(57)【要約】【課題】識別マークによる強度的品質の低下を防ぐ。【解決手段】ガラス材料からなる積層基板１３と、積層基板１３の一面に形成された発熱抵抗体と、発熱抵抗体の両端に接続され、発熱抵抗体に電力を供給する電極部とを備え、積層基板１３に固有の識別情報を示す文字または記号からなる識別マーク３０が形成され、識別マーク３０が、炭酸ガスレーザを断続的に照射して積層基板１３の一部を略長円形に溶融させた後に硬化させた溶融跡を間隔を空けて複数配列することにより構成されているサーマルヘッド１０を提供する。【選択図】図４
2013043430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材料からなる基板と、
該基板の一面に形成された発熱抵抗体と、
該発熱抵抗体の両端に接続され、該発熱抵抗体に電力を供給する電極部とを備え、
前記基板に固有の識別情報を示す文字または記号からなる識別マークが形成され、該識別マークが、炭酸ガスレーザを断続的に照射して前記基板の一部を略長円形に溶融させた後に硬化させた溶融跡を間隔を空けて複数配列することにより構成されているサーマルヘッド。
【請求項２】
前記識別マークが、前記基板の他面における前記発熱抵抗体に対向する領域以外の領域に形成されている請求項１に記載のサーマルヘッド。
【請求項３】
前記溶融跡が、０．０３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の線幅を有し、該線幅以上で０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の長さを有し、該溶融跡間の空白部分の長さが２ｍｍ以下である請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッド。
【請求項４】
前記基板が無アルカリガラスからなる請求項１から請求項３のいずれかに記載のサーマルヘッド。
【請求項５】
前記基板が、平板状の支持基板部材と、前記発熱抵抗体が形成された平板状の上板基板部材とが積層状態に接合されて形成され、該支持基板部材と上板基板部材との接合部における前記発熱抵抗体に対向する領域に空洞部を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載のサーマルヘッド。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のサーマルヘッドと、
該サーマルヘッドの前記発熱抵抗体に感熱記録媒体を押し付けながら送り出す加圧機構とを備えるプリンタ。
【請求項７】
ガラス材料からなる基板に炭酸ガスレーザを走査させながら断続的に照射し、前記基板を部分的に略長円形に溶融させる溶融工程と、
該溶融工程により溶融した複数の溶融部を冷却して凝固させ、複数の溶融跡が間隔を空けて配列されて構成される固有の識別情報を示す文字または記号からなる識別マークを形成する冷却工程とを含むマーキング方法。
【請求項８】
前記基板における発熱抵抗体および電極が形成される一面の該発熱抵抗体および電極が形成される領域以外の領域に、炭酸ガスレーザを照射して前記識別マークを形成する請求項７に記載のマーキング方法。
【請求項９】
前記基板に発熱抵抗体および電極を形成する前に、該基板における発熱抵抗体および電極が形成される一面とは反対側の他面に炭酸ガスレーザを照射して前記識別マークを形成する請求項７に記載のマーキング方法。
【請求項１０】
前記基板における発熱抵抗体が形成される一面とは反対側の他面の、該発熱抵抗体に対向する領域以外の領域に炭酸ガスレーザを照射して前記識別マークを形成する請求項７または請求項９に記載のマーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルヘッド、プリンタおよびマーキング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーマルプリンタに用いられるサーマルヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載のサーマルヘッドは、ガラス材料からなる支持基板と上板基板との積層基板上に複数の発熱抵抗体が形成されており、発熱抵抗体に接続された一対の電極部に電力を供給することにより、発熱抵抗体を発熱させて感熱記録媒体等に印画することができるようになっている。
【０００３】
このようなサーマルヘッドにおいては、大判のガラス基板により複数個のサーマルヘッドを同時に製造する場合に、大判のガラス基板における各サーマルヘッドの配置位置を把握したり、製造工程の履歴を遡ったり（すなわち、トレーサビリティを確保したり）、または、製造の途中工程の流動状況や在庫状況を把握したりするなど、工程管理や製造管理のために、サーマルヘッドごとの基板表面に識別マークをマーキングする必要がある。
ガラス基板に対して識別マークをマーキングする方法としては、安価でマーキング速度が速い炭酸ガスレーザを用いた方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１９８５０号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の炭酸ガスレーザを用いたマーキング方法では、ガラス基板の表面を溶融させる温度以上で加工を行うため、急加熱して溶融させた後に急冷して凝固させると、ガラス基板の溶融部分が熱収縮し、熱収縮の力に耐えきれない部分にクラックが発生することがある。そして、一文字の何処か１箇所にクラックが発生すると、そのクラックは一文字全体に伝搬してしまうという虞がある。
【０００６】
一文字全体にクラックが伝搬すると、サーマルヘッドの製造工程中の熱処理による熱膨張および熱収縮、スパッタ膜による膜応力、エッチング薬液による腐蝕などにより、そのクラックを起点とした割れがサーマルヘッドの基板全体に伝搬したり、サーマルヘッドとしてプリンタに組み込まれた場合に、外部からの機械的衝撃や、印字ＯＮ／ＯＦＦの蓄熱によるガラス基板の伸び縮みにより、クラックを起点とした割れがサーマルヘッドの基板全体に伝搬したりすることとなる。そのため、従来の炭酸ガスレーザを用いたマーキング方法では、サーマルヘッドの強度的品質を著しく低下させてしまうという問題がある。
【０００７】
また、基板にクラックが発生しなかったとしても、マーキングされた文字は熱収縮により縮もうとするため、ガラス基板のマーキングした面が凹状に反ることがある（マーキングした面とは反対側の面が凸状に反る。）。その結果、サーマルヘッドに対するプラテンローラや紙の当たりがマーキング部分で不均一となり、プリンタとしての印字品質を低下させてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、強度的品質を低下させることなく識別マークが形成されたサーマルヘッド、プリンタを提供することを目的とする。また、基板全体にクラックが伝搬したり基板に反りが生じたりするのを抑制してサーマルヘッドに識別マークを形成することができるマーキング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ガラス材料からなる基板と、該基板の一面に形成された発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の両端に接続され、該発熱抵抗体に電力を供給する電極部とを備え、前記基板に固有の識別情報を示す文字または記号からなる識別マークが形成され、該識別マークが、炭酸ガスレーザを断続的に照射して前記基板の一部を略長円形に溶融させた後に硬化させた溶融跡を間隔を空けて複数配列することにより構成されているサーマルヘッドを提供する。
【００１０】
本発明によれば、基板に形成された識別マークにより、他のサーマルヘッドと識別することができる。この識別マークは、ガラス材料からなる基板に炭酸ガスレーザを断続的に照射することにより形成される略長円形の溶融跡が間隔を空けて複数配列されて構成されることで、炭酸ガスレーザを連続的に照射して形成される連続したライン状の溶融跡により識別マークを構成する場合と比較して、炭酸ガスレーザの照射領域ごとの面積が小さく、クラックが発生し難い。
【００１１】
また、炭酸ガスレーザの照射領域が長円形の溶融跡ごとに閉じられているので、いずれかの溶融跡に仮にクラックが発生しても、隣接する他の溶融跡にクラックが伝搬し難く、基板全体に与える影響も小さい。さらに、連続したラインにより識別マークを形成する場合と比較して、炭酸ガスレーザの照射領域における熱収縮力が半減し、基板の識別マーク周辺が凹状に反り難い。
したがって、識別マークによる強度的品質の低下を防ぐことができる。
【００１２】
上記発明においては、前記識別マークが、前記基板の他面における前記発熱抵抗体に対向する領域以外の領域に形成されていることとしてもよい。
【００１３】
基板の他面を放熱板に固定し、発熱抵抗体において発生し基板に吸収された熱を基板の他面側から放熱板に逃がす場合に、基板の他面における発熱抵抗体に対向する領域内に識別マークが形成されていると、その部分は放熱板に接触しないため熱が放散され難くなる。識別マークが、基板の他面における発熱抵抗体に対向する領域以外の領域に形成されていることで、基板の他面における発熱抵抗体に対向する領域を放熱板に接触させて、熱を効率的に放散させることができる。これにより、プリンタに搭載した場合に、プリンタの印字品質が損なわれるのを防ぐことができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記溶融跡が、０．０３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の線幅を有し、該線幅以上で０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の長さを有し、該溶融跡間の空白部分の長さが２ｍｍ以下であることとしてもよい。
【００１５】
このように構成することで、基板の大きさに対する各溶融跡の大きさを微小にし、いずれかの溶融跡にクラックが発生しても基板の強度的品質に著しい影響が及ぶのを抑制することができる。また、溶融跡の大きさと、隣接する溶融跡間の空白部分の大きさとの関係から、識別マークを目視で十分に認識することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記基板が無アルカリガラスからなることとしてもよい。
無アルカリガラスの熱膨張係数が３．８×１０−６／℃であるのに対し、ソーダガラスの熱膨張係数は８．６×１０−６／℃であるから、無アルカリガラスはソーダガラスに比べて熱膨張係数が約半分と小さい。したがって、無アルカリガラスからなる基板を用いることで、炭酸ガスレーザにより急加熱して溶融させた後に急冷して凝固させても、クラックが発生し難い。また、パイレックス（登録商標）からなる基板と比較して、安価で加工性に優れる。また、基板上にドライバーＩＣを搭載する場合に、ガラスに含まれるアルカリ成分によるＩＣ汚染を防ぐこともできる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記基板が、平板状の支持基板部材と、前記発熱抵抗体が形成された平板状の上板基板部材とが積層状態に接合されて形成され、該支持基板部材と上板基板部材との接合部における前記発熱抵抗体に対向する領域に空洞部を有することとしてもよい。
【００１８】
このように構成することで、発熱抵抗体の直下に配置された上板基板部材は、熱を蓄積する蓄熱層として機能する。また、発熱抵抗体に対向する領域に形成された空洞部は、熱を断熱する中空断熱層として機能する。この空洞部により、発熱抵抗体において発生した熱のうち、上板基板部材を介して支持基板部材へ伝達される熱量を低減することができる。したがって、識別マークにより工程管理や製造管理の利便性を図りつつ、発熱効率の向上を図ることができる。
【００１９】
本発明は、上記記載のサーマルヘッドと、該サーマルヘッドの前記発熱抵抗体に感熱記録媒体を押し付けながら送り出す加圧機構とを備えるプリンタを提供する。
本発明によれば、強度的品質が低下することなく識別マークが形成されたサーマルヘッドにより、信頼性の向上を図ることができる。
【００２０】
本発明は、ガラス材料からなる基板に炭酸ガスレーザを走査させながら断続的に照射し、前記基板を部分的に略長円形に溶融させる溶融工程と、該溶融工程により溶融した複数の溶融部を冷却して凝固させ、複数の溶融跡が間隔を空けて配列されて構成される固有の識別情報を示す文字または記号からなる識別マークを形成する冷却工程とを含むマーキング方法を提供する。
【００２１】
本発明によれば、ガラス材料からなる基板に炭酸ガスレーザを連続的に照射することによって連続したライン状の溶融跡により構成される識別マークを形成する場合と比較して、炭酸ガスレーザの照射領域ごとの面積を小さくし、クラックを発生し難くすることができる。また、炭酸ガスレーザの照射領域を長円形の溶融跡ごとに閉じることで、いずれかの溶融跡に仮にクラックが発生しても、隣接する他の溶融跡にクラックが伝搬し難く、基板全体への影響も抑制することができる。
【００２２】
また、連続したライン状の溶融跡により構成される識別マークを形成する場合と比較して、炭酸ガスレーザの照射領域における熱収縮力を半減させ、基板の識別マーク周辺が凹状に反るのを防ぐことができる。
したがって、基板全体にクラックが伝搬したり基板に反りが生じたりするのを抑制してサーマルヘッドに識別マークを形成することができる。
【００２３】
上記発明においては、前記基板における発熱抵抗体および電極が形成される一面の該発熱抵抗体および電極が形成される領域以外の領域に、炭酸ガスレーザを照射して前記識別マークを形成することとしてもよい。
このように構成することで、基板の一面に発熱抵抗体および電極を形成する工程の前後を問わず、溶融工程および冷却工程を実施することができる。
【００２４】
また、上記発明においては、前記基板に発熱抵抗体および電極を形成する前に、該基板における発熱抵抗体および電極が形成される一面とは反対側の他面に炭酸ガスレーザを照射して前記識別マークを形成することとしてもよい。
【００２５】
ガラス材料からなる基板は透明体であるため、基板における発熱抵抗体および電極を形成する一面とは反対側の他面に識別マークを形成する場合に、発熱抵抗体および電極を形成する前にマーキングすることで、基板に吸収されずに透過した炭酸ガスレーザが発熱抵抗体や電極に照射されてしまい、これらが変質または焼き切られてしまうのを防ぐことができる。したがって、基板の一面に形成される発熱抵抗体および電極に影響を与えることなく、基板の他面に識別マークを形成することができる。
【００２６】
また、上記発明においては、前記基板における発熱抵抗体が形成される一面とは反対側の他面の、該発熱抵抗体に対向する領域以外の領域に炭酸ガスレーザを照射して前記識別マークを形成することとしてもよい。
【００２７】
このように構成することで、基板の他面に識別マークを形成しても、基板の他面における発熱抵抗体および電極に対向する領域を放熱板に接触させることができる。したがって、発熱抵抗体において発生し基板に吸収された熱を放熱板を介して効率的に放散させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るサーマルヘッドおよびプリンタによれば、識別マークによる強度的品質の低下を防ぐことができるという効果を奏する。また、本発明に掛かるマーキング方法によれば、基板全体にクラックが伝搬したり基板に反りが生じたりするのを抑制してサーマルヘッドに識別マークを形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタの概略構成図である。
【図２】図１のサーマルヘッドを保護膜側から積層方向に見た平面図である。
【図３】図２のサーマルヘッドのα−α縦断面図である。
【図４】図２のサーマルヘッドに形成された識別マークを示す平面図である。
【図５】図４の識別マークの拡大図である。
【図６】図２のサーマルヘッドの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は凹部形成工程を示し、（ｂ）は接合工程を示し、（ｃ）は薄板化工程を示し、（ｄ）は抵抗体形成工程を示し、（ｅ）は個別電極形成工程を示し、（ｆ）は共通電極形成工程を示し、（ｇ）は保護膜形成工程を示す縦断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るマーキング方法に用いられるレーザ装置の概略構成図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るマーキング方法により形成される識別マークの基になるフォントデータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッド、プリンタおよびマーキング方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るサーマルプリンタ（プリンタ）１００は、図１に示すように、本体フレーム２と、水平配置されるプラテンローラ４と、プラテンローラ４の外周面に対向配置されるサーマルヘッド１０と、プラテンローラ４とサーマルヘッド１０との間に感熱紙（感熱記録媒体）３等の印刷対象物を送り出す紙送り機構６と、感熱紙３に対してサーマルヘッド１０を所定の押圧力で押し付ける加圧機構８とを備えている。
【００３１】
プラテンローラ４には、加圧機構８の作動により、感熱紙３およびサーマルヘッド１０が押し付けられるようになっている。これにより、プラテンローラ４の荷重が感熱紙３を介してサーマルヘッド１０に加えられるようになっている。そして、感熱紙３に対して、サーマルヘッド１０の発熱領域が押し付けられることにより、感熱紙３が発色して印字されるようになっている。
【００３２】
サーマルヘッド１０は、図２および図３に示すように略平板状に形成されている。このサーマルヘッド１０は、ガラス材料からなる積層基板（基板）１３と、積層基板１３上に形成された複数の発熱抵抗体１５と、積層基板１３上に各発熱抵抗体１５に接して設けられる電極部１７Ａ，１７Ｂと、発熱抵抗体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂを覆い、これらを磨耗や腐食から保護する保護膜１９とを備えている。矢印Ｙは、プラテンローラ４による感熱紙３の送り方向を示している。
【００３３】
積層基板１３は、アルミ等の金属、樹脂、セラミックスまたはガラス等からなる板状部材の放熱板（図示略）に固定され、放熱板を介して放熱することができるようになっている。この積層基板１３は、放熱板に固定される平板状の支持基板（支持基板部材）１２と、発熱抵抗体１５が形成される平板状の上板基板（上板基板部材）１４とが積層状態に接合されて構成されている。
【００３４】
支持基板１２は、例えば、３００μｍ〜１ｍｍ程度の厚さを有する矩形状の無アルカリガラスにより構成されている。支持基板１２には、上板基板１４との接合面に矩形状に開口する凹部２１が形成されている。凹部２１は、支持基板１２の長手方向に沿って延び、例えば、５０〜５００μｍの幅寸法を有している。
【００３５】
上板基板１４は、例えば、５〜１００μｍ程度の厚さを有する矩形状の無アルカリガラスにより構成されている。この上板基板１４は、支持基板１２の接合面に凹部２１を閉塞するように積層されている。この上板基板１４は、支持基板１２との接合面とは反対側の一面に発熱抵抗体１５が形成されており、発熱抵抗体１５において発生した熱の一部を蓄える蓄熱層として機能するようになっている。
【００３６】
発熱抵抗体１５は、例えば、Ｔａ系やシリサイド系等の材料からなり、矩形状に形成されている。また、発熱抵抗体１５は、長手方向の長さが支持基板１２の凹部２１の幅寸法より大きい寸法を有している。各発熱抵抗体１５は、長手方向を上板基板１４の幅方向に向けて配置され、上板基板１４の長手方向（支持基板１２の凹部２１の長手方向）に沿って所定の間隔をあけて配列されている。
【００３７】
電極部１７Ａ，１７Ｂは、発熱抵抗体１５の長手方向の両端に個別に接続される個別電極１７Ａと、片側に配列された各個別電極１７Ａ上に被せられて共通に接続される共通電極１７Ｂとにより構成されている。１つの発熱抵抗体１５に対して２つの独立した個別電極１７Ａを接続し、共通電極１７Ｂを一方の個別電極１７Ａ上に被せて接続することで、共通電極１７Ｂの配線抵抗値の低減を図ることができる。電極部１７Ａ，１７Ｂの材料としては、例えば、アルミニウムが用いられる。
【００３８】
これらの電極部１７Ａ，１７Ｂは、外部電源（図示略）からの電力を発熱抵抗体１５に供給し、発熱抵抗体１５を発熱させることができるようになっている。発熱抵抗体１５における個別電極１７Ａ間の領域、すなわち、発熱抵抗体１５における支持基板１２の凹部２１のほぼ真上に位置する領域が発熱領域となる。
【００３９】
このように構成されたサーマルヘッド１０は、支持基板１２の凹部２１の開口が上板基板１４により閉塞されることで、発熱抵抗体１５の発熱部１５ａの真下に空洞部２３が形成される。空洞部２３は、全ての発熱抵抗体１５に対向する連通構造を有している。また、空洞部２３は、発熱抵抗体１５の発熱領域において発生した熱が上板基板１４から支持基板１２側へ伝達されるのを抑制する中空断熱層として機能するようになっている。
【００４０】
また、積層基板１３における発熱抵抗体１５が形成された一面とは反対側の他面、すなわち、支持基板１２における上板基板１４との接合面とは反対側の他面には、図４に示すような、固有の識別情報を示す文字または記号からなる識別マーク３０が形成されている。本実施形態においては、識別マーク３０として、アルファベットと数字により構成される「Ｔ−１２６ＣＳ」が形成されている。
【００４１】
識別マーク３０は、支持基板１２の他面上の発熱抵抗体１５に対向する領域以外の領域、例えば、四隅のいずれかのスペースに配置されている。また、識別マーク３０は、図５に示すように、炭酸ガスレーザを断続的に照射して支持基板１２の一部を略長円形に溶融させた後に硬化させた溶融跡３１（以下、「描画ライン３１」ともいう。）を間隔を空けて複数配列することにより構成されている。
【００４２】
溶融跡３１は、線幅が０．０３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下で、長さが線幅以上で０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下を有し、溶融跡３１間の空白部分の長さが２ｍｍ以下であることが望ましい。本実施形態においては、識別マーク３０は、文字サイズが縦横共に１．５ｍｍ、描画ライン３１の線幅が０．０８ｍｍ、その長さが０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、描画ライン３１間の空白部分の長さが０．３ｍｍを有している。
【００４３】
次に、このように構成されたサーマルヘッド１０の製造方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッド１０の製造方法は、積層基板１３を形成して識別マーク３０をマーキングする第１工程と、積層基板１３に発熱抵抗体１５、電極部１７Ａ，１７Ｂおよび保護膜１９を形成する第２工程と、積層基板１３上にＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）およびＦＰＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ：フレキシブル基板）を搭載する第３工程とを有している。
【００４４】
第１工程は、支持基板１２の一面に凹部２１を形成する凹部形成工程ＳＡ１と、支持基板１２と上板基板１４とを接合する接合工程ＳＡ２と、上板基板１４を薄板化する薄板化工程ＳＡ３と、積層基板１２に識別マーク３０をマーキングするマーキング工程ＳＡ４とを含んでいる。
【００４５】
凹部形成工程ＳＡ１は、図７（ａ）に示すように、支持基板１２の一面において発熱抵抗体１５が対向することとなる領域に凹部２１を形成する。凹部２１は、例えば、支持基板１２の一面にサンドブラスト、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザ加工等を施すことにより形成される。
【００４６】
接合工程ＳＡ２は、図７（ｂ）に示すように、凹部２１が形成された支持基板１２の一面に、例えば、１００μｍ以上の厚さを有する無アルカリガラスからなる薄板ガラス（上板基板１４）を積層状態に接合する。上板基板１４により凹部２１の開口が覆われることで、支持基板１２と上板基板１４との間に空洞部２３が形成される。凹部２１の深さにより空洞部２３の厚さが決定されるので、空洞部２３による中空断熱層としての厚さを容易に制御することができる。
【００４７】
支持基板１２と上板基板１４との接合方法としては、例えば、熱融着による直接接合が挙げられる。室温で支持基板１２と上板基板１４を張り合わせた後、高温で熱融着する。これにより、十分な強度で接合することができる。上板基板１４の変形を防ぐために、軟化点以下で接合することが望ましい。
【００４８】
薄板化工程ＳＡ３は、図７（ｃ）に示すように、エッチングや研磨等により、上板基板１４を所望の薄さとなるように薄板化する。上板基板１４として１００μｍ以下の厚さの薄板ガラスは、製造やハンドリングが困難であり、また、高価である。そこで、厚さが薄い薄板ガラスを支持基板１２に接合するのではなく、製造やハンドリングが容易な厚さの薄板ガラスを支持基板１２に接合する。その後に薄板ガラスを薄板化することで、支持基板１２の表面に容易かつ安価にごく薄い上板基板１４が形成することができる。これにより、支持基板１２と上板基板１４とからなる積層基板１３が形成される。
【００４９】
無アルカリガラスの熱膨張係数が３．８×１０−６／℃であるのに対し、ソーダガラスの熱膨張係数は８．６×１０−６／℃であるから、無アルカリガラスはソーダガラスに比べて熱膨張係数が約半分と小さい。したがって、積層基板１３を無アルカリガラスからなる支持基板１２および上板基板１４により構成することで、炭酸ガスレーザにより急加熱して溶融させた後に急冷して凝固させても、クラックが発生し難い。また、パイレックス（登録商標）からなる基板と比較して、安価で加工性に優れる。また、基板上にドライバーＩＣを搭載する場合に、ガラスに含まれるアルカリ成分によるＩＣ汚染を防ぐこともできる。
【００５０】
次に、マーキング工程ＳＡ４は、本実施形態に掛かるマーキング方法により、図８に示すようなレーザ装置４０を用いて実施される。
本実施形態に係るマーキング方法は、積層基板１３の発熱抵抗体１５等を形成する一面とは反対側の他面に対して、レーザ装置４０によりレーザ光を走査させながら断続的に照射し、積層基板１３を部分的に略長円形に溶融させる溶融工程ＳＡ４−１と、溶融工程ＳＡ４−１により溶融した複数の溶融部を冷却して凝固させ、溶融跡３１である描画ライン３１が間隔を空けて複数配列されて構成される識別マーク３０を形成する冷却工程ＳＡ４−２とを含んでいる。
【００５１】
レーザ装置４０は、積層基板１３が載置されるステージ４１と、レーザ光を発するレーザ光源４３と、レーザ光源４３からのレーザ光を走査するガルバノスキャナ４５と、レーザ光源４３およびガルバノスキャナ４５を制御するコントローラ４７とを備えている。
【００５２】
レーザ光源４３は、ガラスへの印字を可能にするために、例えばガラスを透過しない波長４．８μｍ以上の赤外線レーザ（具体的には、経済性等を配慮して波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザ、以下、単に「レーザ光」という。）を出射するようになっている。本実施形態においては、例えば、出力２５Ｗ、描画スピード６００ｍｍ／ｓ、波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザを使用するようになっている。
【００５３】
ガルバノスキャナ４５は、レーザ光源４３から発せられたレーザ光の向きを変更して積層基板１３の他面に照射するようになっている。このガルバノスキャナ４５は、一対のガルバノミラー５１Ａ，５１Ｂと、これら各ガルバノミラー５１Ａ，５１Ｂを駆動する駆動部５３Ａ，５３Ｂと、収束レンズ５５とを備えている。
【００５４】
一方のガルバノミラー５１Ａは、駆動部５３Ａにより揺動させられ、レーザ光の反射角度をＸ軸方向に変移させることができるようになっている。また、他方のガルバノミラー５１Ｂは、駆動部５３Ｂにより揺動させられ、レーザ光の反射角度をＹ軸方向に変移させることができる。
【００５５】
収束レンズ５５は、例えば、ｆθレンズから構成されており、ガルバノミラー５１Ａ，５１Ｂにより反射されたレーザ光を収束して積層基板１３の他面上に焦点を結ばせるようになっている。これにより、レーザ光源４３から発せられたレーザ光は、両ガルバノミラー５１Ａ，５１Ｂによって直交するＸＹ軸方向に向きを調整された後、収束レンズ５５により収束させられて積層基板１３上で２次元的に走査されるようになっている。
【００５６】
コントローラ４７は、ガルバノスキャナ４５の各駆動部５３Ａ，５３Ｂを制御して、ガルバノミラー５１Ａ，５１Ｂを駆動させるようになっている。このコントローラ４７は、文字・記号・図形等を構成する線分のデータ（フォントデータ）を記憶したメモリ（図示略）と、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）とを備えている。また、コントローラ４７には、図示しないコンソールが接続されている。
【００５７】
コントローラ４７は、ユーザがマーキングしたい所望の文字・記号・図形等をコンソールに設定すると、ＣＰＵの作動により、メモリに記憶されているフォントデータに基づいて、積層基板１３へのレーザ光の照射位置を決定する座標データを生成し、Ｄ／Ａ変換してガルバノスキャナ４５の各駆動部５３Ａ，５３Ｂにその座標データを与えるようになっている。
【００５８】
座標データのもととなるフォントデータは、連続的な描画ライン文字を参考にして断続的な描画ライン３１となるように、一文字ずつ作成することとすればよい。図９に示すフォントデータは、文字サイズを縦横共に１．５ｍｍとした場合の一例である。
【００５９】
描画ライン３１はそれぞれをある程度の空白を設けて配置し、マーキングした際に断続的な描画ライン３１どうしが重ならないようにすることが望ましい。文字サイズを縦横共に１．５ｍｍに設定する場合は、例えば、描画ライン３１の長さを０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、描画ライン３１間の空白部分の長さを０．３ｍｍ以下に設定してフォントデータを作成することとすればよい。
【００６０】
描画ライン３１どうしを重ならないように配置することで、いずれかの描画ライン３１にクラックが発生しても隣の描画ライン３１にクラックが伝搬するのを防止し、クラックが一文字全体に拡がるのを防ぐことができる。また、断続的なレーザ光の照射により描画ライン３１を分断することで、描画ライン３１ごとの熱収縮の力が合わさって大きな力になるのを防止し、積層基板１３に反りが発生するのを防ぐことができる。
【００６１】
次に、第２工程は、積層基板１３に発熱抵抗体１５を形成する抵抗体形成工程ＳＡ５と、個別電極１７Ａを形成する個別電極形成工程ＳＡ６と、共通電極１７Ｂを形成する共通電極形成工程ＳＡ７と、保護膜１９を形成する保護膜形成工程ＳＡ８とを含んでいる。
【００６２】
抵抗体形成工程ＳＡ５は、スパッタリングやＣＶＤ（化学気相成長法）または蒸着等の薄膜形成法により、図７（ｄ）に示すように、積層基板１３の上板基板１４上に発熱抵抗体材料の薄膜を成膜する。そして、発熱抵抗体材料の薄膜をリフトオフ法やエッチング法等により成形する。
【００６３】
個別電極形成工程ＳＡ６は、図７（ｅ）に示すように、積層基板１３の上板基板１４上にＡｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｇ等の配線材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜して、この膜をリフトオフ法やエッチング法等を用いて成形したり、配線材料をスクリーン印刷した後に焼成したりして、所望の形状の個別電極１７Ａを形成するようになっている。
【００６４】
共通電極形成工程ＳＡ７は、図７（ｆ）に示すように、銀等の導電性物質と樹脂バインダーを混合したペーストを所望の形状に印刷した後、５００℃以上の温度で焼成して低抵抗の共通電極１７Ｂを形成するようになっている。
【００６５】
保護膜形成工程ＳＡ８は、図７（ｇ）に示すように、上板基板１４上に形成された発熱抵抗体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂを覆うように保護膜１９を形成するようになっている。保護膜１９は、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等により、上板基板１４上にＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンドライクカーボン等の保護膜材料を成膜することにより形成される。
【００６６】
次に、第３工程は、ＩＣ搭載工程ＳＡ９と、ＦＰＣ搭載工程ＳＡ１０とを含んでいる。
ＩＣ搭載工程ＳＡ９は、サーマルヘッド１０の印字制御を行うドライバーＩＣ（図示略）を積層基板１３上に搭載するようになっている。電極端子とＩＣとの接続は、ワイヤーボンドや半田バンプを介して行われ、その後、ＩＣが樹脂により覆われて保護されるようになっている。ＩＣの搭載場所は積層基板１３の上板基板１４上に限らず、後述するＦＰＣ上に搭載してもよいし、プリンタ１００の回路基板に搭載してもよい。
【００６７】
ＦＰＣ搭載工程ＳＡ１０は、プリンタ制御部端子（図示略）からの電源や駆動信号、制御信号をサーマルヘッド１０やＩＣに伝達するための配線ケーブル（図示略）を積層基板１３上に搭載するようになっている。この配線ケーブルは、積層基板１３上の電極端子に接続されるようになっている。接続方法は、半田を介した接続やＡＣＦ（異方性導電膜）等で行われる。電源や信号を伝達する手段を持つものであれば、ＦＰＣに限ることはない。
【００６８】
以上の各工程により、支持基板１２と上板基板１４との接合部に空洞部２３を有する積層基板１３の他面に識別マーク３０が付された、プリンタ１００に搭載可能なガラス基板製のサーマルヘッド１０が完成する。なお、抵抗体形成工程ＳＡ５、個別電極形成工程ＳＡ６、共通電極形成工程ＳＡ７、および、保護膜形成工程ＳＡ８の順序は任意でよい。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態に係るサーマルヘッド１０によれば、積層基板１３の他面に形成された識別マーク３０により、他のサーマルヘッドと識別することができる。この識別マーク３０は、積層基板１３に炭酸ガスレーザを断続的に照射することにより形成される略長円形の溶融跡３１が間隔を空けて複数配列されて構成されることで、炭酸ガスレーザを連続的に照射して形成される連続したライン状の溶融跡により識別マークを構成する場合と比較して、炭酸ガスレーザの照射領域ごとの面積が小さく、クラックが発生し難い。
【００７０】
また、炭酸ガスレーザの照射領域が長円形の溶融跡３１ごとに閉じられているので、いずれかの溶融跡３１に仮にクラックが発生しても、隣接する他の溶融跡３１にクラックが伝搬し難く、積層基板１３全体に与える影響も小さい。さらに、連続したラインにより識別マーク３０を形成する場合と比較して、炭酸ガスレーザの照射領域における熱収縮力が半減し、積層基板１３の識別マーク３０周辺が凹状に反り難い。
したがって、識別マーク３０による強度的品質の低下を防ぐことができる。
【００７１】
また、本実施形態に係るサーマルプリンタ１００によれば、強度的品質が低下することなく識別マーク３０が形成されたサーマルヘッドにより、信頼性の向上を図ることができる。また、本実施形態に係るマーキング方法によれば、積層基板１３全体にクラックが伝搬したり積層基板１３に反りが生じたりするのを抑制して、サーマルヘッド１０に識別マーク３０を形成することができる。
【００７２】
本実施形態においては、レーザ光の出力２５Ｗ、描画スピード６００ｍｍ／ｓ、描画ライン３１の線幅０．０８ｍｍ等を例示して説明したが、これらは一例であって、マーキングされる識別マーク３０の内容や文字の大きさ、全マーキングが終了するまでの時間、目視での認識具合、クラックの入り難さ、積層基板１３の材質等を考慮して、これらの値を決めることとすればよい。
【００７３】
例えば、レーザ光の出力を下げれば、積層基板１３の溶融量が減少して溶融跡３１の凹凸が低減し、識別マーク３０を目視で認識しづらくなる。描画スピードを速くしても同様の結果となる。逆に、レーザ光の出力を上げれば、積層基板１３の溶融量が増加して溶融跡３１の凹凸が増大し、識別マーク３０を目視で認識しやすくなるがクラックも入り易くなる。描画スピードを遅くしても同様の結果となる。また、レーザ光の出力と描画スピードを一定にして描画ライン３１の線幅を太くしようとすると、単位面積あたりのレーザーエネルギーが減少するため、積層基板１３の溶融量が減少して溶融跡３１の凹凸が低減し、識別マーク３０を目視で認識しづらくなる。逆に、レーザ光の出力と描画スピードを一定にして描画ライン３１の線幅を細くしようとすると、積層基板１３の溶融量が増加して溶融跡３１の凹凸が増大するが、クラックが入り易くなる。したがって、見合った描画条件を設定することが望ましい。
【００７４】
また、本実施形態においては、描画ライン３１の長さ０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、描画ライン３１間の空白部分の長さ０．３ｍｍ以下を例示して説明したが、描画する文字のサイズに応じてそれぞれの長さを変化させてもよい。ただし、描画ライン３１の長さを１ｍｍ以上にすると、ガラス基板製のサーマルヘッド１０に大きなクラックが発生し易くなり、強度的品質が低下する可能性が高い。クラックが発生しないとしても、熱収縮による大きな反りが発生して印字に影響を与えるが高い。したがって、描画ライン３１は１ｍｍ以下が望ましい。
【００７５】
また、描画ライン３１間の空白部分の長さを２ｍｍ以上にすると、隣接して配置される文字の描画ライン３１と混同するなどして、識別マーク３０を目視で認識することが困難になる可能性がある。したがって、空白部分の長さは２ｍｍ以下が望ましい。マーキングした文字を目視ではっきりと認識できるようにするために、描画ライン３１と空白部分との関係は、マーキングされる文字によって長さを調節すればよい。また、描画ライン３１の長さは全て同一でも良いし異なっていてもよい。また、描画ライン３１の空白部分の長さも全て同一でも良いし異なっていてもよい。
【００７６】
また、本実施形態においては、薄板化工程ＳＡ３後にマーキング工程ＳＡ４を行うこととしたが、これに代えて、マーキング工程ＳＡ４を接合工程ＳＡ２と薄板化工程ＳＡ３との間に行うこととしてもよい。また、凹部形成工程ＳＡ１と接合工程ＳＡ２との間、または、凹部形成工程ＳＡ１の前にマーキング工程ＳＡ４を行うこととしてもよい。
【００７７】
また、本実施形態においては、サーマルヘッドの製造方法が薄板化工程ＳＡ３を含むこととしたが、これに代えて、例えば、支持基板１２に対して、当初から所望の厚さを有する上板基板１４を貼り合わせることとしてもよい。これにより、薄板化工程ＳＡ３を省略することができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、基板として、空洞部２３を有する積層基板１３を例示して説明したが、これに代えて、空洞部を有さないものを採用することとしてもよい。この場合、基板として、２枚の基板部材を積層状態に接合したものではなく、一枚の基板部材を採用することとしてもよい。空洞部を有さないガラス基板を備えるサーマルヘッドでもクラックに対して同様の効果を奏することができる。
【００７９】
また、本実施形態においては、サーマルヘッド１０を個別に製造する製造方法を例示して説明したが、大判のガラス材料からなる基板部材を用いて複数のサーマルヘッド１０を一括で製造することとしてもよい。この場合、各サーマルヘッド１０の基板どうしが繋がった状態で、本実施形態に係るマーキング方法により、大判のガラス基板部材におけるサーマルヘッド１０の領域ごとに識別マーク３０をマーキングすることとすればよい。
【００８０】
また、本実施形態においては、積層基板１３の他面に識別マーク３０を形成することとしたが、積層基板１３の一面における発熱抵抗体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂが形成される領域以外の領域に十分なスペースがある場合は、積層基板１３の一面のそのスペースに識別マーク３０を形成することとしてもよい。この場合、本実施形態に係るマーキング方法は、抵抗体形成工程ＳＡ５、個別電極形成工程ＳＡ６、共通電極形成工程ＳＡ７を行う前または行った後のどちらにマーキング工程ＳＡ４を実施することとしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
８    加圧機構
１０    サーマルヘッド
１２    支持基板（支持基板部材）
１３    積層基板（基板）
１４    上板基板（上板基板部材）
１５    発熱抵抗体
１７Ａ，１７Ｂ    電極部
２３    空洞部
３０    識別マーク
３１    溶融跡，描画ライン
１００    サーマルプリンタ（プリンタ）
ＳＡ４−１    溶融工程
ＳＡ４−２    冷却工程
【図１】
2013043430.tif 000003
【図２】
2013043430.tif 000004
【図３】
2013043430.tif 000005
【図４】
2013043430.tif 000006
【図５】
2013043430.tif 000007
【図６】
2013043430.tif 000008
【図７】
2013043430.tif 000009
【図８】
2013043430.tif 000010
【図９】
2013043430.tif 000011