JP2013116562A

JP2013116562A - サーマルヘッドの製造方法およびサーマルプリンタとその駆動方法

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Publication number: JP2013116562A
Application number: JP2011263774A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Shoji; 法宜東海林; Norimitsu Sanhongi; 法光三本木; Keitaro Koroishi; 圭太郎頃石; Toshimitsu Morooka; 利光師岡; Takao Akiyama; 隆雄秋山
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: JP5943413B2; US20130141508A1

Abstract

【課題】上板基板の厚さのばらつきによる発熱効率のばらつきを、簡易かつ低コストで抑制する。
【解決手段】少なくとも一方の対向面に断熱用凹部を形成した平板状の支持基板と上板基板とを積層状態に接合する接合工程Ｓ２と、該接合工程Ｓ２により支持基板に接合された上板基板を薄板化する薄板化工程Ｓ３と、該薄板化工程Ｓ３により薄板化された上板基板の厚さを測定する測定工程Ｓ４と、該測定工程Ｓ４により測定された上板基板の厚さに応じた異なる抵抗値を有し、一端が接地される識別用抵抗体を形成する識別用抵抗体形成工程Ｓ５と、薄板化工程Ｓ３により薄板化された上板基板の表面の、断熱用凹部に対向する位置に、発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程Ｓ５とを含むサーマルヘッドの製造方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、サーマルヘッドの製造方法およびサーマルプリンタとその駆動方法に関するものである。

従来、サーマルプリンタに用いられるサーマルヘッドの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の製造方法は、支持基板の一表面に開口部を形成し、該開口部を閉塞するように支持基板に上板基板を積層状態に接合する。そして、上板基板を挟んで開口部に対向する上板基板の表面に発熱抵抗体を形成した後に、保護膜により発熱抵抗体および上板基板の表面を覆うことにより、支持基板と上板基板との間に空洞部が形成されたサーマルヘッドを製造する。

このとき、上板基板の厚さ寸法に基づいて抵抗値を調節することにより、利用されずに棄てられる熱量を見込んだ目標発熱量を精度よく出力可能な高効率のサーマルヘッドを簡易に製造することができる。

特開２０１１−３７０１８号公報

特許文献１に記載されたサーマルヘッドの製造方法では、上板基板の厚さ寸法を所定間隔で区分し、その区分毎に発熱抵抗体の抵抗値を対応付けたデータベースを記憶しておき、上板基板の厚さ寸法を測定し、測定された厚さ寸法に対応する発熱抵抗体の抵抗値をデータベースから読み出して発熱抵抗体の抵抗値を調節する。
しかしながら、発熱抵抗体の抵抗値の調整は、電圧パルスやレーザ光により行う必要があり、製造工程が複雑となって製品コストが上昇するという不都合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、上板基板の厚さのばらつきによる発熱効率のばらつきを、簡易かつ低コストで抑制することができるサーマルヘッドの製造方法およびサーマルプリンタとその駆動方法を提供することを目的としている。

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。
本発明の一態様は、少なくとも一方の対向面に断熱用凹部を形成した平板状の支持基板と上板基板とを積層状態に接合する接合工程と、該接合工程により前記支持基板に接合された前記上板基板を薄板化する薄板化工程と、該薄板化工程により薄板化された前記上板基板の厚さを測定する測定工程と、該測定工程により測定された前記上板基板の厚さに応じた異なる抵抗値を有し、一端が接地される識別用抵抗体を形成する識別用抵抗体形成工程と、前記薄板化工程により薄板化された前記上板基板の表面の、前記断熱用凹部に対向する位置に、発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法を提供する。

本態様によれば、接合工程により、上板基板と支持基板とが接合されて断熱用凹部が閉塞されることで、上板基板と支持基板との間に空洞部が形成される。空洞部は、上板基板側から支持基板側に伝達される熱を遮断する中空断熱層として機能する。そして、薄板化工程によって、上板基板が薄板化されることにより、上板基板の熱容量が低減される。

その後、抵抗体形成工程において開口部に対向する位置の上板基板の表面に発熱抵抗体が形成される。発熱抵抗体で発生した熱量のうち、上板基板側に逃げる熱量は、上板基板の薄板化と空洞部による断熱によって抑制され、利用可能な熱量を増加させることができる。

この場合において、利用可能な熱量は、発熱抵抗体の抵抗値と上板基板の厚さとに依存する。そこで、測定工程により薄板化後の上板基板の厚さを測定し、測定された厚さに応じて異なる抵抗値を有する識別用抵抗体を識別用抵抗体形成工程により形成する。これにより、サーマルヘッドが装着されたサーマルプリンタ側から識別用抵抗体の抵抗値を簡易に検出することができる。

すなわち、例えば、識別用抵抗体の接地されていない側の端子に既知抵抗値を有する基準抵抗体を介して電源を接続することにより、電源電圧が識別抵抗体と基準抵抗体とにより分圧されるので、識別抵抗体と基準抵抗体との接続部における電圧の測定によって、識別抵抗体の抵抗値をサーマルプリンタ側において簡易に検出することができる。サーマルプリンタ側において識別用抵抗体の抵抗値を検出することができれば、サーマルプリンタ側において上板基板の厚さ、つまり、発熱効率を認識することができ、印刷濃度にバラツキを生じないように、サーマルヘッドに加える電圧を精度よく補償することができる。

上記態様においては、前記識別用抵抗体形成工程が、所定の抵抗値を有する薄膜からなる線状の抵抗体片を形成する製膜工程と、該製膜工程に先立ち、前記測定工程において測定された前記上板基板の厚さの分類に応じた異なるパターンで前記上板基板の表面から凹む識別用凹部を、前記抵抗体片が横切ることとなる領域に形成する識別用凹部形成工程とを含んでいてもよい。

このようにすることで、識別用凹部形成工程において、上板基板の厚さの分類に応じた異なるパターンで上板基板の表面に識別用凹部が形成される。ここで、上板基板の厚さの分類とは、予め定められた複数の厚さの範囲を設けることを意味している。また、分類に応じた異なるパターンとは、測定された上板基板の厚さがどの分類に属しているかによって、識別用凹部のパターンが切り替えられることを意味し、識別用凹部を有しないパターンもその１つに含まれる。

そして、識別用凹部を有するパターンが形成された場合においては、製膜工程において、識別用凹部を横切るように抵抗体片が製膜されると、薄膜からなる線状の抵抗体片は、上板基板の表面と識別用凹部との境界に形成された段差によって切断され、その抵抗体片の部分における抵抗値は無限大となる（段切れ）。一方、識別用凹部を有しないパターンが形成された場合においては、製膜工程において、識別用凹部を横切るように抵抗体片が製膜されると、薄膜からなる線状の抵抗体片は、上板基板の表面にそのまま連続して形成されるので、その抵抗体片の部分における抵抗値は、設計された所定の抵抗値となる。

すなわち、識別用凹部形成工程において上板基板の厚さの分類に応じて異なるパターンの識別用凹部を形成しておけば、その後に全く同じ形態の識別用抵抗体を形成する製膜工程を実施するだけで、上板基板の厚さの分類に応じて抵抗値の異なる識別用抵抗体を簡易に形成することができる。特に、識別用抵抗体の形成前に識別用凹部を形成することにより、識別用凹部の加工時に発生する塵埃等が識別用抵抗体やその他の部分に付着することを防止できる。

また、上記態様においては、前記製膜工程が、少なくとも前記上板基板の厚さの分類数より１個少ない数だけ、略同等の抵抗値を有する前記抵抗体片を相互に並列に形成してもよい。
このようにすることで、上板基板の厚さの分類数が、例えば、５個である場合、４個の抵抗体片が並列に形成される。これにより、識別用凹部のパターンとして、識別用凹部を有しないパターンと、１〜４個の抵抗体片が横切る領域にそれぞれ識別用凹部を形成するパターンとを合わせた５種類のパターンによって、５種類の上板基板の厚さを外部から認識することが可能となる。

また、上記態様においては、前記製膜工程と前記発熱抵抗体形成工程とが同時に行われてもよい。
このようにすることで、製膜工程を発熱抵抗体形成工程と同時に行って工程数を減らし、低コストでサーマルヘッドを製造することができる。
また、上記態様においては、前記薄板化工程において薄板化された前記上板基板に厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程を備え、前記測定工程が、前記貫通孔形成工程において形成された貫通孔の深さを測定してもよい。

また、本発明の他の態様は、上記いずれかのサーマルヘッドの製造方法により製造されたサーマルヘッドが接続され、該サーマルヘッドに備えられた識別用抵抗体の抵抗値を検出する検出回路を備えるサーマルプリンタを提供する。
上記サーマルプリンタにおいては、前記検出回路により検出された識別用抵抗体の抵抗値に応じて前記サーマルヘッドに供給する電流を制御する制御部を備えていてもよい。
また、本発明の他の態様は、前記検出回路により検出された識別用抵抗体の抵抗値に応じて前記サーマルヘッドに供給する電流を制御するサーマルプリンタの駆動方法を提供する。

本発明によれば、上板基板の厚さのばらつきによる発熱効率のばらつきを、簡易かつ低コストで抑制することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法により製造されたサーマルヘッドを備えるサーマルプリンタの概略断面図である。本発明の第１の実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法のフローチャートである。図１のサーマルヘッドを保護膜側から見た平面図である。図３のサーマルヘッドの長手方向に直交する縦断面図である。図３のサーマルヘッドの上板基板の厚さを測定する様子を示す概略断面図である。図２のサーマルヘッドの製造方法における形成工程を説明するフローチャートである。図６の形成工程における抵抗体形成工程を説明するフローチャートである。図１のサーマルヘッドに備えられる識別用抵抗体の一例を示す平面図である。図８の識別用抵抗体の縦断面図である。図７の抵抗体形成工程における第１工程において使用される上板基板の厚さの分類の一例を示すテーブルである。図１０のテーブルに記憶された分類に従う識別用抵抗体のパターンを示す平面図である。図９の識別用抵抗体とその抵抗値を検出するサーマルプリンタ側の検出回路とを説明する図である。図２のサーマルヘッドの製造方法の変形例を説明するフローチャートである。図１３の製造方法により製造されたサーマルヘッドの縦断面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法は、例えば、図１に示すようなサーマルプリンタ１００に用いられるサーマルヘッド１（図３および図４参照）を製造するものである。

本実施形態に係る製造方法は、図２のフローチャートに示すように、平板状の支持基板１３の一表面に開口する断熱用凹部３２を形成する凹部形成工程Ｓ１と、断熱用凹部３２が形成された支持基板１３に、断熱用凹部３２を閉塞するように平板状の上板基板１１を積層状態に接合する接合工程Ｓ２と、支持基板１３に接合された上板基板１１を薄肉にする薄板化工程Ｓ３と、薄板化された上板基板１１の厚さを測定する測定工程Ｓ４と、後述する識別用抵抗体３５、発熱抵抗体１４および電極配線１６を形成する形成工程Ｓ５と、発熱抵抗体１４および電極配線１６を含む上板基板１１の表面を部分的に覆ってこれを保護する保護膜１８を形成する保護膜形成工程Ｓ６とを備えている。

図３において、発熱抵抗体１４は１本の直線状に表されているが、実際には基板本体１２の長手方向に微小間隔をあけて複数（例えば、４０９６個）配列されている。
以下、各工程について具体的に説明する。

まず、凹部形成工程Ｓ１においては、支持基板１３として、３００μｍ〜１ｍｍ程度の厚さを有する絶縁性のガラス基板が用いられる。この支持基板１３の一表面において、形成工程Ｓ５により形成される発熱抵抗体１４が対向することとなる位置に、支持基板１３の長手方向に延びる矩形状の断熱用凹部３２を形成する。

断熱用凹部３２は、例えば、支持基板１３の一表面に、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って形成することができる。
支持基板１３にサンドブラストによる加工を施す場合には、支持基板１３の一表面にフォトレジスト材を被覆し、フォトレジスト材を所定パターンのフォトマスクを用いて露光して、断熱用凹部３２を形成する領域以外の部分を固化させる。

その後、支持基板１３の一表面を洗浄し、固化していないフォトレジスト材を除去することにより、断熱用凹部３２を形成する領域にエッチング窓が形成されたエッチングマスク（図示略）が得られる。この状態で、支持基板１３の一表面にサンドブラストを施し、所定の深さの断熱用凹部３２を形成する。なお、断熱用凹部３２の深さは、例えば、１０μｍ以上で、支持基板１３の厚さの半分以下とするのが好ましい。

また、ドライエッチングやウェットエッチング等のエッチングによる加工を施す場合には、上記サンドブラストによる加工と同様に、支持基板１３の一表面における断熱用凹部３２を形成する領域にエッチング窓が形成されたエッチングマスクを形成する。そして、この状態で支持基板１３の一表面にエッチングを施し、所定の深さの断熱用凹部３２を形成する。

このエッチング処理には、例えば、フッ酸系のエッチング液等を用いたウェットエッチングのほか、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）やプラズマエッチング等のドライエッチングを用いることができる。なお、参考例として、支持基板が単結晶シリコンの場合には、水酸化テトラメチルアンモニウム溶液、ＫＯＨ溶液、または、フッ酸と硝酸の混合液等のエッチング液等によるウェットエッチングが行われる。

次に、接合工程Ｓ２においては、支持基板１３と同じ材料からなるガラス基板あるいは支持基板１３の材料に性質が近いガラス基板である上板基板１１が用いられる。ここで、上板基板１１として厚さが１００μｍ以下のものは、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、当初から薄い上板基板１１を支持基板１３に直接接合する代わりに、製造やハンドリングが容易な厚さの上板基板１１を支持基板１３に接合し、その後、薄板化工程Ｓ３により、上板基板１１をエッチングや研磨等によって所望の厚さとなるように加工する。

まず、支持基板１３の一表面からエッチングマスクを全て除去し、表面を洗浄する。そして、支持基板１３のこの一表面に断熱用凹部３２を閉塞するように上板基板１１を貼り合わせる。例えば、室温にて接着層を用いずに上板基板１１を支持基板１３に直接貼り合わせる。

支持基板１３の一表面が上板基板１１によって覆われることで、すなわち、断熱用凹部３２の開口部が上板基板１１によって閉塞されることで、上板基板１１と支持基板１３との間に断熱用空洞部３３が形成される。この状態で、貼り合わせた上板基板１１と支持基板１３に加熱処理を行い、これらを熱融着により接合する。以下、上板基板１１と支持基板１３とを接合したものを基板本体１２という。

ここで、断熱用空洞部３３は、上層に形成される全ての発熱抵抗体１４に対向する連通構造を有し、発熱抵抗体１４で発生した熱が上板基板１１から支持基板１３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こととなる。断熱用空洞部３３が中空断熱層として機能することで、発熱抵抗体１４の一面に隣接する上板基板１１に伝達される熱量より、発熱抵抗体１４の他面に隣接する保護膜１８の方向へと伝達される熱量が増大する。保護膜１８には印刷時に感熱紙３（図１参照）が押し付けられているので、この方向への熱量を増大させることにより印字等に利用される熱量が増大し、利用効率の向上を図ることができる。

次に、薄板化工程Ｓ３においては、支持基板１３に接合された上板基板１１をエッチングや研磨等によって所望の厚さ（例えば、厚さ１０〜５０μｍ程度）となるように加工する。これにより、支持基板１３の一表面に容易かつ安価にごく薄い上板基板１１を形成することができる。

上板基板１１のエッチングには、凹部形成工程Ｓ１のように断熱用凹部３２の形成に採用される各種エッチングを用いることができる。また、上板基板１１の研磨には、例えば、半導体ウェーハ等の高精度研磨に用いられるＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）等を用いることができる。

測定工程Ｓ４においては、例えば、支持基板１３の断熱用凹部３２に対向する上板基板１１の領域に光を照射し、上板基板１１の表面および裏面における反射光によって、その表面および裏面の位置を検出して上板基板１１の厚さを測定する。

ここで、発熱抵抗体１４が形成される前の基板本体１２は、断熱用凹部３２に対向する上板基板１１の表面およびその裏面がともに空気に面している。すなわち、この断熱用凹部３２に対向する上板基板１１の表面は外部露出して外気に接しており、裏面は厚さ断熱用凹部３２を閉塞することで断熱用空洞部３３内の空気に接している。

したがって、例えば、図５に示すように、上板基板１１のこの領域に青色レーザ光を照射すると、上板基板１１と空気との屈折率の相違により、上板基板１１の表面および裏面においてそれぞれ青色レーザ光が反射される。そして、上板基板１１の表面および裏面においてそれぞれ反射された反射光をセンサ９等により検出するだけで、上板基板１１と支持基板１３とが接合された状態であっても上板基板１１の正確な厚さ寸法を光学的に測定することができる。

次に、形成工程Ｓ５においては、図６に示されるように、識別用抵抗体３５および発熱抵抗体１４を形成する抵抗体形成工程Ｓ５１と、該抵抗体形成工程Ｓ５１において形成された発熱抵抗体１４を挟んで両側に電極配線１６を形成する配線形成工程Ｓ５２とを含んでいる。
抵抗体形成工程Ｓ５１は、図７に示されるように、測定工程Ｓ４において測定された上板基板１１の厚さが、いずれの分類に属するかを判定して識別用凹部３６のパターンを決定する第１工程Ｓ５１１と、該第１工程Ｓ５１１において決定されたパターンの識別用凹部３６を、識別用抵抗体３５の形成されることとなる上板基板１１の表面に形成する第２工程Ｓ５１２と、識別用抵抗体３５および発熱抵抗体１４を形成する第３工程Ｓ５１３とを含んでいる。

ここで、識別用抵抗体３５は、例えば、図８に示されるように、略同一の抵抗値を有する複数の線状の抵抗体片３５ａを並列に接続し、一端が接地される配線３６ａに接続され、他端がサーマルプリンタ１００に接続するための端子２６に接続する配線３６ｂに接続するものである。この識別用抵抗体３５は、図３に示されるように、サーマルヘッド１の上板基板１１上の他の配線１６等が配されていないいずれかの領域（例えば、領域Ｒ）に形成されるようになっている。この抵抗体片３５ａの本数は、上板基板１１の厚さの分類数によって決定されている。例えば、図８に示される例では、抵抗体片３５ａの本数は３本であり、上板基板１１の厚さの分類数は４つに設定されている。

すなわち、上板基板１１の厚さは、図１０に示されるテーブルによって４つに分類されている。そして、第１工程Ｓ５１１においては、上板基板１１の厚さが分類Ａに属すると判定されたときには、図１１（ａ）に示されるパターン、分類Ｂに属すると判定されたときには、図１１（ｂ）に示されるパターン、分類Ｃに属すると判定されたときには、図１１（ｃ）に示されるパターン、分類Ｄに属すると判定されたときには、図１１（ｄ）に示されるパターンでが決定される。図８中、識別用凹部３４は実線で示され、破線は、識別用凹部３４の形成が予定されている箇所を示している。図１１（ａ）のパターンには実線がなく、識別用凹部３４は形成されていない。

識別用凹部３４は、図９に示されるように、上板基板１１の表面を切削等によって削り取ることにより凹ませたもので、上板基板１１の表面に不連続に接続する内壁３５ａを有している。内壁３５ａの角度は、図９に示されるように、上板基板１１の表面に対して直交していることが好ましいが、必ずしも直交している必要はなく、その後の第３工程Ｓ５１３において該識別用凹部３４を横切るように製膜される薄膜からなる抵抗体片３４が識別用凹部３４の縁によって切断される形状あるいは角度であればよい。また、識別用凹部３４を貫通孔により構成してもよい。

発熱抵抗体１４は、上板基板１１の表面において、それぞれ断熱用空洞部３３を幅方向に跨ぐように形成し、断熱用空洞部３３の長手方向に所定の間隔をあけて配列する。本実施形態においては、発熱抵抗体は、予め定められた抵抗値を有するものが形成される。

第３工程Ｓ５１３において、識別用抵抗体３５および発熱抵抗体１４の形成は、同時に行われる。これらの抵抗体の形成には、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を用いることができる。上板基板１１上にＴａ系やシリサイド系等の発熱抵抗体材料の薄膜を成膜し、この薄膜をリフトオフ法やエッチング法等を用いて成形することにより、所望の形状の識別用抵抗体３５および発熱抵抗体１４を形成することができる。

続いて、配線形成工程Ｓ５２においては、第１工程Ｓ５１１の第２工程Ｓ５１２と同様に、上板基板１１上にＡｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の配線材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜する。そして、この膜をリフトオフ法やエッチング法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、電極配線１６を形成する。

電極配線１６は、識別用抵抗体および各発熱抵抗体１４の配列方向に直交する方向の一端に接続する個別電極配線と、全ての発熱抵抗体１４の他端に一体的に接続する共通電極配線とにより構成する。なお、発熱抵抗体１４や電極配線１６を形成する順序は任意である。発熱抵抗体１４および電極配線１６におけるリフトオフもしくはエッチングのためのレジスト材のパターニングでは、フォトマスクを用いてフォトレジスト材をパターンニングする。

次に、保護膜形成工程Ｓ６においては、識別用抵抗体、発熱抵抗体１４および電極配線１６を形成した上板基板１１上にＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ダイヤモンドライクカーボン等の保護膜材料をスパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等により成膜して保護膜１８を形成する。保護膜１８を形成することにより、発熱抵抗体１４および電極配線１６を磨耗や腐食から保護することができる。

上板基板１１の表面には、さらに、電極配線１６を介して各発熱抵抗体１４に電気的に接続する駆動用ＩＣ２２と、駆動用ＩＣ２２を被覆して磨耗や腐食から保護するＩＣ樹脂被覆膜２４と、発熱抵抗体１４に電力エネルギを供給したり、サーマルプリンタとの間で信号をやりとりするための複数（例えば、１０本程度）の端子２６等を形成する。これら駆動用ＩＣ２２、ＩＣ樹脂被覆膜２４および端子２６は、従来のサーマルヘッドにおける公知の製造方法を用いて形成することができる。

駆動用ＩＣ２２は、各発熱抵抗体１４の発熱動作を個別に制御するものであり、個別電極配線を介して印加する電圧を制御しながら、選択した発熱抵抗体１４を駆動することができる。上板基板１１上には、２つの駆動用ＩＣ２２を発熱抵抗体１４の配列方向に沿って間隔をあけて配置し、各駆動用ＩＣ２２に半数の発熱抵抗体１４をそれぞれ個別電極配線を介して接続する。

以上の工程により、図３および図４に示すサーマルヘッド１が製造される。このようにして製造されたサーマルヘッド１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２８に固定することができる。これにより、サーマルヘッド１の熱が放熱板２８を介して放熱される。

また、このサーマルヘッド１は、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１と、プラテンローラ４とサーマルヘッド１との間に感熱紙３等の印刷対象物を送り出す紙送り機構６と、サーマルヘッド１を感熱紙３に対して所定の押圧力で押し付ける加圧機構８とにより構成されるサーマルプリンタ１００に用いることができる。

このサーマルプリンタ１００は、加圧機構８の作動により、サーマルヘッド１および感熱紙３がプラテンローラ４に押し付けられるようになっている。駆動用ＩＣ２２により個別電極配線に選択的に電圧を印加すると、選択された個別電極配線が接続されている発熱抵抗体１４に電流が流れ、その発熱抵抗体１４が発熱する。この状態で、加圧機構８の作動により、発熱抵抗体１４の発熱部分を覆う保護膜１８の表面部分（印字部分）に感熱紙３を押し付けることで、感熱紙３が発色して印字することができる。

また、サーマルプリンタ１００には、図１２に示されるような検出回路３７と、該検出回路３７により検出された電圧値に基づいて、サーマルヘッド１に供給する電圧を調節する調節部３８とが設けられている。
検出回路３７は、図１２に示されるように、サーマルヘッド１が装着された状態で、サーマルヘッド１の端子２６に一端が接続される基準抵抗３７ａと、該基準抵抗３７ａの他端に接続された電源３７ｂとを備えている。電源３７ｂは、定電圧の電源であり、基準抵抗３７ａの一端に接続される識別用抵抗体３５の抵抗値に応じて、端子２６に接続される端子Ｐの電圧が変化することを利用して、サーマルプリンタ１００側において簡易にサーマルヘッド１の上板基板１１の厚さを認識することができるようになっている。

また、調節部３８は、端子Ｐの電圧によって上板基板１１の厚さの分離Ａ〜Ｄを認識するので、これに応じた電圧を設定してサーマルヘッド１に供給するようになっている。具体的には、上板基板１１が厚いほど、発熱効率が低下するので、調節部３８は、それを補うようにサーマルヘッド１に供給する電圧を増大させ、上板基板１１が薄いほど、発熱効率が上昇するので、それを補うようにサーマルヘッド１に供給する電圧を低下させるようになっている。

以上説明してきたように、本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法によれば、発熱抵抗体１４が表面に形成された上板基板１１は蓄熱層として機能するため、薄板化工程Ｓ３により上板基板１１を薄板化することで、蓄熱層としての熱容量を低減させ、発熱抵抗体１４で発生した熱量のうち上板基板１１側に逃げる熱量を抑制して、利用可能な熱量を増加させることができる。

この場合において、利用可能な熱量は、薄板化工程Ｓ３により薄板化された上板基板１１の厚さに依存するが、測定工程Ｓ４により測定した薄板化後の上板基板１１の厚さの分類がサーマルプリンタ１００側から認識できるように識別用抵抗体３５を形成するので、薄板化後の上板基板１１の厚さの如何にかかわらず、サーマルプリンタ１００による印字濃度のばらつきを抑えることができる。

したがって、利用されずに棄てられる熱量を見込んだ目標発熱量を精度よく出力可能な高効率のサーマルヘッド１を簡易に製造することができる。
なお、本実施形態では、測定工程Ｓ４において、上板基板１１の厚さを光学的に測定することとしたが、これに代えて、例えば、接合工程Ｓ２の前に予め支持基板１３の厚さを測定しておき、測定工程Ｓ４において、薄板化後の基板本体１２の厚さ寸法から支持基板１３の厚さ寸法を減算することにより上板基板１１の厚さを算出することとしてもよい。

また、例えば、図１３のフローチャートに示すように、接合工程Ｓ２の前に、上板基板１１における発熱抵抗体１４が形成されない位置に板厚方向に貫通する貫通孔４２（図１４参照）を形成する貫通孔形成工程Ｓ１´を備え、接合工程Ｓ２が、貫通孔４２の一端が支持基板１３の一表面により閉塞されるように上板基板１１と支持基板１３とを接合し、測定工程Ｓ４が、支持基板１３に接合された上板基板１１の貫通孔４２の深さを測定することとしてもよい。

このようにすることで、上板基板１１と支持基板１３とを接合した状態であっても、例えば、貫通孔４２にマイクロメータ等の測定器を挿入して貫通孔４２の深さを測定することにより、上板基板１１のみの厚さを測定することができる。貫通孔４２の形成は、凹部形成工程Ｓ１において断熱用凹部３２の形成と同時に同様にして行うこととしてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本発明を上記の実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
また、上記各実施形態においては、断熱用凹部３２として、支持基板１３側の表面に設けた断熱用凹部３２を例示して説明したが、これ代えて、断熱用凹部３２は上板基板側に設けてもよいし、例えば、支持基板１３を厚さ方向に貫通する貫通孔により構成してもよい。

１サーマルヘッド
１１上板基板
１３支持基板
１４発熱抵抗体
３２断熱用凹部（開口部）
Ｓ２接合工程
Ｓ３薄板化工程
Ｓ４測定工程
Ｓ５形成工程（識別用抵抗体形成工程、発熱抵抗体形成工程）
Ｓ５１抵抗体形成工程（識別用抵抗体形成工程、発熱抵抗体形成工程）
Ｓ５１１第１工程
Ｓ５１２第２工程
Ｓ５１３第３工程（識別用抵抗体形成工程、発熱抵抗体形成工程）

Claims

少なくとも一方の対向面に断熱用凹部を形成した平板状の支持基板と上板基板とを積層状態に接合する接合工程と、
該接合工程により前記支持基板に接合された前記上板基板を薄板化する薄板化工程と、
該薄板化工程により薄板化された前記上板基板の厚さを測定する測定工程と、
該測定工程により測定された前記上板基板の厚さに応じた異なる抵抗値を有し、一端が接地される識別用抵抗体を形成する識別用抵抗体形成工程と、
前記薄板化工程により薄板化された前記上板基板の表面の、前記断熱用凹部に対向する位置に、発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法。
前記識別用抵抗体形成工程が、所定の抵抗値を有する薄膜からなる線状の抵抗体片を形成する製膜工程と、該製膜工程に先立ち、前記測定工程において測定された前記上板基板の厚さの分類に応じた異なるパターンで上板基板の表面から凹む識別用凹部を、前記抵抗体片が横切ることとなる領域に形成する識別用凹部形成工程とを含む請求項１に記載のサーマルヘッドの製造方法。
前記製膜工程が、少なくとも前記上板基板の厚さの分類数より１個少ない数だけ、略同等の抵抗値を有する前記抵抗体片を相互に並列に形成する請求項２に記載のサーマルヘッドの製造方法。
前記製膜工程と前記発熱抵抗体形成工程とが同時に行われる請求項２または請求項３に記載のサーマルヘッドの製造方法。
前記薄板化工程において薄板化された前記上板基板に厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程を備え、
前記測定工程が、前記貫通孔形成工程において形成された貫通孔の深さを測定する請求項１から請求項４のいずれかに記載のサーマルヘッドの製造方法。
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の製造方法により製造されたサーマルヘッドが接続され、該サーマルヘッドに備えられた識別用抵抗体の抵抗値を検出する検出回路を備えるサーマルプリンタ。
前記検出回路により検出された識別用抵抗体の抵抗値に応じて前記サーマルヘッドに供給する電流を制御する制御部を備える請求項６に記載のサーマルプリンタ。
請求項６に記載のサーマルプリンタの前記検出回路により検出された識別用抵抗体の抵抗値に応じて前記サーマルヘッドに供給する電流を制御するサーマルプリンタの駆動方法。