(57)【要約】【課題】サーマルプリントヘッドにグレーズ層を形成する際に、エッチングプロセスを廃止できるようにする。【解決手段】サーマルプリントヘッドを製造する際に、支持基板の少なくとも一つの面に液体中にシリカ系材料が分散したコーティング剤を付着させた（工程Ｓ２）後に、コーティング剤を乾燥させて支持基板の表面にコーティング剤の層を形成する（工程Ｓ３）。コーティング剤は、たとえば１００ｍＰａ・ｓ程度の粘度を有するコロイダルシリカなど、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ程度以下のものを用いる。その後、必要に応じてグレーズ層にガラスペーストを突条に印刷塗布し（工程Ｓ４）、焼成する（工程Ｓ５）。その後、グレーズ層の表面に発熱抵抗体を形成することなどによりサーマルプリントヘッドを完成させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中にシリカ系材料が分散したコーティング剤を支持基板の少なくとも一つの面に付着させるコーティング工程と、
前記コーティング工程の後に、前記コーティング剤を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程の後に、ガラス転移温度以上に加熱して前記支持基板の表面にグレーズ層を形成する焼成工程と、
前記焼成工程の後に、前記グレーズ層の表面に発熱抵抗体を形成する発熱体形成工程と、
を具備することを特徴とするサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記コーティング剤は、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記シリカ系材料は、コロイダルシリカおよび金属アルコキシドのいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記乾燥工程の後で、前記焼成工程の前に、前記コーティング剤の表面にガラスペーストを突条に付着させる突条形成工程、を具備し、前記発熱抵抗体は前記ガラスペーストが付着した部分に形成された突条部の表面に形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のサーマル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、サーマルプリントヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリントヘッドは、抵抗発熱部に配列された複数の発熱体を発熱させ、その熱により感熱記録紙などの被印刷体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンター、イメージャー、シールプリンターなどの記録機器に広く利用されている。
【０００３】
一般的なサーマルプリントヘッドは、放熱板と、放熱板に取り付けられた発熱体板と、発熱体板と同じ側で放熱板に取り付けられた回路基板とを備えている。この発熱体板の放熱板と相対する表面の反対側の表面の帯状に延びる発熱領域には、発熱体が所定の間隔で直線状に配列されている。また、発熱体を駆動する駆動回路の一部となるドライバＩＣは、たとえば発熱体板に搭載されている。
【０００４】
このようなサーマルプリントヘッドを用いたプリンタは、一般的に、所定の弾性を持つ材料で円筒状に形成されたプラテンローラを備えている。このプラテンローラは、発熱抵抗体が配列された主走査方向を軸として、その側面が支持基板上の発熱領域に接するように配置され、その軸を中心に回転可能に設けられる。プラテンローラの回転によって、プラテンローラと発熱領域の間に挿入された媒体は、主走査方向に垂直な副走査方向に移動する。プラテンローラによって媒体を発熱領域に押し付けつつ、その媒体を副走査方向に移動させ、発熱領域の発熱パターンを媒体の移動とともに変化させることにより、所望の画像を被印刷体上に形成する。
【特許文献１】特開平２−２２９０５４号公報
【特許文献１】特開平５−２５４１６４号公報
【特許文献１】実開平４−８９３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サーマルプリントヘッドの発熱体板では、支持基板上に保温層となるグレーズ層が形成される。保温効果が必要となるのは発熱部の直下であるが、一般的には、支持基板の平坦度を得るため、全面にグレーズ層が形成される。グレーズ層は、一般的に、ガラスが印刷方式で塗布された後、エッチングで表面に凹凸形状が形成される。
【０００６】
このような方法でグレーズ層を形成する場合、支持板表面の平坦化とグレーズ層表面の凹凸形成のため、支持板全面にガラスなどの絶縁ペーストは印刷方式で塗布される。その後、グレーズ層の表面にマスク材を配置し、エッチングにより凹凸を形成する。つまり、グレーズ層の形成の際には、エッチングプロセスが必要であり、製造に要するコストが大きい。
【０００７】
そこで、本発明は、サーマルプリントヘッドのグレーズ層を形成する際に、エッチングプロセスを廃止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明は、サーマルプリントヘッドの製造方法において、液体中にシリカ系材料が分散したコーティング剤を支持基板の少なくとも一つの面に付着させるコーティング工程と、前記コーティング工程の後に、前記コーティング剤を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程の後に、ガラス転移温度以上に加熱して前記支持基板の表面にグレーズ層を形成する焼成工程と、前記焼成工程の後に、前記グレーズ層の表面に発熱抵抗体を形成する発熱体形成工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、サーマルプリントヘッドのグレーズ層を形成する際のエッチングプロセスを廃止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るサーマルプリントヘッドの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図２は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの一実施の形態における一部切欠上面図である。
【００１２】
サーマルプリントヘッド１０は、たとえば発熱体板２０、回路基板４０および放熱板３０を有している。発熱体板２０は、放熱板３０に載置されている。発熱体板２０には、主走査方向に延びる発熱領域２４が形成されている。
【００１３】
放熱板３０は、たとえばアルミニウムなどの金属で形成された板である。発熱領域２４に所定の発熱パターンを形成するための制御信号や駆動電力は、回路基板４０に入力され、さらに回路基板４０と電気的に接続された発熱体板２０に入力される。
【００１４】
図３は、本実施の形態における発熱体板の断面図である。
【００１５】
発熱体板２０は、支持基板２２と、支持基板２２の少なくとも一つの面に形成されたグレーズ層２５を有している。また、グレーズ層２５の表面には配線層７０が形成されている。配線層７０の表面は、保護膜２９で覆われている。
【００１６】
支持基板２２は、たとえばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁体で形成されている。グレーズ層２５は、たとえば酸化珪素（ＳｉＯ２）で形成されている。グレーズ層２５には、主走査方向に延びる突条部２１が形成されている。
【００１７】
配線層７０は、グレーズ層２５の表面に形成されている。この配線層７０は、たとえばグレーズ層２５の表面に積層した抵抗体２３と電極２８とからなる。抵抗体２３は、たとえばサーメットで形成される。電極２８は、たとえばアルミニウムで形成される。
【００１８】
抵抗体２３および電極２８は、主走査方向に間隔をおいて配列されて、それぞれ副走査方向に延びている。電極２８は、突条部２１の頂部の近傍の副走査方向に延びる隙間を挟んで設けられている。電極２８を流れてきた電流は、この隙間の部分では抵抗体２３を通ることとなるため、この隙間に対応する部分が発熱抵抗体２６となる。発熱抵抗体２６は、主走査方向に間隔をおいて配列されて、主走査方向に延びる発熱領域２４を形成している。
【００１９】
抵抗体２３および電極２８の表面積が変動すると、発熱抵抗体２６での発熱量が変化する。このため、グレーズ層２５の表面は、できるだけ平坦であるようが好ましい。
【００２０】
保護膜２９には、電極２８の一部の表面には設けられておらず、その部分にボンディングワイヤ４４が接続される。このボンディングワイヤ４４を介して、電極２８は、回路基板上のドライバＩＣ４２と接続されている。ドライバＩＣ４２およびボンディングワイヤ４４は、樹脂４８で封止される。
【００２１】
図４は、本実施の形態のサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタの一部の断面図である。
【００２２】
このサーマルプリントヘッド１０を用いたサーマルプリンタは、所定の弾性を持つ材料で円筒状に形成されたプラテンローラ５０を有している。このプラテンローラ５０は、主走査方向に平行な直線上に軸５２を持つ。また、プラテンローラ５０の側面が発熱領域２４に接するように配置され、軸５２を中心に回転可能に設けられる。
【００２３】
プラテンローラ５０の回転によって、プラテンローラ５０と発熱領域２４との間に挿入された感熱記録媒体６０は、主走査方向に対して垂直な副走査方向に移動する。感熱記録媒体６０は、発色温度以上に加熱されると発色する、たとえば感熱紙である。プラテンローラ５０によって感熱記録媒体６０を発熱領域２４に押し付けつつ、その感熱記録媒体６０を副走査方向に移動させ、発熱領域２４の発熱パターンを感熱記録媒体６０の移動とともに変化させることにより、所望の画像を感熱記録媒体６０上に形成する。
【００２４】
なお、プラテンローラ５０による感熱記録媒体６０のサーマルプリントヘッド１０への押し付け圧力を、発熱領域２４が延びる方向に沿って均一にするため、サーマルプリントヘッド１０は、発熱領域２４が延びる方向の中央で最も軸５２に近づくように湾曲させてもよい。また、発熱素子は、本実施の形態の発熱抵抗体２６のような印画用の発熱素子アレイ以外の構造であってもよい。たとえば、リライタブル感熱記録媒体の画像消去、あるいは記録媒体に形成した画像のオーバーコートなどに用いられる単一ヒーター構造になってもよい。
【００２５】
図１は、本実施の形態におけるサーマルプリントヘッドの製造方法のフロー図である。図５は、本実施の形態におけるサーマルプリントヘッドの製造途中の状態を示す断面図である。
【００２６】
まず、絶縁材料で平板状の支持基板２２を形成する（工程Ｓ１）。発熱抵抗体２６を形成する面８０を含めて支持基板２２の表面には、図５（ａ）に示すように、微小な凹凸が生じてしまう。
【００２７】
次に、この支持基板２２にコーティング剤８１を付着させる（工程Ｓ２）。コーティング剤８１とは、水やＩＰＡなどの液体中にシリカ系材料が分散したものである。この工程をコーティング工程と呼ぶこととする。コーティング剤８１とは、たとえばコロイダルシリカである。あるいは、コーティング剤８１として、液体中に金属アルコキシドを分散させたものを用いてもよい。
【００２８】
コーティング剤８１は、少なくとも支持基板２２の発熱抵抗体２６が形成される面８０に付着させる。なお、コーティング剤８１を、支持基板２２の全面に付着させてもよい。たとえば支持基板２２にコーティング剤８１を、たとえば２流体方式でスプレーすることにより付着させる。スプレー方法は２流体方式に限らず、その他１流体方式、静電スプレー、その他液体を噴霧できる方法であればよい。
【００２９】
このコーティング剤８１は、粘度が低いほど短時間の間に支持基板２２の表面に平坦に広がりやすいため、粘度が低いものが好ましい。このコーティング剤８１としては、たとえば１００ｍＰａ・ｓ程度の粘度を有するコロイダルシリカを用いることができる。一般的に、スプレー可能な粘度の上限は、１０００ｍＰａ・ｓ程度である。そこで、コーティング剤８１としては、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下のものを用いる。
【００３０】
コーティング剤８１は、粘度が低いため、支持基板２２の上で短時間の間に平坦に広がる。支持基板２２の表面に形成されるグレーズ層２５を平坦化するために必要なコーティング膜厚は１μｍ〜２０μｍ程度であって、特に１０μｍ程度が好ましい。
【００３１】
その後、このコーティング剤８１を付着させた支持基板２２をたとえば水平に保持したまま、コーティング剤８１を乾燥させる（工程Ｓ３）。この工程を乾燥工程と呼ぶこととする。これにより、支持基板２２の表面に付着したコーティング剤８１の層が形成される。乾燥させるためには、１００℃〜1５００℃に保持する必要があり、特に１２００℃に保持することが好ましい。乾燥温度が８００℃程度のガラス転移温度以上であれば、コーティング剤８１は乾燥されるとともに、ガラス転移する。
【００３２】
次に、支持基板２２の発熱抵抗体２６が形成される面８０に形成されたグレーズ層２５の平坦面に、ガラスペースト８２を印刷する（工程Ｓ４）。この状態では、ガラスペースト８２には、角部８３が形成されてしまう。
【００３３】
しかし、サーマルプリントヘッド１０の突条部２１の断面は弧を描いている必要があるため、この角部８３に丸みを持たせる必要がある。そこで、ガラスペースト８２をコーティングした支持基板２２を高温に保持して焼成する（工程Ｓ５）。この焼成温度は、８００℃程度のガラス転移温度以上の、たとえば１０００〜１５００℃程度であり、特に１２００℃が好ましい。
【００３４】
この焼成によって、コーティング剤８１は乾燥工程（Ｓ３）でガラス転移していなかった場合であってもガラス転移してガラスになり、平坦なグレーズ層２５となる。また、ガラスペースト８２は、コーティング剤８１がガラスに変化したグレーズ層２５の平坦な部分と密着して一体となる。さらに、ガラスペースト８２の角部８３はとれて、断面が弧を描く突条部２１が形成される。
【００３５】
このようにして形成されたグレーズ層２５の表面に、配線層７０を形成する（工程Ｓ６）。この工程により、発熱抵抗体２６が形成される。工程Ｓ６を発熱体形成工程と呼ぶこととする。
【００３６】
発熱抵抗体２６を形成した後、配線層７０および露出しているグレーズ層２５を保護膜２９で覆う（工程Ｓ７）。その後、発熱体板２０を放熱板３０に載置する（工程Ｓ８）。さらに、放熱板３０に回路基板４０を載置して、回路基板４０と発熱体板２０との間をワイヤボンディングし（工程Ｓ９）、ボンディングワイヤ４４などを樹脂４８で封止する（工程Ｓ１０）ことによって、サーマルプリントヘッド１０が完成する。
【００３７】
このように、本実施の形態では、液体中にシリカ系材料が分散したコーティング剤を用いてグレーズ層２５を形成しているため、粘度が高いガラスペーストを用いてグレーズ層を形成する場合に必要であったエッチングプロセスを施すことなく、グレーズ層２５の平坦度を高めることができる。このため、サーマルプリントヘッド１０の製造に要する時間およびコストを低減することができる。
【００３８】
また、グレーズ層２５に突条部２１を設ける場合にも、その突条部２１に対応する部分のみにガラスペーストを印刷し、加熱によって突条部２１の断面が弧を描くように形成する。このため、突条部２１を設ける場合であっても、エッチングプロセスを施す必要がなく、製造に要する時間およびコストを低減することができる。
【００３９】
さらに、グレーズ層２５の表面の平坦度は、エッチングプロセスを施す場合に比べて高くなるため、サーマルプリントヘッドの品質が高まり、印刷精度も向上する。
【００４０】
なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るサーマルプリントヘッドの一実施の形態における製造方法のフロー図である。
【図２】本発明に係るサーマルプリントヘッドの一実施の形態における一部切欠上面図である。
【図３】本発明に係るサーマルプリントヘッドの一実施の形態における発熱体板の断面図である。
【図４】本発明に係るサーマルプリントヘッドの一実施の形態を用いたサーマルプリンタの一部の断面図である。
【図５】本発明に係るサーマルプリントヘッドの一実施の形態における製造途中の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…サーマルプリントヘッド、２０…発熱体板、２１…突条部、２２…支持基板、２３…抵抗体、２４…発熱領域、２５…グレーズ層、２６…発熱抵抗体、２８…電極、２９…保護膜、３０…放熱板、４０…回路基板、４２…ドライバＩＣ、４４…ボンディングワイヤ、４８…樹脂、５０…プラテンローラ、５２…軸、６０…感熱記録媒体、７０…配線層、８１…コーティング剤、８２…ガラスペースト
【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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