JPS62111766A - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS62111766A JPS62111766A JP25117685A JP25117685A JPS62111766A JP S62111766 A JPS62111766 A JP S62111766A JP 25117685 A JP25117685 A JP 25117685A JP 25117685 A JP25117685 A JP 25117685A JP S62111766 A JPS62111766 A JP S62111766A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- etching
- thermal head
- nitride
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
- B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
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。
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〕
本発明はサーマルプリンタに用いられるサーマルヘッド
、特に薄膜型のサーマルへ、ドに関する。
、特に薄膜型のサーマルへ、ドに関する。
サーマルプリンタに搭載するサーマルへ、ドは、例えば
複数個の発熱抵抗体素子を同一基板上に直線的に配列し
、情報に従ってこの発熱抵抗体素子を通電加熱させて、
感熱記録紙に発色記録させ、あるいはインクリボンを介
して、普通紙に転写記録するために用いられる。
複数個の発熱抵抗体素子を同一基板上に直線的に配列し
、情報に従ってこの発熱抵抗体素子を通電加熱させて、
感熱記録紙に発色記録させ、あるいはインクリボンを介
して、普通紙に転写記録するために用いられる。
第２図、第３図は、従来のこの種サーマルヘッドの一般
構造例を示すものである。図において、セラミック基板
等の絶縁性基板１上には、蓄熱層として機能するガラス
からなるグレーズ層２が形成されており（第２図におい
ては、絶縁性基板１の略全面に、第３図においてはその
発熱抵抗体形成予定領域に断面が弧状のものとしてそれ
ぞれ形成されており）、このグレーズ層２の上にＴａｚ
Ｎ等からなる発熱抵抗体層３が蒸着、スパッタ等で被着
された後、エッチングされて、複数個直線状に配置・形
成されている。この発熱抵抗体層３の上には、さらにこ
の発熱抵抗体層３に対して給電するための給電体層４が
形成されている。この給電体層４は、例えばアルミニウ
ムや銅や金等からなるもので、蒸着、スパッタリング等
で被着された後、エッチングによって所望形状のパター
ンに形成され、各発熱抵抗体層３０両側に各々一方が共
通電極として、他方が個別リード電極としてそれぞれ引
出されている。そして、この共通電極および個別リード
電極として対をなす給電体層４゜４間において、１ドツ
ト相当分の発熱領域を形づくられた各個独立した発熱抵
抗体３は、対をなす給電体層４，４間に電圧を印加する
ことによって発熱されるようになっている。なお、４ａ
は、エッチングによって形成された、給電体層４の分断
部である。
構造例を示すものである。図において、セラミック基板
等の絶縁性基板１上には、蓄熱層として機能するガラス
からなるグレーズ層２が形成されており（第２図におい
ては、絶縁性基板１の略全面に、第３図においてはその
発熱抵抗体形成予定領域に断面が弧状のものとしてそれ
ぞれ形成されており）、このグレーズ層２の上にＴａｚ
Ｎ等からなる発熱抵抗体層３が蒸着、スパッタ等で被着
された後、エッチングされて、複数個直線状に配置・形
成されている。この発熱抵抗体層３の上には、さらにこ
の発熱抵抗体層３に対して給電するための給電体層４が
形成されている。この給電体層４は、例えばアルミニウ
ムや銅や金等からなるもので、蒸着、スパッタリング等
で被着された後、エッチングによって所望形状のパター
ンに形成され、各発熱抵抗体層３０両側に各々一方が共
通電極として、他方が個別リード電極としてそれぞれ引
出されている。そして、この共通電極および個別リード
電極として対をなす給電体層４゜４間において、１ドツ
ト相当分の発熱領域を形づくられた各個独立した発熱抵
抗体３は、対をなす給電体層４，４間に電圧を印加する
ことによって発熱されるようになっている。なお、４ａ
は、エッチングによって形成された、給電体層４の分断
部である。
上記発熱抵抗体層３および給電体層４の上には、これら
の保護層７が形成されている。この保護層７は発熱抵抗
体層３を酸化による劣化から保護するＳ ｉ０２などか
らなる耐酸化層５と、感熱記録紙（図示せず）等との接
触による摩耗から発熱抵抗体層３および給電体層４を保
護するＴａ２０５等からなる耐摩耗層６とからなってお
り、該保護層７は端子部以外のヘッド面のすべてを覆う
ようになっている。この保護層７は、スパッタリング等
の手段によって耐酸化層５および耐摩耗層６が順次形成
され、然る後、最終工程で、絶縁性基板１を分割して所
望のサーマルへラドチップを得るようになっている。
の保護層７が形成されている。この保護層７は発熱抵抗
体層３を酸化による劣化から保護するＳ ｉ０２などか
らなる耐酸化層５と、感熱記録紙（図示せず）等との接
触による摩耗から発熱抵抗体層３および給電体層４を保
護するＴａ２０５等からなる耐摩耗層６とからなってお
り、該保護層７は端子部以外のヘッド面のすべてを覆う
ようになっている。この保護層７は、スパッタリング等
の手段によって耐酸化層５および耐摩耗層６が順次形成
され、然る後、最終工程で、絶縁性基板１を分割して所
望のサーマルへラドチップを得るようになっている。
なお、近年サーマルプリンタの印字品質の改良が進みサ
ーマルヘッドの構造は第２図のように平面上に発熱抵抗
体層３を配置したものから、第３図のような部分グレー
ズ層２をもうけ、その頂面部に発熱抵抗体層３を配置さ
せ、感熱記録媒体に対する接触をよくして比較的低電力
で高印字品質を得るようになってきている。
ーマルヘッドの構造は第２図のように平面上に発熱抵抗
体層３を配置したものから、第３図のような部分グレー
ズ層２をもうけ、その頂面部に発熱抵抗体層３を配置さ
せ、感熱記録媒体に対する接触をよくして比較的低電力
で高印字品質を得るようになってきている。
しかしながら、第２．第３図の構成においては発熱抵抗
体層３をはさんで給電体層４が分断しているため、分断
部４ａは保護層７に凹部７ａを生じさせることになシ、
印字に際して感熱記録媒体に対して空隙を生じるから、
効率よく熱の伝導が行えず印字濃度がうすいものとなり
易い。この点を解消するために印加エネルギーを増大さ
せて印字濃度を高めようとすると、熱歪の増大によって
サーマルヘッドの寿命が劣化するという問題を生じた。
体層３をはさんで給電体層４が分断しているため、分断
部４ａは保護層７に凹部７ａを生じさせることになシ、
印字に際して感熱記録媒体に対して空隙を生じるから、
効率よく熱の伝導が行えず印字濃度がうすいものとなり
易い。この点を解消するために印加エネルギーを増大さ
せて印字濃度を高めようとすると、熱歪の増大によって
サーマルヘッドの寿命が劣化するという問題を生じた。
また、分断部４ａが存在するため、給電体層４のエツジ
部に印字の際集中荷重が働き、保護層７にクラックや剥
離が生じ易く、この場合発熱抵抗体層３の酸化等による
抵抗値の変動で、実質上印字不能になる等の欠点を有す
るものであった。
部に印字の際集中荷重が働き、保護層７にクラックや剥
離が生じ易く、この場合発熱抵抗体層３の酸化等による
抵抗値の変動で、実質上印字不能になる等の欠点を有す
るものであった。
従来、前記欠点を改善する手段として発熱体部の下のグ
レーズ層をエッチングにより凸形に形成し、発熱ドツト
部を凸状とすることが提案されている。第４図は、その
基本形を示したものである。
レーズ層をエッチングにより凸形に形成し、発熱ドツト
部を凸状とすることが提案されている。第４図は、その
基本形を示したものである。
しかし、ＳｉＯ□を主とするグレーズ層を凸形にエッチ
ングする場合、ハレーションによるレジストパターンの
乱れ、沸硝酸等のエッチング液に対するエッチングレー
トのバラツキ、コーナーのなめらかさに欠けるなど製造
工数及び、品質のバラツキが大きくなる欠点があったも
のを改善したものである。
ングする場合、ハレーションによるレジストパターンの
乱れ、沸硝酸等のエッチング液に対するエッチングレー
トのバラツキ、コーナーのなめらかさに欠けるなど製造
工数及び、品質のバラツキが大きくなる欠点があったも
のを改善したものである。
従って本発明の目的とするところは、上述の従来欠点を
解消し、感熱記録媒体との接触性が良好で、効率の良い
熱伝導が行なえて、且つ摺動によって機械的損傷を受け
る虞れのないサーマルへ。
解消し、感熱記録媒体との接触性が良好で、効率の良い
熱伝導が行なえて、且つ摺動によって機械的損傷を受け
る虞れのないサーマルへ。
ドを提供するにある。
また、本発明の他の目的とするところは、斯るサーマル
へ、ドを比較的製造容易な手法で得られるようにするこ
とである。
へ、ドを比較的製造容易な手法で得られるようにするこ
とである。
以上の目的を達成するため本発明のサーマルヘッドは、
グレーズ層を含む絶縁性基板上に、耐エッチング性の良
い、金属の高酸化物または高窒化物または高炭化物層を
配し、その上に易エッチング性を有する、前記金属の低
酸化物または低窒化物または低炭化物層を積層したもの
を、沸硝酸等を用いてエッチングし、前記易エッチング
性層とレジストの密着性の悪さによるサイドエッチング
を利用して、端面がなだらかなメサ型の凸出部をグレー
ズ層上に形成することを特徴とする。また前記凸出部形
成後、熱酸化処理を加え、導電性を有する金属の低酸化
物または窒化物または炭化物層に絶縁性を賦与すること
、および、各層の内部応力を緩和することを特徴とする
ものである。
グレーズ層を含む絶縁性基板上に、耐エッチング性の良
い、金属の高酸化物または高窒化物または高炭化物層を
配し、その上に易エッチング性を有する、前記金属の低
酸化物または低窒化物または低炭化物層を積層したもの
を、沸硝酸等を用いてエッチングし、前記易エッチング
性層とレジストの密着性の悪さによるサイドエッチング
を利用して、端面がなだらかなメサ型の凸出部をグレー
ズ層上に形成することを特徴とする。また前記凸出部形
成後、熱酸化処理を加え、導電性を有する金属の低酸化
物または窒化物または炭化物層に絶縁性を賦与すること
、および、各層の内部応力を緩和することを特徴とする
ものである。
以下図に示した一実施例を用いて、本発明を説明する。
第１図は本発明のサーマルヘッド断面図である。本発明
のサーマルヘッドは、絶縁性基板１上に、断面が略半円
弧状の部分グレーズ層２を形成し、それ等の上に耐エッ
チング性の良い金属Ｔａの高酸化物層Ｔａ２０５２ａを
０．１−０．５ ｉｔ ｍスパッタリングで形成する。
のサーマルヘッドは、絶縁性基板１上に、断面が略半円
弧状の部分グレーズ層２を形成し、それ等の上に耐エッ
チング性の良い金属Ｔａの高酸化物層Ｔａ２０５２ａを
０．１−０．５ ｉｔ ｍスパッタリングで形成する。
更に同一工程で連続的に易エッチング層を有する金ｆ４
Ｔａの低酸化物層ＴａＯｘ ２ｂを２〜３μｍで形成
する。そして、７オトリン技術により部分グレーズ層２
の略頂面部が凸状となるように、前記低酸化物層２ｂを
フォトエッチングするとともに、空気焼成炉を用いて５
００〜６００°Ｃで約１時間焼成し徐冷する。この上に
Ｔａ２Ｎからなる発熱抵抗体層３、および友からなる給
電体層４を積層し、フォ） ＩＪノン術により、発熱抵
抗体層３が略部分グレーズ層２上に形成した凸状部に位
置するように給電体層４を分断する。更にその上にスパ
ッタリング法により耐酸化性を備えたＳｉＯ□等からな
る第１の保護層５を、また耐摩耗性を備えたＴａ２０５
等からなる第２の保護層６を形成したものである。
Ｔａの低酸化物層ＴａＯｘ ２ｂを２〜３μｍで形成
する。そして、７オトリン技術により部分グレーズ層２
の略頂面部が凸状となるように、前記低酸化物層２ｂを
フォトエッチングするとともに、空気焼成炉を用いて５
００〜６００°Ｃで約１時間焼成し徐冷する。この上に
Ｔａ２Ｎからなる発熱抵抗体層３、および友からなる給
電体層４を積層し、フォ） ＩＪノン術により、発熱抵
抗体層３が略部分グレーズ層２上に形成した凸状部に位
置するように給電体層４を分断する。更にその上にスパ
ッタリング法により耐酸化性を備えたＳｉＯ□等からな
る第１の保護層５を、また耐摩耗性を備えたＴａ２０５
等からなる第２の保護層６を形成したものである。
このようにグレーズ層の略頂面部が凸状となるように、
耐エッチング性２ａを形成する材料と同一の材料を用い
て、連続的にリアクティブスパッタリング法により低酸
化物層沙を能率よく形成させた後、フォトリソ技術によ
りネガレジストを用いて通常の工程と同様に処理を行う
ことにより、低酸化物層すを凸状に加工することができ
る。この際にネガレジストは沸硝酸に対して耐久性が劣
り、密着性が浸漬時間とともに悪化する特性を持ってい
るため、エッチング時に、サイドエッチングが自動的に
犬きく発生する。本発明では逆に、このサイドエッチ特
性を利用してエッチング段差コーナーに十分な丸味を賦
与し、極めて薄い発熱抵抗体層３の断線の防止をはかる
とともに、機械的に摺接した時集中的にコーナーに荷重
がかかることを防止させる。このサイドエッチ量は工、
チンダ液に浸漬途中で取り出し再度レジストをポストベ
ークすることによってコントロールできる。
耐エッチング性２ａを形成する材料と同一の材料を用い
て、連続的にリアクティブスパッタリング法により低酸
化物層沙を能率よく形成させた後、フォトリソ技術によ
りネガレジストを用いて通常の工程と同様に処理を行う
ことにより、低酸化物層すを凸状に加工することができ
る。この際にネガレジストは沸硝酸に対して耐久性が劣
り、密着性が浸漬時間とともに悪化する特性を持ってい
るため、エッチング時に、サイドエッチングが自動的に
犬きく発生する。本発明では逆に、このサイドエッチ特
性を利用してエッチング段差コーナーに十分な丸味を賦
与し、極めて薄い発熱抵抗体層３の断線の防止をはかる
とともに、機械的に摺接した時集中的にコーナーに荷重
がかかることを防止させる。このサイドエッチ量は工、
チンダ液に浸漬途中で取り出し再度レジストをポストベ
ークすることによってコントロールできる。
次に低酸化物層２ｂを凸状に形成した後、空気焼成炉を
用いて酸化性雰囲気で焼成することによって低酸化物、
低窒化物、低炭化物層等が電気的に導電体層となってい
るものを高酸化物化して絶縁性を賦与し、発熱抵抗体層
３の抵抗値の安定化をはかるとともに、熱処理により、
スパッタ成膜で生じた各層の内部応力を緩和する大きな
作用がある。
用いて酸化性雰囲気で焼成することによって低酸化物、
低窒化物、低炭化物層等が電気的に導電体層となってい
るものを高酸化物化して絶縁性を賦与し、発熱抵抗体層
３の抵抗値の安定化をはかるとともに、熱処理により、
スパッタ成膜で生じた各層の内部応力を緩和する大きな
作用がある。
一般にスパッタリング温度は機器の制約上３００°Ｃ匣
であり、スパッタ膜は常に大きな内部応力を発生してい
る。サーマルへ、７ド発熱抵抗体層３部の発熱温度は５
００〜６０００Ｇに達するものであることより、スハノ
タ膜を５００〜６００℃で十分にアニーリングして内部
応力を緩和しておくことにより機械的破壊がおきにくい
ものとできる。
であり、スパッタ膜は常に大きな内部応力を発生してい
る。サーマルへ、７ド発熱抵抗体層３部の発熱温度は５
００〜６０００Ｇに達するものであることより、スハノ
タ膜を５００〜６００℃で十分にアニーリングして内部
応力を緩和しておくことにより機械的破壊がおきにくい
ものとできる。
以上述べたように、本発明のサーマルヘッドはグレーズ
層上に形成した耐エッチング層および易エッチング層を
用いて、フすトリソ技術により凸状化をはかジ、その凸
状部のコーナーをサイドエッチング量を加減して滑らか
なものとし、更に熱処理を加えて、酸化による絶縁性の
賦与および凸出部の内部応力を緩和した上に発熱部を形
成したものである。このようにすることによって従来給
電体層の分断によって生じていた凹が全く解消され、逆
に凸出化できるため、熱効率が著しく改善される。また
、凸出部に内部応力が少なく、コーナーが滑らかな曲率
を有するため機械的な荷重に対する耐久性が向上し、寿
命の長いサーマルへ７ドとなる。
層上に形成した耐エッチング層および易エッチング層を
用いて、フすトリソ技術により凸状化をはかジ、その凸
状部のコーナーをサイドエッチング量を加減して滑らか
なものとし、更に熱処理を加えて、酸化による絶縁性の
賦与および凸出部の内部応力を緩和した上に発熱部を形
成したものである。このようにすることによって従来給
電体層の分断によって生じていた凹が全く解消され、逆
に凸出化できるため、熱効率が著しく改善される。また
、凸出部に内部応力が少なく、コーナーが滑らかな曲率
を有するため機械的な荷重に対する耐久性が向上し、寿
命の長いサーマルへ７ドとなる。
第１図は本発明のサーマルヘッドの一実施例を示す構造
断面図、第２図および第３図はそれぞれ従来のサーマル
ヘッドの構造断面図、第４図は従来のサーマルヘッドに
おいてグレーズ層を凸形に形成したものの構造断面図で
ある。 １ 絶縁性基板 ２・・グレーズ層２ａ 耐エッ
チング層 ２ｂ 易エッチング層３ 発熱抵抗体層
４・給電体層 ５・耐酸化層 ６ 、耐摩耗層 ７・・保護層 ＼、Ｊ−／ 第 １ 図 第 ２ 図 ｑ
断面図、第２図および第３図はそれぞれ従来のサーマル
ヘッドの構造断面図、第４図は従来のサーマルヘッドに
おいてグレーズ層を凸形に形成したものの構造断面図で
ある。 １ 絶縁性基板 ２・・グレーズ層２ａ 耐エッ
チング層 ２ｂ 易エッチング層３ 発熱抵抗体層
４・給電体層 ５・耐酸化層 ６ 、耐摩耗層 ７・・保護層 ＼、Ｊ−／ 第 １ 図 第 ２ 図 ｑ
Claims (2)
- （１）絶縁性基板上にグレーズ層を形成し、そのグレー
ズ層上に複数個の発熱抵抗体層を直線的に配置し、その
発熱抵抗体層に電力を供給する給電体層と、その給電体
層および前記発熱抵抗体層上に形成された保護層とを備
えたサーマルヘッドにおいて、前記部分グレーズ層を有
する絶縁性基板上に、耐エッチング性の良い金属の高酸
化物または窒化物または炭化物層を配し、その上に易エ
ッチング性を有する前記金属の低酸化物または窒化物ま
たは炭化物層を積層したものをエッチングし、端面がな
だらかなメサ型の凸出部をグレーズ層上に形成したこと
を特徴とするサーマルヘッド。 - （２）前記凸出部形成後熱酸化処理を加え、絶縁性を賦
与し、かつ各層の内部応力を緩和したことを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載のサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25117685A JPS62111766A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25117685A JPS62111766A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | サ−マルヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62111766A true JPS62111766A (ja) | 1987-05-22 |
Family
ID=17218813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25117685A Pending JPS62111766A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62111766A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002103661A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-09 | Kyocera Corp | サーマルプリンタ |
| US6767081B2 (en) * | 2001-12-03 | 2004-07-27 | Alps Electric Co., Ltd. | Thermal head |
-
1985
- 1985-11-09 JP JP25117685A patent/JPS62111766A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002103661A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-09 | Kyocera Corp | サーマルプリンタ |
| JP4565724B2 (ja) * | 2000-09-27 | 2010-10-20 | 京セラ株式会社 | サーマルプリンタ |
| US6767081B2 (en) * | 2001-12-03 | 2004-07-27 | Alps Electric Co., Ltd. | Thermal head |
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