(57)【要約】【課題】発熱効率と外部荷重に対する強度を維持しながら、印字品質を均一に保ち生産性の向上を図る。【解決手段】支持基板の一面に凹部を形成する凹部形成工程と、所定のエッチングレートによりエッチング可能なエッチング層とエッチング層よりエッチングレートが小さい非エッチング層とを板厚方向に積層状態に配した上板基板を形成する上板基板形成工程と、凹部形成工程により凹部が形成された支持基板の前記一面と上板基板の非エッチング層側の表面とを接合する接合工程と、接合工程により支持基板に接合された上板基板のエッチング層をエッチングする薄板化工程と、薄板化工程により薄板化された上板基板上に支持基板の凹部に対向して発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを備えるサーマルヘッドの製造方法を提供する。【選択図】図４
2010131900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板の一面に凹部を形成する凹部形成工程と、
所定のエッチングレートによりエッチング可能なエッチング層と該エッチング層よりエッチングレートが小さい非エッチング層とを板厚方向に積層状態に配した上板基板を形成する上板基板形成工程と、
前記凹部形成工程により前記凹部が形成された前記支持基板の前記一面と前記上板基板の非エッチング層側の表面とを接合する接合工程と、
該接合工程により前記支持基板に接合された前記上板基板の前記エッチング層をエッチングする薄板化工程と、
該薄板化工程により薄板化された前記上板基板上に前記支持基板の前記凹部に対向して発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と
を備えるサーマルヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記上板基板形成工程が、前記エッチング層を構成する材質からなる基板の一部の組成を改質して前記非エッチング層を形成する請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記上板基板形成工程が、前記エッチング層を構成する材質からなる基板の一面に前記非エッチング層をコーティングする請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項４】
支持基板の一面に凹部を形成する凹部形成工程と、
所定のエッチング剤によりエッチング可能な材質からなるエッチング層と、該エッチング層の前記エッチング剤ではほぼエッチングされない材質からなり前記エッチング層に隣接して配置されるエッチングバリア層と、前記エッチング層と同質の材質からなり前記エッチングバリア層に隣接して配置されるコーティング層とを板厚方向に積層状態に配した上板基板を形成する上板基板形成工程と、
前記凹部形成工程により前記凹部が形成された前記支持基板の前記一面と前記上板基板の前記コーティング層側の表面とを接合する接合工程と、
該接合工程により前記支持基板に接合された前記上板基板の前記エッチング層をエッチングする第１の薄板化工程と、
該第１の薄板化工程により薄板化された前記上板基板の前記エッチングバリア層を除去する第２の薄板化工程と、
該第２の薄板化工程により薄板化された前記上板基板上に前記支持基板の前記凹部に対向して発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と
を備えるサーマルヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記凹部形成工程が、前記支持基板の前記一面に複数の前記凹部を形成し、
前記発熱抵抗体形成工程が、前記薄板化工程により薄板化された前記上板基板上に前記支持基板の前記凹部ごとに前記発熱抵抗体をそれぞれ形成し、
前記発熱抵抗体形成工程により前記上板基板上に複数の前記発熱抵抗体が形成されたサーマルヘッド集合体を切断して複数のサーマルヘッドを形成する切断工程を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の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、サーマルヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型ハンディターミナルに代表される小型情報機器端末に多く搭載されるサーマルプリンタに用いられ、印画データに基づいて複数の発熱素子を選択的に駆動することによって感熱記録媒体に印画を行うためのサーマルヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
サーマルヘッドの高効率化においては、発熱抵抗体の発熱部の下層に空洞部（中空断熱層）を形成する方法がある。発熱部の下層に中空断熱層を形成することにより、発熱抵抗体で発生した熱量のうち、発熱部上方の耐摩耗層に伝達される上方伝達熱量が発熱部下方の蓄熱層に伝達される下方伝達熱量よりも大きくなり、印字時に必要とされるエネルギー効率が良好となる。
【０００４】
このような中空の空洞構造を有するサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体を支える蓄熱層の厚さを薄くして空洞部を大きくすると断熱性能が高まり発熱効率が向上する。一方、蓄熱層の厚さを薄くすると、発熱抵抗体を支える強度が低下する。そのため、発熱効率を維持しつつ信頼性・耐久性を確保するために蓄熱層の厚さが重要となる。
特許文献１に記載のサーマルヘッドの製造方法においては、製造やハンドリングが困難なごく薄い薄板ガラスに代えて、扱い易い厚さを有する薄板ガラスを基板に接合し、その後、エッチングや研磨等により薄板ガラスを加工して所望の厚さのごく薄い蓄熱層を形成するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８３５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のサーマルヘッドの製造方法により所望の厚さの蓄熱層を精度よく形成するには、エッチングの工程能力および製造やハンドリングし易さを考慮すると基板のサイズを小さくしなければならないという不都合がある。そのため、製造できるサーマルヘッドのサイズが制限されてしまうという問題がある。また、基板から複数のサーマルヘッドを形成する場合には、サーマルヘッドの取り個数が低減してしまい、生産性が低下してコストアップに繋がるという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、発熱効率と外部荷重に対する強度を維持しながら、印字品質を均一に保ち生産性の向上を図ることができるサーマル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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、支持基板の一面に凹部を形成する凹部形成工程と、所定のエッチングレートによりエッチング可能なエッチング層と該エッチング層よりエッチングレートが小さい非エッチング層とを板厚方向に積層状態に配した上板基板を形成する上板基板形成工程と、前記凹部形成工程により前記凹部が形成された前記支持基板の前記一面と前記上板基板の非エッチング層側の表面とを接合する接合工程と、該接合工程により前記支持基板に接合された前記上板基板の前記エッチング層をエッチングする薄板化工程と、該薄板化工程により薄板化された前記上板基板上に前記支持基板の前記凹部に対向して発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを備えるサーマルヘッドの製造方法を提供する。
【０００９】
発熱抵抗体の直下に配置された上板基板は蓄熱層として機能する。また、支持基板の凹部が上板基板によって覆われることで支持基板と上板基板との間に空洞部が形成される。本発明によれば、この空洞部が中空断熱層として機能し、発熱抵抗体の発熱部で発生した熱が蓄熱層を介して支持基板へ伝わるのを抑制するので、発熱効率が高いサーマルヘッドを製造することができる。
【００１０】
この場合に、薄板化工程において、エッチング層がエッチングされて非エッチング層に到達した時点でエッチングの速度が遅くなる。したがって、エッチング量を制御し易く、支持基板上に上板基板の非エッチング層からなる蓄熱層を簡易かつ精度よく形成することができる。これにより、発熱効率と外部荷重に対する強度を維持し、印字品質が均一なサーマルヘッドを製造することができる。
【００１１】
また、エッチングの工程能力の向上により、基板の大型化を図ることができる。したがって、サーマルヘッドの大型化や複数のサーマルヘッドの取り個数の増加が可能となり、生産性の向上を図ることができる。
【００１２】
上記発明においては、前記上板基板形成工程が、前記エッチング層を構成する材質からなる基板の一部の組成を改質して前記非エッチング層を形成することとしてもよい。
【００１３】
このように構成することで、蓄熱層の所望の厚さ寸法に合わせて、基板の一面の表面層から所定の深さまでエッチングレートが低下するように組成を改質することとすればよい。改質方法としては、例えば、イオン注入、加熱処理、レーザ照射、薬液処理（ガラス強化処理）等が挙げられる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記上板基板形成工程が、前記エッチング層を構成する材質からなる基板の一面に前記非エッチング層をコーティングすることとしてもよい。
【００１５】
このように構成することで、蓄熱層の所望の厚さ寸法に合わせて、基板の一面にエッチング層とは組成が異なる層、すなわち、エッチングレートが小さい層をコーティングすることとすればよい。
【００１６】
本発明は、支持基板の一面に凹部を形成する凹部形成工程と、所定のエッチング剤によりエッチング可能な材質からなるエッチング層と、該エッチング層の前記エッチング剤ではほぼエッチングされない材質からなり前記エッチング層に隣接して配置されるエッチングバリア層と、前記エッチング層と同質の材質からなり前記エッチングバリア層に隣接して配置されるコーティング層とを板厚方向に積層状態に配した上板基板を形成する上板基板形成工程と、前記凹部形成工程により前記凹部が形成された前記支持基板の前記一面と前記上板基板の前記コーティング層側の表面とを接合する接合工程と、該接合工程により前記支持基板に接合された前記上板基板の前記エッチング層をエッチングする第１の薄板化工程と、該第１の薄板化工程により薄板化された前記上板基板の前記エッチングバリア層を除去する第２の薄板化工程と、該第２の薄板化工程により薄板化された前記上板基板上に前記支持基板の前記凹部に対向して発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを備えるサーマルヘッドの製造方法を提供する。
【００１７】
本発明によれば、エッチングバリア層がエッチング層のエッチング剤でほぼエッチングされないので、エッチングバリア層をエッチング（除去）するエッチング剤によりエッチング層がエッチングされないようにすることで、エッチング層と同質の材質からなるコーティング層もエッチングバリア層のエッチング剤によってエッチングされることはない。
【００１８】
そのため、上板基板をエッチング層、エッチングバリア層、コーティング層の順に積層状態に配した構成にすることで、第１の薄板化工程においてエッチング層をエッチングしてエッチングバリア層に到達した時点でエッチングの進行を止めることができる。また、第２の薄板化工程においてエッチングバリア層をエッチングしてコーティング層に到達した時点でエッチングの進行を止めることができる。したがって、エッチング量を制御し易く、支持基板上に上板基板のコーティング層からなる蓄熱層を簡易かつ精度よく形成することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記凹部形成工程が、前記支持基板の前記一面に複数の前記凹部を形成し、前記発熱抵抗体形成工程が、前記薄板化工程により薄板化された前記上板基板上に前記支持基板の前記凹部ごとに前記発熱抵抗体をそれぞれ形成し、前記発熱抵抗体形成工程により前記上板基板上に複数の前記発熱抵抗体が形成されたサーマルヘッド集合体を切断して複数のサーマルヘッドを形成する切断工程を備えることとしてもよい。
このように構成することで、生産性の向上およびコストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、発熱効率と外部荷重に対する強度を維持しながら、印字品質を均一に保ち生産性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法Ａについて、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法Ａは、例えば、図１に示すようなサーマルプリンタ１０に用いられるサーマルヘッド１を製造するものである。
【００２２】
サーマルプリンタ１０は、本体フレーム１１と、水平配置されるプラテンローラ１３と、プラテンローラ１３の外周面に対向配置されるサーマルヘッド１と、サーマルヘッド１を支持している放熱板１５と（図３参照）、プラテンローラ１３とサーマルヘッド１との間に感熱紙１２等の印刷対象物を送り出す紙送り機構１７と、サーマルヘッド１を感熱紙１２に対して所定の押圧力で押し付ける加圧機構１９とを備えている。
【００２３】
プラテンローラ１３は、加圧機構１９の作動により、サーマルヘッド１および感熱紙１２が押し付けられるようになっている。これにより、プラテンローラ１３の荷重が感熱紙１２を介してサーマルヘッド１に加えられるようになっている。
放熱板１５は、例えば、アルミ等の金属、樹脂、セラミックスまたはガラス等からなる板状部材であり、サーマルヘッド１の固定および放熱を目的とするものである。
【００２４】
サーマルヘッド１は、図２に示すように板状をなしており、図３（図２のＡ−Ａ矢視断面図）に示すように、放熱板１５に固定されている矩形状の支持基板３と、支持基板３の表面に接合された蓄熱層５と、蓄熱層５上に設けられた複数の発熱抵抗体７と、発熱抵抗体７に接続された電極部８Ａ，８Ｂと、発熱抵抗体７および電極部８Ａ，８Ｂを覆い磨耗や腐食から保護する保護膜９とを有している。なお、図２において、矢印Ｙは、紙送り機構１７による感熱紙１２の送り方向を示している。
【００２５】
支持基板３は、例えば、３００μｍ〜１ｍｍ程度の厚さを有するガラス基板等の絶縁性の基板である。支持基板３の蓄熱層５側の一面には、長手方向に延びる矩形状の凹部２が形成されている。
【００２６】
蓄熱層５は、ガラス材質からなる厚さ１０μｍ±３μｍ程度の上板基板５ａによって構成されている。この蓄熱層５は、支持基板３の凹部２が形成されている一面に凹部２を密閉するように接合されている。蓄熱層５によって凹部２が覆われることにより、蓄熱層５と支持基板３との間には空洞部４が形成されている。
【００２７】
空洞部４は、発熱抵抗体７で発生した熱が蓄熱層５から支持基板３へ流入するのを抑制する中空断熱層として機能するものであり、全ての発熱抵抗体７に対向する連通構造を有している。空洞部４を中空断熱層として機能させることで、発熱抵抗体７の下方の蓄熱層５に伝導される熱量より発熱抵抗体７の上方へと伝導されて印字等に利用される熱量が大きくなり、発熱効率の向上を図ることができる。
【００２８】
発熱抵抗体７は、蓄熱層５の上端面において、それぞれ凹部２を幅方向に跨ぐように設けられ、凹部２の長手方向に所定の間隔をあけて配列されている。すなわち、各発熱抵抗体７は、蓄熱層５を介して空洞部４に対向して設けられ、空洞部４上に位置するように配置されている。
【００２９】
電極部８Ａ，８Ｂは、発熱抵抗体７を発熱させるためのものであり、各発熱抵抗体７の配列方向に直交する方向の一端に接続される共通電極８Ａと、各発熱抵抗体７の他端に接続される個別電極８Ｂとから構成されている。共通電極８Ａは、全ての発熱抵抗体７に一体的に接続され、個別電極８Ｂは個々の発熱抵抗体７にそれぞれ接続されている。
【００３０】
個別電極８Ｂに選択的に電圧を印加すると、選択された個別電極８Ｂとこれに対向する共通電極８Ａとが接続されている発熱抵抗体７に電流が流れて発熱抵抗体７が発熱するようになっている。この状態で、加圧機構１９の作動により、発熱抵抗体７の発熱部分を覆う保護膜９の表面部分（印字部分）に感熱紙１２を押し付けることで、感熱紙１２が発色して印字されるようになっている。
【００３１】
なお、各発熱抵抗体７のうち実際に発熱する部分（以下、発熱部分を「発熱部７Ａ」という。）は、発熱抵抗体７に電極部８Ａ，８Ｂが重なっていない部分、すなわち、発熱抵抗体７のうち共通電極８Ａの接続面と個別電極８Ｂの接続面との間の領域であって、空洞部４のほぼ真上に位置する部分である。
【００３２】
以下、このように構成されたサーマルヘッド１の製造方法Ａ（以下、単に「製造方法Ａ」という。）について説明する。
本実施形態に係る製造方法Ａは、図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、支持基板３の一面に凹部２を形成する凹部形成工程と、所定の組成からなる上板基板５ａを形成する上板基板形成工程と、支持基板３の前記一面に上板基板５ａを接合する接合工程と、支持基板３に接合された上板基板５ａをエッチングする薄板化工程と、薄板化された上板基板５ａ上に発熱抵抗体７を形成する発熱抵抗体形成工程とを備えている。以下、図４のフローチャートを参照して、各工程について具体的に説明する。
【００３３】
まず、図５（ａ）に示すように、支持基板３の一面において、発熱抵抗体７を形成する領域に対向するように凹部２を形成する（ステップＡ１、凹部形成工程）。凹部２は、例えば、支持基板３の一面に、サンドブラスト、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザ加工等を施すことによって形成する。
【００３４】
支持基板３にサンドブラストによる加工を施す場合には、支持基板３の一面にフォトレジスト材を被服し、フォトレジスト材を所定パターンのフォトマスクを用いて露光して、凹部２を形成する領域以外の部分を固化させる。
【００３５】
その後、支持基板３の一面を洗浄して固化していないフォトレジスト材を除去することで、凹部２を形成する領域にエッチング窓が形成されたエッチングマスク（図示略）が得られる。この状態で、支持基板３の一面にサンドブラストを施し、所定の深さの凹部２を形成する。凹部２の深さは、例えば、１０μｍ以上で、支持基板３の厚さの半分以下とするのが好ましい。
【００３６】
また、ドライエッチングやウェットエッチング等のエッチングによる加工を施す場合には、上記サンドブラストによる加工と同様に、支持基板３の表面の凹部２を形成する領域にエッチング窓が形成されたエッチングマスクを形成する。そして、この状態で支持基板３の一面にエッチングを施すことで、所定の深さの凹部２を形成する。
【００３７】
このエッチング処理には、例えば、フッ酸系のエッチング液等を用いたウェットエッチングのほか、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）やプラズマエッチング等のドライエッチングが用いられる。なお、参考例として、支持基板が単結晶シリコンの場合には、水酸化テトラメチルアンモニウム溶液、ＫＯＨ溶液、または、フッ酸と硝酸の混合液等のエッチング液等によるウェットエッチングが行われる。
【００３８】
次に、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、所定の組成のガラス材質からなるエッチング層５０Ａによって構成されている元基板５０の一部を、エッチング層５０Ａより緻密で固い組成のガラス材質からなる非エッチング層５０Ｂに改質した上板基板５ａを形成する（上板基板形成工程）。元基板５０としては、例えば、厚さ約５００μｍ〜７００μｍのガラス基板を用いる。
【００３９】
元基板５０の改質は、例えば、イオン注入法により行う。まず、イオン注入装置（図示略）により、図５（ｂ）に示すように、元基板５０の支持基板３に接合する側の一面に窒素イオンを注入する（ステップＡ２）。そして、図５（ｃ）に示すように、表面層から約１０μｍ±１０％のばらつきの範囲内の深さまで非エッチング層５０Ｂに改質する（ステップＡ３）。これにより、エッチング層５０Ａと非エッチング層５０Ｂとが板厚方向に積層状態に配された上板基板５ａを形成することができる。イオンとしては、窒素のほか、例えば、珪素、リン、酸素などがある。
【００４０】
上述のようにガラス材質の組成が相違することにより、エッチング層５０Ａがガラスのエッチング液（エッチング剤）によってエッチングされるエッチングレートより、非エッチング層５０Ｂがガラスのエッチング液によってエッチングされるエッチングレートの方が小さい。例えば、非エッチング層５０Ｂのエッチングの速度がエッチング層５０Ａのエッチングの速度より約５〜１０倍程度遅くなるように改質するのが好ましい。
【００４１】
非エッチング層５０Ｂが形成されたら、上板基板５ａの厚さ寸法を測定しておく。なお、非エッチング層５０Ｂの厚さ寸法のねらい値（約１０μｍ）とばらつき（±１０％）は、事前に確認して設定されたイオン注入条件（例えば、印加電圧、繰返しパルス数、パルス幅、ガス種、ガス流量、動作ガス圧等）によって決められる。
【００４２】
次に、支持基板３からエッチングマスクを除去し、図５（ｄ）に示すように、支持基板３の凹部２が形成された一面と上板基板５ａの非エッチング層５０Ｂ側の表面とを向かえ合わせにして高温融着により直接接合する（ステップＡ４、接合工程）。支持基板３の一面が上板基板５ａによって覆われることで、すなわち、凹部２の開口部が上板基板５ａによって覆われることで、支持基板３と上板基板５ａとの間に空洞部（中空断熱層）４が形成される。凹部２の深さにより、中空断熱層の厚さを容易に制御することができる。
【００４３】
ここで、上板基板として１００μｍ以下の厚さのものは、製造やハンドリングが困難であり、また、高価である。そこで、当初から薄い上板基板を直接支持基板３に接合する代わりに、接合工程において製造やハンドリングが容易な厚さの上板基板５ａを支持基板３に接合した後、図５（ｅ）に示すように、エッチングによって上板基板５ａを所望の厚さに加工する（ステップＡ５、薄板化工程）。
【００４４】
具体的には、上板基板５ａと支持基板３とを接合した状態の基板（以下、「貼り合わせ基板」という。）１００の支持基板３側をエッチング治具（図示略）に固定してマスキングする。そして、ガラスのエッチング液（図示略）に張り合わせ基板１００全体を浸漬し、図６に示すように、上板基板５ａのエッチング層５０Ａをエッチングする。なお、同図において縦軸はエッチング量（μｍ）を示し、横軸はエッチング時間（ｍｉｎ）を示している。
【００４５】
まず、上板基板５ａの厚さが半分程度になるまでエッチングを行なう（第１エッチング）。第１エッチング後、エッチング液から貼り合わせ基板１００を取り出して、上板基板５ａの厚さを測定する。この際、事前に測定しておいた第１エッチング前の上板基板５ａの厚さ寸法と、第１エッチング後の上板基板５ａの厚さ寸法との差からエッチング量を算出する。そして、算出されたエッチング量と第１エッチングに要した時間（第１エッチング時間）とからエッチングレートを算出する。
【００４６】
続いて、第１エッチング後の上板基板５ａの厚さ寸法から計算される非エッチング層５０Ｂに到達するまでの残りのエッチング層５０Ａのエッチング量と、先に求めたエッチングレートとにより、非エッチング層５０Ｂに到達するまでにかかる追加のエッチング時間（第２エッチング時間）を算出する。そして、第１エッチングと同様の方法でエッチングを再開する（第２エッチング）。
【００４７】
第２エッチングにおいて、エッチング層５０Ａが全てエッチングされて非エッチング層５０Ｂに到達すると、エッチングの速度が急激に低下する。したがって、第２エッチング時間を多少越えたとしても、非エッチング層５０Ｂが大きくエッチングされることはない。
【００４８】
また、時間的に多少のオーバーエッチングを行うことにより、これまでのエッチングのばらつき分を吸収し、非エッチング層５０Ｂの厚さ寸法のほぼねらい値とばらつき範囲内（１０μｍ±３μｍ）までエッチングすることができる。これにより、支持基板３の一面に所望の厚さのごく薄い蓄熱層５を容易かつ安価に形成することができる。
【００４９】
次に、蓄熱層５上に発熱抵抗体７、共通電極８Ａ、個別電極８Ｂ、および、保護膜９を順次形成する（発熱抵抗体形成工程等）。これら発熱抵抗体７、共通電極８Ａ、個別電極８Ｂ、および、保護膜９は、従来のサーマルヘッドにおける公知の製造方法を用いて作製することができる。
【００５０】
具体的には、発熱抵抗体形成工程においては、スパッタリングやＣＶＤ（化学気相成長法）、または、蒸着等の薄膜形成法を用いて蓄熱層５上にＴａ系やシリサイド系等の発熱抵抗体材料の薄膜を成膜する。発熱抵抗体材料の薄膜をリフトオフ法やエッチング法等を用いて成形することにより、所望の形状の発熱抵抗体７が形成される（ステップＡ６）。
【００５１】
続いて、発熱抵抗体形成工程と同様に、蓄熱層５上にＡｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の配線材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜する。そして、この膜をリフトオフ法やエッチング法を用いて形成したり、配線材料をスクリーン印刷した後に焼成したりするなどして、所望の形状の共通電極８Ａおよび個別電極８Ｂを形成する（ステップＡ７）。なお、発熱抵抗体７、共通電極８Ａ、および、個別電極８Ｂを形成する順序は任意である。
【００５２】
発熱抵抗体７および電極部８Ａ，８Ｂにおけるリフトオフもしくはエッチングのためのレジスト材のパターニングでは、フォトマスクを用いて、フォトレジスト材をパターンニングする。
【００５３】
発熱抵抗体７、共通電極８Ａおよび個別電極８Ｂを形成した後、蓄熱層５上にＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンドライクカーボン等の保護膜材料をスパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等により成膜して、保護膜９を形成する（ステップＡ８）。これにより、図２および図３に示されるサーマルヘッド１が製造される。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法Ａによれば、空洞部４が中空断熱層として機能し、発熱抵抗体７の発熱部７Ａで発生した熱が蓄熱層５を介して支持基板３へ伝わるのを抑制するので、発熱効率が高いサーマルヘッド１を製造することができる。
【００５５】
この場合に、薄板化工程において、エッチング層５０Ａが全てエッチングされて非エッチング層５０Ｂに到達した時点でエッチングの速度が遅くなるので、エッチング量を制御し易い。したがって、支持基板３上に所望の厚さの蓄熱層５を簡易かつ精度よく形成することができる。これにより、発熱効率と外部荷重に対する強度を維持し、印字品質が均一なサーマルヘッド１を製造することができる。
【００５６】
また、エッチングの工程能力の向上により、基板の大型化を図ることができる。したがって、サーマルヘッド１の大型化や複数のサーマルヘッド１の取り個数の増加が可能となり、生産性の向上を図ることができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、元基板５０の改質方法としてイオン注入法を採用したが、これに代えて、例えば、加熱処理法、レーザ照射法、薬液処理法（ガラス強化処理）等を採用することとしてもよい。例えば、加熱処理法は、元基板５０を軟化温度まで加熱し、その後、急冷することで元基板５０の表面（１０μｍ範囲）に圧縮応力を発生させて改質することとすればよい。また、薬液処理法は、高温で溶融した塩（ＫＮＯ３）に元基板５０を浸漬し、元基板５０中のＮａとＫを置き換えることにより、元基板５０の表面（１０μｍ範囲）に圧縮応力を発生させて改質することとすればよい。
【００５８】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明の第２の実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法Ｂ（以下、単に「製造方法Ｂ」とする。）について、図７のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る製造方法Ｂは、図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、上板基板形成工程において、組成改質に代えてコーティングにより上板基板１０５ａを形成する点で第１の実施形態と異なる。
以下、本実施形態の説明において、第１の実施形態に係るサーマルヘッド１および製造方法Ａと構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
製造方法Ｂは、所定の組成のガラス材質からなるエッチング層１５０Ａによって構成されている元基板１５０上に、エッチング層１５０Ａより緻密で固い組成のガラス材質からなる非エッチング層１５０Ｂをコーティングして上板基板１０５ａを形成する（上板基板形成工程）。なお、元基板１５０、エッチング層１５０Ａ、非エッチング層１５０Ｂおよび上板基板１０５ａは、製造方法Ａにおける元基板５０、エッチング層５０Ａ、非エッチング層５０Ｂおよび上板基板５ａにそれぞれ対応するものである。
【００６０】
コーティングは、スパッタ法により行う。まず、スパッタ装置（図示略）により、図８（ｂ）に示すように、元基板１５０の支持基板３に接合する側の一面に非エッチング層１５０Ｂを構成する材質のガラス物質を堆積させ（ステップＢ２）、図８（ｃ）に示すように、厚さ寸法のねらい値の非エッチング層１５０Ｂをコーティングする（ステップＢ３）。これにより、エッチング層１５０Ａ上に非エッチング層１５０Ｂがコーティングされた上板基板１０５ａを形成することができる。
【００６１】
非エッチング層１５０Ｂが形成されたら、上板基板１０５ａの厚さ寸法を測定しておく。非エッチング層１５０Ｂの厚さ寸法のねらい値（約１０μｍ）とばらつき（±１０％）は、事前に確認して設定されたスパッタ条件（例えば、印加電圧、印加電流、ターゲット種、ガス流量、ガス圧等）によって決められる。なお、元基板１５０には、例えば、無アルカリガラス基板を採用し、非エッチング層１５０Ｂには、例えば、パイレックスガラス（登録商標）を採用するのが好ましい。
以下、接合工程、薄板化工程、発熱抵抗体形成工程等については製造方法Ａと同様であるので説明を省略する。
【００６２】
本実施形態においては、コーティング方法としてスパッタ法を採用したが、これに代えて、例えば、真空蒸着法、ＣＶＤ法、印刷法、スプレー法、ディッピング法、無電解メッキ法、ゾルゲル法等を採用することとしてもよい。例えば、真空蒸着法は、真空中において物質を加熱して気化させ、元基板１５０の表面に堆積させて非エッチング層１５０Ｂを形成することとすればよい。また、ＣＶＤ法は、高温に熱した蒸気状態の金属化合物を元基板１５０の表面で化学反応させて非エッチング層１５０Ｂを形成することとすればよい。また、ディッピング法は、元基板１５０の表面に金属有機化合物を一様に付着させ、その後加熱して乾燥させて非エッチング層１５０Ｂを形成することとすればよい。また、印刷法は、ガラスフリットを溶媒で溶かし、これをスクリーン（版）によって元基板１５０の表面に印刷して乾燥した後、加熱して溶融することにより非エッチング層１５０Ｂを形成することとすればよい。
【００６３】
また、本実施形態においては、元基板１５０が、ガラス材質からなるエッチング層１５０Ａによって構成されていることとしたが、元基板１５０がガラス以外の材質からなるエッチング層１５０Ａによって構成されていることとしてもよい。ガラス以外の材質としては、例えば、金属（アルミニウムや銅等）やシリコン等が挙げられる。
【００６４】
〔第３の実施形態〕
以下、本発明の第３の実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法Ｃ（以下、単に「製造方法Ｃ」とする。）について、図９のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る製造方法Ｃは、図１０（ａ）〜（ｇ）に示すように、上板基板形成工程において、組成改質に代えてコーティングにより上板基板２０５ａを形成する点と、第１の薄板化工程および第２の薄板化工程を備える点で第１の実施形態と異なる。
以下、本実施形態の説明において、第１の実施形態および第２の実施形態に係るサーマルヘッド１および製造方法Ａ，Ｂと構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
製造方法Ｃは、所定の組成のガラス材質からなるエッチング層２５０Ａによって構成されている元基板２５０上に、エッチング層２５０Ａとは材質が全く異なるエッチングバリア層２５０Ｃをコーティングし、また、エッチングバリア層２５０Ｃ上に支持基板３や元基板２５０と同質のガラス材質からなるコーティング層２５０Ｂをコーティングして上板基板２０５ａを形成する（上板基板形成工程）。
【００６６】
コーティングは、スパッタ法により行う。まず、スパッタ装置により、図１０（ｂ）に示すように、元基板２５０の支持基板３に接合する側の一面に、例えばアルミを堆積させ（ステップＣ２ａ）、図１０（ｃ）に示すように、１μｍ程度の薄いエッチングバリア層２５０Ｃをコーティングする（ステップＣ２ｂ）。
【００６７】
続いて、エッチングバリア層２５０Ｃ上に、例えば無アルカリガラスを堆積させ（ステップＣ３ａ）、図１０（ｄ）に示すように、厚さ寸法のねらい値（約１０μｍ）のコーティング層２５０Ｂをコーティングする（ステップＣ３ｂ）。これにより、元基板２５０を構成するエッチング層２５０Ａ、エッチングバリア層２５０Ｃ、コーティング層２５０Ｂの順に板厚方向に積層状態に配した上板基板２０５ａを形成することができる。
【００６８】
上述のように材質が相違することにより、エッチング層２５０Ａおよびコーティング層２５０Ｂがガラスのエッチング液（エッチング剤）によってエッチングされるのに対し、エッチングバリア層２５０Ｃはガラスのエッチング液ではエッチングされず、ガラスはエッチングされないアルミのエッチング液によってエッチングされる。
【００６９】
エッチングバリア層２５０Ｃおよびコーティング層２５０Ｂが形成されたら、上板基板２０５ａの厚さ寸法を測定しておく。なお、スパッタ法によるコーティングは、厚さ寸法のねらい値（約１０μｍ）になるように事前にスパッタ条件を把握して設定したスパッタレートにより、スパッタ時間から換算して所望の厚さを得ることとしてもよい。また、厚さのばらつきは、装置の性能によりほぼ±１０％（±１μｍ）以内に抑えることとしてもよい。
【００７０】
次に、図１０（ｅ）に示すように、支持基板３の凹部２が形成された一面と上板基板２０５ａのコーティング層２５０Ｂ側の表面とを向かえ合わせにして高温融着により直接接合する（ステップＡ４、接合工程）。
【００７１】
薄板化工程においては、まず、図１０（ｆ）に示すように、ガラスのエッチング液により、上板基板２０５ａのエッチング層２５０Ａが全て無くなるまでエッチングする（ステップＣ５ａ、第１の薄板化工程）。この際、事前に測定しておいた上板基板２０５ａの厚さ寸法と，エッチング条件により予定される上板基板２０５ａのエッチングレートとから、エッチングバリア層２５０Ｃに到達するまでにかかる追加のエッチング時間（第１のエッチング時間）を算出してエッチングを行なう。
【００７２】
エッチング層２５０Ａがエッチングされてエッチングバリア層２５０Ｃに到達すると、エッチングの進行がストップする。したがって、第１のエッチング時間に達した後は上板基板２０５ａのエッチングが進むことはない。また、時間的に多少のオーバーエッチングを行うことにより、これまでのエッチングのばらつき分を吸収することができる。
【００７３】
エッチング層２５０Ａのエッチングが終了したら、図１０（ｇ）に示すように、ガラスのエッチング液とは異なるアルミのエッチング液により、エッチングバリア層２５０Ｃを除去する（ステップＣ５ｂ、第２の薄板化工程）。エッチングバリア層２５０Ｃのエッチング液では、コーティング層２５０Ｂはほぼ侵食されないため、エッチングバリア層２５０Ｃが全てエッチングされてコーティング層２５０Ｂに到達した時点でエッチングの進行を止めることができる。したがって、ほぼ厚さ寸法のねらい値とばらつきの範囲内（１０μｍ±３μｍ）の蓄熱層５を形成することができる。
【００７４】
なお、本実施形態においては、エッチングバリア層２５０Ｃとしてアルミを例示して説明したが、ガラスのエッチング液ではエッチングされない物質であればよく、例えば、Ｃｕ、ＣｒまたはＡｕ等の金属、セラミック、または、樹脂等を採用することとしてもよい。
また、コーティング方法としてスバッタ法を例示して説明したが、例えば、製造方法Ｂにおけるコーティング方法と同様に、ＣＶＤ法、真空蒸着法、無電解メッキ法等を採用することとしてもよい。例えば、無電解メッキ法は、金属イオンと還元剤を含む溶液に元基板２５０を浸し、還元された金属原子のエッチングバリア層２５０Ｃを元基板２５０の表面に析出させることとすればよい。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記各実施形態においては、支持基板３の長手方向に延びる矩形状の凹部２を形成し、空洞部４が全ての発熱抵抗体７に対向する連通構造を有することとしたが、これに代えて、支持基板３の長手方向に沿って、発熱抵抗体７の各発熱部７Ａに対向する位置にそれぞれ独立した凹部を形成することとし、蓄熱層５によって凹部ごとに独立した空洞部が形成されることとしてもよい。これにより、複数の独立した中空断熱層を備えるサーマルヘッドを形成することができる。
【００７６】
また、上記各実施形態においては、蓄熱層５によって凹部２を密閉することとしたが、これに代えて、例えば、蓄熱層５によって凹部２を密閉せずに開放状態にすることとしてもよい。これにより、開放された中空断熱層を備えるサーマルヘッドを形成することができる。
また、支持基板３と上板基板５ａ，１０５ａ，２０５ａとを熱融着により接合することとしたが、これに代えて、接着剤を用いて接合することとしてもよい。
【００７７】
また、例えば、大型で矩形状の上板基板基板と支持基板とを貼り合わせて多数のサーマルヘッド１を形成することとしてもよい。この場合、凹部形成工程において、大型の支持基板の一面に複数の凹部２を形成し、発熱抵抗体形成工程において、薄板化工程により薄板化された上板基板上に支持基板の凹部２ごとに発熱抵抗体７をそれぞれ形成し、切断工程により、上板基板上に複数の発熱抵抗体７が形成されたサーマルヘッド集合体を切断して複数のサーマルヘッド１を形成することとすればよい。このようにすることで、生産性の向上およびコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリンタの概略構成図である。
【図２】図１のサーマルヘッドを保護膜側から見た平面図である。
【図３】図２のサーマルヘッドのＡ−Ａ矢指断面図（縦断面図）である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る製造方法のフローチャート図である。
【図５】（ａ）は凹部形成工程を示す縦断面図であり、（ｂ）は上板基板形成工程の元基板へのイオン注入を示す縦断面図であり、（ｃ）は上板基板形成工程の非エッチング層の形成を示す図であり、（ｄ）は接合工程を示す縦断面図であり、（ｅ）は薄板化工程を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る製造方法によるエッチング量（μｍ）とエッチング時間（ｍｉｎ）との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る製造方法を示すフローチャート図である。
【図８】（ａ）は凹部形成工程を示す縦断面図であり、（ｂ）は上板基板形成工程の元基板へのコーティングを示す縦断面図であり、（ｃ）は上板基板形成工程の非エッチング層の形成を示す図であり、（ｄ）は接合工程を示す縦断面図であり、（ｅ）は薄板化工程を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る製造方法を示すフローチャート図である。
【図１０】（ａ）は凹部形成工程を示す縦断面図であり、（ｂ）は上板基板形成工程の元基板へのアルミ堆積を示す縦断面図であり、（ｃ）は上板基板形成工程のバリア層の形成を示す図であり、（ｄ）は上板基板形成工程の元基板へのコーティング層の形成を示す縦断面図であり、（ｅ）は接合工程を示す縦断面図であり、（ｆ）は第１の薄板化工程を示す縦断面図であり、（ｇ）は第２の薄板化工程を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１    サーマルヘッド
２    凹部
３    支持基板
４    空洞部
５    蓄熱層
５ａ，１０５ａ，２０５ａ    上板基板
７    発熱抵抗体
１０    サーマルプリンタ（プリンタ）
５０Ａ，１５０Ａ，２５０Ａ    エッチング層
５０Ｂ，１５０Ｂ    非エッチング層
２５０Ｂ    コーティング層
２５０Ｃ    エッチングバリア層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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