(57)【要約】【課題】サーマルヘッドの印画品質を保つ。【解決手段】絶縁板２２ａの表面に、主走査方向ｄｍに延びる凸形状の突条２１を形成するガラス層２２ｂを被着する工程Ｓ１と、工程Ｓ６において複数のサーマルヘッド１０単位に分割される分割位置Ｐｄ周辺のガラス層２２ｂを除去する工程Ｓ２と、ガラス層２２ｂが形成された絶縁板２２ａを焼成し分割位置Ｐｄ周辺を除いてガラス層２２ｂを再溶融する工程Ｓ３と、主走査方向ｄｍに間隔を置いて配列されて突条２１の表面に副走査方向ｄｓに延びる複数の発熱抵抗体２３ａと、当該発熱抵抗体２３ａの表面に間隙４６を挟んで対向する電極層２８とを備えた配線層６２を形成する工程Ｓ４と、絶縁板２２ａとガラス層２２ｂと配線層６２とを保護層２９で覆う工程Ｓ５と、突条２１に対して副走査方向ｄｓに離れた分割位置Ｐｄを板厚方向に研削して、保護層２９が形成された絶縁板２２ａを分割する工程Ｓ６とを設ける。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁板の表面に、被印刷体が搬送される方向である副走査方向と直交する主走査方向に延びる凸形状の突条を形成するガラス層を被着する第１工程と、
前記第１工程の後に、後工程において分割される分割位置周辺の前記ガラス層を除去する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記ガラス層が形成された前記絶縁板を焼成し前記分割位置周辺を除いて前記ガラス層を再溶融する第３工程と、
前記第３工程の後に、主走査方向に間隔を置いて配列されて前記突条の表面に副走査方向に延びる複数の抵抗体と、当該抵抗体の表面に当該抵抗体の表面上の間隙を挟んで対向する電極とを備えた配線層を形成する第４工程と、
前記第４工程の後に、前記絶縁板と前記ガラス層と前記配線層とを保護層で覆う第５工程と、
前記第５工程の後に、前記突条に対して副走査方向に離れた前記分割位置を板厚方向に研削して、前記保護層が形成された前記絶縁板を分割する第６工程と、
を具備することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第２工程では、前記ガラス層が形成された前記絶縁板を板厚方向に研削して前記分割位置周辺の前記ガラス層を除去する
請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第２工程では、テーパ面を有するブレードで前記ガラス層を研削して前記絶縁板の表面に対し傾いた斜面を形成し、
前記第４工程では、前記斜面に前記配線層を形成する
請求項２に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第２工程では、前記ガラス層とともに前記絶縁板を研削し、前記ガラス層および前記絶縁板に前記斜面を形成する
請求項３に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第６工程では、１枚の前記絶縁板を複数のサーマルヘッド単位に分割する
請求項１に記載の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、サーマルプリンタなどに用いられるサーマルヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルヘッドは、感熱記録紙などの被印刷体が搬送される方向に直交する方向（主走査方向）に配列された複数の発熱抵抗体の発熱部を発熱させ、その熱により被印刷体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである。このサーマルヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンタ、イメージャ、シールプリンタなどの記録機器に広く利用されている。
【０００３】
一般的なサーマルヘッドは、放熱板と、放熱板に取り付けられた発熱体板と、発熱体板と同じ側で放熱板に取り付けられた回路基板とを備えている。この発熱体板の放熱板と相対する表面の反対側の表面の帯状に延びる発熱領域には、発熱抵抗体が所定の間隔で直線状に配列されている。また、発熱抵抗体を駆動する駆動回路の一部となる駆動ＩＣ（Integrated Circuit）は、たとえば回路基板に搭載されている（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６６４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなサーマルヘッドを製造する際、保護層が形成された絶縁板が分割用ブレードで研削されることにより分割され発熱体板が形成される。その際、研削時の加工負荷により、ガラス層の端面にカケが生じ、当該カケが被印刷体に接触しダメージを与え、印画品質が悪化してしまう可能性があった。
【０００６】
そこで、本発明は、サーマルヘッドの印画品質を保つことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明の一実施の形態は、サーマルヘッドの製造方法において、絶縁板の表面に、被印刷体が搬送される方向である副走査方向と直交する主走査方向に延びる凸形状の突条を形成するガラス層を被着する第１工程と、前記第１工程の後に、後工程において分割される分割位置周辺の前記ガラス層を除去する第２工程と、前記第２工程の後に、前記ガラス層が形成された前記絶縁板を焼成し前記分割位置周辺を除いて前記ガラス層を再溶融する第３工程と、前記第３工程の後に、主走査方向に間隔を置いて配列されて前記突条の表面に副走査方向に延びる複数の抵抗体と、当該抵抗体の表面に当該抵抗体の表面上の間隙を挟んで対向する電極とを備えた配線層を形成する第４工程と、前記第４工程の後に、前記絶縁板と前記ガラス層と前記配線層とを保護層で覆う第５工程と、前記第５工程の後に、前記突条に対して副走査方向に離れた前記分割位置を板厚方向に研削して、前記保護層が形成された前記絶縁板を分割する第６工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、サーマルヘッドの印画品質を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るサーマルヘッドの一実施の形態を用いたサーマルプリンタの一部の断面図である。
【図２】本発明に係る発熱体板の一実施の形態における断面図である。
【図３】本発明に係るサーマルヘッドの一実施の形態における製造方法のフローチャートである。
【図４】本発明に係るサーマルヘッドの製造方法におけるガラス層被着時の断面図である。
【図５】本発明に係るサーマルヘッドの製造方法における溝入れ工程時の断面図である。
【図６】本発明に係るサーマルヘッドの製造方法における溝入れ工程後の断面図である。
【図７】本発明に係るサーマルヘッドの製造方法における配線層形成時の断面図である。
【図８】本発明に係るサーマルヘッドの製造方法における保護層形成時の断面図である。
【図９】本発明に係るサーマルヘッドの製造方法における分割加工時の断面図である。
【図１０】本発明に係るサーマルヘッドの製造方法における分割加工後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るサーマルヘッドの実施の形態を、図面を参照して説明する。この実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。
【００１１】
なお、図１および図２では、矢印ｄｓの方向が、被印刷体を搬送する方向（副走査方向）を表し、当該副走査方向ｄｓに直交する方向が、被印刷体を搬送する方向に直交し発熱抵抗体２３ａが間隔をおいて複数配列され発熱領域２４が延びる方向（主走査方向）を表している。
【００１２】
本実施の形態のサーマルヘッド１０は、たとえば発熱体板２０、回路基板４０および放熱板３０を有している。発熱体板２０および回路基板４０は、放熱板３０の同じ側の表面に載置されている。放熱板３０は、たとえばアルミニウムなどの金属で形成された板である。
【００１３】
発熱体板２０は、回路基板４０における副走査方向ｄｓの一端側に沿ってたとえば両面テープなどの接着剤により放熱板３０に固着されている。発熱体板２０には、帯状に延びる発熱領域２４が形成されている。発熱領域２４に所定の発熱パターンを形成するための制御信号や駆動電力は、回路基板４０に入力され、さらに回路基板４０と電気的に接続された発熱体板２０に入力される。
【００１４】
このサーマルヘッド１０を用いたサーマルプリンタは、所定の弾性を持つ材料で円筒状に形成されたプラテンローラ５０を有している。このプラテンローラ５０は、主走査方向ｄｍに平行な直線上に軸５２を持つ。また、プラテンローラ５０の周側面が発熱領域２４に接するように配置され、軸５２を中心に回転可能に設けられる。
【００１５】
プラテンローラ５０の回転によって、プラテンローラ５０と発熱領域２４との間に挿入された感熱記録媒体６０は副走査方向ｄｓに移動する。感熱記録媒体６０は、発色温度以上に加熱されると発色する、たとえば感熱記録紙である。
【００１６】
サーマルプリンタは、駆動モータにより構成された図示しないヘッド押圧部によりサーマルヘッド１０をプラテンローラ５０に押し付ける方向へ押圧することにより、発熱領域２４を感熱記録媒体６０に押し付けてニップ圧を加える。
【００１７】
それとともにサーマルプリンタは、その感熱記録媒体６０を副走査方向ｄｓに移動させ、発熱領域２４の発熱パターンを感熱記録媒体６０の移動とともに変化させることにより、所望の画像を感熱記録媒体６０上に形成する。
【００１８】
発熱体板２０は、支持基板２２と、発熱抵抗体層２３と、電極層２８と、保護層２９とを有している。
【００１９】
支持基板２２は、たとえばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などのセラミックの絶縁板２２ａと、この絶縁板２２ａの上面に酸化珪素（ＳｉＯ２）で成り約２５μｍの厚みで層状に形成されたグレーズ層と称されるガラス層２２ｂとを有している。このガラス層２２ｂには、主走査方向ｄｍに延びる保温層となる凸形状の突条２１が形成されている。
【００２０】
発熱抵抗体層２３は、ガラス層２２ｂの上面の一部に層状に、たとえばＴａＳｉＯ２などのサーメットで形成される。発熱抵抗体層２３は、発熱抵抗体２３ａが主走査方向ｄｍに間隔をおき、１枚の発熱体板２０における主走査方向ｄｍの一端から他端まで連続して一列に配列され、それぞれ副走査方向ｄｓに延設している。
【００２１】
電極層２８は、発熱抵抗体層２３の上面の一部に層状に形成される。電極層２８は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）で形成された共通電極２８ｂおよび個別電極２８ａにより構成される。
【００２２】
共通電極２８ｂは、発熱抵抗体層２３の上面において主走査方向ｄｍに延びるよう形成されている。個別電極２８ａは、主走査方向ｄｍに間隔をおき、１枚の発熱体板２０における主走査方向ｄｍの一端から他端まで連続して一列に配列され、突条２１の頂部に対し回路基板４０からやや離隔する位置に設けられた間隙４６を副走査方向ｄｓから共通電極２８ｂと挟むよう対向して配置される。
【００２３】
共通電極２８ｂを流れてきた電流は、個別電極２８ａと共通電極２８ｂとの間に位置する間隙４６部分では発熱抵抗体２３ａを通ることとなるため、間隙４６部分の発熱抵抗体２３ａが発熱部２３ｂとして機能する。この発熱部２３ｂは、主走査方向ｄｍに間隔をおいて配列されて、主走査方向ｄｍに延びる発熱領域２４を形成する。
【００２４】
個別電極２８ａのボンディングパッド２６には、ボンディングワイヤ４４の一端が接続され、その他端は回路基板４０上の駆動ＩＣ４２と接続され、発熱領域２４に所定の発熱パターンを形成するための制御信号が供給される。駆動ＩＣ４２にはボンディングワイヤ４５の一端が接続され、その他端は回路基板４０上の回路パターンと接続される。
【００２５】
個別電極２８ａ、共通電極２８ｂおよび発熱抵抗体層２３は、たとえば酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）で成る保護層２９で覆われている。この保護層２９は、個別電極２８ａの一部の表面には設けられておらず、この部分にボンディングワイヤ４４が接続される。駆動ＩＣ４２およびボンディングワイヤ４４は、樹脂４８で封止されている。
【００２６】
また、発熱体板２０には、突条２１の上面の保護層２９における回路基板４０から離隔する側から端面７０までにかけて、絶縁板２２ａの主面に対して傾いた斜面部７４が形成されている。また湾曲する凸形状の突条２１における回路基板４０から離隔する表面の一部から端面７０までにかけては、絶縁板２２ａの主面に対して傾いた平面形状の斜面７５が形成されている。絶縁板２２ａの主面と斜面７５との傾きθは、約４５度である。
【００２７】
この斜面７５は発熱抵抗体層２３、電極層２８および保護層２９で覆われており、ガラス層２２ｂは露出していない。このため感熱記録媒体６０が搬送方向を前後に移動したとしても、感熱記録媒体６０はガラス層２２ｂの端部に引っ掛かることはない。
【００２８】
このようにサーマルヘッド１０では、感熱記録媒体６０の搬送方向の下流側であり回路基板４０から離隔する発熱体板２０の端部に斜面部７４が形成され、端面７０における保護層２９の上端面が、突条２１よりも回路基板４０に近接する保護層２９の上端面よりも低く形成されている。このため、感熱記録媒体６０が搬送方向を前後に移動したとしても、感熱記録媒体６０は発熱体板２０の端部に引っ掛かることなく発熱体板２０とプラテンローラ５０との間に戻っていく。よって、感熱記録媒体６０には、ダメージが与えられにくい。
【００２９】
また斜面７５には、電極層２８および発熱抵抗体層２３からなる配線層６２が形成されている。このためサーマルヘッド１０は、斜面７５に配線層６２を形成せずガラス層２２ｂに耐摩耗性の保護層２９を直接形成する場合よりも、配線層６２に保護層２９を形成することにより、当該保護層２９の接着性を向上させることができる。
【００３０】
また、突条２１における湾曲面と絶縁板２２ａにおける斜面７５とは、互いに大きく角度を変えず連続した面となっている。
【００３１】
ここで、本実施の形態におけるサーマルヘッド１０の製造方法について図３を参照して説明する。
【００３２】
本実施の形態は１枚の絶縁板２２ａから複数のサーマルヘッド１０を切り出す製造工程に適用され、まず、セラミック、たとえばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁板２２ａを用意する。次に、絶縁板２２ａの上面に、図４に示すように酸化珪素（ＳｉＯ２）を主成分とするガラスペーストをスクリーン印刷などにより塗布し焼成して溶融し突条２１のあるガラス層２２ｂを形成する（Ｓ１）。
【００３３】
その後、図５に示すように溝入れを行う（Ｓ２）ことにより、図６に示すように分割位置Ｐｄ周辺のガラス層２２ｂが除去される。具体的には、先端が平らでありテーパがついた溝入れ用ブレード８１で、ガラス層２２ｂまでが形成された絶縁板２２ａにおける、突条２１に対し感熱記録媒体６０の搬送方向の下流側において、その後の工程で分割される分割位置Ｐｄを板厚方向に絶縁板２２ａの板厚方向の上半分程まで研削する。
【００３４】
溝入れ用ブレード８１をＶ字形とすると、その先端のテーパ角度θｔは、絶縁板２２ａの主面と斜面７５との傾きθの２倍とする。つまり、絶縁板２２ａの主面と斜面７５との傾きθが４５度の場合には、溝入れ用ブレード８１のテーパ角度θｔは９０度とする。この溝入れ用ブレード８１のテーパにより、ガラス層２２ｂおよび絶縁板２２ａに斜面７５が形成される。
【００３５】
次に、絶縁板２２ａを焼成し再溶融することにより、分割位置Ｐｄ周辺を除いてガラス層２２ｂが再溶解して絶縁板２２ａに固着する（Ｓ３）。この工程Ｓ３により、溝入れ加工で発生したガラス層２２ｂのヒビやカケを除去し、ガラス層２２ｂの荒れを均すことができる。
【００３６】
その後、図７に示すようにガラス層２２ｂの表面に発熱抵抗体層２３および電極層２８から成る配線層６２を形成する（Ｓ４）。より具体的には、まず、絶縁板２２ａの表面とガラス層２２ｂの表面とに、サーメットなどの抵抗材料をスパッタリングなどで固着させ、その上にアルミニウムなどの導電性材料をスパッタリングなどで固着させる。その後、発熱抵抗体層２３および電極層２８をエッチングでパターニングすることにより、主走査方向ｄｍに間隔を置いて配列した発熱抵抗体２３ａと、発熱部２３ｂに対応する間隙４６とを形成する。このとき、ガラス層２２ｂが除去された分割位置Ｐｄの絶縁板２２ａの上面と、斜面７５とにも発熱抵抗体層２３および電極層２８が形成される。
【００３７】
次に、図８に示すように保護層２９をスパッタリングなどにより全面に固着させることにより、ガラス層２２ｂ、発熱抵抗体層２３、個別電極２８ａおよび共通電極２８ｂを覆い個別電極２８ａにおけるボンディングパッド２６になる部分を除くよう保護層２９を成膜する（Ｓ５）。
【００３８】
その後、保護層製膜後の板を、図９に示すように複数の発熱体板２０に分割する（Ｓ６）ことにより、図１０に示すように１枚の発熱体板２０が作成される。工程Ｓ６では、先端が平らな分割用ブレード８２で保護層製膜後の絶縁板２２ａにおいてガラス層２２ｂが除去された分割位置Ｐｄを板厚方向の下面まで研削する。この研削によって、発熱体板２０の端面７０が形成されるとともに、発熱体板２０が切り出される。ここで、溝入れ加工（Ｓ２）によって分割位置Ｐｄのガラス層２２ｂは除去されているため、分割用ブレード８２は、保護層２９、電極層２８、発熱抵抗体層２３および絶縁板２２ａを研削するものの、ガラス層２２ｂは研削しない。
【００３９】
このようにして形成された発熱体板２０を、回路基板４０とともに放熱板３０に載置する（Ｓ７）。また、発熱体板２０と回路基板４０とをボンディングワイヤ４４で結線し（Ｓ８）、さらにボンディングワイヤ４４による結線部を樹脂４８で封止する（Ｓ９）ことなどにより、サーマルヘッド１０が製造される。
【００４０】
このようにサーマルヘッド１０は、溝入れ工程において分割位置Ｐｄのガラス層２２ｂを除去し再溶融して保護層２９を成膜した後に、分割工程において当該分割位置Ｐｄを分割するようにした。これによりサーマルヘッド１０は、ガラス層２２ｂの表面にカケが生じ外部に露出することを防止し、製造工程で不良となることや、印画不具合や、サーマルヘッドの耐久性に悪影響を与えることなどを防止できる。
【００４１】
以上の構成によれば、搬送方向（副走査方向ｄｓ）に搬送される被印刷体としての感熱記録媒体６０に熱印刷するサーマルヘッド１０の製造方法において、セラミックの絶縁板２２ａの表面に、被印刷体が搬送される方向である副走査方向ｄｓと直交する主走査方向ｄｍに延びる凸形状の突条２１を形成するガラス層２２ｂを被着する工程Ｓ１と、工程Ｓ１の後に、工程Ｓ６において複数のサーマルヘッド１０単位に分割される分割位置Ｐｄ周辺のガラス層２２ｂを除去する工程Ｓ２と、工程Ｓ２の後に、ガラス層２２ｂが形成された絶縁板２２ａを焼成し分割位置Ｐｄ周辺を除いてガラス層２２ｂを再溶融する工程Ｓ３と、工程Ｓ３の後に、主走査方向ｄｍに間隔を置いて配列されて突条２１の表面に副走査方向ｄｓに延びる複数の発熱抵抗体２３ａと、当該発熱抵抗体２３ａの表面に間隙４６を挟んで対向する電極層２８とを備えた配線層６２を形成する工程Ｓ４と、工程Ｓ４の後に、絶縁板２２ａとガラス層２２ｂと配線層６２とを保護層２９で覆う工程Ｓ５と、工程Ｓ５の後に、突条２１に対して副走査方向ｄｓに離れた分割位置Ｐｄを板厚方向に研削して、保護層２９が形成された絶縁板２２ａを分割する工程Ｓ６とを設けるようにした。
【００４２】
なお上述したサーマルヘッド１０においては、溝入れ加工時にガラス層２２ｂおよび絶縁板２２ａを研削したが、これに限らず、絶縁板２２ａまでは研削せずに、ガラス層２２ｂだけを研削しても良い。
【００４３】
また上述したサーマルヘッド１０においては、先端が平らでありテーパがついた溝入れ用ブレード８１で溝入れ加工を行ったが、これに限らず、例えば先端が尖ったＶ字型のブレードで溝入れ加工を行っても良い。
【００４４】
さらに上述したサーマルヘッド１０においては、溝入れ加工時に溝入れ用ブレード８１でガラス層２２ｂを研削したが、これに限らず、例えばエッチングでガラス層２２ｂを除去しても良い。
【００４５】
さらに上述したサーマルヘッド１０においては、溝入れ加工時に先端が平らでありテーパがついた溝入れ用ブレード８１で溝入れ加工を行ったが、これに限らず、例えば先端が平らでありテーパがついていないブレードで溝入れ加工を行っても良い。その場合、斜面７５は形成されない。
【００４６】
さらに上述したサーマルヘッド１０においては、保護層製膜後の絶縁板２２ａを分割用ブレード８２で研削し分割したが、これに限らず、例えば２つの発熱体板２０に対応する部分に曲げ応力を加えて分割しても良い。その場合、溝入れ加工時において先端が尖ったＶ字型の溝入れブレードを用いると、絶縁板２２ａの表面のＶ字型の切り込み部分で保護層製膜後の絶縁板２２ａが２つに分割される。
【符号の説明】
【００４７】
１０……サーマルヘッド、２０……発熱体板、２１……突条、２２……支持基板、２２ａ……絶縁板、２２ｂ……ガラス層、２３……発熱抵抗体層、２３ａ……発熱抵抗体、２３ｂ……発熱部、２４……発熱領域、２６……ボンディングパッド、２８……電極層、２８ａ……個別電極、２８ｂ……共通電極、２９……保護層、３０………放熱板、４０……回路基板、４２……駆動ＩＣ、４４，４５……ボンディングワイヤ、４６……間隙、４８……樹脂、５０……プラテンローラ、５２……軸、６０……感熱記録媒体、６２……配線層、７０……端面、７４……斜面部、７５……斜面、８１……溝入れ用ブレード、８２……分割用ブレード、Ｐｄ……分割位置、θｔ……テーパ角度、θ……傾き、ｄｍ……主走査方向、ｄｓ……副走査方向
【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】
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