(57)【要約】【課題】多孔質ガラスと支持基板との接合強度を改善し、支持基板上の多孔質ガラス層をグレーズ層とすることによってグレーズ層の熱伝導率を下げ、尾引き等の画質低下を招くことなく、高速印画を可能にする。【解決手段】支持基板２１上に複数の発熱抵抗体２４を配列し、発熱抵抗体２４を発熱させることによって記録用紙に印画を行うサーマルヘッド２０であって、支持基板２１と発熱抵抗体２４との間に、発熱抵抗体２４の部分を記録用紙に押圧させるとともに、発熱抵抗体２４から発生した熱を蓄積するグレーズ層２２が設けられ、グレーズ層２２は、支持基板２１側の非多孔質ガラスからなる下地層２２ａと、発熱抵抗体２４が配列される凸状部を有し、少なくとも凸状部が多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂとを備える。【選択図】図２
2008012707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に複数の発熱素子を配列し、前記発熱素子を発熱させることによって記録用紙に印画を行うサーマルヘッドであって、
前記支持基板と前記発熱素子との間に、前記発熱素子の部分を記録用紙に押圧させるとともに、前記発熱素子から発生した熱を蓄積するグレーズ層が設けられ、
前記グレーズ層は、
前記支持基板側の非多孔質ガラスからなる下地層と、
前記発熱素子が配列される凸状部を有し、少なくとも前記凸状部が多孔質ガラスからなる凸状層と
を備える
ことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のサーマルヘッドにおいて、
前記支持基板は、アルミナセラミックからなり、
前記グレーズ層の前記凸状層は、前記下地層よりも軟化点の低いシラス・ポーラス・ガラスからなる
ことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項３】
支持基板上に複数の発熱素子を配列し、前記発熱素子を発熱させることによって記録用紙に印画を行うサーマルヘッドの製造方法であって、
前記支持基板上に、前記発熱素子の部分を記録用紙に押圧させるとともに、前記発熱素子から発生した熱を蓄積するグレーズ層を形成するグレーズ層形成工程と、
前記グレーズ層上に、発熱素子を形成する発熱素子形成工程と
を含み、
前記グレーズ層形成工程は、
前記支持基板の表面に、非多孔質ガラスの層を形成して下地層とする下地層形成工程と、
前記下地層の表面に、少なくとも前記発熱素子が配列される凸状部を多孔質ガラスで形成して凸状層とする凸状層形成工程と
を含む
ことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のサーマルヘッドの製造方法において、
前記グレーズ層形成工程の前記凸状層形成工程は、
前記下地層よりも軟化点の低いシラス・ポーラス・ガラスを前記グレーズ層形成工程の前記下地層形成工程よりも低い温度で焼成する第１工程と、
前記第１工程で焼成したシラス・ポーラス・ガラスをホウ酸塩相とシリカ相の２相に分離して分相ガラスを形成する第２工程と、
前記第２工程で形成した分相ガラスに前記凸状部を形成する第３工程と、
前記第３工程後に分相ガラスを酸処理してホウ酸塩相のみを溶出させ、多孔質ガラスとする第４工程と
を含む
ことを特徴と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、支持基板上に複数の発熱素子を配列し、この発熱素子を発熱させることによって記録用紙に印画を行うサーマルヘッド及びサーマルヘッドの製造方法に係るものであり、詳しくは、発熱素子から発生した熱を蓄積するグレーズ層の熱伝導率を下げることができる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーマルヘッドプリンタには、印画方式として主に、昇華方式、溶融方式、感熱方式があり、プラテン上に搬送された記録用紙に対し、サーマルヘッドをインクリボンの上等から記録用紙に押圧して印画を行うようになっている。すなわち、いずれの印画方式であっても、サーマルヘッドの支持基板上には、複数の発熱抵抗体（発熱素子）が配列されており、これらの発熱抵抗体に対し、階調レベルに応じた選択的な通電を行って、その際に発生する熱エネルギーを利用して、各種の記録用紙に印画を行っている。
【０００３】
このように、サーマルヘッドは、印画の際に発熱することとなるが、発熱抵抗体から発生した熱は、その大半が記録用紙とは反対方向の支持基板側に伝達され、放熱されてしまう。そして、印画に寄与しないこのような不要な放熱を防止するため、支持基板と発熱抵抗体との間に、発熱抵抗体の熱をガラス等によって蓄積するようにしたグレーズ層が設けられている。
【０００４】
ここで従来は、グレーズ層から支持基板への不要な放熱を防止し、発熱抵抗体の熱効率を上げるべく、グレーズ層の厚さを増して蓄熱効果を向上させることが行われてきた。
しかしながら、グレーズ層による蓄熱効果があまりに大きくなると、今度は、発色時の熱応答性が損なわれ、発熱抵抗体の発熱温度が限度を超えて高くなってしまい、残存する熱により、印画が終了したにもかかわらず尾を引くような跡ができる尾引きと言われる現象等が生起されるようになる。そのため、印画品質の著しい低下や、サーマルヘッドの消耗を引き起こすこととなっていた。
【０００５】
こうした傾向は、近年の高速処理の要求に伴い、高速な印画を行うようにすると一層顕著なものとなる。すなわち、高速処理化のためには、発熱抵抗体の発熱量を大きくするとともに、発熱抵抗体の素早い冷却が必要となるが、グレーズ層の蓄熱効果が大きくなり過ぎると、発熱抵抗体の冷却のために必要な時間が長くなってしまう。そのため、印画品質を維持しつつ高速に印画を行うには、一定の限界があった。
【０００６】
そこで、グレーズ層の熱伝導率を下げ、発熱抵抗体の熱が支持基板側に伝達されにくくすることで不要な放熱を防止すると同時に、発熱抵抗体の冷却に必要な支持基板に対する放熱性を維持・向上させるため、グレーズ層を多孔質ガラスで形成するようにした技術が知られている。すなわち、発熱抵抗体の下に設けたグレーズ層を分相ガラスから形成した多孔質ガラスとし、この多孔質ガラスの表面をシリカで覆うことによってグレーズ層の熱伝導率を下げたサーマルヘッドである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−２７２４６５号公報
【０００７】
また、分相ガラスの一部に多孔質ガラスを形成した第１保温層と、その第１保温層の上に形成した低熱伝導性セラミックの第２保温層とによってグレーズ層を構成したサーマルヘッドも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献２】特開２００３−１６５２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、上記の特許文献１及び特許文献２の技術では、分相ガラスから多孔質ガラスを形成している。そして、分相ガラスから多孔質ガラスを形成するには、最初に、未分相ホウケイ酸塩ガラスを焼成し、次に、熱処理を施すことによってホウ酸塩相とシリカ相とに分相した分相ガラスを形成し、最後に、酸処理によってホウ酸塩相のみを溶出することにより、シリカ相の多孔質ガラスを形成する方法が用いられている。
【０００９】
ここで、グレーズ層に蓄積された余分な熱を効率的に放出する必要から、サーマルヘッドの支持基板には、高い熱伝導率を有するアルミナセラミック等が用いられている。
しかしながら、アルミナセラミックの支持基板上で分相ガラスから多孔質ガラスを形成すると、アルミナセラミックに対する多孔質ガラスの接合力が弱いため、多孔質ガラスが支持基板から容易に剥離してしまうという問題がある。
【００１０】
図１２は、アルミナセラミックの支持基板２１上に直接、多孔質ガラス２９を積層した場合の不具合を示す断面図である。
アルミナセラミックの支持基板２１上に多孔質ガラス２９を形成するには、最初に、シラス・ポーラス・ガラス（ＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −Ｂ２ Ｏ３ −ＣａＯ）粉体を含むペーストガラスをアルミナセラミックの支持基板２１上にスクリーン印刷することによって塗布する。その後、１１００℃で２時間焼成し、図１２（ａ）に示すような未分相ホウケイ酸塩ガラス２７を形成する。次に、この未分相ホウケイ酸塩ガラス２７を７２０℃で２４時間熱処理することにより、図１２（ｂ）に示すような分相ガラス２８を形成する。そして最後に、分相ガラス２８を酸処理してホウ酸塩（ＣａＯＢ２ Ｏ３ ）相を溶出し、図１２（ｃ）に示すようなシリカ（Ａｌ２ Ｏ３ ＳｉＯ２ ）相の多孔質ガラス２９とする。
【００１１】
ところが、多孔質ガラス２９を形成するために酸処理を施すと、支持基板２１となっているアルミナセラミックとの接合力に悪影響を及ぼしてしまう。すなわち、支持基板２１と多孔質ガラス２９とが十分な接合力を持たなくなり、図１２（ｄ）に示すように、多孔質ガラス２９が支持基板２１から簡単に剥離してしまうのである。そのため従来は、アルミナセラミックの支持基板２１上に直接、多孔質ガラス２９を形成し、この多孔質ガラス２９をグレーズ層とすることは、実質的に不可能であった。
【００１２】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、分相ガラスから多孔質ガラスを形成した場合における多孔質ガラスと支持基板との接合強度を改善し、支持基板上の多孔質ガラス層をグレーズ層とすることによってグレーズ層の熱伝導率を下げ、尾引き等の画質低下を招くことなく、高速印画を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１に記載の発明は、支持基板上に複数の発熱素子を配列し、前記発熱素子を発熱させることによって記録用紙に印画を行うサーマルヘッドであって、前記支持基板と前記発熱素子との間に、前記発熱素子の部分を記録用紙に押圧させるとともに、前記発熱素子から発生した熱を蓄積するグレーズ層が設けられ、前記グレーズ層は、前記支持基板側の非多孔質ガラスからなる下地層と、前記発熱素子が配列される凸状部を有し、少なくとも前記凸状部が多孔質ガラスからなる凸状層とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の１つである請求項３に記載の発明は、支持基板上に複数の発熱素子を配列し、前記発熱素子を発熱させることによって記録用紙に印画を行うサーマルヘッドの製造方法であって、前記支持基板上に、前記発熱素子の部分を記録用紙に押圧させるとともに、前記発熱素子から発生した熱を蓄積するグレーズ層を形成するグレーズ層形成工程と、前記グレーズ層上に、発熱素子を形成する発熱素子形成工程とを含み、前記グレーズ層形成工程は、前記支持基板の表面に、非多孔質ガラスの層を形成して下地層とする下地層形成工程と、前記下地層の表面に、少なくとも前記発熱素子が配列される凸状部を多孔質ガラスで形成して凸状層とする凸状層形成工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
（作用）
上記の請求項１及び請求項３に記載の発明では、グレーズ層は、支持基板側の下地層と発熱素子側の凸状層とを備えている。そして、凸状層（少なくとも発熱素子が配列される凸状部）が多孔質ガラスからなり、下地層が非多孔質ガラスからなっている。そのため、支持基板と多孔質ガラスとの間に非多孔質ガラスが介在することとなる。その結果。多孔質ガラスの接合強度が確保され、支持基板からの剥離が防止される。
【発明の効果】
【００１６】
上記の発明によれば、中間の非多孔質ガラスによって支持基板と多孔質ガラスとの接合強度が確保され、支持基板から多孔質ガラスが剥離することが防止される。そのため、多孔質ガラスをグレーズ層（発熱素子側の凸状層）とすることができ、熱伝導率が下がるので、尾引き等の画質低下を招くことなく、高速印画が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のサーマルヘッド２０を備えるサーマルプリンタ１０を示す側面図である。
ここで、サーマルプリンタ１０は、カラー対応のものであり、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、及びＣ（シアン）の３色の固体のインクが塗られた３つのインクリボン１１を装着できるようになっている。なお、この３色のインクリボン１１に加え、Ｋ（ブラック）やラミネート層のインクリボンを装着することもできる。
【００１８】
また、サーマルヘッド２０は、昇華式のものであり、サーマルヘッド２０に配列された複数の発熱抵抗体（本発明における発熱素子に相当するもの）に通電した際に発生する熱エネルギーを利用して、インクリボン１１に塗られた固体のインクを蒸発させ、そのインクの蒸気をロール紙１２（本発明における記録用紙に相当するもの）上に蒸着させて印画を行う。
【００１９】
このようなサーマルプリンタ１０において、各色ごとに色分けされたインクリボン１１は、色変換処理された階調データに応じ、矢印のように回転するそれぞれの供給軸１３から引き出され、サーマルヘッド２０とプラテンローラ１５との間を通り、巻取り軸１４に向けて順次搬送されるようになっている。
【００２０】
一方、ロール紙１２は、サーマルプリンタ１０内の所定の場所にセットされており、必要に応じてそこから引き出され、搬送される。すなわち、引き出されたロール紙１２は、サーマルヘッド２０とプラテンローラ１５との間を通り、キャプスタンローラ１６とピンチローラ１７とによって挟持され、キャプスタンローラ１６の正逆の回転駆動によって前後に搬送される。
【００２１】
そして、サーマルプリンタ１０に印画指令が入力されると、それまで上昇していたサーマルヘッド２０（図１の点線で示す状態）が下降し、プラテンローラ１５を押圧して、サーマルヘッド２０とプラテンローラ１５との間にインクリボン１１及びロール紙１２を挟持する（実線で示す状態）。
【００２２】
この状態において階調データが入力されると、キャプスタンローラ１６とピンチローラ１７とによって順次ロール紙１２の給紙が行われるとともに、インクリボン１１が供給軸１３から引き出される。そして、サーマルヘッド２０の発熱抵抗体（図示せず）が選択的に通電駆動され、発熱抵抗体から発生した熱がインクリボン１１に伝達される。すると、インクリボン１１上の固体のインクが昇華されることとなり、ロール紙１２上に転写されて印画が行われる。なお、カラー印画の場合には、各色ごとに印画が実行されるため、色の変更ごとにキャプスタンローラ１６が逆回転し、ロール紙１２が逆送りされて印画の開始地点まで戻される。
【００２３】
このように、サーマルヘッド２０は、発熱抵抗体の熱によってインクリボン１１のインクを昇華させ、ロール紙１２に転写して印画を行うため、発熱抵抗体に熱が残存していると、印画が終了したにもかかわらず、ロール紙２１に尾を引くような跡ができる尾引きが発生し、印画品質の著しい低下を引き起こす。また、発熱抵抗体の熱が効率的にインクリボン１１に伝達されなければ、発熱抵抗体の熱効率が下がってしまう。そして、この問題は、高速に印画する際に一層顕著なものとなる。
そこで次に、尾引きを発生させることなく高速印画が可能な本実施形態のサーマルヘッド２０について詳細に説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態のサーマルヘッド２０を示す部分断面図であり、図２（ａ）は、発熱抵抗体２４の周辺部の全体を示し、図２（ｂ）は、発熱抵抗体２４の部分を拡大して示している。
図２に示すように、サーマルヘッド２０は、支持基板２１の上に、下地層２２ａ及び凸状層２２ｂからなるグレーズ層２２が積層され、グレーズ層２２の上には、スパッタ下地層２３を介して複数の発熱抵抗体２４が奥行き方向に配列されている。そして、この発熱抵抗体２４は、電極層２５からの通電によって駆動されるようになっている。また、発熱抵抗体２４及び電極層２５の表面は、保護膜２６で覆われ、保護されている。
【００２５】
ここで、支持基板２１には、放熱性の観点から、比較的熱伝導率が高いアルミナセラミックが用いられている。そして、このアルミナセラミックの支持基板２１の上に、非多孔質ガラスからなる膜厚約１０μｍの下地層２２ａと、複数の微細孔を有する多孔質ガラスからなる膜厚約７０μｍの凸状層２２ｂとを備えるグレーズ層２２が設けられている。すなわち、アルミナセラミックの支持基板２１の上には、ガラスによって熱を蓄積するようにしたグレーズ層２２が積層されているが、グレーズ層２２の支持基板２１側は、非多孔質ガラスからなる下地層２２ａであり、この下地層２２ａの上に、多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂが形成されている。なお、凸状層２２ｂは、後述する発熱抵抗体２４を配列し、発熱抵抗体２４をロール紙２１（図１参照）に押圧させる凸状部を有しており、この凸状部の高さは、約３０μｍとなっている。
【００２６】
また、グレーズ層２２の上には、膜厚約１０μｍのスパッタ下地層２３が形成されており、このスパッタ下地層２３の上であって、グレーズ層２２の凸状部に、膜厚約０．５μｍの発熱抵抗体２４が配列されている。さらにまた、発熱抵抗体２４に通電するためのアルミ等からなる電極層２５が約１μｍの膜厚で積層されており、発熱抵抗体２４上が開口している。そして、発熱抵抗体２４及び電極層２５の上側は、保護膜２６によって覆われている。
【００２７】
図２に示すサーマルヘッド２０において、発熱抵抗体２４から発生した熱が支持基板２１側に伝達されると、グレーズ層２２に蓄熱される。ここで、発熱抵抗体２４側のグレーズ層２２は、多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂとなっており、熱伝導率が小さいものである。そのため、発熱抵抗体２４の熱が支持基板２１側に伝達されにくくなり、不要な放熱が防止されると同時に、発熱抵抗体２４の冷却に必要な支持基板２１に対する放熱性が維持される。
【００２８】
このように、図２に示すサーマルヘッド２０には、アルミナセラミックの支持基板２１と発熱抵抗体２４との間に、発熱抵抗体２４をロール紙２１（図１参照）に押圧させるとともに、発熱抵抗体２４から発生した熱を蓄積するグレーズ層２２（多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂ）が設けられているので、印画に寄与しない不要な放熱が防止される。
【００２９】
また、多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂとアルミナセラミックからなる支持基板２１との接合強度は、非多孔質ガラスからなる下地層２２ａによって確保されている。すなわち、グレーズ層２２は、発熱抵抗体２４側の凸状層２２ｂと支持基板２１側の下地層２２ａとを備えており、凸状層２２ｂが多孔質ガラスで下地層２２ａが非多孔質ガラスとなっている。そのため、凸状層２２ｂと支持基板２１との間に下地層２２ａが介在することとなり、非多孔質ガラスの下地層２２ａによって多孔質ガラスの凸状層２２ｂとアルミナセラミックの支持基板２１との接合強度が確保され、支持基板２１からの凸状層２２ｂの剥離が防止される。
【００３０】
したがって、本実施形態のサーマルヘッド２０は、多孔質ガラスをグレーズ層２２（発熱抵抗体２４側の凸状層２２ｂ）とすることができ、熱伝導率が下がるので、尾引き等の画質低下を招くことなく、高速印画が可能になる。
そこで次に、このような本実施形態のサーマルヘッド２０の製造方法について詳細に説明する。
【００３１】
図３は、本実施形態のサーマルヘッド２０の製造方法における多孔質ガラスの形成方法を示す概念図である。
サーマルヘッド２０のグレーズ層２２（図２参照）において、凸状層２２ｂは、多孔質ガラスからなっている。そして、この多孔質ガラスは、図３に示す分相法によって形成される。なお、分相法には、ホウ酸塩相に対してシリカ相が亀裂状に分相するようになるスピノーダル分相法と、シリカ相が球状に分相するようになるバイノーダル分相法との２つの方法があるが、本実施形態のサーマルヘッド２０では、ホウ酸塩相の溶出後のシリカ相が強い機械的強度を有するスピノーダル分相法を用いている。
【００３２】
また、多孔質ガラスの材料としては、Ｖｙｃｏｒ（ＳｉＯ２ −Ｓ２ Ｏ３ −Ｎａ２ Ｏ）系と、シラス・ポーラス・ガラス（ＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −Ｂ２ Ｏ３ −ＣａＯ）系とがあるが、本実施形態のサーマルヘッド２０では、Ｖｙｃｏｒ系よりも機械的強度が強く、気孔率や孔径が大きいシラス・ポーラス・ガラスを用いている。
【００３３】
図３に示すように、スピノーダル分相法によって多孔質ガラスを形成するには、最初に、シラス・ポーラス・ガラス（ＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −Ｂ２ Ｏ３ −ＣａＯ）粉体を含むペーストガラスを焼成し、図３（ａ）に示すような未分相ホウケイ酸塩ガラスを形成する。次に、この未分相ホウケイ酸塩ガラスを熱処理することにより、図３（ｂ）に示すように、ホウ酸塩（ＣａＯＢ２ Ｏ３ ）相に対してシリカ（Ａｌ２ Ｏ３ ＳｉＯ２ ）相が亀裂状に分相した分相ガラスとする。そして最後に、この分相ガラスを酸処理し、ホウ酸塩相のみを溶出して細孔とすることにより、図３（ｃ）に示すようなシリカ相の多孔質ガラスを形成する。
次に、本実施形態のサーマルヘッド２０の製造方法の具体例について説明する。
【００３４】
図４から図８は、本実施形態のサーマルヘッド２０の製造方法（実施例１）を示す断面図である。
ここで、図４は、サーマルヘッド２０の製造方法におけるグレーズ層形成工程中の下地層形成工程を示し、図５は、グレーズ層形成工程中の凸状層形成工程における第１工程及び第２工程を示し、図６は、グレーズ層形成工程中の凸状層形成工程における第３工程及び第４工程を示し、図７は、発熱素子形成工程における第１工程から第３工程を示し、図８は、発熱素子形成工程における第４工程及び第５工程を示している。
【００３５】
本実施形態のサーマルヘッド２０（図２参照）を製造するには、最初に、図４に示すグレーズ層形成工程中の下地層形成工程のように、支持基板２１の表面に、非多孔質ガラスの層を形成して下地層２２ａとする。すなわち、図４（ａ）に示す第１工程において、アルミナセラミックからなる支持基板２１を用意し、この支持基板２１の上に、図４（ｂ）に示す第２工程のように、軟化点が８７０℃でガラス転移点が７１０℃のガラス粉末を含む第１のペーストガラスをスクリーン印刷法等によって塗布する。そして、１１００℃で２時間焼成し、膜厚約１０μｍの下地層２２ａを形成する。この下地層２２ａは、非多孔質ガラスの層であり、アルミナセラミックの支持基板２１に対して強い接合強度を有している。
【００３６】
次に、図５及び図６に示すグレーズ層形成工程中の凸状層形成工程のように、下地層２２ａの表面に、多孔質ガラスの層を形成して凸状層２２ｂとする。すなわち、図５（ａ）に示す第１工程において、下地層２２ａ上に、上記した第１のペーストガラスよりも軟化点の低いシラス・ポーラス・ガラス（ＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −Ｂ２ Ｏ３ −ＣａＯ）粉体を含む第２のペーストガラスをスクリーン印刷法等によって塗布する。そして、第１のペーストガラスの軟化点である８７０℃以下の温度で約２時間焼成し、未分相ホウケイ酸塩ガラス２２ｂ−１を形成する。
【００３７】
続いて、図５（ｂ）に示す第２工程において、第１工程で形成した未分相ホウケイ酸塩ガラス２２ｂ−１を６５０〜７５０℃で約２４時間熱処理し、シラス・ポーラス・ガラス（ＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −Ｂ２ Ｏ３ −ＣａＯ）がホウ酸塩（ＣａＯＢ２ Ｏ３ ）相とシリカ（Ａｌ２ Ｏ３ ＳｉＯ２ ）相との２相に分離した分相ガラス２２ｂ−２を形成する。また、図６（ａ）に示す第３工程において、第２工程で形成した分相ガラス２２ｂ−２に、発熱抵抗体２４（図２参照）が配列される凸状部を形成する。すなわち、分相ガラス２２ｂ−２に対し、フォトリソ技術によってエッチングを施し、凸状部を有する凸状分相ガラス２２ｂ−３とする。
【００３８】
その後、図６（ｂ）に示す第４工程において、第３工程で形成した凸状分相ガラス２２ｂ−３を５０〜９０℃に加熱した０．５規定の塩酸等の酸に浸漬する。これにより、凸状分相ガラス２２ｂ−３からホウ酸塩（ＣａＯＢ２ Ｏ３ ）相のみが溶出し、孔径が６０ｎｍ〜２０μｍ、気孔率が約５０％のシリカ（Ａｌ２ Ｏ３ ＳｉＯ２ ）相の多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂが形成される。この凸状層２２ｂの熱伝導率は、０．５〜０．７Ｗ／ｍ・ｋであり、ホウ酸塩相のみを溶出させた酸処理後も、下地層２２ａに対して十分な接合強度を持っている。また、シリカ相の多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂは、未分相ホウケイ酸塩ガラス２２ｂ−１及び分相ガラス２２ｂ−２（凸状分相ガラス２２ｂ−３）よりも強い機械的強度を有している。なお、凸状層２２ｂの孔径は、図５（ｂ）に示す第２工程の熱処理時間を変化させることによって調整することができる。
【００３９】
このように、図４から図６に示すグレーズ層形成工程（下地層形成工程及び凸状層形成工程）により、支持基板２１側の非多孔質ガラスからなる下地層２２ａと、下地層２２ａ上の多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂとを備えるグレーズ層２２が形成される。すなわち、アルミナセラミックの支持基板２１上に多孔質ガラスの凸状層２２ｂを形成する前に、予め非多孔質ガラスの下地層２２ａを形成しておく。すると、下地層２２ａは、支持基板２１に対して強い接合強度を有し、凸状層２２ｂは、下地層２２ａに対して十分な接合強度を持つようになる。そのため、支持基板２１からグレーズ層２２が剥離することがなくなる。
【００４０】
次に、図７及び図８に示す発熱素子形成工程のように、グレーズ層２２上に、発熱抵抗体２４を形成する。すなわち、図７（ａ）に示す第１工程において、グレーズ層２２（凸状層２２ｂ）の上に、軟化点が６００℃以下のペーストガラス又はポリイミド系の樹脂を約１０μｍの膜厚で被覆してスパッタ下地層２３を形成する。また、図７（ｂ）に示す第２工程において、スパッタ下地層２３の上に、スパッタリングによって膜厚約０．５μｍの発熱抵抗体層２４ａを積層する。さらにまた、図７（ｃ）に示す第３工程において、発熱抵抗体層２４ａの上に、スパッタリングによって膜厚約１μｍのアルミ等の電極層２５を積層する。
【００４１】
続いて、図８（ａ）に示す第４工程において、グレーズ層２２の凸状部付近における電極層２５をエッチングによって開口し、その開口部の発熱抵抗体層２４ａを発熱抵抗体２４とする。そして最後に、図８（ｂ）に示す第５工程において、発熱抵抗体２４及び電極層２５の上に、スパッタリングやプラズマＣＶＤ法等によって保護膜２６を形成し、発熱抵抗体２４及び電極層２５を磨耗、酸化、腐食等から保護して、サーマルヘッド２０とする。
【００４２】
図９から図１１は、他の実施形態のサーマルヘッド２０’の製造方法（実施例２）を示す断面図である。
ここで、図９は、グレーズ層形成工程中の凸状層形成工程における第３工程及び第４工程（第４工程の１、第４工程の２）を示し、図１０は、発熱素子形成工程における第１工程から第３工程を示し、図１１は、発熱素子形成工程における第４工程及び第５工程を示している。なお、グレーズ層形成工程中の下地層形成工程と、凸状層形成工程における第１工程及び第２工程は、前述した実施例１の図４から図５までと同一となっている。
【００４３】
前述した実施例１では、図６（ａ）に示す凸状層形成工程の第３工程において、凸状部を有する凸状分相ガラス２２ｂ−３を形成し、図６（ｂ）に示す第４工程において、凸状分相ガラス２２ｂ−３の全体を酸処理することにより、全体が多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂを形成している。
【００４４】
これに対し、実施例２では、図９に示すように、凸状層２２ｂの凸状部のみを多孔質ガラスで形成している。すなわち、図９（ａ）に示す凸状層形成工程の第３工程において、凸状部を有する凸状分相ガラス２２ｂ−３を形成し、その後、図９（ｂ）に示す第４工程の１のように、後工程の酸処理を行う前に、凸状部（後述する発熱抵抗体２４の形成部及びその周辺部）を除いた部分にマスキングを施す。このマスキングは、フォトリソエッチング等により、０．２〜０．５μｍの厚さでシリカ（ＳｉＯ２ ）を積層したものである。そのため、ホウ酸塩（ＣａＯＢ２ Ｏ３ ）相とシリカ（Ａｌ２ Ｏ３ ＳｉＯ２ ）相との２相に分離した凸状分相ガラス２２ｂ−３の凸状部を除いた部分がシリカ（ＳｉＯ２ ）でマスキングされた状態となる。
【００４５】
このようにマスキングされた凸状分相ガラス２２ｂ−３に対して、図９（ｃ）に示す第４工程の２で酸処理を行う。すると、凸状分相ガラス２２ｂ−３のシリカ（ＳｉＯ２ ）でマスキングされていない凸状部からホウ酸塩（ＣａＯＢ２ Ｏ３ ）相が溶出し、凸状部ではシリカ（Ａｌ２ Ｏ３ ＳｉＯ２ ）相だけが残るので、凸状部のみがシリカ相の多孔質ガラスからなる凸状層２２ｃが形成される。すなわち、凸状層２２ｃは、凸状部（後述する発熱抵抗体２４の形成部及びその周辺部）のみがシリカ相の多孔質ガラスで、それ以外の部分が分相ガラスのままとなる。
【００４６】
そして、実施例１の場合と同様にして、図１０及び図１１に示すように、グレーズ層２２上に、発熱抵抗体２４を形成する。すなわち、図１０（ａ）に示す発熱素子形成工程の第１工程において、グレーズ層２２（凸状層２２ｃ）の上に、スパッタ下地層２３を形成する。また、図１０（ｂ）に示す第２工程において、スパッタ下地層２３の上に、発熱抵抗体層２４ａを積層する。さらにまた、図１０（ｃ）に示す第３工程において、発熱抵抗体層２４ａの上に、電極層２５を積層する。
【００４７】
続いて、図１１（ａ）に示す第４工程において、グレーズ層２２の凸状部付近における電極層２５をエッチングによって開口し、その開口部の発熱抵抗体層２４ａを発熱抵抗体２４とする。すると、発熱抵抗体２４は、グレーズ層２２における凸状層２２ｃの多孔質ガラスからなる凸状部に配列されることとなる。そして最後に、図１１（ｂ）に示す第５工程において、発熱抵抗体２４及び電極層２５の上に、保護膜２６を形成し、サーマルヘッド２０’とする。
【００４８】
したがって、サーマルヘッド２０’の発熱抵抗体２４が配列された凸状層２２ｃの凸状部は、熱伝導率が小さい多孔質ガラスとなっている。その結果、発熱抵抗体２４の熱が支持基板２１側に伝達されにくくなり、不要な放熱が防止されると同時に、発熱抵抗体２４の冷却に必要な放熱性が維持される。なお、凸状層２２ｃは、図９（ｃ）に示す凸状層形成工程における第４工程の２での酸処理後も、下地層２２ａに対して十分な接合強度を持っている。
【００４９】
このように、本実施形態のサーマルヘッド２０（サーマルヘッド２０’）は、グレーズ層２２の凸状層２２ｂ（凸状層２２ｃの凸状部）が多孔質ガラスとなっているので、グレーズ層２２の熱伝導率を確実に下げることができ、尾引き等の画質低下を招くことがなくなる。しかも、グレーズ層２２の多孔質ガラスからなる凸状層２２ｂ（凸状層２２ｃの凸状部）は、非多孔質ガラスの下地層２２ａを介してアルミナセラミックの支持基板２１と十分な強度で接合しているので、支持基板２１から剥離することがない。
【００５０】
また、本実施形態のサーマルヘッド２０（サーマルヘッド２０’）の製造方法によれば、従来の製造工程に一工程（下地層形成工程）を加えるだけの簡単な方法で、グレーズ層２２の凸状層２２ｂ（凸状層２２ｃの凸状部）を多孔質ガラスとすることができ、非多孔質ガラスの下地層２２ａを介してアルミナセラミックの支持基板２１と十分な強度で接合することができる。そのため、グレーズ層２２の熱伝導率を確実に下げることができ、尾引き等の画質低下を招くことがないサーマルヘッド２０（サーマルヘッド２０’）の製造が可能となる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（１）上記の実施形態では、軟化点が８７０℃でガラス転移点が７１０℃のガラス粉末を含む第１のペーストガラスによって下地層２２ａを形成したが、凸状層２２ｂ（凸状層２２ｃ）を形成する第２のペーストガラスよりも高い軟化点を有し、焼成後の熱膨張率がアルミナセラミックの支持基板２１に近い６０〜８０×１０−７／Ｋであれば、他のものであっても良い。
（２）また、第１のペーストガラス及び第２のペーストガラスの塗布方法は、スクリーン印刷法に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態のサーマルヘッドを備えるサーマルプリンタを示す側面図である。
【図２】本実施形態のサーマルヘッドを示す部分断面図である。
【図３】本実施形態のサーマルヘッドの製造方法における多孔質ガラスの形成方法を示す概念図である。
【図４】本実施形態のサーマルヘッドの製造方法におけるグレーズ層形成工程中の下地層形成工程を示す断面図である。
【図５】本実施形態のサーマルヘッドの製造方法のグレーズ層形成工程中の凸状層形成工程における第１工程及び第２工程を示す断面図である。
【図６】本実施形態のサーマルヘッドの製造方法のグレーズ層形成工程中の凸状層形成工程における第３工程及び第４工程を示す断面図である。
【図７】本実施形態のサーマルヘッドの製造方法の発熱素子形成工程における第１工程から第３工程を示す断面図である。
【図８】本実施形態のサーマルヘッドの製造方法の発熱素子形成工程における第４工程及び第５工程を示す断面図である。
【図９】他の実施形態のサーマルヘッドの製造方法のグレーズ層形成工程中の凸状層形成工程における第３工程及び第４工程を示す断面図である。
【図１０】他の実施形態のサーマルヘッドの製造方法の発熱素子形成工程における第１工程から第３工程を示す断面図である。
【図１１】他の実施形態のサーマルヘッドの製造方法の発熱素子形成工程における第４工程及び第５工程を示す断面図である。
【図１２】アルミナセラミックの支持基板上に直接、多孔質ガラスを積層した場合の不具合を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  サーマルプリンタ
１２  ロール紙（記録用紙）
２０  サーマルヘッド
２１  支持基板
２２  グレーズ層
２２ａ  下地層
２２ｂ  凸状層
２４  発熱抵抗体（発熱素子）
【図１】
2008012707.tif 000003
【図２】
2008012707.tif 000004
【図３】
2008012707.tif 000005
【図４】
2008012707.tif 000006
【図５】
2008012707.tif 000007
【図６】
2008012707.tif 000008
【図７】
2008012707.tif 000009
【図８】
2008012707.tif 000010
【図９】
2008012707.tif 000011
【図１０】
2008012707.tif 000012
【図１１】
2008012707.tif 000013
【図１２】
2008012707.tif 000014