(57)【要約】【課題】駆動ＩＣなどを保護する樹脂層の高さを低くし、記録媒体の移動の自由度が大きいサーマルヘッドおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】ヘッド部１１および回路基板部１２を搭載する放熱板１０を具備し、ヘッド部１１は、支持基板１３ａ上に保温層１３ｂを設けて構成されその一端部に窪みＨを設けた支持基体１３と、この支持基体１３上に形成した発熱抵抗体１４と、この発熱抵抗体１４上に間隙１５ａを設けて形成した電極１５と、この電極１５の間隙１５ａ部分に位置する発熱抵抗体１４の発熱部１４ａを保護する保護層１６とを有し、回路基板部１２は制御信号が伝送する回路パターン１８を設けた回路基板１７を有し、かつ、発熱部１４ａに流す電流を供給する駆動ＩＣ１９を設けたサーマルヘッドにおいて、駆動ＩＣ１９と窪みＨ内の電極１５部分をワイヤーＷで接続し、駆動ＩＣ１９およびワイヤーＷを樹脂層２０に埋め込んだことを特徴とする。【選択図】図１
2006272581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド部および回路基板部を搭載する放熱板を具備し、前記ヘッド部は、支持基板上に保温層を設けて構成されその一端部に窪みを設けた支持基体と、この支持基体上に形成した発熱抵抗体と、この発熱抵抗体上に間隙を設けて形成した電極と、この電極の間隙部分に位置する前記発熱抵抗体の発熱部を保護する保護層とを有し、前記回路基板部は制御信号が伝送する回路パターンを設けた回路基板を有し、かつ、前記発熱部に流す電流を供給する駆動ＩＣを設けたサーマルヘッドにおいて、前記駆動ＩＣと前記窪み内の電極部分をワイヤーで接続し、前記駆動ＩＣおよび前記ワイヤーを樹脂層に埋め込んだことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
支持基板上に保温層を設けて支持基体を形成する第１工程と、前記支持基体の表面に所定方向に延びる窪みを形成する第２工程と、前記支持基体上に発熱抵抗体、および前記発熱抵抗体上に位置し間隙をもった電極を形成する第３工程と、前記電極の間隙部分に位置する前記発熱抵抗体の発熱部上に保護層を形成する第４工程と、前記窪みに沿って前記支持基体を切断する第５工程とでヘッド部を製造し、制御信号が伝送する回路パターンを回路基板に設けた回路基板部および前記ヘッド部を放熱板上に配置する第６工程と、前記支持基体の窪み内に位置する前記電極と駆動ＩＣとをワイヤーで接続する第７工程と、前記駆動ＩＣおよび前記ワイヤーにモールド用樹脂を塗布し、加熱、硬化し、樹脂層を形成する第８工程とを有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】
本発明はサーマルヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルヘッドは、抵抗体からなる発熱部に電流を流して発熱させ、その熱を利用して、感熱紙や製版フィルム、印画紙などの記録媒体に文字などを記録する構成になっている。サーマルヘッドは、低騒音で、ランニングコストが低いなどの利点があり、ＯＡ機器や家庭用ＦＡＸなどの記録用デバイスとして使用されている。近年は、ビデオプリンター用途にも用いられている。また、カードなど硬質の記録媒体に印画するカードプリンターとしても注目されている。
【０００３】
ここで、従来のサーマルヘッドについて図３を参照して説明する。
【０００４】
放熱板３０の表面は、たとえば図示右側３０ａが高く、図示左側３０ｂが低く形成されている。放熱板３０上の図示右側３０ａにヘッド部３１が搭載され、図示左側３０ｂに回路基板部３２が搭載されている。ヘッド部３１は支持基体３３などから構成されている。支持基体３３は、支持基板３３ａ上に保温層として機能するグレーズ層３３ｂを設けて構成されている。また、支持基体３３上に発熱抵抗体３４および電極３５が設けられている。
【０００５】
電極３５はその一部に間隙３５ａが設けられ、電極３５の間隙３５ａ部分に位置する発熱抵抗体３４は発熱部３４ａとして機能する。発熱抵抗体３４と、この発熱抵抗体３４上に位置する電極３５との対は多数設けられ、発熱抵抗体３４と電極３５の対は、互いに平行する形に配置されている。このとき、発熱抵抗体３４の発熱部３４ａは１つの直線上に位置している。また、発熱部３４ａ上および電極３５上の必要部位に保護層３６が形成される。
【０００６】
回路基板部３２は、たとえば多層の絶縁層を有する回路基板３７に回路パターン３８を設けて形成されている。また、回路基板３７上には駆動ＩＣ３９が搭載されている。そして、駆動ＩＣ３９と電極３５との間、および、駆動ＩＣ３９と回路パターン３８との間にワイヤーＷが設けられ、電気的に接続されている。駆動ＩＣ３９およびワイヤーＷの各部分は樹脂層４０でモールドされ、樹脂層４０に埋め込まれている。
【０００７】
ここで、上記したサーマルヘッドの製造方法について図４を参照して説明する。図４（ａ）は概略の断面図、図４（ｂ）は概略の上面図で、図４（ａ）は図４（ｂ）の線分ａ−ａにおける断面である。また、図４は、図３に対応する部分に同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【０００８】
ヘッド部３１は、たとえば複数のサーマルヘッド分の大きさをもつ支持基体３３を用いて形成される。図４では、たとえば２つのサーマルヘッド分の領域Ａ、Ｂが示されている。そして、それぞれの領域Ａ、Ｂに、発熱抵抗体３４および電極３５、保護層３６などが形成される。このとき、発熱抵抗体３４の発熱部３４ａは、図４（ｂ）に示すように直線上に位置している。
【０００９】
その後、支持基体３３は、サーマルヘッドの１つ分ずつ、たとえば領域Ａおよび領域Ｂが、たとえば点線ｂ−ｂ部分などで切断され、１つのサーマルヘッド分のヘッド部３１が製造される。
【００１０】
次に、上記した方法で製造したヘッド部３１とは別に回路基板部３２を製造し、回路基板部３２の回路基板３７上に駆動ＩＣ３９を配置する。
【００１１】
その後、回路基板部３２をヘッド部３１とともに放熱板３０上に、たとえば互いに重ならないように配置する。その後、駆動ＩＣ３９と電極３５との間、および駆動ＩＣ３９と回路パターン３８との間をワイヤーＷで電気的に接続する。その後、駆動ＩＣ３９およびワイヤーＷの各部分にモールド用樹脂を塗布し、加熱硬化し、樹脂層４０を形成する。
【００１２】
ところで、カ一ドなど硬質の記録媒体に文字などを記録する場合、カ一ドを曲げないで、平坦な形状を保持したまま、プラテンローラとヘッド部との間をストレートに移動させる構造のサーマルヘッドが提案されている。
【００１３】
このような構造の場合、カ一ドをストレートに移動させても、カ一ドとサーマルヘッドの構成部品が接触しないようにする必要がある。しかし、一般のサーマルヘッドでは、カ一ドが移動中に接する保護層の高さよりも、駆動ＩＣなどを保護する樹脂層の高さの方が高くなることが多い。したがって、カ一ドをたとえば水平に移動させる場合に樹脂層が邪魔になるなど、カ一ドの移動領域を設定する場合の自由度が小さくなる。
【００１４】
このような場合、従来のサーマルヘッドでは、たとえば凸状に形成した山形のグレーズ層の斜面に発熱部を設け、あるいは、支持基体のエッジに近い斜面に発熱部を設け、樹脂層を避けてカ一ドを斜めに移動する方法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来のサーマルヘッド、たとえばカードなど硬質の記録媒体に文字などを記録するサーマルヘッドでは、凸状に形成したグレーズの斜面に発熱部を設け、あるいは、支持基体のエッジ近くの斜面に発熱部を設けている。このため、凸状グレーズの表面に発生するうねりの影響で、発熱部の位置がずれる場合がある。また、凸状グレーズの山形の裾野部で支持基体を切断する関係から、グレーズの一部が欠けるなどのチッピングが発生する。
【００１６】
本発明は、上記した欠点を解決し、駆動ＩＣなどを保護する樹脂層の高さを低くし、記録媒体の移動の自由度が大きいサーマルヘッドおよびその製造方法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】
【００１７】
本発明は、ヘッド部および回路基板部を搭載する放熱板を具備し、前記ヘッド部は、支持基板上に保温層を設けて構成されその一端部に窪みを設けた支持基体と、この支持基体上に形成した発熱抵抗体と、この発熱抵抗体上に間隙を設けて形成した電極と、この電極の間隙部分に位置する前記発熱抵抗体の発熱部を保護する保護層とを有し、前記回路基板部は制御信号が伝送する回路パターンを設けた回路基板を有し、かつ、前記発熱部に流す電流を供給する駆動ＩＣを設けたサーマルヘッドにおいて、前記駆動ＩＣと前記窪み内の電極部分をワイヤーで接続し、前記駆動ＩＣおよび前記ワイヤーを樹脂層に埋め込んだことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、支持基板上に保温層を設けて支持基体を形成する第１工程と、前記支持基体の表面に所定方向に延びる窪みを形成する第２工程と、前記支持基体上に発熱抵抗体、および前記発熱抵抗体上に位置し間隙をもった電極を形成する第３工程と、前記電極の間隙部分に位置する前記発熱抵抗体の発熱部上に保護層を形成する第４工程と、前記窪みに沿って前記支持基体を切断する第５工程とでヘッド部を製造し、制御信号が伝送する回路パターンを回路基板に設けた回路基板部および前記ヘッド部を放熱板上に配置する第６工程と、前記支持基体の窪み内に位置する前記電極と駆動ＩＣとをワイヤーで接続する第７工程と、前記駆動ＩＣおよび前記ワイヤーにモールド用樹脂を塗布し、加熱、硬化し、樹脂層を形成する第８工程とを有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ヘッド部の一部に窪みを形成し、その窪み部分に位置する電極と駆動ＩＣとをワイヤーで接続している。したがって、駆動ＩＣやワイヤーを保護する樹脂層の高さが低くなり、記録媒体の移動の自由度が大きいサーマルヘッドおよびその製造方法が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態について図１を参照して説明する。
【００２１】
放熱板１０の表面部分は、たとえば図示右側１０ａが高く、図示左側１０ｂが低く形成されている。そして、放熱板１０上の図示右側１０ａにヘッド部１１が搭載され、図示左側１０ｂに回路基板部１２が搭載されている。
【００２２】
ヘッド部１１は支持基体１３などから構成されている。支持基体１３は、アルミナなどのセラミックからなる支持基板１３ａ上に、保温層として機能するグレーズ層１３ｂを設けて形成されている。グレーズ層１３ｂは、その一部たとえば図示右端部の近くに、記録媒体に文字などを記録する場合の副走査方向における断面が山形に変化する凸状部Ｔが形成されている。また、支持基体１３の図示左端部には、たとえばグレーズ層１３ｂの部分に、副走査方向における断面が曲面、たとえば円弧状の窪みＨが形成されている。窪みＨは図の表側から裏側方向、いわゆる主走査方向に直線状に延びている。
【００２３】
また、支持基体１３上に発熱抵抗体１４が形成され、発熱抵抗体１４上に電極１５が設けられている。電極１５の一端は窪みＨの中まで延びている。また、電極１５はその一部に間隙１５ａが設けられている。間隙１５ａは、グレーズ層１３ｂの凸状部Ｔのたとえば頂点部分に設けられている。また、間隙１５ａ部分に位置する発熱抵抗体１４は発熱部１４ａとして機能する。
【００２４】
発熱抵抗体１４とこの発熱抵抗体１４上に位置する電極１５の対は多数設けられ、発熱抵抗体１４と電極１５の対は互いに平行に、かつ主走査方向に配置されている。このとき、複数の発熱部１４ａは、主走査方向に延びる１つの直線上に位置する。また、少なくとも発熱部１４ａ上、たとえば発熱部１４ａ上、および電極１５上の必要部位に保護層１６が形成される。
【００２５】
上記の発熱抵抗体１４および電極１５は、スパッタ法などの薄膜形成法を用いて、たとえばＴａ・ＳｉＯの抵抗体層と、アルミニウムなどの電極層とを順次形成し、その後、ホトエングレービングプロセスで形成される。また、保護層１６は、たとえばＳｉ3 ・Ｎ4とＳｉＯ2を混合した焼結体を着膜源として、スパッタ法などで５μｍの厚さの単層に形成される。
【００２６】
回路基板部１２は、多層の絶縁層を有する回路基板１７に回路パターン１８を設けて形成されている。回路パターン１８は、通常、多層の絶縁層間に多層に形成される。しかし図１では、回路基板１７の表面に形成された回路パターン１８だけが示されている。また、回路基板１７上のヘッド部１１に近い位置に駆動ＩＣ１９が搭載されている。そして、駆動ＩＣ１９と窪みＨ部分に位置する電極１５との間、および、駆動ＩＣ１９と回路パターン１８との間が、それぞれワイヤーＷで電気的に接続されている。また、駆動ＩＣ１９およびワイヤーＷの各部分は樹脂層２０でモールドされ、埋め込まれている。
【００２７】
上記した構成において、外部の制御回路から送られる制御信号が回路パターン１８を経て駆動ＩＣ１９に供給される。駆動ＩＣ１９は制御信号をもとに、たとえばスイッチ動作を行い、印字内容に対応して選択された所定の発熱部に電流を流して、所定の発熱部を発熱させる。
【００２８】
ここで、上記したサーマルヘッドの製造方法について図２を参照して説明する。図２（ａ）は概略の断面図、図２（ｂ）は概略の上面図で、図２（ａ）は、図２（ｂ）の線分ａ−ａの断面である。また、図２は、図１に対応する部分に同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【００２９】
ヘッド部１１は、複数のサーマルヘッド分の大きさをもつ支持基体１３を用いて形成される。図２では、たとえば２つのサーマルヘッド分の領域Ａ、Ｂが示されている。その他の部分は、図示しないものの、領域Ａ、Ｂが繰り返す形に形成されている。そして、２つの領域Ａ、Ｂの境界に位置する支持基体１３、たとえばグレーズ層１３ｂの部分に、たとえば円弧状の曲面の窪みＨを形成する。また、グレーズ層１３ｂの一部に、山形に突出する凸状部Ｔを形成する。
【００３０】
そして、支持基体１３上の２つの領域Ａ、Ｂに、それぞれ発熱抵抗体１４および電極１５、保護層１６などを形成する。その後、支持基体１３をサーマルヘッドの１つ分ずつ、たとえば領域Ａや領域Ｂなどの部分を、線分ｂ−ｂで示した窪みＨの中心で切断し、１つ分のヘッド部１１を製造する。
【００３１】
次に、ヘッド部１１とは別に製造した回路基板部１２とヘッド部１１を放熱板１０上に配置する。その後、駆動ＩＣ１９と電極１５との間、および駆動ＩＣ１９と回路パターン１８との間をワイヤーＷで電気的に接続する。その後、駆動ＩＣ１９およびワイヤーＷの各部分にモールド用樹脂を塗布し、加熱、硬化して樹脂層２０を形成し、駆動ＩＣ１９およびワイヤーＷを樹脂層２０に埋め込み、サーマルヘッドを完成する。
【００３２】
上記の窪みＨは、たとえば研磨テープを張り付けたプラテンローラを支持基体１３上で回転させ、サーマルヘッドの１つ分ずつの境界に形成する。
【００３３】
たとえば、支持基板の厚さが０．８ｍｍ、グレーズ層の厚さが０．１ｍｍで、支持基体の総厚が０．９ｍｍのものを使用し、削るエリア範囲Ｌが２．０ｍｍで、最大深さｄが０．０５ｍｍの円弧状の窪みを形成した。
【００３４】
なお、プラテンローラの直径をＲ（半径ｒ）、削る窪みの幅をＬ、削る窪みの深さをｄとすると、Ｒ＝２ｒ＝ｄ＋Ｌ2 ／４ｄの関係がある。そのため、窪みの形状、たとえば幅や深さはプラテンローラの径を変えることで調整できる。たとえば、上記したように、削るエリア範囲Ｌが２．０ｍｍ、最大深さｄが０．０５ｍｍの場合、直径が２０．０５ｍｍのプラテンローラを使用した。
【００３５】
上記の実施形態は、駆動ＩＣを回路基板部側に設けている。しかし、駆動ＩＣはヘッド部側のたとえば窪みの部分などに設けることもできる。
【００３６】
また、支持基体の窪みをグレーズ層に形成している。しかし、グレーズ層を支持基板の端部まで形成していない場合は支持基板の部分に、あるいは、端部まで形成している場合でも、支持基板の部分に達する深さの窪みを設けることもできる。
【００３７】
上記した構成によれば、ヘッド部の支持基体に窪みを形成し、その窪み部分に設けた電極と駆動ＩＣとをワイヤーで接続し、また、窪みの部分に樹脂層を形成している。このため、ワイヤーや樹脂層の高さが低くなり、カードなど記録媒体の移動の自由度が大きくなる。したがって、文字などを記録する際の硬質媒体の直線性を容易に確保でき、セットの取り付けも簡単になる。
【００３８】
また、凸状グレーズから離れた部分で支持基体が切断され、グレーズ層に発生するチッピングによる欠けが減少する。また、凸状グレーズのうねりによる影響が小さく、抵抗体列の直線性の確保が容易になり、印字品質が向上する。また支持基体からのヘッド分の取り数も向上し、コストが軽減する。
【００３９】
また、放熱板に高低差を設けた場合は、放熱板の高低差とヘッド部の窪みとの相乗効果で、記録媒体の移動の自由度がより大きくなり、信頼性および品位性のより高いサーマルヘッドが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態を説明する断面図である。
【図２】本発明の製造方法を説明するための概略の構造図である。
【図３】従来例を説明する断面図である。
【図４】従来例の製造方法を説明するための概略の構造図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…放熱板
１１…ヘッド部
１２…回路基板部
１３…支持基体
１３ａ…支持基体の支持基板
１３ｂ…支持基体のグレーズ層
１４…発熱抵抗体
１４ａ…発熱部
１５…電極
１５ａ…電極の間隙
１６…保護層
１７…回路基板
１８…回路パターン
１９…駆動ＩＣ
２０…樹脂層
Ｗ…ワイヤー
Ｈ…窪み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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