(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の支持基板の表面と平板状の上板基板の裏面の少なくとも一方に開口部を形成する開口部形成工程と、
該開口部形成工程により前記開口部が形成された前記支持基板の表面に前記上板基板の裏面を積層状態に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表面を表面加工して、厚さＴまで薄板化する表面加工工程と、
該表面加工工程により表面加工された前記上板基板の表面において、前記開口部に対向する領域に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを備え、
前記表面加工工程は、前記上板基板が１０ＭＰａの圧力に耐えうるという条件のもとで求められた前記上板基板の厚さＴと表面粗さＲａとの関係が、（１）式を満足するように前記上板基板を表面加工するサーマルヘッドの製造方法。
Ｒａ≦ｌｏｇe（Ｔ2）／（３×１０6）＋６．５×１０-6・・・（１）
【請求項２】
前記表面加工工程が、前記上板基板の表面を、前記発熱抵抗体を形成可能な粗さに表面加工する請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記表面加工工程は、前記上板基板の表面の粗さが０．１ｎｍ以上５ｎｍ未満となるように表面加工する請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記表面加工工程が、前記上板基板にエッチングを施す請求項１から請求項３のいずれかに記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記表面加工工程が、前記上板基板にポリッシングを施す請求項１から請求項３のいずれかに記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記抵抗体形成工程が、スパッタリングにより前記開口部に対向する領域に発熱抵抗体を形成する請求項１から請求項５のいずれかに記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項７】
平板状の支持基板と、
該支持基板の表面に裏面が接合された平板状の上板基板と、
該上板基板の表面に形成された発熱抵抗体とを備え、
前記支持基板の表面と前記上板基板の裏面の少なくとも一方に、前記発熱抵抗体に対向する領域に開口部が形成され、
前記上板基板は、該上板基板が１０ＭＰａの圧力に耐えうるという条件のもとで求められた前記上板基板の厚さＴと表面粗さＲａとの関係が、前記上板基板の厚さＴの関数である（１）式を満足するように前記上板基板が表面加工されているサーマルヘッド。
Ｒａ≦ｌｏｇe（Ｔ2）／（３×１０6）＋６．５×１０-6・・・（１）
【請求項８】
請求項７に記載のサーマルヘッドを備えるプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッドおよびその製造方法、ならびにサーマルヘッドを備えるプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーマルプリンタに用いられ、印刷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刷を行う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】
サーマルヘッドにおける発熱抵抗体の熱効率を向上して消費電力の低減を図る方法として、発熱抵抗体に対向する領域に空洞部を形成する方法が知られている。この空洞部を熱伝導率の低い断熱層として機能させ、発熱抵抗体から支持基板側に伝わって放散されてしまう熱量を低減することで、印刷に用いられるエネルギー効率を向上することができる。
【０００４】
このような空洞部を有するサーマルヘッドは、シリコン基板（下板基板）にエッチングやレーザ加工によって凹部を設け、その上に蓄熱層である薄板ガラス（上板基板）を接合し、その後、研磨により上板基板を所望の厚さに加工する。そして、このようにして研磨された上板基板の上に発熱抵抗体および電力供給用の配線を形成し、保護膜により被覆することにより構成される。
【０００５】
ところで、空洞部を持たない従来のサーマルヘッドでは、上板基板に対する保護膜や発熱抵抗体の剥離の防止を目的として、上板基板の表面粗さＲａを０．０１〜０．２μｍ（１０〜２００ｎｍ）にして発熱体の密着性を向上したり（例えば、特許文献２参照）、上板基板の表面粗さを５ｎｍ以上にして保護膜の密着性を向上させる方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８３５３２号公報
【特許文献２】特開昭６０−２１０４６９号公報
【特許文献３】特開平０６―３４０１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、空洞部を有するサーマルヘッドにおいて、上板基板は１０〜１００μｍの薄いガラス板であるため、上部からの力に対して非常に弱い構造となっている。
ここで、一般的にガラスの理論的な強度は鉄よりも高いといわれているが、ガラス表面に傷や欠陥があると、そこに応力が集中して理論強度の１／１０〜１／１００程度の強度となってしまうことが知られている。
【０００８】
また、ガラスの強度は、傷が深いほど、傷の数量が多いほど低下するため、表面粗さが大きいほど強度が低下する。したがって、膜の密着力向上のために上板基板である薄板ガラスの表面を粗くしてしまうと、集中応力に対して非常に強度の低いサーマルヘッドとなってしまうという不都合がある。
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、発熱抵抗体に対向する位置に空洞部を有するサーマルヘッドにおいて、上板基板の強度を十分に確保することができるサーマルヘッドの製造方法、サーマルヘッドおよびプリンタ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】
【００１０】
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。
本発明の第１の態様は、平板状の支持基板の表面と平板状の上板基板の裏面の少なくとも一方に開口部を形成する開口部形成工程と、該開口部形成工程により前記開口部が形成された前記支持基板の表面に前記上板基板の裏面を積層状態に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表面を表面加工して、厚さＴまで薄板化する表面加工工程と、該表面加工工程により表面加工された前記上板基板の表面において、前記開口部に対向する領域に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを備え、前記表面加工工程は、前記上板基板の表面の粗さＲａが、（１）式を満足するように前記上板基板を表面加工するサーマルヘッドの製造方法である。
Ｒａ≦ｌｏｇe（Ｔ2）／（３×１０6）＋６．５×１０-6・・・（１）
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、開口部形成工程により支持基板の表面と上板基板の裏面の少なくとも一方に開口部が形成され、接合工程により支持基板の表面に上板基板の裏面が積層状態に接合される。なお、開口部は、支持基板の表面と上板基板の裏面の一方または両方に形成された凹部でもよく、支持基板の表面に形成された貫通孔でもよい。そして、表面加工工程により上板基板の表面が表面加工されて薄板化され、抵抗体形成工程により上板基板の表面において開口部に対向した領域に発熱抵抗体が形成される。これにより、発熱抵抗体に対向する位置において、支持基板と上板基板との間に空洞部を有するサーマルヘッドが製造される。
【００１２】
ここで、このようなサーマルヘッドを例えばプリンタに用いた場合、上板基板にはローラー等からの荷重が常に加えられており、その圧力はおよそ０．１ＭＰａほどである。また、ローラーと紙、もしくは紙とサーマルヘッドとの間に、硬く小さな異物が混入した場合、異物直下の上板基板には数十倍もの圧力が加わって、上板基板表面の傷や欠陥に応力が集中するため、上板基板を破壊することがある。
【００１３】
そこで、通常の圧力の１００倍の安全率を考慮して、１０ＭＰａの圧力に耐えうる上板基板の表面粗さＲａを求めたところ、上記の（１）式の範囲内であった。
したがって、表面加工工程において、上記の（１）式に基づいて、上板基板の厚さに応じた表面粗さとなるように表面加工することで、様々な厚さを有する上板基板に対しても、所定の強度（１０ＭＰａ）を確保したサーマルヘッドを製造することができる。
【００１４】
前記表面加工工程が、前記上板基板の表面を、前記発熱抵抗体を形成可能な粗さに表面加工してもよい。
このようにすることで、表面加工工程において、上板基板の表面の粗さと厚さとを好適に加工することができ、上板基板の強度を確保しつつ、上板基板上に形成される保護膜や発熱抵抗体の密着性を向上することができる。
【００１５】
前記表面加工工程は、前記上板基板の表面の粗さが０．１ｎｍ以上５ｎｍ未満となるように表面加工してもよい。
上板基板の表面の粗さを５ｎｍ未満とすることで、上板基板の強度を確保することができる。また、上板基板の表面の粗さを０．１ｎｍ以上とすることで、上板基板の表面に形成される保護膜や発熱抵抗体の密着性を向上することができる。
【００１６】
前記表面加工工程が、前記上板基板にエッチングを施すこととしてもよい。
表面加工工程において上板基板にエッチングを施すことで、上板基板の表面の粗さと厚さとを精度良く加工することができる。
【００１７】
前記表面加工工程が、前記上板基板にポリッシングを施すこととしてもよい。
表面加工工程において上板基板にポリッシングを施すことで、上板基板の表面の粗さと厚さとを簡易に加工することができる。
【００１８】
前記抵抗体形成工程が、スパッタリングにより前記開口部に対向する領域に発熱抵抗体を形成することとしてもよい。
抵抗体形成工程において、スパッタリングにより上板基板の表面に発熱抵抗体を形成することで、上板基板の表面が比較的平坦な場合でも発熱抵抗体を形成することができる。これにより、上板基板の強度を向上することができる。
【００１９】
本発明の第２の態様は、平板状の支持基板と、該支持基板の表面に裏面が接合された平板状の上板基板と、該上板基板の表面に形成された発熱抵抗体とを備え、前記支持基板の表面と前記上板基板の裏面の少なくとも一方に、前記発熱抵抗体に対向する領域に開口部が形成され、前記上板基板は、前記上板基板の表面の粗さＲａが、前記上板基板の厚さＴの関数である（１）式を満足するように前記上板基板が表面加工されているサーマルヘッドである。
Ｒａ≦ｌｏｇe（Ｔ2）／（３×１０6）＋６．５×１０-6・・・（１）
【００２０】
発熱抵抗体が形成された上板基板は、発熱抵抗体から発生した熱を蓄える蓄熱層として機能する。また、支持基板の表面と上板基板の裏面の少なくとも一方に形成された開口部は、支持基板の表面に上板基板の裏面が接合されることで、支持基板と上板基板との間に空洞部を形成する。この空洞部は、発熱抵抗体に対向する領域に形成されており、発熱抵抗体から発生した熱を遮断する断熱層として機能する。したがって、本発明の第２の態様によれば、発熱抵抗体から発生した熱が、上板基板を介して支持基板へ伝わって放散してしまうことを抑制することができ、発熱抵抗体から発生した熱の利用率、すなわちサーマルヘッドの熱効率を向上することができる。
また、このようなサーマルヘッドにおいて、上板基板は、上記の（１）式を満足するように上板基板の表面が表面加工されているので、所定の強度（１０ＭＰａ）を確保することができる。
【００２１】
本発明の第３の態様は、上記のサーマルヘッドを備えるプリンタである。
このようなプリンタによれば、上記のサーマルヘッドを備えているため、サーマルヘッドの熱効率を向上することができ、印刷に必要なエネルギー量を低減することができる。また、印刷物と上板基板との間に異物が挟まりこんだ場合にも、上板基板が破損してしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発熱抵抗体に対向する位置に空洞部を有するサーマルヘッドにおいて、上板基板の強度を十分に確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一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】図１のサーマルヘッドの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】上板基板の厚さと破壊強度との関係を示すグラフである。
【図６】上板基板の表面粗さと破壊強度との関係を示すグラフである。
【図７】上板基板の厚さと表面粗さとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッド１およびサーマルプリンタ１０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１は、例えば図１に示すようなサーマルプリンタ１０に用いられており、印刷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紙１２等の印刷対象物に印刷を行うものである。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
サーマルヘッド１には、図２に示すように、発熱抵抗体層７および電極部８Ａ，８Ｂが、支持基板３の長手方向に複数配列されている。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。また、支持基板３の表面には、支持基板３の長手方向に延びる矩形状の凹部２が形成されている。
【００２８】
図２のＡ−Ａ矢視断面図が、図３に示されている。
サーマルヘッド１には、図３に示すように、放熱板１５に固定されている平板状の支持基板３と、支持基板３の表面に接合された平板状の上板基板５と、上板基板５上に設けられた複数の発熱抵抗体層７と、発熱抵抗体層７に接続された電極部８Ａ，８Ｂと、発熱抵抗体層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とを有した発熱抵抗体６が形成されている。
【００２９】
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やシリコン基板等の絶縁性の基板である。支持基板３の表面、すなわち上板基板５との境界面には、支持基板３の長手方向に延びる矩形状の凹部（開口部）２が形成されている。この凹部２は、例えば、深さ１μｍ〜１５０μｍ程度、幅５０μｍ〜３００μｍ程度のキャビティである。
【００３０】
上板基板５は、例えば、厚さ１０μｍ〜１００μｍ程度のガラス材質によって構成されており、発熱抵抗体層７から発生した熱を蓄える蓄熱層として機能する。この上板基板５は、凹部２を密閉するように支持基板３の表面に接合されている。上板基板５によって凹部２が覆われることにより、上板基板５と支持基板３との間には空洞部４が形成されている。
【００３１】
空洞部４は、全ての発熱抵抗体層７に対向する連通構造を有しており、発熱抵抗体層７から発生した熱が、上板基板５から支持基板３へ伝わることを抑制する中空断熱層として機能する。空洞部４を中空断熱層として機能させることで、発熱抵抗体層７の下方の上板基板５を介して支持基板３に伝わる熱量よりも、発熱抵抗体層７の上方へ伝わって印字等に利用される熱量を大きくすることができ、サーマルヘッド１の熱効率の向上を図ることができる。
【００３２】
発熱抵抗体層７は、上板基板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、各発熱抵抗体層７は、上板基板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。
【００３３】
電極部８Ａ，８Ｂは、発熱抵抗体層７を発熱させるためのものであり、各発熱抵抗体層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、各発熱抵抗体層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、全ての発熱抵抗体層７に一体的に接続され、個別電極８Ｂは個々の発熱抵抗体層７にそれぞれ接続されている。
【００３４】
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層７に電流が流れ、発熱抵抗体層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、発熱抵抗体層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。
【００３５】
なお、各発熱抵抗体層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、発熱抵抗体層７に電極部８Ａ，８Ｂが重なっていない部分、すなわち、発熱抵抗体層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。
【００３６】
以下、このように構成されたサーマルヘッド１の製造方法について、図４から図７を用いて説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法は、図４に示すように、支持基板３の表面に凹部２を形成するキャビティ形成工程（開口部形成工程）と、支持基板３の表面と上板基板５の裏面と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５を表面加工して薄板化する薄板工程（表面加工工程）と、上板基板５の表面に発熱抵抗体６を形成する抵抗体形成工程（図示略）と、発熱抵抗体６が形成された貼り合わせ基板（以下、「貼り合わせ基板」という。）１００を切断する切断工程とを備えている。以下、上記の各工程について具体的に説明する。
【００３７】
まず、キャビティ形成工程では、支持基板３の表面において、発熱抵抗体層７を形成する領域に対向するように凹部２を形成する。凹部２は、例えば、支持基板３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、レーザ加工等を施すことによって形成する。
【００３８】
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の表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。
【００３９】
その後、支持基板３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の表面にサンドブラストを施し、１〜１５０μｍ程度の深さの凹部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。
【００４０】
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の表面にエッチングを施すことで、１〜１５０μｍ程度の深さの凹部２を形成する。
【００４１】
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。
【００４２】
次に、接合工程では、例えば厚さ約３００μｍ〜７００μｍのガラス基板である上板基板５の裏面と、凹部２が形成された支持基板３の表面とを、高温融着や陽極接合、直接接合によって接合する。このように、支持基板３と上板基板５とを積層状態に接合することで、支持基板３に形成された凹部２が上板基板５によって覆われ、支持基板３と上板基板５ａとの間に空洞部４が形成される。
【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５を支持基板３に接合した後、薄板工程において上板基板５を所望の厚さに加工する。
【００４４】
薄板工程では、貼り合わせ基板１００の上板基板５側を、エッチングまたは機械研磨することで薄板加工を行う。
具体的には、上板基板５を１０〜１００μｍの所望の厚さに薄板化するとともに、表面に発熱抵抗体６が形成可能な表面粗さ、具体的には０．１ｎｍ以上となるように表面処理を行う。
【００４５】
表面粗さの調整方法は、例えば、酸化セリウムやコロイダルシリカを使ったポリッシングや、フッ酸やフッ硝酸などによるウエットエッチングや、ドライエッチングや、ブラスト加工や、アルゴンまたは酸素を用いたスパッタリング等である。
なお、所望の表面粗さに仕上げるための加工方法は、厚さ加工と別の方法でも構わない。すなわち、厚さ加工を砥粒によるラップ研磨によって行い、粗さ加工をポリッシングによって行ってもよい。または、厚さ加工を砥粒によるラップ研磨によって行い、粗さ加工をウエットエッチングによって行ってもよい。
【００４６】
ここで、上板基板５の厚さまたは表面粗さと、その破壊強度との関係について、図５および図６を用いて説明する。なお、図５および図６は、空洞部４の溝幅が０．２ｍｍ、溝長さは５０ｍｍの場合における、上板基板５の厚さまたは表面粗さと、その破壊強度との関係を一例として示したものである。
【００４７】
上板基板５の表面粗さを変化させた場合の、上板基板５の厚さとその破壊強度との関係が図５に示されている。図５において、横軸は上板基板５の厚さ（μｍ）、縦軸は破壊強度（Ｎ）を示している。
また、上板基板５の厚さを変化させた場合の、上板基板５の表面粗さとその破壊強度との関係が図６に示されている。図６において、横軸は上板基板５の表面粗さ（ｎｍ）、縦軸は破壊強度（Ｎ）を示している。
【００４８】
サーマルプリンタ１０におけるプラテンローラ１３から上板基板５に加えられる荷重を考慮すると、図５および図６に示す例において、上板基板５に必要とされる強度は約１００Ｎ以上である。したがって、図５に示すように、例えば上板基板５の厚さが２０μｍの場合には、上板基板５の表面粗さを約４ｎｍ以下としなければならず、例えば上板基板５の厚さが５０μｍの場合には、上板基板５の表面粗さを約４．５ｎｍ以下としなければならないことがわかる。
【００４９】
ここで、このようなサーマルヘッド１を図１に示すサーマルプリンタ１０に用いた場合、上板基板５にはプラテンローラ１３からの荷重が常に加えられており、その圧力はおよそ０．１ＭＰａほどである。また、プラテンローラ１３と感熱紙１２、もしくは感熱紙１２とサーマルヘッド１との間に、硬く小さな異物が混入した場合、異物直下の上板基板５には数十倍もの圧力が加わって、上板基板５の表面の傷や欠陥に応力が集中するため、上板基板５を破壊することがある。
【００５０】
そこで、図５および図６の結果に基づいて、通常の圧力の１００倍の安全率を考慮して、１０ＭＰａの圧力に耐えうる上板基板５の厚さＴ（ｍｍ）と表面粗さＲａ（ｍｍ）との関係を求めると、以下の（１）式が導かれる。
Ｒａ≦ｌｏｇe（Ｔ2）／（３×１０6）＋６．５×１０-6・・・（１）
【００５１】
上記の（１）式に示される上板基板５の表面粗さＲａと厚さＴとの関係が、図７に示されている。図７において、横軸は上板基板５の厚さ（μｍ）、縦軸は上板基板５の表面粗さ（ｎｍ）を示している。すなわち、上記の（１）式を満足する上板基板５は、図７の領域Ａに属する表面粗さＲａと厚さＴを有する上板基板５である。具体的には、例えば上板基板５の厚さが１００μｍの場合には、上板基板５の表面粗さは５ｎｍ未満とする必要がある。
【００５２】
次に、このように薄板化された貼り合わせ基板１００に対して、上板基板５の表面の凹部２に対向する領域に発熱抵抗体層７、共通電極８Ａ、個別電極８Ｂ、および、保護膜９が順次形成され、発熱抵抗体６が形成される。これら発熱抵抗体層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形成することができる。
【００５３】
具体的には、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上板基板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層７が形成される。
【００５４】
続いて、発熱抵抗体形成工程と同様に、上板基板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。なお、発熱抵抗体層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。
【００５５】
発熱抵抗体層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。
【００５６】
発熱抵抗体層７、共通電極８Ａおよび個別電極８Ｂを形成した後、上板基板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を形成し、発熱抵抗体６を形成する。
この場合において、上板基板５の表面は、０．１ｎｍ以上となるように表面処理されているため、上板基板５の表面に発熱抵抗体層７や保護膜９の発熱抵抗体６を容易に形成することができる。
【００５７】
このように発熱抵抗体６が形成された貼り合わせ基板１００を、切断工程において凹部２の延びる方向に切断することで、図２および図３に示される複数のサーマルヘッド１が製造される。
【００５８】
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の製造方法によれば、キャビティ形成工程により支持基板３の表面に凹部２が形成され、接合工程により支持基板３の表面に上板基板５の裏面が積層状態に接合される。そして、薄板工程により上板基板５の表面が表面加工されて薄板化され、抵抗体形成工程により上板基板５の表面において凹部２に対向した領域に発熱抵抗体６が形成される。これにより、発熱抵抗体層７に対向する位置において、支持基板３と上板基板５との間に空洞部４を有するサーマルヘッド１が製造される。
【００５９】
このように製造されたサーマルヘッド１において、発熱抵抗体６が設けられた上板基板５は、発熱抵抗体層７から発生した熱を蓄える蓄熱層として機能する。また、支持基板３の表面に形成された凹部２は、支持基板３と上板基板５とが接合されることで、支持基板３と上板基板５との間に空洞部４を形成する。この空洞部４は、発熱抵抗体層７に対向する領域に形成されており、発熱抵抗体層７から発生した熱を遮断する断熱層として機能する。したがって、本実施形態に係るサーマルヘッド１によれば、発熱抵抗体層７から発生した熱が、上板基板５を介して支持基板３へ伝わって放散してしまうことを抑制することができ、発熱抵抗体層７から発生した熱の利用率、すなわちサーマルヘッド１の熱効率を向上することができる。
【００６０】
また、このようなサーマルヘッド１において、上板基板５は、前述の（１）式を満足するように上板基板５の表面が表面加工されているので、所定の強度（１０ＭＰａ）を確保することができる。
具体的には、上板基板５の表面の粗さを５ｎｍ未満とすることで、上板基板５の強度を確保することができる。
【００６１】
また、抵抗体形成工程において、表面の粗さが０．１ｎｍ以上の上板基板５の表面に、スパッタリングにより発熱抵抗体６を形成することで、上板基板５に形成される保護膜９や発熱抵抗体層７の密着性を向上することができる。
【００６２】
また、本実施形態のサーマルプリンタ１０によれば、上記のサーマルヘッド１を備えているため、サーマルヘッド１の熱効率を向上することができ、印刷に必要なエネルギー量を低減することができる。また、感熱紙１２と上板基板５との間に異物が挟まりこんだ場合にも、上板基板５が破損してしまうことを防止することができる。
【００６３】
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、上述の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層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、発熱抵抗体層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、上板基板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。
【００６４】
また、凹部２は、支持基板３の表面に形成されていることとして説明したが、上板基板５の裏面に形成することとしてもよく、支持基板３の表面と上板基板５の裏面の両方に形成することとしてもよい。また、凹部２に代えて、支持基板３の表面に形成された貫通孔でもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  サーマルヘッド
２  凹部
３  支持基板
４  空洞部
５  上板基板
６  発熱抵抗体
７  発熱抵抗体層
１０  サーマルプリンタ（プリンタ）
１００  貼り合わせ基板
【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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