WO1999026787A1

WO1999026787A1 - Tete d'impression thermique et son procede de fabrication

Info

Publication number: WO1999026787A1
Application number: PCT/JP1998/005282
Authority: WO
Inventors: Takumi Yamade; Hiroaki Hayashi; Eiji Yokoyama
Original assignee: Rohm Co., Ltd.
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 1999-06-03
Also published as: EP1043165A4; DE69812176D1; KR100339046B1; CN1279636A; CN1108930C; KR20010031997A; EP1043165B1; TW509144U; EP1043165A1; US6304280B1; DE69812176T2; JP3996347B2

Description

曰月糸田 β 発明の名称

サ一マルプリントへッド、およびこれの製造方法技術分野

本発明は、熱転写方式または感熱方式によつて記録媒体に印字を行なうためのサーマルプリン卜へッド、およびこのサーマルプリン卜へッドの製造方法に関する。景技術

図 7は、従来のサ一マルプリン卜へッドの概略平面図であって、このサーマルプリン卜へッドは薄膜型である。サ一マルプリントへッド 5 1は、細長い矩形状をした基板 5 2を有している。基板 5 2の表面には、長手方向に沿う両辺 5 2 a , 5 2 bのうちの一方の辺 5 2 aの近傍に、長手方向に沿って抵抗体層 5 3が直線状に配置されている。抵抗体層 5 3と基板 5 2の一方の辺 5 2 aとの間の帯状領域には、コモン配線パターン 5 4が配置されている。コモン配線パターン 5 4の両端部は、基板 5 2の他方の辺 5 2 bに至るまで延ばされている。コモン配線パターン 5 4の両端部のうちの一方の端部は、コモン用端子 5 5に接続されている。図 8は、サーマルブリン卜へッド 5 1の要部拡大平面図であって、コモン配線パターン 5 4から、多数の共通電極 5 4 aが全体として櫛歯状に延ばされているこれらの櫛歯状の共通電極 5 4 a間に入り込むようにして、個別電極 5 6の一端が延出されている：各個別電極 5 6の他端部は、基板 5 2上に搭載される駆動 I C 5 7の近傍まで延びており、図外のワイヤボンディング用パッドを介して駆動 I C 5 7の出力端に接続されている。

抵抗体層 5 3は、図 8に一点鎖線で示すように、櫛歯状の共通電極 5 4 aおよびこれらの間に入り込む個別電極 5 6に重なるようにして形成されている：隣合う櫛歯状共通電極 5 4 aによって、発熱素子 5 3 aが規定される。すなわち、任意の個別電極 5 6に通電されると、その ί固別電極 5 6を挟む 2つの櫛歯状の共通電極 5 4 aで囲まれる領域の抵抗体層 5 3に電流が流れ、その部分が発熱素子 5 3 aとして機能する。

図 9は、サーマルプリントへッド 5 1の要部拡大断面図であって、アルミナセラミックなどの絶縁性材料でできた基板 5 2の表面における一方の辺 5 2 aよりの部位に、長手方向に延びるようにしてグレーズ層 6 1が形成されている。このグレーズ層 6 1を覆うようにして、薄膜状の抵抗体層 5 3が形成されている。この抵抗体層 5 3の上には、グレ―ズ層 6 1の頂部にお (■、て所定範囲にわたつて抵抗体層 5 3を露出させるようにして導体層 6 2 a， 6 2 bが形成されている。この抵抗体層 5 3が露出した部分が発熱素子 5 3 aとして機能する：抵抗体層 5 3 から図 9の右側に延びる導体層 6 2 bは、個別電極 5 6として機能する。抵抗体層 5 3から図 9の左側に延びる導体層 6 2 aは、共通電極 5 4 aとして機能する。各発熱素子 5 3 aおよび導体層 6 2 a , 6 2 bを覆うようにして、かつ各睏別電極 5 6のワイヤボンディング用パッドを露出させるようにして、而寸酸化膜 6 3および保護膜 6 が形成されている。

グレーズ層 6 1、抵抗体層 5 3、導体層 6 2 a , 6 2 b , および耐酸化膜 6 3 は、複数個の基板 5 2が集合した集合基板の状態で形成され、耐酸化膜 6 3が形成された集合基板の状態でさらに保護膜 6 4が形成される。具体的には保護膜 6 4は、たとえば以下のようにして形成される。先ず、ワイヤボンディング用パッドを含む保護膜 6 4を形成しな '、、領域を覆うようにしてレジスト罾 6 5を形成する。次に、 C V Dやスパッタリングなどによって、たとえば T a 0.5 膜などを成長させる.：次に、レジスト層 6 5をエッチング処理により除去する。このようにして保護膜 6 4が形成された集合基板は、各基板 5 2毎に分割され、各基板 5 2毎に駆動 I C 5 7が実装される。さらに、これら駆動 I C 5 7と各個别電極 5 6とをワイヤボンディングなどによって導通することにより、腥别のサ一マルプリン卜へッド 5 1とされる。

しかしながら、上述したような製造方法によって形成されたサ一マルプリン卜へッド 5 1は、保護膜 6 4力 <形成された後に集合基板を分割することによって得られるため、基板 5 2の一方の辺 5 2 a则の側面および各層 6 1， 5 3 , 6 2 a , 6 3の側面、すなわち分割面 6 6には保言劐莫 6 4が形成されておらず、分割面 6 6力く剥き出しとされている。通常、集合基板の分割は、スクライブラインに沿て切れ目を入れ、応力を加えるなどの手法により行なわれており、その分割面 6 6には凹凸が生じてその状態は非常に悪いものとなっている。このように、サーマルプリン卜へッド 5 1の分割面 6 6は、その表面状態が非常に悪い上に剥き出し状態とされている。このため、サーマルプリントへッド 5 1を所定の筐体内などに組み込む場合などの取り扱い時に、基板 5 2の一方の辺 5 2 a側の側面など力く筐体やその他の部材と接触した場合には、容易に基板 5 2の一方の辺 5 2 a側の端部や各層 6 1， 5 3， 6 2 a , 6 3の端部がカケたり、あるいは割れたりしてしまう。

また、保護膜 6 4は、レジスト層 6 5を形成して膜を成長させた後にレジスト層 6 5をエッチング処理して形成されるため、保護膜 6 4の端部 6 4 a付近には、保 ¾]]莫 6 4の厚みの分だけ段差が生じてしまう _c ところで、サ一マルプリン卜へッド 5 1力組み込まれた画像形成装置では、記錄紙 6 7が発熱素子 5 3 aと接触するようにして紙送りされるのである力く、保言劐莫 6 4の端部 6 4 a付近に段差がある場合には、記録紙 6 7の先端部が段差部分に弓 Iつかかつてしまうこと力くある。このような場合には、記録紙 6 7が発熱素子 5 3 aの部分に達せず、紙詰まりとして処理されて画像形成装置が停止してしまう。

一方、図 1 Qに示すように、基板 7 1表面の保護膜を形成すべき部分が露出するように、複数の基板 7 1を重ねて配置し、この状態でスパッタリングにより保 ί蒦膜を¾成するサーマルブリントへッドの製造方法が提案されている（たとえば特開平 5 - 9 2 5 9 6号公報参照）：基板 7 1の表面には、グレーズ層の形成時に、グレーズ層と同じ材質の多数の突起 7 2が列状に形成されている。これらの突起 Τ 2は、互いに重ね合わされる基板 7 1の表面と裏面との擦れ合いによって個別電極などが損傷するとの仮定の基に、それを防止する目的で設けられたものである:.

ところが、このような製造方法では、基板 7 1の表面に多数の突起 7 2を突設するためのスペースを確保する必要があり、配線の高密度化を妨げる恐れがある。また、突起 7 2の突設位置によっては、サーマルプリン卜へッドによる記録時に記 £¾紙の先端部が突起 7 2に引つかかるおそれもある：発明の開示

そこで、本発明の目的は、表面状態の悪さに起因するサ一マルプリン卜へッドの部分的な損傷を防止すると同時に、記録時における §Ξϋ紙の引っ掛かりを極力低减することにある。

本発明の第 1の側面によれば、長手状とされた基板表面の幅方向一側よりの部位に多数 f@の発熱素子が列状に形成されているとともに、これらの発熱素子を覆うようにして基板表面の幅方向一側よりの部位に保護膜が形成されたサ一マルプリントへッドであって、保觀莫力く、基板表面の幅方向一側よりの部位から基板の側面にまで連続して形成されているとともに、保護膜における基板表面の幅方向他側よりの端部が、テーパ状とされていることを特徴とする、サーマルプリン卜へッドが提供される。

好ましい実施の形態においては、保護膜は、基板脷面の裏面との境界線にまで達している。

本発明の第 2の側面によれば、長手状とされた基板表面の幅方向一側よりの部位に多数個の発熱素子が列状に形成されて、るとともに、これらの発熱素子を覆うようにして基板表面の幅方向一側よりの部位に保護膜が形成されたサーマルプリントへッドを製造する方法であって、基板が複数個集合した集合基板の段階で発熱素子を形成しておき、この集合基板を分割することにより、発熱素子が形成された複数 (1の基板を得、これら各基板に保護膜を形成するに際して、保護膜が、基板表面の幅方向一側よりの部位から基板の側面にまで連続して形成され、力、つ、保護膜における基板表面の幅方向他側よりの端部がテーパ状になるように形成することを特徴とする、サーマルプリントへッドの製造方法が提供される：

好ましい実施の形態においては、保護膜が、基板側面の裏面との境界線にまで達するように形成する。

他の好ましい実施の形態においては、保護膜を形成するに際して、複数の基板を、保護膜を形成すべき領域を露出させるようにして幅方向に位置ずれさせて厚み方向に重ね合わせ、この姿勢において保護膜を形成する。

本発明の種々な特徴及び利点は、以下に添 ί寸図面に基づ、て説明する実施例より明らかになるであろう。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実 i例におけるサーマルプリン卜へッドの要部断面図である。

図 2は、図 1に示すサーマルプリントへッドにおいて耐酸化膜および保議莫を形成していな L、状態を表す要部斜視図である。

図 3は、図 1に示すサーマルプリントへッドを得るための集合基板の説明図である。

図 4は、図 1に示すサーマルプリントへッドの製造時に、保護膜を形成するときの基板の重ね合わせ状態を表す断面図である。

図 5は、図 1に示すサーマルプリントへッドの製造時に、各基板の重ね合わせ状態を維持するための治具の一例を表す全体斜視図である。

図 6は、図 1に示すサ一マルプリントへッドの製造時に、保護膜が形成された状態を表す要部断面拡大図である。

図 7は、従来のサーマルプリン卜へッドの概略平面図である。

図 8は、図 7に示すサ一マルプリントへッドの要部拡大平面図である。

図 9は、図 7に示すサ一マルプリントへッドの要部拡大断面図である。

図 1 ◦は、別の従来のサ一マルプリントへッドの製造方法の説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例を図 1〜図 6に基づ L、て説明する。本実施例にお、ては、いわゆる薄膜型のサ一マルプリン卜へッドを採用している。

図 1および図 2に示すように、サ一マルプリン卜ヘッド 1は、アルミナセラミックなどの絶縁性材料でできた長手状の基板 2を備えて L、る。基板 2の表面における幅方向一側よりの部位に、長手方向（図 2の矢印 A B方向）に延びるようにしてグレーズ層 3が形成されている。グレーズ層 3は、たとえばガラスペーストを用いた印刷 '焼成によって形成され、その断面は焼成時におけるガラス成分の流動に起因して滑らかな弓形状を呈している。基板 2ないしグレーズ層 3の表面には、グレーズ層 3を覆うようにして薄膜状の抵抗体層 4が形成されている。抵抗体層 4は、 T a S i 0 ₂ を用いた C V D法またはスパッタリングによって、たとえば 5 0 0〜1 5 0 O Aの厚みに形成されている。

抵抗体層 4の上には、導体層 5 a , 5 bが形成されている。導体層 5 a . 5 b は、エッチング処理を施すなどしてグレーズ層 3の頂部において所定範囲にわたつて抵抗体層 4を露出させるようにして形成されており、抵抗体層 4が露出した部分が発熱素子 4 aとして機能する。

図 2に良く表れて L、るように、抵抗体層 4および導体層 5 a , 5 bには、基板 2の幅方向（図 1および図 2の矢印 C D方向）に延びるようにして、複数のスリット 6が形成されている。スリット 6は、抵抗体層 4および導体層 5 a， 5 bに対して、エツチング処理を施すなどして形成される。このようなスリット 6を形成することによって、各発熱素子 4 aが独立駆動可能とされている。発熱素子 4 aから図 1および図 2の右側に延びる導体層 5 bは、個別電極として機能する。各発熱素子 4 a力、ら図 1および図 2の左側に延びる導体層 6 aは、相互に接続されて共通電極として機能する。

各発熱素子 4 aを覆うようにして、力、つ各睏別電極のワイヤボンディング用パッドを露出させるようにして、耐酸化膜 7が形成されている。耐酸化膜 7は、 S i〇.：などを用いた C V D法またはスパッタリングによって、たとえば 3 0 0 0 〜6 0 0 0 Aの厚みに形成されている。

耐酸化膜 7の上には、保謎莫 8力 <形成されている。保護膜 8は、幅方向一端部 8 aが、基板 2の幅方向一端側の側面 2 aにまで連続して形成されており、側面 2 aの保護膜 8は、側面 2 aと基板 2の裏面との境界線まで達している。保護月莫 8は、他端部 8 bがテーパ状とされている。すなわち保護膜 8の他端部 8 bは、他端に近づくにつれて次第に膜厚が薄くなつている。保護膜 8は、 T a ₂ 0 ₅ あるいは S 1 3 X , などを用いた C V D法またはスパッタリングによって、たとえば 2〜4 / mの厚みに形成される。

以下、図 3ないし図 6を参照しつつ、保護膜 8の形成方法を簡単に説明する。グレ一ズ層 3、抵抗体層 4、導体層 5 a , 5 b、および耐酸化膜 7は、図 3に示すように、サ一マルプリン卜へッド 1となるべき複数の基板 2が集合した集合基板 1 5の状態で形成されるが、保護膜 8は、集合基板 1 5の状態ではなく、集合基板 1 5をスクライブライン 1 6に沿って分割して得られる ϋ々の基板 2の状態で形成される。だだし、本実施例においては、各基板 2毎に保護膜 8を形成するのではなく、複数枚の基板 2に対して同時に保護膜 8が形成される。

すなわち、図 4に示すように、 1枚の集合基板 1 5力、ら得られる、たとえば 6 枚の基板 2を互いに幅方向に位置ずれさせて厚み方向に重ね合わせ、平面視において保護膜 8を形成すべき領域力〈露出した状態とする。この状態では、発熱素子 4 aが形成された領域を含む耐酸化膜 7の大部分と、これと連続する基板 2の側面 2 aとが露出させられており、この状態で各基板 2に対して同時に保護膜 8を形成する。なお図 4においては、互いに隣接する基板 2の表面と裏面とが全面にわたつて隙間なく密着しているように描かれて L、る力 <、基板 2の表面にはグレーズ層 3などが形成されていることから、現実には、複数の基板 2を重ね合わせた場合、互いに隣接する基板 2の表面と裏面との間には若干の隙間が生じる。

このような保護膜 8を形成すベき領域の露出状態は、たとえば図 5に示す治具 1 1によって維持される：治具 1 1は、ベース部材 1 2の長手方向の両端部に一対の載置台 1 3力 ¾置された構成とされている。各載置台 1 3に:ま、側面 1 3 a まで延びる複数（本実施例では 6つ）の凹部 1 4が形成されている〕凹部 1 4は、連続して形成されて波形状を呈している：各載置台 1 3は、波形状の部分が互い：こ対向するようにして配置されている：基板 2は、一対の載置台 1 3の凹部 1 4 間を橋渡すようにして載置される。

治具 1 1によって所定の姿勢が維持された各基板 2の露出した領域には、 T a ： 0 .5 あるいは S , などを用いた C V D法またはスパッタリングによって、たとえば 2〜4 mの厚みに保護膜 8が形成されるつすなわち、耐酸化膜 7の上に保護膜 8が形成されるとともに、さらに連铳して基板 2の側面 2 aにまで保護膜 8が形成される。そして保護膜 8力く、少なくとも基板 2の側面 2 aと基板 2の裏面との境界線に達するまで、スパッタリングを継続する：

このため、たとえ基板 2の側面 2 aや各層 4， 5 a , 7の側面が凹凸の生じた状態の悪いものであったとしても、これらの面が確実に保護膜 8によって覆われて表面には現れてこない。した力くつて、サ一マルプリン卜へッド 1を所定の筐体内などに組み込む場合などの取り扱い時に、基板 2の側面 2 aなどが筐体やその他の部材などと接触したとしても、基板 2の側面 2 a側の端部や各層 4 , 5 a , 7の端部が力ケたり、あるいは割れたりしてしまうといつた不具合力生じることはない：

また、保の形法では、保護膜 8を形成すべき領域を露出させておき、保護膜 8を形成すベきでな L、領域は他の基板 2によつて重ね合わされて隠されているため、保 I1 8を形成しない領域にレジス卜層を形成する必要がないといつた利点が得られるとともに、これにともないレジス卜層をェッチング処理する必要がなくなるといつた利点も得られる。

ところで、保護膜 8を形成しない領域に重なっている基板 2は、レジス卜層のように基板 2に固着形成されたものではない。このため、保護莫 8が成長している状態では、重ね合わされた基板 2の端部が持ち上げられ基板 2が重なつている部分にまで膜の一部が成長する力く、基板 2が重なつて L、る部分の膜成長は露出している部分に比べて遅くなる。この結果、保護膜 8の他端部 8 bは、先端側ほど膜厚が小さいテ一パ状になる。

このように、従来のサーマルプリントへッドでは、図 9に示すように保劐莫 6 4の端部 6 4 a付近に段差が生じていたが、本実施例では、図 1に示すように保 ¾膜 8の他端部 8 bがテ一パ状とされているつしたがって、サ一マルプリン卜へッド 1を所定の筐体などに組み込んで画像形成装置を構成した場合には、記録媒 ί本としての記氏 2 1が紙送りされるときに、保護膜 8の他端部 8 bに記録紙 2 1の先端部が引つかかってしまうことがない。すなわち、図 1に良く表れているように、サ一マルプリントへッド 1を備えた画像形成装置では、保劐莫 8の他端部 8 bがテ一パ状とされて紙送りがスムースに行なえるようになされており、保議莫 8を形成することに起因して紙詰まりが生じるといったことがない。

なお、上記実施 ί列においては、同時に 6枚の基板 2に保護膜 8を形成する場合について説明し十:が、同時に保護膜 8を形成すべき基板 2の枚数は適宜選択すればよく、また各基板 2を所定の姿勢で維持する治具 1 1の構成も適宜設計変更可能である：また、上記実施例においては、いわゆる薄膜型のサ一マルブリン卜へッドについて説明したが、本発明は厚膜型のサ一マルプリン卜へッドについても適用可能であるのはいうまでもない。

Claims

言青求の範囲

1 . 長手状とされた基板表面の幅方向一側よりの部位に多数個の発熱素子が列状に形成されて、るとともに、これらの発熱素子を覆うようにして前記基板表面の幅方向一側よりの部位に保 M莫が形成されたサーマルプリントへッドであつて、

前記保護膜が、前記基板表面の幅方向一側よりの部位から前記基板の側面にまで連続して形成されて、るとともに、前記保護膜における前記基板表面の幅方向他側よりの端部力く、テ一パ状とされていることを特徴とする、サ一マルプリントへッド。

2 . 前記保劃莫は、前記基板側面の裏面との境界線にまで達している、請求項 1に記載のサ一マルプリン卜へッド。

3 . 長手状とされた基板表面の幅方向一側よりの部位に多数個の発熱素子が列状に形成されているとともに、これらの発熱素子を覆うようにして前記基板表面の幅方向一側よりの部位に保護膜が形成されたサーマルプリン卜へッドを製

ΧΞ. < 0 /7 ί去でめつ一し、

前記基板が複数個集合した集合基板の段階で前記発熱素子を形成しておき、この集台基板を分割することにより、前記発熱素子が形成された複数個の前記基板を得、これら各基板に前記保護膜を形成するに際して、前記保護膜力前記基板表面の幅方向一側よりの部位から前記基板の側面にまで連続して形成され、力、つ、前記保護膜における前記基板表面の幅方向他側よりの端部がテ一パ状になるように形成することを特徴とする、サ一マルプリントへッドの製造方法。

4 . 前記保誦莫が、前記基板側面の裏面との境界線にまで達するように形成する、請求項 3に記載のサーマルプリントへッドの製造方法。

5 . 前記保 I 莫を形成するに際して、複数の前記基板を、前記保 ¾ を形成すベき領域を露出させるようにして幅方向に位置ずれさせて厚み方向に重ね合わせ、この姿勢において前記保を形成する、請求項 3に記載のサ一マルプリントヘッドの製造方法。