JP2001225500A - サーマルヘッド及びサーマルヘッドの製造方法 - Google Patents
サーマルヘッド及びサーマルヘッドの製造方法Info
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- JP2001225500A JP2001225500A JP2000036943A JP2000036943A JP2001225500A JP 2001225500 A JP2001225500 A JP 2001225500A JP 2000036943 A JP2000036943 A JP 2000036943A JP 2000036943 A JP2000036943 A JP 2000036943A JP 2001225500 A JP2001225500 A JP 2001225500A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程を簡単にすることができ、小型軽量
で、しかも高解像度化が容易で安価なサーマルヘッドを
提供する。 【解決手段】 サーマルヘッドにおいて、複数の発熱抵
抗体３４と、前記発熱抵抗体に駆動電流を流す駆動用集
積回路３６と、前記発熱抵抗体と前記駆動用集積回路と
を接続する電極３８，４０とを同一基板上に構成する。
これにより、製造工程を簡単にすることができ、小型軽
量で、しかも高解像度化が容易で安価なサーマルヘッド
を提供する。
で、しかも高解像度化が容易で安価なサーマルヘッドを
提供する。 【解決手段】 サーマルヘッドにおいて、複数の発熱抵
抗体３４と、前記発熱抵抗体に駆動電流を流す駆動用集
積回路３６と、前記発熱抵抗体と前記駆動用集積回路と
を接続する電極３８，４０とを同一基板上に構成する。
これにより、製造工程を簡単にすることができ、小型軽
量で、しかも高解像度化が容易で安価なサーマルヘッド
を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルヘッド及
びサーマルヘッドの製造方法に関する。
びサーマルヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プリンタの印字等を行なう記録
機構には、液体インクを用いるインクジェット方式や、
粉体トナーを用いるレーザ方式や、感熱紙や昇華型或い
は溶融型熱転写インクリボン等を用いるサーマルヘッド
方式等が知られている。特に、携帯用プリンタの分野に
あっては、小型軽量化が容易なことからサーマルヘッド
方式のプリンタが採用されつつある。ここで図４及び図
５を用いて従来のサーマルヘッドについて説明する。図
４は従来のサーマルヘッドを示す側面図、図５は図４中
のＡ部の拡大図である。
機構には、液体インクを用いるインクジェット方式や、
粉体トナーを用いるレーザ方式や、感熱紙や昇華型或い
は溶融型熱転写インクリボン等を用いるサーマルヘッド
方式等が知られている。特に、携帯用プリンタの分野に
あっては、小型軽量化が容易なことからサーマルヘッド
方式のプリンタが採用されつつある。ここで図４及び図
５を用いて従来のサーマルヘッドについて説明する。図
４は従来のサーマルヘッドを示す側面図、図５は図４中
のＡ部の拡大図である。
【０００３】図示するように、２はアレー状に等間隔で
配列された発熱抵抗体であり（図示例では１つの発熱抵
抗体のみ記す）、これらの発熱抵抗体２はセラミック基
板４上に形成され、次に電極６、最後に保護層８（図５
参照）が形成される。一方、上記発熱抵抗体２に駆動電
流を流す駆動用集積回路１０は単独にＩＣとして製造さ
れており、これを予め電極１２が配置されたエポキシ基
板１４上にハンダ付け等により固定した後、放熱板１６
上に上記セラミック基板４と共に張り合わされ、次に発
熱抵抗体２に接合されている上記電極６と上記駆動用集
積回路１０に接合されている電極１２とを接続線１８で
ハンダ付けして電気接合し、これによりサーマルヘッド
を完成する。このようなサーマルヘッドにおいて、記録
信号に応じて上記駆動用集積回路１０からは駆動電流が
流れて、上記発熱抵抗体２を加熱し、これに接する感熱
紙や昇華型或いは溶融型インクリボン等の記録媒体２０
によって記録が行なわれる。
配列された発熱抵抗体であり（図示例では１つの発熱抵
抗体のみ記す）、これらの発熱抵抗体２はセラミック基
板４上に形成され、次に電極６、最後に保護層８（図５
参照）が形成される。一方、上記発熱抵抗体２に駆動電
流を流す駆動用集積回路１０は単独にＩＣとして製造さ
れており、これを予め電極１２が配置されたエポキシ基
板１４上にハンダ付け等により固定した後、放熱板１６
上に上記セラミック基板４と共に張り合わされ、次に発
熱抵抗体２に接合されている上記電極６と上記駆動用集
積回路１０に接合されている電極１２とを接続線１８で
ハンダ付けして電気接合し、これによりサーマルヘッド
を完成する。このようなサーマルヘッドにおいて、記録
信号に応じて上記駆動用集積回路１０からは駆動電流が
流れて、上記発熱抵抗体２を加熱し、これに接する感熱
紙や昇華型或いは溶融型インクリボン等の記録媒体２０
によって記録が行なわれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなサーマルヘッドにあっては、発熱抵抗体２の部分を
記録媒体２０に密着して記録しようとすると、図５に示
すように電極６の接合部分が盛り上がっていることか
ら、発熱抵抗体２の中央部分に対応する保護層８が凹部
２２の状態となってしまい、この結果、発熱抵抗体２と
記録媒体２０との間に隙間を作ってしまってこの部分の
熱の伝導が悪くなるという問題があった。これを解決し
ようとしてセラミック基板４上に凸状のグレーズ層を設
けて発熱抵抗体２を盛り上げることも行なっていたが、
この場合には製造工程が複雑になり、価格の高騰を招い
ていた。
うなサーマルヘッドにあっては、発熱抵抗体２の部分を
記録媒体２０に密着して記録しようとすると、図５に示
すように電極６の接合部分が盛り上がっていることか
ら、発熱抵抗体２の中央部分に対応する保護層８が凹部
２２の状態となってしまい、この結果、発熱抵抗体２と
記録媒体２０との間に隙間を作ってしまってこの部分の
熱の伝導が悪くなるという問題があった。これを解決し
ようとしてセラミック基板４上に凸状のグレーズ層を設
けて発熱抵抗体２を盛り上げることも行なっていたが、
この場合には製造工程が複雑になり、価格の高騰を招い
ていた。
【０００５】更には、上述したようなサーマルヘッドの
製造工程は複雑で多岐にわたり、しかも後工程による接
続部分が多いため、高価で煩雑となり、しかも発熱抵抗
体２の間隔を狭くして高解像度を図ることもかなり困難
であった。本発明は、以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的
は、製造工程を簡単にすることができ、小型軽量で、し
かも高解像度化が容易で安価なサーマルヘッド及びサー
マルヘッドの製造方法を提供することにある。
製造工程は複雑で多岐にわたり、しかも後工程による接
続部分が多いため、高価で煩雑となり、しかも発熱抵抗
体２の間隔を狭くして高解像度を図ることもかなり困難
であった。本発明は、以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的
は、製造工程を簡単にすることができ、小型軽量で、し
かも高解像度化が容易で安価なサーマルヘッド及びサー
マルヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
複数の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に駆動電流を流す
駆動用集積回路と、前記発熱抵抗体と前記駆動用集積回
路とを接続する電極とを同一基板上に構成したことを特
徴とするサーマルヘッドである。これにより、小型軽量
で高解像度化を達成することが可能となる。
複数の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に駆動電流を流す
駆動用集積回路と、前記発熱抵抗体と前記駆動用集積回
路とを接続する電極とを同一基板上に構成したことを特
徴とするサーマルヘッドである。これにより、小型軽量
で高解像度化を達成することが可能となる。
【０００７】請求項２に係る発明は、支持体上に薄膜の
保護層を形成し、前記保護層上に複数の発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体に駆動電流を流す駆動用集積回路と、前
記発熱抵抗体と前記駆動用集積回路とを接続する電極と
を形成し、更に全体に亘ってヘッド補強板を接合し、そ
の後、前記支持体を除去するようにしたことを特徴とす
るサーマルヘッドの製造方法である。これにより、製造
工程を簡単化することが可能となる。
保護層を形成し、前記保護層上に複数の発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体に駆動電流を流す駆動用集積回路と、前
記発熱抵抗体と前記駆動用集積回路とを接続する電極と
を形成し、更に全体に亘ってヘッド補強板を接合し、そ
の後、前記支持体を除去するようにしたことを特徴とす
るサーマルヘッドの製造方法である。これにより、製造
工程を簡単化することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るサーマルヘ
ッド及びサーマルヘッドの製造方法の一例を添付図面に
基づいて詳述する。図１は本発明のサーマルヘッドの一
例を示す平面図、図２は本発明のサーマルヘッドの製造
方法を説明する各行程を示す工程図である。図１におい
て、このサーマルヘッド３０は例えば長方形状のヘッド
補強板３２に、所定のピッチでアレー状に多数配列した
微細な例えば矩形状の発熱抵抗体３４を有している。こ
の発熱抵抗体３４の一側には、これに駆動電流を流すた
めの駆動用集積回路（ＩＣ）３６が配置されている。そ
して、上記微細な矩形状の各発熱抵抗体３４の一端と上
記駆動用集積回路３６との間は、それぞれ電極としての
個別電極３８により接続され、また、各発熱抵抗体３４
の他端と駆動用集積回路３６との間は、電極としての１
本の共通電極４０により接続されている。
ッド及びサーマルヘッドの製造方法の一例を添付図面に
基づいて詳述する。図１は本発明のサーマルヘッドの一
例を示す平面図、図２は本発明のサーマルヘッドの製造
方法を説明する各行程を示す工程図である。図１におい
て、このサーマルヘッド３０は例えば長方形状のヘッド
補強板３２に、所定のピッチでアレー状に多数配列した
微細な例えば矩形状の発熱抵抗体３４を有している。こ
の発熱抵抗体３４の一側には、これに駆動電流を流すた
めの駆動用集積回路（ＩＣ）３６が配置されている。そ
して、上記微細な矩形状の各発熱抵抗体３４の一端と上
記駆動用集積回路３６との間は、それぞれ電極としての
個別電極３８により接続され、また、各発熱抵抗体３４
の他端と駆動用集積回路３６との間は、電極としての１
本の共通電極４０により接続されている。
【０００９】次に、以上のように構成されたサーマルヘ
ッド３０の製造方法について図２も参照して説明する。
ここでは、例えばＣＭＯＳ製造工程で高解像印刷を行な
うためのサーマルヘッドを製造する場合を例にとって説
明する。まず、図２（Ａ）に示すようにシリコンウエハ
を支持体４２とし、この上に保護層４４としてＳｉＯ2
を略１μｍ〜２０μｍの厚さに形成する。次に、発熱抵
抗体３４、両電極３８、４０をＣＭＯＳ形成材料（例え
ば発熱抵抗体３４にポリシリコン、電極３８、４０にＡ
ｌ）で形成し、同時にＣＭＯＳタイプのシフトレジスタ
ー等を内蔵した駆動用集積回路３６を形成する。この
時、発熱抵抗体３４と両電極３８、４０との間及び両電
極３８、４０と駆動用集積回路３６との間はそれぞれ形
成時に接合される。
ッド３０の製造方法について図２も参照して説明する。
ここでは、例えばＣＭＯＳ製造工程で高解像印刷を行な
うためのサーマルヘッドを製造する場合を例にとって説
明する。まず、図２（Ａ）に示すようにシリコンウエハ
を支持体４２とし、この上に保護層４４としてＳｉＯ2
を略１μｍ〜２０μｍの厚さに形成する。次に、発熱抵
抗体３４、両電極３８、４０をＣＭＯＳ形成材料（例え
ば発熱抵抗体３４にポリシリコン、電極３８、４０にＡ
ｌ）で形成し、同時にＣＭＯＳタイプのシフトレジスタ
ー等を内蔵した駆動用集積回路３６を形成する。この
時、発熱抵抗体３４と両電極３８、４０との間及び両電
極３８、４０と駆動用集積回路３６との間はそれぞれ形
成時に接合される。
【００１０】次に、上記支持体４２をＩＣ製造工程から
取り出し、図２（Ｂ）に示すように例えばアロンアルフ
ァ、ソニーボンド、シリコン、スリーボンド等よりなる
接着剤４６を用いてヘッド補強板（例えばＡｌ、Ｆｅ）
３２を取り付ける。このヘッド補強板３２はサーマルヘ
ッドの放熱とプリンターへの取り付け部材として用いら
れる。最後に、上記支持体４２を研磨して薄くした後、
溶剤で残りの支持体４２を溶かして剥離すれば、図２
（Ｃ）に示すように平滑な保護層４４の面が露出し、サ
ーマルヘッド３０が得られる。このようなサーマルヘッ
ド３０にあっては、保護層４４側から感熱紙や昇華型或
いは溶融型熱転写インクリボン等の記録媒体２０を密着
すれば、保護層４４の面と記録媒体２０との間に隙間な
く良好な熱伝導による印刷を行うことが可能となる。
取り出し、図２（Ｂ）に示すように例えばアロンアルフ
ァ、ソニーボンド、シリコン、スリーボンド等よりなる
接着剤４６を用いてヘッド補強板（例えばＡｌ、Ｆｅ）
３２を取り付ける。このヘッド補強板３２はサーマルヘ
ッドの放熱とプリンターへの取り付け部材として用いら
れる。最後に、上記支持体４２を研磨して薄くした後、
溶剤で残りの支持体４２を溶かして剥離すれば、図２
（Ｃ）に示すように平滑な保護層４４の面が露出し、サ
ーマルヘッド３０が得られる。このようなサーマルヘッ
ド３０にあっては、保護層４４側から感熱紙や昇華型或
いは溶融型熱転写インクリボン等の記録媒体２０を密着
すれば、保護層４４の面と記録媒体２０との間に隙間な
く良好な熱伝導による印刷を行うことが可能となる。
【００１１】また、微細加工可能なＣＭＯＳ製造技術を
用いて発熱抵抗体３４を形成しているので、これを高い
精度のピッチで微細加工でき、高解像度を得ることが可
能となる。このサーマルヘッド３０を用いた印刷適応方
式例としては多孔性記録媒体を用いた浸透型熱溶融印刷
方式のプリンタに適用した例があげられる（日本画像学
会第８部会研究会予稿集「熱転写モバイルプリンタ」、
１９９９年度第１回研究会（通算第７４回））。図３は
上記したプリンタである熱転写モバイルプリンタの一例
を示す構成図である。このプリンタ５０の筐体５２内
に、インクリボン供給ローラ５４とインクリボン巻取り
ローラ５６を設け、両ローラ５４、５６間にインクリボ
ン５８を掛け渡す。そして、上下動可能なプラテンロー
ラ６０に対向させて本発明のサーマルヘッド３０を設
け、これらの間にインクリボン５８と記録紙６２とを重
ねて挟み込み、熱転写を行なうようになっている。
用いて発熱抵抗体３４を形成しているので、これを高い
精度のピッチで微細加工でき、高解像度を得ることが可
能となる。このサーマルヘッド３０を用いた印刷適応方
式例としては多孔性記録媒体を用いた浸透型熱溶融印刷
方式のプリンタに適用した例があげられる（日本画像学
会第８部会研究会予稿集「熱転写モバイルプリンタ」、
１９９９年度第１回研究会（通算第７４回））。図３は
上記したプリンタである熱転写モバイルプリンタの一例
を示す構成図である。このプリンタ５０の筐体５２内
に、インクリボン供給ローラ５４とインクリボン巻取り
ローラ５６を設け、両ローラ５４、５６間にインクリボ
ン５８を掛け渡す。そして、上下動可能なプラテンロー
ラ６０に対向させて本発明のサーマルヘッド３０を設
け、これらの間にインクリボン５８と記録紙６２とを重
ねて挟み込み、熱転写を行なうようになっている。
【００１２】図３中、６４はストックされた記録紙６２
を送るピックアップローラ、６６は記録紙搬送用のキャ
プスタンローラ、６８は電源系の基板回路、７０は電源
である。上述した方式は記録紙の表面が多孔のため放熱
が少ないので、加熱量が大きくとれないこのサーマルヘ
ッドに適している。例えば昇華型転写印刷方式では５０
ｍＪ／ｍｍ2 〜８０ｍＪ／ｍｍ2 の熱量が必要なのに対
し、浸透型熱溶融印刷方式では８ｍＪ／ｍｍ2 と少な
く、更にインクリボンへのインク塗布量を減少すればよ
り低加熱量が実現可能である。駆動用回路の電力として
は２００ｄｐｉのサーマルヘッドの場合、従来０．５〜
０．８ｗａｔｔの電力が必要で許容電力の大きいＩＣが
要求されていたが、浸透型熱溶融印刷方式では０．０８
ｗａｔｔ以下の電力で済むようになり、ＣＭＯＳ−ＩＣ
の許容電力でも十分実用的となった。
を送るピックアップローラ、６６は記録紙搬送用のキャ
プスタンローラ、６８は電源系の基板回路、７０は電源
である。上述した方式は記録紙の表面が多孔のため放熱
が少ないので、加熱量が大きくとれないこのサーマルヘ
ッドに適している。例えば昇華型転写印刷方式では５０
ｍＪ／ｍｍ2 〜８０ｍＪ／ｍｍ2 の熱量が必要なのに対
し、浸透型熱溶融印刷方式では８ｍＪ／ｍｍ2 と少な
く、更にインクリボンへのインク塗布量を減少すればよ
り低加熱量が実現可能である。駆動用回路の電力として
は２００ｄｐｉのサーマルヘッドの場合、従来０．５〜
０．８ｗａｔｔの電力が必要で許容電力の大きいＩＣが
要求されていたが、浸透型熱溶融印刷方式では０．０８
ｗａｔｔ以下の電力で済むようになり、ＣＭＯＳ−ＩＣ
の許容電力でも十分実用的となった。
【００１３】また、このＣＭＯＳ製造工程で、発熱抵抗
体と電極と駆動用回路とを同一基板上で同一面に作成す
ると、精度がＩＣ製造に準ずるため、解像度が飛躍的に
大きくとることができる。例えば現在のＩＣ汎用工程で
は０．５μｍが標準化しているため、発熱抵抗体の最小
間隔が１μｍでも生産可能である。従って、高級印刷の
解像度４０００ｄｐｉ（６．３５μｍ）が容易に実現で
きる。また、カードサイズ用途として長さ５０ｍｍ、幅
４ｍｍのサーマルヘッドを、６インチウエハで作成する
と、正方形換算で略１００ｍｍ×１００ｍｍなので２×
２５＝５０本のサーマルヘッドが一枚のウエハから作成
できるので量産性に富む。
体と電極と駆動用回路とを同一基板上で同一面に作成す
ると、精度がＩＣ製造に準ずるため、解像度が飛躍的に
大きくとることができる。例えば現在のＩＣ汎用工程で
は０．５μｍが標準化しているため、発熱抵抗体の最小
間隔が１μｍでも生産可能である。従って、高級印刷の
解像度４０００ｄｐｉ（６．３５μｍ）が容易に実現で
きる。また、カードサイズ用途として長さ５０ｍｍ、幅
４ｍｍのサーマルヘッドを、６インチウエハで作成する
と、正方形換算で略１００ｍｍ×１００ｍｍなので２×
２５＝５０本のサーマルヘッドが一枚のウエハから作成
できるので量産性に富む。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のサーマル
ヘッド及びサーマルヘッドの製造方法によれば、次のよ
うに優れた作用効果を発揮することができる。本発明の
ように、例えばＩＣの製造工程と同一製造工程でサーマ
ルヘッドを同一基板上に複数枚作成することにより、高
解像度で小型軽量であり、更に保護層が平滑で安価な高
性能のサーマルヘッドを容易に生産することができる。
ヘッド及びサーマルヘッドの製造方法によれば、次のよ
うに優れた作用効果を発揮することができる。本発明の
ように、例えばＩＣの製造工程と同一製造工程でサーマ
ルヘッドを同一基板上に複数枚作成することにより、高
解像度で小型軽量であり、更に保護層が平滑で安価な高
性能のサーマルヘッドを容易に生産することができる。
【図１】本発明のサーマルヘッドの一例を示す平面図で
ある。
ある。
【図２】本発明のサーマルヘッドの製造方法を説明する
各行程を示す工程図である。
各行程を示す工程図である。
【図３】プリンタである熱転写モバイルプリンタの一例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図４】従来のサーマルヘッドを示す側面図である。
【図５】図４中のＡ部の拡大図である。
２０…記録媒体、３０…サーマルヘッド、３２…ヘッド
補強板、３４…発熱抵抗体、３６…駆動用集積回路、３
８…個別電極（電極）、４０…共通電極（電極）、４２
…支持体、４４…保護層。
補強板、３４…発熱抵抗体、３６…駆動用集積回路、３
８…個別電極（電極）、４０…共通電極（電極）、４２
…支持体、４４…保護層。
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に
駆動電流を流す駆動用集積回路と、前記発熱抵抗体と前
記駆動用集積回路とを接続する電極とを同一基板上に構
成したことを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項２】 支持体上に薄膜の保護層を形成し、前記
保護層上に複数の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に駆動
電流を流す駆動用集積回路と、前記発熱抵抗体と前記駆
動用集積回路とを接続する電極とを形成し、更に全体に
亘ってヘッド補強板を接合し、その後、前記支持体を除
去するようにしたことを特徴とするサーマルヘッドの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000036943A JP2001225500A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | サーマルヘッド及びサーマルヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000036943A JP2001225500A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | サーマルヘッド及びサーマルヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001225500A true JP2001225500A (ja) | 2001-08-21 |
Family
ID=18560911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000036943A Pending JP2001225500A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | サーマルヘッド及びサーマルヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001225500A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016179554A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 東芝ホクト電子株式会社 | サーマルプリントヘッド |
-
2000
- 2000-02-15 JP JP2000036943A patent/JP2001225500A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016179554A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 東芝ホクト電子株式会社 | サーマルプリントヘッド |
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