(57)【要約】【課題】短尺サーマルヘッドを発熱ドットの整列方向に複数接続して長尺サーマルヘッドとするに際し、接続部における発熱ドット間隔を非接続部における発熱ドット間隔と可及的に同一にすることが可能な長尺サーマルヘッド及びその製造方法を得る。【解決手段】短尺サーマルヘッドの接続対向端面を、発熱ドットの延長方向と平行にかつ該発熱ヘッドの整列平面と直交させて切断し研磨するだけでなく、その接続対向端面の接続部厚さ（高さ）を短くしてから接続した長尺サーマルヘッド。【選択図】図３
2009172831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の蓄熱層上に列状に多数の発熱ドットを形成した短尺サーマルヘッドを該発熱ドット整列方向に複数接続して形成した長尺サーマルヘッドであって、
上記短尺サーマルヘッドの接続対向端面は、発熱ドットの延長方向と平行にかつ該発熱ドットの整列平面と直交させて切断されていること；及び
同接続対向端面は、少なくとも基板上部の上記発熱ドット形成部分及び蓄熱層を含む領域において互いに接触する接触部と、基板下部の上記蓄熱層を含まない領域において互いに離間した非接触部とを有していること；
を特徴とする長尺サーマルヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の長尺サーマルヘッドにおいて、該サーマルヘッドは、列状の発熱抵抗体の隣り合う一対が折り返し電極で接続され、各発熱ドットへの個別電極と共通電極が発熱ドットに対し同一の側に存在する折り返し電極タイプである長尺サーマルヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の長尺サーマルヘッドにおいて、該サーマルヘッドは、列状の各発熱ドットの個別電極と共通電極が該発熱ドットに対して反対の側に存在する共通電極ストレートタイプである長尺サーマルヘッド。
【請求項４】
基板の蓄熱層上に列状に多数の発熱ドットを形成した複数の短尺サーマルヘッドを該発熱ドットの整列方向に接続して長尺サーマルヘッドを製造する方法であって、
短尺サーマルヘッドの接続対向端面を、発熱ドットの延長方向と平行にかつ該発熱ドットの整列平面と直交させて切断し研磨するステップ；
該短尺サーマルヘッドの接続対向端面のうち、基板下部の上記蓄熱層を含まない領域を切除し、該接続端面が基板上部の少なくとも上記発熱ドット形成部分及び蓄熱層を含む領域においては接触し、基板下部の上記蓄熱層を含まない領域の一部においては離間するように切除するステップ；及び
を有することを特徴とする長尺サーマルヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の長尺サーマルヘッドの製造方法において、該サーマルヘッドは、列状の発熱ドットの隣り合う一対が折り返し電極で接続され、該発熱ドットへの個別電極と共通電極が発熱ドットに対し同一の側に存在する折り返し電極タイプである長尺サーマルヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の長尺サーマルヘッドの製造方法において、該サーマルヘッドは、列状の各発熱ドットの個別電極と共通電極が該発熱ドットに対して反対の側に存在する共通電極ストレートタイプである長尺サーマルヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば熱転写型プリンタに搭載されるサーマルヘッドに関し、特に短尺サーマルヘッドを接続して形成する長尺サーマルヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルヘッドの長さ（発熱ドット数）は、理論的には製造設備を大型化することで長く（多ドット化）することができる。しかし、長尺サーマルヘッドを製造するための大型の設備は当然高価である。そこで、本出願人は、長尺（多発熱ドット）のサーマルヘッドを安価に製造する方法として、短尺のサーマルヘッドを複数接続する製造方法を検討している。具体例を挙げると、エンドユーザ向けフォトプリンタの４インチ仕様の短尺サーマルヘッドを２つ接続すれば業務用の８インチ仕様のサーマルヘッドを得ることができる。
【特許文献１】特公平6-67636号公報
【特許文献２】特開平5-166125号公報
【特許文献３】特開平6-301917号公報
【特許文献４】特開2003-203306号公報
【特許文献５】特開2004-106293.号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、短尺サーマルヘッドを接続すると、接続部における発熱ドット間隔（ピッチ）を非接続部における発熱ドット間隔と厳密に同一にすることが困難であることが分かった。
【０００４】
本発明は従って、短尺サーマルヘッドを接続して長尺サーマルヘッドとするに際し、接続部における発熱ドット間隔を非接続部における発熱ドット間隔と可及的に同一にすることが可能な長尺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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、接続部における発熱ドット間隔を非接続部における発熱ドット間隔と厳密に同一にすることが困難な理由について追及した結果、短尺サーマルヘッドの接続対向端面を、発熱ドットの延長方向と平行にかつ該発熱ヘッドの整列平面と直交させて切断し研磨するだけでは不十分であり、その接続対向端面の接続部厚さ（高さ）を十分短くすることで初めて接続部における発熱ドット間隔を非接続部における発熱ドット間隔と可及的に同一にすることができるとの結論に達して本発明をなしたものである。すなわち、短尺サーマルヘッドの接続対向端面を、発熱ドットの延長方向と平行にかつ該発熱ヘッドの整列平面と可及的に直交させて切断し研磨するだけでは、該接続対向端面に微細なうねりや反りが発生して平面性（発熱ドット整列平面との直交性）が意図せず損なわれ、これが接続部の発熱ドット間隔を不正確にする原因となる。
【０００６】
本発明は、基板の蓄熱層上に列状に多数の発熱ドットを形成した短尺サーマルヘッドを発熱ドット整列方向に複数接続して形成した長尺サーマルヘッドの態様においては、短尺サーマルヘッドの接続対向端面は、発熱ドットの延長方向と平行にかつ該発熱ヘッドの整列平面と直交させて切断されていること；及び同接続対向端面は、少なくとも基板上部の発熱ドット形成部分及び蓄熱層を含む領域において互いに接触する接触部と、基板下部の蓄熱層を含まない領域において互いに離間した非接触部とを有していること；を特徴としている。
【０００７】
本発明は、基板の蓄熱層上に列状に多数の発熱ドットを形成した複数の短尺サーマルヘッドを発熱ドット整列方向に接続して長尺サーマルヘッドを製造する方法の態様においては、短尺サーマルヘッドの接続対向端面を、発熱ドットの延長方向と平行にかつ該発熱ドットの整列平面と直交させて切断し研磨するステップ；該短尺サーマルヘッドの接続対向端面のうち、基板下部の蓄熱層を含まない領域を切除し、該接続端面が基板上部の少なくとも発熱ドット形成部分及び蓄熱層を含む領域においては接触し、基板下部の蓄熱層を含まない領域の一部においては離間するように切除するステップ；及びこれらの接続対向端面を接着するステップ；を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明は、列状の発熱ドットの隣り合う一対が折り返し電極で接続され、該発熱ドットへの個別電極と共通電極が発熱ドットに対し同一の側に存在する折り返し電極タイプのサーマルヘッドであると、列状の各発熱ドットの個別電極と共通電極が該発熱ドットに対して反対の側に存在する共通電極ストレートタイプのサーマルヘッドであるとを問わずに適用できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、短尺サーマルヘッドを接続して長尺サーマルヘッドとするに際し、短尺サーマルヘッドの接続対向端面を、発熱ドットの延長方向と平行にかつ該発熱ヘッドの整列平面と可及的に直交させて切断し研磨するだけでなく、同接続対向端面に、少なくとも基板上部の発熱ドット形成部分及び蓄熱層を含む領域において互いに接触する接触部と、基板下部の蓄熱層を含まない領域において互いに離間した非接触部とを設けたので、該接続対向端面の平面性（発熱ドット整列平面との直交性）が損なわれていたとしても、その発熱ドット間隔に対する悪影響を最小にし、発熱ドット間隔を許容値内に収めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
最初に、図１、図２について、折り返し電極型の（短尺）サーマルヘッドの一般構成を説明する。サーマルヘッド１０は、図２に示すように、ヘッド基板２０と、このヘッド基板２０を駆動制御するためのプリント回路基板３０とを独立に備えている。
【００１１】
ヘッド基板２０は、Ｓｉやセラミック材料、金属材料等からなる放熱性に優れた基板であり、基板表面に例えばガラス等の断熱材料からなる蓄熱層２１を有している。蓄熱層２１は、ヘッド基板表面全体に均一な膜厚で形成された平面断熱層である。この蓄熱層２１上に、図２の左右方向（図１の紙面と垂直な方向）に微小間隔をあけて列状に多数の発熱抵抗体２２が形成されている。各発熱抵抗体２２は、ＴａＮX又はＴａ-ＳｉＯ2等のサーメット材料を用いて蓄熱層２１の上に部分的に形成された抵抗体パターンの一部であって、その表面が絶縁バリア層２３により覆われている。絶縁バリア層２３は、例えばＳｉＯ2等の絶縁材料により形成されていて、各発熱抵抗体２２の電気抵抗値を規定している。発熱抵抗体２２と絶縁バリア層２３はピッチＰで配列された発熱ドットを構成する。
【００１２】
発熱抵抗体２２は、隣り合うものどうしが折り返し電極（導体）２４によって導通接続されている。また、隣り合う４個の発熱抵抗体２２を単位としたとき、その中央の２個の発熱抵抗体２２の折り返し電極２４とは反対側の端部は、共通電極２５に導通接続され、両端部の発熱抵抗体２２の折り返し電極２４とは反対側の端部は個別電極２６に導通接続されている。つまり、折り返しで電極２４は発熱抵抗体２２（発熱ドット）の延在方向の一方の側に位置し、共通電極２５と個別電極２６は発熱抵抗体２２（発熱ドット）の延在方向の他方の側に位置している。これら折り返し電極２４、共通電極２５及び個別電極２６は、それぞれ絶縁バリア層２３上にオーバーレイしており、発熱抵抗体２２との導通接続性を確実にしている。
【００１３】
共通電極２５と個別電極２６は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ等の高融点金属材料、該高融点金属材料を含む合金材料、Ａｌを含む合金材料、Ｃｕ及びＣｕを含む合金材料のいずれかにより形成されており、数百μｓ程度のごく短い周期で大電流を与えて発熱抵抗体２２をオン（通電）／オフ（非通電）する高速印刷動作に対応可能である。絶縁バリア層２３、折り返し電極２４、共通電極２５の一部及び個別電極２６の一部は、絶縁性耐磨耗保護層２７により覆われている。絶縁性耐磨耗保護層２７は、ＳｉＯ2やＴａ2Ｏ5、ＳｉＡｌＯＮ等の絶縁材料により形成されており、プラテンローラとの接触による摩擦等から絶縁バリア層２３（発熱抵抗体２２）、折り返し電極２４、共通電極２５及び個別電極２６を保護する。
【００１４】
共通電極２５と個別電極２６の絶縁性耐摩耗保護層２７からの露出部はそれぞれ、ワイヤボンディング２８を介してプリント回路基板３０上の駆動ＩＣ３１の各制御端子に接続されている。駆動ＩＣ３１は、印字情報に基づいて共通電極２５と個別電極２６を選択的に通電する（駆動電圧入力を与える）スイッチング素子である。このヘッド基板２０とプリント回路基板３０のボンディング部２８は、封止樹脂３２により封止されている。
【００１５】
本実施形態は、例えば以上のような列状に配列された発熱ドットＤ（絶縁バリア層２３、発熱抵抗体２２）を有する短尺サーマルヘッド１０（ヘッド基板２０）を複数個接続（接合）して長尺サーマルヘッドを得るものであり、接続する際には、接続（接合）部の発熱ドットＤのピッチを、非接続部（非接合部）の発熱ドットのピッチＰと可及的に同一とする。すなわち、図２において、接続すべき一対の短尺サーマルヘッド１０（ヘッド基板２０）の接続（接合）対向端面２０Ｔから最も近い発熱ドット境界部との距離をＡとＣとし、該一対の短尺サーマルヘッド１０の接続対向端面２０Ｔの接続（接合）状態での距離をＢとするとき、Ｐ≒Ａ+Ｂ+Ｃを実現する。具体的には、Ａ＝Ｃ＝Ｐ／２、Ｂ＝０を目指す。
【００１６】
図３は、本発明による接続（接合）方法の工程図である。まず、一対のヘッド基板２０の接続対向端面２０Ｔをダイサーによって切断し、鏡面研磨する。このときには、Ａ＝Ｃ＝Ｐ／２を目指す。この研磨面は、発熱ドットＤの延長方向と平行にかつ発熱ドットＤの整列平面と可及的に直交させる。しかしながら。実際の研磨面を観察すると、研磨面（特に蓄熱層２１を除く基板２０の研磨面）には微細なうねりや反りが発生し、発熱ドットＤの整列平面と厳密に直交させることが困難であることが分かった。
【００１７】
そこで、次に、ヘッド基板２０の接続対向端面２０Ｔのうち、上部の発熱ドットＤ形成部分及び蓄熱層２１を除く基板２０の下部一部をテーパ状に切除する。この切除は具体的にはカップホイールによるクリープフィード研削加工によって行う。このように接続対向端面２０Ｔの下部一部に切除部２０Ｃを形成すると、接続対向端面２０Ｔは、上部の発熱ドットＤ形成部分及び蓄熱層２１を含む領域においては接触し、蓄熱層２１を含まない下部の基板一部の領域においては離間する。
【００１８】
このように、接続対向端面２０Ｔの下部に切除部２０Ｃを形成した一対のヘッド基板２０を突き合わせると、切除部２０Ｃより上の発熱ドットＤ形成部分と蓄熱層２１を含む領域においてのみ一対のヘッド基板２０は接触し、切除部２０Ｃ部分では接触しないこととなる。このため、切除部２０Ｃを形成する前の接続対向端面２０Ｔの平面が、発熱ドットＤの整列平面に対して厳密に直交していないとしても、その悪影響を小さくすることができ、Ｂ≒０、つまりはＰ≒Ａ+Ｂ+Ｃを達成することができる。この突き合わせ状態で、一対のヘッド基板２０の接続対向端面２０Ｔを接続（接合、接着）する。
【００１９】
この接続対向端面２０Ｔのヘッド基板２０と蓄熱層２１の合計厚さをＸ、同接触部の長さをＹとすると、切除部２０Ｃの大きさは、Ｙ／Ｘ＝０．３〜０．９の範囲にすることが好ましい。また、切除部２０Ｃが発熱ドットＤの整列平面となす角度θは、３０〜７０゜とすることが好ましい。
【００２０】
図４は、列状の発熱ドットＤ（発熱抵抗体２２と絶縁バリア層２３）の個別電極２６Ｘと共通電極２５Ｘを該発熱ドットＤの延在方向に対して反対の側に位置させた共通電極ストレートタイプを示している。本発明は、このような共通電極ストレートタイプの（短尺）サーマルヘッドを接続する際にも全く同様に適用することができる。すなわち、図示したサーマルヘッドの具体的構造は一例を示すものであり、サーマルヘッドの構成自体は種々知られている。本発明は図示例に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用するサーマルヘッドとして、折り返し電極型のサーマルヘッドを示す断面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図と平面図を含む図である。
【図３】本発明によるサーマルヘッドの製造方法の工程例を示す縦断面図である。
【図４】本発明を適用するサーマルヘッドとして、共通電極ストレートタイプのサーマルヘッドを示す、図２に対応する図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ｄ  発熱ドット
１０  サーマルヘッド
２０  ヘッド基板
２０Ｔ  接続対向端面
２０Ｃ  切除部
２１  蓄熱層
２２  発熱抵抗体（発熱ドット）
２３  絶縁バリア層（発熱ドット）
２４  折り返し電極
２５  共通電極
２６  個別電極
２７  絶縁性耐摩耗保護層
２８  ワイヤボンディング
３０  ヘッド基板
３１  駆動ＩＣ
【図１】
2009172831.tif 000003
【図２】
2009172831.tif 000004
【図３】
2009172831.tif 000005
【図４】
2009172831.tif 000006