(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板上に形成された電極層と、上記電極層の上面に形成された発熱抵抗体と、上記発熱抵抗体の上面を覆うようにこれを保護するために形成された黒色の導電性保護層と、上記基板の裏面に固着して設けられる放熱板とを有するサーマルプリントヘッドであって、
上記基板上の上記導電性保護層が形成される領域を除く領域に、上記基板を上記放熱板に固着する際に上記基板を上記放熱板に対して位置決めするための位置決め用マークが形成されており、
上記位置決めマークは、上記基板をその長手方向について位置決めするための第１のマークと、上記基板をその幅方向について位置決めするための第２のマークとの組み合わせからなり、かつ、
上記第１のマークと上記第２のマークとの一方は、上記電極層と同材質によって上記電極層とともにフォトリソグラフィー法を用いて形成され、上記第１のマークと上記第２のマークとの他方は、上記発熱抵抗体と同材質によって上記発熱抵抗体とともに印刷、焼成により形成されていることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
【請求項２】
上記第１のマークと上記第２のマークとは十字状に交差して形成され、上記第１のマークと上記第２のマークとの一方は、上記基板の長手方向に沿って形成され、上記第１のマークと上記第２のマークとの他方は、上記基板の幅方向に沿って形成された、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
上記位置決め用マークは、少なくとも上記基板上の複数の箇所に形成された、請求項１または２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
基板と、この基板上に形成された電極層と、上記電極層の上面に形成された発熱抵抗体と、上記発熱抵抗体の上面を覆うようにこれを保護するために形成された黒色の導電性保護層と、上記基板の裏面に接着して設けられる放熱板とを有し、上記基板上に、上記放熱板に対して上記基板をその長手方向について位置決めするための第１のマークと、上記基板をその幅方向について位置決めするための第２のマークとの組み合わせからなる位置決め用マークが形成されるサーマルプリントヘッドの製造方法であって、
上記電極層を上記基板上に形成する電極層形成工程と、
上記発熱抵抗体を上記基板上に形成する抵抗体形成工程とを有し、
上記第１のマークと上記第２のマークとの一方は、上記電極層形成工程において同時に形成され、
上記第１のマークと上記第２のマークとの他方は、上記抵抗体形成工程において同時に形成され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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、感熱方式または熱転写方式によって記録媒体に記録を行うためのサーマルプリントヘッド、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、サーマルプリントヘッドは、感熱紙や熱転写インクリボン等の記録媒体に対して選択的に熱を付与して、必要な画像情報を形成するものであり、通電されることにより発熱する発熱抵抗体の形成方法により、厚膜型サーマルプリントヘッドと薄膜型サーマルプリントヘッドとに大別される。
【０００３】
ここで、従来より用いられている厚膜型サーマルプリントヘッドの構成を、図７ないし図９を参照して説明する。このサーマルプリントヘッドは、たとえばアルミナセラミック等からなる基板３１と、基板３１の裏面に設けられる放熱板３２とによって構成される。基板３１上には、蓄熱層としてのグレーズ層３３が形成され、グレーズ層３３の上には、共通電極層３４および個別電極層３５が形成されるとともに、複数のドライバＩＣ３６が搭載されている。
【０００４】
共通電極層３４は、櫛歯状に形成された櫛歯部３７と、各櫛歯部３７の一端部同士を接続するコモンライン３８とを有し、個別電極層３５は、互いに隣接する櫛歯部３７の間に配置されている。櫛歯部３７および個別電極層３５には、これらを跨ぐように発熱抵抗体３９が形成されている。そして、個別電極層３５の他端部は、ドライバＩＣ３６に金からなるワイヤＷを介して接続されている。なお、図８中、４０はドライバＩＣ３６を保護するためのハードコート層を示し、４１は発熱抵抗体３９等を保護するためのコート層を示す。
【０００５】
上記基板３１は、その表面に各電極層３４，３５や発熱抵抗体３９等が形成され、ドライバＩＣ３６が搭載された後、図１０に示すように、予め放熱板３２の上面に塗布または貼付された接着剤４２または両面シール等によって放熱板３２に接着される。この場合、基板３１と放熱板３２とは、発熱抵抗体３９の位置が、製品納入先（客先）が指定した仕様に応じて設定される位置に一致するように、精度よく接着される。具体的には、図示しない位置決め装置が用いられ、位置決め装置は、放熱板３２を固定する固定台と、固定台上の絶対的な位置を撮像可能な撮像装置と、この撮像装置で撮像した映像をモニタするモニタ装置とによって構成される。
【０００６】
モニタ装置の画面上には、図１１に示すように、基板３１の長手方向に対応したＸ軸基準線Ｘ0と、基板３１の幅方向に対応したＹ軸基準線Ｙ0とが予め設けられている。そして、作業者は、固定台に固定した放熱板３２に基板３１を接着する際、撮像装置によって撮像された映像をモニタ装置で視認し、上記Ｘ軸基準線Ｘ0と発熱抵抗体３９の抵抗体パターンとが直線上に重なるように、かつＹ軸基準線Ｙ0と個別電極層３５（または櫛歯部３７）の電極パターンとが直線上に重なるようにして、基板３１を放熱板３２に対して位置決めする。これにより、基板３１は、放熱板３２に対して精度よく位置決めされ、発熱抵抗体３９の位置が所望の位置に設定されて、基板３１が放熱板３２に接着される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のサーマルプリントヘッドでは、図１２に示すように、コート層４１の上面であって、発熱抵抗体３９の上方に、それを電気的に保護するための導電性保護層４３が形成される場合がある。この導電性保護層４３は、発熱抵抗体３９の静電破壊を防止する目的で形成され、たとえばチッ化チタンやＳｉＣ等からなり色は黒色である。
【０００８】
しかしながら、このようなサーマルプリントヘッドにおいて、図１０で示したように、基板３１を放熱板３２に接着させる場合、発熱抵抗体３９が黒色の導電性保護層４３で覆われているため、たとえば上記した位置決め装置を用いると、モニタ装置によるモニタ映像では、図１３に示すように、発熱抵抗体３９や個別電極層３５等が全く視認できなくなってしまう。そのため、導電性保護層４３を形成した基板３１では、基板３１と放熱板３２との接着作業において、放熱板３２に対する位置決め精度が著しく低下するといった問題点があった。
【０００９】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、基板上に形成された発熱抵抗体の表面に黒色の導電性保護層が形成されたサーマルプリントヘッドにおいて、基板を放熱板に固着する際、基板を放熱板に対して精度よく位置決めすることのできるサーマルプリントヘッドを提供することを、その課題とする。
【００１０】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
本願発明の第１の側面において提供されるサーマルプリントヘッドは、基板と、この基板上に形成された電極層と、上記電極層の上面に形成された発熱抵抗体と、上記発熱抵抗体の上面を覆うようにこれを保護するために形成された黒色の導電性保護層と、上記基板の裏面に固着して設けられる放熱板とを有するサーマルプリントヘッドであって、上記基板上の上記導電性保護層が形成される領域を除く領域に、上記基板を上記放熱板に固着する際に上記基板を上記放熱板に対して位置決めするための位置決め用マークが形成されており、上記位置決めマークは、上記基板をその長手方向について位置決めするための第１のマークと、上記基板をその幅方向について位置決めするための第２のマークとの組み合わせからなり、かつ、上記第１のマークと上記第２のマークとの一方は、上記電極層と同材質によって上記電極層とともにフォトリソグラフィー法を用いて形成され、上記第１のマークと上記第２のマークとの他方は、上記発熱抵抗体と同材質によって上記発熱抵抗体とともに印刷、焼成により形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本願発明によれば、基板を放熱板に固着する際、基板の放熱板に対する位置決めの目印となる位置決め用マークが、基板上の導電性保護層が形成される領域を除く領域に形成されるので、基板を放熱板に対して精度よく位置決めすることができる。すなわち、従来では、発熱抵抗体を保護するためにそれの上にたとえば黒色の導電性保護層が形成された場合、基板を放熱板に接着する際、基板の放熱板に対する位置決めの目印として電極層や発熱抵抗体を利用していたことができなくなっていた。しかしながら、上記のように、基板上に位置決め用マークが形成されれば、発熱抵抗体が導電性保護層によって覆われていても、基板を高精度で位置決めすることができる。そのため、基板を放熱板に対して適性な位置に固着することができ、品質性の高いサーマルプリントヘッドを提供するこができる。
【００１３】
本願発明の好ましい実施の形態によれば、上記第１のマークと上記第２のマークとは十字状に交差して形成され、上記第１のマークと上記第２のマークとの一方は、上記基板の長手方向に沿って形成され、上記第１のマークと上記第２のマークとの他方は、上記基板の幅方向に沿って形成される。このようにすれば、基板を放熱板に位置決めする際、基板を長手方向について位置決めするためのマークと、基板を幅方向についての位置決めするためのマークとを容易に認識することができ、より迅速に位置決め作業を行うことができる。そのため、作業時間の短縮化を図ることができる。
【００１４】
本願発明の他の好ましい実施の形態によれば、位置決め用マークは、少なくとも基板上の複数の箇所に形成されている。このように、位置決め用マークが複数設けられていれば、より精度よくかつ確実に基板の位置決めが可能となる。
【００１５】
また、本願発明の第２の側面において提供されるサーマルプリントヘッドの製造方法は、基板と、この基板上に形成された電極層と、上記電極層の上面に形成された発熱抵抗体と、上記発熱抵抗体の上面を覆うようにこれを保護するために形成された黒色の導電性保護層と、上記基板の裏面に接着して設けられる放熱板とを有し、上記基板上に、上記放熱板に対して上記基板をその長手方向について位置決めするための第１のマークと、上記基板をその幅方向について位置決めするための第２のマークとの組み合わせからなる位置決め用マークが形成されるサーマルプリントヘッドの製造方法であって、上記電極層を上記基板上に形成する電極層形成工程と、上記発熱抵抗体を上記基板上に形成する抵抗体形成工程とを有し、上記第１のマークと上記第２のマークとの一方は、上記電極層形成工程において同時に形成され、上記第２のマークと上記第２のマークとの他方は、上記抵抗体形成工程において同時に形成されることを特徴とする。
【００１６】
本願発明に係るサーマルプリントヘッドの製造方法によれば、上記本願発明の第１の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドを製造することができ、本願発明の第１の側面によって得られる作用効果と同様の効果が得られる。また、位置決め用マークを構成する第１のマークと第２のマークは、サーマルプリントヘッドを作製する上で通常行なわれる電極層や発熱抵抗体の形成工程においてそれぞれ同時に形成されるので、サーマルプリントヘッドの製造時間に支障ときたすことがなく、電極層や発熱抵抗体のパターンと同様の形成精度で位置決め用マークを形成することができる。
【００１７】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】
図１は、本願発明に係るサーマルプリントヘッドの平面図であり、図２は、図1におけるＡ−Ａ矢視断面図、図3は、図１における要部拡大図である。このサーマルプリントヘッドは、アルミナセラミック等の絶縁性材料からなる平板状の基板１と、基板１の裏面に設けられた放熱板２（図2参照）とを備えて構成されている。基板１の上面には、その全面に渡り、ガラスを主成分とする蓄熱層としてのグレーズ層３が形成されており、グレーズ層３の上面には、共通電極層４および複数の個別電極層５が形成されている。
【００２０】
共通電極層４は、基板１の長手方向に沿って延びたコモンライン６と、コモンライン６から基板１の幅方向に櫛歯状に延びた櫛歯部７とを有している。個別電極層５は、複数条の櫛歯部７の各間にそれらの各一端部が進入するようにして、基板１の長手方向のほぼ全長に渡り複数条の櫛歯部７と交互に配されている。櫛歯部７および個別電極層５の表面には、これらが通電されることにより発熱する発熱抵抗体８が形成されている。
【００２１】
発熱抵抗体８は、複数条の櫛歯部７と複数条の個別電極層５とに接触しつつ、これらを跨ぐようにして基板１の長手方向に延びて直線状に設けられている。発熱抵抗体８は、たとえばＲｕＯ2 等の導電物質からなる。
【００２２】
また、基板１の幅方向他端部の位置には、複数のドライバＩＣ１０が基板１の長手方向に一列になるように適宜数搭載されている。ドライバＩＣ１０は、印字データに応じて発熱抵抗体８への通電を制御するものであり、複数条の個別電極層５に対して設けられている。ドライバＩＣ１０と各個別電極層５の一端部とは、ボンディングされた金からなるワイヤＷを介して電気的に接続されている。また、ドライバＩＣ１０と図示しない外部コネクタに接続される外部電極層１２とは、ワイヤＷを介して電気的に接続されている。このドライバＩＣ１０およびワイヤＷは、樹脂製のハードコート材１３によってコーティングされている。
【００２３】
そして、発熱抵抗体８およびその周辺の電極層の表面には、これらを保護するためのコート層１４が形成されている。このコート層１４は、たとえば硬化ガラスからなる。なお、図1および図3では、上記ハードコート材１３およびコート層１４の記載を便宜上省略している。
【００２４】
さらに、図２に示すように、上記コート層１４の表面であって、発熱抵抗体８の上方は、たとえば黒色の導電性保護層１５によって覆われている。導電性保護層１５は、発熱抵抗体８の静電破壊を防止するためのものであり、たとえばインクリボンや感熱紙等が発熱抵抗体８から発熱作用を受けつつ摺動する際、耐摩耗性および摺動性を良好にするために形成され、たとえばチッ化チタンやＳｉＣ等からなる。
【００２５】
放熱板２は、アルミニウム等からなり、印字動作時において、発熱抵抗体８によって生じグレーズ層３および基板１を介して伝わる熱を、外部に効率よく放出する機能を有する。
【００２６】
上記の構成により、各個別電極層５に対応してドライバＩＣ１０に内蔵されているスイッチング素子（図示せず）がオンすると、電源の陽極（図示せず）、共通電極層４、櫛歯部７、発熱抵抗体８、個別電極層５、ワイヤＷ、ドライバＩＣ１０のスイッチング素子、および電源の陰極（図示せず）からなる閉ループが形成され、個別電極層５とこの個別電極層５を挟む２つの櫛歯部７との間の発熱抵抗体８に通電され、この通電部分が発熱する。これにより、たとえば感熱紙に１ドット分の画像が印刷可能になる。
【００２７】
ここで、本実施形態の特徴は、図1および図３に示すように、基板１の表面であり、基板１の長手方向の両端部近傍であって、黒色の導電性保護層１５が形成されていない領域に、基板１を放熱板２に接着する際に精度よく位置決めするための位置決め用マーク１６が形成されている点にある。この位置決め用マーク１６は、略十字形状に形成され、詳細には、基板１の長手方向に沿って延びたＸ方向線１７と、そのＸ方向線１７に対して直交するように基板１の幅方向に延びたＹ方向線１８によって構成される（図３参照）。Ｘ方向線１７は、後述するように、共通電極層４や個別電極層５の電極パターンと同時に形成され、たとえばレジネート金からなる。一方、Ｙ方向線１８は、発熱抵抗体８の抵抗体パターンと同時に形成され、たとえばＲｕＯ2 からなる。
【００２８】
上記Ｘ方向線１７およびＹ方向線１８からなる位置決め用マーク１６は、基板１の放熱板２に対する位置決め時の目印になるものである。詳細には、従来の技術の欄で説明したように、基板１を、固定台にセットした放熱板２に接着材または両面テープ等で接着させるとき（図１０参照）、作業者は、撮像装置によって撮像された映像をモニタ装置で視認する。この場合、モニタ装置の画面上には、図４に示すように、基板１の長手方向に対応したＸ軸基準線Ｘ0と、基板１の幅方向に対応したＹ軸基準線Ｙ0とが予め設けられており、このＸ軸基準線Ｘ0と位置決め用マーク１６のＸ方向線１７のパターンとが直線上に重なるように、かつＹ軸基準線Ｙ0とＹ方向線１８のパターンとが直線上に重なるようにして、基板１を放熱板２に対して位置決めする。これにより、基板１が放熱板２に対して適性な位置に設定され、基板１を放熱板２に精度よく接着させることができる。
【００２９】
従来では、基板１を放熱板２に接着させる際に、基板１表面に形成された電極パターンおよび抵抗体パターンを利用して基板１の位置決めを行なっていたため、発熱抵抗体８等の上方に黒色の導電性保護層１５が形成された基板１では、電極パターンおよび抵抗体パターンが視認できず、正確な位置決めができなかった。しかし、上記のように、基板１の表面における導電性保護層１５が形成されていない領域に、基板１を放熱板２に接着する際の位置決め用マーク１６が形成されておれば、たとえ発熱抵抗体８の上方に黒色の導電性保護層１５が形成されていても、基板１を放熱板２に対して所望の位置に高精度で接着させることができる。したがって、品質性の高いサーマルプリントヘッドを提供することができる。
【００３０】
なお、この位置決め用マーク１６は、基板１の長手方向の両端近傍にそれぞれ形成されるので、一方の位置決め用マーク１６によって基板１の位置決めを行なってから、他方の位置決め用マーク１６によって基板１の位置決めを補助的に行なってもよい。このように、両方の位置決め用マーク１６を利用して位置決めを行なえば、その位置精度をより向上させることができる。
【００３１】
また、位置決め用マーク１６の形成される位置は、図１および図３に示すような位置に限るものではなく、導電性保護層１５が形成される領域を除く基板１上の領域であり、個別電極層５の電極パターンに重ならない位置であれば、特に限定されない。また、位置決め用マーク１６の数は、たとえば１個もしくは３個以上形成されてもよい。
【００３２】
次に、上記サーマルプリントヘッドの製造方法について説明する。まず、アルミナセラミックからなる基板１の上に、ガラスペーストを印刷した後、たとえば１２００℃程度で焼成して乾燥させることによりグレーズ層３を形成する。
【００３３】
次いで、グレーズ層３の上面に、レジネート金をたとえば公知のフォトリソグラフィー法を用いて印刷、焼成する。その後、フォトエッチングによりレジネート金の不要部を除去することにより、共通電極層４、個別電極層５、および位置決め用マーク１６のＸ方向線１７を形成する。この場合、位置決め用マーク１６のＸ方向線１７のパターンは、共通電極層４等のパターンと同一のフォトマスクを用いて露光、転写されるので、たとえばフォトマスクのずれが生じても、位置決め用マーク１６のＸ方向線１７は、共通電極層４等との相対位置が変わることがなく、共通電極層４の電極パターンと同様な形成精度で形成される。
【００３４】
次に、公知のスクリーン印刷法を用いて、発熱抵抗体８および位置決め用マーク１６のＹ方向線１８を形成する。発熱抵抗体８は、個別電極層５および櫛歯部７を跨ぐようにＲｕＯ2からなる抵抗体ペーストを帯状に印刷した後、焼成することによりなされる。また、位置決め用マーク１６のＹ方向線１８は、Ｘ方向線１７と直交する位置に抵抗体ペーストを帯状に印刷した後、焼成することによりなされる。この場合、位置決め用マーク１６のＹ方向線１８も、発熱抵抗体８の形成と同時に形成されるので、発熱抵抗体８の抵抗体パターンと同様の形成精度で形成される。なお、上記抵抗体ペーストの材料としては、ＲｕＯ2に代えて、ルテニウム酸塩や酸化インジウム等が用いられてもよい。
【００３５】
続いて、基板１の幅方向他端部の所定位置に、所定数のドライバＩＣ１０を搭載した後、ドライバＩＣ１０と個別電極層５の一端部および外部電極層１２とをワイヤＷにより接続する。そして、ドライバＩＣ１０およびワイヤＷを覆うようにハードコート材１３を封止する。また、上記のように形成した共通電極層４、個別電極層５、発熱抵抗体８、および位置決め用マーク１６の上に、耐摩耗性物質を含有した保護膜ペーストを印刷し、たとえば４００℃程度で焼成することによりコート層１４を形成する。さらに、たとえばチッ化チタン等をペースト状にしたものを印刷焼成することにより、導電性保護層１５を形成する。これにより、上記した構造のサーマルプリントヘッドが得られる。
【００３６】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、位置決め用マークの形状は、十字状に限るものではない。たとえば、図５に示すように、位置決め用マーク２１のレジネート金からなるパターン２２は、略三角形状に形成してもよい。この場合、略三角形状の一辺２３が基板１の幅方向に平行になるようにする。あるいは、図６に示すように、位置決め用マーク２４のレジネート金からなるパターン２５は、略矩形状に形成してもよい。この場合、略矩形状の一辺２６が基板１の幅方向に平行になるようにする。なお、位置決め用マーク１６の形状は、これらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るサーマルプリントヘッドの平面図である。
【図２】図１におけるサーマルプリントヘッドの断面図である。
【図３】図１におけるサーマルプリントヘッドの要部拡大図である。
【図４】モニタ装置で視認される位置決め用マークを示す図である。
【図５】位置決め用マークの変形例を示す図である。
【図６】位置決め用マークの変形例を示す図である。
【図７】従来のサーマルプリントヘッドの平面図である。
【図８】図７におけるサーマルプリントヘッドの断面図である。
【図９】従来のサーマルプリントヘッドの要部拡大図である。
【図１０】基板および放熱板の斜視図である。
【図１１】モニタ装置で視認される位置決め用マークを示す図である。
【図１２】従来の他のサーマルプリントヘッドの断面図である。
【図１３】モニタ装置で視認される位置決め用マークを示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２  放熱板
４  共通電極層
５  個別電極層
８  発熱抵抗体
１５  導電性保護層
１６  位置決め用マーク
【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】
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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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