(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された線状の共通電極部分と、
前記基板上で、共通電極部分の両側に形成された絶縁性のグレースガラス層と、
前記共通電極部分上に前記共通電極部分の長手方向に形成された基線抵抗体、およびこれと交差するように形成された発熱抵抗体からなる抵抗体と、
前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の一端が接続された一括電極と、
前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の他端が接続された個別電極と、
前記抵抗体上に形成されたコモン電極とを有し、
前記基線抵抗体の幅が、前記共通電極部分の幅以下であり、
前記共通電極部分の幅が、前記コモン電極の幅未満であることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
基板上に線状の共通電極部分を形成し、
前記基板上で、前記共通電極部分の両側に絶縁性のグレースガラス層を形成し、
前記共通電極部分上で幅が前記共通電極部分の幅以下である前記共通電極部分の長手方向に延びる基線抵抗体、およびこれと交差する発熱抵抗体からなる抵抗体を形成したのち、
前記グレースガラス層上に、前記発熱抵抗体の一端に接続するように一括電極を形成するとともに他端に接続するように個別電極を形成し、
前記抵抗体上に、前記共通電極部分の幅を越える幅であるコモン電極を形成することを特徴とする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、プリンタやファクシミリなどの記録部などに好適に使用されるサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、サーマルヘッドの一例を示した斜視図である。
図８において、符号１は、ステンレス鋼あるいはクロムとアルミニウムを含む合金などの金属により構成された基板である。この基板１の表面には、線状の共通電極部分Ｍが突出形成されている。
【０００３】
符号２は、前記基板１の表面に形成されたガラスなどからなる絶縁性のグレースガラス層である。 このグレースガラス層２の前記共通電極部分Ｍの近傍部分は、断面円弧状に盛り上がって形成された盛り上がり部２ａとされている。この盛り上がり部２ａの中央部分では、前記共通電極部分Ｍが、上面から露出した状態とされている。
【０００４】
前記グレースガラス層２の盛り上がり部２ａの表面には、プリンタの各ラインに対応して、多数の抵抗体の抵抗パターンが互いに平行して形成され、これらの抵抗パターンにおける前記共通電極部分Ｍを挟んだ両側が、第１発熱体４と第２発熱体５となっている。
【０００５】
前記第１発熱体４の一端は、前記共通電極部分Ｍに接続され、他端は、前記グレースガラス層２の表面に形成された個別電極６にそれぞれ接続されている。
一方、前記第２発熱体５の一端は、前記共通電極部分Ｍに接続され、他端は、一括電極７に接続されている。
【０００６】
このようなサーマルヘッドは、第２の発熱体５によって発色に必要な最小限のエネルギーを印刷用紙に与え、第１の発熱体４によって所定の階調で発色するためのエネルギーを与えることができるため、プリントの所要時間の短縮とプリント能力の向上を図ることができる優れたサーマルヘッドである。
【０００７】
しかしながら、このようなサーマルヘッドにおいては、基板１の共通電極部分Ｍの幅が狭いため、抵抗体パターンを形成する方法として一般に使用されているフォトリソグラフィーを使用する方法により、前記共通電極部分Ｍの抵抗体の抵抗体パターンを形成するに際し、前記フォトリソグラフィーによる位置合わせが困難であるという不都合があった。このため、抵抗体の位置がずれて、抵抗体の抵抗値に異常が発生し、サーマルヘッドとしての使用ができなくなる可能性が高く、問題となっていた。
さらに、このようなサーマルヘッドにおいては、前記共通電極部分Ｍの幅が５０〜７０μｍと非常に狭いものであることから、共通電極部分Ｍを形成する加工が非常に困難である。例えば、５０μｍの共通電極部分Ｍを形成した場合、１０μｍ程度の誤差が生じることが少なくない。このため、前記抵抗体パターンを形成するに際における前記フォトリソグラフィーによる位置合わせが、より一層困難となっている。
【０００８】
また、このようなサーマルヘッドでは、金属である基板１と、セラミックであるグレースガラス層２との機械的特性が大きく異なることから、基板１の共通電極部分Ｍとグレースガラス層２との界面３において、ラッピング加工の際に構造的欠陥が生じやすいという不都合があった。
例えば、前記フォトリソグラフィーを使用する方法によりサーマルヘッドを作製する場合、基板１の共通電極部分Ｍ上に、厚さ１００ｎｍ程度の非常に薄い抵抗体を形成して所定の形状にパターニングするので、前記ラッピング加工に起因する微細な構造的欠陥が共通電極部分Ｍに存在すると、図９に示すように、抵抗体Ｒが共通電極部分Ｍとグレースガラス層２との界面３で断線しやすく、不良品となりやすいことが問題となっていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、このような問題を解決し、抵抗体Ｒのパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせが容易であり、共通電極部分Ｍとグレースガラス層２との界面３での抵抗体Ｒの断線による不良品の発生を防ぐことができるサーマルヘッドを提供することを課題としている。
また、このサーマルヘッドの製造方法を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、基板上に形成された線状の共通電極部分と、前記基板上で、共通電極部分の両側に形成された絶縁性のグレースガラス層と、前記共通電極部分上に前記共通電極部分の長手方向に形成された基線抵抗体、およびこれと交差するように形成された発熱抵抗体からなる抵抗体と、前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の一端が接続された一括電極と、前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の他端が接続された個別電極と、前記抵抗体上に形成されたコモン電極とを有し、前記基線抵抗体の幅が、前記共通電極部分の幅以下であり、前記共通電極部分の幅が、前記コモン電極の幅未満であるサーマルヘッドによって解決できる。
また、前記課題は、基板上に線状の共通電極部分を形成し、前記基板上で、前記共通電極部分の両側に絶縁性のグレースガラス層を形成し、前記共通電極部分上で幅が前記共通電極部分の幅以下である前記共通電極部分の長手方向に延びる基線抵抗体、およびこれと交差する発熱抵抗体からなる抵抗体を形成したのち、前記グレースガラス層上に、前記発熱抵抗体の一端に接続するように一括電極を形成するとともに他端に接続するように個別電極を形成し、前記抵抗体上に、前記共通電極部分の幅を越える幅であるコモン電極を形成するサーマルヘッドの製造方法によって解決できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明のサーマルヘッドの一例を示した図である。
このサーマルヘッドは、共通電極部分Ｍの長手方向に形成された抵抗体Ｒａの幅ＷRが、 前記共通電極部分Ｍの幅ＷM以下であり、前記共通電極部分Ｍの幅ＷMが、コモン電極Ｃの幅ＷC未満であるサーマルヘッドである。
【００１２】
図２は、図１に示したサーマルヘッドに使用されている基板を示した斜視図である。
この基板１は、ステンレス鋼あるいはクロムとアルミニウムを含む合金などの金属により構成されたものである。 前記基板１の表面には、一定の幅ＷMを有する線状の共通電極部分Ｍが突出形成されている。
【００１３】
この基板１上には、図３および図４に示すように、共通電極部分Ｍの上端が露出し、かつ、その近郊部分が盛り上がった状態となるように、ガラスグレース層２が形成されている。
基板１およびガラスグレース層２上には、図５に示すように、抵抗体Ｒが形成されている。この抵抗体Ｒは、共通電極部分Ｍの長手方向に形成された抵抗体Ｒａ（以下、「基線抵抗体」と略記する）と、これと交差するＲｂ（以下、「発熱抵抗体」と略記する）とからなるものであり、長手方向に形成された基線抵抗体Ｒａの幅ＷRが、前記共通電極部分Ｍの幅ＷM以下となるように形成されている。すなわち、基線抵抗体Ｒａの幅ＷRと共通電極部分Ｍの幅ＷMとの関係は、以下の式（１）で表される。
ＷR≦ＷM        ・・・（１）
【００１４】
また、抵抗体Ｒ上には、図６に示すように、コモン電極Ｃが形成されている。
このコモン電極膜Ｃの幅ＷCは、前記共通電極部分Ｍの幅ＷMを越える幅とされる。
すなわち、コモン電極膜Ｃの幅ＷCと共通電極部分Ｍの幅ＷMとの関係は、以下の式（２）で表される。
ＷM≦Ｗc        ・・・（２）
【００１５】
また、このコモン電極膜Ｃの幅ＷCは、 ２０００μｍ以下であることが望ましい。
前記コモン電極Ｃの幅ＷCを、前記共通電極部分Ｍの幅ＷM以下とした場合、例えば、図９に示すように、共通電極部分Ｍとグレースガラス層２との界面で抵抗体Ｒが断線したときに、電気を流すことができなくなり、不良品の発生を防ぐことができないため好ましくない。  一方、２０００μｍを越える幅ＷCとした場合、コモン電極Ｃでの熱損失が大きくなるため好ましくない。
【００１６】
このようなサーマルヘッドは、共通電極部分Ｍの長手方向に形成された基線抵抗体Ｒａの幅ＷRが、前記共通電極部分Ｍの幅ＷM以下であるので、抵抗体Ｒのパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせに際し、基線抵抗体Ｒａによって隠される面積が少なく、前記基線抵抗体Ｒａおよび前記共通電極部分Ｍの位置が確認しやすいため、容易に位置合わせを行うことができるものとなる。
したがって、抵抗体Ｒの位置のずれが起こりにくく、不良品が発生しにくいものとなる。
【００１７】
また、共通電極部分Ｍの幅ＷMが、コモン電極Ｃの幅ＷC未満であるので、図９に示すように、共通電極部分Ｍとグレースガラス層２との界面で抵抗体Ｒが断線した場合、コモン電極Ｃを介して断線した部分の電気を流すことができるため、不良品の発生を防ぐことができるものとなる。
【００１８】
さらに、コモン電極Ｃの幅ＷCが、２０００μｍ以下であるものとすることで、コモン電極Ｃでの熱損失を最小限にすることができ、より一層好ましいサーマルヘッドとなる。
【００１９】
本発明のサーマルヘッドを製造するには、まず、基板１の表面に、図２に示すように、例えば、基板１を洗浄して研磨したのち、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、エッチングする方法や、 研磨加工、切削加工、ロール加工、プレス加工、引き抜き加工などの加工方法などによって、線状の共通電極部分Ｍを突出形成する。この共通電極部分Ｍの形成は、上述した方法を組み合わせた方法によって行うこともできる。
【００２０】
続いて、共通電極部分Ｍが形成された基板１上に、図３および図４に示すように、前記共通電極部分Ｍ上端が露出状態になり、かつ、その近郊部分が盛り上がるように、グレースガラス層２を形成する。
このグレースガラス層２の形成は、ガラスペーストなどをメッシュ板を使用したスクリーン印刷により印刷し、焼成したのち、ラッピング加工を施し研磨する方法などによって好ましく行われる。
【００２１】
ついで、図５に示すように、前記共通電極部分Ｍおよびグレースガラス層２上に、 例えば、スパッタリングする方法などによりＴａＳｉＯ2を成膜し、フォトリソグラフィーなどの方法により、幅ＷRが前記共通電極部分Ｍの幅ＷM以下である基線抵抗体Ｒａと発熱抵抗体Ｒｂとを有する抵抗体Ｒが形成される。
このときのフォトリソグラフィーは、フォトマスクに、共通電極部分Ｍの長手方向に形成される基線抵抗体Ｒａの幅ＷRが、前記共通電極部分Ｍの幅ＷM以下となるように、所定の形状の抵抗体パターンを形成し、ついで、マスクアイライナを使用して、前記フォトマスク上の規定抵抗体Ｒａの位置と共通電極部分Ｍの位置とが合わせられて行なわれる。
【００２２】
さらに、前記抵抗体Ｒ上に、図６に示すように、幅が、前記共通電極部分Ｍの幅ＷMを越え、 かつ、２０００μｍ以下となるように、コモン電極Ｃを形成する方法などによって行われる。
【００２３】
このようなサーマルヘッドの製造方法は、基板１上に線状の共通電極部分Ｍを形成し、前記共通電極部分Ｍ上に、幅ＷRが前記共通電極部分Ｍの幅ＷM以下である基線抵抗体Ｒａおよび発熱抵抗体Ｒｂを形成したのち、前記抵抗体Ｒ上に、前記共通電極部分Ｍの幅ＷMを越える幅ＷCであるコモン電極Ｃを形成するサーマルヘッドの製造方法であるので、 基線抵抗体Ｒａの幅ＷRが、前記共通電極部分Ｍの幅ＷM以下となり、抵抗体Ｒのパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせに際し、容易に位置合わせを行うことができる製造方法となる。例えば、基線抵抗体Ｒａの幅ＷRが、前記共通電極部分Ｍの幅ＷMを越える場合と比較して、基線抵抗体Ｒａによって隠される面積が少ないので、前記基線抵抗体Ｒａおよび前記共通電極部分Ｍの位置が確認しやすく、容易に位置合わせを行うことができる製造方法となる。
したがって、抵抗体Ｒの位置のずれが起こりにくく、不良品が発生しにくい製造方法となる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明するが、本発明は、この実施例にのみ限定されるものではない。
ステンレス鋼製の基板１の表面に、 図２に示すように、幅ＷM７０μｍの共通電極部分Ｍを突出形成し、ついで、図３および図４に示すように、前記共通電極部分Ｍ上端が露出状態になり、かつ、その近郊部分が盛り上がるように、グレースガラス層２を形成し、続いて、前記共通電極部分Ｍおよびグレースガラス層２上に、フォトリソグラフィーを使用して、図７に示すように、基線抵抗体Ｒａの幅ＷR３０μｍ、発熱抵抗体Ｒｂの幅７５μｍ、発熱抵抗体Ｒｂ相互のピッチ１０μｍ、厚さ１００ｎｍの抵抗体Ｒを成膜して、抵抗体パターンを形成し、さらに、抵抗体Ｒ上に、 図６に示すような、幅ＷＭ８０μｍのコモン電極Ｃを形成し、サーマルヘッドを得た。
【００２５】
その結果、抵抗体Ｒのパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせが容易であり、簡単にサーマルヘッドを得ることができることを確認できた。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のサーマルヘッドは、基板上に形成された線状の共通電極部分と、前記基板上で、共通電極部分の両側に形成された絶縁性のグレースガラス層と、前記共通電極部分上に前記共通電極部分の長手方向に形成された基線抵抗体、およびこれと交差するように形成された発熱抵抗体からなる抵抗体と、前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の一端が接続された一括電極と、前記グレースガラス層上に形成され、前記発熱抵抗体の他端が接続された個別電極と、前記抵抗体上に形成されたコモン電極とを有し、前記基線抵抗体の幅が、前記共通電極部分の幅以下であり、前記共通電極部分の幅が、前記コモン電極の幅未満であるものであるので、フォトリソグラフィーによる位置合わせが容易であるものとすることができ、また、共通電極部分とグレースガラス層との界面で抵抗体が断線したときに、コモン電極によって電気を流すことができるため、不良品の発生を防ぐことができるサーマルヘッドとすることができる。
【００２８】
本発明のサーマルヘッドの製造方法は、基板上に線状の共通電極部分を形成し、前記基板上で、前記共通電極部分の両側に絶縁性のグレースガラス層を形成し、前記共通電極部分上で幅が前記共通電極部分の幅以下である前記共通電極部分の長手方向に延びる基線抵抗体、およびこれと交差する発熱抵抗体からなる抵抗体を形成したのち、前記グレースガラス層上に、前記発熱抵抗体の一端に接続するように一括電極を形成するとともに他端に接続するように個別電極を形成し、前記抵抗体上に、前記共通電極部分の幅を越える幅であるコモン電極を形成するサーマルヘッドの製造方法であるので、共通電極部分の長さ方向に形成される抵抗体の幅が、前記共通電極部分の幅以下と狭く、抵抗体のパターン形成におけるフォトリソグラフィーによる位置合わせが容易なものとなるため、抵抗体の位置のずれが起こりにくく、不良品が発生しにくい製造方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のサーマルヘッドの一例を示した図である。
【図２】  図１に示したサーマルヘッドに使用されている基板を示した斜視図である。
【図３】  図２に示した基板上に、グレースガラス層を形成した状況を示した図である。
【図４】  図２に示した基板上に、グレースガラス層を形成した状況を示した断面図である。
【図５】  図３および図４に示した共通電極部分およびグレースガラス層上に、抵抗体を形成した状況を示した図である。
【図６】  図５に示した抵抗体上に、コモン電極を形成した状況を示した図である。
【図７】  実施例で形成した抵抗体の状況を示した図である。
【図８】  サーマルヘッドの一例を示した斜視図である。
【図９】  従来のサーマルヘッドの一例を示した図である。
【符号の説明】
１  基板
Ｍ  共通電極部分
Ｒ  抵抗体
Ｒａ基線抵抗体
Ｃ  コモン電極
【図１】
0004178603.tif 000002
【図２】
0004178603.tif 000003
【図３】
0004178603.tif 000004
【図４】
0004178603.tif 000005
【図５】
0004178603.tif 000006
【図６】
0004178603.tif 000007
【図７】
0004178603.tif 000008
【図８】
0004178603.tif 000009
【図９】
0004178603.tif 000010