(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱体と、
該放熱体上に配置されており、複数の発熱素子が配列された発熱素子列を上面に有するヘッド基体と、
該ヘッド基体の下面における前記発熱素子列の直下の第１領域と前記放熱体との間に介在し、前記発熱素子の配列方向に延びるとともに、前記第１領域と前記放熱体とを接合する第１接合層と、
前記ヘッド基体の下面における前記第１領域以外の第２領域と前記放熱体との間に介在し、前記発熱素子の配列方向に延びるとともに、前記第２領域と前記放熱体とを接合する第２接合層と
を備え、
前記第１接合層および前記第２接合層のうちの少なくとも一方は、前記ヘッド基体の下面および前記放熱体の双方に接触している複数のスペーサ粒子を内部に含有する粒子含有層となっており、
前記スペーサ粒子の熱伝導率は、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の両端部に配置されたスペーサ粒子よりも中央部に配置されたスペーサ粒子の方が高いことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
前記スペーサ粒子は、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の中央部に近く配置されたスペーサ粒子ほど、熱伝導率が高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記ヘッド基体の下面の前記粒子含有層との接合領域における単位面積あたりの前記スペーサ粒子との接触面積が、前記発熱素子の配列方向の両端部よりも中央部で大きくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記複数のスペーサ粒子は、同じ粒径を有する球形状であり、
前記粒子含有層の中に配置された前記スペーサ粒子の密度が、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の両端部よりも中央部で高くなっていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録ヘッド。
【請求項５】
前記スペーサ粒子の粒径は、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の中央部に配置されたスペーサ粒子の方が、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の両端部に配置されたスペーサ粒子よりも、小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録ヘッド。
【請求項６】
前記放熱体の上面は、前記発熱素子の配列方向における両端部よりも中央部でヘッド基体側に突出していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の記録ヘッド。
【請求項７】
前記ヘッド基体の上面は、前記発熱素子の配列方向における両端部よりも中央部で突出していることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の記録ヘッド。
【請求項８】
前記第１接合層は、接着剤からなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の記録ヘッド。
【請求項９】
前記第２接合層は、両面テープからなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の記録ヘッド。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の記録ヘッドと、前記ヘッド基体の前記発熱素子上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備え、
前記プラテンローラは、前記発熱素子の配列方向における両端部が回転可能に支持されていることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドおよびこれを備える記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとして、サーマルヘッド等の種々の記録ヘッドが提案されている。例えば、特許文献１に記載のサーマルヘッド（サーマルプリントヘッド）では、複数の発熱素子（発熱部）が上面に一列に配列された支持基板を、放熱性接着剤を介して放熱板上に配置している。そして、この放熱性接着剤からなる層の内部には、この層の厚さと略同じ粒径を有するアルミナセラミックス等からなる粉体が含有されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０１０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のサーマルヘッドでは、複数の発熱素子が一列に配列されているため、発熱素子の配列方向の両端部に配置された発熱素子よりも中央部に配置された発熱素子の方が、蓄熱され易い傾向がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のサーマルヘッドでは、放熱板と支持基板とが略同一粒径の粉体を含有した放熱性接着剤で接合されているため、放熱板と支持基板との間隔が、発熱素子の配列方向の中央部と両端部とで一定となっている。したがって、発熱素子の配列方向における支持基板の中央部と両端部とで放熱特性が略同じになっている。
【０００６】
そのため、中央部に配置された発熱素子と、両端部に配置された発熱素子とで温度差が生じ、発熱素子の配列方向における印画濃度にムラが生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、発熱素子の配列方向における印画濃度のムラを抑制することができる記録ヘッドおよびこれを備える記録装置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】
本発明の記録ヘッドは、放熱体と、該放熱体上に配置されており、複数の発熱素子が配列された発熱素子列を上面に有するヘッド基体と、該ヘッド基体の下面における前記発熱素子列の直下の第１領域と前記放熱体との間に介在し、前記発熱素子の配列方向に延びるとともに、前記第１領域と前記放熱体とを接合する第１接合層と、前記ヘッド基体の下面における前記第１領域以外の第２領域と前記放熱体との間に介在し、前記発熱素子の配列方向に延びるとともに、前記第２領域と前記放熱体とを接合する第２接合層とを備え、前記第１接合層および前記第２接合層のうちの少なくとも一方は、前記ヘッド基体の下面および前記放熱体の双方に接触している複数のスペーサ粒子を内部に含有する粒子含有層となっており、前記スペーサ粒子の熱伝導率は、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の両端部に配置されたスペーサ粒子よりも中央部に配置されたスペーサ粒子の方が高いことを特徴とする。
【０００９】
本発明の上記記録ヘッドにおいて、前記スペーサ粒子は、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の中央部に近く配置されたスペーサ粒子ほど、熱伝導率が高くなっていてもよい。
【００１０】
また、前記ヘッド基体の下面の前記粒子含有層との接合領域における単位面積あたりの前記スペーサ粒子との接触面積が、前記発熱素子の配列方向の両端部よりも中央部で大きくなっていてもよい。
【００１１】
また、前記複数のスペーサ粒子は、同じ粒径を有する球形状であり、前記粒子含有層の中に配置された前記スペーサ粒子の密度が、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の両端部よりも中央部で高くなっていてもよい。
【００１２】
また、前記スペーサ粒子の粒径は、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の中央部に配置されたスペーサ粒子の方が、前記発熱素子の配列方向における前記粒子含有層の両端部に配置されたスペーサ粒子よりも、小さくなっていてもよい。
【００１３】
本発明の上記記録ヘッドにおいて、前記放熱体の上面は、前記発熱素子の配列方向における両端部よりも中央部でヘッド基体側に突出していてもよい。
【００１４】
また、前記ヘッド基体の上面は、前記発熱素子の配列方向における両端部よりも中央部で突出していてもよい。
【００１５】
また、前記第１接合層は、接着剤で構成されていてもよい。また、前記第２接合層は、両面テープで構成されていてもよい。
【００１６】
また、本発明の記録装置は、上記のように構成された記録ヘッドと、前記ヘッド基体の前記発熱素子上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備え、前記プラテンローラは、前記発熱素子の配列方向における両端部が回転可能に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発熱素子の配列方向における印画濃度のムラを抑制できる記録ヘッドおよびこれを備える記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は、本発明の記録ヘッドの一実施形態であるサーマルヘッドの概略構成を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示すサーマルヘッドの側面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示すサーマルヘッドの要部を拡大した平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示すサーマルヘッドのIIb−IIb断面図である。
【図３】図１に示す配線部材の概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態を示す概略構成図である。なお、（ａ）は、ヘッド基体の図示を省略した平面図である。（ｂ）は、（ａ）のIVb−IVb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のIVc−IVc断面図である。
【図５】本発明の記録装置の一実施形態であるサーマルプリンタの概略構成を示す図である。
【図６】（ａ）は、図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態の変形例を概略構成で示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のVIb−VIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のVIc−VIc断面図である。
【図７】（ａ）は、図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態の変形例を概略構成で示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のVIIb−VIIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のVIIc−VIIc断面図である。
【図８】（ａ）は、図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態の変形例を概略構成で示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のVIIIb−VIIIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のVIIIc−VIIIc断面図である。
【図９】（ａ）は、図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態の変形例を概略構成で示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のIXb−IXb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のIXc−IXc断面図である。
【図１０】（ａ）は、図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態の変形例を概略構成で示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のXb−Xb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のXc−Xc断面図である。
【図１１】（ａ）は、図１に示すヘッド基体と放熱体との接合状態の変形例を概略構成で示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のXIb−XIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のXIc−XIc断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の記録ヘッドの一実施形態であるサーマルヘッドについて、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１および図２に示すように、本実施形態のサーマルヘッドＸは、ヘッド基体１０と、駆動ＩＣ２０と、配線部材３０と、放熱体４０とを含んで構成されている。なお、説明の便宜上、図２（ａ）では、駆動ＩＣ２０、配線部材３０、放熱体４０および後述する保護層１５の図示を省略し、図２（ｂ）では、放熱体４０の図示を省略している。
【００２１】
ヘッド基体１０は、ヘッド基板１１と、ヘッド基板１１上に順に形成されたグレーズ層１２、電気抵抗層１３および電極配線１４を備えている。また、グレーズ層１２は、平坦状の基部１２ａと、この基部１２ａの上面から突出する突出部１２ｂとを有している。グレーズ層１２の突出部１２ｂの頂部に位置する電気抵抗層１３の領域は、その上面に電極配線１４が形成されておらず、この領域が発熱素子１３ａを構成している。この発熱素子１３ａの上面および電極配線１４の一部の上面には、保護層１５が形成されている。
【００２２】
ヘッド基板１１は、グレーズ層１２と、電気抵抗層１３と、電極配線１４と、保護層１５と、駆動ＩＣ２０とを支持する機能を有するものである。このヘッド基板１１は、平面視において矢印Ｄ１−Ｄ２方向に延びる矩形状に構成されており、主面が長方形状とされている。ヘッド基板１１を形成する材料としては絶縁材料が挙げられ、例えばアルミナセラミックスなどのセラミックスやガラス材料等の無機材料が好適に用いられる。
【００２３】
このヘッド基板１１の上面には、フォトリソグラフィによる電気抵抗層１３および電極配線１４のパターニングが容易になるとともに、平滑性を高められるという理由および製造が容易であるという理由から、グレーズ層１２が全体に亘って設けられている。
【００２４】
グレーズ層１２は、電気抵抗層１３の後述する発熱素子１３ａにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有するものである。すなわち、グレーズ層１２は、発熱素子１３ａの温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッドＸの熱応答特性を高める役割を担うものである。このグレーズ層１２を形成する材料としては、例えばガラスが挙げられる。
【００２５】
グレーズ層１２の基部１２ａは、ヘッド基板１１の上面全体に亘って略平坦状に設けられており、その厚みは、２０〜２５０μｍとされている。グレーズ層１２の突出部１２ｂは、記録媒体を発熱素子１３ａ上に位置する保護層１５に対して良好に押し当てるのに寄与する部位である。この突出部１２ｂは、基部１２ａより上方（Ｄ５方向）に突出している。また、この突出部１２ｂは、主走査方向（Ｄ１−Ｄ２方向）に延びる帯状に形成されている。この突出部１２ｂは、主走査方向（Ｄ１−Ｄ２方向）に直交する副走査方向（Ｄ３−Ｄ４方向）における断面形状が略半楕円状となっている。本実施形態では、発熱素子１３ａの配列方向がサーマルヘッドＸの主走査方向となる。なお、グレーズ層１２は、少なくとも発熱素子１３ａとヘッド基板１１との間にあればよく、ヘッド基板１１の上面全体に形成しなくてもよい。
【００２６】
電気抵抗層１３は、グレーズ層１２上に形成されている。電気抵抗層１３の厚みは、０．０１〜０．５μｍとされている。本実施形態では、電極配線１４から電圧が印加される電気抵抗層１３のうち電極配線１４が形成されていない部位が発熱素子１３ａとして機能しており、発熱素子１３ａは、グレーズ層１２の突出部１２ｂ上に形成されている。電気抵抗層１３を形成する材料としては、例えばＴａＮ系材料、ＴａＳｉＯ系材料、ＴａＳｉＮＯ系材料、ＴｉＳｉＯ系材料、ＴｉＳｉＣＯ系材料、またはＮｂＳｉＯ系材料が挙げられる。
【００２７】
発熱素子１３ａは、電極配線１４からの電圧印加により発熱するものである。この発熱素子１３ａは、電極配線１４からの電圧印加による発熱温度が、例えば２００〜５５０℃の範囲となるように構成されている。
【００２８】
また、発熱素子１３ａは、矢印Ｄ１−Ｄ２方向に所定間隔をおいて一列に形成されており、発熱素子列を形成している。なお、本発明では、発熱素子列は２列以上であってもよい。
【００２９】
電極配線１４は、第１電極配線１４１と、第２電極配線１４２と、第３電極配線１４３とを含んで構成されている。
【００３０】
第１電極配線１４１は、その端部が複数の発熱素子１３ａの一端側、及び図示しない電源に対して接続されている。この第１電極配線１４１の一端部は、発熱素子１３ａの矢印Ｄ３方向側に位置している。
【００３１】
第２電極配線１４２は、各々の一端部が発熱素子１３ａの他端側に接続され、他端部が駆動ＩＣ２０に接続されている。この第２電極配線１４２の一端部は、発熱素子１３ａの矢印Ｄ４方向側に位置している。
【００３２】
第３電極配線１４３は、第２電極配線１４２と離間して形成されており、言い換えれば第３電極配線１４３は、第２電極配線１４２に近接して設けられている。この第３電極配線１４３は、複数の駆動ＩＣ２０と配線部材３０との間に設けられている。そして、この第３電極配線１４３は、一端部が駆動ＩＣ２０に接続され、他端部が配線部材３０に接続されており、駆動ＩＣ２０と配線部材３０とを電気的に接続する機能を有している。
【００３３】
第１電極配線１４１、第２電極配線１４２、第３電極配線１４３を形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅のいずれか一種の金属、またはこれらの合金が挙げられる。その厚みは、０．７〜１．２μｍとされている。
【００３４】
保護層１５は、発熱素子１３ａと、電極配線１４とを保護する機能を有するものである。この保護層１５は、発熱素子１３ａと電極配線１４の一部とを覆っている。保護層１５を形成する材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン系材料、ＳｉＣ系材料、ＳｉＮ系材料、ＳｉＣＮ系材料、ＳｉＡｌＯＮ系材料、ＳｉＯ２系材料、またはＴａＯ系材料が挙げられ、スパッタリング法等により形成される。ここで「ダイヤモンドライクカーボン系材料」とは、ｓｐ３混成軌道をとる炭素原子（Ｃ原子）の割合が１［原子％］以上１００［原子％］未満の範囲であるものをいう。
【００３５】
駆動ＩＣ２０は、複数の発熱素子１３ａへの電力供給を制御する機能を有するものである。この駆動ＩＣ２０は、その接続端子がハンダからなる導電性接続部材４９を介して、第２電極配線１４２上および第３電極配線１４３に接続されている。このような構成とすることにより、電極配線１４を介して入力される電気信号に応じて発熱素子１３ａを選択的に発熱させることができる。
【００３６】
図３に示すように、配線部材３０は、その接続端子が、ハンダからなる導電性接続部材４９を介して、第１電極配線１４１、第３電極配線１４３に接続されている。この配線部材３０は、外部から伝送される電気信号を駆動ＩＣ２０および電極配線１４に伝達する機能を有している。この電気信号としては、発熱素子１３ａおよび駆動ＩＣ２０の供給電力と、発熱素子１３ａの電力供給状態を選択的に制御するための画像情報などが挙げられる。本実施形態の配線部材３０は、配線体３１と、外部接続端子３２と、支持板３３と、接着層３４とを含んで構成されている。
【００３７】
配線体３１は、可撓性を有するものであり、第１配線体３１１と、第２配線体３１２と、配線部３１３とを備えている。第１配線体３１１と第２配線体３１２とは、複数の配線部３１３を支持し、その電気的絶縁性を確保する機能を有している。この第１配線体３１１と第２配線体３１２とは、配線部３１３を挟持している。この第１配線体３１１と第２配線体３１２とを形成する材料としては、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等の可撓性を有する樹脂材料が挙げられる。本実施形態において配線体３１は、ポリイミド系樹脂により形成されており、その熱膨張係数は、約１．１×１０−５Ｋ−１である。本実施形態における第１配線体３１１および第２配線体３１２の厚みとしては、例えば０．５〜２．０ｍｍの範囲が挙げられる。
【００３８】
配線部３１３を形成する材料としては、金、銀、銅、アルミニウムのいずれか一種の金属またはその合金などが挙げられる。本実施形態において配線部３１３は、銅により形成されており、その熱膨張係数は、約１．７×１０−５Ｋ−１である。
【００３９】
外部接続端子３２は、外部から電気信号が入力される部位である。この外部接続端子３２は、駆動ＩＣ２０および電極配線１４に電気的に接続されている。なお、図３では、説明の便宜上、外部接続端子３２の図示を省略している。
【００４０】
支持板３３は、配線体３１を支持する機能を有するものである。この支持板３３を形成する材料としては、例えばセラミックス、樹脂、セラミックスおよび樹脂の複合材が挙げられる。ここで、セラミックスとしては、例えばアルミナセラミックス、窒化アルミニウムセラミックス、炭化珪素セラミックス、窒化珪素セラミックス、ガラスセラミックス、ムライト質焼結体が挙げられ、樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、およびポリエステル系樹脂などの熱硬化型、紫外線硬化型、または化学反応硬化型のものが挙げられる。本実施形態において支持板３３は、ガラス繊維にエポキシ系樹脂を含有させたものにより形成されており、その熱膨張係数は、約１．７×１０−５Ｋ−１である。
【００４１】
接着層３４は、配線体３１と、支持板３３とを接着する機能を有している。この接着層３４の厚みとしては、例えば１０〜３５μｍの範囲が挙げられる。
【００４２】
図１に示すように、放熱体４０は、発熱部１３ａを駆動することによって生じた熱を外部に伝達する機能を有するものである。また、本実施形態において放熱体４０は、ヘッド基体１０および配線部材３０の支持母材として機能している。放熱体４０を形成する材料としては、例えば銅またはアルミニウムを含む金属材料が挙げられる。ここで「熱伝導性の高い材料」とは、ヘッド基板１１を構成する材料よりも高い熱伝導率を有するものを意味する。特に、熱伝導性の観点から、金属材料、特にアルミニウムからなる放熱体４０が望ましい。
【００４３】
図４は、図１に示すヘッド基体１０と放熱体４０との接合状態を示す概略構成図である。図４に示すように、放熱体４０上にはヘッド基体１０が配置されており、ヘッド基体１０と放熱体４０との間には、接着剤層１６および両面テープ１７が介在している。より詳細には、接着剤層１６は、ヘッド基体１０（より詳細にはヘッド基板１１）の下面における発熱素子列の直下の領域（以下、第１領域という）と放熱体４０との間に介在し、発熱素子１３ａの配列方向に延びるとともに、この第１領域と放熱体４０とを接着している。
両面テープ１７は、ヘッド基体１０の下面における第１領域以外の領域（以下、第２領域という）と放熱体４０との間に介在し、発熱素子１３ａの配列方向に延びるとともに、この第２領域と放熱体４０とを接着している。このように、ヘッド基体１０を接着剤層１６および両面テープ１７によって放熱体４０上に接着した理由は、ヘッド基板１１と放熱体４０との熱膨張率の差によってヘッド基体１０を湾曲させるような力が作用したときに、両面テープ１７の面内方向の柔軟性により、ヘッド基体１０と放熱体４０との熱膨張による延びの差を吸収し、ヘッド基体１０の湾曲を抑制するためである。
【００４４】
なお、図４（ａ）では、説明の便宜上、図４（ｂ）および図４（ｃ）で示すヘッド基体１０の図示を省略し、図４（ｂ）では、ヘッド基体１０をヘッド基板１１のみで示し、図４（ｃ）では、ヘッド基体１０をヘッド基板１１およびグレーズ層１２の突出部１２ｂのみで示している。また、本実施形態では、接着剤層１６および両面テープ１７がそれぞれ、本発明における第１接合層および第２接合層に相当する。
【００４５】
また、図１（ｂ）に示すように、支持板３３と放熱体４０との間にも、両面テープ１７が介在しており、支持板３３と放熱体４０とが両面テープ１７にて接着されている。
【００４６】
接着剤層１６は、放熱性樹脂からなる接着剤で形成されており、例えばフィラーを含有する、シリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、およびポリエステル系樹脂などの熱硬化型、常温硬化型、または化学反応硬化型のもので形成されている。
【００４７】
図４に示すように、接着剤層１６の内部には、接着剤層１６の厚さと略同じ大きさの粒径を有し、ヘッド基体１０の下面および放熱体４０の双方に接触している複数のスペーサ粒子１９が含有されている。より詳細には、各スペーサ粒子１９は、同じ粒径を有する球形状を成しており、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の両端部（図４（ａ）および図４（ｂ）では、左側および右側の端部）にそれぞれ４個ずつ配置されているとともに、中央部に４個配置されている。そして、各スペーサ粒子１９の熱伝導率は、この接着剤層１６の両端部に配置されたスペーサ粒子１９よりも、中央部に配置されたスペーサ粒子１９の方が高くなっている。なお、図４（ａ）では、理解を容易にするため、スペーサ粒子１９の外形を実線で示している。また、本実施形態では、接着剤層１６が、本発明における粒子含有層となっている。
【００４８】
スペーサ粒子１９は、例えば、セラミック粒子、ガラスセラミック粒子、ガラス粒子、プラスチック粒子、金属粒子等が用いられるが、ヘッド基体１０の平坦度維持という観点からはセラミック粒子が望ましく、耐スクラッチ性という観点からは、プラスチック粒子が望ましい。また、スペーサ粒子１９の粒径は、例えば、１０〜１５０μｍとする。セラミック粒子としては、例えば、アルミナ、ジルコニアで形成されたものが挙げられる。ガラスセラミック粒子としては、例えば、フィラーとしてアルミナを含有するガラスで形成されたものが挙げられる。ガラス粒子としては、例えば、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラスで形成されたものが挙げられる。プラスチック粒子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ジビニルベンゼン重合体で形成されたものが挙げられる。金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、アルミウム、ニッケルで形成されたものが挙げられる。なお、プラスチック粒子からなるスペーサ粒子１９を用いる場合には、放熱性を向上すべく、表面を金属で被覆したプラスチック粒子をスペーサ粒子１９として用いることが望ましい。
【００４９】
また、上記のように、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の両端部に配置されたスペーサ粒子１９の熱伝導率よりも、中央部に配置されたスペーサ粒子１９の熱伝導率が高くなるようにするためには、例えば、ポリプロピレンからなるスペーサ粒子１９を接着剤層１６の両端部に配置し、ソーダガラスからなるスペーサ粒子１９を中央部に配置すればよい。或いは、例えば、両端部のスペーサ粒子１９をアルミナで形成し、中央部のスペーサ粒子１９をニッケルで形成してもよい。
【００５０】
本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、上記のように、スペーサ粒子１９の熱伝導率が、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の両端部に配置されたスペーサ粒子１９よりも、中央部に配置されたスペーサ粒子１９の方が高くなっている。そのため、ヘッド基体１０は、蓄熱が大きくなる傾向がある発熱素子１３ａの配列方向における中央部において、ヘッド基体１０からスペーサ粒子１９へ熱が逃げ易くなり、このスペーサ粒子１９に伝わった熱がさらに放熱体４０へと逃げるため、両端部よりも中央部での放熱性が向上する。これにより、発熱素子１３ａの配列方向における各発熱素子１３ａの温度のばらつきが小さくなり、発熱素子１３ａの配列方向におけるサーマルヘッドＸの印画濃度のムラを抑制することができる。
【００５１】
なお、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の両端部に配置されたスペーサ粒子１９の熱伝導率と、中央部に配置されたスペーサ粒子１９の熱伝導率とは、発熱素子１３ａの配列方向の中央部と両端部の温度差により設定できる。例えば、この温度差が大きい場合には、接着剤層１６の両端部に配置されたスペーサ粒子１９と中央部に配置されたスペーサ粒子１９との熱伝導率の差が大きくなるように、中央部に熱伝導率がさらに高いスペーサ粒子１９を配置したり、または両端部に熱伝導率がさらに小さいスペーサ粒子１９を配置したりすることにより、発熱素子１３ａの配列方向の中央部と両端部の温度差を小さくすることができる。
＜記録ヘッドの製造方法＞
次に、本発明の記録ヘッドの製造方法について、上述のサーマルヘッドＸを例に挙げて説明する。
【００５２】
まず、複数のヘッド基板領域を有する母基板を準備する。次に、母基板の上面全面にグレーズ層１２を形成する。この形成方法としては、例えば印刷法および焼成法などの周知のものが挙げられる。
【００５３】
次に、各ヘッド基板領域上に形成されたグレーズ層１２の上面全面に抵抗体膜を成膜する。この成膜方法としては、例えばスパッタリング技術および蒸着技術を含む従来周知のものが挙げられる。次に、抵抗体膜の上面全面に導電膜を成膜する。この導電膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング技術および蒸着技術を含む従来周知のものが挙げられる。
【００５４】
次に、導電膜および抵抗体膜を所定パターンにエッチングし、電極配線１４を形成した後、再度エッチングし、電極配線１４を一部除去し、抵抗体膜の一部を露出させて発熱素子１３ａとして機能させる。このとき、複数の発熱素子１３ａからなる素子列を矢印方向Ｄ１−Ｄ２に沿って配列させる。このエッチング方法としては、例えばフォトレジスト技術およびウェットエッチング技術の組み合わせを含む従来周知のものが挙げられる。
【００５５】
次に、スパッタリング法により発熱素子１３ａと電極配線１４の一部とを覆うように保護層１５を形成する。
【００５６】
次に、母基板をヘッド基板領域ごとに分割し、複数のヘッド基板１１を得る。
【００５７】
次に、配線部材３０を準備する。具体的には、まず、第１配線体３１１と、第２配線体３１２と、配線部３１３とを含んで構成される配線体３１を準備する。次に、支持板３３の上面に接着剤３４を塗布し、配線体３１を支持板３３に接合する。
【００５８】
次に、ヘッド基体１０の第１電極配線１４１上、第３電極配線１４３上に導電性接続部材４９となるハンダペーストを塗布する。そして、第１電極配線１４１、第３電極配線１４３と配線部材３０の接続端子とをハンダペーストを介して対向させ、加熱し、第１電極配線１４１、第３電極配線１４３と配線部材３０の接続端子とを熱溶融したハンダにより固着する。
【００５９】
次に、第２電極配線１４２と第３電極配線１４３に導電性接続部材４９となるハンダペーストを塗布し、第２電極配線１４２および第３電極配線１４３にハンダペーストを介して駆動ＩＣ２０の接続端子を対向させる。そして、ハンダペーストを熱溶融させ、第２電極配線１４２および第３電極配線１４３と、駆動ＩＣ２０の接続端子とを接続する。
【００６０】
次に、放熱体４０上にヘッド基体１０および配線部材３０を接合する。具体的に説明する。矢印Ｄ１−Ｄ２方向に凹溝１８が形成された放熱体４０の前記凹溝１８間の突出面に、ディスペンサ等の塗布装置を用い放熱性の接着剤を塗布し、接着剤層１６を形成する。
【００６１】
一方、凹溝１８間の突出面以外の放熱体４０の上面には、両面テープ１７を貼り付ける。この後、スペーサ粒子１９を、ディスペンサ等により、接着剤層１６の上面に配置する。このとき、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の上面の中央部には、両端部に配置されたスペーサ粒子１９よりも熱伝導率が高いスペーサ粒子１９を配置する。なお、放熱性の接着剤を塗布する工程と、両面テープ１７を貼り付ける工程は逆でもよい。
【００６２】
そして、接着剤層１６が形成され、両面テープ１７が貼り付けられた放熱体４０の上面に、ヘッド基体１０を配置し、ヘッド基体１０を放熱体４０側に押圧する。これにより、スペーサ粒子１９を接着剤層１６内に埋没させるとともに、接着剤層１６および両面テープ１７にヘッド基体１０の下面を接着する。こうすることで、接着剤層１６の両端部に配置されたスペーサ粒子１９よりも中央部に配置されたスペーサ粒子１９の方が、熱伝導率が高くなるとともに、スペーサ粒子１９がヘッド基体１０の下面および放熱体４０の双方に当接した状態で接着剤層１６の中に配置される。
【００６３】
以上のようにして、本実施形態のサーマルヘッドＸが形成される。
＜記録装置＞
次に、本発明の記録装置の一実施形態であるサーマルプリンタについて、図面を参照しつつ説明する。
【００６４】
図５に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＹは、上述のサーマルヘッドＸと、搬送機構５９と、制御機構６９とを有している。
【００６５】
搬送機構５９は、記録媒体Ｐを矢印Ｄ３方向に搬送しつつ、該記録媒体ＰをサーマルヘッドＸの発熱素子１３ａに接触させる機能を有するものである。この搬送機構５９は、プラテンローラ６１と、搬送ローラ６２、６３、６４、６５とを含んで構成されている。
【００６６】
プラテンローラ６１は、記録媒体Ｐを発熱素子１３ａ側に押し付ける機能を有するものである。このプラテンローラ６１は、発熱素子１３ａ上に位置する保護層１５に接触した状態で回転可能に両端部が支持されている。このプラテンローラ６１は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、この弾性部材は、例えば厚みの寸法が３〜１５ｍｍの範囲のブタジエンゴムにより形成されている。
【００６７】
搬送ローラ６２、６３、６４、６５は、記録媒体Ｐを搬送する機能を有するものである。すなわち、搬送ローラ６２、６３、６４、６５は、サーマルヘッドＸの発熱素子１３ａとプラテンローラ６１との間に記録媒体Ｐを供給するとともに、サーマルヘッドＸの発熱素子１３ａとプラテンローラ６１との間から記録媒体Ｐを引き抜く役割を担うものである。これらの搬送ローラ６２、６３、６４、６５は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ６１と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。
【００６８】
制御機構６９は、駆動ＩＣ２０に画像情報を供給する機能を有するものである。つまり、制御機構６９は、外部接続端子３２を介して発熱部１３ａを選択的に駆動する画像情報を駆動ＩＣ２０に供給する役割を担うものである。
【００６９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７０】
上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、スペーサ粒子１９が、接着剤層１６の一端部（図４では、左側の端部）および他端部（図４では、右側の端部）にそれぞれ４個ずつ配置されているとともに、中央部に４個配置されているが、両端部に配置されたスペーサ粒子１９よりも中央部に配置されたスペーサ粒子１９の方が、熱伝導率が高くなっており、発熱素子１３ａの配列方向におけるヘッド基体１０の下面の両端部よりも中央部での放熱性が高くなる限り、これに限定されるものではない。例えば、スペーサ粒子１９が、接着剤層１６の一端部、中央部および他端部にそれぞれ、１個ずつまたは任意の複数個ずつ配置されていてもよい。
【００７１】
また、例えば、発熱素子１３ａの配列方向（Ｄ１−Ｄ２方向）における接着剤層１６の中央部に近く配置されたスペーサ粒子１９ほど、熱伝導率が高くなるように構成してもよい。この場合、例えば、図６に示すように、発熱素子１３ａの配列方向において接着剤層１６を複数（図示例では、５つ）の領域Ｅに区分し、中央部に近い領域Ｅほど、熱伝導率が高い材料で形成されたスペーサ粒子１９が配置されるように、スペーサ粒子１９を散在させてもよい。このようにスペーサ粒子１９が発熱素子１３ａの配列方向に散在していることで、発熱素子１３ａの配列方向におけるヘッド基体１０の形状を安定させるという効果も得ることができる。
【００７２】
また、接着剤層１６の中のスペーサ粒子１９の配置は、スペーサ粒子１９の熱伝導率が、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の両端部に配置されたスペーサ粒子１９よりも、中央部に配置されたスペーサ粒子１９の方が高くなっている限り、特に限定されるものではない。例えば、図６に示すように発熱素子１３ａの配列方向に沿って一列に配置してもよいし、または複数列で配置してもよい。また、図４および図６では、スペーサ粒子１９が規則的に配置されているが、無秩序に配置されていてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の両端部および中央部にそれぞれ配置されたスペーサ粒子１９が同じ密度で配置されているが、例えば、図７に示すように、各スペーサ粒子１９を同じ粒径を有する球形状で形成するとともに、接着剤層１６の中に配置されたスペーサ粒子１９の密度が、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の両端部よりも中央部で高くなるように配置してもよい。これにより、ヘッド基体１０の下面の接着剤層１６との接合領域における単位面積あたりのスペーサ粒子１９との接触面積が、発熱素子１３ａの配列方向の両端部よりも中央部で大きくなる。こうすることで、例えば、接着剤層１６の中央部に配置されたスペーサ粒子１９の熱伝導率を高くすることによってもなお、ヘッド基体１０の中央部での放熱量が足りない場合に、ヘッド基体１０からスペーサ粒子１９へ熱を逃がし易くし、中央部での放熱性を向上させることができる。
【００７４】
なお、ヘッド基体１０の下面とスペーサ粒子１９との接触面積の大きさは、例えば、本実施形態のサーマルヘッドＸからヘッド基体１０のみを取り外し、接着剤層１６の上面から露出したスペーサ粒子１９の表面の大きさを測定することで算出することができる。また、この接着剤層１６から露出したスペーサ粒子１９の表面の大きさは、例えば、スペーサ粒子１９の露出面を含む接着剤層１６の上面に対して、２値化による画像解析を行うことで測定することができる。また、本発明において、「同じ粒径」を有するスペーサ粒子とは、完全に同一の粒径を有するものだけではなく、実質的に同じ粒径を有するものを含んでおり、誤差範囲が±５％の粒径を有するものを含む。
【００７５】
また、図７では、接着剤層１６の両端部および中央部のみにスペーサ粒子１９が配置されているが、例えば、発熱素子１３ａの配列方向において、接着剤層１６の両端部から中央部に近づくにつれてスペーサ粒子１９の密度が次第に高くなるようにスペーサ粒子１９を散在させ、ヘッド基体１０の下面の中央部で、ヘッド基体１０の下面の単位面積あたりのヘッド基体１０とスペーサ粒子１９との接触面積が最も大きくなるようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、スペーサ粒子１９が球形状を有しているが、これに限定されるものではなく、例えば、立方体、直方体、八面体等の多面体を成すスペーサ粒子を用いてもよい。或いは、球形状のスペーサ粒子と多面体を成すスペーサ粒子とを組み合わせて用いてもよい。スペーサ粒子１９が多面体形状を有する場合は、多面体の一つの面をヘッド基体１０の下面に密着させることで、ヘッド基体１０の下面とスペーサ粒子１９との接触面積を大きくすることができる。
【００７７】
また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、接着剤層１６の中にのみスペーサ粒子１９を配置しているが、これに限定されるものではなく、接着剤層１６および両面テープ１７のうちの少なくとも一方の内部にスペーサ粒子１９が含有されていればよい。例えば、図８に示すように、接着剤層１６の中に加え、両面テープ１７の中にもスペーサ粒子１９を配置してもよい。この場合、接着剤層１６および両面テープ１７の双方が、本発明における粒子含有層となる。或いは、図示しないが、接着剤層１６の中にはスペーサ粒子１９を配置せず、両面テープ１７の中のみにスペーサ粒子１９を配置してもよい。この場合、両面テープ１７のみが、本発明における粒子含有層となる。なお、両面テープ１７に含有されたスペーサ粒子１９とヘッド基体１０の下面との接触面積の大きさは、例えば、上記と同様、ヘッド基体１０を取り外し、両面テープ１７の上面に対して画像解析を行うことによって測定することができる。
【００７８】
なお、両面テープ１７内のスペーサ粒子１９は、接着剤層１６内のスペーサ粒子１９と同様、例えば、両面テープ１７の上面にスペーサ粒子１９を配置し、このスペーサ粒子１９をヘッド基体１０の下面で押圧することにより、両面テープ１７内に埋没させ、ヘッド基体１０と放熱体４０とに当接させることができる。したがって、両面テープ１７は、厚み方向の中央部に不織布等の基材がないものを用いることが望ましい。例えば、アクリル系粘着剤を使用した基材がない両面テープを用いることができる。
【００７９】
また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、各スペーサ粒子１９の粒径が同じであるが、これに限定されるものではなく、各スペーサ粒子１９の粒径を異ならせてもよい。例えば、図９に示すように、スペーサ粒子１９の粒径は、発熱素子１３ａの配列方向（Ｄ１−Ｄ２方向）における接着剤層１６の中央部に配置されたスペーサ粒子１９の方が、発熱素子１３ａの配列方向における接着剤層１６の両端部に配置されたスペーサ粒子１９よりも、小さくなっていてもよい。例えば、中央部に配置されたスペーサ粒子１９の粒径を、両端部に配置されたスペーサ粒子１９の粒径の０．３〜０．９倍程度にすればよい。スペーサ粒子１９は、ヘッド基体１０の下面および放熱体４０の上面の双方に当接するため、ヘッド基体１０と放熱体４０との間隔は、これらの間に位置するスペーサ粒子１９の粒径と略同じ大きさとなる。したがって、ヘッド基体１０と放熱体４０との間隔は、発熱素子１３ａの配列方向における両端部よりも中央部で狭くなる。そのため、例えば、接着剤層１６の中央部に配置されたスペーサ粒子１９の熱伝導率を高くすることによってもなお、ヘッド基体１０の中央部での放熱量が足りない場合に、ヘッド基体１０からスペーサ粒子１９へ熱を逃がし易くし、中央部での放熱性を向上させることができる。
【００８０】
なお、スペーサ粒子１９の粒径に多少のばらつきがあっても、柔らかいスペーサ粒子、例えばプラスチック粒子であれば変形したり、また、硬いスペーサ粒子、例えばセラミック粒子であれば少し変形したり、放熱体４０の表面に食い込んだりすることにより、放熱体４０とヘッド基体１０とに当接させることができる。
【００８１】
また、図９に示すサーマルヘッドＸでは、図９（ｂ）に示すように、放熱体４０の平坦な上面に粒径の異なるスペーサ粒子１９を配置することで、ヘッド基体１０の上面が放熱体４０側に凹となるように構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、放熱体４０の上面を、発熱素子１３ａの配列方向（Ｄ１−Ｄ２方向）における両端部よりも中央部で、ヘッド基体１０側に突出するように構成し、中央部に配置されたスペーサ粒子１９の粒径を両端部に配置されたスペーサ粒子１９の粒径よりも小さくすることによって、ヘッド基体１０の上面を平坦にしてもよい。なお、ヘッド基体１０のヘッド基板１１は、厚みが一定とされている。このように構成することで、粒径が異なるスペーサ粒子１９が埋設された接着剤層１６を介して、放熱体４０とヘッド基体１０とを接合した場合に、ヘッド基体１０の表面、すなわち、プラテンローラで押圧される複数の発熱素子１３ａの高さを、発熱素子１３ａの配列方向に沿って同一の高さとすることができる。
【００８２】
また、図１１に示すように、放熱体４０の上面を、発熱素子１３ａの配列方向（Ｄ１−Ｄ２方向）における両端部よりも中央部で、ヘッド基体１０側に突出するように構成し、中央部に配置されたスペーサ粒子１９と両端部に配置されたスペーサ粒子１９とを同じ粒径にすることによって、ヘッド基体１０の上面を、発熱素子１３ａの配列方向における両端部よりも中央部で突出させるようにしてもよい。なお、ヘッド基体１０のヘッド基板１１は厚みが一定とされている。このように構成することで、例えば、図１１（ｂ）に破線で示すように、発熱素子１３ａの配列方向における両端部が支持されているプラテンローラ６１の中央部であっても、両端部と同様に記録媒体をヘッド基体１０側に十分に押圧することができる。そのため、プラテンローラ６１による記録媒体への押圧力をほぼ均一とすることができ、記録媒体への印画のかすれを抑制することができる。なお、図１１（ｂ）では、プラテンローラ６１を模式的に記載しており、プラテンローラ６１とヘッド基体１０との間に搬送される記録媒体は図示を省略している。
【００８３】
また、上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、図４に示すように、発熱素子１３ａの配列方向とは直交する方向（Ｄ３−Ｄ４方向）における接着剤層１６の両側で、ヘッド基体１０（より詳細にはヘッド基板１１）が両面テープ１７を介して放熱体４０上に接合されているが、これに限定されるものではない。例えば、Ｄ３−Ｄ４方向における接着剤層１６の片側で、ヘッド基体１０が両面テープ１７を介して放熱体４０上に接合されていてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、本発明における第１接合層が接着剤層１６で構成され、本発明における第２接合層が両面テープ１７で構成されているが、ヘッド基体１０と放熱体４０とを接合可能なものであれば、これに限定されるものではない。例えば、ヘッド基体１０の下面における第１領域と放熱体４０とを接合する第１接合層を両面テープで構成し、ヘッド基体１０の下面における第２領域と放熱体４０とを接合する第２接合層を接着剤層で構成してもよい。また、この第１接合層および第２接合層の双方を、接着剤層または両面テープで構成してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
Ｘ    サーマルヘッド（記録ヘッド）
Ｙ    サーマルプリンタ（記録装置）
１０    ヘッド基体
１１    ヘッド基板
１２    グレーズ層
１３    電気抵抗層
１３ａ    発熱素子
１４    電極配線
１４１    第１電極配線
１４２    第２電極配線
１４３    第３電極配線
１５    保護層
１６    接着剤層
１７    両面テープ
１８    凹溝
１９    スペーサ粒子
２０    駆動ＩＣ
３０    配線部材
４０    放熱体
５９    搬送機構
６１    プラテンローラ
６２、６３、６４、６５    搬送ローラ
６９    制御機構
Ｐ    記録媒体
【図１】
0005441665.tif 000002
【図２】
0005441665.tif 000003
【図３】
0005441665.tif 000004
【図４】
0005441665.tif 000005
【図５】
0005441665.tif 000006
【図６】
0005441665.tif 000007
【図７】
0005441665.tif 000008
【図８】
0005441665.tif 000009
【図９】
0005441665.tif 000010
【図１０】
0005441665.tif 000011
【図１１】
0005441665.tif 000012