(57)【要約】    【課題】  ノズルから押し出された導電性発熱抵抗体のペーストを絶縁性の基板上に帯状に敷設してサーマルヘッドを形成するサーマルヘッド製造方法において、導電性発熱抵抗体の幅が小さくなるように形成する。    【解決手段】  導電性発熱抵抗体１２のペーストをその導電性発熱抵抗体のペーストの断面形状が非円形状となるように基板１１上に敷設することにより、導電性発熱抵抗体の焼成の際に、導電性発熱抵抗体のペーストの内部にまで熱が伝達する時間を短くし、レベリングを減少させる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから押し出された導電性発熱抵抗体のペーストを絶縁性の基板上に帯状に敷設してサーマルヘッドを形成するサーマルヘッド製造方法において、
前記導電性発熱抵抗体のペーストを該導電性発熱抵抗体のペーストの断面形状が非円形状となるように前記基板上に敷設することを特徴とするサーマルヘッド製造方法。
【請求項２】
前記断面形状が、扇形であることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド製造方法。
【請求項３】
導電性発熱抵抗体のペーストを押し出すノズルを有し、該ノズルから押し出された前記導電性発熱抵抗体ペーストを絶縁性の基板上に帯状に敷設してサーマルヘッドを形成するサーマルヘッド製造装置において、
前記ノズルの断面形状が非円形状であることを特徴とするサーマルヘッド製造装置。
【請求項４】
前記ノズルの断面形状が、扇形であることを特徴とする請求項３記載のサーマルヘッド製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感熱印刷等に用いられるサーマルヘッドの製造方法およびその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、各種記録装置の画像形成に厚膜式サーマルヘッドが用いられている。厚膜式サーマルヘッドは、たとえば、セラミック等の絶縁体の基板上に形成された多数の電極の上面あるいは下面に導電性発熱抵抗体が積層形成されてなるものである。このようなサーマルヘッドは、画像情報に応じて通電された電極対によりその間の導電性発熱抵抗体を発熱させ、この熱を、感熱性の記録媒体と接触する表面部分に向かって伝播させ、記録媒体に熱による画像形成を行うものである。
【０００３】
上記のようなサーマルヘッドは孔版印刷用の感熱孔版原紙に穿孔を行う場合にも用いられており、印刷品質を高めるためには、感熱孔版原紙の穿孔と穿孔の間に離間部が形成されること（以下、独立穿孔と記載する）が要求されている。さらに、近年の高画質化に伴い400dpiあるいは600dpiといった高解像度な画像を形成する上で、高精細なサーマルヘッドが要求されており、導電性発熱抵抗体によって形成される発熱抵抗体領域の小型化が要求される。この発熱抵抗体領域を小型化するには、電極のピッチを小さくして、発熱抵抗体領域の主走査幅を狭めることと、導電性発熱抵抗体の物理的な幅を狭め、発熱抵抗体領域の副走査幅を狭めることが必要である。発熱抵抗体領域の主走査方向の幅は、電極のパターンにより小さくすることができるが、副走査方向の幅は印刷された導電性発熱抵抗体の幅で決まってしまう。例えば、400dpiの解像度ではピッチ間の距離は63.5μｍであり、孔版印刷において独立穿孔を行う場合の穿孔径は50μｍ程度以下が望まれている。電極パターンは写真製版法によって形成するため、数十μｍのパターニングが可能であるが、導電性発熱抵抗体はスクリーン印刷を用いて形成するため、幅を100μｍ以下とするのが難しく、発熱抵抗体領域を物理的に小型化することが困難であった。
【０００４】
また、導電性発熱抵抗体を形成する際には、導電性発熱抵抗体の材料であるペースト状のものを印刷した後、溶剤等を除くための仮乾燥工程および抵抗体の機能を発現させるための焼成工程が必要であるが、この焼成工程においても、ペーストがレベリングして副走査方向の幅が広がることが知られている。図１２（Ａ）に導電性発熱抵抗体の作製過程における導電性発熱抵抗体の断面図を示すが、（ｉ）の印刷直後と、（ｉｉ）の仮乾燥後と、（ｉｉｉ）の焼成後とでは、導電性発熱抵抗体の幅（副走査方向幅）は徐々に増加しており、その幅はＳ１＜Ｓ２＜Ｓ３の関係となる。
【０００５】
そこで、注射器状のノズルを有するディスペンサーを利用し、そのノズルから導電性発熱抵抗体のペーストを押し出して細い導電性発熱抵抗体を形成する方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この方法においても、図１２（Ｂ）に示すように、ペーストが押し出された直後（ｉ）と、乾燥後（ｉｉ）と、焼成後（ｉｉｉ）とでは、導電性発熱抵抗体の幅（副走査方向幅）は徐々に増加し、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係となる。従って、現実にはディスペンサーの能力を充分に生かすことができない。また、ディスペンサーで導電性発熱抵抗体を一定の幅で形成しても、主走査方向においてはレベリングの度合いが一定でないため、個々の発熱抵抗体領域の副走査方向の大きさにバラツキが生じ、それにより高解像度な画像を再現するのが困難となる。
【０００８】
また、上記のようにディスペンサーで抵抗体を形成する場合においてもレベリングが生じてしまうのは、基板上に敷設されるペーストの形状が円筒形状であるため、焼成の際に円筒形状の軸中心部分にまで熱が伝達するのに時間がかかってしまい、これにより材料が軟化してしまうからである。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、高解像度の画像形成が可能となるように、導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅を小さくして、かつ主走査方向に並んだ複数の発熱抵抗体領域を一定の大きさで形成することができるサーマルヘッド製造方法および製造装置並びにサーマルヘッドを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のサーマルヘッド製造方法は、ノズルから押し出された導電性発熱抵抗体のペーストを絶縁性の基板上に帯状に敷設してサーマルヘッドを形成するサーマルヘッド製造方法において、導電性発熱抵抗体のペーストをその導電性発熱抵抗体のペーストの断面形状が非円形状となるように基板上に敷設することを特徴とする。
【００１１】
また、上記サーマルヘッド製造方法においては、断面形状を、扇形とすることができる。
【００１２】
本発明のサーマルヘッド製造装置は、導電性発熱抵抗体のペーストを押し出すノズルを有し、ノズルから押し出された導電性発熱抵抗体ペーストを絶縁性の基板上に帯状に敷設してサーマルヘッドを形成するサーマルヘッド製造装置において、ノズルの断面形状が非円形状であることを特徴とする。
【００１３】
また、上記サーマルヘッド製造装置においては、ノズルの断面形状を、扇形とすることができる。
【００１４】
ここで、上記「扇形」とは、その中心角が１８０度以上のものも含むものとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のサーマルヘッド製造方法および装置によれば、導電性発熱抵抗体のペーストをその導電性発熱抵抗体のペーストの断面形状が非円形状となるように基板上に敷設してサーマルヘッドを形成するようにしたので、断面形状が円形になるようにペーストを基板上に敷設した場合と比較すると、表面積を広くしたり、中心部分までの距離を短くしたりすることができるので、ペーストの内部まで熱が伝達する時間を短くすることができ、ペーストが軟化している時間を短くすることができるので、上記のようなレベリングを減少させることができる。したがって、導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅を小さくして、かつ主走査方向に並んだ複数の発熱抵抗体領域を一定の大きさで形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のサーマルヘッド製造方法および装置の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
まずは本サーマルヘッド製造方法および装置により製造されるサーマルヘッドの構成について説明する。なお、上記サーマルヘッドは感熱孔版印刷に用いられるものである。
【００１８】
上記サーマルヘッドは、図１に示すように、絶縁性の基板１１と、基板１１の長さ方向に所定の間隔を空けて交互に配列された第１の電極１４と第２の電極１５と、基板１１と第１および第２の電極１４，１５の上に帯状に形成された導電性発熱抵抗体１２とを備えている。
【００１９】
第１の電極１４と第２の電極１５は、それぞれ一端部が導電性発熱抵抗体１２に接触しており、それぞれの他端部が導電性発熱抵抗体１２に対して該導電性発熱抵抗体１２の異なる側面側に位置するように延設されている。上記第１の電極１４および第２の電極１５の他端部には、ワイヤーボンディングがなされ、電極毎に制御回路（ドライバーＩＣ）によって通電が行われる。上記通電に伴い、各電極１４および１５間の発熱抵抗体領域１６が発熱し、この発熱が上部の保護層を伝わってその保護層と接触した感熱孔版原紙に穿孔が行われる。なお、導電性発熱抵抗体１２の延びる方向が主走査方向Ｘであり、感熱孔版原紙の幅方向に相当し、これと直交する方向が副走査方向Ｙであり、感熱孔版原紙の走行方向に相当する。
【００２０】
基板１１はセラミックからなることが望ましく、導電性発熱抵抗体１２は酸化ルテニウムからなるものが望ましい。
【００２１】
そして、少なくとも導電性発熱抵抗体１２が存在する領域上部はガラス等による表面が平坦な保護層１３によって被覆されている。この保護層１３が感熱孔版原紙との接触面となる。保護層１３を形成する材料としては、セラミックの微粉末が含まれているものが望ましく、これにより、保護層１３を介して感熱孔版原紙に伝達される発熱抵抗体領域１６の副走査方向の温度プロファイルを矩形状にすることができ、穿孔形状を安定させることができる。上記材料としては、ダイヤモンドの微粉末が含まれていてもよく、これにより、保護層の硬度を更に上げることが可能となり、耐磨耗性の向上によりサーマルヘッドの寿命を更に長くすることができる。
【００２２】
次に、本発明のサーマルヘッド製造方法を実施するサーマルヘッドの製造装置の一実施形態について説明する。図２はその製造装置のノズルがペーストを敷設する様子を斜視図で示したものであり、図３はその製造装置のノズル周辺の概略構成を示すものである。
【００２３】
本製造装置は、図２および図３に示すように、基板１１が保持される保持台２０と、保持台２０に保持された基板１１上に導電性発熱抵抗体のペーストを押し出すノズル２２と、ノズル２２から押し出される導電性発熱抵抗体のペーストを貯留する容器２３と、ノズル２２から押し出されるペーストの吐出量を制御するエアバルブ２４およびそのエアバルブ２４を制御するバルブ制御装置２５と、ノズル２２の移動手段（図示省略）を駆動制御する駆動制御装置２６とを備えている。導電性発熱抵抗体のペーストとしては、たとえば、酸化ルテニウムの微粉末と低融点ガラス微粉末とが混合されたペーストを利用することができる。
【００２４】
ここで、本製造装置におけるノズル２２は、図２に示すように、その断面形状が円形に切り込みがあるような扇形の形状となるように形成されている。
【００２５】
本製造装置においては、まず、保持台２０の上に基板１１が保持される。基板１１上には、予め板状の第１の電極１４と第２の電極１５が主走査方向Ｘに交互に形成されている。そして、また、図３に示すように、バルブ制御装置２５によりエアバルブ２４が制御されて所定の吐出量の導電性発熱抵抗体のペーストがノズル２２から押し出されるとともに、駆動制御装置２６により移動手段が制御されたノズル２２が主走査方向Ｘに一定の速度で移動し、少なくとも第１の電極１４および第２の電極１５が形成されている範囲に亘って導電性発熱抵抗体のペーストが主走査方向Ｘに敷設される。上記のように形成されたノズル２２から押し出された導電性発熱抵抗体のペーストは、図２に示すように、円筒状の一部に切り込みがあるような形状で基板１１上に敷設される。
【００２６】
ここで、従来の円形状のノズルによって導電性発熱抵抗体のペーストを基板１１上に敷設した場合と、本製造装置のように形成されたノズル２２により導電性発熱抵抗体のペーストを敷設した場合とにおける焼成後の抵抗体幅について比較してみる。図４に、本製造装置のノズル２２により導電性発熱抵抗体のペーストを敷設して焼成した抵抗体の幅を説明する図を示し、図１１に、従来の円形状のノズルにより導電性発熱抵抗体のペーストを敷設して焼成した抵抗体の幅を説明する図を示す。
【００２７】
従来の円形状のノズルによって導電性発熱抵抗体のペーストを基板１１上に敷設した場合には、図１１に示すように、敷設直後の導電性発熱抵抗体のペーストの形状が円筒形状であり、円筒形状の中央部分が一番厚いので内部まで熱が伝達するまでに時間がかかり軟化状態の時間が長くなるので、その分自重によりｆ１のような力が働き、同時にｆ２、ｆ３の力が発生して導電性発熱抵抗体の内部から側面方向へのｆ４、ｆ５の力が発生する。つまり、導電性発熱抵抗体の低融点ガラス成分をレベリングさせ、導電性発熱抵抗体を幅方向に広げようとする力が発生する。その結果、敷設直後には導電性発熱抵抗体の幅がｄ１だったのが（図１１（ａ）参照）、図１１（ｄ）に示すように幅ｄ２にまで広がってしまう。
【００２８】
一方、本製造装置により導電性発熱抵抗体のペーストを基板１１上に敷設した場合には、図４に示すように、敷設直後の導電性発熱抵抗体のペーストの断面形状が円筒形状に切り込みをいれた形状なので、その分表面積が広くなるとともに、中心部分に熱が加わりやすくなり、焼成の熱を加えた際、導電性発熱抵抗体の内部まですぐに熱が伝達される。さらに、図４（ｂ）に示すように、導電性発熱抵抗体の中央部の自重が小さいので中央部分の自重ｇ１の方が両側の自重ｇ４、ｇ５よりも小さくなる。したがって、両側の自重によって両側から中央に向かってｇ２、ｇ３のように力が作用し、軟化状態の導電性発熱抵抗体のペーストは幅方向に広がろうとせず中央方向に集まろうとする。そして、図４（ｃ）に示すように、中央部分が平らになるようにレベリングして中央部分がｇ７の力によって隆起する形状となり焼成が終了する。その結果、敷設直後の導電性発熱抵抗体の幅ｈ１（図４（ａ）参照）に対し、焼成後の電性発熱抵抗体の幅は、図４（ｄ）に示すように幅ｈ２となり、図１１（ｄ）に示す幅ｄ２より狭い幅となる。
【００２９】
したがって、本サーマルヘッドの製造方法および装置によれば、導電性発熱抵抗体の副走査方向の幅を小さくして、かつ主走査方向に並んだ複数の発熱抵抗体領域を一定の大きさで形成することができる。
【００３０】
また、上記実施形態の製造装置においては、ノズル２２の断面形状を扇形としたが、図５および図６に示すように星形としてもよい。なお、図５および図６に示す製造装置は、ノズル２２の断面形状の違い以外の構成は、上記実施形態と同様である。
【００３１】
図５および図６に示す製造装置により導電性発熱抵抗体のペーストを基板１１上に敷設した場合には、敷設直後の導電性発熱抵抗体のペーストの断面形状が円筒形状に複数の切り込みをいれた形状なので、さらに表面積が広くなり、焼成の熱を加えた際、導電性発熱抵抗体の内部までさらに熱が伝達されやすくなり軟化状態の時間が短くなる。また、図７に示すように、突起部分は敷設後に中央部分に集結するので、両側へのレベリングが減って導電性発熱抵抗体の幅をさらに狭くすることができる。
【００３２】
また、上記実施形態の製造方法および装置においては、基板１１上に第１の電極１４および第２の電極１５を形成した後、その上に導電性発熱抵抗体を形成するようにしたが、図８に示すように、基板１１上に導電性発熱抵抗体を形成した後、その上に第１の電極１４および第２の電極１５を形成するようにしてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態の製造装置においては、ノズル２２の断面形状を扇形および星形にするようにしたが、これに限らず、非円形状であればよく、たとえば、Ｄ形状や楕円形状としてもよい。また、３以上の角部を有する形状としてもよく、たとえば、Ｅ形状としてもよい。要は、断面形状を円形にした場合と比較して、表面積を広くしたり、中心部分までの距離を短くすることにより内部にまで熱が伝達する時間が短くなるような形状を採用すればよい。
【００３４】
また、上記実施形態の製造方法においては、ノズルの形状を非円形状に形成することにより導電性発熱抵抗体のペーストを非円形状にするようにしたが、これに限らず、基板上に敷設された際に導電性発熱抵抗体のペーストの断面形状が非円形状となるようにするのであれば如何なる方法を採用してもよく、たとえば、ノズルの断面形状は円形状とし、円柱形状に押し出された導電性発熱抵抗体のペーストの一部を書き削るような機構を設けるようにしてもよい。
【００３５】
上記実施形態の製造装置においては、保持台２０を固定させた状態でノズル２２を移動させ、基板１１上に導電性発熱抵抗体のペーストを敷設するようにしたが、反対にノズル２２を固定させた状態で基板１１を保持した保持台２０を移動させて導電性発熱抵抗体のペーストを敷設するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す斜視図
【図２】本発明のサーマルヘッド製造装置の一実施形態のノズルの一部を示す図
【図３】図２に示すサーマルヘッド製造装置の制御系を示す図
【図４】本発明のサーマルヘッド製造方法の一実施形態の作用を説明するための図
【図５】本発明のサーマルヘッド製造装置のその他の実施形態のノズルの一部を示す図
【図６】図５に示すサーマルヘッド製造装置の制御系を示す図
【図７】本発明のサーマルヘッド製造方法のその他の実施形態の作用を説明するための図
【図８】本発明のサーマルヘッドのその他の実施形態を示す図
【図９】従来のサーマルヘッド製造装置のノズルの一部を示す図
【図１０】図９に示すサーマルヘッド製造装置の制御系を示す図
【図１１】従来のノズルを利用したサーマルヘッド製造方法の作用を説明するための図
【図１２】従来のスクリーン印刷方法とノズルによる敷設方法を利用したサーマルヘッド製造方法における導電性発熱抵抗体のレベリングの様子を示す断面図
【符号の説明】
【００３７】
１１    絶縁性の基板
１２    導電性発熱抵抗体
１３    保護層
１４    第１の電極
１５    第２の電極
１６    発熱抵抗体領域
２０    保持台
２２    ノズル
２３    容器
２４    エアバルブ
２５    バルブ制御装置
２６    駆動制御装置
【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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【図９】
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【図１０】
2006159856.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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