(57)【要約】      （修正有）【課題】  発熱抵抗体の抵抗値を高精度に規定できるサーマルヘッド及びその製造方法を得る。【解決手段】  蓄熱層上に抵抗体層と絶縁バリア層を全面的に順次形成する工程と、この抵抗体層及び絶縁バリア層の一部を除去し、列状に並ぶ複数の発熱抵抗体を上記抵抗体層で形成する工程と、この複数の発熱抵抗体、絶縁バリア層及び露出している蓄熱層の上に、電極層を全面的に形成する工程と、該電極層の一部を除去し、絶縁バリア層を露出させる開放部と該開放部の一端側と他端側で絶縁バリア層上にオーバーレイして複数の発熱抵抗体を通電する電極層とを形成する工程を備え、上記複数の発熱抵抗体は、ドライエッチングにより発熱抵抗体形成エリア外の抵抗体層と絶縁バリア層をすべて同時に除去し、幅寸法と長さ寸法を規定した一対の実効発熱部と一対の実効発熱部の一端側を連結する連結部とを有する平面Ｕ字形状で形成する。【選択図】  図１
2006321093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する抵抗体層と、この抵抗体層の表面を覆って発熱エリアの平面的な大きさを規定する絶縁バリア層と、この絶縁バリア層上にオーバーレイして前記抵抗体層を通電する電極層とを備え、
前記抵抗体層と前記絶縁バリア層はともに平面Ｕ字形状に形成されていて、
前記抵抗体層は、前記絶縁バリア層の下層位置にのみ存在し、長さ寸法及び幅寸法を規定した一対の実効発熱部と該一対の実効発熱部を端部で連結した連結部とを有し、
前記電極層は、前記抵抗体層の長さ方向の一端側で前記一対の実効発熱部にそれぞれ接続する個別電極と共通電極と、同長さ方向の他端側で前記一対の実効発熱部及び前記連結部に接続する折り返し電極とで形成されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記抵抗体層の連結部の長さ寸法は５μｍ以下であるサーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１または２記載のサーマルヘッドにおいて、前記抵抗体層の長さ方向の両端面は、該端側に向かうにつれて膜厚が減少するテーパー面をなしているサーマルヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のサーマルヘッドにおいて、前記折り返し電極は、前記抵抗体層の一対の実効発熱部と平行に前記絶縁バリア層上まで延びる一対の平行電極部と、この一対の平行電極部の抵抗体層側のエッジを前記絶縁バリア層上で接続する接続電極部とを有する平面Ｕ字形状をなしているサーマルヘッド。
【請求項５】
蓄熱層上に抵抗体層と絶縁バリア層を全面的に順次形成する工程、
この抵抗体層と絶縁バリア層を平面Ｕ字形状にパターニングする工程、
前記絶縁バリア層及び前記蓄熱層上に電極層を全面的に形成する工程、及び
この電極層の一部を除去し、前記絶縁バリア層を露出させる開放部と、この開放部の一端側と他端側で前記絶縁バリア層上にオーバーレイして前記抵抗体層を通電する電極層とを形成する工程を備え、
前記抵抗体層と前記絶縁バリア層のパターニング工程では、発熱エリア外の前記抵抗体層及び前記絶縁バリア層を同時に抜き、前記抵抗体層及び前記絶縁バリア層の幅寸法と長さ寸法を同時に規定することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記抵抗体層は、幅寸法と長さ寸法を規定した一対の実効発熱部とこの一対の実効発熱部を端部で連結した連結部とによる平面Ｕ字形状で形成し、この連結部の長さ寸法を５μｍ以下に規定するサーマルヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項５または６記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記パターニング工程ではさらに、前記抵抗体層の長さ方向の両端面を、該端側に向かうにつれて膜厚が減少するテーパー面に形成するサーマルヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか一項に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記抵抗体層と前記絶縁バリア層のパターニング工程では、ドライエッチングにより、発熱エリア外の前記抵抗体層及び前記絶縁バリア層を同時に抜くサーマルヘッドの製造方法。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれか一項に記載のサーマルヘッドの製造方法において、前記電極層は、前記抵抗体層の長さ方向の一端側で前記一対の実効発熱部にそれぞれ接続する個別電極と共通電極と、同長さ方向の他端側で前記一対の実効発熱部及び前記連結部に接続する折り返し電極とにより形成し、
さらに前記折り返し電極は、前記一対の実効発熱部と平行に前記絶縁バリア層上まで延びる一対の平行導体部と、この一対の平行導体部を少なくとも前記絶縁バリア層上で接続する接続導体部とを有する平面Ｕ字形状で形成するサーマルヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば熱転写型プリンタに搭載されるサーマルヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、いわゆる折り返し電極構造のサーマルヘッド１００を示す（ａ）断面図、（ｂ）平面図（耐磨耗保護層を除く）である。サーマルヘッド１００は、放熱性基板１０２の上に、ガラス等の高断熱材料からなる蓄熱層１０３と、通電により発熱する複数の発熱抵抗体１０５（１０５ａ、１０５ｂ）と、複数の発熱抵抗体１０５に各々接続した複数の個別電極１０７と、複数の発熱抵抗体１０５に共通に接続したコモン電極１０８と、隣り合う一対の発熱抵抗体１０５ａ、１０５ｂの一端部を接続するＵ字形状の折り返し電極１１１と、これらを覆う耐磨耗保護層１１０とを備えている。このサーマルヘッド１００では、折り返し電極１１１で接続された一対の発熱抵抗体１０５ａ、１０５ｂが１つの印刷ドット部を構成する。
【０００３】
上記サーマルヘッド１００は、例えば以下の工程で形成される。
【０００４】
先ず、放熱性基板１０２の基板表面を構成する蓄熱層１０３の上に抵抗体層１０４とＡｌ電極層Ｅを全面的に形成する。次に、Ａｌ電極層Ｅ及び抵抗体層１０４の一部を除去し、形成すべき折り返し導体、個別電極、コモン電極のパターン形状でＡｌ電極層Ｅ及び抵抗体層１０４を残す。Ａｌ電極層Ｅは、電極抵抗を低減するため（ヘッド小型化による電極抵抗の増大を抑制するため）、１μｍ程度の厚さで形成する。このパターニングにより、発熱抵抗体の幅寸法Ｗ’が規定される。続いて、Ａｌ電極層Ｅの一部を除去し、抵抗体層１０４の表面を一部露出させる開放部αを形成する。抵抗体層１０４の表面露出領域がそれぞれ発熱抵抗体１０５となり、発熱抵抗体の長さ寸法Ｌ’は開放部αにより規定される。開放部αを介してＡｌ電極層Ｅは、隣り合う一対の発熱抵抗体１０５（１０５ａ、１０５ｂ）の一端側を導通接続するＵ字状の折り返し電極１１１と、一対の発熱抵抗体１０５ａ、１０５ｂの他端側に同一方向で接続された個別電極１０７及びコモン電極１０８とに分離される。続いて、発熱抵抗体１０５、折り返し電極１１１、個別電極１０７及びコモン電極１０８を覆う耐磨耗保護層１１０を形成する。Ａｌ電極層Ｅが１μｍ程度と厚いため、開放部αの両端、つまり発熱抵抗体１０５と折り返し電極１１１、個別電極１０７及びコモン電極１０８との各境界には段差が生じ、この段差は耐磨耗保護層１１０の表面にも段差部１１０ａとしてあらわれる。発熱抵抗体１０５の近傍に段差が存在していると印刷媒体と発熱抵抗体１０５の接触効率が悪くなるので、耐磨耗保護層１１０の段差部１１０ａを研磨加工し、印刷媒体との接触面を滑らかに形成する。以上により、サーマルヘッド１００が得られる。
【特許文献１】特開２００４−１７５２３号公報
【特許文献２】特開２００４−１５５１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記発熱抵抗体１０５の抵抗値は、発熱抵抗体１０５の平面形状（アスペクト比Ｌ／Ｗ）によって大きく左右される。しかしながら、従来の製造工程において発熱抵抗体１０５の平面形状を規定するには、長さ寸法Ｌ’と幅寸法Ｗ’とを１工程ごとにわけて２回パターニングしていたため、パターニングのずれが生じ、発熱抵抗体１０５の抵抗値ばらつきの要因になっていた。発熱抵抗体の平面形状を精度良く規定し、複数の発熱抵抗体の抵抗値ばらつきが少ない高品質のサーマルヘッドを得ることが要求されている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、抵抗体層の平面形状を精度良く規定できる高品質のサーマルヘッド及びその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、抵抗体層の幅寸法と長さ寸法を同時に規定してパターニング精度を向上させることに着目したものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、通電により発熱する抵抗体層と、この抵抗体層の表面を覆って発熱エリアの平面的な大きさを規定する絶縁バリア層と、この絶縁バリア層上にオーバーレイして抵抗体層を通電する電極層とを備え、抵抗体層と絶縁バリア層はともに平面Ｕ字形状に形成されていて、抵抗体層は、絶縁バリア層の下層位置にのみ存在し、長さ寸法及び幅寸法を規定した一対の実効発熱部と該一対の実効発熱部を端部で連結した連結部とを有し、電極層は、抵抗体層の長さ方向の一端側で一対の実効発熱部にそれぞれ接続する個別電極と共通電極と、同長さ方向の他端側で一対の実効発熱部及び連結部に接続する折り返し電極とで形成されていることを特徴としている。
【０００９】
抵抗体層の連結部の長さ寸法は、５μｍ以下であることが好ましい。この範囲内であれば、連結部によって一対の実効発熱部が連結されていても、連結部が一対の実効発熱部の発熱分布に悪影響を与えることがなく、一対の実効発熱部を独立に設けた場合と同様の発熱特性を得ることができる。また、連結部が存在することによって、絶縁バリア層を介して折り返し電極を抵抗体層上にベタ状に接続することができ、印画キズを発生させる原因のポケット凹部を生じさせずに済む。
【００１０】
抵抗体層の長さ方向の両端面は、該端側に向かうにつれて膜厚が減少するテーパー面をなしていることが好ましい。この態様によれば、抵抗体層と電極層との接触面積を大きく確保でき、抵抗体層を確実に通電することができる。これにより、接触不良に起因する抵抗値不良を防止できる。
【００１１】
折り返し電極は、具体的には、抵抗体層の一対の実効発熱部と平行に絶縁バリア層上まで延びる一対の平行電極部と、この一対の平行電極部の抵抗体層側のエッジを絶縁バリア層上で接続する接続電極部とを有する平面Ｕ字形状をなしていることが好ましい。
【００１２】
また本発明は、製造方法の態様によれば、蓄熱層上に抵抗体層と絶縁バリア層を全面的に順次形成する工程、この抵抗体層と絶縁バリア層を平面Ｕ字形状にパターニングする工程、絶縁バリア層及び前記蓄熱層上に電極層を全面的に形成する工程、及び、この電極層の一部を除去し、絶縁バリア層を露出させる開放部と、この開放部の一端側と他端側で絶縁バリア層上にオーバーレイして抵抗体層を通電する電極層とを形成する工程を備え、抵抗体層と絶縁バリア層のパターニング工程では、発熱エリア外の抵抗体層及び絶縁バリア層を同時に抜き、抵抗体層及び絶縁バリア層の幅寸法と長さ寸法を同時に規定することを特徴としている。
【００１３】
抵抗体層は、幅寸法と長さ寸法を規定した一対の実効発熱部とこの一対の実効発熱部を端部で連結した連結部とによる平面Ｕ字形状で形成し、この連結部の長さ寸法を５μｍ以下に規定することが好ましい。上述したように連結部の長さ寸法が上記範囲内であれば、印画キズの要因になるポケット凹部を生じさせることなく折り返し電極を設けることができ、且つ、連結部を設けても一対の実効発熱部の発熱分布に悪影響を与えることがない。
【００１４】
パターニング工程ではさらに、抵抗体層の長さ方向の両端面を、該端側に向かうにつれて膜厚が減少するテーパー面に形成することが好ましい。この態様によれば、抵抗体層と電極層との接触面積を大きく確保でき、抵抗体層を確実に通電することができる。
【００１５】
上記パターニング工程では、ドライエッチングにより、発熱エリア外の抵抗体層及び絶縁バリア層を同時に抜くことが好ましい。
【００１６】
具体的に、電極層は、抵抗体層の長さ方向の一端側で一対の実効発熱部にそれぞれ接続する個別電極と共通電極と、同長さ方向の他端側で一対の実効発熱部及び連結部に接続する折り返し電極とにより形成することができる。ここで、折り返し電極は、一対の実効発熱部と平行に絶縁バリア層上まで延びる一対の平行導体部と、この一対の平行導体部を少なくとも絶縁バリア層上で接続する接続導体部とを有する平面Ｕ字形状で形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、抵抗体層の平面形状を精度良く規定できる高品質のサーマルヘッド及びその製造方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図５は、本発明の一実施形態によるサーマルヘッドを示している。図１はサーマルヘッド１（耐磨耗保護層を除く状態）の平面図であり、図２は同サーマルヘッド１の断面図である。サーマルヘッド１は、図１の上下方向に所定間隔で列状に配置された複数の印刷ドットＤを備え、各印刷ドットＤの熱を感熱紙またはインクリボンに与えることで印刷動作する。
【００１９】
サーマルヘッド１は、ガラス等の断熱材料からなる蓄熱層３を基板表面に有する放熱性基板２と、蓄熱層３上に形成された複数の発熱抵抗体５と、各発熱抵抗体５の表面を覆って平面的な大きさ（長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗ）を規定する複数の絶縁バリア層６と、複数の発熱抵抗体５を通電するＡｌ電極層Ｅ（個別電極７、コモン電極８及び折り返し電極１１）と、絶縁バリア層６及びＡｌ電極層Ｅを覆う耐磨耗保護層１０とを備えている。１つの印刷ドットＤは１つの発熱抵抗体５で構成されている。
【００２０】
蓄熱層３は、放熱性基板２の表面全体に均一な膜厚で形成された平面グレーズ層である。絶縁バリア層６は、例えばＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ等の絶縁材料で形成されている。
【００２１】
複数の発熱抵抗体５は、Ｔａ2Ｎ又はＴａ−ＳｉＯ2等のサーメット材料を用いて蓄熱層３の上に部分的に形成された平面Ｕ字形状の抵抗体層４からなり、長さ寸法Ｌ及び幅寸法Ｗの矩形状をなす一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂと、この一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの一端部を連結する連結部５Ｃとを有している。抵抗体層４は、発熱エリアのみ、すなわち絶縁バリア層６の下層位置にのみ存在する。連結部５Ｃの長さ寸法Ｌ5Cは５μｍ以下に設定されていて、Ａｌ電極層Ｃを介して発熱抵抗体５を通電したとき、連結部５Ｃでの発熱は一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂでの発熱に比べて小さく無視できる。よって、連結部５Ｃを介して一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂが連結されていても印画結果には影響を及ぼさず、一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂをそれぞれ独立に（連結させずに）設けた場合と同様の印画結果を得ることができる。サーマルヘッド１は、各発熱抵抗体５の一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂが発生した熱により印画動作する。また、連結部５Ｃにより一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの一端部には凹部が形成されるが、この凹部は抵抗体層４の膜厚に略一致して約０．２μｍと非常に浅く、無視できる。
【００２２】
また、複数の発熱抵抗体５は、図２に示すように長さ方向の両端面が端側（Ａｌ電極層Ｅ側）に向かうにつれて膜厚の減少するテーパー面を構成しており、このテーパー面でＡｌ電極層Ｅとの導通を確保している。Ａｌ電極層Ｅは、各発熱抵抗体５の一方の実効発熱部５Ａの他端部に接続した個別電極７と、各発熱抵抗体５の他方の実効発熱部５Ｂの他端部に接続したコモン電極８と、各発熱抵抗体５の一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの一端部と連結部５Ｃに接続する折り返し電極１１とを有している。これら折り返し電極１１、個別電極７及びコモン電極８は、数百μｓ程度のごく短い周期で大電流を与えて発熱抵抗体５をオン（通電）／オフ（非通電）する高速印刷動作にも対応可能である。
【００２３】
折り返し電極１１は、発熱抵抗体５とは１８０°反対向きの平面Ｕ字形状をなし、発熱抵抗体５の一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂに平行な一対の平行電極部１１Ａと該一対の平行電極部１１Ａを結ぶ接続電極部１１Ｂとを有している。一対の平行電極部１１Ａは、絶縁バリア層６上にオーバーレイして発熱抵抗体５の一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの一端部まで延びている。この一対の平行電極部１１Ａの幅寸法は、一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの幅寸法Ｗと略一致している。接続電極部１１Ｂは、同じく絶縁バリア層６上にオーバーレイしており、発熱抵抗体５の連結部５Ｃまで延びて一対の平行電極部１１Ａの発熱抵抗体側のエッジを直線状に結んでいる。この折り返し電極１１は、絶縁バリア層６上にオーバーレイしている長さ方向の寸法が発熱抵抗体５の連結部５Ｃの長さ寸法Ｌ5Cよりも小さく、発熱抵抗体５の一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの側面には接触しない。このように折り返し電極１１が一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの側面に非接触であれば、該折り返し電極１１を介して一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂが短絡されずに済み、リーク電流による発熱抵抗体５（実効発熱部５Ａ、５Ｂ）の抵抗値ばらつきを抑制することができる。なお、折り返し電極１１の一対の平行電極部１１Ａと接続電極部１１Ｂで囲まれた領域には該折り返し電極１１（Ａｌ電極層Ｅ）の膜厚に略一致する深さの凹部が生じているが、この凹部は印刷媒体の送り方向に開放されているので、該凹部が耐磨耗保護層１０に転写形成されても耐磨耗保護層１０の表面に研磨くずやごみが残留する虞はない。
【００２４】
従来の折り返し電極構造（図６）では、折り返し電極１１１の窪み領域に生じた深さ１μｍ以上のポケットγに対応するポケット凹部が耐磨耗保護層１１０にも転写形成され、このポケット凹部は印刷媒体の送り方向に閉じた凹部であるために、耐磨耗保護層１１０の段差部１１０ａを研磨した際に研磨くずが耐磨耗保護層１１０のポケット凹部に入り込んだり、同ポケット凹部に印刷媒体やインクリボン背面のゴミが引っ掛かったり等して、印刷時に印画キズが発生することがあった。印画キズを防止するには、第１の対策として耐磨耗保護層１１０の段差部１１０ａを研磨する際にポケット凹部を同時に削って除去することが考えられるがポケット凹部を完全になくすことは難しく、第２の対策として折り返し電極１１１を構成するＡｌ電極層Ｅの膜厚を薄くしてポケット凹部を浅くすることが考えられるがＡｌ電極層Ｅを薄くすると電極抵抗が増大してしまう。特に近年ではヘッド小型化が促進されていて電極面積が縮小されているため、膜厚を小さくすると電極抵抗は大幅に増大し、ヘッドの印刷品質を悪化させてしまう。第３の対策としては、Ｕ字形状の折り返し電極１１１の替わりに、一対の発熱抵抗体１０５ａ、１０５ｂの一端部及びその隙間をベタ状に覆う矩形状の折り返し電極を形成して、ポケット凹部をなくすことが考えられるが、一対の発熱抵抗体１０５ａ、１０５ｂの一端部の隙間にも折り返し電極が形成されていると、発熱抵抗体１０５ａ、１０５ｂの側面に折り返し電極が接触してリーク電流が発生し、このリーク電流により発熱抵抗体１０５の抵抗値がばらついてしまう。本実施形態の発熱抵抗体５及び折り返し電極１１によれば、これらの問題点がすべてクリアされている。
【００２５】
個別電極７は、各発熱抵抗体５を個別に通電するための電極であり、発熱抵抗体５の長さ方向に延びる帯状電極で形成されている。この個別電極７は、発熱抵抗体側とは反対側の端部に設けたワイヤーボンディング用の電極パッド７ａを介して、駆動ユニット１３に接続されている。駆動ユニット１３は、放熱性基板２とは別体で備えられており、各個別電極７にワイヤーボンディングした複数の電極パッド、該電極パッドを介して対応する個別電極７への通電／非通電を切り替える複数のスイッチング素子（駆動ＩＣ）及び複数の外部接続端子等を有している。図１はサーマルヘッド１の構造を簡略的に示したものであり、個別電極７と駆動ユニット１３の電極パッドを結ぶワイヤー１４は、実際には、約５０μｍ程度と非常に微小間隔で設けられている。
【００２６】
コモン電極８は、複数の発熱抵抗体５に共通電位を与える電極である。このコモン電極８は、放熱性基板２の駆動ユニット１３に臨む縁部で複数の発熱抵抗体５の配列方向にライン状に延び、同配列方向の両端から駆動ユニット１３の電源１２により給電されるライン電極部８ａと、このライン電極部８ａから抵抗長方向に延出して隣接する２つの発熱抵抗体５の実効発熱部５Ｂを接続した複数のＹ字電極部８ｂとを有している。ライン電極部８ａは、コモン電極抵抗を抑えるためにＹ字電極部８ｂよりも大面積で形成され、その両端位置でワイヤーボンディングにより駆動ユニット１３に接続されている。
【００２７】
個別電極７及びコモン電極８のＹ字電極部８ｂは、発熱抵抗体５の一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの幅寸法Ｗと略一致する幅寸法で形成され、それぞれの実効発熱部５Ａ、５Ｂ側の端部が絶縁バリア層６上にオーバーレイしている。
【００２８】
耐磨耗保護層１０は、例えばＳｉＡｌＯＮやＴａ2Ｏ5等の耐摩耗性材料からなり、ヘッド動作時に生じる摩擦から絶縁バリア層６及びＡｌ電極層Ｅ（折り返し電極１１、個別電極７、コモン電極８）を保護する。耐磨耗保護層１０の厚さは一定のため、耐磨耗保護層１０の表面には基板表面の凹凸形状が転写されており、絶縁バリア層６の上方位置には印刷媒体との接触が良好となるように研磨加工された滑らかな段差部１０ａが設けられている。なお、図１では耐磨耗保護層１０は図示省略されている。
【００２９】
次に、図３〜図５を参照し、図１及び図２に示すサーマルヘッド１の製造方法について説明する。図３〜図５において、（ａ）はサーマルヘッド１の製造工程を示す断面図、（ｂ）は（ａ）と同工程を示す平面図である。
【００３０】
先ず、放熱性基板２の蓄熱層３上に全面的に、抵抗体層４と絶縁バリア層６を同一真空中で連続成膜した後、アニール処理を施す。アニール処理は、予め大きい熱的負荷を加えて抵抗体層４の抵抗値を安定させる加速処理である。抵抗体層４は、高抵抗化しやすいＴａ−Ｓｉ−Ｏ、ＴａＳｉＯＮｂ、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ、Ｃｒ−Ｓｉ−Ｏ等の高融点金属のサーメット材料により、約０．２μｍ程度の膜厚で形成する。絶縁バリア層６は、例えばＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ等の絶縁材料で形成する。
【００３１】
アニール処理後は、形成すべき発熱抵抗体の平面形状（幅寸法Ｗ、長さ寸法Ｌ、Ｌ5C）を定めるレジスト層を絶縁バリア層６の上に形成し、レジスト層で覆われていない部分の絶縁バリア層６及び抵抗体層４を１回のドライエッチングにより同時に除去し、さらにレジスト層を除去する。このドライエッチング工程によれば、図３（ａ）に示すように、発熱エリア外の絶縁バリア層６及び抵抗体層４はすべて除去され、絶縁バリア層６及び抵抗体層４の幅寸法と長さ寸法が同時に規定される。本実施形態の抵抗体層４は、長さ寸法Ｌ及び幅寸法Ｗの矩形状をなす一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂと、この一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの一端部を長さ寸法Ｌ5Cで連結する連結部５Ｃとを有する、平面Ｕ字形状の発熱抵抗体５を構成する。ここで、連結部５Ｃの長さ寸法Ｌ5Cは、連結部５Ｃが一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの発熱特性に悪影響を与えることがないよう、５μｍ以下に規定する。なお、連結部５Ｃにより一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの一端部には凹部が形成されるが、この凹部は抵抗体層４の膜厚に略一致して約０．２μｍと非常に浅く、無視できる。
【００３２】
さらに上記ドライエッチング工程では、図３（ｂ）に示すように、各発熱抵抗体５の長さ方向の両端面を、該両端側に向かうにつれて膜厚が減少するテーパー面５Ｄに形成する。このように発熱抵抗体５の長さ方向の両端面がテーパー面５Ｄであれば、該両端面を蓄熱層３の表面に直交する垂直面とする場合よりも、後工程で形成するＡｌ電極層との接触面積を大きくとれる。ここで、抵抗体層４は絶縁バリア層６の下層位置にのみ存在し、この抵抗体層４からなる発熱抵抗体５はテーパー面５Ｄが露出しており、抵抗体層４及び絶縁バリア層６の除去部分には蓄熱層３が露出している。
【００３３】
続いて、図４に示すように、絶縁バリア層６、露出している複数の発熱抵抗体５のテーパ面５Ｄ及び露出している蓄熱層３の上に、Ａｌ電極層Ｅを全面的に形成する。Ａｌ電極層Ｅの膜厚は、電極抵抗を低減できるように十分大きくすることが望ましく、本実施形態では約１μｍ程度とする。本実施形態では後工程で折り返し電極、個別電極及びコモン電極となる電極層をＡｌにより形成しているが、Ａｌ以外にもＣｒ、Ｃｕ、Ｗ等の導電材料を用いることができる。
【００３４】
続いて、図５に示すように、Ａｌ電極層Ｅの一部を例えばＲＩＥにより除去して、絶縁バリア層６を露出させる開放部αと、絶縁バリア層６の一端側にオーバーレイして各発熱抵抗体５の一方の実効発熱部５Ａに接続する個別電極７と、絶縁バリア層６の一端側にオーバーレイして各発熱抵抗体５の他方の実効発熱部５Ｂに接続するコモン電極８と、絶縁バリア層６の他端側にオーバーレイして各発熱抵抗体５の実効発熱部５Ａ、５Ｂ及び連結部５Ｃを接続する折り返し電極１１とを同時に形成する。ここで、折り返し電極１１は、絶縁バリア層６上にオーバーレイして発熱抵抗体５の一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂまで平行に延びる一対の平行電極部１１Ａと、同じく絶縁バリア層６上にオーバーレイして一対の平行電極部１１Ａの発熱抵抗体５側のエッジを同発熱抵抗体５の連結部５Ｃの上で直線状に結ぶ接続電極部１１Ｂとを有する、発熱抵抗体５とは１８０°反対向きの平面Ｕ字形状で形成する。一対の平行電極部１１Ａと接続電極部１１Ｂで囲まれた領域には該折り返し電極１１（Ａｌ電極層Ｅ）の膜厚に略一致する深さの凹部が生じるが、この凹部は印刷媒体の送り方向に開放しており、後工程で耐磨耗保護層の表面に転写形成されても印画キズを生じさせる虞はない。
【００３５】
上述したように発熱抵抗体５の長さ方向の両端面はテーパー面５Ｄで形成されているので、発熱抵抗体５と個別電極７、コモン電極８及び折り返し電極１１との接触面積を大きく確保でき、確実に導通がとれる。またオーバーレイ構造によれば、エッチングによるばらつきが若干生じても、発熱抵抗体５と個別電極７、コモン電極８及び折り返し電極１１とをそれぞれ確実に導通接続させることができる。
【００３６】
続いて、次工程で形成する耐磨耗保護層との密着性を高めるため、逆スパッタ等により絶縁バリア層６、個別電極７、コモン電極８及び折り返し電極１１の新たな膜面を露出させた後、該絶縁バリア層６、電極パッド７ａを除く個別電極７、コモン電極８、折り返し電極１１及び露出している蓄熱層３を覆う耐磨耗保護層１０を形成する。耐磨耗保護層１０は、例えばＳｉＡｌＯＮやＴａ2Ｏ5等の耐摩耗性材料により、約５μｍ程度の厚さで形成する。耐磨耗保護層１０の表面には、上記絶縁バリア層６や折り返し電極１１等を含む基板表面の凹凸形状がそのまま転写形成され、絶縁バリア層６の上方位置には、開放部αの両端の段差（絶縁バリア層６と折り返し電極１１の間の段差、絶縁バリア層６と個別電極７及びコモン電極８の間の段差）に対応する段差部１０ａが形成されている。段差部１０ａの深さは、個別電極７、コモン電極８及び折り返し電極１１の厚さに略一致して約１μｍ程度となる。
【００３７】
続いて、耐磨耗保護層１０の段差部１０ａの立ち上がり面を研磨加工して、該段差部１０ａを耐磨耗保護層１０の上面に緩やかに連続させ、耐磨耗保護層１０と印刷媒体の接触を良好にする。以上の工程により、図１及び図２に示すサーマルヘッド１が得られる。
【００３８】
以上のように本実施形態では、１回のパターニング（ドライエッチング）で発熱エリア外の絶縁バリア層６及び抵抗体層４を一緒に除去し、絶縁バリア層６及び抵抗体層４の幅寸法Ｗと長さ寸法Ｌ、Ｌ5Cを同時に規定するので、幅寸法と長さ寸法を別工程で規定する場合に生じるパターニングずれを排除でき、発熱抵抗体５の平面形状（アスペクト比Ｌ／Ｗ）を精度良く規定できる。これにより、複数の発熱抵抗体５の抵抗値ばらつきの少ない高品質のサーマルヘッドが得られる。また、発熱抵抗体の幅寸法と長さ寸法を別工程で規定する場合よりも工程数が減るので、コストダウンも図れる。
【００３９】
また本実施形態によれば、発熱抵抗体５が一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂと連結部５Ｃによる平面Ｕ字形状で形成され、折り返し電極１１が絶縁バリア層６上で上記一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂまで延びる一対の平行電極部１１Ａと該一対の平行電極部１１Ａの発熱抵抗体側のエッジを絶縁バリア層６上で接続する接続電極部１１Ｂとによる平面Ｕ字形状で形成されているから、この折り返し電極１１が印刷媒体の送り方向に閉じたポケット凹部を生じさせることはない。発熱抵抗体５の一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂと連結部５Ｃの間には凹部が生じるが、該凹部の深さは抵抗体層４の膜厚と略一致していて０．２μｍと浅く、電極抵抗の低減するために折り返し電極１１をさらに厚くしても該凹部の深さは変化しない。また、耐磨耗保護層１０に転写形成されても無視できる程度である。よって、耐磨耗保護層１０の段差部１０ａを研磨加工した際に生じた研磨くずが耐磨耗保護層１０の表面に残留する虞がなく、該研磨くずによる印画キズを回避できる。
【００４０】
さらに本実施形態によれば、折り返し電極１１は発熱抵抗体５のテーパー面５Ｄで該発熱抵抗体５に導通接続しており、一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂの側面には接触していないので、折り返し電極１１を介して一対の実効発熱部５Ａ、５Ｂが短絡されることがなく、リーク電流の発生を防止して発熱抵抗体５（実効発熱部５Ａ、５Ｂ）の抵抗値ばらつきを抑制可能である。また、発熱抵抗体５はテーパー面５Ｄを介してＡｌ電極層Ｅ（個別電極７、コモン電極８及び折り返し電極１１）に確実に導通接続しているので、これによっても発熱抵抗体５の抵抗値ばらつきを抑制できる。さらに、Ａｌ電極層Ｅ（個別電極７、コモン電極８及び折り返し電極１１）は絶縁バリア層６上にオーバーレイして形成されているので、形成する際にエッチングによるばらつきが生じたとしても、発熱抵抗体５との導通接続を確保することができる。
【００４１】
以上では、均一膜厚の蓄熱層３を放熱性基板２の表面全体に備えた平面グレーズヘッドに本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明は、部分グレーズヘッドやリアルエッジヘッド、ダブルグレーズヘッド等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態によるサーマルヘッド（保護層除く）を示す平面図である。
【図２】図１のサーマルヘッドの（Ａ）Ａ−Ａ線、（Ｂ）Ｂ−Ｂ線、（Ｃ）Ｃ−Ｃ線にそれぞれ沿う断面図である。
【図３】同サーマルヘッドの製造方法の一工程を示す（ａ）断面図、（ｂ）平面図である。
【図４】図３に示す工程の次工程を示す（ａ）断面図、（ｂ）平面図である。
【図５】図４に示す工程の次工程を示す（ａ）断面図、（ｂ）平面図である。
【図６】従来の折り返し構造のサーマルヘッドを示す（ａ）断面図、（ｂ）平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  サーマルヘッド
２    放熱性基板
３    蓄熱層
４    抵抗体層
５    発熱抵抗体
５Ａ、５Ｂ  実効発熱部
５Ｃ  連結部
５Ｄ  テーパー面
６    絶縁バリア層
７    個別電極
８    コモン電極
１０    耐磨耗保護層
１１    折り返し電極
１１Ａ  平行電極部
１１Ｂ  接続電極部
α  開放部
Ｄ  印刷ドット
【図１】
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【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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