 하 면, 전극의 부식에 기인하는 통전 불량을 회피할 수 있다. 또한, Au는, Al 등에 비하면 전기 저항(저항율)이 작다. 이 때문에, 전극(94)을 Au로 형성하면, Al을 이용한 경우보다도 전압 강하량이 작아져, 전력 손실을 저감할 수 있다.
전극을 Au제로 함으로써, 상술한 바와 같은 이점이 얻어지지만, 그 한편으로 다음과 같은 문제점이 생길 수 있다. 즉, Au는, Al 등 다른 양호 도전성 금속과 비교하면 보호막을 형성하는 유리와의 밀착성이 나쁘다. 이로 인해, 보호막이 전극(94)으로부터 박리될 우려가 있어, 서멀 프린트 헤드의 내구성의 저하에 연결된다. 또한, 전극과 보호막과의 열팽창률의 차에 의해 보호막에 응력이 발생하지만, 이 응력은 보호막의 박리를 조장하는 것이 된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-67367호 공보
본 발명은 상기한 사정을 기초로 생각해 낸 것이다. 따라서 본 발명은, Au제의 전극과 보호막의 밀착성이 높여진 서멀 프린트 헤드를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한 본 발명은, 그러한 서멀 프린트 헤드의 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 다음의 기술적 수단을 강구하고 있다.
본 발명의 제1 측면에 의해 제공되는 서멀 프린트 헤드는, 기판과, 글레이즈층과, 발열 저항체와, 이 발열 저항체에 통전을 행하기 위한 Au를 주성분으로 하는 전극과, 상기 발열 저항체 및 전극을 덮는 보호막을 구비하고 있다. 상기 전극의 표면에는 복수의 오목부가 형성되어 있다.
이러한 구성에 따르면, 상기 전극과 상기 보호막과의 밀착력을 높일 수 있다. 구체적으로는, 전극의 표면에 복수의 오목부를 형성하는 것에 의해, 전극을 덮는 보호막의 일부가 오목부 내에 인입된다. 그 결과 소위 앵커 효과에 의한 밀착력의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 보호막에는, 전극과 보호막과의 열팽창률의 차에 의해 이들의 경계면을 따르는 방향으로 비교적 큰 응력이 생길 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 경계면을 따르는 방향의 어긋남이 생기기 어려워져, 이러한 면으로부터도 보호막의 박리를 억제하는 것에 적절하다.
바람직하게는, 상기 복수의 오목부는, 상기 전극의 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 0.5 ㎛로 되는 것에 의해 형성되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 상술한 앵커 효과가 적절히 발휘된다.
바람직하게는, 상기 복수의 오목부는, 상기 전극의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통부에 의해 형성되어 있다. 상기 관통부는 원형의 단면을 갖도록 형성해도 좋다. 이 경우, 상기 관통 구멍의 직경은, 예를 들어 1 내지 10 ㎛이다. 또한, 본 발명에서는, 원형의 단면 대신에, 직사각형의 단면으로 되도록 상기 관통부를 형성해도 좋다. 이 경우, 상기 직사각형은 짧은 변 및 긴 변을 갖는 것으로 하고, 짧은 변의 길이(직사각형의 폭)는, 예를 들어 1 내지 10 ㎛로 한다. 이러한 구성에 따르면, 관통부에 인입된 보호막의 일부는, 전극의 하층측에 형성된 글레이즈층이나 발열 저항체와 직접 밀착한다. 글레이즈층 혹은 발열 저항체는, 전극보다도 보호막에 대한 밀착성이 양호하기 때문에, 보호막과 글레이즈층이나 발열 저항체와의 밀착 영역을 확보하는 것에 의해 보호막의 밀착력이 향상하여, 보호막의 박리를 억제할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 서멀 프린트 헤드는, 상기 전극의 하층측에 형성된 절연막을 더 구비한다. 절연막은, 전극보다도 보호막에 대한 밀착성이 우수하다. 따라서, 이러한 구성에 의해서도, 상기 관통부에 인입된 보호막의 일부가 절연막과 직접 밀착하는 것에 의해 보호막의 밀착력이 향상하여, 보호막의 박리의 억제를 도모하는 것에는 적절하다.
본 발명의 제2 측면에 의해 제공되는 서멀 프린트 헤드는, 기판과, 글레이즈층과, 발열 저항체와, 이 발열 저항체에 통전을 행하기 위한 Au를 주성분으로 하는 전극과, 상기 발열 저항체 및 전극을 덮는 보호막을 구비하고 있다. 상기 전극 상에는 Ni, Cr, 및 Ti 중 적어도 1종을 함유하는 금속 박막이 형성되어 있다.
이러한 구성에 따르면, 본 발명의 제1 측면과 마찬가지로, 전극과 보호막과의 밀착력을 높일 수 있다. 즉, Ni, Cr, Ti 등의 금속은, Au보다도 보호막과의 밀착성이 우수하다. 따라서, 상기 금속을 포함하는 금속 박막을 전극과 보호막과의 사이에 개재시키는 것에 의해, 보호막의 박리를 억제할 수 있다. 또한, 상기 금속은 Au와의 부착력이 우수하기 때문에, 금속 박막이 전극으로부터 박리된다는 문제점이 생기는 일도 없다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 서멀 프린트 헤드의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 기판 상에 글레이즈층을 형성하는 공정과, 상기 글레이즈층 상에 Au를 주성분으로 하는 전극을 형성하는 공정과, 발열 저항체를 형성하는 공정과, 상기 발열 저항체 및 전극을 덮는 보호막을 형성하는 공정을 갖는다. 또한 상기 제조 방법에 따르면, 상기 전극을 형성하는 공정 후에, 상기 기판을 열 처리하는 공정이 마련된다.
이러한 제조 방법에 따르면, 전극의 하층에 형성된 글레이즈층의 유리 성분이 전극의 표면 근방까지 확산한다. 유리는, Au보다도 보호막에 대한 밀착성이 우수하기 때문에, 전극의 표면 근방에 확산한 글레이즈층의 유리 성분이 접착제로서 기능하고, 보호막의 밀착력이 향상한다. 그 결과, 서멀 프린트 헤드의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 제조 방법은, 상기 글레이즈층과 상기 전극 사이에, Ni, Cr, 및 Ti 중 적어도 1종을 포함하는 금속막을 형성하는 공정을 더 갖는다. 이것에 따르면, 전극의 표면 근방까지 금속막의 상기 금속 성분이 확산한다. 상기 금속은, Au보다도 보호막에 대한 밀착성이 우수하기 때문에, 전극의 표면 근방에 확산한 상기 금속 성분이 접착제로서 기능하고, 보호막의 밀착력이 향상한다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조하여 이하에 행하는 상세한 설명에 의해, 더욱 명백해질 것이다.
도1A는 본 발명의 제1 실시예를 기초로 하는 서멀 프린트 헤드의 주요부를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도1B는 공통 전극의 변경예를 나타내는 부분 평면도이다.
도2A는 제1 실시예의 서멀 프린트 헤드를 도시하는 단면도이고, 도2B는 공통 전극 및 개별 전극의 표면의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도3은 도1A의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도이다.
도4는 제1 실시예의 서멀 프린트 헤드의 변경예를 나타내는 단면도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시예를 기초로 하는 서멀 프린트 헤드의 주요부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도6은 제2 실시예의 서멀 프린트 헤드를 도시하는 단면도이다.
도7A 내지 7D는 제2 실시예의 서멀 프린트 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 단면도이다.
도8A 내지 8B는 도7A 내지 도7D의 공정에 연결되는 공정을 설명하는 단면도이다.
도9는 도8A 및 도8B의 공정에 연결되는 공정을 설명하는 단면도이다.
도10은 제2 실시예의 서멀 프린트 헤드의 변경예를 나타내는 단면도이다.
도11은 본 발명의 관련 기술로서의 서멀 프린트 헤드의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도1A 및 도1B 내지 도3은, 본 발명의 제1 실시예를 기초로 하는 서멀 프린트 헤드(A1)를 도시한다. 서멀 프린트 헤드(A1)는 기판(1), 글레이즈층(2), 발열 저항체(3), 공통 전극(41), 복수의 개별 전극(42), 금속 박막(5), 및 보호막(6)(도2A 참조)을 구비하고 있다.
기판(1)은 평면에서 보아 긴 직사각형의 평판형이고, 예를 들어 알루미나 세라믹 등의 절연체로 구성되어 있다. 기판(1) 상에는 글레이즈층(2), 발열 저항체(3), 전극층(4)[각 전극(41, 42)], 금속 박막(5) 및 보호막(6)이 적층하여 형성되어 있다. 글레이즈층(2)은 축열층으로서의 역할을 한다. 또한 글레이즈층(2)은, 공통 전극(41)이나 개별 전극(42)을 형성하는 것에 적합한 매끄러운 표면을 제공한다. 이 구성에 따르면, 공통 전극(41)이나 개별 전극(42)을 기판(1) 상에 확실히 고정할 수 있다. 글레이즈층(2)은, 유리 페이스트를 인쇄 도포한 후, 상기 페이스트를 소성하는 것에 의해 형성된다. 글레이즈층(2)은 융기부(21)를 포함하고 있고, 상기 융기부는 원호형의 외면을 갖고 있다. 발열 저항체(3)는, 예를 들어 TaSiO2를 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 성막한 것이고, 적어도 글레이즈층(2)의 융기부(21)를 덮도록 형성되어 있다. 발열 저항체(3)의 두께는, 예를 들어 0.2 내지 2.0 ㎛이다. 전극층(4)은 발열 저항체(3)의 상층측에 적층되고, 예를 들어 Au를 주성분으로 하는 금속 재료를 스퍼터링법에 의해 성막한 것이다. 전극층(4)의 두께는, 예를 들어 0.3 내지 2.0 ㎛이다. 전극층(4)은, 예를 들어 포토리소그래피법 등에 의해 그 일부분이 선택적으로 에칭되어 있고, 이것에 의해 공통 전극(41), 개별 전극(42)이 형성되어 있다.
공통 전극(41)은, 커먼 라인부(41A) 및 복수의 연장부(41B)로 이루어진다. 도1A에 도시하는 바와 같이 커먼 라인부(41A)는, 기판(1)의 길이 방향을 따라 연장 하는 부분(주요부)과, 그 양단부로부터 기판(1)의 짧은 방향으로 연장하는 부분(보조부)을 포함한다. 상기 각 연장부(41B)는, 커먼 라인부(41A)의 주요부로부터, 기판(1)의 짧은 방향으로 돌출하고 있다. 커먼 라인부(41A)는, 도시하지 않은 단자부로부터 후술하는 발열 저항부(31)에 대해 일괄하여 전류를 흐르게 하기 위한 부분이고, 큰 면적을 갖는 구성으로 되어 있다.
도2A에 도시하는 바와 같이, 각 개별 전극(42)은, 글레이즈층(2)의 융기부(21)의 정상면 근방에 있어서 발열 저항체(3)의 일부분을 노출시키도록, 그 일단부가 각 연장부(41B)와 간격을 두고 형성되어 있다. 각 개별 전극(42)의 타단부는, 구동 IC(7)에 전기적으로 접속되어 있다. 구동 IC(7)는, 외부로부터 송신되어 오는 프린트용 화상 데이터를 기초로 하여 통전을 제어하기 위한 것이고, 기판(1) 상에 탑재되어 있다. 구동 IC(7)에 의해 개별 전극(42)에 선택적으로 통전이 이루어지면, 발열 저항체(3) 중, 개별 전극(42)과 이것에 대향하는 연장부(41B)와의 사이의 노출 부분이 발열 저항부(31)로서 기능하고, 1개의 발열 도트를 형성하도록 구성되어 있다.
도2B에 도시하는 바와 같이, 공통 전극의 연장부(41B) 및 개별 전극(42)의 표면(41Ba, 42a)에는, 복수의 오목부가 형성되어 있다. 이들 복수의 오목부는, 표면(41Ba, 42a)을 요철형의 거친 면으로 하는 것에 의해 형성되어 있다. 바람직하게는, 표면(41Ba, 42a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)는 0.1 내지 0.5 ㎛이다. 이러한 요철형은, 예를 들어 라이트 에칭 등의 표면 처리 방법에 의해 형성할 수 있다.
금속 박막(5)은, 커먼 라인부(41A)의 상층측에 적층되고, Ni, Cr, Ti 중 적 어도 1종을 포함하는 금속을 도금 처리 혹은 스퍼터링법에 의해 성막한 것이다. 금속 박막(5)의 두께는, 예를 들어 0.2 내지 2.0 ㎛로 설정된다. 커먼 라인부(41A) 및 금속 박막(5)에는, 하층측의 글레이즈층(2) 혹은 발열 저항체(3)까지 관통하는 관통부로서, 평면에서 보아 원형(단면이 원형)의 복수의 관통 구멍(h)이 형성되어 있다. 관통 구멍(h)의 직경은, 바람직하게는 1 내지 10 ㎛이다. 관통 구멍(h)은, 예를 들어 유리 마스크를 이용한 에칭에 의해 형성할 수 있다. 또한, 관통부로서는, 도1B에 도시하는 바와 같이, 관통 구멍(h) 대신에, 단면이 긴 직사각 형상의 슬릿(S)을 형성해도 좋다. 각 슬릿(S)은 짧은 변과 긴 변을 갖고 있다.
보호막(6)은, 발열 저항체(3), 공통 전극(41) 및 개별 전극(42)을 덮도록 형성되어 있고, 예를 들어 SiO2, SiN 등으로 구성되어 있다. 보호막(6)은 CVD법 혹은 스퍼터링법에 의해 형성되어 있다. 보호막(6)의 두께는, 예를 들어 3 내지 10 ㎛로 설정된다. 도2A, 도2B 및 도3에 잘 나타나 있는 바와 같이, 보호막(6)의 일부는, 관통 구멍(h)에 인입되어 글레이즈층(2)이나 발열 저항체(3)와 직접 밀착하고 있다.
다음에, 상기 구성을 갖는 서멀 프린트 헤드(A)의 작용에 대해 설명한다.
본 실시예의 서멀 프린트 헤드(A)에 있어서, 공통 전극(41)의 연장부(41B) 및 개별 전극(42)의 표면(41Ba, 42a)에는 복수의 오목부가 형성되어 있다. 이로 인해, 보호막(6)[전극층(4)의 상층측에 형성됨])의 일부가 표면(41Ba, 42a)의 오목부에 인입되어, 소위 앵커 효과에 의해 보호막(6)의 밀착력의 향상을 도모할 수 있 다. 따라서, 보호막(6)의 박리를 억제하여, 서멀 프린트 헤드(A1)의 내구성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 표면(41Ba, 42a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 0.5 ㎛로 되는 경우에는, 상술한 앵커 효과가 적절히 발휘되는 것으로 되어, 보호막(6)의 박리를 억제하는 것에 적절하다.
또한, 보호막(6)에는, 전극층(4)을 구성하는 Au와 보호막(6)을 구성하는 유리와의 열팽창률의 차에 의해, 이들의 경계면을 따르는 방향으로 비교적 큰 응력을 생기게 할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 상기 경계면을 따르는 방향의 어긋남이 생기기 어려워져, 보호막의 박리를 억제하는 것에 적절하다.
공통 전극(41)의 커먼 라인부(41A)의 상층측에는, Ni, Cr, Ti 중 어느 하나를 함유하는 금속 박막(5)이 형성되어 있기 때문에, 보호막(6)의 밀착력을 높일 수 있다. 구체적으로는, Ni, Cr, Ti 등의 금속은, Au와 비교하면 이온화 경향이 크고 불안정하기 때문에 표면에 산화막을 형성하기 쉽다. 이 산화막의 존재에 의해, 유리와의 밀착성을 확보하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 금속 박막(5)을 전극층(4)[본 실시예에서는 커먼 라인부(41A)]과 보호막(6)과의 사이에 개재시키는 것에 의해, 보호막(6)의 박리를 억제하고, 서멀 프린트 헤드의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 금속은 Au와의 부착력이 우수하기 때문에, 금속 박막(5)이 전극층(4)으로부터 박리된다는 문제점이 생기는 일도 없다.
커먼 라인부(41A) 및 금속 박막(5)에는, 커먼 라인부(41A)의 하면까지 통과하는 복수의 관통 구멍(h)이 형성되어 있다. 여기서, 커먼 라인부(41A)의 상층측에 형성되는 보호막(6)은, 그 일부가 관통 구멍(h)으로 인입되어 커먼 라인부(41A) 의 하층측에 형성된 글레이즈층(2)이나 발열 저항체(3)와 직접 밀착한다. 글레이즈층(2) 혹은 발열 저항체(3)는, 전극층(4)보다도 보호막(6)에 대한 밀착성이 양호하기 때문에, 보호막(6)과 글레이즈층(2)이나 발열 저항체(3)와의 밀착 영역을 확보하는 것에 의해 보호막(6)과의 밀착력이 향상하고, 그 결과, 보호막(6)의 박리를 억제할 수 있다. 또한, 보호막(6)의 일부가 관통 구멍(h)에 인입되어 있기 때문에, 보호막(6)에 그 하층과의 경계면을 따른 응력이 발생해도, 이 경계면을 따르는 방향의 어긋남이 생기기 어려워진다. 따라서, 보호막(6)의 박리를 억제하는 것에 적절하다. 또한, 관통 구멍(h)의 직경이 1 내지 10 ㎛로 되어 있는 경우에는, 보호막(6)의 일부가 관통 구멍(h) 내에 적절히 충전되는 반면, 커먼 라인부(41A)의 단면적이 극단적으로 작아지는 것을 회피할 수 있다. 그 결과, 커먼 라인부(41A)에 있어서의 전압 강하량의 증가가 억제되어 적절하다. 또한, 상술한 바와 같이, 관통부로서 슬릿(S)(도1B)이 형성되어 있는 경우에 있어서도, 슬릿(S) 내에 인입된 보호막(6)의 일부가 글레이즈층(2) 혹은 발열 저항체(3)와 직접 밀착하는 것에 의해, 보호막(6)의 박리를 억제할 수 있다. 여기서, 슬릿(S)은, 커먼 라인부(41A)의 폭 방향에 대해 대략 직교하는 방향으로 연장하도록 형성하는 것이 바람직하고, 슬릿(S)의 폭(짧은 변의 길이)은 1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 이 경우, 커먼 라인부(41A)의 단면적이 극단적으로 작아지는 일이 없어, 커먼 라인부(41A)에 있어서의 전압 강하량의 증가가 억제된다.
공통 전극(41)의 커먼 라인부(41A)는, 각 발열 저항부(31)에 대해 일괄하여 전류를 흐르게 하기 위한 부분이고, 비교적 큰 면적을 갖도록 형성되어 있다.
도4는, 본 실시예를 기초로 하는 서멀 프린트 헤드의 변경예를 설명하는 단면도(도3에 상당)이다. 도4에 도시된 서멀 프린트 헤드(A1a)에서는, 커먼 라인부(41A)의 하층측에 절연막(8)이 형성되어 있다. 절연막(8)은, 보호막(6)의 구성 재료(예를 들어 SiO2, SiN 등)에 대해 밀착성이 우수한 재료가 적절히 선택하여 이용되고, 예를 들어 Ta2O5로 구성되어 있다. 절연막(8)은, 전극층(4)보다도 보호막(6)에 대한 밀착성이 우수하기 때문에, 서멀 프린트 헤드(A1a)에 있어서는, 보호막(6)의 일부가 관통 구멍(h)에 인입되어 절연막(8)과 직접 밀착하는 것에 의해, 보호막(6)의 밀착력이 향상하여, 보호막(6)의 박리를 억제할 수 있다. 또한, 절연막(8)은, 글레이즈층(2)이나 발열 저항체(3)보다도 보호막(6)에 대한 밀착성이 우수하다. 이것에 의해, 서멀 프린트 헤드(A1a)는, 절연막(8) 상의 전극층(4)이 형성되어 있지 않은 범위에 있어서도, 상술한 서멀 프린트 헤드(A1)에 비해 보호막(6)의 밀착력이 향상한다. 따라서, 서멀 프린트 헤드(A1a)에 따르면, 보호막(6)의 박리를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
도5 및 도6은, 본 발명의 제2 실시예를 기초로 하는 서멀 프린트 헤드(A2)를 도시한다. 또한, 도5 이후의 도면에 있어서는, 제1 실시예와 동일 또는 유사한 요소에는, 제1 실시예와 동일한 부호를 붙이고 있다.
서멀 프린트 헤드(A2)는 기판(1), 글레이즈층(2), 발열 저항체(3), 공통 전극(410), 복수의 개별 전극(420), 및 보호막(6)을 구비하고 있다. 또한, 도5에 있어서는, 보호막(6)은 생략되어 있다.
기판(1) 상에는 글레이즈층(2), 전극층(4), 발열 저항체(3) 및 보호막(6)이 순차 적층하여 형성되어 있다. 글레이즈층(2)은, 외면이 대략 원호형으로 융기한 융기부(21)를 갖고 있다. 전극층(4)은 글레이즈층(2)의 상층측에 적층되어 있다. 전극층(4)은 그 일부분이 선택적으로 에칭되고, 후술하는 열 처리를 실시하는 것에 의해 공통 전극(410), 개별 전극(420)이 형성되어 있다.
공통 전극(410)은, 제1 실시예와 같은 형상이고, 커먼 라인부(410A)와 복수의 연장부(410B)를 갖고 있다. 단, 커먼 라인부(410A)에는 관통 구멍이 형성되어 있지 않고, 이 점에 대해 제1 실시예에 있어서의 공통 전극(41)의 형상과 다르다. 각 개별 전극(420)은, 글레이즈층의 융기부(21)의 정상면 근방에 있어서 융기부(21)의 일부분을 노출시키도록, 각 연장부(410B)와 간격을 두고 형성되어 있다. 공통 전극(410) 및 개별 전극(420)에 있어서는, 이러한 표면 근방까지 하층측의 글레이즈층(2)의 유리 성분이 확산하고 있다. 도6 및 도7A 내지 도7D, 내지 도10에 있어서, 전극의 표면 근방에 확산한 유리 성분은 모식적으로 도트로 나타나 있다. 이러한 유리 성분의 확산은, 후술하는 열 처리를 행하는 것에 의해 달성된다.
발열 저항체(3)는, 전극층(4)의 상층측에 적층되어 있다. 발열 저항체(3)는, 글레이즈층의 융기부(21)의 노출 부분을 덮는 동시에 연장부(410B)의 일단부와 개별 전극(420)의 일단부에 걸치도록 형성되어 있다. 발열 저항체(3) 중, 연장부(410B)와 이것에 대향하는 개별 전극(420)과의 사이의 노출 부분이 발열 저항부(31)로서 기능하고, 1개의 발열 도트를 형성하도록 구성되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 발열 저항체(3)가 전극층(4)의 상층측에 형성되어 있는 점, 및 금속 박막(5)이 형성되어 있지 않은 점에 있어서, 제1 실시예의 적층 구조와 다르다.
다음에, 상기한 서멀 프린트 헤드(A2)의 제조 방법의 일례를 도7A 내지 도7D, 내지 도9를 참조하여 설명한다.
우선, 도7A에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 상에, 외면이 대략 원호형으로 융기한 융기부(21)를 갖도록 글레이즈층(2)을 형성한다. 글레이즈층(2)의 형성은, 유리 페이스트를 인쇄ㆍ소성하는 것에 의해 행한다. 계속해서, 도7B에 도시하는 바와 같이 글레이즈층(2) 상에 전극층(4)을 형성한다. 전극층(4)의 형성은, Au를 주성분으로 하는 금속 페이스트를 인쇄ㆍ소성하는 것에 의해 행한다. 계속해서, 전극층(4)의 일부분을 포토리소그래피법 등에 의해 선택적으로 에칭하고, 도7C에 도시하는 바와 같이, 유리 성분이 미확산인 공통 전극(410'), 개별 전극(420')을 형성한다.
계속해서, 기판(1)은, 예를 들어 1시간에 걸쳐 800 ℃ 내지 900 ℃의 열 처리가 실시된다. 전극의 주성분인 Au는, 불순물이 확산하기 쉬운 성질을 갖고 있다. 이로 인해, 도7D에 도시하는 바와 같이, 글레이즈층(2)의 유리 성분이 공통 전극(410'), 개별 전극(420')의 내부에 확산하여, 이들의 표면 근방에 유리 성분을 포함한 공통 전극(410), 개별 전극(420)이 형성된다.
계속해서, 도8A에 도시하는 바와 같이, 발열 저항체층(3')을 형성한다. 발열 저항체층(3')의 형성은, 예를 들어 TaSiO2를 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 성막하는 것에 의해 행한다. 계속해서, 발열 저항체층(3')의 불필요 부분을 에칭에 의 해 제거하고, 도8B에 도시하는 바와 같이 발열 저항체(3)를 형성한다.
계속해서, 도9에 도시하는 바와 같이 보호막(6)을 형성한다. 보호막(6)의 형성은, 예를 들어 SiO2 혹은 SiN을 CVD법 혹은 스퍼터링법에 의해 성막하는 것에 의해 행한다.
본 실시예에 따르면, 공통 전극(410) 및 개별 전극(420)의 표면 근방에는 글레이즈층(2)의 유리 성분이 확산하고 있다. 유리는, Au보다도 보호막(6)에 대한 밀착성이 우수하기 때문에, 공통 전극(410) 및 개별 전극(420)의 표면 근방에 확산한 유리 성분이 접착제로서 기능하여, 보호막(6)의 밀착력이 향상한다. 따라서, 서멀 프린트 헤드(A2)의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
도10은, 제2 실시예를 기초로 하는 서멀 프린트 헤드의 변경예를 설명하는 단면도이다. 도10에 도시된 서멀 프린트 헤드(A2a)는, 글레이즈층(2)과 전극층(4) 사이에 스퍼터링법 등에 의해 금속막(9)이 형성된 구성을 갖고 있다. 금속막(9)의 형성은, 글레이즈층(2) 상에, 예를 들어 Ni, Cr, Ti 중 어느 하나를 함유하는 금속을 스퍼터링에 의해 성막하는 것에 의해 행한다. 이 서멀 프린트 헤드(A2a)에 있어서는, 상술한 바와 같이 전극의 형성 후에 열 처리를 행하는 것에 의해, 금속막(9)에 포함되는 상기 금속 성분이 표면 근방까지 확산한 공통 전극(411), 개별 전극(421)으로 된다. 상기 금속은, Au보다도 보호막(6)에 대한 밀착성이 우수하기 때문에, 공통 전극(411) 및 개별 전극(421)의 표면 근방에 확산한 상기 금속 성분이 접착제로서 기능하고, 보호막(6)의 밀착력이 향상한다. 또한, 보호막(6)의 종 류에 따라서는, 글레이즈층(2)의 유리 성분보다도 금속막(9)의 금속 성분의 쪽이 보호막(6)과의 밀착성이 우수한 경우가 있고, 이러한 경우에 서멀 프린트 헤드(A2a)는 적절하다. 또한, 금속막(9)을 소정의 두께 이하의 박막으로 하는 것에 의해, 서멀 프린트 헤드(A2a)에 있어서도, 글레이즈층(2)의 유리 성분이 공통 전극(411), 개별 전극(421)의 표면 근방까지 확산하는 것을 기대할 수 있다.
본 발명은, 상기한 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전극에 형성되는 오목부는, 에칭에 의해 형성된 것에 한정되지 않고, 샌드블래스트 처리나 스테퍼의 이용 등 다른 방법에 의해 형성된 것이라도 좋다.
상기 제1 실시예에 있어서, 라이트 에칭에 의한 오목부의 형성은, 전극의 일부만에 대해 행해도 좋고, 전극 전체에 걸쳐 행해도 좋다. 마찬가지로, 금속 박막(5) 혹은 관통 구멍(h)의 형성도 전극의 일부만에 대해 행해도 좋고, 전극 전체에 걸쳐 행해도 좋다.
본 발명에 있어서, 관통부는, 평면에서 보아 원형의 관통 구멍 혹은 평면에서 보아 긴 직사각 형상의 슬릿에 한정되는 것은 아니다. 관통부의 형상, 개수 및 배치 등은 적절히 설정 가능하다.
보호막은, 상기 각 실시예에서의 단층 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 보호막은, 내마모층 등을 구비한 2층 이상으로 이루어지는 적층 구조를 갖는 것이라도 좋다. 또한, 본 발명의 서멀 프린트 헤드는 박막형이라도 좋고 후막형이라도 좋다.

Claims (11)

  1. 기판과, 글레이즈층과, 발열 저항체와, 이 발열 저항체에 통전을 행하기 위한 Au를 주성분으로 하는 전극과, 상기 발열 저항체 및 전극을 덮는 보호막을 구비하고 있고,
    상기 전극의 표면에는 상기 전극 및 상기 보호막 사이의 박리를 방지하기 위한 복수의 오목부가 형성되어 있고, 이들 오목부는 상기 전극의 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 0.5 ㎛로 되는 것에 의해 형성되어 있는 서멀 프린트 헤드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 전극에는 그 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통부가 의해 형성되어 있는 서멀 프린트 헤드.
  4. 제3항에 있어서, 각 관통부는 단면이 원형인 서멀 프린트 헤드.
  5. 제4항에 있어서, 각 관통 구멍의 직경은 1 내지 10 ㎛인 서멀 프린트 헤드.
  6. 제3항에 있어서, 각 관통부는 단면이 직사각형인 서멀 프린트 헤드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 직사각형은 짧은 변 및 긴 변을 갖고 있고, 상기 짧은 변의 길이는 1 내지 10 ㎛인 서멀 프린트 헤드.
  8. 제3항에 있어서, 상기 전극의 하층측에 형성된 절연막을 더 구비하는 서멀 프린트 헤드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전극 상에는 Ni, Cr 및 Ti 중 적어도 1종을 함유하는 금속 박막이 형성되어 있는 서멀 프린트 헤드.
  10. 삭제
  11. 삭제
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