JP2011131463A - ヘッド基体および記録ヘッドならびに記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い印字性能を維持できるヘッド基体および記録ヘッドならびに記録装置を提供する。
【解決手段】 主面が長方形状のヘッド基板１１と、該ヘッド基板１１の主面に設けられている、一方の長辺に沿って一列に配列された複数の発熱素子１３ａ、発熱素子１３ａに接続された第１電極配線１４１、および発熱素子１３ａに接続された第２電極配線１４２と、発熱素子１３ａ、第１電極配線１４１の発熱素子側部分および第２電極配線１４２の発熱素子側部分を被覆する無機材料からなる保護層１５とを具備するヘッド基体１０であって、発熱素子１３ａから所定間隔ｍをおいた保護層１５の上面に、発熱素子１３ａの配列方向に沿って樹脂膜２３が形成されており、保護層１５の第２電極配線１４１間上に位置する部分に、樹脂膜２３が形成された凹部１５ａを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヘッド基体および記録ヘッドならびに記録装置に関し、特に、発熱素子と電極配線の一部とを被覆する保護層を有するヘッド基体、該ヘッド基体と配線部材とを有する記録ヘッド、ならびに記録ヘッドと記録媒体を搬送する搬送部とを備えた記録装置に関する。

ファクシミリやレジスターなどのプリンタとしては、サーマルヘッドおよびプラテンローラを備えるサーマルプリンタが用いられている。このようなサーマルプリンタに搭載されているサーマルヘッドとしては、ヘッド基板表面上に複数の発熱素子が配列されたヘッド基体と、該ヘッド基体に機械的に接続され、かつ複数の発熱素子に対して電気的に接続されている配線部材とを備えているものがある。

プラテンローラは、例えば感熱紙などの記録媒体を発熱素子上の保護層に対して押し当てる機能を有するものである。このような構成のサーマルプリンタでは、所望の画像に応じて発熱素子を発熱させるとともに、発熱素子上の保護層に記録媒体をプラテンローラで略均等に押圧することにより発熱素子の発する熱を記録媒体に対して良好に伝達させている。記録媒体に対する所望の印画は、この処理を繰り返すことにより行われている。

図９、１０は、従来のサーマルヘッド（記録ヘッドの一種）Ｘ１を示すもので、サーマルヘッドＸ１は、ヘッド基体５０と、駆動ＩＣ６０と、配線部材７０と、放熱体８０とを含んで構成されている。

ヘッド基体５０は、主面が長方形状のヘッド基板５１と、グレーズ層５２と、電気抵抗層５３と、電極配線５４と、保護層５５とを含んで構成されている。

ヘッド基板５１は、グレーズ層５２と、電気抵抗層５３と、電極配線５４と、保護層５５と、駆動ＩＣ６０とを支持する機能を有するものである。

グレーズ層５２は、電気抵抗層５３の発熱素子５３ａにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有するものである。このグレーズ層５２は、基部５２ａと、突出部５２ｂとを有している。基部５２ａは、ヘッド基板５１の上面全体に渡って略平坦状に設けられている。突出部５２ｂは、記録媒体を発熱素子５３ａ上に位置する保護層５５に対して良好に押し当てるのに寄与する部位である。

電気抵抗層５３は、電力供給によって発熱する発熱素子５３ａを有している。電極配線５４から電圧が印加される電気抵抗層５３のうち電極配線５４が上に形成されていない部位が発熱素子５３ａとして機能している。

発熱素子５３ａは、グレーズ層５２の突出部５２ｂ上に位置しており、主走査方向Ｄ１、Ｄ２に沿って略同一の離間距離で配列されている。

電極配線５４は、電気抵抗層５３上に設けられている。また、この電極配線５４は、第１電極配線５４１と、第２電極配線５４２と、第３電極配線５４３とを含んで構成されている。

第１電極配線５４１は、端部が複数の発熱素子５３ａの一端部側および配線部材７０に接続されている。この第１電極配線５４１は、第２電極配線５４２と対となって発熱素子５３ａに対して電力を供給するのに寄与している。

第２電極配線５４２は、各々の一端部が個々の発熱素子５３ａの他端部側に電気的に独立に接続されている。この第２電極配線５４２は、発熱素子５３ａへ電力を供給するのに寄与している。

第３電極配線５４３は、第２電極配線５４２と離間して配置されている。これらの第３電極配線５４３の一端部には駆動ＩＣ６０が接続され、他端部には配線部材７０が接続されている。

そして、保護層５５は、ヘッド基板５１の主面に、ヘッド基板５１の一方の長辺５１ａから他方の長辺と所定距離をおいた範囲内で形成されており、発熱素子５３ａおよび第１電極配線５４１の一部、第２電極配線５４２の一部を被覆している。保護層５５は、例えば、グレーズ層５２と、電気抵抗層５３と、電極配線５４とが形成されたヘッド基板５１の主面に、スパッタリング法により形成されている（例えば、特許文献１参照）。なお、図１０では、放熱体８０は省略した。

また、従来、発熱素子近傍の保護層上面に、最大粒径１０μｍ以下のアルミナ粒子を含有する樹脂材料からなる被覆層を形成し、保護層に生じるピンホールを被覆層で被覆し、電極材料の腐食を防止したサーマルヘッドが知られている（特許文献２参照）。

特開２００６−１８１８２２号公報 実用新案登録第２５４７３２５号公報

記録媒体はプラテンローラで保護層５５側に押圧され、保護層５５上を摺動するため、保護層５５上面は、通常滑らかに形成されている。このため、記録媒体がヘッド基体５０上を通過する際に、記録媒体に付着した紙粉、微細なゴミ等が保護層５５上に落下し、この保護層５５上面を滑って発熱素子５３ａの上を通過していくため、紙粉やゴミ等により、記録媒体の印刷部分に白スジが発生し、印字性能が低下するという問題があった。

特に近年では、印字速度が速くなってきており、記録媒体の供給速度が速くなり、記録媒体の供給側に向けて空気の流れが生じる傾向があり、さらに上記したように保護層５５上も記録媒体が滑りやすい状態とされているため、微細な紙粉やゴミ等が保護層５５上面を滑って発熱素子５３ａの上を通過する可能性が高くなり、印刷部分に白スジが発生し易い条件となっている。

本発明は、高い印字性能を維持できるヘッド基体および記録ヘッドならびに記録装置を提供することを目的とする。

本発明のヘッド基体は、主面が長方形状のヘッド基板と、該ヘッド基板の前記主面に設けられている、一方の長辺に沿って一列に配列された複数の発熱素子、該複数の発熱素子の一端側に接続され、一方の長辺側に引き出された第１電極配線、および前記複数の発熱素子の他端側に接続され、前記第１電極配線と反対側に引き出された第２電極配線と、前記複数の発熱素子、前記第１電極配線の前記発熱素子側部分および前記第２電極配線の前記発熱素子側部分を被覆する無機材料からなる保護層とを具備し、前記第２電極配線の前記発熱素子側と反対側に駆動ＩＣが接続されるヘッド基体であって、前記発熱素子の前記第２電極配線側であって前記発熱素子から所定間隔をおいた前記保護層の上面に、前記発熱素子の配列方向に沿って樹脂膜が形成されており、前記保護層の前記第２電極配線間上に位置する部分に、前記樹脂膜が形成された凹部を有することを特徴とする。

このようなヘッド基体では、記録媒体がプラテンローラで発熱素子側に押圧された状態で保護層上を摺動し、発熱素子で加熱されて印刷されることになる。そして、記録媒体がヘッド基体上を通過する際に、記録媒体に付着した紙粉、微細なゴミ等が保護膜上に落下し、記録媒体の供給側に向けて滑っていこうとするが、本発明では、保護層の第２電極配線間上に位置する部分に、樹脂膜が形成された凹部を有するため、言い換えれば、第２電極配線間上に位置する保護層の凹部に樹脂膜が形成されているため、狭い凹部という形状的要因、表面が樹脂膜であるという材料的要因から、樹脂膜が形成された保護層の凹部に、記録媒体に付着した紙粉、微細なゴミ等が捕捉され易くなり、発熱素子側への移動が抑制され、高い印字性能を維持できる。

一方、保護層は表面が滑りやすい無機材料で形成されているため、記録媒体は、発熱素子およびその近傍の保護層上を摺動し、記録媒体が露出した保護層上を良好に摺動することになる。

本発明の記録ヘッドは、上記ヘッド基体と、該ヘッド基体の第１および第２電極配線に接続された配線部材とを備えていることを特徴とする。このような記録ヘッドでは、高い印字性能を維持でき、長期信頼性を向上することができる。

本発明の記録装置は、上記の記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送部とを備えていることを特徴とする。このような記録装置では、高い印字性能を維持でき、長期信頼性を向上することができる。

本発明のヘッド基体では、樹脂膜が形成された保護層の凹部に、記録媒体から落下した紙粉、微細なゴミ等が捕捉され易くなり、発熱素子側への移動が抑制され、高い印字性能を維持できる。これにより、長期信頼性を有する記録ヘッド、記録装置を提供することができる。

（ａ）は本発明の記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッドの概略構成を示す平面図、（ｂ）は本発明の記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッドの概略構成を示す側面図である。 （ａ）は図１に示したサーマルヘッドの要部を拡大した平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。 （ａ）は樹脂膜が形成された状態を、保護層の記載を省略して示す平面図、（ｂ）は保護層上の樹脂膜を示す断面図である。 樹脂膜を駆動ＩＣ側まで形成した状態を示す断面図である。 図１に示した配線部材の分解斜視図である。 本発明の記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタの概略構成を示す図である。 （ａ）は第２電極配線が２段になっている部分の保護層上に樹脂膜が形成されている状態を示す断面図、（ｂ）は樹脂膜が形成されている状態を、保護層の記載を省略して示す平面図である。 折り返し電極上の保護層に樹脂膜が形成されている状態を、保護層の記載を省略して示す平面図である。 （ａ）が従来のサーマルヘッドの概略構成を示す平面図、（ｂ）が従来のサーマルヘッドの概略構成を示す側面図である。 図９のサーマルヘッドの断面図である。

図１（ａ）は本発明に係る記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッドＸの概略構成を示す平面図であり、（ｂ）はサーマルヘッドＸの側面図である。

図２（ａ）は図１に示したサーマルヘッドＸの要部を拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）に示したＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った断面図である。なお、図２（ａ）では、駆動ＩＣ、配線部材、放熱体、保護層、保護膜等を、（ｂ）では放熱体を、便宜上省略した。

サーマルヘッドＸは、ヘッド基体１０と、駆動ＩＣ２０と、配線部材３０と、放熱体４０とを含んで構成されている。

ヘッド基体１０は、ヘッド基板１１と、グレーズ層１２と、電気抵抗層１３と、電極配線１４と、保護層１５とを含んで構成されている。

ヘッド基板１１は、グレーズ層１２と、電気抵抗層１３と、電極配線１４と、保護層１５と、駆動ＩＣ２０とを支持する機能を有するものである。このヘッド基板１１は、矢印Ｄ６方向視において矢印方向Ｄ１、Ｄ２に延びる矩形状に構成されており、主面が長方形状とされている。ヘッド基板１１を形成する材料としては絶縁材料が挙げられ、例えばアルミナセラミックスなどのセラミックス、ガラス材料が挙げられる。

このヘッド基板１１の厚み方向Ｄ５、Ｄ６におけるＤ５方向側の上面には、電気抵抗層１３および電極配線１４のフォトリソグラフィーを用いたマスクのパターニング形成が容易になるとともに、平滑性を高められるという理由、製造が容易であるという理由から、グレーズ層１２が全体に渡って設けられている。

グレーズ層１２は、電気抵抗層１３の後述する発熱部１３ａにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有するものである。すなわち、グレーズ層１２は、発熱部１３ａの温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッドＸの熱応答特性を高める役割を担うものである。このグレーズ層１２を形成する材料としては、例えばガラスが挙げられる。このグレーズ層１２は、基部１２ａと、突出部１２ｂとを有している。

基部１２ａは、ヘッド基板１１の上面全体に渡って略平坦状に設けられており、その厚みは、５０〜２５０μｍとされている。突出部１２ｂは、プラテンローラによって記録媒体を発熱素子１３ａ上に位置する保護層１５に対して良好に押し当てるのに寄与する部位である。この突出部１２ｂは、基部１２ａより厚み方向Ｄ５、Ｄ６におけるＤ５方向に突出している。また、この突出部１２ｂは、主走査方向Ｄ１、Ｄ２に延びる帯状に構成されている。この突出部１２ｂは、主走査方向Ｄ１、Ｄ２に直交する副走査方向Ｄ３、Ｄ４における断面形状が略半楕円状に構成されている。本実施形態では、発熱素子１３ａの配列方向がサーマルヘッドＸの主走査方向となる。なお、グレーズ層１２は、ヘッド基板１１上面の全面に形成しなくても良い。

電気抵抗層１３は、一部がグレーズ層１２の突出部１２ｂ上に位置している。電気抵抗層１３の厚みは、０．０１〜０．１μｍとされている。本実施形態では、電極配線１４から電圧が印加される電気抵抗層１３のうち電極配線１４が形成されていない部位が発熱素子１３ａとして機能している。この電気抵抗層１３を形成する材料としては、例えばＴａＮ系材料、ＴａＳｉＯ系材料、ＴａＳｉＮＯ系材料、ＴｉＳｉＯ系材料、ＴｉＳｉＣＯ系材料、またはＮｂＳｉＯ系材料が挙げられる。

発熱素子１３ａは、電極配線１４からの電圧印加により発熱するものである。この発熱素子１３ａは、電極配線１４からの電圧印加による発熱温度が、例えば２００〜４５０℃の範囲となるように構成されている。発熱素子１３ａは、グレーズ層１２の突出部１２ｂ上に位置している。

電極配線１４は、第１電極配線１４１と、第２電極配線１４２と、第３電極配線１４３とを含んで構成されている。

第１電極配線１４１は、その端部が複数の発熱素子１３ａの一端側、及び配線部材３０に接続され、共通電極とされている。この第１電極配線１４１の一端部は、発熱素子１３ａの矢印Ｄ３方向側に位置している。

第２電極配線１４２は、各々の一端部が発熱素子１３ａの他端側に接続され、他端部が駆動ＩＣ２０に接続されている。この第２電極配線１４２の一端部は、発熱素子１３ａの矢印Ｄ４方向側に位置している。

第３電極配線１４３は、第２電極配線１４２と離間して配置されており、言い換えれば第３電極配線１４３は、第２電極配線１４２に近接して設けられている。この第３電極配線１４３は、複数の駆動ＩＣ２０と配線部材３０との間に設けられている。また、この第３電極配線１４３は、駆動ＩＣ２０および配線部材３０に接続されている。言い換えれば、第３電極配線１４３は、駆動ＩＣ２０と配線部材３０とを電気的に接続する機能を有しており、発熱素子１３ａの駆動に寄与している。ここで、「発熱部の駆動に寄与する」とは、発熱素子１３ａの駆動または駆動制御にともなって電流が流れることをいう。この第３電極配線１４３は、その一端部に駆動ＩＣ２０が接続され、その他端部に配線部材３０が接続されている。

第１電極配線１４１、第２電極配線１４２、第３電極配線１４３を形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅のいずれか一種の金属、またはこれらの合金が挙げられる。その厚みは、０．５〜１．２μｍとされている。

保護層１５は、発熱素子１３ａと、第１電極配線１４１、第２電極配線１４２とを保護する機能を有するもので、その厚みは４〜１５μｍとされている。この保護層１５は、発熱素子１３ａと第１電極配線１４１および第２電極配線１４２の一部とを覆っている。保護層１５は無機材料からなり、例えばダイヤモンドライクカーボン系材料、ＳｉＣ系材料、ＳｉＮ系材料、ＳｉＣＮ系材料、ＳｉＡｌＯＮ系材料、ＳｉＯ_２系材料、またはＴａＯ系材料が挙げられ、スパッタリング法等により形成される。ここで「ダイヤモンドライクカーボン系材料」とは、ｓｐ^３混成軌道をとる炭素原子（Ｃ原子）の割合が１〜１００原子％の範囲であるものをいう。保護層１５は、図１に示したように、ヘッド基板１１の主面に一方の長辺１１ａから他方の長辺と所定距離Ｌをおいた範囲で形成され、発熱素子１３ａおよび第１、第２電極配線１４１、１４２の一部を被覆している。

そして、本発明では、図１（ａ）、図２（ｂ）、図３に示すように、発熱素子１３ａから所定間隔ｍをおいた保護層１５の上面に、発熱素子１３ａの配列方向（Ｄ１−Ｄ２方向）に沿って帯状の樹脂膜２３が形成されており、保護層１５の第２電極配線１４２間上に位置する部分に、樹脂膜２３が形成された凹部１５ａを有している。

言い換えれば、平面視すると帯状の樹脂膜２３が、保護層１５の上面に、発熱素子１３ａの配列方向に沿って形成されており、第２電極配線１４２上に位置する保護層１５の上面、および第２電極配線１４２間上に位置する保護層１５の上面に樹脂膜２３が形成されている。第２電極配線１４２間上に位置する保護層１５には、第２電極配線１４２間の形状を反映して凹部１５ａが形成されており、この凹部１５ａに樹脂膜２３が形成されている。第２電極配線１４２間の間隔は、近年の印刷精度の向上により５〜１５μｍと狭くなっており、これに伴い凹部１５ａの幅は狭くなり、凹部１５ａの深さは０．５〜１．２μｍ程度となっている。

樹脂膜２３は、第２電極配線１４２の発熱素子１３ａ側端から所定間隔ｍをおいて形成されており、言い換えると、樹脂膜２３はグレーズ層１２の突出部１２ｂ上における保護層１５の傾斜面から、グレーズ層１２の基部１２ａ上に位置する保護層１５の平坦部にまで形成されている。樹脂膜２３は、図２（ｂ）、図３に示したように、記録媒体の供給性の観点から、発熱素子１３ａ上の保護層１５には形成されないように、発熱素子１３ａから所定間隔ｍ（ｍは０．１〜２ｍｍ）をおいた部分に樹脂膜２３が形成されている。

この樹脂膜２３は非撥水性の樹脂からなり、例えば、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂から形成されている。これらの樹脂膜２３は、その表面の粘着性等により、記録媒体から落下した紙粉やゴミ等が滑りにくく、捕捉されやすく材料から構成されている。樹脂膜２３の厚みは、凹部１５ａが形成されれば特に限定されるものではないが、例えば０．１〜５０μｍとされている。

なお、図３（ａ）では、保護層１５の記載を省略し、第１、第２電極配線１４１、１４２、発熱素子１３ａ、樹脂膜２３のみ記載した。樹脂膜２３には、わかりやすいように斜線を引いて示した。

このようなヘッド基体では、記録媒体がプラテンローラで発熱素子１３ａ側に押圧された状態で発熱素子１３ａ上の保護層１５の部分を摺動し、発熱素子１３ａで加熱されて記録媒体に印刷されることになる。そして、記録媒体がヘッド基体１０上を通過する際に、記録媒体に付着した紙粉、微細なゴミ等が樹脂膜２３上に落下し、記録媒体の供給側に向けて滑っていこうとする紙粉等が、樹脂膜２３が形成された凹部１５ａで捕捉され、発熱素子１３ａ側への移動が抑制され、高い印字性能を維持できる。

すなわち、第２電極配線１４２間に形成された保護層１５の凹部１５ａに樹脂膜２３が形成されているため、狭い凹部という形状的要因、表面が樹脂膜２３であるという材料的要因から、樹脂膜２３が形成された凹部１５ａに、記録媒体から落下した紙粉、微細なゴミ等が捕捉され易くなり、発熱素子１３ａ側への移動が抑制され、高い印字性能を維持できる。また、第２電極配線１４２上に位置する樹脂膜２３によっても、紙粉等が捕捉される。

一方、樹脂膜２３は発熱素子１３ａから所定間隔ｍをおいた部分の保護層１５の上面に形成されており、保護層１５は表面が滑り易い無機材料で形成されているため、記録媒体は、発熱素子１３ａおよびその近傍の保護層１５上を摺動し、記録媒体が露出した保護層１５上を良好に摺動することになる。

なお、図４に示すように、樹脂膜２３を駆動ＩＣ２０を覆う保護膜２５まで形成し、樹脂膜２３が、保護層１５から露出した第２電極配線１４２上、露出したグレーズ層１２の基部１２ａ上を覆うようにしても良い。この場合には、保護層１５から露出した第２電極配線１４２、グレーズ層１２の基部１２ａを樹脂膜２３で保護することができる。

駆動ＩＣ２０は、図１、図２に示したように、複数の発熱素子１３ａへの電力供給を制御する機能を有するものである。この駆動ＩＣ２０は、その接続端子がハンダからなる導電性接続部材４９を介して、第２電極配線１４２および第３電極配線１４３に接続されている。このような構成とすることにより、第２電極配線１４２、第３電極配線１４３を介して入力される電気信号に応じて発熱素子１３ａを選択的に発熱させることができる。

図５は、配線部材３０の概略構成を表す分解斜視図である。配線部材３０は、その接続端子が、ハンダからなる導電性接続部材を介して、第３電極配線１４３に接続されている。この配線部材３０は、外部から伝送される電気信号を駆動ＩＣ２０および第２電極配線１４２に伝達する機能を有している。この電気信号としては、発熱素子１３ａおよび駆動ＩＣ２０の供給電力と、発熱素子１３ａの電力供給状態を選択的に制御するための画像情報などが挙げられる。本実施形態の配線部材３０は、配線体３１と、外部接続端子３２と、支持板３３と、接着層３４とを含んで構成されている。

配線体３１は、第１配線体３１１と、第２配線体３１２と、配線部３１３とを有している。この配線体３１としては、例えば可撓性を有するものが採用されている。ここで、可撓性とは、ＪＩＳ規格Ｋ７１７１に規定される曲げ弾性率が例えば２．５×１０^３〜４．５×１０^３Ｎ／ｍｍ^２であることをいう。

第１配線体３１１と第２配線体３１２とは、複数の配線部３１３を支持し、その電気的絶縁性を確保する機能を有している。この第１配線体３１１と第２配線体３１２とは、配線部３１３を狭持している。この第１配線体３１１と第２配線体３１２とを形成する材料としては、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、またはアクリル系樹脂を含む可撓性を有する樹脂材料が挙げられる。本実施形態において配線体３１は、ポリイミド系樹脂により形成されており、その熱膨張係数は、約１．１×１０^−５Ｋ^−１である。本実施形態における第１配線体３１１と第２配線体３１２との厚みとしては、例えば０．５〜２．０ｍｍの範囲が挙げられる。

配線部３１３を形成する材料としては、金、銀、銅、アルミニウムのいずれか一種の金属またはその合金などが挙げられる。本実施形態において配線部３１３は、銅により形成されており、その熱膨張係数は、約１．７×１０^−５Ｋ^−１である。

外部接続端子３２は、外部から電気信号が入力される部位である。この外部接続端子３２は、駆動ＩＣ２０および第２電極配線１４２に電気的に接続されている。なお、外部接続端子３２は、見やすさの観点から、図５において省略している。

支持板３３は、配線体３１を支持する機能を有するものである。この支持板３３を形成する材料としては、例えばセラミックス、樹脂、セラミックスおよび樹脂の複合材が挙げられる。ここで、セラミックスとしては、例えばアルミナセラミックス、窒化アルミニウムセラミックス、炭化珪素セラミックス、窒化珪素セラミックス、ガラスセラミックス、ムライト質焼結体が挙げられ、樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、およびポリエステル系樹脂などの熱硬化型、紫外線硬化型、または化学反応硬化型のものが挙げられる。本実施形態において支持板３３は、ガラス繊維にエポキシ系樹脂を含有させたものにより形成されており、その熱膨張係数は、約１．７×１０^−５Ｋ^−１である。

接着層３４は、配線体３１と、支持板３３とを接着する機能を有している。この接着層３４の厚みとしては、例えば１０〜３５μｍの範囲が挙げられる。

放熱体４０は、発熱部１３ａを駆動することによって生じた熱を外部に伝達する機能を有するものである。また、本実施形態において放熱体４０は、ヘッド基体１０および配線部材３０の支持母材として機能している。放熱体４０を形成する材料としては、例えば銅およびアルミニウムを含む金属材料、あるいは熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂材料に熱伝導性の高い材料を混合させたものとが挙げられる。ここで「熱伝導性の高い材料」とは、ヘッド基板１１を構成する材料よりも高い熱伝導率を有するものであって、金属材料やカーボンナノチューブなどが挙げられる。

＜記録ヘッドの製造方法＞
次に、本発明の記録ヘッドの製造方法を記録ヘッドの一例である上述のサーマルヘッドＸを例に挙げて示す。

まず、複数のヘッド基板領域を有する母基板を準備する。次に、グレーズ層形成工程を行う。具体的には、母基板の上面全面にグレーズ層１２を形成する。この形成方法としては、例えば印刷法および焼成法などの周知のものが挙げられる。

次に、各ヘッド基板領域上に形成されたグレーズ層１２の上面全面に抵抗体膜を成膜する。この成膜方法としては、例えばスパッタリング技術および蒸着技術を含む従来周知のものが挙げられる。次に、抵抗体膜の上面全面に導電膜を成膜する。この導電膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング技術および蒸着技術を含む従来周知のものが挙げられる。

次に、導電膜を所定パターンにエッチングし、電極配線１４を形成するとともに、電極配線１４から抵抗体膜の一部を露出させて発熱素子１３ａとして機能させる。このとき、複数の発熱素子１３ａからなる素子列を矢印方向Ｄ１、Ｄ２に沿って配列させる。このエッチング方法としては、例えばフォトレジスト技術およびウェットエッチング技術の組み合わせを含む従来周知のものが挙げられる。

次に、抵抗体膜をエッチングし、電気抵抗層１３を形成する。このエッチング方法としては、例えばフォトレジスト技術およびウェットエッチング技術の組み合わせを含む従来周知のものが挙げられる。

次に、保護層１５の形成を行う。具体的には、スパッタリング法により発熱部１３ａと電極配線１４の一部とを覆うように保護層１５を形成する。

次に、母基板分割工程を行う。具体的には、母基板をヘッド基板領域ごとに分割し、複数のヘッド基板１１を得る。

次に、配線部材を準備する。具体的には、まず、第１配線体３１１と、第２配線体３１２と、配線部３１３とを含んで構成される配線体３１を準備する。次に、支持板３３の上面に接着剤３４を塗布し、配線体３１を支持板３３に接合する。

次に、配線部材を接着する。具体的には、まず、ヘッド基体１０の第３電極配線１４３上に導電性接続部材４９となるハンダペーストを塗布する。次に、第３電極配線１４３と配線部材３０の接続端子とをハンダペーストを介して対向させ、加熱し、第３電極配線１４３と配線部材３０の接続端子とを熱溶融したハンダにより固着する。

次に、駆動ＩＣ２０の搭載を行う。具体的には、まず、第２電極配線１４２と第３電極配線１４３に導電性接続部材４９となるハンダペーストを塗布し、第２電極配線１４２および第３電極配線１４３にハンダペーストを介して駆動ＩＣ２０の接続端子を対向させ、次に、ハンダペーストを熱溶融させ、第２電極配線１４２および第３電極配線１４３と、駆動ＩＣ２０の接続端子とを接続する。

この後、駆動ＩＣ２０の周囲を樹脂からな保護膜２５により覆い、その後、エポキシ樹脂等を溶剤に溶かしたスラリーをメタルマスクを用いてスキージで第２電極配線１４２上に位置する保護層１５に塗布し、第２電極配線１４２間に位置する保護層１５の凹部１５ａにスラリーを滲ませて、樹脂膜２３が形成された凹部１５ａが得られる。スラリーは、第２電極配線１４２上に位置する保護層１５全面に塗布することなく、第２電極配線１４２上に位置する保護層１５の一部に塗布し、滲ませても良い。

保護層１５の凹部１５ａにスラリーを滲ませて樹脂膜２３を形成する際には、スラリーを塗布した部分のごく近傍だけに滲むように、溶媒量を少なくしたスラリーを作製し、塗布する。この場合には、凹部１５ａの樹脂膜２３の厚みは極薄いものとなる。

次に、ヘッド基体１０および配線部材３０を放熱体４０上に載置する。以上のようにして、サーマルヘッドＸが形成される。

＜記録装置＞
図６は、本発明の記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタＹの概略構成を示す図である。

サーマルプリンタＹは、サーマルヘッドＸと、搬送機構５９と、制御機構６９とを有している。

搬送機構５９は、記録媒体Ｐを矢印Ｄ３方向に搬送しつつ、該記録媒体ＰをサーマルヘッドＸの発熱素子１３ａに接触させる機能を有するものである。この搬送機構５９は、プラテンローラ６１と、搬送ローラ６２、６３、６４、６５とを含んで構成されている。

プラテンローラ６１は、記録媒体Ｐを発熱素子１３ａに押し付ける機能を有するものである。このプラテンローラ６１は、発熱素子１３ａ上に位置する保護層１５に接触した状態で回転可能に支持されている。このプラテンローラ６１は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、この弾性部材は、例えば厚みの寸法が３〜１５ｍｍの範囲のブタジエンゴムにより形成されている。

搬送ローラ６２、６３、６４、６５は、記録媒体Ｐを搬送する機能を有するものである。すなわち、搬送ローラ６２、６３、６４、６５は、サーマルヘッドＸの発熱素子１３ａとプラテンローラ６１との間に記録媒体Ｐを供給するとともに、サーマルヘッドＸの発熱素子１３ａとプラテンローラ６１との間から記録媒体Ｐを引き抜く役割を担うものである。これらの搬送ローラ６２、６３、６４、６５は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ６１と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。

制御機構６９は、駆動ＩＣ２０に画像情報を供給する機能を有するものである。つまり、制御機構６９は、発熱部１３ａを選択的に駆動する画像情報を駆動ＩＣ２０に供給する役割を担うものである。

以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

なお、図７に示すように、発熱素子１３ａに大電流を流すために、発熱素子１３ａの近傍の第１電極配線１４１、第２電極配線１４２の厚みよりも、発熱素子１３ａから離れた部分の第１電極配線１４１、第２電極配線１４２の厚みを厚くした形態についても、本発明を適用することができる。すなわち、第２電極配線１４２の厚みが厚い部分における保護層１５上面に、樹脂膜２３を形成することができる。

この場合には、第２電極配線１４２の厚みが厚い部分における保護層１５は、第２電極配線１４２の厚みを反映して、その他の部分よりも高くなっており、記録媒体に付着した紙粉やゴミ等が発熱素子１３ａ側に滑りやすい形状となっているため、本発明を好適に用いることができる。

第２電極配線１４２の厚みが厚い部分では、凹部１５ａの深さも深いため、紙粉やゴミ等をより捕捉し易い。

第２電極配線１４２の厚みが厚い部分は、例えば、下側第２電極配線１４２ａと、発熱素子１３ａから離れた部分の下側第２電極配線１４２ａの上面に形成された上側第２電極配線１４２ｂとから構成されており、いわゆる２段電極とされている。

さらに、図８に示すように、いわゆる折り返し電極上の保護層に樹脂膜２３を形成することもできる。

また、上記形態では、グレーズ層１２に突出部１２ｂを有する場合について記載したが、平坦な基部だけでグレーズ層を形成し、保護層に盛り上がり部が形成されないヘッド基体についても、本発明を適用できる。

まず、複数のヘッド基板領域を有するアルミナからなる厚み０．６４ｍｍの母基板を準備し、母基板の上面全面にグレーズ層１２を形成した。グレーズ層は、ペーストをヘッド素体の上面全面に塗布し、焼成してガラスからなるグレーズ層を形成した。この後、エッチングし、突出部１２ｂと、厚み３５μｍの基部１２ａとを形成した。

この後、各ヘッド基板領域上に形成されたグレーズ層１２の上面全面に、厚み０．０２μｍのＴａＳｉＯ系材料膜をスパッタリング法で成膜した。さらに、ＴａＳｉＯ系材料膜の上面全面に、厚み０．９μｍのＡｌ膜をスパッタリング法により形成した。ＴａＳｉＯ系材料膜とＡｌ膜をエッチングし、第１電極配線１４１、第２電極配線１４２、第３電極配線１４３を形成し、抵抗体層１３を形成した。

この後、スパッタリング法によりＳｉＯＮからなる厚み４．５μｍの保護層１５を形成し、母基板を作製した。この後、母基板をヘッド基板領域ごとに分割し、複数のヘッド基板１１を得た。

ヘッド基板１１の寸法は、主面の寸法が縦１３ｍｍ、横１１６ｍｍの長方形状であった。この後、配線部材３０を接着し、駆動ＩＣ２０を搭載した。この後、駆動ＩＣ２０をエポキシ樹脂で覆い、駆動ＩＣ２０の保護膜２５を形成した。さらに、第２電極配線１４２上の保護層１５上面に、発熱素子１３ａから所定間隔ｍ（ｍ＝０．１ｍｍ）をおいた位置に、エポキシ樹脂と溶剤からなるスラリーを塗布し、第２電極配線１４２間の保護層１５の凹部にスラリーを滲ませ、乾燥させて、第２電極配線１４２上の保護層１５上面に厚さ２０μｍの樹脂膜２３を形成すると同時に、第２電極配線１４２間の保護層１５の凹部１５ａに０．１μｍの樹脂膜２３を形成した。この後、放熱体４０を取り付け、サーマルヘッドを作製した。

一方、比較例のサーマルヘッドとして、保護層１５上面に樹脂膜２３を形成しないサーマルヘッドを作製した。作製したサーマルヘッドの第２電極配線１４２上の保護層１５の上面に紙粉をふりかけ、印字試験を行った結果、比較例のサーマルヘッドでは記録媒体の印刷部分に白スジが発生したのに対して、本発明のサーマルヘッドでは白スジの発生は見られなかった。これにより、本発明のサーマルヘッドでは、高い印字性能を維持できることがわかる。

Ｘ サーマルヘッド
Ｙ サーマルプリンタ
１０ ヘッド基体
１１ ヘッド基板
１２ グレーズ層
１３ 電気抵抗層
１３ａ 発熱素子
１４ 電極配線
１４１ 第１電極配線
１４２ 第２電極配線
１４３ 第３電極配線
１５ 保護層
１５ａ 保護層の凹部
２０ 駆動ＩＣ
２３ 樹脂膜
２５ 保護膜
２５ａ 保護膜の凹部
３０ 配線部材
４０ 放熱体
５９ 搬送機構
６１ プラテンローラ
Ｐ 記録媒体

Claims (3)

1. 主面が長方形状のヘッド基板と、該ヘッド基板の前記主面に設けられている、一方の長辺に沿って一列に配列された複数の発熱素子、該複数の発熱素子の一端側に接続され、一方の長辺側に引き出された第１電極配線、および前記複数の発熱素子の他端側に接続され、前記第１電極配線と反対側に引き出された第２電極配線と、前記複数の発熱素子、前記第１電極配線の前記発熱素子側部分および前記第２電極配線の前記発熱素子側部分を被覆する無機材料からなる保護層とを具備し、前記第２電極配線の前記発熱素子側と反対側に駆動ＩＣが接続されるヘッド基体であって、前記発熱素子の前記第２電極配線側であって前記発熱素子から所定間隔をおいた前記保護層の上面に、前記発熱素子の配列方向に沿って樹脂膜が形成されており、前記保護層の前記第２電極配線間上に位置する部分に、前記樹脂膜が形成された凹部を有することを特徴とするヘッド基体。
2. 請求項１に記載のヘッド基体と、該ヘッド基体の第１および第２電極配線に接続された配線部材とを備えていることを特徴とする記録ヘッド。
3. 請求項２に記載の記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送部とを備えていることを特徴とする記録装置。

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