JPH11179948A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JPH11179948A JPH11179948A JP35528897A JP35528897A JPH11179948A JP H11179948 A JPH11179948 A JP H11179948A JP 35528897 A JP35528897 A JP 35528897A JP 35528897 A JP35528897 A JP 35528897A JP H11179948 A JPH11179948 A JP H11179948A
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- protective film
- thermal head
- ceramic substrate
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Abstract
印加されると、各個別電極配線に設けた括れ部に沿って
保護膜に亀裂が生じていた。 【解決手段】セラミック基板1上にグレーズ層2を部分
的に形成し、該グレーズ層2の頂部に複数個の発熱素子
3を、前記グレーズ層2上からセラミック基板1の表面
にかけて前記発熱素子3に個々に電気的に接続される複
数個の個別電極配線5を平行に形成するとともに、これ
ら発熱素子3及び個別電極配線5を保護膜により被覆し
てなるサーマルヘッドにおいて、前記個別電極配線5
は、その一部に線幅を細くなす括れ部Aを有しており、
該括れ部Aをグレーズ層2のエッジに沿って千鳥状に配
列する。
Description
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
マルヘッドの改良に関するものである。
構として組み込まれるサーマルヘッドは、アルミナ等か
ら成るセラミック基板の上面に、断面山状を成したガラ
ス製のグレーズ層を部分的に形成し、該グレーズ層の頂
部に複数個の発熱素子を、前記グレーズ層上からセラミ
ック基板の表面にかけて前記発熱素子に個々に電気的に
接続される複数個の個別電極配線を平行に形成するとと
もに、これら発熱素子及び個別電極配線を更に窒化珪素
等から成る保護膜によって被覆した構造を有しており、
感熱記録媒体を前記発熱素子の配列と略直交する方向に
搬送し感熱記録媒体を発熱素子列上の保護膜表面に摺接
させながら、個別電極配線等を介して発熱素子に電力を
印加し、発熱素子を個々に選択的にジュール発熱させる
とともに該発熱した熱でもって感熱記録媒体に印画を形
成することによりサーマルヘッドとして機能する。
を適当な温度となるように蓄積及び放散してサーマルヘ
ッドの熱応答特性を良好に保つためのものであり、例え
ば、所定のガラスペーストをセラミック基板の上面所定
領域に従来周知のスクリーン印刷等によって20〜60μm
の厚みに塗布し、これを高温で焼き付けることによって
部分的に形成される。このようなグレーズ層の表面は中
心線平均粗さRaで50〜 150Å程度の平滑面となる。
基板としては、一般に、表面平滑性が比較的低いもの、
具体的には、表面粗さが中心線平均粗さRaで0.2 〜0.
4 μm程度のものが最もよく使用されている。ところ
が、このようなセラミック基板の表面には直径30〜40μ
m、深さ 5〜10μm程度の窪みが多数形成されているこ
とから、厚み0.5 〜2.0 μm程度の薄い個別電極配線を
従来周知のフォトリソグラフィー技術等によってパター
ニングしようとすると、フォトレジスト層の厚みが、グ
レーズ層の被着領域では略一定となるものの、それ以外
の領域では前述した窪みの影響により不均一になってし
まい、その結果、フォトレジスト層への露光不足等が生
じて隣接する個別電極配線同士が短絡を起こすことがあ
った。このため、従来のサーマルヘッドにおいては、例
えば、図7に示す如く、個別電極配線14の所定箇所、
具体的には、グレーズ層12のエッジ付近に括れ部Aを
設け、セラミック基板11上に直に被着される個別電極
配線14の線幅を細くなすことにより隣接する個別電極
配線間の間隔を広げ、短絡の発生を防止するようにして
いた。尚、このようなサーマルヘッドにおいてグレーズ
層12上の個別電極配線14を幅広に形成するのは個別
電極配線14の配線抵抗を出来るだけ小さくするためで
あった。
来のサーマルヘッドによれば、各個別電極配線13の括
れ部Aがグレーズ層12のエッジに沿って一直線状に配
置されおり、このような括れ部Aの、特に角部上に形成
される保護膜には内部応力が集中し易い。このため、前
記保護膜に感熱記録媒体の摺接や異物の噛み込み等によ
って外力が印加されると、前記保護膜には括れ部Aの配
列に沿った亀裂が生じて保護膜としての機能を喪失する
ことがあり、その場合、サーマルヘッドの使用が不可と
なる欠点を有していた。
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、セラミ
ック基板上にグレーズ層を部分的に形成し、該グレーズ
層の頂部に複数個の発熱素子を、前記グレーズ層上から
セラミック基板の表面にかけて前記発熱素子に個々に電
気的に接続される複数個の個別電極配線を平行に形成す
るとともに、これら発熱素子及び個別電極配線を保護膜
により被覆してなるサーマルヘッドにおいて、前記個別
電極配線は、その一部に線幅を細くなす括れ部を有して
おり、該括れ部がグレーズ層のエッジに沿って千鳥状に
配列されていることを特徴とするものである。
添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明のサ
ーマルヘッドの一形態を示す断面図、図2は図1のサー
マルヘッドの上面を示す要部拡大図であり、1はセラミ
ック基板、2はグレーズ層、3は発熱素子、5は個別電
極配線、6は保護膜、Aは各個別電極配線5の途中に設
けた括れ部である。
ミック材料から成り、その上面でグレーズ層2や発熱抵
抗体3,共通電極配線4,個別電極配線5,保護層6等
を支持するための支持母材としての作用を為す。
から成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラ
ミックス原料粉末に適当な有機溶剤、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
ード法やカレンダーロール法等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、前記セ
ラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工する
とともに高温で焼成することにより製作される。尚、こ
のようにして得られるセラミック基板1の表面粗さは中
心線平均粗さRaで0.2 〜0.4 μm程度となり、その表
面には直径30〜40μm、深さ 5〜10μm程度の窪みが多
数形成されることとなる。
山状のグレーズ層2が部分的に被着・形成される。前記
グレーズ層2はガラス等の低熱伝導性材料によって20〜
60μmの厚みに形成されているため、発熱素子3の発す
る熱を蓄積及び放散してサーマルヘッドの熱応答特性を
良好な状態に維持するとともに、その頂部に配置される
複数個の発熱素子3を上方に突出させて感熱記録媒体に
対する押圧力(印圧)を有効に高める作用を為す。
る場合、ガラス粉末に適当な有機溶媒、溶剤を添加混合
して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン
印刷等によってセラミック基板1の上面所定領域に20〜
60μmの厚みに印刷・塗布し、これを高温(約900 ℃)
で焼き付けることによってセラミック基板1の上面に部
分的に被着・形成される。尚、このようにして得られる
グレーズ層2の表面は中心線平均粗さRaで50〜150 Å
程度の平滑面となる。
発熱素子3が一列に並んで被着・形成され、更にこのよ
うな発熱素子3の各一端には共通電極配線4が共通接続
され、各他端には個別電極配線5が個別に接続される。
TaSiNO,TiSiO,TiSiCO,NbSiO
系の抵抗材料を0.01〜0.5 μmの厚みに被着して成り、
それ自体が所定の電気抵抗率を有しているため、共通電
極配線4及び個別電極配線5を介して外部電源からの電
力が印加されるとジュール発熱を起こし、感熱記録媒体
に印画を形成するのに必要な温度、例えば150 〜300 ℃
の温度にジュール発熱する。
通電極配線4及び個別電極配線5はAlやCu等の金属
を0.5 〜2.0 μmの厚みに被着して成り、図示しないド
ライバーIC等を介して前記発熱素子3にジュール発熱
を起こさせるのに必要な所定の電力を印加する作用を為
す。
5は、グレーズ層2上からセラミック基板1の表面にか
けて平行に導出・形成され、該各個別電極配線5の途中
には括れ部Aが設けられる。
って2列で千鳥状に配列されており、該括れ部Aは各個
別電極配線5の線幅の一部、具体的にはセラミック基板
1上に直に被着される部位の線幅を細くして隣接する個
別電極配線間の間隔を広げることにより個別電極配線同
士の短絡を防止する作用を為す。
する保護膜6中の内部応力は、括れ部Aを一直線状に配
置させた図7のものに比し、面方向に分散されることと
なり、保護膜6の所定箇所に大きな応力が集中するのを
有効に防止することができるようになる。従って、保護
膜6に感熱記録媒体の摺接や異物の噛み込み等によって
大きな外力が印加されても、保護膜6に亀裂が生じるこ
とはなく、保護膜6を個別電極配線5等に対して良好な
状態で被着させておくことによってサーマルヘッドの信
頼性を向上させることが可能となる。
で幅広になしておくのは、個別電極配線5の配線抵抗を
出来るだけ小さくするためである。
熱素子3や共通電極配線4と共に従来周知の薄膜形成技
術によってパターニングされる。具体的には、まず、グ
レーズ層2が部分的に被着されているセラミック基板1
を準備し、その上面全域にわたってTaSiO等の抵抗
材料とAl等の金属材料を従来周知のスパッタリングに
より順次被着させ、厚み0.01〜0.5 μmの抵抗層と厚み
0.5 〜2.0 μmの金属層とを積層する。次に前記金属層
上に従来周知のスピンコート法等によってフォトレジス
ト層を被着させ、これを乾燥させた上、図2のサーマル
ヘッドパターン(発熱素子3,共通電極配線4及び個別
電極配線5)と同様の露光パターンにて現像を行い、し
かる後、燐酸等を含む所定のエッチング液に浸漬して前
記金属層をパターニングし、続いてこれをフッ硝酸を含
む所定のエッチング液に浸漬して前記抵抗層を金属層と
同じ形状にパターニングする。このとき、フォトレジス
ト層の厚みは、グレーズ層2の存在しない領域で前述し
た窪みの影響を受けて不均一になるものの、その途中で
は括れ部Aによってセラミック基板1の表面に直に被着
される部分を細くなすようにしているので隣接するパタ
ーン間の間隔は十分に広く、パターンの短絡が有効に防
止されるようになっている。次に前記フォトレジスト層
を前記金属層より剥離し、新たにフォトレジスト層を被
着させた上、発熱素子3を形成する部位が窓明けされる
ように現像を行う。そして最後に前記フォトレジスト層
の窓内に位置する金属層を所定のエッチング液と接触さ
せてエッチング除去し、抵抗層を部分的に露出させるこ
とで複数個の発熱素子3と、共通電極配線4及び個別電
極配線5とがそれぞれ形成される。
3や共通電極配線4,個別電極配線5等の上面には更に
保護膜6が被着される。前記保護膜6は、Si3 N4 や
SiON等の耐磨耗性を有した電気絶縁材料によって3
〜20μmの厚みに形成され、かかる保護膜6で前述の発
熱素子3や個別電極配線5等を被覆しておくことによ
り、大気中に含まれている水分等の接触による腐食や感
熱記録媒体の摺接による磨耗等から発熱素子3や個別電
極配線5等を保護するようになっている。
個別電極配線5の括れ部Aは、前述したように、グレー
ズ層2のエッジに沿って千鳥配列するように設けられて
いるため、保護膜6中の内部応力は面方向に良好に分散
され、サーマルヘッドの使用に伴う保護膜6の亀裂が有
効に防止されるようになっている。
ら成る場合、Si3 N4 を従来周知のスパッタリング等
によって発熱素子3や個別電極配線5等の上面に所定厚
みに被着させることによって形成される。
は、外部のプラテンローラによって感熱記録媒体を発熱
素子の配列と略直交する方向に搬送し感熱記録媒体を発
熱素子3上の保護膜表面に摺接させながら、共通電極配
線4及び個別電極配線5間にに印画信号に基づいて外部
からの電力を印加し、発熱素子3を個々に選択的にジュ
ール発熱させるとともに、該発熱した熱を感熱記録媒体
に伝導させ、感熱記録媒体に印画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。
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、例えば上述の形態におい
ては個別電極配線5の括れ部Aを2列で千鳥配列させた
が、これに代えて図3に示す如く個別電極配線5の括れ
部Aを3列で千鳥配列させても良い。
の括れ部Aをテーパー状になし個別電極配線5を徐々に
細くするようにしたが、これに代えて図4に示す如く個
別電極配線5の括れ部Aを急に細くしたり、或いは図5
に示す如く緩やかな曲線状になしても良い。図5に示し
た形態の場合、括れ部Aから角部がなくなるため、保護
膜中の応力集中がより緩和されることとなる。
れ部A,Bをグレーズ層2上とセラミック基板1上にそ
れぞれ設け、個別電極配線5の線幅を、パターニングの
際にフォトレジスト層の厚みが厚くなりがちなグレーズ
層2とセラミック基板1の境界部でのみ細くなすように
しても良く、このような場合であっても、グレーズ層2
上の括れ部Aとセラミック基板1上の括れ部Bをそれぞ
れ千鳥状に配列させるようにすれば、その上に被着され
る保護膜中の応力を良好に分散させることができ、保護
膜に亀裂が生じるのを有効に防止することが可能であ
る。
電極配線の括れ部をグレーズ層のエッジに沿って千鳥状
に配列するようにしたことから、これら個別電極配線等
を被覆する保護膜中の内部応力は面方向に良好に分散さ
れることとなり、保護膜の所定箇所に大きな応力が集中
するのを有効に防止することができるようになる。従っ
て、保護膜に感熱記録媒体の摺接や異物の噛み込み等に
よって大きな外力が印加されても、保護膜に亀裂が生じ
ることはなく、保護膜を個別電極配線等に対して良好な
状態で被着させておくことによってサーマルヘッドの信
頼性を向上させることが可能となる。
である。
である。
拡大図である。
拡大図である。
拡大図である。
拡大図である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】セラミック基板上にグレーズ層を部分的に
形成し、該グレーズ層の頂部に複数個の発熱素子を、前
記グレーズ層上からセラミック基板の表面にかけて前記
発熱素子に個々に電気的に接続される複数個の個別電極
配線を平行に形成するとともに、これら発熱素子及び個
別電極配線を保護膜により被覆してなるサーマルヘッド
において、前記個別電極配線は、その一部に線幅を細く
なす括れ部を有しており、該括れ部がグレーズ層のエッ
ジに沿って千鳥状に配列されていることを特徴とするサ
ーマルヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35528897A JP3451008B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35528897A JP3451008B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | サーマルヘッド |
Publications (2)
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JP35528897A Expired - Fee Related JP3451008B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | サーマルヘッド |
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Cited By (7)
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-
1997
- 1997-12-24 JP JP35528897A patent/JP3451008B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN105848907A (zh) * | 2013-12-26 | 2016-08-10 | 京瓷株式会社 | 热敏头以及热敏打印机 |
JPWO2015099149A1 (ja) * | 2013-12-26 | 2017-03-23 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
US9676205B2 (en) | 2013-12-26 | 2017-06-13 | Kyocera Corporation | Thermal head and thermal printer |
JP2015182447A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッド、サーマルヘッドの製造方法、およびサーマルプリンタ |
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JP3451008B2 (ja) | 2003-09-29 |
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