JPH0584949A - サーマルヘツドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】印字品質の高い小型のサーマルヘッドの製造方
法を提供することにある。 【構成】電気絶縁性基板１上に、発熱抵抗体層３と、個
別導電層４ａ及び共通導電層４ｂとを順次被着させると
ともに、前記共通導電層４ｂの一部を基板１上に被着さ
せた補強導電層５に電気的接続させて成るサーマルヘッ
ドであって、前記補強導電層５を基板１上に有機金属化
合物から成るシートを貼付し、しかる後、該シートを焼
成することによって基板１上に被着させた。かかる方法
によれば隣接する個別導電層４ａ間及び発熱抵抗体層３
間で短絡したり、発熱抵抗体層３の導電抵抗値が変動し
たりすることは無く、また補強導電層５の広がりも皆無
となって印字品質の高い小型のサーマルヘッドが得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワードプロセッサやファ
クシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサーマル
ヘッドの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、ワードプロセッサやファクシミリ等
のプリンタ機構として組み込まれるサーマルヘッドは図
３に示す如く、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材
料から成る基板１１の上面にガラス等から成る蓄熱層１
２を部分的に被着させるとともに該蓄熱層１２の上面に
窒化タンタル等から成る複数個の発熱抵抗体層１３と、
各発熱抵抗体層１３の個々に接続される個別導電層１４
ａ及び各発熱抵抗体層１３に共通に接続される共通導電
層１４ｂと、窒化珪素等から成る保護層１６とを順次被
着させた構造を有しており、前記個別導電層１４ａと共
通導電層１４ｂの間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体
層１３を印字に必要な温度にジュール発熱させるととも
に該発熱した熱を感熱紙等に伝導させ、感熱紙等に印字
画像を形成することによってサーマルヘッドとして機能
する。

【０００３】尚、前記共通導電層１４ｂは基板１１上に
被着された補強導電層１５に電気的に接続されており、
これによって大きな電流の流れを許容するようになって
いる。そのため、各発熱抵抗体層１３が同時にジュール
発熱する際、各発熱抵抗体層１３には前記補強導電層１
５に接続された共通導電層１４ｂによって所定の電力が
確実に印加され、各発熱抵抗体層１３の発熱温度を均一
として印字品質の高い印字画像が得られるようになって
いる。

【０００４】また前記従来のサーマルヘッドは、通常、
以下の方法によって製造される。

【０００５】即ち、 （１）まずアルミナセラミックス等の電気絶縁性材料か
ら成る基板１１の上面所定領域に、ガラス粉末に適当な
有機溶媒、溶剤を添加混合して得たガラスペーストを従
来周知のスクリーン印刷法等によって印刷塗布するとと
もにこれを高温で焼き付けて基板１１上面に帯状の蓄熱
層１２を被着させる。

【０００６】（２）次に前記基板１１上面の蓄熱層１２
が被着されていない領域に金粉末、銀粉末に有機溶剤、
溶媒を添加混合して得た金属ペーストを従来周知のスク
リーン印刷法等によって所定の厚みに印刷塗布するとと
もにこれを高温で焼き付けて基板１１上面に帯状の補強
導電層１５を被着させる。

【０００７】（３）次に前記蓄熱層１２の上面に複数個
の発熱抵抗体層１３を被着配列させるとともに該各発熱
抵抗体層１３の上面に、複数個の個別導電層１４ａと１
個の共通導電層１４ｂとをその間に一定の間隔をもって
従来周知のスパッタリング法等によって所定厚みに被着
させる。

【０００８】尚、この時、共通導電層１４ｂが基板１１
の上面に被着させた補強導電層１５に電気的に接続する
よう共通導電層１４ｂの一部を補強導電層１５の上面に
まで延出させておく。

【０００９】（４）最後に前記発熱抵抗体１３、個別導
電層１４ａ及び共通導電層１４ｂを保護層１６で被覆
し、これによって製品としてのサーマルヘッドが完成す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のサーマルヘッドにおいては、前記補強導電層１５
が、金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属
ペーストを基板１１の上面にスクリーン印刷法等により
印刷塗布するとともに該印刷塗布した金属ペーストを高
温で焼成することによって基板１１上に被着されるた
め、金属ペーストの印刷塗布時、スクリーンに付着した
金属ペーストの一部が飛散したり、また焼成時、金属ペ
ーストに含まれる有機溶媒等が突沸するなどして金属粉
末等から成る飛散物１５ａが発熱抵抗体層１３や個別導
電層１４ａ等に付着し、その結果、隣接する個別導電層
１４ａや発熱抵抗体層１３を短絡させたり、発熱抵抗体
層１３の導電抵抗値を変動させたり、或いは保護層１６
に成膜欠陥を発生させるなどしてサーマルヘッドとして
の機能が喪失されてしまうという欠点を有していた。

【００１１】また前記スクリーン印刷法等によって基板
１１の上面に印刷塗布される金属ペーストは金属粉末に
有機溶媒、溶剤等を添加混合することによって得ている
ため大きな流動性を有したものとなっている。そのため
この金属ペーストを基板１１の上面に印刷塗布した場
合、金属ペーストは基板１１上で大きく広がり、その結
果、補強導電層１５の面積を大きなものと成してサーマ
ルヘッドを大型化させてしまう欠点も有している。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明のサーマルヘッ
ドの製造方法は、電気絶縁性の基板上に、発熱抵抗体層
と、個別導電層及び共通導電層とを順次被着させるとと
もに、前記共通導電層の一部を基板上に被着させた補強
導電層に電気的接続させて成るサーマルヘッドであっ
て、前記補強導電層は基板上に有機金属化合物から成る
シートを貼付し、しかる後、該シートを焼成することに
よって基板上に被着されることを特徴とする。

【００１３】

【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。

【００１４】図１は本発明の製造方法によって製作され
たサーマルヘッドの一実施例を示す斜視図、図２は図１
のＸ−Ｘ’線による断面図であり、１は基板、３は発熱
抵抗体層、４ａは個別導電層、４ｂは共通導電層、５は
補強導電層である。

【００１５】前記基板１はアルミナセラミックス等の電
気絶縁性材料から成り、その上面にはガラス等から成る
蓄熱層２が部分的に被着されている。

【００１６】前記蓄熱層２は発熱抵抗体層３が発する熱
を蓄積し、サーマルヘッドの温度を短時間で感熱紙等に
印字画像を形成するに必要な温度とする作用を為す。

【００１７】また前記蓄熱層２の上面には複数個の発熱
抵抗体層３が被着配列されており、更に前記発熱抵抗体
層３の上面には各発熱抵抗体層３の個々に接続される個
別導電層４ａと各発熱抵抗体層３に共通に接続される共
通導電層４ｂとがその間に一定の間隔をもって配列被着
されている。

【００１８】前記発熱抵抗体層３は窒化タンタル等から
成り、該発熱抵抗体層３は、それ自体が所定の電気抵抗
率を有しているため発熱抵抗体層３の上面に被着される
個別導電層４ａ、共通導電層４ｂを介して電力が印加さ
れるとジュール発熱を起こし、印字画像を形成するに必
要な温度、例えば３００〜４５０℃の温度に発熱する。

【００１９】また前記発熱抵抗体層３に被着されている
個別導電層４ａ及び共通導電層４ｂは、アルミニウム、
銅等の金属から成り、各発熱抵抗体層３に所定温度のジ
ュール発熱を起こさせるに必要な電力を印加する作用を
為す。

【００２０】尚、前記共通導電層４ｂはその一部が基板
１上に被着させた補強導電層５に電気的に接続されてお
り、該補強導電層５は共通導電層４ｂの許容電流量を大
きなものとし、各発熱抵抗体層３が同時にジュール発熱
する際、全発熱抵抗体層３に共通導電層４ａを介して所
定の電力を確実に印加させる作用を為す。

【００２１】前記補強導電層５は例えば金等の金属から
成り、厚み１０乃至３０μｍ、幅１乃至３ｍｍとして基
板１上に被着される。

【００２２】また前記発熱抵抗体層３、個別導電層４ａ
及び共通導電層４ｂの上面には発熱抵抗体層３、個別導
電層４ａ、共通導電層４ｂが感熱紙等との摺動によって
摩耗したり、大気中の水分や感熱紙等に含まれる塩素イ
オン、ナトリウムイオン等の汚染物質によって腐食する
のを有効に防止するために窒化珪素等から成る保護膜６
が被着されている。

【００２３】かくして上述したサーマルヘッドは、外部
電気信号に対応させて個別導電層４ａ、共通導電層４ｂ
の間に所定の電力を印加し、発熱抵抗体層３を所定の温
度にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を感熱紙
等に伝導させ、感熱紙等に印字画像を形成することによ
ってサーマルヘッドとして機能する。

【００２４】次に上述したサーマルヘッドの製造方法に
ついて説明する。

【００２５】（１）まずアルミナセラミックス等の電気
絶縁性材料から成る基板１を準備する。

【００２６】前記基板１は例えばアルミナ、シリカ、マ
グネシア等のセラミックス材料粉末を適当な有機溶剤、
溶媒を添加混合して泥漿状と成すとともにこれを従来周
知のドクターブレード法を採用することによってセラミ
ックグリーンシートを形成し、しかる後、該セラミック
グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工を施すととも
に高温（約１６００℃）で焼成することによって製作さ
れる。

【００２７】（２）次に前記基板１の上面にガラス等か
ら成る蓄熱層２を部分的に被着させる。

【００２８】前記蓄熱層２は、ガラス粉末に適当な有機
溶剤、溶媒を添加混合して得たガラスペーストを基板１
上面の所定領域に従来周知のスクリーン印刷法等を採用
することによって印刷塗布し、しかる後、これを高温、
例えば約７００℃の温度で焼き付けることによって基板
１上に部分的に被着される。

【００２９】（３）次に前記基板１の上面に金等の金属
から成る補強導電層５を１０〜２０μｍの厚みに被着さ
せる。

【００３０】前記補強導電層５は１０乃至３０μｍの厚
みをもった有機金属化合物から成るシート（メタルオー
ガニックシート：有機金属化合物、即ち、炭化水素基と
金属原子とが結合した化合物から成るシート）を所定形
状に成型するとともに該シートを基板１の上面所定領域
に貼付し、しかる後、前記シートを高温、例えば６００
℃の温度で焼成し、有機金属化合物に化学反応を起こさ
せて該化合物中の炭化水素基を金属原子から解離させ、
炭化水素基を蒸発させるとともに金属原子を基板１に被
着させることによって基板１の上面所定領域に形成され
る。

【００３１】尚、この場合、前記補強導電層５は、固形
の有機金属化合物から成るシート（メタルオーガニック
シート）を基板１上に貼付し、これを焼成することによ
って基板１の上面所定領域に被着されることから、前記
シートの貼付時、或いは焼成時に金属粉末等が飛散して
該金属粉末等が個別導電層４ａ及び発熱抵抗体層３に被
着することは一切無く、その結果、各個別導電層４ａ及
び発熱抵抗体層３はその各々が独立し、かつ発熱抵抗体
層３の導電抵抗値を一定としてサーマルヘッドとしての
機能を常に安定に発揮させることができる。

【００３２】また、前記補強導電層５は、スクリーン印
刷法等を用いず、予め所定の形状に成形された固形の有
機金属化合物から成るシートを基板１上に貼付し、これ
を焼成することによって基板１の上面所定領域に被着さ
れることから、補強導電層５はその面積が前記シートの
面積と実質的に同一の面積となり、補強導電層５を被着
形成する際に不要な広がりが有効に防止され、製品とし
てのサーマルヘッドを小型化することもできる。

【００３３】（４）次に前記蓄熱層２の上面に窒化タン
タル等から成る複数個の発熱抵抗体層３を被着配列させ
る。

【００３４】前記発熱抵抗体層３は従来周知のスパッタ
リング法、フォトリソグラフィー技術等を採用すること
によって蓄熱層２上に被着配列される。

【００３５】（５）次に前記各発熱抵抗体層３の上面
に、複数個の個別導電層４ａと１個の共通導電層４ｂと
をその間に一定の間隔をもって被着させ、同時に共通導
電層４ｂが補強導電層５と電気的に接続するよう共通導
電層４ｂの一部を補強導電層５の上部にまで延出させ
る。

【００３６】前記個別導電層４ａ、共通導電層４ｂはア
ルミニウム、銅等の金属から成り、従来周知のスパッタ
リング法、フォトリソグラフィー技術等を採用すること
によって発熱抵抗体層３等の上面に被着される。

【００３７】（６）最後に前記発熱抵抗体層３、個別導
電層４ａ、共通導電層４ｂの上面に窒化珪素等から成る
保護層６を被着させ、これによって製品としてのサーマ
ルヘッドが完成する。

【００３８】前記保護層６は発熱抵抗体層３等の上面に
スパッタリング法等を採用することによって所定の厚み
に被着される。

【００３９】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種
々の変更、改良等が可能であり、例えば前記補強導電層
５を有機金属化合物から成るシートを基板１の上面所定
領域に貼付して形成する際、前記シートと基板１との間
にメタルオーガニックペースト（有機金属化合物に適当
な有機溶剤、溶媒を添加混合させたもの）を介在させて
おけば該メタルオーガニックペーストが前述した有機金
属化合物から成るシートの焼成時、同時に焼成されて金
属化し、これによって補強導電層５を基板１上により強
固に接着させることができる。

【００４０】また同じく前記補強導電層５を有機金属化
合物から成るシートを基板１の上面所定領域に貼付して
形成する際、前記シートと基板１との間にポリイミド樹
脂となるワニスを介在させておけば該ワニスが有機金属
化合物から成るシートの焼成時に熱硬化されポリイミド
樹脂となって、前記有機金属化合物シートからの金属を
基板１に強固に被着させることができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、補強導電層
が、固形の有機金属化合物から成るシートを所定形状に
成型するとともに該シートを基板の上面所定領域に貼付
し、しかる後、前記シートを焼成することによって基板
の上面所定領域に被着されることから、前記シートの貼
付時、或いは焼成時に金属粉末等が飛散し、該金属粉末
等が個別導電層や発熱抵抗体層に被着することは一切無
く、その結果、個別導電層及び発熱抵抗体層はその各々
が独立し、かつ各発熱抵抗体層の導電抵抗値を一定とし
てサーマルヘッドを常に正常、かつ良好に機能させるこ
とができる。

【００４２】また、前記補強導電層は、スクリーン印刷
法等を用いず、予め所定の形状に成形された固形の有機
金属化合物から成るシートを基板上に貼付し、これを焼
成することによって基板の上面所定領域に被着されるこ
とから、補強導電層はその面積が前記シートの面積と実
質的に同一の面積となり、補強導電層を被着形成する際
に不要な広がりが有効に防止され、製品としてのサーマ
ルヘッドを小型とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法によって製造されるサーマルヘッ
ドの一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ’線による断面図である。

【図３】従来のサーマルヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・基板 ２・・・蓄熱層 ３・・・発熱抵抗体層 ４ａ・・・個別導電層 ４ｂ・・・共通導電層 ５・・・補強導電層 ６・・・保護層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気絶縁性の基板上に、発熱抵抗体層と、
   個別導電層及び共通導電層とを順次被着させるととも
   に、前記共通導電層の一部を基板上に被着させた補強導
   電層に電気的接続させて成るサーマルヘッドであって、
   前記補強導電層は基板上に有機金属化合物から成るシー
   トを貼付し、しかる後、該シートを焼成することによっ
   て基板上に被着されることを特徴とするサーマルヘッド
   の製造方法。