(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、該絶縁基板の上に設けられている凸状のグレーズ層と、該凸状のグレーズ層の上に配列されている複数の発熱抵抗体とを有するサーマルヘッドの製造方法であって、
前記絶縁基板の上面に、ガラスペーストを帯状に塗布して、これを焼き付けることによって前記凸状のグレーズ層を形成する工程と、
前記凸状のグレーズ層の長手方向における両端の領域をエッチング又はブラスチングして、当該領域の上面の高さを中央域よりも低く成し、当該中央域を隆起させた形に加工する工程と、
前記凸状のグレーズ層の中央域の上に、前記長手方向に沿って複数の発熱抵抗体を配設する工程とから成るサーマルヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記凸状のグレーズ層の前記中央域を隆起させた形状に加工した後、前記凸状のグレーズ層を熱処理して、当該凸状のグレーズ層の表面を滑らかにすることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワードプロセッサ，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】
【従来の技術】
従来のサーマルヘッドは、アルミナセラミックス等から成る絶縁基板の上面にガラス製のグレーズ層を帯状に被着させるとともに、該グレーズ層の上に多数の発熱抵抗体を例えば３００ｄｐｉのドット密度で直線状に被着、配列させた構造を有しており、感熱記録紙等の記録媒体を前記発熱抵抗体の上に搬送しながら、多数の発熱抵抗体を外部からの画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体に伝導させて、記録媒体に所定の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。
【０００３】
尚、前記グレーズ層は、上面に被着される発熱抵抗体の発する熱を蓄積することにより、サーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持するためのものであり、該グレーズ層は、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絶縁基板の上面に帯状に塗布して、これを高温で焼き付けることによって形成される。
【０００４】
【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、グレーズ層をスクリーン印刷等によって形成する際に、絶縁基板の上に塗布されたガラスペーストのエッジ部が該ペーストの表面張力によって大きく盛り上がる傾向があり、このガラスペーストを焼き付けることにより形成されるグレーズ層１２の形状も、図４に示す如き端部が大きく盛り上がった形状（図中のＡ部）となる。そして、このようなグレーズ層１２を持ったサーマルヘッドの発熱抵抗体１３の上に記録媒体を搬送して印画を行なうと、記録媒体がグレーズ層１２の長手方向の両端部の付近で他の領域よりも強く当たり、摺接圧のバラツキに起因した印画の濃度むらが形成される欠点を有していた。
【０００５】
また、グレーズ層１２のエッジ部が前述の如く大きく盛り上がっていると、印画の際に、記録媒体がグレーズ層１２のエッジ部の上に形成されている保護膜１４に対して強く当たることから、この部分で大きな内部応力が発生し、該応力によって保護膜１４が比較的短期間で破損するという欠点が誘発される。
【０００６】
【課題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、絶縁基板と、該絶縁基板の上に設けられている凸状のグレーズ層と、該凸状のグレーズ層の上に配列されている複数の発熱抵抗体とを有するサーマルヘッドの製造方法であって、前記絶縁基板の上面に、ガラスペーストを帯状に塗布して、これを焼き付けることによって前記凸状のグレーズ層を形成する工程と、前記凸状のグレーズ層の長手方向における両端の領域をエッチング又はブラスチングして、当該領域の上面の高さを中央域よりも低く成し、当該中央域を隆起させた形に加工する工程と、前記凸状のグレーズ層の中央域の上に、前記長手方向に沿って複数の発熱抵抗体を配設する工程とから成ることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明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って製造したサーマルヘッドの平面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線における断面図であり、１は絶縁基板であり、２はグレーズ層であり、４は発熱抵抗体である。
【０００８】
前記絶縁基板１は、アルミナセラミックス，ガラス等の電気絶縁性材料により矩形状に形成されており、上面でグレーズ層２，発熱抵抗体４，個別電極５，共通電極６等を支持するための支持母材として機能する。
【０００９】
また、前記絶縁基板１の上面には、該基板１の長辺と平行に帯状のグレーズ層２が被着されている。
【００１０】
前記グレーズ層２は、ガラス等の低熱伝導性材料により、凸状を成すように形成されており、中央域が他の領域よりも隆起した形となっている。
【００１１】
このグレーズ層２は、その上に被着される発熱抵抗体４の発する熱を蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持するとともに、発熱抵抗体４を上方に突出せしめ、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。
【００１２】
また、前記グレーズ層２の中央域には、例えば３００ｄｐｉのドット密度で直線状に配列された多数の発熱抵抗体４が被着されている。
【００１３】
前記発熱抵抗体４は、各々がＴａＳｉＯ，ＴｉＳｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ等の電気抵抗材料から成っているため、後述する個別電極５及び共通電極６を介して電源電力が供給されるとジュール発熱を起こして、記録媒体に印画を形成するのに必要な所定の温度となる。
【００１４】
また、前記発熱抵抗体４の両端には、個別電極５及び共通電極６が接続されおり、これらを保護膜７によって被覆している。
【００１５】
前記個別電極５及び共通電極６は、発熱抵抗体４に電力を印加するための給電電極として機能するものであり、前記個別電極５は、発熱抵抗体４の一端を図示しないドライバーＩＣのスイッチング素子を介して基準電位に接続している。また、前記共通電極６は、発熱抵抗体４の他端を電源のプラス（＋）側の端子に接続して、例えば２４Ｖの電位に保持するようになっている。
【００１６】
一方、前記保護膜７は、窒化珪素，サイアロン等の耐磨耗性及び封止性に優れた無機質材料から成り、発熱抵抗体４，個別電極５，共通電極６等を記録媒体の摺接による磨耗や大気中に含まれる水分等の接触による腐食から保護する作用を為す。
【００１７】
上述したサーマルヘッドは、感熱記録紙等の記録媒体を発熱抵抗体４上に搬送しながら、個別電極５及び共通電極６の間に外部からの画像データに基づいて所定の電力を印加して、発熱抵抗体４を個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を記録媒体に伝導させて、記録媒体に所定の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。
【００１８】
次に、上述したサーマルヘッドの製造方法について図３を用いて説明する。
【００１９】
（１）まず、図３（ａ）に示す如く、アルミナセラミックス等から成る絶縁基板１を準備する。
【００２０】
前記絶縁基板１は、アルミナセラミックスから成る場合、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、混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法，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得て、しかる後に、前記セラミックグリーンシートを矩形状に打ち抜いた上で、１３００℃〜１６００℃の温度で焼成することによって製造される。
【００２１】
（２）次に、図３（ｂ）に示す如く、絶縁基板１の上面に凸状のグレーズ層２’を帯状に形成する。
【００２２】
前記グレーズ層２’は、ガラス粉末に適当な有機溶剤，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厚膜手法、具体的にはスクリーン印刷等を採用することによって、絶縁基板１の長手方向に帯状に塗布して、これを１０００℃〜１２００℃の温度で焼き付けることによって被着、形成される。
【００２３】
尚、このようにして形成したグレーズ層２’の両端部には、ガラスペーストの表面張力に起因した大きな盛り上がりＡが形成される。
【００２４】
（３）次に、図３（ｃ）に示す如く、前記グレーズ層２’の長手方向における両端から少なくとも内側１．０ｍｍまでの領域をエッチング又はブラスチング（噴射加工）して、該領域の上面の高さを他の領域よりも低く成すことによって、中央域を隆起させた形に加工する。尚、本形態ではグレーズ層２’の長手方向における両端域のみでなく、グレーズ層２’の周辺域全体をエッチング又はブラスチングにより、削り取っている。
【００２５】
この加工にエッチングを採用する場合、まず、紫外線硬化型樹脂の前駆体をロールコーター等によってグレーズ層２’が形成されている絶縁基板１の上面の全体に塗布して、次に、紫外線硬化型樹脂の前駆体に所定波長の紫外線をグレーズ層２の中央域の隆起部３の形状に対応した所定パターンに照射して、紫外線硬化型樹脂を部分的に硬化させるとともに、未硬化の部位を現像により除去して、しかる後に、これを沸酸等を含むエッチング液に浸漬して、該エッチング液でグレーズ層２’の両端域を化学的に浸蝕することにより、グレーズ層２の中央域に隆起部３が形成されて、同時にグレーズ層２’の両端域に存在していた大きな盛り上がりＡが除去される。
【００２６】
また、ブラスチングを採用する場合、グレーズ層２’の上に紫外線硬化型樹脂を所定パターンに被着させるまでの工程は、先に述べたエッチングの場合と全く同様であり、その後、エッチング液に浸漬する代わりにシリカフィラー，アルミナフィラー等をグレーズ層２’の露出部に噴射させてグレーズ層２’を表面より所定の深さまで物理的に削り取ることにより行なわれる。
【００２７】
この結果、エッチング又はブラスチングにて削り取られたグレーズ層の両端域の上面の高さは、他の領域よりも低くなる。
【００２８】
尚、グレーズ層２の中央域の隆起部３の上に被着されている紫外線硬化型樹脂は、この工程の後に、超音波洗浄等によってグレーズ層２の頂部より剥離される。
【００２９】
（４）次に、前記グレーズ層２に熱処理を施した上で、図３（ｄ）に示す如く、グレーズ層２の隆起部３の上に多数の発熱抵抗体４を被着させる。
【００３０】
前記熱処理は、個別電極５，共通電極６の下地となるグレーズ層２の表面を滑らかにすることで個別電極５，共通電極６の断線を防止するためのものであり、例えば９００℃〜１１００℃の温度で１０〜２０分間加熱することにより行なわれる。
【００３１】
また、前記多数の発熱抵抗体４は、ＴａＳｉＯ等の電気抵抗材料を従来周知の薄膜手法、例えばスパッタリング，フォトリソグラフィー技術，エッチング技術等を採用して、所定パターンに加工することによって、グレーズ層２の中央域の隆起部３の上に例えば３００ｄｐｉのドット密度で直線状に被着、配列される。
【００３２】
（５）そして最後に、前記発熱抵抗体４の両端に個別電極５及び共通電極６を接続して、その上に保護膜７を被着させる。
【００３３】
前記個別電極５及び共通電極６は、アルミニウム，銅等の金属を従来周知の薄膜手法、例えばスパッタリング，フォトリソグラフィー技術，エッチング技術等を採用することによって所定パターンに被着される。
【００３４】
また、前記保護膜７は、発熱抵抗体４，個別電極５，共通電極６等の上面に窒化珪素等を従来周知のスパッタリング，プラズマＣＶＤ等によって、３μｍ〜１０μｍの厚みに被着させることにより形成され、これによって製品としてのサーマルヘッドが完成する。
【００３５】
以上のような本形態の製造方法によれば、グレーズ層２’の長手方向における両端から少なくとも内側１．０ｍｍまでの領域をエッチング又はブラスチングして、該領域の上面の高さを他の領域よりも低くなしたことから、グレーズ層２の中央域の隆起部３の上に発熱抵抗体４を配設した際、発熱抵抗体４の配列方向の両側にグレーズ層２の大きな盛り上がりが形成されることはなく、印画時、記録媒体を全ての発熱抵抗体４に対して均一に押圧させて、濃度むらの少ない良好な印画を形成することが可能となる。
【００３６】
また、本形態によれば、前述した如く、グレーズ層２の両端域に大きな盛り上がり等は存在しないことから、グレーズ層２の上に形成される保護膜７に対する記録媒体の摺接圧も均一化され、保護膜７に対して局所的に大きな内部応力が発生するのを有効に防止することができる。従って、保護膜７を長期にわたり良好な状態で下地に被着させておくことができ、サーマルヘッドの信頼性が飛躍的に向上される。
【００３７】
更に、本形態によれば、グレーズ層２の両端域を上述の如くエッチング又はブラスチングにより削り取った場合、該領域の表面粗さは、グレーズ層２を形成するガラスが含有している各成分のエッチングレート又はブラスチングレートの相違に起因して、中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ〜０．５μｍと粗くなることから、その上に保護膜７を被着させた際に、下地に対する保護膜７の密着強度がアンカー効果によって向上して、サーマルヘッドの信頼性が向上する。
【００３８】
尚、本発明は上述の形態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、改良が可能である。
【００３９】
例えば上述の形態では発熱抵抗体４と、個別電極５，共通電極６とを別個の工程で形成するようにしたが、これらは同一の工程により形成するようにしても良い。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、グレーズ層の長手方向における両端の領域をエッチング又はブラスチングして、当該領域の上面の高さを中央域よりも低く成したことから、グレーズ層の中央域に発熱抵抗体を配設した際に、発熱抵抗体の配列方向の両側にグレーズ層の大きな盛り上がりが形成されることはなく、印画時、記録媒体を全ての発熱抵抗体に対して均一に押圧させて、濃度むらの少ない良好な印画を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の製造方法によって製作したサーマルヘッドの平面図である。
【図２】  図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】  本発明の製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図４】  従来のサーマルヘッドの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・絶縁基板、２・・・グレーズ層、3 ・・・凸部、４・・・発熱抵抗体、５・・・個別電極、６・・・共通電極、７・・・保護膜
【図１】
0004766726.tif 000002
【図２】
0004766726.tif 000003
【図３】
0004766726.tif 000004
【図４】
0004766726.tif 000005