JPH02184458A - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ファクシミリやプリンターなどの印字用デ
バイスであるサーマルヘッドの製造法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

一般に、サーマルヘッドは感熱記録紙上に数字、文字、
記号などを記録するために用いられるものであり、通常
は、セラミックなどの絶縁性基板上に１対の電極を形成
するとともに、両電極間に発熱体としての抵抗体を電気
的に接続して構成されている。そして、サーマルヘッド
を用いて記録を行なう場合には、両電極間の抵抗体に電
圧を印加して抵抗体を発熱させ、その熱を感熱記録紙に
与えることによって、感熱記録紙には抵抗体の発熱に応
じて感熱記録が行なわれる。ここで、感熱記録紙として
は、周知のように、熱を与えることによって物理的ある
いは化学的に変色するように処理されたものが用いられ
る。

以上のように、サーマルヘッドの基幹要素は電極と発熱
抵抗体であり、これらは一般に厚膜法と呼ばれるペース
トを印刷、焼成して形成する方法と、薄膜法と呼ばれる
スパッタリングやＣＶＤによって形成する方法によって
絶縁基板上に作成されている。これらの方法を組み合わ
せると次の４組となる。

（イ）電極；厚膜法　　　抵抗体；厚膜法（ロ）電極；
厚膜法　　　抵抗体；薄膜法（ハ）電極；薄膜法　　　
抵抗体；厚膜法に）電極；薄膜法　　　抵抗体；薄膜法
このような組み合せのうちどれを採用して製造するかは
、要求されるサーマルヘッドの性能、品質、設備、生産
量、コスト等種々の要因によって決定されているが、−
膜内には、薄膜法が高品質、高性能のものが得られる反
面、コスト高となっている。

さて第５図は例えば特開昭５８−２２０７６９号公報に
示された上記（（２）に概当する電極が厚膜法で抵抗体
が薄膜法の従来のサーマルヘッドを示す断面図であり、
図において（［）は絶縁基板、（１）は薄膜法により形
成された発熱抵抗体、（３）は厚膜法により形成された
導体パターン、（３ａ）は導体パターン段差である。（
４）は発熱抵抗体の周囲を保護する保護膜、（４ａ）は
凹みである。（５）は番数の発熱抵抗体（２）を駆動す
るための駆動用ＩＣで（６）は発熱抵抗体（２）からの
熱により発色する感熱紙である。

上記第５図に示した電極−厚膜法、抵抗体−薄膜法のも
のは、電極−厚膜法、抵抗体−厚膜法のものに比較して
抵抗のバラツキが少く、印加電力も少く、かつ熱応答性
が良いという面を有していて、最近のサーマルヘッドの
ように感熱記録紙とに高精度で高速の熱記録を行うとい
う要求に対して有利な構造のものである。

ン（３）に電流が流れる。この電流は厚膜の導体パター
ン（３）より発熱抵抗体（２）に供給されて発熱抵抗体
（２）が発熱する。発熱の際の発熱抵抗体（２）の酸化
劣化を防止するため、かつ印字の際の感熱紙（６）との
摩擦から発熱抵抗体（２）や導体パターン（３）を保護
するために保護膜（４）を形成する。また保護膜（４）
に押しあてられた感熱紙（６）は発熱抵抗体（２）より
保護膜（４）を介して伝えられた熱と反応して発色し、
文字や図形が表示される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のサーマルヘッドは以上のような構成で製造されて
いるので次のような問題点があった。

印導体パターン（３）がＡｌや金などの金属材料を含有
する導電ペーストを用いた厚膜導体であるので、この厚
膜導体パターン（３）上の保護膜（４）は、導体パター
ン段差（３ｉ）を埋めることができず、第５図に示すよ
うに凹み（４ａ）を有するものとなる。

（切また第７図に示ごとく導体パターン段差（３ａ）部
には、ステップカバレッジの悪い保護膜（４ｂ）や、そ
のため露出した導体（３ａ）が発生する。

（ハ）さらに第６図に示すように発熱抵抗体（２）の発
熱部（２ａ）で発生した熱は、絶縁基板（１）と導体パ
ターン（３）と保護膜（４）に伝わる。ここで導体パタ
ーン（３）は厚膜構造なので熱容量が大きく従って大部
分の熱流（８）が導体パターン（３）に伝わる。残りの
熱流（９）αＱのうち（９）が保護膜（４）に伝わるこ
とになるが、保護膜（４）と感熱紙（６）の間に伝わる
熱は凹み（４ａ）を介して伝達されているので極く小さ
な熱流ＤＩ＞となり、熱効率が非常に悪い。

に）凹み（４ａ）を有するために保護膜（４）と感熱紙
（６）との密着性分が悪い。などの問題点があった。

これらを解消する一方法として特公昭６２−３０１１４
号に、導体材料としてメタル・オルガニックペーストを
用いて厚膜法により極めて薄い導体パターンを形成し、
この導体パターンとに厚膜発熱抵抗体を形成することが
示されているが、この方法においても発熱抵抗体が７ｇ
膜なる故に上記（６）および（ハ）の問題点を完全に解
消し得たものではなかった。

また、導体パターンを薄膜化しかつ発熱抵抗体も薄膜化
することで、上記（６）〜に）の問題点を解消すること
が可能となるが、コスト面設備面等の観点から必ずしも
全面的に採用されていない。

この発明は上記のような（イ）〜に）の問題点全解消す
るためになされたもので、厚膜法による極めて薄い導体
パターンを形成しこれを高温の熱処理することで拡散し
て絶縁基板に埋めこみその土に薄膜法の発熱抵抗体を形
成することで、コストが安価で熱効率が良く、ステップ
カバレッジのない、感熱紙との密着性のよい信頼性の高
いサーマルヘッドの製造方法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るサーマルヘッドの製造方法は絶縁基板上
にメタル・オルガニックペーストを用いて形成した導体
パターンを高温熱処理にて拡散して上記絶縁基板に埋め
こみこの導体パターンの上に薄膜法による発熱抵抗体を
形成したものである。

〔作用〕

この発明により製造されたサーマルヘッドは、導体パタ
ーンが薄くかつ、熱処理によって絶縁基板と拡散して絶
縁基板表面に埋め込まれ、その上面に薄膜発熱抵抗体を
形成するので保護膜表面に凹みがなくて表面が滑らかと
なり、熱伝達効率が向上し、保護膜と感熱紙との密着性
を高める。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、αηは絶縁基板に導体パターンＣｌ力
をメタル・オルガニックペーストを用いて印刷、焼成し
て形成したのち、絶縁基板Ｏｐと上記導体パターン０υ
との相互拡散を目的として高温の熱処理を施し、絶縁基
板αつの中に導体パターン０復を埋めこんだものである
。（２）は上記導体パターン６１および絶縁基板（ロ）
上に薄膜法によって形成された発熱抵抗体、（４）は保
護膜である。こ＼で、第５図に示した従来の厚膜の導体
パターン（３）と比較して、メタル・オルガニック導体
パターン（ロ）は、特公昭６２−３０１１４　　号に示
された如く焼成により０．３μｍ程度と従来のものの約
１／１０程度の極薄パターンであり、従って導体パター
ン段差（３１ｍ）は極めて小さい。

従って、第１図からも判るように絶縁基板０ηと導体パ
ターン６つ上面とはほぼ面一となり、この上に薄膜法に
より形成された発熱抵抗体（２）の上面は滑らかとなり
、保護膜（４）の表面には従来例のような凹み（４ａ）
は生じない。

こ＼で第３図に熱処理温度による導体パターンと絶縁基
板との段差のデータを示す。この例では８５０℃におい
て段差が０となっているが、絶縁基板材質や処理温度に
よって段差の程度が異ってくることは言うまでもない。

次に動作について説明する。駆動用Ｉ　Ｃ（５）に外部
より信号が入り、導体パターン６優に電流が流れる。こ
の電流は導体パターン６ｐより発熱抵抗体（２）に供給
されて、発熱抵抗体（２）が発熱する。保護膜（４）は
発熱の際に発熱抵抗体（２）が酸化し劣化することを防
止するためや、印字の際の感熱紙（６）等との摩擦から
、発熱抵抗体（２）カ導体パターン（ロ）を保護する。

保護膜（４）に押しあてられた感熱紙（６）は、発熱抵
抗体（２）より保護膜（４）を介して伝達された熱に反
応して発色し、文字や図形を表示する。

ここで発熱抵抗体（２）で発生した熱は、第１図に示し
た如く導体パターン６１）との熱接触面が少なくかつ、
導体パターンＣ（ｌ）が極めて薄くて熱容量が小さいた
め、そのほとんどが保護膜（４）に伝達される。

そして保護膜（４）には従来例の如く凹み（４ａ）を有
していないために、感熱紙（６）に効率よく熱全伝達す
る。さらに保護膜（４）と感熱紙（６）との密着が良好
となる。

第２図はこの発明のサーマルヘッドの熱伝搬を示した図
である。発熱抵抗体（２）の発熱部（２ａ）で発生した
熱は、導体パターンｃｌ］）への熱流（８）と、保護膜
（４）への熱流（９）と、絶縁基板αｐへの熱流α０と
なるが、上記したように発熱抵抗体（２）と導体パター
ン６ｐとの熱接触面積が小さいため、および導体パター
ン６つが薄膜で熱容量が小さいために発生熱のほとんど
が保護膜（４）への熱流（９）となる。保護膜（４）に
伝達された熱は、良く密着した感熱紙（６）に効率よく
伝達される。このように熱効率が一層向土した省エネの
サーマルヘッドが得られる。また第４図の如く、導体パ
ターン６ηと発熱抵抗体（２）および絶縁基板（ロ）と
の間に段差がないため保護膜（４）もステップカバレッ
ジの問題が無くなり、高信頼度で寿命の長いサーマルヘ
ッドとなる。

なお、この発明による一実施例では、絶縁基板（ロ）の
中に導体パターン６］）の厚み全部を埋めこんだ例を示
したが、導体パターン（切の厚みの一部分を埋め込んだ
ものでる・りてもよい。

なおまた上記実施例では、導体パターンｃｌｉメタル・
オルガニックペーストを印刷・焼成して形成している例
を示したが、印刷・焼成の後に、写真製版・エツチング
により導体パターンを形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、絶縁基板上にメタル・
オルガニックペーストを用いて形成した導体パターンを
高温熱処理にて拡散して絶縁基板に埋めこみ、この導体
パターンとに薄膜法による発熱抵抗体を形成したので、
熱伝達効率の良い、省エネで、感熱紙との密着性のよい
、ステップカバレッジの無い、印字バラツキの少い高信
頼性で寿命の長い安価なサーマルヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるサーマルヘッドを示
す断面図、第２図は第１図で示したサーマルヘッドの熱
伝搬を示した図、第３図は熱処理温度による導体パター
ンと絶縁基板との段差のデータを示す図、第４図は保護
膜部分の拡大断面図、第５図は従来のサーマルヘッドの
断面図、第６図ハ従来のサーマルヘッドの熱伝搬を示し
た図、第７図は従来の保護膜部分の拡大断面図である。 図中、（１）、（ロ）は絶縁基板、（２）は発熱抵抗体
、（３）（ロ）は導体パターン、（４）は保護膜、（６
）は感熱紙である。 なお、図中、同一符号は同一、 示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基板上にメタルオルガニックペーストを用いて形成
   した導体パターンを高温熱処理にて拡散して上記絶縁基
   板に埋め込み、この導体パターンの上に薄膜法による発
   熱抵抗体を形成したことを特徴とするサーマルヘッドの
   製造方法。