(57)【要約】【課題】  発熱抵抗体の発熱効率を向上して消費電力の低減を図り、発熱抵抗体下部の基板の強度を向上させたサーマルヘッド及びサーマルプリンタを提供する。【解決手段】  基板２上に複数の発熱抵抗体４を間隔をあけて配列し、各発熱抵抗体４に電力を供給する配線５ａ，５ｂを接続してなり、基板２の各発熱抵抗体４により覆われる領域に、各発熱抵抗体に対して個別に空洞部８が設けられ、互いに隣接する空洞部の基板上面からみたときの投影形状において、少なくとも双方の空洞部の発熱抵抗体に近い側の投影形状が、印刷対象物の送り方向に対して重なり部分を有する発熱抵抗素子部品１を提供する。【選択図】  図１
2008200913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面に積層された絶縁被膜と、
前記絶縁被膜の上に配列された複数の発熱抵抗体と、
前記複数の発熱抵抗体それぞれに接続された配線と、
前記基板の前記複数の発熱抵抗体に覆われる領域それぞれに、各発熱抵抗体に対応して個別に設けられた複数の空洞部と、を有し、
前記基板を前記一方の面側から又は前記一方の面とは反対の面側からみたときの、互いに隣接する前記空洞部の投影形状が、前記発熱抵抗体の配列方向とは略直角な印刷対象物の送り方向に重なり部分を有するサーマルヘッド。
【請求項２】
前記空洞部それぞれの投影形状が平行四辺形である請求項１記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記空洞部それぞれの投影形状が等脚台形形状であり、該台形の上底および下底が前記発熱抵抗体の配列方向とは略直角な印刷対象物の送り方向に対向されて配置されている請求項１記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
前記空洞部それぞれが、前記基板を厚さ方向に貫通している請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
【請求項５】
前記空洞部それぞれの下端が、第２の基板によって覆われている請求項４記載のサーマルヘッド。
【請求項６】
前記空洞部それぞれが、互いに連通している請求項５記載のサーマルヘッド。
【請求項７】
複数の発熱抵抗体が印刷対象物の送り方向に対して略直角な方向に配列されているサーマルヘッドの製造方法であって、
基板の一方の面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、
前記基板の前記一方の面とは反対側の他方の面に、複数のエッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記絶縁皮膜上に、前記複数のエッチング窓それぞれの位置に対応させて発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、
前記発熱抵抗体それぞれに接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして、前記基板の前記他方の面からエッチングすることにより、前記基板を貫通する空洞部を複数形成する空洞部形成工程と、を有し、
前記空洞部形成工程が、前記基板を前記一方の面側から又は前記他方の面側からみたとき、互いに隣接する前記空洞部が、前記発熱抵抗体の配列方向とは略直角な方向に重なり部分を有するように、前記空洞部を形成する工程であるサーマルヘッドの製造方法。
【請求項８】
複数の発熱抵抗体が印刷対象物の送り方向に対して略直角な方向に配列されているサーマルヘッドの製造方法であって、
基板に複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記複数の貫通孔が形成された前記基板を複数用い、前記複数の貫通孔がそれぞれ連通するように前記基板を複数重ね合わせて接合し支持基板を構成する支持基板構成工程と、
連通した前記複数の貫通孔それぞれに犠牲層材料を埋め込む犠牲層埋込工程と、
前記犠牲層材料が埋め込まれた前記支持基板の一方の面に、絶縁皮膜を形成する絶縁皮膜形成工程と、
前記絶縁皮膜上に、前記複数の貫通孔それぞれの位置に対応させて発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、
前記発熱抵抗体それぞれに接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記支持基板の前記絶縁皮膜が形成されている面とは反対側の他方の面から、前記犠牲層材料を除去する犠牲層除去工程と、を有し、
前記貫通孔形成工程は、互いに隣接する前記貫通孔が、前記発熱抵抗体の配列方向とは略直角な方向に重なり部分を有するように、前記基板に貫通孔を形成するサーマルヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記基板にグリーンシートを用い、前記貫通孔が形成された基板を焼結する焼結工程をさらに備える請求項８に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載のサーマルヘッドの製造方法により製造されたサーマルヘッド。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項６または請求項１０のいずれか１項に記載のサーマルヘッドを備えるサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、サーマルヘッドとその製造方法、及びサーマルヘッドを用いるサーマルプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーマルプリンタは小型情報機器端末に多く用いられるようになってきている。小型情報機器端末はバッテリ駆動であるため、サーマルプリンタの省電力化が強く求められ、そのための発熱効率の高いサーマルヘッドが求められている。
【０００３】
サーマルヘッドの高効率化においては、発熱抵抗体の下層に断熱層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。発熱抵抗体で発生した熱量のうち、発熱抵抗体上方の耐摩耗層に伝達される上方伝達熱量の方が発熱抵抗下方の絶縁基板に伝達される下方伝達熱量よりも大きくなるので、印字時に必要とされるエネルギー効率が良好となる。
【特許文献１】特開平６−１６６１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される構造のサーマルヘッドには、以下の問題がある。
【０００５】
すなわち、発熱抵抗体の下に空洞部を設けることで、絶縁基板本体方向への断熱効果はあるものの、厚さ方向の中間位置に空洞部を形成するためにアンダーグレーズ層自体が比較的厚く形成される必要がある。このため、アンダーグレーズ層に伝達された熱量がアンダーグレーズ層内に蓄積されることとなり、発熱抵抗体の表面側への熱量の伝達量が少なくなって、発熱効率が低下するという問題がある。
【０００６】
また、空洞部を形成するために蒸発させる樹脂材料の寸法精度は低く、精密な形状の空洞部を形成することができない。このため、空洞部は、複数の発熱抵抗体の配列方向に沿って複数の発熱抵抗体に跨るように帯状に形成されるので、発熱抵抗体の位置におけるアンダーグレーズ層の強度が低く、印字の際に発熱抵抗体にかかる圧力によって、空洞部が潰れ易いという欠点がある。特に、発熱抵抗体との間に印刷用紙を挟むドラムは、発熱抵抗体の配列方向に沿って配置されるため、アンダーグレーズ層が発熱抵抗体の配列方向に沿って割れる虞がある。
【０００７】
さらに、アンダーグレーズ層の厚さ方向の中間位置に空洞部を設ける従来の方法は、アンダーグレーズ下層の表面に、セルロース系樹脂からなる蒸発成分層を帯状に印刷して乾燥させ、その後、アンダーグレーズ下層と同一の絶縁材料からなるアンダーグレーズ表層形成ペーストを表面に形成して乾燥させる。さらに、このようにして積層された絶縁材料を約１３００℃の温度で焼成することにより、蒸発成分層を蒸発させるものである。したがって、発熱抵抗体の下方に空洞部を設けるために複雑な工程が必要であり、製造に時間を要するという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、発熱抵抗体の発熱効率を向上して消費電力の低減を図り、発熱抵抗体下部の基板の強度を向上し、簡易にかつ安価に製造することができるサーマルヘッドとその製造方法およびサーマル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】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明は、基板と、前記基板の一方の面に積層された絶縁被膜と、前記絶縁被膜の上に配列された複数の発熱抵抗体と、前記複数の発熱抵抗体それぞれに接続された配線と、前記基板の前記複数の発熱抵抗体に覆われる領域それぞれに、各発熱抵抗体に対応して個別に設けられた複数の空洞部とを有し、前記基板を前記一方の面側から又は前記一方の面とは反対の面側からみたときの、互いに隣接する前記空洞部の投影形状が、前記発熱抵抗体の配列方向とは略直角な印刷対象物の送り方向に重なり部分を有するサーマルヘッドを提供する。
【００１１】
本発明のサーマルヘッドによれば、発熱抵抗体の発熱有効面積部分の下方に、極薄い絶縁被膜が設けられ、さらにその下方に、支持基板が存在しない空洞部が設けられているので、空洞部が断熱層として機能し、発熱抵抗体で発生した熱（熱量）が、支持基板の厚さ方向へ流出してしまうことを抑制することができる。
【００１２】
このように、発熱抵抗体の直下に空洞部が形成されたサーマルヘッドでは、発熱抵抗体において発生した熱は、空洞部の上側に位置する絶縁被膜中において、基板の表面および裏面に平行な方向（すなわち、基板の厚さ方向と直交する方向）に拡散し、基板上との接触部まで伝わることとなる。その後、基板との接触部に達した熱流は、絶縁被膜中において基板の厚さ方向（すなわち、基板の表面および裏面と直交する方向）に伝わり、基板に達することとなる。
【００１３】
なお、空洞部の上側に位置する絶縁被膜中の断熱性能は、絶縁被膜が薄いほど高くなり、空洞部の形成されていない基板上の断熱性能は、絶縁被膜が厚いほど高くなる。絶縁被膜が薄い場合、基板部分の絶縁被膜の断熱性能が低くなる。そのため、空洞部の中心に位置する部分の基板表面温度は高く、空洞部間に形成される空洞を仕切る基板部分（隔壁）の表面温度は低くなりため、発熱抵抗体上およびその周辺部に大きな温度分布が生じる。
【００１４】
本発明のサーマルヘッドでは、互いに隣接する空洞部の投影形状が、発熱抵抗体の配列方向とは略直角な印刷対象物の送り方向に対して重なり部分を有する。そのため、このサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタを用いた場合、同時に通電された隣接する発熱抵抗体の発熱分布が平坦化され、均一な印字パターンを得ることができる。
【００１５】
また、少なくとも前記空洞部と前記絶縁被膜との接する部分の投影形状を等脚台形形状とし、その上底および下底が印刷対象物の送り方向に対向するように、互いに隣接する台形の上底と下底が互い違いになるように配置する。
【００１６】
本発明によれば、各々の発熱抵抗体でみたとき、それらに対応する空洞部それぞれが印刷対象物送り方向を軸にして対称構造となる。従って、単一ドット印字において、印字ドットが対称な形状をもつため、高い印字品質を得ることができる。
【００１７】
上記発明においては、基板中に、各発熱抵抗体に対して個別に空洞部を設けることで、隣接する発熱抵抗体ごとに設けられた空洞部間（隔壁）に基板を残すことができる。空洞部間に残った基板は、厚さ方向に延び、発熱抵抗体の上面から加えられる押圧力を支持する支持部材として機能する。その結果、印刷時等に発熱抵抗体の上面側から押圧力を受けても、空洞部間に残った基板により押圧力が支持され、耐圧性能が向上する。
【００１８】
また、上記発明においては、発熱抵抗体の配列方向に略直角な印刷対象物送り方向に対して、サーマルヘッドの厚み方向における空洞部の投影形状が、重なり部分を有するように形成されているが、基板表面には空洞部による凹凸はない。基板表面の凹凸の原因となる発熱抵抗体や電極配線は、印刷対象物送り方向に対して平行に配置されている。その結果、印刷対象物が送られた場合でも、印刷対象物とサーマルヘッドが均等に接触するため、印刷対象物がスムーズに流れ、印刷対象物にしわが寄らないという利点がある。さらに、発熱抵抗体、電極が斜めに配置されている構造のサーマルヘッドに比べ、印刷対象物とサーマルヘッドとの摩擦による発熱抵抗体、電極の劣化が少ないなどの利点もある。
【００１９】
また、本発明は、基板上に複数の発熱抵抗体を間隔をあけて配列し、各発熱抵抗体に電力を供給する配線を接続してなり、前記基板の各発熱抵抗体により覆われる領域に、該基板を厚さ方向に貫通する空洞部が設け、前記基板上面からみたとき、互いに隣接する空洞部が紙送り方向に対して重なり部分を有するサーマルヘッドを提供する。
【００２０】
本発明によれば、発熱抵抗体の下方には、薄い絶縁被膜が設けられ、さらにその下方には基板が存在しない空洞部が設けられているので、空洞部が断熱層として機能し、発熱抵抗体で発生した熱量の基板側への流出や基板内への蓄熱を抑制することができる。厚い断熱層により、非常に高い断熱効果を得ることができ、その結果、非常に高い発熱効率を得ることができる。
【００２１】
上記発明においては、前記空洞部それぞれの下端が、第２の基板によって覆われていることが好ましい。
【００２２】
空洞部の下端を第２の基板で覆うことで、サーマルヘッドとしての耐圧強度（機械的強度）を向上させることができるとともに、断熱性能をさらに高めることができる。
【００２３】
さらに上記発明においては、前記空洞部が互いに連通していることが好ましい。
【００２４】
空洞部を互いに連通させることで、発熱抵抗体ごとに温度状態が異なっても、全ての発熱抵抗体に対する空洞部内の圧力状態を一定にすることができる。
【００２５】
本発明は、複数の発熱抵抗体が印刷対象物の送り方向に対して略直角な方向に配列されているサーマルヘッドの製造方法であって、基板の一方の面に絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、前記基板の前記一方の面とは反対側の他方の面に、複数のエッチング窓を有するエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、前記絶縁皮膜上に、前記複数のエッチング窓それぞれの位置に対応させて発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、前記発熱抵抗体それぞれに接続する配線を形成する配線形成工程と、前記エッチングマスクをマスクとして、前記基板の前記他方の面からエッチングすることにより、前記基板を貫通する空洞部を複数形成する空洞部形成工程とを有し、前記空洞部形成工程が、前記基板を前記一方の面側から又は前記他方の面側からみたとき、互いに隣接する前記空洞部が、前記発熱抵抗体の配列方向とは略直角な方向に重なり部分を有するように、前記空洞部を形成する工程であるサーマルヘッドの製造方法を提供する。
【００２６】
本発明によれば、空洞部形成工程が、エッチングマスクを形成する工程と基板をエッチングする工程の２工程のみで行われることとなるため、空洞部を形成するための工程数が少なくてすみ、生産性に優れたサーマルヘッドを得ることができる。
【００２７】
本発明によれば、絶縁被膜の厚さ方向の加工精度が向上することから、断熱性能に影響を与える絶縁被膜の厚さの制御性が向上するため、高い断熱性能が得られることとなる。
【００２８】
また、本発明は、複数の発熱抵抗体が印刷対象物の送り方向に対して略直角な方向に配列されているサーマルヘッドの製造方法であって、基板に複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記複数の貫通孔が形成された前記基板を複数用い、前記複数の貫通孔がそれぞれ連通するように前記基板を複数重ね合わせて接合し支持基板を構成する支持基板構成工程と、連通した前記複数の貫通孔それぞれに犠牲層材料を埋め込む犠牲層埋込工程と、前記犠牲層材料が埋め込まれた前記支持基板の一方の面に、絶縁皮膜を形成する絶縁皮膜形成工程と、前記絶縁皮膜上に、前記複数の貫通孔それぞれの位置に対応させて発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と、前記発熱抵抗体それぞれに接続する配線を形成する配線形成工程と、前記支持基板の前記絶縁皮膜が形成されている面とは反対側の他方の面から、前記犠牲層材料を除去する犠牲層除去工程とを有し、前記貫通孔形成工程は、互いに隣接する前記貫通孔が、前記発熱抵抗体の配列方向とは略直角な方向に重なり部分を有するように、前記基板に貫通孔を形成するサーマルヘッドの製造方法を提供する。
【００２９】
本発明のサーマルヘッドの製造方法によれば、貫通孔形成工程により貫通孔が形成された複数の基板を、支持基板構成工程により重ね合わせて接合することによって支持基板が構成される。そして、犠牲層埋込工程により、貫通孔に犠牲層材料が埋め込まれることによって、犠牲層材料が埋め込まれた支持基板が構成される。
【００３０】
その後、絶縁皮膜形成工程により支持基板の表面に絶縁皮膜が形成され、発熱抵抗体形成工程により絶縁皮膜の表面に発熱抵抗体が形成される。そして、発熱抵抗体に接続する配線が配線形成工程により形成された後に、犠牲層除去工程により、各基板の貫通孔に埋め込まれた犠牲層材料が除去される。
【００３１】
この場合において、複数の基板のそれぞれに貫通孔を形成してから重ね合わせて接合することにより支持基板を構成するので、各貫通孔のアスペクト比を小さくすることができ、貫通孔を精密に加工することができる。その結果、発熱抵抗体の配列ピッチを短くすることができる。
【００３２】
また、上記発明においては、前記基板にグリーンシートを用い、貫通孔が形成された基板を焼結する焼結工程をさらに備えることとしてもよい。
【００３３】
焼結工程を備えるようにすることで、グリーンシートからなる基板に貫通孔を形成することにより、貫通孔加工を容易にすることができ、焼結工程によってグリーンシートをセラミックにすることで、剛性の高い支持基板を構成することができる。
【００３４】
本発明によれば、発熱効率を向上して省電力化を図り、少ない電力で長時間にわたり印刷を行うことができる。また、発熱抵抗体の配列ピッチを短縮して解像度の高い印刷を行うことができる。
【００３５】
また、本発明は、上記いずれかのサーマルヘッドを備えるサーマルプリンタを提供する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、隣接する発熱抵抗体の発熱分布が平坦化されるとともに、発熱抵抗体の発熱効率を向上して消費電力が低減され、発熱抵抗体下部の基板の強度も高いサーマルヘッドを提供できる。また、該サーマルヘッドを簡易にかつ安価に製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るサーマルヘッドとその製造方法について、図１ないし図３を参照して以下に説明する。
【００３８】
図１は、本発明の第１実施形態に係るサーマルヘッドを示す平面図である。図２は、図１に示したサーマルヘッドの断面図であり、図２（ａ）は、図１における切断線Ａ−Ａでの縦断面図、図２（ｂ）は、切断線Ｂ−Ｂでの縦断面図、図２（ｃ）は、切断線Ｃ−Ｃでの縦断面図を示す。図３は、図１に示したサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、図１における切断線Ｄ−Ｄでの縦断面図を示し、複数ある発熱抵抗体のうち、１つのみを表示したものである。
【００３９】
図１及び図２に示すように、サーマルヘッド１は、支持基板（以下、基板という。）２と、基板２の上に形成されたアンダーコート（絶縁皮膜）３を備えている。また、アンダーコート３の上には複数の発熱抵抗体４が配列され、それぞれの発熱抵抗体４には電力供給を受けるための配線５が接続されている。さらに、サーマルヘッド１は、発熱抵抗体４および配線５の上面を被覆する保護膜６を備えている。但し、図１の平面図においては、本実施例のサーマルヘッド１の主要構成を明確に示すため、この保護膜６を取り除いた状態で示してある。なお、図２中の符号７は、エッチングマスクである。
【００４０】
基板２には、各発熱抵抗体４によって覆われる領域それぞれに対応する位置に、厚さ方向（図２における上下方向）に貫通する空洞部８が複数形成されている。空洞部８は、発熱抵抗体４で発生した熱の基板２への流出を抑制する断熱層として機能する。
【００４１】
基板２には、各発熱抵抗体４に個別に対応する空洞部８同士を隔離する隔壁９が形成されている。これら隔壁９は、基板２の上層のアンダーコート３を支持する支持部材としての機能を有している。
【００４２】
配線５は、発熱抵抗体４の配列方向に直交する方向の一端に接続される共通配線５ａと、他端に接続される個別配線５ｂとから構成されている。
【００４３】
基板２の一方の面である上面側から見たとき、又はその反対側の他方の面である裏面側からみたとき、空洞部８の投影形状は、図１に破線で示すように平行四辺形である。ここで、図１に示されている複数の空洞部８のうち左端にある空洞部８と、その隣にある左から２番目の空洞部８との配列関係について説明する。
【００４４】
今、左端の空洞部８の投影形状である平行四辺形の、最も右端に位置する角部の位置をＰ１とする。そして、左から２番目の空洞部８の投影形状である平行四辺形の、最も左端に位置する角部の位置をＰ２とすると、図１に示すように、Ｐ２はＰ１よりも左側に位置している。このＰ２がＰ１よりも左側に位置していることが、このサーマルヘッド１における複数の空洞部８が、印刷対象物の送り方向に互いに重なりを持っているということを示している。サーマルヘッド１は、このＰ１とＰ２の位置関係が他の空洞部８における投影形状である平行四辺形についても成立するように、空洞部８の投影形状と各空洞部８間の間隔が決定されて構成されている。
【００４５】
尚、図１では、Ｐ１とＰ２それぞれの位置が、発熱抵抗体４の印刷対象物の送り方向に伸びる外形線の位置と一致しているが、そのように構成させる必要はない。また、このサーマルヘッド１の印刷対象物としては、感熱紙やインクリボンを介しての普通紙などである。
【００４６】
発熱抵抗体４と空洞部８の位置関係は、図２（ａ）から（ｃ）に示すように変化し、互いに隣接する複数の空洞部８は、その一部が印刷対象物の送り方向に対して重なり合うように配置されている。図２（ａ）において一番左側に描かれている空洞部８の右側の隔壁９の壁面９ｃの位置Ｐａと、図２（ｃ）において左側から２番目に描かれている空洞部８の左側の隔壁９の壁面９ｄの位置Ｐｃとを比較すると、Ｐｃの方がＰａよりも左側に位置している。すなわち、左側から１番目と２番目の互いに隣接する空洞部８は、それぞれの空洞部８の一部分が印刷対象物の送り方向に対して重なり合っている。これと同様のことが、他の互いに隣接する空洞部８同士の間でも構成されている。
【００４７】
上述したように、空洞部８の一部分が印刷対象物の送り方向に対して重なり合う構成としたことにより、隣接する発熱抵抗体の発熱分布が平坦化されるとともに、発熱抵抗体の発熱効率を向上して消費電力が低減される。
【００４８】
次に、本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法について説明する。
【００４９】
まず、図３（ａ）に示すように、一定の厚さを有する基板２の表面に、絶縁材料からなるアンダーコート３を成膜する。基板２の材料としては、例えば、単結晶シリコン基板等が用いられる。また、アンダーコート３の材料としては、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ3Ｎ4等が用いられ、その成膜には、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法のいずれかの方法が用いられる。基板２、およびアンダーコート３の厚さ寸法はそれぞれ、数百μｍ、および数μｍ〜数十μｍである。
【００５０】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板２の、アンダーコート３が設けられている面とは逆側の面（以下、裏面という。）に、基板２の空洞部８を加工するためのエッチングマスク７を形成する。具体的には、基板２の裏面に、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法のいずれかの方法によりマスク材料からなるエッチングマスク７を成膜する。マスク材料としては、例えば、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4等の絶縁材料、あるいは、Ａｌ、Ｃｒ等の金属材料が用いられる。
【００５１】
そして、エッチングマスク７の表面にフォトレジスト（図示略）でパターニングした後、リアクティブ・イオン・エッチング（Reactive Ion Etching：ＲＩＥ）によるドライエッチングまたはウェットエッチングを行い、エッチングマスク７をエッチングし、エッチング窓７ａを形成する。エッチングマスク７は、基板２に空洞部８を形成するためのもので、表面側に発熱抵抗体４が配されることとなる領域にエッチング窓７ａを形成し、残りの領域を被覆するようにパターニングされる。
【００５２】
次いで、図３（ｃ）に示すように、基板２の表面側に位置するアンダーコート３の上に発熱抵抗体４を形成する。発熱抵抗体４としては、例えば、Ｔａ系やシリサイド系等の発熱抵抗体材料を用いる。この発熱抵抗体材料をスパッタリングや蒸着法、ＣＶＤ法等により成膜し、リフトオフ法もしくはエッチング法により発熱抵抗体４を形成する。
【００５３】
次いで、図３（ｄ）に示すように、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ等の配線材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜し、リフトオフ法もしくはエッチング法により個別配個別配線５ｂおよび共通配線５ａを形成する。
【００５４】
そして、図３（ｅ）に示すように、例えば、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ3Ｎ等からなる保護膜材料をスパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等により成膜する。保護膜６は、基板２の表面側に位置する発熱抵抗体４および配線５の全面を被覆するように形成される。
【００５５】
最後に、図３（ｆ）に示すように、図３（ｂ）で形成されたエッチングマスク７をマスクとして、基板２の裏面側から、ＲＩＥによるドライエッチング法により基板２をエッチングし、裏面側からアンダーコート３の裏面に到達する空洞部を形成する。
【００５６】
このようにして、図１に示すサーマルヘッド１が製造されこととなる。
【００５７】
このようにして製造され構成された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４の発熱有効面積部分の下方に、極薄いアンダーコート３が設けられ、さらにその下方に、基板２が存在しない空洞部８が設けられているので、空洞部８が断熱層として機能し、発熱抵抗体４で発生した熱（熱量）が、基板２の厚さ方向へ流出してしまうことを抑制することができる。
【００５８】
このように、発熱抵抗体４の直下に空洞部８が形成されたサーマルヘッド１では、発熱抵抗体４において発生した熱は、空洞部８の上側に位置するアンダーコート３中において、基板２の表面および裏面に平行な方向（すなわち、保護膜６の表面に平行な方向）に拡散し、基板２との接触部まで伝わることとなる。その後、基板２との接触部に達した熱流は、アンダーコート３中において基板２の厚さ方向（すなわち、基板２の表面および裏面と直交する方向）に伝わり、基板２に達することとなる。
【００５９】
なお、空洞部８の上側に位置するアンダーコート３中の断熱性能は、アンダーコート３が薄いほど高くなり、基板上のアンダーコート３中の断熱性能は、アンダーコート３が厚いほど高くなる。
【００６０】
また、空洞部８の形成は、図３（ｂ）のエッチングマスク７の形成工程と、図３（ｆ）の基板２のエッチング工程の２工程のみで行われる。そのため、空洞部８を形成するための工程数が少なくてすみ、生産性に優れたサーマルヘッド１を得ることができる。
【００６１】
本実施例では、各発熱抵抗体４に対して個別に空洞部８を設けることで、隣接する発熱抵抗体４ごとに設けられた空洞部８間に基板２（すなわち、隔壁９）を残すことができる。隔壁９は、厚さ方向に延び、発熱抵抗体４の上面から加えられる押圧力を支持する支持部材として機能する。その結果、印刷時等に発熱抵抗体４の上面側から押圧力を受けても、空洞部８間に残った隔壁９により押圧力が支持され、耐圧性能が向上する。
【００６２】
さらにまた、発熱抵抗体４を単結晶シリコン基板を用いて構成することにより、半導体製造技術を利用して、発熱抵抗体４の下方に空洞部８を簡易に、かつ、精度よく形成することができる。したがって、従来の方法と比較して、製造工数を削減することができる。
【００６３】
次に、本実施例のサーマルヘッド１に通電した際の発熱抵抗体上の温度分布と、印刷対象物の１つである感熱紙への印字パターンについて説明する。
【００６４】
本実施例のサーマルヘッド１と性能比較を行うための比較例として、サーマルヘッド１２を図４に示す。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ縦断面図を示す。
【００６５】
サーマルヘッド１２は、サーマルヘッド１と同じ構成要素からなるが、互いに隣接する空洞部が紙送り方向に対して重なっていない点で異なる。ここでは、上述したサーマルヘッド１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。基板２の上面から見たとき、空洞部は長方形である。発熱抵抗体４と空洞部８の位置関係は、発熱抵抗体が覆う領域では常に図４（ｂ）のように重なっている。
【００６６】
実際に作製されるサーマルヘッドは図４（ｂ）に示されるように発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂ上に、保護膜が形成されているが、図４（ａ）では、発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂなどの構成要素の配置を説明するため、保護膜を取り除いた状態のサーマルヘッドが図示されている。
【００６７】
ここで、本実施例のサーマルヘッド１と比較例のサーマルヘッド１２との性能比較結果について、図５及び図６を用いて説明する。
【００６８】
図５は、比較例のサーマルヘッドによる性能測定結果を示す図であり、（ａ）は、通電時のサーマルヘッド１２の発熱抵抗体上における温度分布を示す図、（ｂ）は、感熱紙に印字した際の印字パターンを示す図である。図５（ａ）、（ｂ）は、互いに隣接する３つの発熱抵抗体に通電した際の温度分布、印字パターンを示す。アンダーコート３が薄いため、空洞部の中心に位置する部分の基板表面温度は高く、空洞部間に形成される空洞を仕切る基板部分（隔壁）の基板表面温度は低くなる。その結果、図５（ａ）の温度分布曲線３０のように、発熱抵抗体上およびその周辺部に大きな温度分布が生じる。発熱抵抗体４の中央部で最大温度Ｔｐ、発熱抵抗体間の隔壁９上で最低温度Ｔｌとなる。感熱紙を発色させることができる最低温度をＴｔｈとすると、図５（ａ）の温度分布をもつサーマルヘッドで印字すると、図５（ｂ）に示すように、連続する発熱抵抗体に通電しているにもかかわらず、べた黒パターンではなく、発色部４１の間に白線抜き部４２が発生する。
【００６９】
図６は、本実施例のサーマルヘッドによる性能測定結果を示す図であり、（ａ）は、サーマルヘッド１に通電した際の温度分布を示す図、（ｂ）は、印刷対象物の１つである感熱紙に印字した際の印字パターンを示す図である。図６（ａ）、（ｂ）は、互いに隣接する３つの発熱抵抗体に通電した際の温度分布、印字パターンを示す。図６（ａ）中には、図１（ａ）のＡ−Ａ縦断面における温度分布曲線３１、Ｂ−Ｂ縦断面における温度分布曲線３２、Ｂ−Ｂ縦断面における温度分布曲線３３が示されている。３箇所の縦断面の温度分布は発熱抵抗体の配列方向にシフトしているため、感熱紙を用紙送り方向に送りながら印字することにより、発熱抵抗体全体として均一な温度分布を得ることができる。その結果、印字パターンは図６（ｂ）に示すように、各発熱抵抗体による発色部４１が重なりあい、良好なべた黒の印字パターンを得ることができる。
【００７０】
本実施例のサーマルヘッド１では、空洞部８の投影形状が、基板２の上面または裏面からみたときに平行四辺形であり、かつその投影部分の基板２の厚み方向位置には関係なく、どの厚み方向位置でもほぼ同寸法・同形状の投影形状である。図２に示すサーマルヘッドの長手方向の縦断面図、及び図３に示す印刷対象物の送り方向に沿った縦断面図の双方に示されているように、空洞部８の縦断面形状は略長方形である。
【００７１】
しかしながら、本実施例のサーマルヘッド１における空洞部８の縦断面形状は略長方形に限定されるものではなく、例えば台形でも平行四辺形でも良い。但し、平行四辺形の場合には、複数の空洞部８間の隔壁９が斜めに形成されるため、発熱抵抗体４の上面からの押圧力に対する強度に注意する必要がある。
【００７２】
空洞部８の縦断面形状を台形とする場合には、基板２の上面または裏面からみたときに、厚み方向位置が異なることにより、それぞれの空洞部８の投影形状寸法が互いに異なることになる。この場合の印刷対象物の送り方向での空洞部８の投影形状の重なりは、厚み方向位置の違いにより重なったり重ならなかったりするが、重なる厚み方向位置が発熱抵抗体４に近い位置であればあるほど、印刷対象物を送りながら印刷する際の発熱抵抗体全体の温度分布を均一化させることができる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るサーマルヘッド１０について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る発熱抵抗素子部品であるサーマルヘッドを示す図である。図８（ａ）および８（ｂ）はそれぞれ図７のＦ−Ｆ縦断面図、Ｇ−Ｇ縦断面図である。本実施形態の説明において、上述した実施形態１に係るサーマルヘッド１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
基板２の上面から見たとき、空洞部は等脚台形形状である。発熱抵抗体４と空洞部８の位置関係は、図８（ａ）から図８（ｂ）に変化し、互いに隣接する空洞部８が紙送り方向に対して重なり合うように配置されている。
【００７４】
実際に作製されるサーマルヘッドは図８(a)、８（ｂ）に示されるように発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂ上に、保護膜が形成されているが、図７では、発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂなどの構成要素の配置を説明するため、保護膜を取り除いた状態のサーマルヘッドが図示されている。
【００７５】
本実施例のサーマルヘッド１０に通電した際の温度分布を図９（ａ）に、また、印刷対象物の１つである感熱紙に印字した際の印字パターンを図９（ｂ）に示す。図９（ａ）、９（ｂ）は、隣接する３つ発熱抵抗体に通電した際の温度分布、印字パターンを示す。図９（ａ）中には、図７（ａ）のＦ−Ｆ縦断面における温度分布曲線３４、Ｇ−Ｇ縦断面における温度分布曲線３５が示されている。空洞部の幅が広い箇所の温度分布は広くなり、一方、空洞部の幅が狭い箇所の温度分布は狭くなるため、感熱紙を用紙送り方向に送りながら印字することにより、発熱抵抗体全体として均一な温度分布を得ることができる。その結果、印字パターンは図９（ｂ）に示すように、各発熱抵抗体による発色部４１が重なりあい、良好なべた黒の印字パターンを得ることができる。
【００７６】
本実施例では、第一実施例のサーマルヘッドと同様の効果が得られる他、各々の発熱抵抗体でみたとき、空洞部８が用紙送り方向を軸にして対称構造であり、単一ドット印字において、印字ドットが対称な形状をもつため、高い印字品質を得ることができる効果も有する。
【００７７】
なお、図１０に示すように、上述したサーマルヘッドの下端面（図８において下側に位置する面）が、第２の基板１３で覆われるように構成されているとさらに好適である。第２の基板１３としては、ガラス基板やシリコン基板、アルミナセラミクス基板等の絶縁性基板が用いられている。
【００７８】
実際に作製されるサーマルヘッドは図１０（ｂ）に示されるように発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂ上に、保護膜が形成されているが、図１０（ａ）では、発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂなどの構成要素の配置を説明するため、保護膜を取り除いた状態のサーマルヘッドが図示されている。
【００７９】
このようにサーマルヘッド１ｂを構成することにより、隔壁９の下端面同士が第２の基板１３で互いに接合（結合）されることとなるので、サーマルヘッド全体の機械的強度を増加させることができる。
【００８０】
また、第２の基板１３により、各空洞部８の下端が塞がれて、各空洞部８がそれぞれ独立した密閉空間を形成することとなるので、断熱性能をさらに高めことができる。
【００８１】
本実施形態においては、例えば、真空状態においてシリコン基板２の裏面にガラス基板１２を貼り付けることにより、密封された空洞部８内を真空状態にすることができる。
【００８２】
このようにすることで、空洞部８内の空気による熱伝導をなくし、断熱効果をさらに向上することができる。また、発熱抵抗体４の作動による温度変化に応じて密封された空洞部８内の圧力が変動することを回避することができる。
【００８３】
一方、空洞部８内に大気圧より高い圧力状態の気体を封入することにしてもよい。このようにすることで、薄膜で構成される発熱抵抗体４の発熱面に外部から力が加わった場合に、空洞部８の内圧によりこの外力に対抗して発熱面の変形を防止し、あるいは、変形後に元の状態に復元する効果を得ることができる。
【００８４】
この場合に、空洞部８内に密封するガスとしては、Ｎ2、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガスを用いることが好ましい。このようにすることで、アンダーコート３を透過する密封ガスにより、発熱抵抗体４が酸化してしまうことを防止できる。また、第２の基板１３と基板とを陽極接合で接合する場合、接合時に２００〜４００℃の高温で過熱される。したがって、不活性ガスを封入することで、陽極接合時の過熱によっても発熱抵抗体４が酸化したり特性劣化したりする問題を防止でき、信頼性および再現性の高いサーマルヘッドを構成することができる。
【００８５】
また、発熱抵抗体４ごとに個別に形成された複数の空洞部８を相互に連絡するように、図１１に示されるような連通孔１４を設けることにしてもよい。このようにすることで、発熱抵抗体４ごとに温度状態が異なっても、全ての発熱抵抗体４に対する空洞部８内の圧力状態を一定にすることができるという利点がある。
【００８６】
また、上記においては、第２の基板１３により空洞部８を密封する場合について説明したが、これに代えて、基板あるいは第２の基板に空洞部８を大気開放するにするための開口部を形成してもよい。このようにすることで、各発熱抵抗体４に設けられた空洞部８内の内圧を均一な大気圧に保持することができる。空洞部８内の圧力は熱伝導に影響するため、空洞部８を大気開放することによって、各発熱抵抗体４の発熱特性を均一にすることができる。
【００８７】
実際に作製されるサーマルヘッドは図１１（ｂ）に示されるように発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂ上に、保護膜が形成されているが、図１１（ａ）では、発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂなどの構成要素の配置を説明するため、保護膜を取り除いた状態のサーマルヘッドが図示されている。
【００８８】
また、図１２に示すように、上述したサーマルヘッドの支持基板を、厚さ方向に積層される複数の基板で構成しても良い。
【００８９】
サーマルヘッド１１ｃの支持基板は、２枚の基板１５ａ、１５ｂを厚さ方向に重ね合わせて接合することにより構成されている。基板１５ａ、１５ｂには、発熱抵抗体４によって覆われる領域に、厚さ方向に貫通する空洞部８が形成されている。
【００９０】
次に、このサーマルヘッドの製造方法について図１３を用いて説明する。図１３は図１２（ａ）のＫ−Ｋ縦断面を表し、複数ある発熱抵抗体のうち、１つのみを表示したものである。
【００９１】
まず、図１３（ａ），（ｂ）に示されるように、基板１５ａに貫通孔１６ａを形成し、基板１５ｂに貫通孔１６ｂを形成する。基板１５ａ、１５ｂの材質は、同じでも、異なっていてもよい。例えば、基板１５ａにシリコン、基板１５ｂに硼珪酸ガラスを用いることができる。基板１５ａの厚さ寸法は、数十μｍから数百μｍである。基板１５ｂの厚さ寸法は数百μｍである。貫通孔１６ａ，１６ｂの形成方法には、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などのドライエッチング法が用いられる。
【００９２】
次に、図１３（ｃ）に示されるように、貫通孔１６ａ，１６が重なるように基板１５ａ、１５ｂを接合する。基板１５ａにシリコン、基板１５ｂに硼珪酸ガラスを用いた場合、両基板１５ａ、１５ｂに加熱しながら数百Ｖの電圧を加え、共有結合により接合される陽極接合を用いることができる。そのほか、直接接合あるいはガラスフリット接合等によっても貼り合わせることができる。
【００９３】
次に、図１３（ｄ）に示されるように、貫通孔１６ａ，１６ｂに酸性、または、アルカリ性、または、有機系の溶液で溶解可能な犠牲層材料を埋め込んで犠牲層１７を構成する。酸性溶液に溶解可能な犠牲層材料としては、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｎｉなどある。アルカリ性に溶解可能な犠牲層材料としては、ノボラック樹脂系のフォトレジストなどがある。有機溶剤に溶解可能な材料として、フォトレジストや樹脂材料がある。
【００９４】
埋め込み方法としては、犠牲層材料に金属材料を用いて、めっきにより埋め込む方法がある。その他、スクリーン印刷法により、貫通孔１６ａ，１６ｂに金属ペーストを埋め込み、乾燥、熱処理を行って犠牲層１７を形成する方法もある。その他、フォトレジストや過熱処理や紫外線照射などにより硬化する樹脂を用いて、樹脂を液体の状態で空洞部８に埋め込み、過熱処理や紫外線照射を行い、樹脂を硬化させる方法もある。さらに、溶融した金属を大気圧もしくは減圧状態で空洞部８に埋め込み、冷却して犠牲層１７を形成する方法もある。ここまでの工程により、基板１５ａ、１５ｂとからなり、犠牲層１７が埋め込まれた支持基板が形成される。
【００９５】
次に、図１３（ｅ）に示されるように基板１５ｂの表面に絶縁材料からなるアンダーコート３を成膜する。その材料としては、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）、Ｓｉ3Ｎ4等が用いられ、スパッタリングや蒸着法等により成膜される。アンダーコート３の厚さ寸法は数百μｍ〜数μｍである。
【００９６】
次いで、図１３（ｆ）に示されるように、アンダーコート３を形成し、該アンダーコート３上に発熱抵抗体４を形成する。発熱抵抗体４としては、Ｔａ系やシリサイド系等の発熱抵抗体材料を用いる。この発熱抵抗体材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜し、リフトオフ法もしくはエッチング法により発熱抵抗体４を形成する。
【００９７】
次いで、図１３（ｇ）に示されるように、Ａｌ，Ａｌ−ＳｉまたはＡｕ等の配線材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜し、リフトオフ法もしくはエッチング法により個別配線５ｂおよび共通配線５ａを形成する。
【００９８】
その後、図１３（ｈ）に示されるように、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＡｌＯＮまたはＳｉ3Ｎ4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法等により成膜する。保護膜６は、支持基板２表面の発熱抵抗体４および配線５ａ，５ｂ全面を被覆するように形成される。
【００９９】
最後に、図１３（ｉ）に示されるように、支持基板２の裏面側から、図１３（ｃ）で形成された犠牲層１７をウェットエッチングにより除去し、アンダーコート３裏面に到達する空洞部８を形成する。ウェットエッチングに用いられる溶解液として、犠牲層材料にＣｕ，ＦｅまたはＮｉを用いる場合、塩化第II鉄（ＦｅＣｌ3）溶液、硫酸（Ｈ2
ＳＯ4）溶液やそれらを含む混合液が用いられる。また、犠牲層材料にＭｏを用いる場合、硝酸（ＨＮＯ３）溶液、および、それらを含む混合液が用いられる。また、ノボラック樹脂系のフォトレジストからなる犠牲層１７には、アルカリ溶液をウェットエッチングの溶解液として用いることができる。また、樹脂製の犠牲層１７には、有機系溶液をウェットエッチングの溶解液として用いることができる。これにより、図１０に示されるサーマルヘッド１１ｃが製造される。
【０１００】
実際に作製されるサーマルヘッドは図１２（ｂ）に示されるように発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂ上に、保護膜が形成されているが、図１２（ａ）では、発熱抵抗体４、配線電極５ａ、５ｂなどの構成要素の配置を説明するため、保護膜を取り除いた状態のサーマルヘッドが図示されている。
【０１０１】
このようにして構成されたサーマルヘッド１１ｃによれば、犠牲層１７を埋め込んだ支持基板を基板１５ａと基板１５ｂとに分けて構成することで、同じ強度の支持基板を単層で実現する場合に比べ、それぞれの基板１５ａ、１５ｂに形成する貫通孔１６ａ、１６ｂのアスペクト比を小さくできる。一般的に、アスペクト比の大きな貫通孔１６ａ，１６ｂを精度良く形成することは困難であるため、本実施形態に係る製造方法によれば、発熱抵抗体４の下方に個別の空洞部８を簡易にかつ精度よく形成することができる。
【０１０２】
この製造方法によれば、高い精度で多数の発熱抵抗体４を配置でき、かつ、高い機械強度をもつ、高効率なラインサーマルヘッド１１ｃを得るのに大変有効である。
【０１０３】
なお、本実施形態に係るサーマルヘッド１１ｃにおいては、支持基板を基板１５ａと基板１５ｂの２つに分けて作製しているが、これに代えて、３つ以上の基板を積層して支持基板を構成することも可能である。
【０１０４】
これにより、各基板１５ａ、１５ｂに形成される貫通孔１６ａ，１６ｂのアスペクト比をさらに小さくすることができ、さらなる加工精度の向上および製造工程の簡易化を図ることができる。
【０１０５】
また、図１３（ａ）および図１３（ｂ）において、基板１５ａ、基板１５ｂの貫通孔１６ａ、１６ｂを加工する方法として、サンドブラスト法を用いるとしてもよい。このようにすることで、大気圧中での貫通孔加工が可能となるため、加工工程を簡略化することができる。また、貫通孔１６ａ、１６ｂの加工工程において、金型によるパンチ加工やドリルによる切削加工により貫通孔１６ａ、１６ｂを形成することとしてもよい。このようにすることで、フォトリソグラフィを用いて貫通孔１６ａ、１６ｂを加工する場合に比べ、平面寸法精度は劣るが、加工用マスクを使うことなく、また、高真空装置を用いずに貫通孔１６ａ、１６ｂを形成できるため、支持基板２を簡易に製造することができる。
【０１０６】
また、本実施形態の貫通孔１６ａ、１６ｂの加工工程において、レーザー加工を使うこととしてもよい。このようにすることで、加工用マスクを使うことなく、また、高真空装置を用いずに貫通孔１６ａ、１６ｂを形成できるため、支持基板をさらに簡易に製造することができるほか、空洞部８の形成工程における寸法精度を向上させることができる。
【０１０７】
また、図１３（ｄ）の犠牲層材料の埋め込み工程で、スクリーン印刷を用いて金属ペーストを空洞部８に充填することで、犠牲層１７の埋込工程を簡略化することができる。
【０１０８】
また、図１３（ｄ）で、砥石を使う研削加工、細かい粒径の研磨剤を含む研磨液による機械研磨加工、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）等の研磨技術を施すことにより、犠牲層１７上面と基板１５ｂ上面との段差をなくすことができ、その後の各成膜工程を良好に行うことができる。したがって、発熱抵抗体４全体の機械的強度をさらに向上させることができる。
【０１０９】
さらに、配線５にＡｌ、犠牲層１７にＣｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｇのいずれか、エッチング液に発煙硝酸を選択した場合、発煙硝酸を用いてＭｏ犠牲層をエッチングしている間、配線５のダメージを減らすことができる。その結果、サーマルヘッド１表面の保護が不要となり、製造工程を簡略化できる。
【０１１０】
また、基板１５ａ、１５ｂとして、焼結することによりセラミック材料となるグリーンシートを用いることとしてもよい。グリーンシートの厚さ寸法は数十μｍから数百μｍである。焼結前のグリーンシートは柔らかく、貫通孔１６ａ、１６ｂの加工が容易である一方、焼結することで、グリーンシートは、非常に堅く、丈夫なセラミック製基板１５ａ，１５ｂとなる。
【０１１１】
支持基板にグリーンシートを用いる場合、図１３（ａ）、１３（ｂ）の貫通孔１６ａ，１６ｂの形成工程において、金型によるパンチ加工やドリルによる切削加工により貫通孔９，１０を形成することが可能であり、支持基板の製造を簡略化することができる。図１３（ｃ）の接合工程では、貫通孔１６ａ，１６ｂを形成した複数のグリーンシートを接着材を用いるか、または、接着剤を用いずに加圧のみで接合することができる。その後、積層したものを約１０００〜２０００℃にまで昇温する炉で焼結する。図１３（ｄ）の埋め込み工程で犠牲層１７を埋め込み、支持基板２を製造する。
【０１１２】
このように、グリーンシートを用いて支持基板を製造することで、機械強度の高いサーマルヘッド１を、精度良くかつ簡易に製造することができる。
【０１１３】
また、基板１５ａ、１５ｂの材料として、金属、シリコン、ガラス（硼珪酸ガラス）、セラミック（アルミナ）を採用し、任意に組み合わせることとしてもよい。この場合、いずれかの基板１５ａ、１５ｂに金属を使用することで、強度を向上することができる。特に、基板１５ａに金属を使用することで、隔壁９の厚さ寸法を１００μｍ以下に抑えても、十分に高い強度を得ることができ、また基板１５ｂの形成に、スパッタ、真空蒸着、電鋳等の薄膜プロセスを用いることができ、貫通孔８および隔壁９の加工精度を向上することができる。
【０１１４】
次に、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタ２０について、図１４を参照して以下に説明する。
【０１１５】
本実施形態に係るサーマルプリンタ２０は、本体フレーム２１に、水平配置されるプラテンローラ２２と、プラテンローラ２２に印刷対象物２３を挟んで押し付けられる上記第１〜第２実施形態に係るサーマルヘッド１，１０、１１ａ、１１ｂ、１１ｃとを備えている。サーマルヘッド１，１０、１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、プラテンローラ２２の長手方向に配列された複数の発熱抵抗体４を有し、加圧機構２４により所定の押圧力で印刷対象物２３に押し付けられるようになっている。図中、符号２５は紙送り駆動モータである。
【０１１６】
本実施形態に係るサーマルプリンタ２０によれば、サーマルヘッド１，１０、１１ａ、１１ｂ、１１ｃの発熱効率が高く、少ない電力で印刷対象物２３に印刷することができる。したがって、バッテリの持続時間を長期化させることが可能となる。
【０１１７】
なお、上記各実施形態においては、サーマルヘッド１，１０、１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび直接感熱発色するサーマルプリンタ２０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、サーマルヘッド１，１０、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ以外の発熱抵抗素子部品やサーマルプリンタ２０以外のプリンタ装置にも応用することができる。
【０１１８】
例えば、発熱抵抗素子部品としては、熱によってインクを吐出するサーマル式またはバルブ式のインクジェットヘッドを始めとした用途に応用できる。また、サーマルヘッド１，１０、１１ａ、１１ｂ、１１ｃとほぼ同様の構造である熱消去ヘッドや、熱定着を必要とするプリンタ等の定着ヒータ、光導波路型光部品の薄膜発熱抵抗素子等、他の膜状の発熱抵抗素子部品を保有する電子部品でも同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
また、プリンタとしては、昇華型または溶融型転写リボンを使用した熱転写プリンタ、印字媒体の発色と証拠が可能なリライタブルサーマルプリンタ、加熱により粘着性を呈する感熱性活性粘着剤式ラベルプリンタ等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るサーマルヘッドを示す平面図である。
【図２】図１に示すサーマルヘッドの断面図であり、それぞれ（ａ）は切断線Ａ−Ａ、（ｂ）はＢ−Ｂ、（ｃ）はＣ−Ｃにおける縦断面図である。
【図３】図１に示すサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図であり、各図は図１における切断線Ｄ−Ｄでの断面図を示す。
【図４】図１のサーマルヘッドと比較するためのサーマルヘッドの比較例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における切断線Ｅ-Ｅでの縦断面図である。
【図５】図４のサーマルヘッドの（ａ）表面温度分布と、（ｂ）感熱紙への印字パターン。
【図６】図１のサーマルヘッドの（ａ）表面温度分布と、（ｂ）感熱紙への印字パターン。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るサーマルヘッドを示す図である。
【図８】図７のサーマルヘッドの（ａ）Ｆ-Ｆ縦断面図、（ｃ）はＧ−Ｇ縦断面図である。
【図９】図７のサーマルヘッドの（ａ）表面温度分布と、（ｂ）感熱紙への印字パターン。
【図１０】図１のサーマルヘッドの変形例であって、下端面を第２の基板で覆われるように構成されているサーマルヘッドを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）はＨ-Ｈ縦断面図である。
【図１１】図１０のサーマルヘッドの変形例であって、空洞部間を連絡する連通孔を第２の基板に有するサーマルヘッドを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩ-Ｉ縦断面図である。
【図１２】図１のサーマルヘッドの変形例であって、支持基板を厚さ方向に積層される複数の基板で構成しているサーマルヘッドを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）はＪ-Ｊ縦断面図である。
【図１３】図１２のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程図である。各図は図１２のK-K断面図を示す。
【図１４】本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１、１１、１２  サーマルヘッド（発熱抵抗素子部品）
２  支持基板（基板）
３  アンダーコート（絶縁被膜）
４  発熱抵抗体
５ａ  共通配線（配線）
５ｂ  個別配線（配線）
７  エッチングマスク
７ａ  エッチング窓
８  空洞部
９、９ａ、９ｂ  隔壁
１３  第二の基板
１４  連通孔
１５ａ、１５ｂ  基板
１６ａ、１６ｂ  貫通孔
１７  犠牲層
２０  サーマルプリンタ（プリンタ）
【図１】
2008200913.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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