(57)【要約】【課題】発熱効率および印字品質を向上させること。【解決手段】支持基板１１の表面に弾性材料からなる接着層１２を介して積層された蓄熱層１３の上に、複数の発熱抵抗体１４が間隔をあけて配列され、前記支持基板１１と前記蓄熱層１３との間の前記発熱抵抗体１４の発熱部に対向する領域に空洞部１９が形成され、該空洞部１９が、前記支持基板１１の表面に設けられた凹部２０と、該凹部２０を閉塞し、前記空洞部１９に表面を露出させた前記蓄熱層１３とにより構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板の表面に弾性材料からなる接着層を介して積層された蓄熱層の上に、複数の発熱抵抗体が間隔をあけて配列され、
前記支持基板と前記蓄熱層との間の前記発熱抵抗体の発熱部に対向する領域に空洞部が形成され、
該空洞部が、前記支持基板の表面に設けられた凹部と、該凹部を閉塞し、前記空洞部に表面を露出させた前記蓄熱層とにより構成されているサーマルヘッド。
【請求項２】
前記凹部を形成する壁面および底面が、前記空洞部に露出している請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記支持基板の一面に、前記凹部の壁面に沿って堰が形成されており、この堰の外側に、前記接着層が配置されている請求項２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のサーマルヘッドを備えるサーマルプリンタ。
【請求項５】
支持基板の表面に凹部を形成し、
該凹部の形成された前記支持基板の表面に、弾性材料からなる接着層を積層し、
該接着層を挟んで前記支持基板の表面に蓄熱層を積層状態に接合し、
該蓄熱層の表面の前記凹部に対向する領域に、複数の発熱抵抗体を間隔をあけて形成するサーマルヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記接着層を積層するステップが、平坦なシート状に形成された接着層素材を前記支持基板表面に積層した後に、熱または外力によって、前記凹部が形成された前記支持基板の表面形状に沿わせるように前記接着層素材を変形させる請求項５に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記接着層を積層するステップが、前記凹部が形成された前記支持基板の表面の、前記凹部を除く領域に積層する請求項５に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項８】
支持基板の表面に、凹部と、該凹部を取り囲む堰とを形成し、
前記凹部および前記堰の形成された前記支持基板の表面の前記堰の外側の領域に、弾性材料からなる接着層を積層し、
該接着層を挟んで前記支持基板の表面に蓄熱層を積層状態に接合し、
該蓄熱層の表面の前記凹部に対向する領域に、複数の発熱抵抗体を間隔をあけて形成するサーマルヘッドの製造方法。
【請求項９】
支持基板の表面に、凹部と、該凹部を取り囲む堰とを形成し、
前記凹部および前記堰が形成された前記支持基板の表面に蓄熱層を積層し、
該蓄熱層と前記支持基板との間に前記堰によって形成された隙間に、弾性材料からなる接着層素材を注入した後、前記支持基板と前記蓄熱層とを接合する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、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とその製造方法、及びサーマルプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーマルプリンタは小型情報機器端末に多く用いられるようになってきている。小型情報機器端末はバッテリー駆動であるため、サーマルプリンタの省電力化が強く求められ、そのための発熱効率の高いサーマルヘッドが求められている。
発熱効率の高いサーマルヘッドとしては、例えば、特許文献１に開示された構造を有するものが知られている。
【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】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１の図３に開示されたサーマルヘッドは、基板（支持基板）と蓄熱層とが陽極接合によって接合されている。そのため、基板として熱膨張係数が３．３×１０−６／℃の単結晶シリコン基板を用い、蓄熱層として安価で加工性は良いが、熱膨張係数が８．６×１０−６／℃のソーダガラスを用いた場合には、サーマルヘッドの動作時に、２００℃から３００℃程度まで上昇する発熱抵抗体の温度によって基板と蓄熱層との間に熱膨張差が発生し、サーマルヘッドに反りや歪みが発生して、感熱紙との当たりが悪くなり、印字品質が低下してしまうおそれがあった。
また、基板として熱膨張係数が３．３×１０−６／℃の単結晶シリコン基板を用い、蓄熱層として高価で加工性は悪いが、熱膨張係数が３．２×１０−６／℃のパイレックスガラスを用いた場合には、サーマルヘッドに反りや歪みは発生しなくなるが、製造コストが高騰化し、製造工程が煩雑化してしまうといった問題点があった。
【０００４】
一方、上記特許文献１の図４に開示されたサーマルヘッドは、基板と蓄熱層とが接着剤層（接着層）を介して接合されているとともに、接着剤層により空洞部が形成されている。しかしながら、空洞部により発熱効率を向上させるには、空洞部の深さ（高さ）を５０μｍ以上とすることが好ましく、接着剤層だけで高さ５０μｍ以上の空洞部を形成することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、発熱効率および印字品質を向上させることができるサーマルヘッド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】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係るサーマルヘッドは、支持基板の表面に弾性材料からなる接着層を介して積層された蓄熱層の上に、複数の発熱抵抗体が間隔をあけて配列され、前記支持基板と前記蓄熱層との間の前記発熱抵抗体の発熱部に対向する領域に空洞部が形成され、該空洞部が、前記支持基板の表面に設けられた凹部と、該凹部を閉塞し、前記空洞部に表面を露出させた前記蓄熱層とにより構成されている。
【０００７】
本発明に係るサーマルヘッドによれば、動作時に、２００℃から３００℃程度まで上昇する発熱抵抗体の温度によって支持基板と蓄熱層との間に発生する熱膨張差が、弾性材料からなる接着層の弾性変形により吸収され、動作時における反りや歪みがなくなる（あるいは低減することとなる）ので、印字品質を常に最適な状態に維持することができる。
また、支持基板の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
さらに、発熱抵抗体の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さ（高さ）を有する空洞部、すなわち、蓄熱層から支持基板への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【０００８】
上記サーマルヘッドにおいて、前記凹部を形成する壁面および底面が、前記空洞部に露出しているとさらに好適である。
【０００９】
このようなサーマルヘッドによれば、凹部の壁面および底面に、接着層が積層（形成）されていない、すなわち、凹部が形成された支持基板の一面上で、凹部が形成されている領域以外の領域に接着層が積層（形成）されることとなるので、接着層を介した放熱を抑制することができて、発熱効率をさらに向上させることができる。
【００１０】
上記サーマルヘッドにおいて、前記支持基板の一面に、前記凹部の壁面に沿って堰が形成されており、この堰の外側に、前記接着層が配置されているとさらに好適である。
【００１１】
このようなサーマルヘッドによれば、堰の高さと同じ厚さを有する接着層が均一（一様）に形成されていることとなるので、接着層の厚さがバラツク（異なる）ことによって生じていた熱効率の不均一（バラツキ）をなくすことができ、印字品質をさらに向上させることができる。
また、支持基板の一面から蓄熱層の他面に向かって突出する堰の先端面により、発熱抵抗体の表面から加えられる押圧力が支持されることとなるので、印刷時の過大な圧力に対する機械的強度を向上させることができ、耐久性および信頼性を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係るサーマルプリンタは、発熱効率の高いサーマルヘッドを具備している。
【００１３】
本発明に係るサーマルプリンタによれば、少ない電力で感熱紙に印刷することができ、バッテリーの持続時間を長期化させることができるとともに、プリンタ全体の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
本発明に係るサーマルヘッドの製造方法は、支持基板の表面に凹部を形成し、該凹部の形成された前記支持基板の表面に、弾性材料からなる接着層を積層し、該接着層を挟んで前記支持基板の表面に蓄熱層を積層状態に接合し、該蓄熱層の表面の前記凹部に対向する領域に、複数の発熱抵抗体を間隔をあけて形成する。
【００１５】
本発明に係るサーマルヘッドの製造方法によれば、支持基板の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、発熱抵抗体の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さ（高さ）を有する空洞部、すなわち、蓄熱層から支持基板への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【００１６】
上記サーマルヘッドの製造方法において、前記接着層を積層するステップが、平坦なシート状に形成された接着層素材を前記支持基板表面に積層した後に、熱または外力によって、前記凹部が形成された前記支持基板の表面形状に沿わせるように前記接着層素材を変形させるとさらに好適である。
【００１７】
このようなサーマルヘッドの製造方法によれば、容易に製造することができる平坦なシート状に形成された接着層素材を使用することができるので、製造コストを低減させることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１８】
上記サーマルヘッドの製造方法において、前記接着層を積層するステップが、前記凹部が形成された前記支持基板の表面の、前記凹部を除く領域に積層するとさらに好適である。
【００１９】
このようなサーマルヘッドの製造方法によれば、凹部の壁面および底面に、接着層が積層（形成）されていない、すなわち、凹部が形成された支持基板の一面上で、凹部が形成されている領域以外の領域に接着層が積層（形成）されることとなるので、接着層を介した放熱を抑制することができて、発熱効率をさらに向上させることができる。
【００２０】
本発明に係るサーマルヘッドの製造方法は、支持基板の表面に、凹部と、該凹部を取り囲む堰とを形成し、前記凹部および前記堰の形成された前記支持基板の表面の前記堰の外側の領域に、弾性材料からなる接着層を積層し、該接着層を挟んで前記支持基板の表面に蓄熱層を積層状態に接合し、該蓄熱層の表面の前記凹部に対向する領域に、複数の発熱抵抗体を間隔をあけて形成する。
【００２１】
本発明に係るサーマルヘッドの製造方法は、支持基板の表面に、凹部と、該凹部を取り囲む堰とを形成し、前記凹部および前記堰が形成された前記支持基板の表面に蓄熱層を積層し、該蓄熱層と前記支持基板との間に前記堰によって形成された隙間に、弾性材料からなる接着層素材を注入した後、前記支持基板と前記蓄熱層とを接合する。
【００２２】
本発明に係るこれらサーマルヘッドの製造方法によれば、堰の先端面と蓄熱層の他面との間から空洞部内に流れ込もうとする接着層が堰で堰き止められて、堰の先端面と蓄熱層の他面との間、凹部の壁面や底面への接着層の付着が防止されることとなるので、接着層を介した放熱を抑制することができて、発熱効率をさらに向上させることができる。
また、支持基板の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
さらに、発熱抵抗体の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さ（高さ）を有する空洞部、すなわち、蓄熱層から支持基板への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、発熱効率および印字品質を向上させ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】
【００２４】
以下、本発明に係るサーマルヘッドの第１実施形態について、図１から図１０を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るサーマルヘッドを搭載したサーマルプリンタの縦断面図、図２は本実施形態に係るサーマルヘッドの平面図であり、保護膜を取り除いた状態を示す図、図３は図２のα−α矢視断面図、図４〜図１０は本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【００２５】
図１に示すように、サーマルプリンタ１は、本体フレーム２と、水平配置されるプラテンローラ３と、プラテンローラ３の外周面に対向配置されるサーマルヘッド４と、プラテンローラ３とサーマルヘッド４との間に感熱紙５を送り出す紙送り機構６と、サーマルヘッド４を感熱紙５に対して所定の押圧力で押し付ける加圧機構７とを備えている。
【００２６】
図２または図３に示すように、サーマルヘッド４は、支持基板（以下、「基板」という。）１１と、基板１１の一面（図３において上側の面）上に所定パターンで形成された弾性材料からなる接着層（または弾性材料もしくは応力緩和層）１２を介して接合された蓄熱層１３とを有している。また、蓄熱層１３の一面（図３において上側の面）上には、複数の発熱抵抗体１４が一方向に間隔をあけて配列され（形成され）ている。さらに、図３に示すように、サーマルヘッド４は、蓄熱層１３および発熱抵抗体１４の一面（図３において上側の面）を覆って磨耗や腐食から保護する保護膜１５を有している。
なお、基板１１の他面（図３において下側の面）上には、図示しない放熱板が設けられている。
【００２７】
発熱抵抗体１４は、蓄熱層１３の一面に所定パターンで形成された発熱抵抗体層１６と、発熱抵抗体層１６の一面（図３において上側の面）に所定パターンで形成された個別電極１７と、個別電極１７の一面（図３において上側の面）に所定パターンで形成された共通電極１８とを有している。
なお、発熱抵抗体１４が実際に発熱する部分（以下、「発熱部」という。）は、個別電極１７および共通電極１８と重ならない部分である。
【００２８】
図２および図３に示すように、基板１１の表面（図３において上側の面）には、空洞部（中空断熱層）１９を形成する凹部２０が形成されている。
凹部２０は、発熱抵抗体１４毎に空洞部１９を形成するように設けられており、凹部２０と凹部２０との間はドット間隔壁２１（図２参照）で隔てられている（仕切られている）。また、基板１１の表面に、複数の凹部２０が形成されることにより、凹部２０と凹部２０との間に位置するドット間隔壁２１の表面全体が接着層１２を介して蓄熱層１３の裏面と接触することとなる。
【００２９】
空洞部１９は、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に形成された空間、すなわち、蓄熱層１３の他面（図３において下側の面）と、接着層１２の壁面（基板１１の一面および蓄熱層１３の他面と直交する面）および底面（基板１１の一面および蓄熱層１３の他面に平行な面）とで形成された（密閉された）空間である。そして、この空洞部１９内の空間層は、蓄熱層１３から基板１１への熱の流入を規制する断熱層として機能する。
なお、空洞部１９の平面視における寸法は任意であって、発熱部の寸法に近ければ、本実施形態のように発熱部よりも大きくてもよく、また、発熱部よりも小さくてもよい。
【００３０】
接着層１２は、基板１１の一面と蓄熱層１３の他面とを接合するとともに、基板１１と蓄熱層１３との間に発生する熱膨張差（熱伸び差）を吸収するものである。
接着層１２の材料としては、サーマルヘッド４の動作時に、２００℃から３００℃程度まで上昇する発熱抵抗体１４の温度に耐え得る高耐熱性材料、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の有機樹脂材料が用いられる。
【００３１】
つぎに、図４〜図１０を用いて、本実施形態に係るサーマルヘッド４の製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、一定（３００μｍ〜１ｍｍ程度）の厚さを有する基板１１の表面の、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域に、空洞部１９を形成する凹部２０を加工する。基板１１の材料としては、例えば、熱膨張係数が８．６×１０−６／℃のソーダガラス、熱膨張係数が３．２×１０−６／℃のパイレックスガラス、熱膨張係数が３．８×１０−６／℃の無アルカリガラス等のガラス基板、熱膨張係数が３．３×１０−６／℃の単結晶シリコン基板、熱膨張係数が７．２×１０−６／℃のセラミックス基板（アルミナ基板）等が用いられる。
凹部２０は、例えば、基板１１の表面に、サンドブラスト、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザー加工等を施すことによって形成される。
【００３２】
なお、基板１１にサンドブラストによる加工を施す場合には、基板１１の表面にフォトレジスト材を被服し、この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２０を形成する領域以外の部分を固化させる。その後、基板１１の表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２０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得る。この状態で、基板１１の表面にサンドブラストを施すことで、所定深さの凹部２０を得る。
【００３３】
エッチングによる加工を施す場合には、同様に、基板１１の表面に凹部２０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し、この状態で、基板１１の表面にエッチングを施すことで、所定深さの凹部２０を得る。このエッチング処理には、単結晶シリコンの場合、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム溶液、ＫＯＨ溶液、フッ酸と硝酸の混合液によるエッチング液等によるウェットエッチングが、また、ガラス基板の場合、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が行われる。そのほか、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。
【００３４】
つぎに、基板１１の表面からエッチングマスクを全て除去した後、図５に示すように、この基板１１の一面上全体にペースト状の接着層１２を積層（形成）する。
つづいて、図６に示すように、ペースト状の接着層１２の一面（図６において上側の面）上に一定（１０μｍ〜１００μｍ程度）の厚さを有する蓄熱層１３を重ねて置き、所定の温度と荷重を一定の時間均等に加えて、基板１１と蓄熱層１３とを接合（接着）する。蓄熱層１３の材料としては、例えば、熱膨張係数が８．６×１０−６／℃のソーダガラス、熱膨張係数が３．２×１０−６／℃のパイレックスガラス、熱膨張係数が３．８×１０−６／℃の無アルカリガラス等のガラス基板が用いられる。
【００３５】
ここで、厚さ１０μｍ〜１００μｍ程度の薄いガラス基板からなる蓄熱層１３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、このような薄いガラス基板からなる蓄熱層１３を直接基板１１に接合する代わりに、製造やハンドリングが容易な厚みをもったガラス基板からなる蓄熱層１３を基板１１に接合した後に、この蓄熱層１３をエッチングや研磨等によって所望の厚みとなるように加工してもよい。この場合には、基板１１の一面に容易、かつ、安価にごく薄い蓄熱層１３を形成することができる。
ガラス基板からなる蓄熱層１３のエッチングには、上述したように、凹部２０の形成に用いた各種エッチングを用いることができる。また、ガラス基板からなる蓄熱層１３の研磨には、例えば、半導体ウェーハ等の高精度研磨に用いられるＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）等を用いることができる。
【００３６】
そして、このようにして形成した蓄熱層１３の上に、発熱抵抗体層１６（図７参照）、個別電極１７（図８参照）、共通電極１８（図９参照）、保護膜１５（図１０参照）を順次形成する。なお、発熱抵抗体層１６、個別電極１７、および共通電極１８を形成する順序は任意である。
これら発熱抵抗体層１６、個別電極１７、共通電極１８、保護膜１５は、従来のサーマルヘッドにおけるこれら部材の製造方法を用いて作製することができる。具体的には、スパッタリングやＣＶＤ（化学気相成長法）、蒸着等の薄膜形成法を用いて蓄熱層１３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し、この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層１６を形成する。
【００３７】
同様に、蓄熱層１３の上に、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の電極材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜してこの膜をリフトオフ法、もしくはエッチング法を用いて形成したり、電極材料をスクリーン印刷した後に焼成する等して、所望の形状の個別電極１７および共通電極１８を形成する。
このようにして発熱抵抗体層１６、個別電極１７、および共通電極１８を形成した後、蓄熱層１３の上に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１５を形成する。
【００３８】
本実施形態に係るサーマルヘッド４によれば、サーマルヘッド４の動作時に、２００℃から３００℃程度まで上昇する発熱抵抗体１４の温度によって基板１１と蓄熱層１３との間に発生する熱膨張差が、弾性材料からなる接着層１２の弾性変形により吸収され、動作時におけるサーマルヘッド４の反りや歪みがなくなる（あるいは低減することとなる）ので、印字品質を常に最適な状態に維持することができる。
また、基板１１の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層１３の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
さらに、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さ（高さ）を有する空洞部１９、すなわち、蓄熱層１３から基板１１への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態に係るサーマルヘッド４を搭載したサーマルプリンタ１によれば、発熱効率の高いサーマルヘッド４を具備しているので、少ない電力で感熱紙５に印刷することができる。したがって、バッテリーの持続時間を長期化させることが可能となる。
【００４０】
一方、本実施形態に係るサーマルヘッド４の製造方法によれば、基板１１の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層１３の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さを有する空洞部１９、すなわち、蓄熱層１３から基板１１への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【００４１】
なお、基板１１の一面上全体にペースト状の接着層１２を積層するには、例えば、図１１〜図１６に示すような方法を採用することができる。
図１１に示す方法は、図１１（ａ）に示すように、凹部２０が形成された基板１１（図４参照）の一面上に一定（１０μｍ〜１００μｍ程度）の厚さを有するシート状の接着層１２を重ねて（被せて）置き、図示しない柔らかいローラ、棒、型等を用いて凹部２０内に接着層１２を押し込んで、基板１１の一面上全体を接着層１２で覆うようにしたものである。
このように製造すると、容易に製造することができる平坦なシート状に形成された接着層素材を使用することができるので、製造コストを低減させることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
なお、接着層１２は加熱すると押し込みやすくなる。
【００４２】
図１２に示す方法は、図１２（ａ）に示すように、凹部２０が形成された基板１１（図４参照）の一面上に一定の厚さを有するシート状の接着層１２が重ねて（被せて）置かれたものを、真空装置２５の内部に設けられた台座２６の上に置き、真空ポンプ（図示せず）により真空装置２５の内部を真空状態にして、図１２（ｂ）に示すように、プレス機２７で接着層１２の一面（図１２において上側の面）を押圧し、図１２（ｃ）に示すように、真空装置２５の内部を大気圧状態に戻すことにより基板１１の一面上全体を接着層１２で覆うようにしたものである。
【００４３】
図１３に示す方法は、スプレー３１で霧状にされた接着層素材を、凹部２０が形成された基板１１（図４参照）の一面に向けて塗布し、基板１１の一面上全体を接着層１２で覆うようにしたものである。
図１４に示す方法は、図１４（ａ）に示すように、凹部２０が形成された基板１１（図４参照）を、容器３６内に収容された液状の接着層素材にディッピングし（漬け）、引き上げて、図１４（ｂ）に示すように、基板１１の表面全体を接着層１２で覆うようにしたものである。
【００４４】
図１５に示す方法は、液状の接着層素材を、凹部２０が形成された基板１１（図４参照）の一面上全体に刷毛４１で塗布し、基板１１の一面上全体を接着層１２で覆うようにしたものである。
図１６に示す方法は、液状の接着層１２を、凹部２０が形成された基板１１（図４参照）の一面上で、凹部２０が形成されている領域以外の領域に刷毛４１（図１５参照）等で図１５に示す方法よりも厚めに塗布した後、プレス機４６等で接着層１２の一面（図１６において上側の面）を押圧して、図１６（ｂ）に示すように、基板１１の一面上全体を接着層１２で覆うようにしたものである。
【００４５】
本発明に係るサーマルヘッドの第２実施形態について、図１７を用いて説明する。図１７は本実施形態に係るサーマルヘッドの断面図であり、図３と同様の図である。
図１７に示すように、本実施形態に係るサーマルヘッド５１は、凹部２０の壁面（基板１１の一面および蓄熱層１３の他面と直交する面）２０ａおよび底面（基板１１の一面および蓄熱層１３の他面に平行な面）２０ｂに、接着層１２が積層（形成）されていないという点で上述した第１実施形態のものと異なる。
その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００４６】
本実施形態に係るサーマルヘッド５１によれば、凹部２０の壁面２０ａおよび底面２０ｂに、接着層１２が積層（形成）されていない、すなわち、凹部２０が形成された基板１１の一面上で、凹部２０が形成されている領域以外の領域に接着層１２が積層（形成）されることとなるので、接着層１２を介した放熱を抑制することができて、発熱効率をさらに向上させることができる。
なお、ガラスの熱伝導率は０．９Ｗ／ｍＫ、空気の熱伝導率は０．０２Ｗ／ｍＫ、エポキシ樹脂の熱伝導率は０．２１Ｗ／ｍＫである。
【００４７】
また、サーマルヘッド５１の動作時に、２００℃から３００℃程度まで上昇する発熱抵抗体１４の温度によって基板１１と蓄熱層１３との間に発生する熱膨張差が、弾性材料からなる接着層１２の弾性変形により吸収され、動作時におけるサーマルヘッド５１の反りや歪みがなくなる（あるいは低減することとなる）ので、印字品質を常に最適な状態に維持することができる。
さらに、基板１１の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層１３の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
さらにまた、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さ（高さ）を有する空洞部１９、すなわち、蓄熱層１３から基板１１への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【００４８】
また、本実施形態に係るサーマルヘッド５１を搭載したサーマルプリンタ１によれば、発熱効率の高いサーマルヘッド５１を具備しているので、少ない電力で感熱紙５に印刷することができる。したがって、バッテリーの持続時間を長期化させることが可能となる。
【００４９】
一方、本実施形態に係るサーマルヘッド５１の製造方法によれば、凹部２０の壁面２０ａおよび底面２０ｂに、接着層１２が積層（形成）されていない、すなわち、凹部２０が形成された基板１１の一面上で、凹部２０が形成されている領域以外の領域に接着層１２が積層（形成）されることとなるので、接着層１２を介した放熱を抑制することができて、発熱効率をさらに向上させることができる。
また、基板１１の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層１３の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
さらに、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さを有する空洞部１９、すなわち、蓄熱層１３から基板１１への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【００５０】
なお、凹部２０が形成された基板１１の一面上で、凹部２０が形成されている領域以外の領域に接着層１２を積層するには、例えば、図１８，図１９に示すような方法を採用することができる。
図１８に示す方法は、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）が、予め機械加工、レーザー加工、抜き加工等によりくり抜かれた一定（１０μｍ〜１００μｍ程度）の厚さを有するシート状の接着層１２（図１８参照）を、凹部２０が形成された基板１１（図４参照）の一面上に位置合わせしながら重ねて（被せて）置き、凹部２０が形成された基板１１の一面上で、凹部２０が形成されている領域以外の領域を接着層１２で覆うようにしたものである。
【００５１】
図１９に示す方法は、液状の接着層素材を、凹部２０が形成された基板１１（図４参照）の一面上にロールコーター５５で塗布し、凹部２０が形成された基板１１の一面上で、凹部２０が形成されている領域以外の領域を接着層１２で覆うようにしたものである。
【００５２】
本発明に係るサーマルヘッドの第３実施形態について、図２０を用いて説明する。図２０は本実施形態に係るサーマルヘッドの断面図であり、図３と同様の図である。
図２０に示すように、本実施形態に係るサーマルヘッド６１は、凹部２０の壁面２０ａに沿って、すなわち、凹部２０の平面視における輪郭に沿って堰６２が形成されているという点で上述した第２実施形態のものと異なる。
その他の構成要素については上述した第２実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００５３】
本実施形態に係るサーマルヘッド６１によれば、堰６２の高さと同じ厚さを有する接着層１２が均一（一様）に形成されていることとなるので、接着層１２の厚さがバラツク（異なる）ことによって生じていた熱効率の不均一（バラツキ）をなくすことができ、印字品質をさらに向上させることができる。
また、基板１１の一面から蓄熱層１３の他面に向かって突出する堰６２の先端面６２ａにより、発熱抵抗体１４の表面（図２０において上側の面）から加えられる押圧力が支持されることとなるので、印刷時の過大な圧力に対する機械的強度を向上させることができ、耐久性および信頼性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、堰６２の先端面６２ａと蓄熱層１３の他面との間に接着層１２は介在しておらず、基板１１は蓄熱層１３に対して、あるいは蓄熱層１３は基板１１に対して熱伸びできる（移動できる）ようになっている。
【００５４】
本実施形態に係るサーマルヘッド６１によれば、サーマルヘッド６１の動作時に、２００℃から３００℃程度まで上昇する発熱抵抗体１４の温度によって基板１１と蓄熱層１３との間に発生する熱膨張差が、弾性材料からなる接着層１２の弾性変形により吸収され、動作時におけるサーマルヘッド６１の反りや歪みがなくなる（あるいは低減することとなる）ので、印字品質を常に最適な状態に維持することができる。
また、基板１１の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層１３の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
さらに、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さ（高さ）を有する空洞部１９、すなわち、蓄熱層１３から基板１１への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態に係るサーマルヘッド６１を搭載したサーマルプリンタ１によれば、発熱効率の高いサーマルヘッド６１を具備しているので、少ない電力で感熱紙５に印刷することができる。したがって、バッテリーの持続時間を長期化させることが可能となる。
【００５６】
一方、本実施形態に係るサーマルヘッド６１の製造方法によれば、堰６２の先端面６２ａと蓄熱層１３の他面との間から空洞部１９内に流れ込もうとする接着層１２が堰６２で堰き止められて、堰６２の先端面６２ａと蓄熱層１３の他面との間、凹部２０の壁面２０ａや底面２０ｂへの接着層１２の付着が防止されることとなるので、接着層１２を介した放熱を抑制することができて、発熱効率をさらに向上させることができる。
また、基板１１の材料として単結晶シリコン基板を採用した場合でも、蓄熱層１３の材料として安価で加工性の良いソーダガラスを採用することができるので、製造コストの低減化を図ることができて、製造工程の簡略化を図ることができる。
さらに、発熱抵抗体１４の発熱部と対向する領域（発熱部によって覆われる領域）の下方に、発熱効率を向上させるのに十分な深さ（高さ）を有する空洞部１９、すなわち、蓄熱層１３から基板１１への熱の流入を規制する断熱層が形成されることとなるので、発熱効率を向上させることができる。
【００５７】
なお、凹部２０が形成された基板１１の一面上で、凹部２０および堰６２が形成されている領域以外の領域に接着層１２を積層するには、例えば、図２１〜図２３に示すような方法を採用することができる。
図２１に示す方法は、凹部２０および堰６２に対応する領域（発熱部と対向する領域）が、予め機械加工、レーザー加工、抜き加工等によりくり抜かれた一定（１０μｍ〜１００μｍ程度）の厚さを有するシート状の接着層１２（図２１参照）を、凹部２０および堰６２が形成された基板１１（図２０参照）の一面上に位置合わせしながら重ねて（被せて）置き、凹部２０および堰６２が形成された基板１１の一面上で、凹部２０および堰６２が形成されている領域以外の領域を接着層１２で覆うようにしたものである。
【００５８】
図２２および図２３に示す方法は、蓄熱層１３の他面が堰６２の先端面６２ａと当接するように蓄熱層１３を基板１１の上に重ねて置き（図２２参照）、液状の接着層１２を、注入器６５等を用いて、凹部２０および堰６２が形成されている領域以外の領域で、堰６２の先端面６２ａと蓄熱層１３の他面との間に形成された空間（隙間）Ｓ内に注入し、凹部２０および堰６２が形成された基板１１の一面上で、凹部２０および堰６２が形成されている領域以外の領域を接着層１２で覆うようにしたものである。
【００５９】
なお、本発明に係るサーマルヘッドは、上述した実施形態のものに限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形実施、変更実施、および組合せ実施可能である。
例えば、上述した実施形態では、空洞部１９が、発熱抵抗体１４と同じ数だけ形成されたものを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら空洞部１９は、発熱抵抗体１４の配列方向に沿って、発熱抵抗体１４を跨ぐように形成されたもの、すなわち、一つの空洞部であってもよい。
このような空洞部が形成されたサーマルヘッドによれば、隣接して配置された空洞部同士が互いに連通状態とされ、発熱抵抗体１４で発生した熱（熱量）の、基板１１内への流出経路の一部が遮断されることとなるので、発熱抵抗体１４で発生した熱（熱量）が、基板１１内へ流出してしまうことをさらに抑制することができ、発熱抵抗体１４の発熱効率をさらに向上させることができて、消費電力の低減化をさらに図ることができる。
【００６０】
また、上述した第３実施形態では、堰６２の先端面６２ａと蓄熱層１３の他面との間に接着層１２が介在していないものについて説明したが、図２４に示すように、堰６２の先端面６２ａと蓄熱層１３の他面との間に接着層１２が介在するように構成および製造してもよい。
【００６１】
さらに、上述した実施形態においては、サーマルヘッド４および直接感熱発色するサーマルプリンタ１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、サーマルヘッド４以外の発熱抵抗素子部品やサーマルプリンタ１以外のプリンタ装置にも応用することができる。
例えば、発熱抵抗素子部品としては、熱によってインクを吐出するサーマル式またはバルブ式のインクジェットヘッドを始めとした用途に応用できる。また、サーマルヘッド４と略同様の構造である熱消去ヘッドや、熱定着を必要とするプリンタ等の定着ヒータ、光導波路型光部品の薄膜発熱抵抗素子等、他の膜状の発熱抵抗素子部品を保有する電子部品でも同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、プリンタとしては、昇華型または溶融型転写リボンを使用した熱転写プリンタ、印字媒体の発色と証拠が可能なリライタブルサーマルプリンタ、加熱により粘着性を呈する感熱性活性粘着剤式ラベルプリンタ等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係るサーマルヘッドを搭載したサーマルプリンタの縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの平面図であり、保護膜を取り除いた状態を示す図である。
【図３】図２のα−α矢視断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係るサーマルヘッドの断面図であり、図３と同様の図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２０】本発明の第３実施形態に係るサーマルヘッドの断面図であり、図３と同様の図である。
【図２１】本発明の第３実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２３】本発明の第３実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２４】本発明の他の実施形態に係るサーマルヘッドの要部断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    サーマルプリンタ
４    サーマルヘッド
１１    基板（支持基板）
１２    接着層
１３    蓄熱層
１４    発熱抵抗体
１９    空洞部
２０    凹部
５１    サーマルヘッド
６１    サーマルヘッド
６２    堰
Ｓ    空間（隙間）
【図１】
2010125749.tif 000003
【図２】
2010125749.tif 000004
【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】
2010125749.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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