(57)【要約】【課題】熱効率や応答性を高精度に制御でき、生産性及び信頼性に優れたサーマルヘッドとその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るサーマルヘッド４０は、基板４１Ｗの一方の面に形成された突部４２の内部に空隙部４８を形成した後、基板４１Ｗの他方の面に支持板５０Ｗを接合して強度の向上を図る。そして、突部４２の上に発熱部４３ａを形成して個片化するとともに、支持板５０に放熱体４７を接着する。このように、基板の突部の上に発熱部を形成する前に、突部の内部に空隙部を形成することによって、発熱部を構成する各種機能膜の膜応力による基板の反りの影響を受けずに空隙部の加工を行えるようにしている。これにより、空隙部の加工バラツキを抑制して蓄熱部の厚み制御を高精度に行うことができ、熱効率や応答性を高精度に制御することが可能となる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に突部を有する基板と、
前記突部の上に形成された発熱部と、
前記突部の内部に形成された空隙部と、
前記基板の他方の面に接合され前記空隙部を閉塞する支持板と、
前記支持板に接着材料層を介して接着される放熱体とを備えた
ことを特徴とするサーマルヘッド。
【請求項２】
前記基板及び前記支持板がガラス基板からなり、
前記基板及び前記支持板が互いに融着作用により一体化されている
ことを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記空隙部の内壁面には表面改質処理が施されている
ことを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
一方の面に突部を有する基板を成形する工程と、
前記突部の内部に空隙部を形成する工程と、
前記基板の他方の面に支持板を接合する工程と、
前記突部の上に発熱部を形成する工程と、
前記支持板に放熱体を接着する工程とを有する
ことを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記基板と前記支持板との間の接合を融着によって行う
ことを特徴とする請求項４に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記発熱部の形成後、前記放熱体の接着前に、前記支持板を薄厚化する工程を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記基板に前記支持板を接合する工程の前に、前記基板を薄厚化する工程を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記空隙部を形成した後、前記空隙部の内壁面に表面改質処理を施す工程を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記基板は、前記突部が複数形成されるガラスウェーハであり、
前記発熱部の形成後に前記突部の形成領域単位で分割加工する工程を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のサーマルヘッドの製造方法。
【請求項１０】
一方の面に突部を有する基板と、
前記突部の上に形成された発熱部と、
前記突部の内部に形成された空隙部と、
前記基板の他方の面に接着された放熱体とを備えたサーマルヘッドを有するプリンタ装置であって、
前記基板と前記放熱体との間に前記基板と同種材料からなる支持板が配置されている
ことを特徴とするプリンタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクリボンの色材を印刷媒体に熱転写するサーマルヘッド、サーマルヘッドの製造方法及びプリンタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷媒体に画像や文字を印刷するプリンタ装置としては、インクリボンの一方の面に設けられたインク層を形成する色材を紙等の印刷媒体に熱転写させてカラー画像や文字を印刷する熱転写型のプリンタ装置がある。このプリンタ装置は、インクリボンの色材を印刷媒体に熱転写させるサーマルヘッドと、このサーマルヘッドと対向する位置に設けられ、インクリボン及び印刷媒体を支持するプラテンとを備えている。
【０００３】
図１１は従来のサーマルヘッドの要部構成を模式的に示す断面図である。このサーマルヘッド１０は、例えばガラス製の基板１１の一方の面に突部１２が形成されており、この突部１２の上に発熱抵抗体１３と、発熱抵抗体１３を発熱させるための一対の電極１４ａ，１４ｂと、発熱抵抗体１３及び電極１４ａ，１４ｂを保護する保護層１５とが順次設けられている。一対の電極１４ａ，１４ｂ間で挟まれた発熱抵抗体１３の露出領域は、発熱部１３ａとして構成されている。また、突部１２は、発熱部１３ａをインクリボン及び印刷媒体に対向させるために、略円弧状に形成されている。基板１１の他方の面には、接着材料層１６を介して放熱体１７が接着されている。
【０００４】
図１１に示した従来のサーマルヘッド１０において、印刷媒体にインクリボンの色材を熱転写させるときは、発熱抵抗体１３を通電することで発熱部１３ａを発熱させ、これによりインクリボンの色材を昇華させて印刷媒体に色材を転写する。基板１１及び突部１２は、熱伝導率の比較的低いガラスで構成されているため蓄熱性に優れる。従って、発熱部１３ａを直ちに高温にでき、色材の昇華温度に必要な消費電力を下げることができる。
【０００５】
しかしながら、この従来のサーマルヘッド１０においては、突部１２に蓄積された熱が放熱されにくいため、発熱抵抗体１３の通電を遮断した後、直ちに発熱部１３ａの温度を下げることができない。このため、応答性が悪くなり、印刷速度の高速化が図れないという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するため、図１２に示した構成のサーマルヘッド２０がある。なお、図において図１１に示したサーマルヘッド１０と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０００７】
このサーマルヘッド２０においては、突部１２の内部であって発熱部１３ａの直下に空隙部２８が設けられており、これら発熱部１３ａと空隙部２８との間に所定厚みの蓄熱部２９が形成されている。このサーマルヘッド２０においては、空隙部２８の内部の空気層がガラスよりも熱伝導率が低いため、インクリボン側への熱量が多くなり、色材を印刷媒体へ熱転写する際に、色材の昇華温度まで発熱部１３ａを昇温させるための消費電力を更に少なくできる。
【０００８】
また、このサーマルヘッド２０においては、空隙部２８を設けることによって、蓄熱部２９の厚みｄを薄くできるので、蓄熱部２９の放熱を短時間で行うことができ、発熱抵抗体１３への通電を遮断した後、直ちに発熱部１３ａの温度を下げることができる。これにより、応答性が良好となり、印刷速度の高速化を図ることが可能となる。
【０００９】
次に、このサーマルヘッド２０の製造方法を図１３を参照して説明する。図１３はサーマルヘッド２０の製造方法を説明する工程フロー図である。
【００１０】
まず、基板１１として、所定の形状、大きさのガラスウェーハを準備する。そして、この基板１１の一方の面に突部１２を加熱プレスで複数同時に形成する（ステップＳ１）。次に、基板１１の突部１２の形成面に、Ｔａ−ＮやＴａ−ＳｉＯ2 等の高抵抗で耐熱性のある発熱抵抗体１３を成膜する（ステップＳ２）。続いて、発熱抵抗体１３の上にＡｌ，Ｃｕ，Ａｕ等の配線層を成膜した後、フォトリソグラフィー技術を用いて電極１４ａ，１４ｂ及び発熱部１３ａを形成する（ステップＳ３）。その後、発熱部１３ａ及び電極１４ａ，１４ｂの上にＳｉＣやＳｉＮ等で保護層１５を成膜する（ステップＳ４）。
【００１１】
次に、基板１１の他方の面から、突部１２の形成位置に対応して空隙部２８を形成する（ステップＳ５）。空隙部２８の形成は、ダイサーを用いた砥石加工で行うことができる。空隙部２８を形成した後、突部１２の形成領域を一単位として基板１１を分割加工する（ステップＳ６）。続いて、個片化した基板１１に放熱体１７を接着するとともに（ステップＳ７）、突部１２表面のラップ仕上げを行うことで（ステップＳ８）、図１２に示したサーマルヘッド２０が作製される。
【００１２】
【特許文献１】特開平２−４５１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した構成のサーマルヘッド２０において、発熱部１３ａの熱効率及び放熱特性は、発熱部１３ａと空隙部２８との間に位置する蓄熱部２９の厚さｄ（図１２参照）で制御される。そして、このサーマルヘッド２０においては、基板１１の突部１２形成面とは反対側の面から砥石加工やエッチング加工等により空隙部２８を形成することにより、蓄熱部２９の所定の厚みｄ（例えば数十μｍ）を得るようにしている。
【００１４】
上述したサーマルヘッド２０の製造方法では、突部１２を形成した基板１１の表面に発熱抵抗体１３、電極１４ａ，１４ｂ及び保護層１５といった各種機能膜を形成した後に空隙部２８の加工を行うようにしているため、これら機能膜の成膜によって基板１１に反りが生じやすく、空隙部２８の加工バラツキや蓄熱部２９の厚み制御を精度良く行うことが難しい。
【００１５】
また、空隙部２８を形成した後は、突部１２は薄肉の蓄熱部２９で支持されている構造であるので強度的に弱く、工程間のハンドリング時に基板１１が割れたり破損する可能性がある。このため、空隙部２８形成後の各種工程を安定して行うことで、生産性の向上を図ることが望まれている。
【００１６】
更に、上記構成のサーマルヘッド２０においては、空隙部２８の形成により、図１１に示した構成のサーマルヘッド１０と比較して突部１２の機械的強度が弱く、曲げストレスに対して耐性が乏しい。このため、プリンタ装置の使用時に、例えば異物の噛み込み等によって、空隙部２８の形成幅を押し広げるような過大な曲げストレスが突部１２に作用した場合、突部１２が破損する可能性が高くなる。従って、この種のサーマルヘッド２０においては、突部１２の強度に対する信頼性の向上が強く望まれている。
【００１７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、熱効率や応答性を高精度に制御でき、生産性及び信頼性に優れたサーマルヘッド、サーマルヘッドの製造方法及びプリンタ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以上の課題を解決するに当たり、本発明のサーマルヘッドは、一方の面に突部を有する基板と、上記突部の上に形成された発熱部と、上記突部の内部に形成された空隙部と、基板の他方の面に接合され上記空隙部を閉塞する支持板と、支持板に接着材料層を介して接着される放熱体とを備えている。
【００１９】
本発明においては、空隙部が加工される側の面である基板の他方の面に支持板を接合することによって、支持板が補強板として機能し、空隙部の形成による突部の機械的強度不足を解消し、外的ストレスから突部の破損を防止して、信頼性の向上を図るようにしている。
【００２０】
支持板は、基板の熱膨張係数と合致させるために、基板と同種の材料、例えばガラスで構成される。この場合、支持板と基板との接合は、接着材料を用いる方法のほか、ガラス同士の融着結合（固相接合）が好適である。
【００２１】
一方、本発明のサーマルヘッドの製造方法は、一方の面に突部を有する基板を成形する工程と、上記突部の内部に空隙部を形成する工程と、基板の他方の面に支持板を接合する工程と、上記突部の上に発熱部を形成する工程と、支持板に放熱体を接着する工程とを有する。
【００２２】
本発明においては、基板の突部の上に発熱部を形成する前に、突部の内部に空隙部を形成することによって、発熱部を構成する各種機能膜の膜応力による基板の反りの影響を受けずに空隙部の加工を行えるようにしている。これにより、空隙部の加工バラツキを抑制して蓄熱部の厚み制御を高精度に行うことができ、熱効率や応答性を高精度に制御することが可能となる。
【００２３】
また、本発明のサーマルヘッドの製造方法においては、基板として、一方の面に突部が複数形成されるガラスウェーハが用いられ、この基板に空隙部を形成した後、支持板を接合することによって、空隙部の形成により低下した突部の機械的強度を補償し、強度の増大を図るようにしている。これにより、基板を支持板とともに取り扱うことで、工程間のハンドリング時における基板の割れや破損を抑えて、各種工程を安定して行えるようになり、生産性の向上を図ることができる。
【００２４】
また、基板と支持板との接合により、空隙部が支持板で閉塞されているので、その後の放熱体の接着工程において、空隙部への接着剤の侵入を防止することができる。これにより、空隙部内の容積の変動を防止し、サーマルヘッドの熱効率特性の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上述べたように、本発明によれば、熱効率や応答性を高精度に制御でき、生産性及び信頼性に優れたサーマルヘッドを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２７】
図１は本発明の実施形態によるプリンタ装置３０の概略構成図、図２はプリンタ装置３０の要部の断面斜視図である。以下、このプリンタ装置３０の構成について概略的に説明する。
【００２８】
プリンタ装置３０は、熱転写型あるいは昇華型のプリンタ装置であり、本発明に係るサーマルヘッド４０を備え、このサーマルヘッド４０でインクリボン１の色材を昇華させて印刷媒体２へ色材を転写させることで、カラー画像や文字を印刷する。
【００２９】
ここで用いられるインクリボン１は、長尺状の樹脂フィルムからなり、一端が供給側スプール３ａに、他端が巻取側スプール３ｂにそれぞれ支持され、これらに巻回された状態でインクカートリッジ（図示略）に収納されている。このインクリボン１は、樹脂フィルムの一方の面に、イエローの色材で形成されたインク層と、マゼンタの色材で形成されたインク層と、シアンの色材で形成されたインク層のほか、印刷媒体２上に印刷された画像や文字の保存性を向上するために印刷媒体２上に熱転写させるラミネートフィルムからなるラミネート層が設けられている。
【００３０】
プリンタ装置３０は、サーマルヘッド４０と、このサーマルヘッド４０と対向する位置に設けられたプラテン６０と、装着されたインクリボン１の走行をガイドする複数のリボンガイド６１ａ，６１ｂと、インクリボン１とともにサーマルヘッド４０とプラテン６０との間に印刷媒体２を走行させるピンチローラ６２ａおよびキャプスタンローラ６２ｂ等を備えている。
【００３１】
このような構成のプリンタ装置３０においては、プラテン６０をサーマルヘッド４０に押圧しながら、サーマルヘッド４０とプラテン６０との間において、巻取側スプール３ｂを巻取方向に回転させることでインクリボン１を巻取方向に走行させるとともに、ピンチローラ６２ａとキャプスタンローラ６２ｂを排紙方向（図１中矢印Ａ方向）に回転させることで排紙方向に印刷媒体２を走行させる。
【００３２】
印刷する際には、先ず、サーマルヘッド４０からインクリボン１のイエローのインク層に対して熱エネルギーを印加し、イエローの色材をインクリボン１と重なり合って走行している印刷媒体２に熱転写する。次に、イエローの色材が熱転写された画像や文字を形成する画像形成部にマゼンタの色材を熱転写するため、図１中矢印Ｂ方向に印刷媒体２をサーマルヘッド４０側に逆走させ、画像形成部の始端をサーマルヘッド４０と対向させるとともに、インクリボン１のマゼンタのインク層をサーマルヘッド４０と対向させる。そして、マゼンタのインク層に対しても熱エネルギーを印加して、マゼンタの色材を印刷媒体２の画像形成部に熱転写させる。シアンの色材およびラミネートフィルムについても、同様の方法で印刷媒体２に順次熱転写して、カラー画像を印刷する。
【００３３】
このようなプリンタ装置３０に用いられるサーマルヘッド４０は、印刷媒体２の走行方向に対して直交方向に配置されており、印刷媒体２の幅方向の両端まで色材を熱転写できるように、図３中矢印Ｌ方向で示す長さが印刷媒体２の幅よりも長くなっている。
【００３４】
次に、サーマルヘッド４０の構成の詳細について説明する。
図３はサーマルヘッド４０の全体斜視図、図４はサーマルヘッド４０のヘッド部４０Ａの断面構造を示す部分破断斜視図である。
【００３５】
サーマルヘッド４０は、放熱体４７の上に接着材料層４６を介して接着された基板４１を有しており、この基板４１の幅方向中心部に長さ方向Ｌに沿ってヘッド部４０Ａが形成されている。ヘッド部４０Ａは外形が略円弧状を有しており、その頂部には発熱部４３ａが長さ方向Ｌに所定ピッチで直線的に配列されている。ヘッド部４０Ａは、基板４１から外方へ突出形成されることによって、インクリボン１に対する当たりを良好にし、発熱部４３ａで発生させた熱エネルギーをインクリボン１に適切に印加できるようにしている。ヘッド部４０Ａの表面は、保護層４５で覆われている。
【００３６】
発熱部４３ａは、一対の電極４４ａ，４４ｂで挟まれた構成を有しており、これら電極４４ａ，４４ｂ間に電流が供給されたときの抵抗加熱作用によって発熱する。一方の電極４４ａは、個々の発熱部４３ａ毎に形成された個別配線部５２に接続されており、フレキシブル配線基板５３を介して、電源供給用の制御基板５５に電気的に接続されている。また、他方の電極４４ｂは、すべての発熱部４３ａに対して共通の共通配線部５１に接続されており、フレキシブル配線基板５４を介して制御基板５５に電気的に接続されている。制御基板５５は、放熱体４７に固定されており、外部接続用配線部材５６を介して、プリンタ装置３０の制御部（図示略）に接続されている。フレキシブル配線基板５３には半導体素子（図示略）が実装されており、この半導体素子は、制御基板５５から送られた印刷データに対応して各発熱部４３ａの発熱動作を個別に制御する。
【００３７】
ヘッド部４０Ａの内部には、発熱部４３ａの直下位置に空隙部４８が設けられている。ヘッド部４０Ａは、後述するように、ガラス材料を主体として形成されており、空隙部４８は、発熱部４３ａの列と対向するように長さ方向Ｌに沿って連続的に形成されている。
【００３８】
上記のように、ヘッド部４０Ａの内部に発熱部４３ａと対向するように空隙部４８を設けることによって、ガラスよりも熱伝導率が低いという空気の特性により、発熱部４３ａで発生させた熱が放熱されにくくなり、発熱部４３ａと空隙部４８との間の蓄熱部４９に熱エネルギーが蓄熱しやすくなる。これにより、インクリボン１に対する熱の印加効率が高くなり、サーマルヘッド４０の熱効率を良好にすることができる。
【００３９】
また、ヘッド部４０Ａの内部に空隙部４８を設けることによって、発熱部４３ａ直下の蓄熱部４９の厚みが薄くなり、発熱部４３ａの発熱動作を解除したときの蓄熱部４９の放熱性を高め、当該発熱部４３ａの温度を速やかに低下させる。これにより、発熱／非発熱動作の応答性が高まり、印刷速度の高速化を図ることができる。
【００４０】
以下、ヘッド部４０Ａの詳細について説明する。図５は、サーマルヘッド４０のヘッド部４０Ａの構成の詳細を示す断面図である。
【００４１】
基板４１の一方の面（表面）には、外面が略円弧状の突部４２が設けられている。基板４１は、ホウケイ酸ガラス等のガラス質材料で形成されている。本実施形態において、突部４２は、基板４１をプレス成形することにより一方の面に突出形成されている。
【００４２】
突部４２の内部には、空隙部４８が形成されている。この空隙部４８の上には、発熱抵抗体４３と、発熱抵抗体４３を発熱させるための一対の電極４４ａ，４４ｂと、発熱抵抗体４３および電極４４ａ，４４ｂを保護する保護層４５とが順次設けられている。発熱部４３ａと空隙部４８との間に挟まれた突部４２の頂部には、所定厚みＤの蓄熱部４９が形成されている。
【００４３】
発熱抵抗体４３は、例えばＴａ−ＮやＴａ−ＳｉＯ2 等の高抵抗で耐熱性のある材料で形成されている。一対の電極４４ａ，４４ｂ間に挟まれた発熱抵抗体４３の露出領域は、発熱部４３ａとして構成されており、例えば画素サイズ（ドットサイズ）よりもやや大きく、略矩形または正方形状に形成されている。この発熱抵抗体４３は、基板４１の表面上にフォトリソグラフィ技術を用いてパターン形成される。
【００４４】
一対の電極４４ａ，４４ｂは、例えばアルミニウムや銅、金などの電気伝導性の良い材料で形成されている。図４に示したように、一方の電極４４ａは個別配線部５２に接続され、他方の電極４４ｂは共通配線部５１に接続されている。これら電極４４ａ，４４ｂ、共通配線部５１および個別配線部５２は、フォトリソグラフィ技術を用いて形成される。なお、これら電極４４ａ，４４ｂ、共通配線部５１および個別配線部５２は、同一材料で同時にパターニングされてもよいし同種または異種材料で別々にパターニングされてもよい。
【００４５】
保護層４５は、発熱部４３ａ、電極４４ａ，４４ｂ、共通配線部５１および個別配線部５２を覆い、サーマルヘッド４０とインクリボン１が接した際に生じる摩擦等から発熱部４３ａ、電極４４ａ，４４ｂ等を保護する。この保護層４５は、高温下で高強度、耐摩耗性等の機械的特性および耐熱性、耐熱衝撃性、熱伝導性等の熱的特性に優れた金属あるいは半金属を含む無機材料で形成され、例えば、炭化ケイ素や窒化ケイ素等で形成されている。
【００４６】
一方、基板４１の他方の面（裏面）には、支持板５０が接合されている。突部４２内の空隙部４８は、この支持板５０によって閉塞されている。支持板５０の構成材料は特に限定されないが、基板４１と同等の熱膨張係数を有する材料が好適であり、基板４１を構成するガラス質材料と同種の材料（本例ではホウケイ酸ガラス）で支持板５０を構成することがより好ましい。これにより、両者の熱膨張係数の整合を図れ、発熱時の破損を防止することができる。
【００４７】
更に、支持板５０には、接着材料層４６を介して放熱体４７が接着されている。接着材料層４６には、熱伝導性、耐熱性に優れた熱硬化性材料が用いられ、例えば、基板４１よりも伝熱性に優れたシリコーン系接着剤が用いられる。放熱体４７としては、アルミニウム、銅等の熱伝導性の高い金属材料が用いられている。
【００４８】
次に、以上のように構成されるサーマルヘッド４０、特にヘッド部４０Ａの製造方法について説明する。図６及び図７は、それぞれ、ヘッド部４０Ａの製造方法を説明する工程断面図及び工程フロー図である。
【００４９】
まず、図６Ａに示すように、所定形状、大きさのガラスウェーハを加熱プレス成形することによって、表面に複数の突部４２が直線状に複数形成された基板４１Ｗを準備する（ステップＳ１１）。基板４１Ｗは、後に、突部４２の形成領域単位で個片化されるマザー基板である。なお、図示の例では、突部４２の形成領域に対応して基板４１Ｗの裏面側に凹部４２ｓが形成されているが、勿論、基板４１Ｗの裏面は平坦に形成されていてもよい。
【００５０】
次に、図６Ｂに示すように、基板４１Ｗの裏面側から、突部４２の形成位置に対応して突部４２の内部に空隙部４８を形成する（ステップＳ１２）。空隙部４８の形成方法としては、ダイサーあるいは砥石を用いた研削加工、フッ酸水溶液などを用いたエッチング加工、イオンビーム加工、ブラスト加工などの方法が挙げられる。空隙部４８の形状、大きさ、形成深さ等は特に限定されず、突部４２の熱的特性に応じて適宜設定される。空隙部４８の形成によって、突部４２の頂部に所定厚みＤ（本例では約３０μｍ）の蓄熱部４９が形成される。
【００５１】
空隙部４８の形成に砥石等による機械加工を用いた場合には、空隙部４８の内壁面に発生したマイクロクラックを除去するために、空隙部４８の内壁面に表面改質処理を施すことが好ましい。表面改質処理としては、例えばフッ酸などを用いた薬液処理、ブラスト処理、プラズマ処理などが挙げられる。
【００５２】
また、空隙部４８の内壁面に対する表面改質処理により、蓄熱部４９の厚みバラツキを抑えることができる。図８に、空隙部４８の機械加工直後の蓄熱部４９の厚みバラツキとフッ酸処理後の蓄熱４９の厚みバラツキの一実験結果を示す。図８において、横軸は処理数、縦軸は蓄熱部４９の厚みＤ［μｍ］を示している。機械加工直後では蓄熱部４９の厚みＤのバラツキが１５μｍ程度あったものが、フッ酸処理後では蓄熱部４９の厚みＤのバラツキは５μｍ程度にまで抑えることができた。また、粗加工に機械加工を、仕上げ加工にフッ酸処理を用いることで、目的とする厚みＤを有する蓄熱部４９を精度よく形成することができる。更に、空隙部４８の内壁面に対する表面改質処理を施すことで、当該処理を施さない場合に比べて蓄熱部４９の曲げ強度を高められることが確認されている。
【００５３】
続いて、図６Ｃに示すように、空隙部４８を形成した基板４１Ｗの裏面に支持板５０Ｗを接合する（ステップＳ１３）。支持板５０Ｗは、例えば、基板４１Ｗと同等の大きさ、形状のガラス基板で構成され、後述するように、突部４２の上に発熱部４３ａを形成した後、基板４１Ｗとともに個片化される。
【００５４】
基板４１Ｗに対する支持板５０Ｗの接合方法は特に限定されないが、本実施形態では、支持板５０Ｗは基板４１Ｗの裏面に自己融着作用によって一体的に結合される。これにより、接合面の密着性を高めて接合強度の向上を図ることができる。具体的な接合条件の一例としては、基板４１Ｗ及び支持板５０Ｗがともにホウケイ酸ガラス（ＢＫ７）である場合、６８０℃、０．５ＭＰａの条件下で良好な接合面が得られる。
【００５５】
なお、上記以外にも、接着剤を用いて基板４１Ｗと支持板５０Ｗとを貼り合わせてもよい。この場合、接着剤としては、例えば、日本エイブルスティック社製「エイブルボンド（商品名）４１０３ＵＮＳ」を用いることができる。
【００５６】
次に、図６Ｄに示すように、基板４１Ｗの表面に発熱抵抗体４３を構成する発熱抵抗層の成膜と、電極４４ａ，４４ｂを構成する配線層の成膜と、発熱部４３ａを形成する配線層のパターニング、保護層４５を構成する保護膜の成膜を順に行うことで、基板４１Ｗに複数のヘッド部４０Ａを作製する（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。これら各種機能膜の成膜は、スパッタ法や真空蒸着法、ＣＶＤ法等の公知の真空薄膜形成技術を用いて行うことができる。
【００５７】
続いて、図６Ｄの切断線Ｃ１−Ｃ１に沿って、突部４２の形成領域単位で基板４１Ｗを支持板５０Ｗとともに分割加工し、個々のヘッド部４０Ａに個片化する（ステップＳ１７）。その後、図６Ｅに示すように、支持板５０に接着材料層４６を介して放熱体４７を接着するとともに、突部４２の表面をラップ仕上げすることで、図５に示した本実施形態のサーマルヘッド４０が作製される（ステップＳ１８，Ｓ１９）。なお、放熱体４７の接着は、ヘッド部４０Ａを個片化する前にウェーハレベルで行うこともでき、この場合、基板４１Ｗ及び支持板５０Ｗとともに放熱体４７も分割加工される。
【００５８】
以上のように製造される本実施形態のサーマルヘッド４０においては、基板４１Ｗの裏面に接合された支持板５０は、空隙部４８の形成によって機械的強度が低下した突部４２の破損を防止する補強板として機能する。即ち、プリンタ装置３０の使用時において、例えば紙送りの際に異物の噛み込み等によって過大なストレスが突部４２に作用しても、基板４１の裏面が支持板５０と一体固定されているので、空隙部４８の形成幅を押し広げようとする外力に対して耐久性が高められる。これにより、突部４２の強度に対する信頼性の向上を図ることができるとともに、プリンタ装置３０の耐久性を高めることができる。
【００５９】
図９は、本実施形態のサーマルヘッド４０についての蓄熱部４９の厚みと強度との関係を示す一実験結果である。図９において、横軸は蓄熱部４９の厚みＤの２乗［μｍ2 ］、縦軸は強度［Ｎ］を示している。また、図中黒丸（実線）は支持板を有する本実施形態のサーマルヘッドに関して示し、白丸（破線）は支持板を有しない従来構造のサーマルヘッド（図１２参照）に関して示している。図から明かなように、蓄熱部４９の厚みＤの増加に伴って突部の強度が向上する。特に、本実施形態によれば、従来構造に比べて、同一の蓄熱部厚み寸法（Ｄ）において、２〜３割程度の強度の向上が認められる。
【００６０】
支持板５０の厚さは特に限定されないが、薄すぎると突部４２の補強機能が不十分となり、厚すぎると突部４２の放熱特性が低下する。従って、支持板５０の厚さは、要求される突部４２の強度や熱的特性に応じて適宜設定される。
【００６１】
なお、支持板５０は、当初より目的とする厚みで形成されたものを基板４１Ｗの裏面に接合することも可能であるが、この場合、支持板５０のハンドリングや接合精度が低下するおそれがある。
【００６２】
そこで、図１０Ａに示すように、支持板５０Ｗとして比較的厚めのものを用い、これを基板４１Ｗの裏面に接合した後、図１０Ｂに示すように、支持板５０Ｗの裏面を研削して薄厚化を図るようにしてもよい。これにより、目的とする厚さの支持板５０ｔによる突部４２の補強構造が得られ、ヘッド部４０の熱特性、厚み制御を精度よく行うことができる。この支持板４０Ｗの裏面研削工程は、突部４２の上に発熱部４３ａを形成した後、放熱体４７を接着する工程の前に行われる。
【００６３】
また、支持板５０Ｗだけでなく、基板４１Ｗの薄厚化を行うようにしてもよい。この場合、基板４１Ｗに対する空隙部４８の形成前あるいは形成後に、基板４１Ｗの裏面を薄厚化し、その後に支持板５０Ｗを基板４１Ｗの裏面に接合してもよい。これにより、基板４１Ｗ及び支持板５０Ｗのハンドリング性を維持しながら、これら基板４１Ｗ及び支持板５０Ｗの厚み制御を高精度に行うことができる。
【００６４】
一方、本実施形態のサーマルヘッド４０の製造方法によれば、突部４２の上に発熱抵抗体４３と電極４４ａ，４４ｂからなる発熱部４３ａおよび保護層４５を形成する工程の前に空隙部４８を形成するようにしているので、これら各種機能膜の膜応力による基板４１Ｗの反りの影響を受けずに空隙部４８の加工が行えるようになる。これにより、空隙部４８の加工バラツキを抑制して形成厚みＤの蓄熱部４９を安定かつ高精度に形成でき、熱効率や応答性を高精度に制御することが可能となる。
【００６５】
また、空隙部４８の形成後に支持板５０を接合することによって、空隙部４８の形成により機械的強度が低下した突部４２を補強することが可能となり、その後の各種工程間の搬送時における基板４１Ｗの割れや破損を防止することができる。このように、支持板５０によって基板４１Ｗのハンドリング性が高められるので、各種工程を安定して行えるようになり、生産性の向上を図ることができる。
【００６６】
更に、基板４１と支持板５０との接合により、空隙部４８が支持板５０で閉塞されているので、その後の放熱体４７の接着工程において、接着材料層４６を構成する接着剤の空隙部４８への侵入を防止することができる。これにより、空隙部４８内の容積の変動を防止し、サーマルヘッド４０の熱効率特性の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態によるプリンタ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態によるプリンタ装置の要部の断面斜視図である。
【図３】本発明の実施形態によるサーマルヘッドの全体斜視図である。
【図４】本発明の実施形態によるサーマルヘッドの要部の構成を示す部分破断斜視図である。
【図５】本発明の実施形態によるサーマルヘッドの要部断面図である。
【図６】本発明の実施形態によるサーマルヘッドの製造方法を説明する工程断面図である。
【図７】本発明の実施形態によるサーマルヘッドの製造方法を説明する工程フロー図である。
【図８】本発明の実施形態によるサーマルヘッドの製造方法の効果を説明する実験結果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態によるサーマルヘッドの一作用を説明する実験結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態によるサーマルヘッドの製造方法の変形例を説明する工程断面図である。
【図１１】従来のサーマルヘッドの要部の構成を示す断面図である。
【図１２】従来の他のサーマルヘッドの要部の構成を示す断面図である。
【図１３】図１２に示した従来のサーマルヘッドの製造方法を説明する工程フロー図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…インクリボン、２…印刷媒体、３０…プリンタ装置、４０…サーマルヘッド、４０Ａ…ヘッド部、４１，４１Ｗ…基板、４２…突部、４３…発熱抵抗体、４３ａ…発熱部、４４ａ，４４ｂ…電極、４５…保護層、４６…接着材料層、４７…放熱体、４８…空隙部、４９…蓄熱部、５０，５０Ｗ…支持板、５１…共通配線部、５２…個別配線部、５３，５４…フレキシブル配線基板、５５…制御基板、６０…プラテン
【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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