(57)【要約】  【課題】  本発明は、上記欠点に鑑みて案出されたもので、その目的は、せき止め樹脂層を形成しなくとも、樹脂保護層の液状前駆体がドライバーＩＣの搭載領域の周囲から広がろうとすることを抑制できるサーマルヘッドを提供することにある。  【解決手段】  グレーズ層２と、グレーズ層２上に形成された複数の発熱体３と、発熱体３の発熱制御を行うドライバーＩＣ６と、発熱体３とドライバーＩＣ６とを接続する電極配線４とを有するサーマルヘッドであって、グレーズ層２は、前記発熱体の下面、ドライバーＩＣの周囲及びその下面に被着されるとともに、ドライバーＩＣ６の周囲に被着するグレーズ層２ｒは、ドライバーＩＣ６の下面に被着されたグレーズ層２に比して隆起しているとともに、ドライバーＩＣ６は、ドライバーＩＣ６の周囲に被着するグレーズ層２上に形成された電極配線４を介して発熱体３に接続され、且つ、樹脂保護層７によって被覆されていることを特徴とするものである。  【選択図】図１
2005335264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、グレーズ層と、該グレーズ層上に被着される複数の発熱体と、該発熱体の発熱制御を行うドライバーＩＣと、前記発熱体と前記ドライバーＩＣとを接続する電極配線とを有するサーマルヘッドであって、
前記グレーズ層は、前記ドライバーＩＣの周囲及びその下面に被着され、該ドライバーＩＣの周囲に被着するグレーズ層は、前記ドライバーＩＣの下面に被着されたグレーズ層に比して隆起しているとともに、前記ドライバーＩＣは、該ドライバーＩＣの周囲に被着するグレーズ層上に形成された電極配線を介して前記発熱体に接続され、且つ、樹脂保護層によって被覆されていることを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記グレーズ層は、一つまたは複数のドライバーＩＣを取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項1に記載のサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ等のプリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファクシミリ等のプリンタ機構に組み込まれるサーマルヘッドは、例えば図３に示すように、セラミックス製のヘッド基板１１の上面に、発熱体１３が配設されたグレーズ層１２と、発熱体１３に接続される所定パターンの電極配線１４と、発熱体１３及び電極配線１４を被覆する耐磨耗層１５と、この電極配線１４に接続されるドライバーＩＣ１６と、ドライバーＩＣ１６の周囲に設けられた堰き止め樹脂層１８と、ドライバーＩＣ１６を被覆する樹脂保護層１７とを形成した構成を有している。
【０００３】
このようなサーマルヘッドは、ドライバーＩＣ１６の制御に伴って発熱体１３に電極配線１４を介して駆動信号等を印加し、発熱体１３を個々に選択的にジュール発熱させている。そして、この発熱させた熱をヘッド基板１１の発熱体１３上に搬送される感熱紙等の記録媒体に伝導させ、記録媒体に所定の印画を形成することによってサーマルヘッドとして機能する。
【０００４】
そして、ドライバーＩＣ１６の周囲に、耐磨耗層１５に比して十分な厚みを有する堰き止め樹脂層１８を設けることにより、ドライバーＩＣ１６を被覆する樹脂保護層１７の液状前駆体をディスペンサ法により形成する際に、この液状前駆体がドライバーＩＣ１６の搭載領域の周囲から広がってしまうことを抑制させていた。
【特許文献１】特開２００３―２２０７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような構造のサーマルヘッドでは、このせき止め樹脂層以外の部材は、樹脂保護層１７の液状前駆体をせき止めるような構造を有していないため、このせき止め樹脂層の形成工程が必ず必要であった。このために、せき止め樹脂層を形成しない場合よりも工程が増えることとなる。
【０００６】
また、電極配線がセラミックス製のヘッド基板の上面に直に形成されていることから、ヘッド基板の表面粗度の影響を受けて数多くの成膜欠陥が形成されていた。
【０００７】
本発明は、上記欠点に鑑みて案出されたもので、その目的は、せき止め樹脂層を形成しなくとも、樹脂保護層の液状前駆体がドライバーＩＣの搭載領域の周囲から広がろうとすることを抑制でき、且つ、成膜欠陥の少ない電極配線を形成するための下地層を新たな工程を経ずに得ることができるサーマルヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のサーマルヘッドは、基板上に、グレーズ層と、該グレーズ層上に設けられる複数の発熱体と、該発熱体の発熱制御を行うドライバーＩＣと、前記発熱体と前記ドライバーＩＣとを接続する電極配線とを有するサーマルヘッドであって、前記グレーズ層は、前記発熱体の下面、ドライバーＩＣの周囲及びその下面に被着され、該ドライバーＩＣの周囲に被着するグレーズ層は、ドライバーＩＣの下面に被着されたグレーズ層に比して隆起しているとともに、前記ドライバーＩＣは、該ドライバーＩＣの周囲に被着するグレーズ層上に形成された電極配線を介して前記発熱体に接続され、且つ、樹脂保護層によって被覆されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明のサーマルヘッドは、前記グレーズ層が、一つまたは複数のドライバーＩＣを取り囲むように形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のサーマルヘッドによれば、上述の構成により、ドライバーＩＣの周囲に堰き止め樹脂層を設けなくとも、ドライバーＩＣの周囲に被着するグレーズ層の隆起により、ドライバーＩＣを被覆するための樹脂保護層の液状前駆体がこの隆起部により堰き止められるため、周囲に流れ出すことを抑制することができるとともに、電極配線を表面状態が極めて平滑なグレーズ層上に形成することから、成膜状態の良好な電極配線を形成することも可能となる。従って、電極配線の断線等も抑制され、歩留まりの向上も図れることとなる。
【００１１】
更にグレーズ層は、一つまたは複数のドライバーＩＣを取り囲むように形成されていることから、より確実にドライバーＩＣを被覆するための樹脂保護層の液状前駆体が流れ出すことを抑制することができる。
【００１２】
尚、このようなグレーズ層は、その内部で発熱体の発する熱の一部を蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持するために発熱体の直下に必ず形成されるものであり、このグレーズ層の断面形状を樹脂保護層の液状前駆体が流れることを防止できるように形成することによって、工程の実質的な増加とはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断面図、図２は図1のサーマルヘッドの平面図である。
【００１４】
本発明のサーマルヘッドは、ヘッド基板１と、このヘッド基板１上に形成されたグレーズ層２と、このグレーズ層２上に形成された発熱体３と、グレーズ層２上に形成された発熱体３に接続される所定パターンの電極配線４と、発熱体３及び電極配線４を被覆する耐磨耗層５と、この電極配線４に接続されるドライバーＩＣ６と、ドライバーＩＣ６を被覆する樹脂保護層７とで構成されている。
【００１５】
ヘッド基板１は略矩形状の板状体であり、その上面で発熱体３や電極配線４等を支持するための支持母材となる。このようなヘッド基板１は、例えばアルミナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤・溶媒を添加・混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法等を採用することによってセラミックグリーンシートを形成し、しかる後、得られたグリーンシートを所定形状に打ち抜いた上、高温で焼成することによって製作される。
【００１６】
そして、上述したヘッド基板１上のグレーズ層２は、少なくとも後述する発熱体３の形成領域の下面、ドライバーＩＣ６の周囲及びその下面に被着されるとともに、該ドライバーＩＣの周囲に被着するグレーズ層２は、ドライバーＩＣ６の下面に被着されたグレーズ層２に比して隆起した構造を有している。
【００１７】
これにより、ドライバーＩＣ６の周囲の電極配線４上に堰き止め樹脂層を設けなくとも、ドライバーＩＣ６の周囲に被着するグレーズ層２の隆起部２ｒにより、ドライバーＩＣ６を被覆するための樹脂保護層７の液状前駆体が隆起部２ｒにより堰き止められるため、ドライバーＩＣ６を被覆するための樹脂保護層７の液状前駆体が周囲に流れ出すことを抑制することができる。
【００１８】
このドライバーＩＣ６の周囲のグレーズ層２の隆起部２ｒは、樹脂保護層７の液状前駆体が流れ出すことを防止するためのものであるが、この隆起部２ｒを特にドライバーＩＣ６の発熱体３側の一辺に沿って設けた場合、この一辺側のドライバーＩＣ６の角部が樹脂保護層７により確実に被覆される。このため、記録媒体の搬送時、ドライバーＩＣ６の角部が記録媒体を傷つけることを防止できる。
【００１９】
また一つまたは複数のドライバーＩＣ６を取り囲むように、グレーズ層2の隆起部２ｒを形成した場合には、更に確実に樹脂保護層７の液状前駆体が流れ出すことを抑制できる。
【００２０】
この場合、ドライバーＩＣ６を取り囲むグレーズ層２の隆起部２ｒを、ドライバーＩＣ６の上面よりも高く成すと、確実にドライバーＩＣ６を封止することができる。さらに、記録媒体が樹脂保護層７と接触することが防止でき、ドライバーＩＣ６が記録媒体搬送の障害とならなくなる。
【００２１】
このようなグレーズ層２は、低熱伝導性のガラスにより形成されているため、その内部で発熱体３の発する熱の一部を蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持する作用、具体的には、発熱体３の温度を短時間で印画に必要な所定の温度まで上昇させる蓄熱層として作用する。
【００２２】
尚、このグレーズ層２は、ガラス粉末に適当な有機溶剤を添加・混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によってヘッド基板１の全面に印刷・塗布し、これを高温で焼き付け、上述した所定領域が残るように従来周知のフォトリソグラフィー及びエッチング法により形成される。
【００２３】
またこのエッチング法においては、グレーズ層２をエッチング液に浸漬することが行われるが、この浸漬する時間を調整することにより、前述したグレーズ層２の所定領域のみを厚くなすとともに、他の領域のグレーズ層２をヘッド基板１上に薄く残存させることも可能である。このように成すことにより、実質的に工程を増やすことなく、隆起部２ｒを有した全面グレーズ層を得ることができる。
【００２４】
尚、発熱体３が被着された隆起部２ｒと、ドライバーＩＣ６の周囲の隆起部２ｒとは、略同じ高さになる。
【００２５】
そして、グレーズ層２上の複数の発熱体３は、例えば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度でヘッド基板１の長手方向に沿って主走査方向に直線状に被着・配列されており、その各々がＴａＳｉＯやＴｉＳｉＯ，ＴｉＣＳｉＯ等の電気抵抗材料からなる抵抗体膜から成っているため、電極配線４等を介して電源電力が供給されるとジュール発熱を起こし、感熱紙等の記録媒体に印画を形成するのに必要な所定の温度となる。
【００２６】
この発熱体３は、例えばＴａＳｉＯ等の電気抵抗材料を従来周知のスパッタリングや蒸着法等によってグレーズ層２上面の発熱体形成領域に所定厚みに被着させることによって形成される。
【００２７】
また発熱体３の両端に接続される電極配線４は、外部からの電源電力を発熱体３に供給するための給電配線、或いはドライバーＩＣ６に印画信号等を供給するための信号配線として機能するものであり、例えばＡｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）等の加工性の良好な金属によってグレーズ層２上を含むヘッド基板１の上面に所定パターンをなすように形成される。
【００２８】
電極配線４は、複数の発熱体３の一端側で共通に接続される共通電極配線と、各発熱体３の他端側で個別に接続される個別電極配線とを含んで構成されている。
【００２９】
この電極配線４は、例えばＡｌ等の金属材料を従来周知のスパッタリングや蒸着法等によってグレーズ層２の上面に所定厚みに順次被着させ、これを従来周知のフォトリソグラフィー及びエッチング法を採用し、所定パターンに加工することによって形成される。
【００３０】
尚、グレーズ層２はアルミナセラミックス等のヘッド基板１の表面に比してはるかに平滑な表面を有しており、このような平滑な表面上にスパッタリング等により電極配線４を形成した場合、ピンホールやクラック等といった成膜欠陥の少ない良好なスパッタ膜が得られる。
【００３１】
そして、この電極配線４をスパッタリングや蒸着により形成する工程において、ヘッド基板１の形成材料であるセラミックス上に直に電極配線４を膜付けするよりも、セラミックスに比して表面の滑らかなグレーズ層２上に膜付けする場合には、膜付けされた電極配線４の膜状態が緻密になることから、電極配線４の形成領域の直下には、グレーズ層２を配置することが望ましい。
【００３２】
更に、上述した多数の発熱体３や電極配線４の表面には耐磨耗層５が被着され、このような耐磨耗層５によって多数の発熱体３や電極配線４が共通に被覆されている。 この耐磨耗層５は、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）やサイアロン（Ｓｉ-Ａｌ-Ｏ-Ｎ）等の耐磨耗性に優れた無機質材料から成り、発熱素子３や回路パターン４を記録媒体の摺接による磨耗や大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護している。
【００３３】
このような耐磨耗層５は、従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリングを採用し、上述の無機質材料を発熱体３や電極配線４等の上面に被着される。
【００３４】
尚、このような耐磨耗層５を、発熱体３の形成領域からドライバーＩＣの周囲の隆起したグレーズ層２を超えてドライバーＩＣの搭載領域直下まで形成した場合、電極配線４の大部分が、耐磨耗層５と樹脂保護層７により被覆された状態となり、大気中の水分等により電極配線４を腐食することを抑制できる。
【００３５】
また発熱体３への通電を制御するドライバーＩＣ６は、シリコン基板の一主面上にシフトレジスタ、ラッチ、スイッチング素子、入力端子、出力端子等を高密度に集積した集積回路を有しており、発熱体３に対して電極配線４を介して電気的に接続されている。
【００３６】
尚、上述のドライバーＩＣ６は、従来周知の半導体製造技術を採用することにより製作され、得られたドライバーＩＣ６は、従来周知のワイヤボンディング法やテープオートボンディング法、或は、フェースダウンボンディング法によって入出力端子と電極配線４とを電気的に接続することによりヘッド基板1上に実装される。
【００３７】
このドライバーＩＣ６の直下においても電極配線４がグレーズ層２上に形成されていることから、膜質の良好な電極配線４が得られ、これによりドライバーＩＣ6の端子部との接続信頼性も向上する。
【００３８】
一方、このようなドライバーＩＣ６は、熱硬化性のエポキシ樹脂等の樹脂材料からなる樹脂保護層７によって封止されている。
【００３９】
この樹脂保護層７は、電極配線４やドライバーＩＣ６を大気中に含まれる水分等による腐食から保護するとともに、記録媒体の摺接に伴い印加される外力から電極配線４やドライバーＩＣ６を良好に保護する機能を果たしている。
【００４０】
尚、樹脂保護層７は、例えばエポキシ樹脂からなる所定の液状前駆体を、ディスペンサを用いてヘッド基板１上のドライバーＩＣ６を被覆するように塗布し、これを高温（１３０℃〜１５０℃）で加熱・重合させることによって形成される。
【００４１】
この塗布工程において、ドライバーＩＣ６の片側にグレーズ層を隆起させた場合は、グレーズ層２の隆起部２ｒとドライバーＩＣ６との間の一方側のみから液状前駆体を流し込むことが望ましい。具体的には、ドライバーＩＣ６の直上を避けてドライバーＩＣ６の側面部とグレーズ層２の隆起部２ｒとの間隙あたりにディスペンサのノズルの先端を位置させるとよい。このようにすると、ドライバーＩＣ６の下面領域とグレーズ層との間に存在した空気が、流入する液状前駆体により外部に押し出されるため、空気が閉じ込められたままドライバーＩＣ６が封止されることが防止できる。これによりドライバーＩＣ６の端子部が空気中の水分等により腐食されることを抑制できる。
【００４２】
またドライバーＩＣ6の両辺に沿ってグレーズ層２を隆起させた場合や、ドライバーＩＣ6を取り囲むようにグレーズ層２を隆起させた場合も、同様に隆起した側のグレーズ層とドライバーＩＣ６との間の一方側のみから液状前駆体を流し込むことが望ましい。
【００４３】
かくして本発明のサーマルヘッドは、感熱紙等の記録媒体を発熱体３上に搬送しながら、共通電極配線―個別電極配線間にドライバーＩＣ６の駆動に伴って所定の電流を流し、発熱体３を印画信号に対応させて個々に選択的にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を記録媒体に伝導させ、記録媒体に印画を形成することによってサーマルヘッドとして機能する。
【００４４】
そして、発熱体３の発する熱の一部を蓄積してサーマルヘッドの熱応答特性を良好に維持するためのグレーズ層2に、ドライバーＩＣを被覆するための樹脂保護層の液状前駆体が流れ出すことを抑制する機能を持たせると同時に、成膜状態の良好な電極配線を形成するための下地層として機能も持たせることが可能となる。更に、このような構成のグレーズ層２を一度のエッチング工程で作成できることから、新たな工程が増えることはない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの断面図である。
【図２】図１のサーマルヘッドの平面図である。
【図３】従来のサーマルヘッドの断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・ヘッド基板
２・・・グレーズ層
２ｒ・・・グレーズ層の隆起部
３・・・発熱体
４・・・電極配線
５・・・耐磨耗層
６・・・ドライバーＩＣ
７・・・樹脂保護層
【図１】
2005335264.tif 000003
【図２】
2005335264.tif 000004
【図３】
2005335264.tif 000005