(57)【要約】【課題】サーマルプリントヘッドに用いる発熱体板のグレーズ層の突条部の直線性を高める。【解決手段】第１の絶縁材料で形成された素板７１の表面に、その素板７１を分割して形成される長方形のヘッド基板２２の長辺に沿ってライン状に延びる突条部２１を含む第１の絶縁材料と熱膨張係数が異なる第２の絶縁材料で形成されるグレーズ層２５のパターンを複数並べて融着させ、素板７１をグレーズ層２５とともに分割してヘッド基板２２を形成するサーマルプリントヘッドの製造方法で、突条部２１のラインをヘッド基板２２の長辺に向かう凸状の弧に形成するグレーズ層形成工程と、グレーズ層形成工程の後に、素板７１をグレーズ層２５とともにヘッド基板２２の長辺に沿って分割する分割工程と、を行う。【選択図】図１
2008230111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁材料で形成された素板の表面に、その素板を分割して形成される長方形のヘッド基板の長辺に沿ってライン状に延びる突条部を含む前記第１の絶縁材料と熱膨張係数が異なる第２の絶縁材料で形成されるグレーズ層のパターンを複数並べて融着させ、前記素板を前記グレーズ層とともに分割して前記ヘッド基板を形成するサーマルプリントヘッドの製造方法において、
前記突条部のラインを前記ヘッド基板の長辺に向かう凹状の弧に形成するグレーズ層形成工程と、
前記グレーズ層形成工程の後に、前記素板を前記グレーズ層とともに前記ヘッド基板の長辺に沿って分割する分割工程と、
を有することを特徴とするサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記グレーズ層形成工程は、
スラリー状のガラス粉末を前記素板にパターン印刷するパターン形成工程と、
前記パターン形成工程の後に、前記ガラス粉末を加熱して前記グレーズ層を形成する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、前記グレーズ層および前記素板を冷却する冷却工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記パターンは、隣り合う前記突条部が前記長辺に対して対称に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記突条部に配列された発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長方形の発熱体板の長辺に沿ってライン状に延びる突条部が形成されたグレーズ層を持つサーマルプリントヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリントヘッドは、発熱部に配列された複数の発熱体を発熱させ、その熱により感熱記録紙などの媒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。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンター、イメージャー、シールプリンターなどの記録機器に広く利用されている。
【０００３】
一般的なサーマルプリントヘッドは、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、複数の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、回路基板には、発熱抵抗体を駆動する駆動回路の一部となる駆動ＩＣなどの電気部品が搭載されている。
【０００４】
このようなサーマルプリントヘッドを用いたプリンタは、一般的に、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を備えている。このプラテンローラは、発熱抵抗体が配列された主走査方向を軸として、その側面が支持基板上の発熱領域に接するように配置され、その軸を中心に回転可能に設けられる。プラテンローラの回転によって、プラテンローラと発熱領域の間に挿入された媒体は、主走査方向に垂直な副走査方向に移動する。プラテンローラによって媒体を発熱領域に押し付けつつ、その媒体を副走査方向に移動させ、発熱抵抗の発熱パターンを媒体の移動とともに変化させることにより、所望の画像を媒体上に形成する。
【０００５】
サーマルプリントヘッドの発熱体板には、アルミナなどのヘッド基板の表面にグレーズ層が融着されているものがある（たとえば特許文献１参照）。このグレーズ層には、ヘッド基板の表面から突出して、ヘッド基板の表面に沿ってライン状に延びる突条部が形成されている場合がある。この突条部の表面に発熱抵抗体が配置されて、突条部に沿って発熱領域が形成される。
【特許文献１】特開２００１−１５８１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
突条部を持つグレーズ層がヘッド基板に融着した構造を持つ発熱体板を製造する場合、グレーズ層をヘッド基板に融着させる際に一旦グレーズ層を高温にした後に冷却する。このため、グレーズ層とヘッド基板との熱膨張率の違いによって、冷却時のグレーズ層とヘッド基板の収縮率が異なる。一般的に、グレーズ層の方がヘッド基板よりも熱膨張率が大きく、また、突条部はヘッド基板の一方の長辺に近接して形成されるため、発熱抵抗体全体として突条部が近接する側の長辺に向かう凸形に湾曲する。結果として、突条部がヘッド基板とともに湾曲して、突条部に沿って形成される発熱領域も湾曲することとなる。発熱領域が湾曲すると、発熱領域が延びる方向に沿ってプラテンローラとの接触状態が異なることなどから、印刷性能が低下する。
【０００７】
そこで、本発明は、長方形の発熱体板の長辺に沿ってライン状に延びる突条部が形成されたグレーズ層を持つサーマルプリントヘッドにおいて、突条部の直線性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明は、第１の絶縁材料で形成された素板の表面に、その素板を分割して形成される長方形のヘッド基板の長辺に沿ってライン状に延びる突条部を含む前記第１の絶縁材料と熱膨張係数が異なる第２の絶縁材料で形成されるグレーズ層のパターンを複数並べて融着させ、前記素板を前記グレーズ層とともに分割して前記ヘッド基板を形成するサーマルプリントヘッドの製造方法において、前記突条部のラインを前記ヘッド基板の長辺に向かう凹状の弧に形成するグレーズ層形成工程と、前記グレーズ層形成工程の後に、前記素板を前記グレーズ層とともに前記ヘッド基板の長辺に沿って分割する分割工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、長方形の発熱体板の長辺に沿ってライン状に延びる突条部が形成されたグレーズ層を持つサーマルプリントヘッドにおいて、突条部の直線性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明は単なる例示であり、本発明はこの実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。
【００１１】
図３は、本発明に係る製造方法の一実施の形態によって製造されるサーマルプリントヘッドの断面を示す、図４のIII−III矢視断面図である。図４は、図３のIV−IV矢視一部切欠上面図である。
【００１２】
サーマルプリントヘッド１０は、発熱体板２０および放熱板３０を有している。発熱体板２０はほぼ長方形で、長手方向に沿って湾曲した形状の板である。発熱体板２０には、発熱体板２０の凸状の長辺側に隣接して、ほぼ直線状に延びる帯状の発熱領域２４が形成されている。発熱領域２４には、たとえば発熱領域２４が延びる方向に複数の発熱抵抗体２６が配列される。発熱抵抗体２６には、電極層２８が接続されている。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平板である。発熱体板２０は、放熱板３０の一方の表面に載置されている。
【００１３】
また、サーマルプリントヘッド１０は、発熱領域２４を発熱させる駆動回路を有している。その駆動回路は、たとえば発熱体板２０と同じ側の表面で放熱板３０に載置された回路基板４０の上に形成されている。回路基板４０には、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が入力される。この駆動回路は、たとえば回路基板４０に設けられた駆動用ＩＣ４２などの電気部品を有している。発熱体板２０と駆動回路とは、たとえば発熱体板２０と回路基板４０との間に架け渡されたボンディングワイヤ４４によって電気的に接続される。さらに、回路基板４０の表面に形成された配線パターンと駆動用ＩＣ４２との間もボンディングワイヤ４４で電気的に接続される。駆動用ＩＣ４２およびボンディングワイヤ４４は、たとえば樹脂４８によって封止される。
【００１４】
図５は、本実施の形態における発熱体板の断面図である。
【００１５】
発熱体板２０は、ヘッド基板２２およびグレーズ層２５を有している。ヘッド基板２２は、アルミナなどの絶縁材料で形成された平板である。ヘッド基板２２の一方の表面は放熱板３０と向かい合っており、他方の表面にはグレーズ層２５が融着している。グレーズ層２５は、たとえばガラスなどの絶縁材料で形成されている。グレーズ層２５には、ヘッド基板２２の表面から突出する突条部２１が形成されている。突条部２１は、ヘッド基板２２の一方の長辺に近接してほぼ直線状に延びている。
【００１６】
グレーズ層２５の表面には、突条部２１が延びる方向に沿って間隔を置いて突条部２１を跨ぐように抵抗体層２３が形成されている。また、抵抗体層２３の表面には、電極層２８が形成されている。電極層２８には突条部２１を跨ぐ切欠部が形成されていて、抵抗体層２３の電極層２８と重なり合わない部分が発熱抵抗体２６となる。このようにして発熱抵抗体２６が突条部２１の表面に間隔を置いて複数配列されて、発熱領域２４が形成されている。発熱体板２０には、グレーズ層２５、電極層２８および抵抗体層２３の保護のために、これらを覆う保護膜層２９が形成されていてもよい。
【００１７】
図２は、本発明の一実施の形態におけるサーマルプリントヘッドの製造方法のフロー図である。
【００１８】
本実施の形態におけるサーマルプリントヘッドの製造方法は、グレーズ層形成工程（工程Ｓ１）および分割工程（工程Ｓ３）を含む。グレーズ層形成工程（工程Ｓ１）で、ヘッド基板よりも大きな板にグレーズ層２５を形成し、その後の分割工程（工程Ｓ３）で、その板をグレーズ層２５とともに分割し、発熱体板２０を製造する。
【００１９】
図１は、本実施の形態におけるグレーズ層が融着した素板の斜視図である。
【００２０】
素板７１は、分割工程（工程Ｓ３）で分割すると複数のヘッド基板２２となるような、ヘッド基板２２と同一の材料で形成された板である。たとえば本実施の形態では、素板７１は、分割工程（工程Ｓ３）で図１中の破線７３に沿って分割されると６個のヘッド基板２２となるように、隣り合うヘッド基板２２の長辺が互いに接するように配列した形状としている。
【００２１】
グレーズ層形成工程（工程Ｓ１）では、素板７１の表面にグレーズ層２５のパターンを複数並べて融着させる。この際、素板７１に融着させるグレーズ層２５のパターンは、突条部２１のラインが、その突条部２１が近接する方のヘッド基板２２の長辺に向かう凸状の弧を描くように形成する。
【００２２】
このグレーズ層形成工程（工程Ｓ１）は、たとえばパターン形成工程、加熱工程および冷却工程を含む。パターン形成工程では、スラリー状のガラス粉末を素板７１にパターン印刷する。加熱工程は、パターン形成工程の後に、ガラス粉末を加熱して溶融させグレーズ層２５を形成する工程である。冷却工程は、加熱工程の後に、溶融したグレーズ層２５を素板７１とともに冷却して素板７１に固着させる工程である。
【００２３】
グレーズ層形成工程（工程Ｓ１）の後に、グレーズ層２５の表面に抵抗体層２３、電極層２８および保護膜層２９を形成する（工程Ｓ２）。抵抗体層２３および電極層２８は、たとえば薄膜プロセスによって形成する。
【００２４】
その後の分割工程（工程Ｓ３）では、素板７１をグレーズ層２５とともにヘッド基板２２の長辺に沿って分割する。すなわち、図１中の破線７３に沿って素板７１をグレーズ層２５とともに分割する。たとえばヘッド基板２２の長辺に沿ったノッチを予め素板７１に形成しておき、素板７１にそのノッチの周りの曲げ応力を加えることによって破断することにより分割することができる。これにより、発熱体板２０が形成される。
【００２５】
図６は、本実施の形態における分割工程後のグレーズ層の上面図である。
【００２６】
サーマルプリントヘッド１０の使用時の平均的な温度は、グレーズ層形成工程（工程Ｓ１）における素板７１とグレーズ層２５が融着する際の温度に比べて低い。また、素板７１すなわちヘッド基板２２の熱膨張係数は、グレーズ層２５に比べて小さい。このため、ヘッド基板２２およびグレーズ層２５の温度が融着した際の温度から低下した場合のヘッド基板２２とグレーズ層２５との収縮率は異なる。このため、図６に示すように、グレーズ層２５およびヘッド基板２２は、突条部２１が近接する長辺側に向かう凸形状となる。すなわちヘッド基板２２の突条部２１が近接する方の長辺８１は、その両端８２を結ぶ直線８３に対して、突条部２１から離れるように湾曲している。
【００２７】
一方、分割工程（工程Ｓ３）の前では、突条部２１は突条部２１が近接する方のヘッド基板２２の長辺に向かう凹状の弧を描くように形成されている。このため、分割工程（工程Ｓ３）の後では、突条部２１は、ヘッド基板２２およびグレーズ層２５とともに収縮して、ほぼ直線を描くようになる。
【００２８】
なお、本実施の形態のグレーズ層形成工程（工程Ｓ１）では、グレーズ層２５のパターンは、隣り合う突条部２１がヘッド基板２２の長辺に対して対照となるように形成している。これは、分割工程（工程Ｓ３）の前における、グレーズ層２５および素板７１の熱膨張係数の違いにより生じる力の向きを、隣り合うヘッド基板２２で逆になるようにするためである。これにより、素板７１の全体が湾曲することを抑制される。さらに、素板７１が分割されて小さくなっていった場合にも、素板７１が湾曲することが抑制される。このような素板７１の湾曲などが問題とならない場合には、グレーズ層形成工程（工程Ｓ１）で突条部２１が同じ方向に湾曲するようにグレーズ層２５を形成してもよい。また、グレーズ層２５がヘッド基板２２の前面に融着した構造ではなく、グレーズ層２５が突条部２１のみに形成されているいわゆる部分グレーズタイプであってもよい。
【００２９】
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（工程Ｓ４）。また、発熱体板２０と回路基板４０をボンディングワイヤ４４で結線し（工程Ｓ５）、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（工程Ｓ６）ことなどにより、サーマルプリントヘッド１０が製造される。
【００３０】
このような方法で長方形の発熱体板２０の一方の長辺側に近接してライン状に延びる突条部２１が形成されたグレーズ層２５を持つサーマルプリントヘッド１０を製造することにより、突条部２１の直線性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る製造方法の一実施の形態におけるグレーズ層が融着した素板の斜視図である。
【図２】本発明に係る製造方法の一実施の形態におけるサーマルプリントヘッドの製造方法のフロー図である。
【図３】本発明に係る製造方法の一実施の形態によって製造されるサーマルプリントヘッドの断面を示す、図４のIII−III矢視断面図である。
【図４】図３のIV−IV矢視一部切欠上面図である。
【図５】本発明に係る製造方法の一実施の形態における発熱体板の断面図である。
【図６】本発明に係る製造方法の一実施の形態における分割工程後のグレーズ層の上面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…サーマルプリントヘッド、２０…発熱体板、２１…突条部、２２…ヘッド基板、２３…抵抗体層、２４…発熱領域、２５…グレーズ層、２６…発熱抵抗体、２８…電極層、２９…保護膜層、３０…放熱板、４０…回路基板、４２…駆動用ＩＣ、４４…ボンディングワイヤ、４８…樹脂、５０…プラテンローラ、７１…素板
【図１】
2008230111.tif 000003
【図２】
2008230111.tif 000004
【図３】
2008230111.tif 000005
【図４】
2008230111.tif 000006
【図５】
2008230111.tif 000007
【図６】
2008230111.tif 000008