(57)【要約】    【課題】  主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体の配列間隔を該発熱抵抗体の両端部に被着された複数対の電極層の配列間隔よりも狭く形成可能とする。    【解決手段】  基板１上に電気抵抗体膜３と電気良導体膜４とを順次積層する工程と、前記電気抵抗体膜３上に積層された前記電気良導体膜４を所定の形状にエッチングして主走査方向に所定間隔で配列された複数対の電極層７を形成する工程と、前記電気抵抗体膜３を前記複数対の電極層７の配列方向にて隣接する電極層７の間でエッチングして主走査方向に前記電極層７の配列間隔よりも狭い間隔で配列された複数個の発熱抵抗体６を形成する工程とを行うものである。【選択図】      図４
2006198808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体と、該各発熱抵抗体の両端部に被着された複数対の電極層と、これら発熱抵抗体及び電極層を覆った保護膜とを順次積層してなるプリントヘッドの製造方法であって、
基板上に電気抵抗体膜と電気良導体膜とを順次積層する工程と、
前記電気抵抗体膜上に積層された前記電気良導体膜を所定の形状にエッチングして主走査方向に所定間隔で配列された複数対の電極層を形成する工程と、
前記電気抵抗体膜を前記複数対の電極層の配列方向にて隣接する電極層間でエッチングして主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体を形成する工程と、
を行うことを特徴とするプリントヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記主走査方向に所定間隔で配列された複数対の電極層を形成する工程は、前記電気良導体膜をエッチングして前記主走査方向と直交する方向に延びる複数個の短冊状パターンを形成する工程と、前記短冊状パターンの略中央部を前記主走査方向に沿ってエッチングして複数対の電極層を形成する工程とを同時に行うことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記主走査方向に所定間隔で配列された複数対の電極層を形成する工程は、前記電気良導体膜をエッチングして前記主走査方向と直交する方向に延びる複数個の短冊状パターンを形成する工程と、前記短冊状パターンの略中央部を前記主走査方向に沿ってエッチングして複数対の電極層を形成する工程とを先後して行うことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体は、主走査方向に交差する縁部が該主走査方向に対して直交する方向に延びて形成されたことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体は、主走査方向と交差する縁部が該主走査方向に対して直交する方向から所定角度だけ傾いて形成されたことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体と、各発熱抵抗体の両端部に被着された複数対の電極層とを備えてなるプリントヘッドの製造方法に関し、詳しくは、上記複数対の電極層を形成した後に上記発熱抵抗体を形成して、発熱抵抗体の配列間隔を複数対の電極層の配列間隔よりも狭く形成可能とするプリントヘッドの製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプリントヘッドで、特にサーマルヘッドは、基板上に、主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体と、該各発熱抵抗体の両端部に被着された複数対の電極層と、これら発熱抵抗体及び電極層を覆って被着された保護膜とを順次積層し、サーマルヘッド表面を摺接する感熱紙やインクリボン等の感熱記録媒体に、画像データに基づいて上記発熱抵抗体に発生した熱を伝導して加熱して所定の画像を形成するものとなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のサーマルヘッドの製造方法は、例えば図７及び図８に示すように、アルミナセラミックス等からなる基板１上に、例えばガラスからなるグレーズ層２を形成する工程（図７（ａ））と、該グレーズ層２の上に電気抵抗体膜３を約0.1μmの厚みで被着させ、その上に、例えばアルミニウム等の電気良導体膜４を約0.7μmの厚みで積層する工程（図７（ｂ））と、主走査方向と直交する方向に延びる複数個のスリットを有する第１のマスクを用いて上記電気抵抗体膜３と電気良導体膜４とを一括してエッチングし、複数個の短冊状パターン５を形成する工程（図８（ａ））と、上記主走査方向に延びる開口部を有する第２のマスクを用いて上記短冊状パターン５の中央部の電気良導体膜４のみをエッチングして除去し、主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体６及び該各発熱抵抗体６の両端部に被着された複数対の電極層７を形成する工程（図８（ｂ））と、これら発熱抵抗体６及び電極層７を覆って耐磨耗性に優れた無機質材料からなる保護膜８（図１０参照）を積層する工程とを順次行うものである。
【特許文献１】特開２００４−２９１５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来のサーマルヘッドの製造方法においては、電気抵抗体膜３と電気良導体膜４とからなる複数個の短冊状パターン５を形成する工程（図８（ａ）参照）が、電気抵抗体膜３とその上に積層された厚みの厚い電気良導体膜４とを同時にエッチングして行うものであったので、電気良導体膜４のサイドエッチングを考慮して、上記短冊状パターン５の間隔（図９に示す発熱抵抗体６の間隔Ｌに一致）は、一般に、電気抵抗体膜３と電気良導体膜４のトータル厚みよりも十分に広い約10μm程度に設定されている。そのため、上記工程を経て作成される発熱抵抗体６間に対応するサーマルヘッド表面には、図１０に示すに、幅が発熱抵抗体６の間隔Ｌに相当する約10μmで高さが発熱抵抗体６の厚みｔに相当する約0.1μmの段差部１０が発生する。
【０００５】
それ故、図１０に示すように、上記発熱抵抗体６において、実線の楕円で示す領域Ｐに発生した熱エネルギーは主として保護膜８内を矢印Ａ方向に伝導し、感熱記録媒体９の同図に二点鎖線の楕円で示す領域Ｑを加熱する。さらに、上記熱エネルギーは、感熱記録媒体９中を矢印Ｂ，Ｃ方向に破線の楕円で示す領域Ｒまで拡散する。しかし、上記段差部１０の幅が広いために、該段差部１０に対応する感熱記録媒体９の部分を十分に加熱することができない。したがって、上記部分の感熱記録媒体９は発色せず、主走査方向と直交する副走査方向に白い縦スジが発生することがあった。
【０００６】
このような問題に対しては、上記発熱抵抗体６を通常以上に加熱して発生する熱エネルギーを増大させ、該熱エネルギーの上記感熱記録媒体９中を上記矢印Ｂ，Ｃ方向へ拡散する領域Ｒを広げて感熱記録媒体９の上記段差部１０に対応する部分を加熱して発色させ、上記白い縦スジの発生を防止していた。しかし、この場合、発熱抵抗体６の高熱によって感熱記録媒体９が焼けることがあった。また、過剰に加熱された発熱抵抗体６の余分な熱エネルギーによって印画に尾引き現象が発生し、印画性能を低下させる虞があった。
【０００７】
さらに、サーマルヘッドに押圧されてその表面を摺接する感熱記録媒体９の表面は、発熱抵抗体６に対応する部分のみが加熱されて軟化して凹み、上記段差部１０に対応する部分が突出して凹凸状となり、感熱記録媒体９の表面反射が悪くて光沢のあまりよくない印画状態となる虞があった。この問題に対しては、サーマルヘッド表面に被着した保護膜８を研磨してヘッド表面の凹凸を除去すればよいが、この場合、工程数が増えて製造コストをアップさせることになる。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、発熱抵抗体の配列間隔を複数対の電極層の配列間隔よりも狭く形成可能とするプリント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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明によるプリントヘッドの製造方法は、基板上に、主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体と、該各発熱抵抗体の両端部に被着された複数対の電極層と、これら発熱抵抗体及び電極層を覆った保護膜とを順次積層してなるプリントヘッドの製造方法であって、基板上に電気抵抗体膜と電気良導体膜とを順次積層する工程と、前記電気抵抗体膜上に積層された前記電気良導体膜を所定の形状にエッチングして主走査方向に所定間隔で配列された複数対の電極層を形成する工程と、前記電気抵抗体膜を前記複数対の電極層の配列方向にて隣接する電極層間でエッチングして主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体を形成する工程とを行うものである。
【００１０】
このような構成により、基板上に電気抵抗体膜と電気良導体膜とを順次積層し、電気抵抗体膜上に積層された電気良導体膜を所定の形状にエッチングして主走査方向に所定間隔で配列された複数対の電極層を形成し、上記電気抵抗体膜を上記複数対の電極層の配列方向にて隣接する電極層間でエッチングして主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体を形成し、これら発熱抵抗体及び電極層を保護膜で覆ってプリントヘッドを製造する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、基板上に順次積層された電気抵抗体膜及び電気良導体膜のうち、先ず電気良導体膜を所定の形状にエッチングして主走査方向に所定の間隔で配列された複数対の電極層を形成し、その後電気抵抗体膜を上記複数対の電極層の配列方向にて隣接する電極層間でエッチングして主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体を形成するようにしたことにより、発熱抵抗体の配列間隔を複数対の電極層の配列間隔よりも狭く形成することができる。したがって、発熱抵抗体による感熱記録媒体の加熱領域が広がり、感熱記録媒体に副走査方向へ白い縦スジが発生するのを抑制することができる。また、上記発熱抵抗体間に対応するプリントヘッド表面に発生する段差部が小さくなることにより、感熱記録媒体表面に発生する凹凸が抑制され、感熱記録媒体の表面反射がよくなり光沢のよい印画状態とすることができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によれば、電気良導体膜をエッチングして主走査方向と直交する方向に延びる複数個の短冊状パターンを形成する工程と、短冊状パターンの略中央部を主走査方向に沿ってエッチングして複数対の電極層を形成する工程とを同時に行うことにより、主走査方向に所定間隔で配列された複数対の電極層を形成することができる。これにより、上記複数対の電極層の形成を１回のエッチング工程で行うことができる。したがって、製造工程を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【００１３】
さらに、請求項３に係る発明によれば、電気良導体膜をエッチングして主走査方向と直交する方向に延びる複数個の短冊状パターンを形成する工程と、短冊状パターンの略中央部を主走査方向に沿ってエッチングして複数対の電極層を形成する工程とを先後して行うことにより、主走査方向に所定間隔で配列された複数対の電極層を形成することができる。
【００１４】
さらにまた、請求項４に係る発明によれば、主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体の主走査方向に交差する縁部を該主走査方向に対して直交する方向に延びて形成することができる。したがって、発熱抵抗体幅に対する電極層幅を比較的広く形成することができ、発熱抵抗体に発生する熱エネルギー分布を均一にすることができる。
【００１５】
そして、請求項５に係る発明によれば、主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体の主走査方向と交差する縁部を該主走査方向に対して直交する方向から所定角度だけ傾いて形成することができる。したがって、発熱抵抗体中の熱の広がりが見かけ上斜め方向となるため副走査方向に熱の重なりができ、プリントヘッドの表面に摺接して副走査方向に移動する感熱記録媒体の略全面が上記発熱抵抗体の熱の影響を受けることになり、発熱抵抗体間に対応するプリントヘッド表面の段差部が感熱記録媒体に転写されるのをより抑制することができる。これにより、感熱記録媒体の表面を滑らかにしてより光沢のよい印画状態を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の製造方法により製造されるプリントヘッドの構造を示す横断面図である。このプリントヘッドは、該プリントヘッド表面を摺接する感熱紙やインクリボン等の感熱記録媒体に熱エネルギーを付与して所定の印画を行うもので、基板１と、発熱抵抗体６と、電極層７と、保護膜８とからなる。
【００１７】
上記基板１は、後述の発熱抵抗体６や電極層７や保護膜８を支持する母材となるものであり、例えばアルミナセラミックスやガラス等の電気絶縁性材料やシリコン等の半導体材料からなる。また、その上面には、例えばガラスやポリイミド樹脂等の低熱伝導性材料からなるグレーズ層２を形成している。そして、このグレーズ層２の上面には、主走査方向に延びる帯状の凸部２ａが設けられている。
【００１８】
上記基板１上には、上記グレーズ層２の主走査方向に延びる帯状の凸部２ａを横断して複数個の発熱抵抗体６が並べて設けられている。この発熱抵抗体６は、通電により発熱して発生する熱エネルギーを感熱記録媒体に付与するものであり、基板１上に約0.1μmの厚みで被着された電気抵抗体膜、例えばＴａ系、リーメット系の材料からなる膜をエッチングして、図２に示すように上記主走査方向と交差する縁部６ａが該主走査方向に直交する方向に延びて形成される。そして、この発熱抵抗体６は、例えば317dpi（画素ピッチＰ＝80μm）の折り返しヒータ構造の場合には、幅Ｗ１が37〜38μm程度で間隔Ｌ１が2〜3μm程度に形成される。
【００１９】
上記各発熱抵抗体６の両端部には、複数対の電極層７が被着されている。この電極層７は、発熱抵抗体６に通電するためのものであり、上記電気抵抗体膜上に約0.7μmの厚みで積層された電気良導体、例えばアルミニウムや銅等の金属の膜をエッチングして形成される。そして、この電極層７は、例えば317dpiの折り返しヒータ構造の場合には、上記発熱抵抗体６の両端部に幅Ｗ２＝約30μmで形成される。この場合、電極層対の間隔Ｌ２は約10μmとなっている。
【００２０】
図１に示すように、上記発熱抵抗体６及び電極層７上には、これら発熱抵抗体６及び電極層７を覆って保護膜８が積層されている。この保護膜８は、上記発熱抵抗体６及び電極層７を感熱記録媒体の摺接による磨耗から保護するものであり、耐磨耗性に優れた例えばＳｉＣ系、ＳｉＮ系又はＳｉＯＮ系等の無機質材料を約10μm程度積層している。
【００２１】
そして、このように構成されたプリントヘッドは、上記基板１の裏面側を例えばアルミニウム等の熱伝導性に優れた放熱板１１にシリコン系接着剤１２により接着して保持される。
【００２２】
次に、上述のような構造のプリントヘッドを製造する本発明の製造方法を、図３及び図４を参照して説明する。
先ず、図３（ａ）に示す第１工程においては、例えばアルミナセラミックス等の基板１の一表面に、例えばガラス粉末に有機溶剤を混合して得たガラスペースを所定の厚みに塗布する。その際、周知のスクリーン印刷技術により主走査方向に延びる帯状の凸部２ａ（図１参照）を形成する。そして、これを高温で焼成することによって、グレーズ層２を形成する。
【００２３】
図３（ｂ）に示す第２工程においては、蒸着又はスパッタリング等により、上記グレーズ層２上に例えばＴａ系、リーメット系の材料からなる電気抵抗体膜３を約0.1μmの厚みに形成する。
【００２４】
図３（ｃ）に示す第３工程においては、蒸着又はスパッタリング等により、上記電気抵抗体膜３上に例えばアルミニウム等からなる電気良導体膜４を約0.7μmの厚みに形成する。
【００２５】
次に、図４（ａ）に示す第４工程においては、上記電気良導体膜４上にレジストを所定の厚みに塗布し、主走査方向に直交する方向に延びる複数個の透過パターンを有する第１のマスクを用いて上記レジストを感光した後現像して、上記透過パターンに対応する部分のレジストを除去してレジストマスクを作製する。そして、このレジストマスクを用いて上記電気良導体膜４をエッチングして主走査方向と直交する方向に延びる複数個の電気良導体膜４の短冊状パターン１３を約10μm間隔（図２に示す電極層７の間隔Ｌ２に一致）で形成する。
【００２６】
図４（ｂ）に示す第５工程においては、上記複数個の短冊状パターン１３を形成した基板１表面にレジストを所定の厚みに塗布する。さらに、上記複数個の短冊状パターン１３の中央部にて、その配列方向に延びる透過パターンを有する第２のマスクを用いて上記レジストを感光した後現像して、上記透過パターンに対応する部分のレジストを除去してレジストマスクを作製する。そして、このレジストマスクを用いて上記透過パターンに対応する電気良導体膜４をエッチングして主走査方向に配列された複数対の電極層７を形成する。
【００２７】
図４（ｃ）に示す第６工程においては、上記複数対の電極層７を形成した基板１の表面にレジストを所定の厚みに塗布する。さらに、上記電極層７の間隔Ｌ２よりも狭くて電極層７の配列方向と直交する方向に延びる複数個の透過パターンを有する第３のマスクを用いて、上記複数対の電極層の配列方向にて隣接する電極層７間のレジストを感光した後現像して、上記透過パターンに対応する部分のレジストを除去してレジストマスクを作製する。そして、このレジストマスクを用いて上記透過パターンに対応する電気抵抗体膜３をエッチングして主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体６を2〜3μm程度の間隔（図２に示す発熱抵抗体６の間隔Ｌ１に一致）で形成する。これにより、長手方向の両端部に電極層７が被着された複数個の発熱抵抗体６が形成される。
【００２８】
そして、上記複数個の発熱抵抗体６及びその両端部に被着させて電極層７を形成した基板１の表面に保護膜８として、耐磨耗性に優れた例えばＳｉＣ系、ＳｉＮ系又はＳｉＯＮ系等の無機質材料を約10μm積層すれば、図１に示すプリントヘッドが完成する。
【００２９】
このように本発明のプリントヘッドの製造方法によれば、発熱抵抗体６の配列間隔を従来よりも狭く形成することができるので、図５に示すように上記発熱抵抗体６において、実線の楕円で示す領域Ｐに発生した熱エネルギーは、発熱抵抗体６中を矢印Ｄ，Ｅ方向に一点鎖線の楕円で示す領域Ｓまで拡散した後、保護膜８中を矢印Ａ方向に伝導して感熱記録媒体９の二点鎖線の楕円で示す従来よりも広い領域Ｑ’を加熱する。さらに、熱エネルギーは感熱記録媒体９中を矢印Ｂ，Ｃ方向に拡散する。このとき、プリントヘッド表面の段差部１０は、幅が発熱抵抗体６の間隔Ｌ１に相当する約2〜3μmで高さが発熱抵抗体６の厚みに相当する約0.1μｍとなり、従来に比して小さいため、感熱記録媒体９中を矢印Ｂ，Ｃ方向に拡散する熱エネルギーは、上記段差部１０に対応する破線の楕円で示す領域Ｒ’まで広がり、段差部１０に対応する感熱記録媒体９を十分に加熱することができる。したがって、副走査方向への白い縦スジの発生を抑制することができる。
【００３０】
また、発熱抵抗体６の間隔Ｌ１が2〜3μm程度で、従来よりも狭くなっているので、プリントヘッド表面に発生する段差部１０は小さくなる。したがって、感熱記録媒体９の表面に転写される凹凸も小さくなるので、従来のように光沢の悪い印画状態となる虞がない。これにより、プリントヘッド表面に積層した保護膜８を研磨してヘッド表面の凹凸を除去してヘッド表面を滑らかにする必要が無く、プリントヘッドの製造コストアップを抑制することができる。
【００３１】
なお、図４（ｂ）に示す第５工程において、主走査方向と直交する方向に延びる複数個の透過パターンと、電気良導体膜４の中央部にて主走査方向に延びる透過パターンとの両方を有するマスクを用いて電気良導体膜４をエッチングすれば、上記第４工程を省略して、一回のエッチングで複数対の電極層７を形成することができる。これにより、製造工程数を削減して製造コストを低減することができる。
【００３２】
図６は、本発明の製造方法により製造されるプリントヘッドの発熱抵抗体の他の形状を示す平面図である。この発熱抵抗体６は、主走査方向に配列された複数個の発熱抵抗体６の主走査方向と交差する縁部６ａが該主走査方向に対して直交する方向から所定角度（θ）だけ傾いて形成されたものである。したがって、発熱抵抗体６中の熱の広がりが見かけ上斜め方向となるため副走査方向に熱の重なりができ、プリントヘッドの表面に摺接して副走査方向に移動する感熱記録媒体９の略全面が上記発熱抵抗体６の熱の影響を受けることになり、発熱抵抗体６間に対応するプリントヘッド表面の段差部１０が感熱記録媒体９に転写されるのをより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の製造方法により製造されるプリントヘッドの構造を示す横断面図である。
【図２】上記プリントヘッドの発熱抵抗体の形状を示す平面図である。
【図３】本発明によるプリントヘッドの製造方法を説明する図であり、成膜工程を説明する工程図である。
【図４】本発明によるプリントヘッドの製造方法を説明する図であり、エッチング工程を説明する工程図である。
【図５】上記プリントヘッドの発熱抵抗体の熱エネルギーの伝導を説明する縦断面図である。
【図６】本発明の製造方法により製造されるプリントヘッドの発熱抵抗体の他の形状を示す平面図である。
【図７】従来のサーマルヘッドの製造方法において、成膜工程を説明する工程図である。
【図８】従来のサーマルヘッドの製造方法において、エッチング工程を説明する工程図である。
【図９】従来のサーマルヘッドの発熱抵抗体の形状を示す平面図である。
【図１０】従来のサーマルヘッドの発熱抵抗体の熱エネルギーの伝導を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…基板
２…グレーズ層
３…電気抵抗体膜
４…電気良導体膜
６…発熱抵抗体
６ａ…縁部
７…電極層
８…保護膜
１３…短冊状パターン
【図１】
2006198808.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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