(57)【要約】【課題】被印刷媒体の搬送方向の下流側のサーマルプリントヘッドの端部で被印刷媒体にダメージを与えにくくする。【解決手段】絶縁板２２と絶縁板２２の主面上に被印刷媒体の搬送方向を横切る方向に延びるガラスで形成された凸状の保温体２３を有する基板と、凸状の保温体２３が延びる方向に間隔を置いて保温体２３の表面に配列されて搬送方向に延びる複数の抵抗体２５と、抵抗体２５の表面に抵抗体２５の表面上の間隙を挟んで対向して設けられた電極２８と、絶縁板２２と保温体２３と抵抗体２５と電極２８とを覆う保護層２９と、を備えるサーマルプリントヘッドの発熱体板２０に、保温体２３に対して搬送方向の下流側の面取り開始位置７４から搬送方向のさらに下流側を面取りして、面取り開始位置７４から端面７０までの間に斜面７５を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送方向に搬送される被印刷媒体に熱印刷するサーマルプリントヘッドの製造方法において、
絶縁板の主面上に前記搬送方向を横切る方向に延びる凸状の保温体をガラスで形成する第１工程と、
前記第１工程の後に、前記保温体が延びる方向に間隔を置いて配列されて前記保温体の表面に前記搬送方向に延びる複数の抵抗体と前記抵抗体の表面に前記抵抗体の表面上の間隙を挟んで対向する電極とを備えた配線層を形成する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記絶縁板と前記保温体と前記配線層とを保護層で覆う第３工程と、
前記第３工程の後に、前記保温体に対して前記搬送方向の下流側に離れた面取り開始位置から前記搬送方向の下流側を研削して前記主面に対して傾いた斜面を形成する第４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】
前記第４工程は、前記斜面に対応する角度で先端が尖った第１のブレードで板厚方向に研削する面取り工程と、この面取り工程の後に、先端が平らな第２のブレードで前記絶縁板の下面まで研削する端面加工工程と、を含む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】
前記第１工程では複数の前記保温体が形成され、前記面取り工程では一回の研削で２つの前記斜面を形成し、前記端面加工工程では前記面取り工程で形成された２つの前記斜面を持つそれぞれの部分を研削によって分割する工程であることを特徴とする請求項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】
前記抵抗体および前記電極は前記斜面に露出しない位置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。
【請求項５】
前記端面から前記面取り開始位置までの前記絶縁板の内側に向かう距離は０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４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。
【請求項６】
搬送方向に搬送される被印刷媒体に熱印刷するサーマルプリントヘッドにおいて、
絶縁板と前記絶縁板の主面上に前記搬送方向を横切る方向に延びるガラスで形成された凸状の保温体を有する基板と、
前記保温体が延びる方向に間隔を置いて前記保温体の表面に配列されて前記搬送方向に延びる複数の抵抗体と、
前記抵抗体の表面に前記抵抗体の表面上の間隙を挟んで対向して設けられた電極と、
前記基板と前記抵抗体と前記電極とを覆う保護層と、
を具備し、
前記保温体に対して前記搬送方向の下流側に離れた面取り開始位置から前記搬送方向の下流側が面取りされて前記主面に対して傾いた斜面が形成されていることを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【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およびそ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、近年、ビデオプリンターやイメージャー、シールプリンターなどの出力用デバイスとして注目されている。このサーマルプリントヘッドは、基板上に配置された発熱抵抗体を発熱させることにより、感熱紙や製版フィルム印画紙、メディアなどに記録を行うものである。サーマルプリントヘッドには、低騒音、低ランニングコストなどの利点があり、様々な開発が行われている。
【０００３】
図８は、従来のサーマルプリントヘッドの断面図である。
【０００４】
サーマルプリントヘッドを製造する場合、まず、アルミナなどのセラミックで形成された絶縁板２２上に、ガラスの保温体２３を層状に形成する。この保温体２３が形成された支持基体上に、抵抗体２５と、アルミニウムなどの電極２８となる導電層とをスパッタ法などの薄膜形成法によって積層形成する。その後、フォトエングレービングプロセスを施すことによって、複数の対となる発熱抵抗体と個別電極とが、一線上に形成される。さらに、抵抗体２５および電極２８の必要部位のみに保護層２９をスパッタ法などの薄膜形成法で形成して、発熱体板が形成される。この発熱体板と駆動回路基板とを放熱基板上で合体し、さらに駆動用ＩＣを搭載して、それぞれの電極２８と駆動用ＩＣとがワイヤーなどで接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放熱基板上に合体された発熱体板の端部は、一般的に、ほぼ直角となっている。このため、被印刷媒体６０が通過する際に、媒体や媒体に印画するためのフィルムにダメージを与えることがある。このように媒体などにダメージが与えられると、印画品質が悪化する場合がある。また、被印刷媒体６０などがバックフィードされるタイプのプリンタにおいては、プラテンローラがヘッド基板の端部の角７７にくい込み、その角７７に紙などの被印刷媒体がぶつかって紙ジャムなどを起こし、プリンタ性能に影響を与える場合がある。これらの悪影響は、出力用デバイスの小型化が進み、それに伴いサーマルヘッドも小型化になると、特に顕著である。
【０００７】
インクリボンを用いるサーマルプリントヘッドの端部を、保温層を含む絶縁性の基板とともに面取りし、面取り寸法を中央部と両端部で変化させて、インクリボンのしわを除去する方法がある（たとえば特許文献１参照）。サーマルプリントヘッドの抵抗体および電極などで形成される発熱素子の表面は、保護層で覆われている。このため、保温層を含む絶縁性の基板とともに面取りをすると、面取りには、少なくとも、保護層、保温層および絶縁性の基板を加工する必要がある。
【０００８】
保護層は、被印刷媒体との接触による磨耗などを抑制するために設けられているため、保温層および絶縁性の基板より硬い材料で形成されている。このため、機械研磨で保温層および絶縁性の基板と保護層とを含む部分を同時に面取りすると、それぞれの層の境界部分を基点として亀裂が発生しやすい。このような亀裂も被印刷媒体にダメージを与える原因となりうる。
【０００９】
そこで、本発明は、被印刷媒体の搬送方向の下流側のサーマルプリントヘッドの端部で被印刷媒体にダメージを与えにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するため、本発明は、搬送方向に搬送される被印刷媒体に熱印刷するサーマルプリントヘッドの製造方法において、絶縁板の主面上に前記搬送方向を横切る方向に延びる凸状の保温体をガラスで形成する第１工程と、前記第１工程の後に、前記保温体が延びる方向に間隔を置いて配列されて前記保温体の表面に前記搬送方向に延びる複数の抵抗体と前記抵抗体の表面に前記抵抗体の表面上の間隙を挟んで対向する電極とを備えた配線層を形成する第２工程と、前記第２工程の後に、前記絶縁板と前記保温体と前記配線層とを保護層で覆う第３工程と、前記第３工程の後に、前記保温体に対して前記搬送方向の下流側に離れた面取り開始位置から前記搬送方向の下流側を研削して前記主面に対して傾いた斜面を形成する第４工程と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、搬送方向に搬送される被印刷媒体に熱印刷するサーマルプリントヘッドにおいて、絶縁板と前記絶縁板の主面上に前記搬送方向を横切る方向に延びるガラスで形成された凸状の保温体を有する基板と、前記保温体が延びる方向に間隔を置いて前記保温体の表面に配列されて前記搬送方向に延びる複数の抵抗体と、前記抵抗体の表面に前記抵抗体の表面上の間隙を挟んで対向して設けられた電極と、前記基板と前記抵抗体と前記電極とを覆う保護層と、を具備し、前記保温体に対して前記搬送方向の下流側に離れた面取り開始位置から前記搬送方向の下流側が面取りされて前記主面に対して傾いた斜面が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被印刷媒体の搬送方向の下流側のサーマルプリントヘッドの端部で被印刷媒体にダメージを与えにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における発熱体板の部分断面図である。
【図２】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の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３】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における製造方法のフローチャートである。
【図４】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における製造途中で保護層の形成前の上面図である。
【図５】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における面取り工程時の断面図である。
【図６】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における分割加工時の断面図である。
【図７】本実施の形態におけるサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタの印刷時の発熱体板近傍の拡大断面図である。
【図８】従来のサーマルプリントヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、この実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。
【００１５】
図２は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の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。
【００１６】
本実施の形態の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には、帯状に延びる発熱領域２４が形成されている。この発熱体板２０は、放熱板３０に載置されている。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。発熱体板２０と回路基板４０のドライバＩＣ４６との間は、ボンディングワイヤ４４で結線されている。ボンディングワイヤ４４による結線部は、樹脂４８で封止されている。
【００１７】
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、発熱領域２４が延びる方向すなわち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。
【００１８】
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被印刷媒体６０は、主走査方向に対して垂直な副走査方向に移動する。被印刷媒体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によって被印刷媒体６０を発熱領域２４に押し付けつつ、その被印刷媒体６０を副走査方向に移動させ、発熱領域２４の発熱パターンを被印刷媒体６０の移動とともに変化させることにより、所望の画像を被印刷媒体６０上に形成する。
【００１９】
図１は、本実施の形態における発熱体板の部分断面図である。
【００２０】
発熱体板２０は、絶縁板２２と、保温体２３と、配線層と、保護層２９とを有している。絶縁板２２は、たとえばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成された板である。保温体２３は、絶縁板２２の主面上の主走査方向に延びる帯状の領域に、断面が絶縁板２２に接する弦と表面の弧で囲まれる弓形にガラスで形成されている。このような凸状の保温体２３は、絶縁板２２の一部にだけ設けられているため、部分グレーズと呼ばれることもある。配線層は、絶縁板２２および保温体２３の表面に抵抗体２５と電極２８とを積層したものである。
【００２１】
電極２８は、凸状の保温体２３が延びる方向に間隔を置いて保温体２３および絶縁板２２の表面に配列され、被印刷媒体６０の搬送方向に延びている。電極２８は、抵抗体２５の表面に保温体２３上に位置する間隙７１を挟んで対向して設けられている。したがって、電極２８も、抵抗体２５と同様に被印刷媒体６０の搬送方向に延びている。抵抗体２５の間隙７１に対応する部分が、発熱領域２４を形成する。保護層２９は、絶縁板２２と保温体２３と抵抗体２５と電極２８とを覆っている。
【００２２】
また、発熱体板２０には、凸状の保温体２３に対して被印刷媒体６０の搬送方向の下流側に離れた面取り開始位置７４から、端面７０までが面取りされている。その結果、絶縁板２２の主面に対して傾いた斜面７５が、面取り開始位置７４と端面７０との間に形成されている。絶縁板２２の主面と斜面７５との傾きθは、約４５度である。
【００２３】
図３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チャートである。
【００２４】
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では、まず、絶縁板を形成する（Ｓ１）。この絶縁板は、最終的に製造される発熱体板２０が複数切り出される大きさとする。
【００２５】
次に、Ｓ１で形成された絶縁板上に、ガラスペーストを複数の発熱体板２０のそれぞれの保温体２３に対応する位置に帯状の盛り上がり部分が形成されるようにパターン印刷する（Ｓ２）。ここの際、２つの発熱体板２０の保温体２３に対応する盛り上がり部分は、発熱体板２０の斜面７５に対応する部分が隣接するように配置しておく。
【００２６】
次に、ガラスペーストが印刷された絶縁板を焼成する（Ｓ３）。これにより、パターン印刷されたガラスが溶融し、絶縁板に固着する。この結果、凸状の保温体２３が形成される。
【００２７】
その後、保温体２３および絶縁板２２の表面に抵抗体２５および電極２８を形成する（Ｓ４）。
【００２８】
図４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で保護層の形成前の上面図である。
【００２９】
まず、保温体２３および絶縁板２２の表面に、サーメットなどの抵抗材料をスパッタリングなどで固着させる。さらに、抵抗材料の表面にアルミニウムなどの導電性材料をスパッタリングなどで固着させる。その後、導電性材料と抵抗材料とを順次エッチングして、電極２８と抵抗体２５を適当なパターン９１に形成する。
【００３０】
工程Ｓ４の後に、絶縁板２２と保温体２３と抵抗体２５と電極２８とを覆う保護層２９を形成する（Ｓ５）。次に、保護層２９までが形成された板に面取り加工を施す（Ｓ６）。
【００３１】
図５は、本実施の形態における面取り工程時の断面図である。
【００３２】
工程Ｓ６では、先端が尖ったブレード８１で、保護層２９までが形成された板を、保温体２３に対して被印刷媒体６０の搬送方向の下流側に離れた面取り開始位置７４から搬送方向の下流側を板厚方向に研削する。この研削によって、最終的に製造される発熱体板２０に形成される斜面７５が現われることになる。尖ったブレード８１の先端は、絶縁板２２の主面と斜面７５との傾きθの２倍とする。つまり、絶縁板２２の主面と斜面７５との傾きθが４５度の場合には、尖ったブレード８１の先端の角度は９０度とする。
【００３３】
この面取り加工では、比較的やわらかいガラスで形成された保温体２３は研削しない。このため、研削部分に比較的硬い材料で形成される保護層２９と比較的やわらかい保温体２３との境界部分は含まれず、この場所を基点として亀裂が発生することはない。
【００３４】
また、抵抗体２５および電極２８を、面取りで形成される斜面７５に露出しない位置に形成してもよい。この場合、面取り加工の際に、抵抗体２５および電極２８が研削されることがなく、抵抗体２５および電極２８と保護層２９あるいは絶縁板２２との境界部分を研削することがないため、この場所を基点として亀裂が発生することはない。さらに、抵抗体２５および電極２８が露出していなければ、これらの配線と被印刷媒体６０とが接触することによって電気的に短絡したり、被印刷媒体６０に傷が発生するおそれがない。
【００３５】
面取り加工（Ｓ６）の後、面取り加工後の板を、複数の発熱体板２０に分割する（Ｓ７）。
【００３６】
図６は、本実施の形態における分割加工時の断面図である。
【００３７】
工程Ｓ６では、先端が平らなブレード８２で面取り加工後の板を板厚方向の下面まで研削する。この研削によって、発熱体板２０の端面７０が形成されるとともに、発熱体板２０が切り出される。面取り加工（Ｓ６）によって、発熱体板２０の端面７０に対応する部分には絶縁板２２しか残っていない。このため、先端が平らなブレード８２は、絶縁板２２のみを研削すればよい。このため、先端が平らなブレード８２には、硬い保護層２９を研削する先端が尖ったブレード８１よりもやわらかい材質のものを用いることができる。また、要求される端面７０の表面粗さあるいは端面７０の位置精度を満足するのであれば、単に２つの発熱体板２０に対応する部分に曲げ応力を加えて分割することもできる。この場合、面取り加工で絶縁板２２の表面に形成されているノッチ部分で２つに分割される。
【００３８】
このようにして形成された発熱体板２０を、回路基板４０とともに放熱板３０に載置する（Ｓ８）。また、発熱体板２０と回路基板４０をボンディングワイヤ４４で結線し（Ｓ９）、さらにボンディングワイヤ４４による結線部を樹脂４８で封止する（Ｓ１０）ことなどにより、サーマルプリントヘッド１０が製造される。
【００３９】
図７は、本実施の形態におけるサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタの印刷時の発熱体板近傍の拡大断面図である。
【００４０】
プラテンローラ５０はサーマルプリントヘッド１０の発熱領域２４に押し付けられるように設けられ、プラテンローラ５０は弾性変形する。弾性変形によってプラテンローラ５０が発熱体板２０の端部に接している場合、被印刷媒体６０は、プラテンローラ５０によってサーマルプリントヘッド１０に押し付けられているため、発熱体板２０の端部に接して搬送されることとなる。
【００４１】
しかし、本実施の形態のサーマルプリントヘッド１０では、被印刷媒体６０の搬送方向の下流側の発熱体板２０の端部には面取り加工が施されて斜面７５が形成されている。このため、被印刷媒体６０が搬送方向を前後に移動したとしても、被印刷媒体６０は発熱体板２０の端部に引っかかることなく発熱体板２０とプラテンローラ５０との間に戻っていく。よって、被印刷媒体６０には、ダメージが与えられにくい。
【００４２】
この効果を確認するため、面取り量を変えたサーマルプリントヘッドを用いて、実験を行った。この実験では、面取り量が０．０１ｍｍから０．５ｍｍの範囲の９種類のサーマルプリントヘッド１０を用いた。これらのサーマルプリントヘッド１０において、絶縁板２２の主面と斜面７５との傾きθは、４５度である。
【００４３】
これらのサーマルプリントヘッド１０上に厚さが０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍおよび０．２５ｍｍの３種類の被印刷媒体６０を、順方向および逆方向へ搬送した。この搬送の際に、被印刷媒体６０での傷の発生の有無、および、紙詰まりの有無を調べた。ここで、面取り量とは、端面７０から面取り開始位置７４までの絶縁板２２の内側に向かう距離Ｌ（図１参照）を示す。
【００４４】
表１は、この実験結果を示す表である。表１において、×印は、いずれかの厚さの被印刷媒体６０での傷が発生した場合、あるいは、紙詰まりが生じた場合を示す。また、表１において、いずれの厚さの被印刷媒体６０でも○印は被印刷媒体６０での傷が発生しなかった場合、あるいは、紙詰まりが生じなかった場合を示す。
【表１】
2010240876.tif 000003
【００４５】
この実験の結果から、少なくとも被印刷媒体６０の厚さが０．１５ｍｍから０．２５ｍｍの範囲では、面取り量が０．０５ｍｍ以上であれば被印刷媒体６０に傷が発生せず、紙詰まりも生じないことがわかる。したがって、発熱体板２０の端部の面取り量は、０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４６】
また、面取り開始位置７４での保護層２９に角ができていると、その角に被印刷媒体６０が接触する際に、印画傷が生じる場合がある。このため、面取り開始位置７４で保護層２９の表面は、滑らかな曲線を描いていることが好ましい。そこで、たとえば分割加工（Ｓ７）の後に、面取り開始位置７４で保護層２９の表面が滑らかな曲線を描くように、面取り開始位置７４をやすりなどで研磨してもよい。面取り開始位置７４に実質的に角ができていないと言えるためには、この位置での保護層２９の表面の曲率半径が１μｍ以上は必要である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…サーマルプリントヘッド、２０…発熱体板、２２…絶縁板、２３…保温体、２４…発熱領域、２５…抵抗体、２８…電極、２９…保護層、３０…放熱板、４０…回路基板、４４…ボンディングワイヤ、４６…ドライバＩＣ、４８…樹脂、５０…プラテンローラ、５２…軸、６０…被印刷媒体、７０…端面、７１…間隙、７４…面取り開始位置、７５…斜面、８１…ブレード、８２…ブレード
【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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