(57)【要約】【目的】保温層の熱特性のばらつき（分布）を抑制でき、且つ、１基板あたりの生産個数を増大可能な端面型サーマルヘッド及びその製造方法を得る。【構成】先ず、ヘッド基板表面２ａ’上に、グレーズ保温層３；複数の発熱抵抗体４ａを含む抵抗膜４；全発熱抵抗体４ａに接続されたコモン電極５ａ；各発熱抵抗体４ａに個別に接続された複数の個別電極５ｂ；及び保護層６；を有する薄膜モジュールＨを複数並列に形成する。次に、薄膜モジュールＨの積層方向と平行な方向にヘッド基板２を切断して個々の薄膜モジュールＨを切り出し、該切断面を研磨加工してコモン電極５ａ及び複数の個別電極５ｂを露出させる。そして、コモン電極５ａ及び複数の個別電極５ｂを露出させた切断面にそれぞれ、コモン電極５ａに導通するコモン導体７ａと、複数の個別電極５ｂにそれぞれ導通する複数の個別導体７ｂとを薄膜形成技術により薄膜として形成する。以上により、端面型サーマルヘッド１を得る。【選択図】　図１
2004090254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド基板の端面上に、保温層；複数の発熱抵抗体；全発熱抵抗体に接続されたコモン電極；前記各発熱抵抗体に個別に接続された複数の個別電極；及び保護層；を有し、
前記ヘッド基板の互いに略平行をなす両側面にそれぞれ、前記コモン電極に導通するコモン導体と、前記複数の個別電極にそれぞれ導通する複数の個別導体とを薄膜形成技術により薄膜として形成したことを特徴とする端面型サーマルヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の端面型サーマルヘッドにおいて、前記ヘッド基板の互いに略平行をなす両側面に、前記保護層、前記コモン導体及び前記複数の個別導体を覆う絶縁保護層を備えた端面型サーマルヘッド。
【請求項３】
ヘッド基板の表面上に、保温層；複数の発熱抵抗体；全発熱抵抗体に接続されたコモン電極；前記各発熱抵抗体毎に個別に接続された複数の個別電極；及び保護層；を有する薄膜モジュールを複数並列に形成する工程と、前記薄膜モジュールの積層方向と平行な方向に前記ヘッド基板を切断して個々の薄膜モジュールを切り出す工程と、
前記ヘッド基板の切り出した際の切断面を研磨加工して前記コモン電極及び前記複数の個別電極を露出させる工程と、
前記コモン電極及び前記複数の個別電極を露出させた切断面にそれぞれ、前記コモン電極に導通するコモン導体と、前記複数の個別電極にそれぞれ導通する複数の個別導体とを薄膜形成技術により薄膜として形成する工程と、
を有することを特徴とする端面型サーマルヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の端面型サーマルヘッドの製造方法において、前記ヘッド基板の切断面に、前記コモン導体、前記複数の個別導体及び前記保護層を覆う絶縁保護層を形成する工程をさらに有する端面型サーマルヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、基板端面に発熱抵抗体を有する端面型サーマルヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
サーマルヘッドは一般に、保温層を備えたセラミック基板上に、複数の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体を通電するための電極層と、これら発熱抵抗体及び電極層の一部を保護する保護層とを有しており、被印字物をプラテンローラに巻きつけた状態で、インクリボンを介して該被印字物に圧接することで印字している。このようなサーマルヘッドでは、電極層を介して選択的に発熱抵抗体を通電させるドライバＩＣを、発熱抵抗体や電極層と同一基板上に設けたタイプがある。このタイプでは、ドライバＩＣやこのドライバＩＣを覆う保護層が印字時にプラテンローラに当たらないよう、発熱抵抗体からドライバＩＣまでの距離を十分に確保する必要があるため、ヘッドの紙送り方向の基板幅を小さくすることができず、１基板あたりに形成可能なヘッド数に限度があった。
【０００３】
また近年のサーマルヘッドでは、被印字物が紙だけにとどまらず、例えば樹脂カードのように折り曲げられないものに対しても印字できることが望まれている。そこで最近では、フラット印字が可能な、複数の発熱抵抗体を基板端面に備えた端面型サーマルヘッドが開発されている。
【０００４】
端面型サーマルヘッドは、一般に約７ｍｍ程度の基板端面上若しくは基板端面に設けられたテーパ部上に、ガラスからなるグレーズ保温層が形成され、このグレーズ保温層上に複数の発熱抵抗体、電極層及び保護層が順次積層されている。上記グレーズ保温層は一般に、スクリーン印刷によって形成される。このため、基板端面のような狭い範囲では、印刷時におけるアライメントやテンションに応じてグレーズ保温層の厚みが変わりやすく、再現性があまり良くない。よって、グレーズ保温層の熱特性にばらつき（分布）が生じやすく、複数の発熱抵抗体の熱制御が非常に難しくなっている。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記課題に鑑み、保温層の熱特性のばらつき（分布）を抑制でき、且つ、１基板あたりの生産個数を増大可能な端面型サーマルヘッド及びその製造方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、端面ヘッドであれば基板幅を小さくできること、及び、保温層を含む薄膜モジュールを基板表面に形成してから基板を切断すれば、保温層を基板端面上に安定且つ容易に設けられることに着目してなされたものである。
【０００７】
すなわち、本発明の端面型サーマルヘッドは、ヘッド基板の端面上に、保温層；複数の発熱抵抗体；全発熱抵抗体に接続されたコモン電極；各発熱抵抗体に個別に接続された複数の個別電極；及び保護層；を有し、ヘッド基板の互いに略平行をなす両側面にそれぞれ、コモン電極に導通するコモン導体と、複数の個別電極にそれぞれ導通する複数の個別導体とを薄膜形成技術により薄膜として形成したことを特徴としている。
【０００８】
上記ヘッド基板の互いに略平行をなす両側面には、保護層、コモン導体及び複数の個別導体を覆う絶縁保護層が備えられていると好ましい。このようにコモン導体及び複数の個別導体が絶縁保護層によって保護されていると、組付工程中にコモン導体及び複数の個別導体を傷つけてしまう虞がない。
【０００９】
また本発明の製造方法は、ヘッド基板の表面上に、保温層；複数の発熱抵抗体；全発熱抵抗体に接続されたコモン電極；各発熱抵抗体に個別に接続された複数の個別電極；及び保護層；を有する薄膜モジュールを複数並列に形成する工程と、薄膜モジュールの積層方向と平行な方向にヘッド基板を切断して個々の薄膜モジュールを切り出す工程と、ヘッド基板の切り出した際の切断面を研磨加工してコモン電極及び複数の個別電極を露出させる工程と、コモン電極及び複数の個別電極を露出させた切断面にそれぞれ、コモン電極に導通するコモン導体と、複数の個別電極にそれぞれ導通する複数の個別導体とを薄膜形成技術により薄膜として形成する工程とを有することを特徴としている。この製造方法では、ヘッド基板の切断面に、コモン導体、複数の個別導体及び保護層を覆う絶縁保護層を形成する工程をさらに有することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態による端面型サーマルヘッドを示す断面図である。本実施形態の端面型サーマルヘッド（端面ヘッド）１は、アルミナやセラミック材料からなるヘッド基板２の端面２ａ上に、凸状曲面３ａを有するグレーズ保温層３、抵抗膜４、電極層５及び保護層６を有している。抵抗膜４は、通電により発熱する発熱抵抗体４ａを複数備えており、複数の発熱抵抗体４ａは、周知のように、図１の紙面に垂直な方向に微小な間隔をおいて整列している。電極層５は、全発熱抵抗体４ａに導通接続されたコモン電極５ａと、各発熱抵抗体４ａに個別に導通接続された複数の個別電極５ｂとからなっている。保護層６は、耐摩耗層及び酸化防止層として機能するもので、コモン電極５ａ、複数の発熱抵抗体４ａ及び複数の個別電極５ｂを覆っている。
【００１１】
端面ヘッド１の両側面Ｈａ、Ｈｂには、コモン電極５ａ及び複数の個別電極５ｂにそれぞれ導通するコモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂと、保護層６からコモン導体７ａまたは複数の個別導体７ｂまでを覆って形成された絶縁保護層８とが備えられている。コモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂはそれぞれ、ヘッド基板２の後端部２ｂ付近まで延出されていて、基板後端部２ｂ側からプリント基板（ＰＣＢ）９に接続される。詳細は図示しないが、プリント基板９には、複数の発熱抵抗体４ａを選択的に通電するドライバＩＣ１０や他の回路部品に導通接続されるコネクタ部１１が設けられている。このプリント基板９及び端面ヘッド１は、不図示の接着層を介して、熱遮蔽機能を有する固定板（ヒートシンク）１２に取り付けられる。
【００１２】
以下では、図３〜図１０を参照し、端面ヘッド１の製造工程について説明する。図３〜図５及び図８は、端面ヘッド１の製造工程を示す断面図である。また図６及び図７は図５の工程を示す側面図であり、図９及び図１０は図８の工程を示す側面図である。
【００１３】
先ず、図３に示すように、偏平なヘッド基板２の表面２ａ’上に、薄膜モジュールＨを複数並列に形成する。この薄膜モジュール形成工程では、最初に、セラミック基板表面２ａ’上の特定位置に、スクリーン印刷により、凸状曲面を有するグレーズ保温層３を複数形成した後、焼成する。次に、各グレーズ保温層３上に、抵抗膜４及び電極層５を連続成膜する。成膜にはスパッタや蒸着法を用いることができる。続いて、各電極層５のパターン形状を規定した後、各抵抗膜４の発熱抵抗体４ａ上に位置する電極層５をエッチング処理等により除去する。ここまでの工程で、複数の発熱抵抗体４ａと、全発熱抵抗体４ａに導通接続されたコモン電極５ａ及び各発熱抵抗体４ａにそれぞれ導通接続された複数の個別電極５ｂとが形成される。そして最後に、複数の発熱抵抗体４ａ、コモン電極５ａ及び複数の個別電極５ｂ上に保護層６を成膜すると、図３に示す薄膜モジュールＨが得られる。なお、このとき、複数の発熱抵抗体４ａは、図３の紙面に垂直な方向に微少な間隔をおいて整列している。
【００１４】
グレーズ保温層３は、断熱性の高いガラスで形成され、抵抗膜４は高抵抗化しやすいＴａ−Ｓｉ−Ｏ、ＴａＳｉＯＮｂ、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ、Ｃｒ−Ｓｉ−Ｏ、ＣｒＳｉＮ等の高融点金属のサーメット材料により形成される。電極層５は、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏなどの電極材料によって単層または積層形成されることが好ましい。保護層６は、耐酸化性および耐磨耗性を有する材料によって形成され、具体的にはＳｉＡｌＯＮやＴａ２Ｏ５等によって形成される。本実施形態では、保護層６の膜厚を６〜１０μｍ程度に設定してある。
【００１５】
次に、図３に示すＩＶ−ＩＶ切断線（薄膜モジュールＨの積層方向と平行な方向
）でヘッド基板２を切断し、図４に示すような個々の薄膜モジュールＨに切り分ける。続いて、図５に示すように、切り出したヘッド基板２の切断面にラッピング加工（研磨加工）を施し、互いに略平行をなす両側面Ｈａ、Ｈｂを形成する。このとき、一方の側面Ｈａには図６に示すようにコモン電極５ａの側端面５ａ’を露出させ、他方の側面Ｈｂには図７に示すように複数の個別電極５ｂの側端面５ｂ’を露出させる。なお、両側面Ｈａ、Ｈｂには、グレーズ保温層３、抵抗膜４及び保護層６の各側端面も露出している。
【００１６】
そして、図８に示すように、両側面Ｈａ、Ｈｂに、該側面Ｈａ、Ｈｂに露出したコモン電極５ａの側端面５ａ’及び複数の個別電極５ｂの側端面５ｂ’にそれぞれ導通接続するコモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂを、フォトリソグラフィ技術を用いて薄膜形成する。すなわち、両側面Ｈａ、Ｈｂに全面的に導体膜を成膜してから不要な部分の導体膜を除去する。上記コモン導体７ａは、図９に示すようにコモン電極５ａの側端面５ａ’全体を覆って形成され、さらに該コモン電極５ａから抵抗膜４、グレーズ保温層３及びヘッド基板２の後端部２ｂ近傍まで延出される。一方、個別導体７ｂは、図１０に示すように各個別電極５ｂ毎に形成され、該個別電極５ｂから抵抗膜４、グレーズ保温層３及びヘッド基板２の後端部２ｂ近傍まで延出される。
【００１７】
上記コモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂは、コモン電極５ａ及び複数の個別電極５ｂと同様に、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏなどの電極材料により、単層または積層形成することができる。なお、コモン導体７ａ、複数の個別導体７ｂはどちらを先に形成してもよい。
【００１８】
コモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂを形成したら、コモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂを含むヘッド基板２の全側面上に、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮからなる絶縁保護層８を形成し、この絶縁保護層８によって、保護層６及びコモン導体７ａ、個別導体７ｂを覆う。なお、コモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂの一部（基板後端部２ｂ側の部分）は、後でプリント基板９に接続されるため、絶縁保護層８に覆われていない。
【００１９】
以上により、図１に示す端面ヘッド１が得られる。この端面ヘッド１は、絶縁保護層８が不図示の接着層を介して固定板１２に接着され、この接着状態でコモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂがドライバＩＣ１０を介してプリント基板９にそれぞれ導通されることにより、図２に示すようにプリント基板９に取り付けられる。
【００２０】
以上のように本実施形態では、グレーズ保温層３から保護層６までを有する薄膜モジュールＨを基板表面２ａ’に複数形成してから個々の薄膜モジュールＨに切り分け、その切断面（側面Ｈａ、Ｈｂ）に、コモン電極５ａ及び複数の個別電極５ｂの電極引出線となるコモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂを薄膜により形成している。このように全体的にフラットな基板表面２ａ’上にグレーズ保温層３を形成し、後にヘッド基板２を切断すれば、切断された後の基板表面２ａ’が図１の基板端面２ａとなるので、簡単な膜厚制御によりグレーズ保温層３を基板端面２ａに備えることができ、グレーズ保温層３の熱特性のばらつき（分布）を良好に抑制することができる。
【００２１】
また本実施形態では、ドライバＩＣ１０が基板表面２ａ’（基板端面２ａ）上になく、さらに、コモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂが側面Ｈａ、Ｈｂに形成されていて電極引出線用のスペースを基板表面２ａ’（基板端面２ａ）上に設ける必要がないので、端面ヘッド１の紙送り方向の基板幅Ｗを大幅に短くすることができる。基板幅Ｗは、発熱抵抗体とドライバＩＣとを同一基板上に備えた従来のサーマルヘッドによれば一般に約７ｍｍ程度であったが、本実施形態によれば約１〜２ｍｍ程度となる。これにより、１基板あたりのヘッド生産個数を大幅に増やすことができ、低コスト化に貢献できる。
【００２２】
さらに本実施形態では、絶縁保護層８によりコモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂが保護されているので、ヒートシンク組みつけ工程においてコモン導体７ａ及び複数の個別導体７ｂを傷つけてしまう虞がない。これにより、品質の安定したサーマルヘッドを提供することができる。
【００２３】
また本実施形態では、コモン導体７ａをヘッド基板２の側面のほぼ全体に渡って形成することができ、いわゆるコモンドロップ現象を抑制することができる。
【００２４】
本実施形態では、ヘッド基板２上にグレーズ保温層３を部分的に形成した部分グレーズタイプの端面ヘッド１について説明したが、本発明は、全面グレーズやリアルエッジ、ダブルグレーズ、ＤＯＳ等の他タイプにも適用可能である。また本発明は、シリアルヘッドにもラインヘッドにも適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、保温層の熱特性のばらつき（分布）を抑制でき、且つ、一基板あたりの生産個数を増大可能な端面型サーマルヘッド及びその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による端面型サーマルヘッドの構造を示す断面図である。
【図２】図１の端面型サーマルヘッドをプリント基板に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】図１の端面型サーマルヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図４】図３に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図５】図４に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図６】図５のＶＩ矢視図である。
【図７】図５のＶＩＩ矢視図である。
【図８】図５に示す工程の次工程を示す断面図である。
【図９】図８のＩＸ矢視図である。
【図１０】図８のＸ矢視図である。
【符号の説明】
１　　　端面型サーマルヘッド（端面ヘッド）
２　　　ヘッド基板
２ａ　　端面
２ａ’　表面
２ｂ　　後端部
３　　　グレーズ保温層
４　　　抵抗膜
４ａ　　発熱抵抗体
５　　　電極層
５ａ　　コモン電極
５ｂ　　個別電極
６　　　保護層
７ａ　　コモン導体
７ｂ　　個別導体
８　　　絶縁保護層
９　　　プリント基板
１０　　　ドライバＩＣ
１１　　　コネクタ部
１２　　　固定板（ヒートシンク）
Ｈａ　　　側面（コモン導体側）
Ｈｂ　　　側面（個別導体側）
【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】
2004090254.tif 000008
【図７】
2004090254.tif 000009
【図８】
2004090254.tif 000010
【図９】
2004090254.tif 000011
【図１０】
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