JP2015047696A - サーマルヘッド及びプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】印字性能に優れるとともに、印字品質及び信頼性が高い、小型のサーマルヘッド及びプリンタを提供する。【解決手段】第１基板３２と、第１基板３２上に形成された導電層３１と、第１基板３２上に導電層３１を介して接合された第２基板３３と、第２基板３３上に間隔をあけて配列された複数の発熱素子４１と、複数の発熱素子４１に導通する共通電極４４と、発熱素子４１に各別に導通する複数の個別電極４３と、を備え、第２基板３３には、導電層３１を外部に露出させる露出部３４が形成され、共通電極４４は、露出部３４を通して導電層３１に接続されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、サーマルヘッド及びプリンタに関する。

従来から、各種ラベルや、レシート、チケット等の印刷に用いるプリンタとして、熱を加えると発色する特殊な記録紙（感熱紙）に対して印刷を行うサーマルプリンタが知られている。サーマルプリンタは、小型軽量化が可能であり、またトナーやインク等も使用せず簡素な構成であることから携帯端末に搭載される等、広く利用されている。

ここで、従来のサーマルプリンタについて簡単に説明する。図１１は従来のサーマルヘッドの概略平面図であり、図１２は図１１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
サーマルプリンタは、図１１、図１２に示すように、プラテンローラ１００とサーマルヘッド１０１とで記録紙Ｐを挟持し、プラテンローラ１００の回転により記録紙Ｐを紙送りしながら記録紙の印字面（感熱記録面）をサーマルヘッド１０１の発熱素子１０２により加熱することで、印字面を発色させて印字を行うようになっている。

具体的に、サーマルヘッド１０１は、基板１１０と、基板１１０上に間隔をあけてライン状に配列された複数の発熱素子１０２と、各発熱素子１０２を選択的にオン・オフ制御するドライバＩＣ１１１と、各発熱素子１０２とドライバＩＣ１１１とを個別に接続する個別電極１１２と、各発熱素子１０２の全てに導通した共通電極１１３と、を備えている。

各個別電極１１２は、基板１１０の短辺方向の一端側において、ドライバＩＣ１１１を介してグランド電極１２１に接続されている。
共通電極１１３は、基板１１０の短辺方向の他端側において、基板１１０の長辺方向に沿って延在する主配線１１３ａと、主配線１１３ａの両端部から連設されて基板１１０の短辺方向に沿って延在する一対の副配線１１３ｂと、を有している。
そして、グランド電極１２１及び共通電極１１３の副配線１１３ｂにＦＰＣ等の外部配線が接続されることで、サーマルヘッド１０１に電力が供給される。図１１の例では、グランド電極１２１は基準電位ＧＮＤに保持され、副配線１１３ｂにはバッテリからの電源電圧Ｖ_pが印加されるようになっている。

このようなサーマルヘッド１０１では、記録紙Ｐが基板１１０の短辺方向（発熱素子１０２の配列方向に直交する方向）に沿って搬送されるようになっている。そして、記録紙Ｐが発熱素子１０２上を通過する際に、各発熱素子１０２に対して選択的に電力を供給することで、上述したように記録紙Ｐに印字を行う。

ところで、サーマルプリンタが搭載される携帯端末にあっては、更なる小型化のニーズに対応するために、例えばバッテリのセルを削減（２セル方式から１セル方式）したり、サーマルヘッド１０１自体の小型化を図ったりする方法が検討されている。

上述した方法のうち、バッテリのセルを削減する場合には、セルの削減に伴いサーマルヘッド１０１を低電圧駆動させる必要がある。
しかしながら、サーマルヘッド１０１の印字性能は、発熱素子１０２の発色エネルギー（電力×時間）に関係するため、印字速度を維持するとともに、低電圧駆動を図った上で従来と同等の印字性能を維持するためには、発熱素子１０２の抵抗値Ｒ_Hを小さくする必要がある。すなわち、発熱素子１０２の抵抗値Ｒ_Hを小さくして、発熱素子１０２に流れる電流を多くする必要がある。

一方、サーマルヘッド１０１自体の小型化を図る場合、例えば共通電極１１３の平面視における寸法を短縮して、基板１１０の平面視における外形を縮小する方法が考えられる。
しかしながら、共通電極１１３の寸法を短縮すると、共通電極１１３の配線抵抗値Ｒ_Cが大きくなり、サーマルヘッド１０１の総抵抗値Ｒ_Zが増大する。具体的には、図１３に示すように、発熱素子１０２の抵抗値をＲ_H、ドライバＩＣ１１１のオン抵抗及び各個別電極１１２の配線抵抗値をＲ_i、共通電極１１３の配線抵抗値をＲ_C、外部配線の配線抵抗値をｒ_C、各発熱素子１０２のうち、通電している発熱素子１０２の数（同時通電ドット数）をＮＳＡとすると、サーマルヘッド１０１の総抵抗値Ｒ_Zは数式（１）で表される。

また、バッテリから印加される電源電圧をＶ_pとすると、１つの発熱素子１０２に印加される電圧Ｖ_Hは数式（２）で表される。

そして、数式（３）に基づくと、発熱素子１０２に供給される電力Ｗ_Hが数式（４）で表される。

数式（３）、（４）により、発熱素子１０２に供給される電力Ｗ_Hに影響する抵抗成分Ｒは、数式（５）で表される。

そして、数式（５）に数式（１）を代入することで、抵抗成分Ｒが数式（６）で表される。

すなわち、共通電極１１３の寸法を短縮すると、共通電極１１３の配線抵抗値Ｒ_Cが増加するため、抵抗成分Ｒが大きくなる。特に、配線抵抗値Ｒ_Cは、発熱素子１０２の同時通電ドット数ＮＳＡに比例して大きくなる。そのため、発熱素子１０２以外の部分での電圧降下が大きくなり、各発熱素子１０２に所望の電力Ｗ_Hを供給できないおそれがある。この場合には、印字濃度の低下や、印字濃度ムラが発生するとともに、これらを抑制するために印字時間が長くなり、印字スピードが遅くなる等、印字性能が低下するという問題がある。一方、発熱素子１０２の抵抗値Ｒ_Hを小さくして、発熱素子１０２に流れる電流を多くした場合には、その影響が更に大きくなってしまう。

そこで、図１１、図１２に示すように、共通電極１１３に、金ペーストやメタロオーガニックペースト等の厚膜電極層１１５を設けることで、厚膜電極層１１５を含む共通電極１１３全体の配線抵抗値Ｒ_Cの増加を抑制した上で、共通電極１１３の寸法を短縮するような構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特公平０４−６２８６７号公報

しかしながら、上述した特許文献１の構成にあっては、厚膜電極層１１５の厚さを増加することで、図１２においてプラテンローラ１００と共通電極１１３との間の隙間が小さくなるため、記録紙Ｐが共通電極１１３に干渉するおそれがある。この場合には、記録紙Ｐと発熱素子１０２との密着性が変化したり、記録紙Ｐをスムーズに搬送できなかったりすることで、印字品質が低下するという問題がある。
また、厚膜電極層１１５の厚さを増加することで、共通電極１１３とプラテンローラ１００とが直接干渉するおそれがある。この場合には、共通電極１１３とプラテンローラ１００との間の摩擦により、共通電極１１３が摩耗し、電気的な信頼性が低下するという問題がある。

本発明は、このような事情に考慮してなされたものであって、印字性能に優れるとともに、印字品質及び信頼性が高い、小型のサーマルヘッド及びプリンタを提供することを目的としている。

（１）本発明に係るサーマルヘッドは、第１基板と、前記第１基板上に形成された導電層と、前記第１基板上に前記導電層を介して積層された第２基板と、前記第２基板上に間隔をあけて配列された複数の発熱素子と、前記複数の発熱素子に導通する共通電極と、前記発熱素子に各別に導通する複数の個別電極と、を備え、前記第２基板には、前記導電層を外部に露出させる露出部が形成され、前記共通電極は、前記露出部を通して前記導電層に接続されていることを特徴としている。

この構成によれば、第１基板及び第２基板の間に設けられた導電層と、共通電極と、を導通させることで、発熱素子に接続される配線の面積や膜厚を増大（補強）できるので、発熱素子に接続される配線の抵抗値を小さくできる。これにより、発熱素子以外の部分での電圧降下を抑え、各発熱素子に所望の電力を供給することができる。その結果、印字性能の向上を図ることができる。

しかも、第１基板及び第２基板の間に設けられた導電層により、配線の抵抗値を小さくできるので、共通電極の寸法を短縮できる。この場合、共通電極の面方向に沿う寸法を縮小することで、サーマルヘッドの平面視寸法を縮小することができ、サーマルヘッドの小型化が可能になる。
さらに、従来のように厚膜電極層を形成して共通電極を補強する必要もないので、共通電極の厚さ方向に沿う寸法を縮小（薄型化）することができる。これにより、記録紙との干渉を抑制し、記録紙をスムーズに搬送できるため、印字品質を向上させることができる。また、共通電極とプラテンローラとの干渉を抑制し、共通電極の摩耗を抑制できるので、電気的な信頼性も確保できる。

（２）本発明に係るサーマルヘッドでは、前記露出部は、前記第２基板の外周端部が切り欠かれて形成されていてもよい。
この構成によれば、第２基板の外周端部を切り欠くだけで、露出部を形成することができるので、より簡素な構成で導電層を露出させることができる。

（３）本発明に係るサーマルヘッドでは、前記露出部は、前記第２基板を厚さ方向に貫通孔であってもよい。
この構成によれば、露出部を貫通孔とすることで、共通電極が第２基板の端面に露出しないので、電気的な信頼性を向上させることができる。また、貫通孔が第２基板の面方向に開放されないので、サーマルヘッドをウエハレベルで作成する場合等、第２基板用のウエハが露出部を挟んで分離することがない。これにより、製造効率の向上を図ることができる。

（４）本発明に係るサーマルヘッドでは、前記露出部は、前記第２基板の厚さ方向に沿う前記第１基板側に向かうに従い漸次内径が縮小していてもよい。
この構成によれば、露出部の内面に共通電極が形成し易くなり、導電層と発熱素子との導通を確保できる。

（５）本発明に係るサーマルヘッドでは、前記露出部は、前記第２基板のうち、前記発熱素子を間に挟んで対向する部分にそれぞれ形成され、前記露出部のうち、前記発熱素子に対して一方側に位置する前記露出部には、前記共通電極が形成され、前記露出部のうち、前記発熱素子に対して他方側に位置する前記露出部には、一端部が前記導電層に接続されるとともに、他端部が前記第２基板上に引き回された外部電極が形成されていてもよい。
この構成によれば、発熱素子を間に挟んで対向する部分に露出部を形成することで、共通電極及び外部電極を離間させることができる。これにより、配線のレイアウト性を向上させるとともに、配線作業の効率化を図ることができる。

（６）本発明に係るプリンタは、上記本発明のサーマルヘッドを備えていることを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のサーマルヘッドを備えているので、印字性能に優れるとともに、印字品質及び信頼性の高い小型のプリンタを提供できる。

本発明によれば、印字性能に優れるとともに、印字品質及び信頼性が高い、小型のサーマルヘッド及びプリンタを提供することができる。

プリンタの概略構成図である。 サーマルヘッドの概略平面図である。 図２のＡ−Ａ’線に相当する断面図である。 図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 サーマルヘッドの他の構成を示す図２に相当する概略平面図である。 サーマルヘッドの他の構成を示す要部断面図である。 サーマルヘッドの他の構成を示す要部断面図である。 第１基板及び第２基板の他の接合方法を示す図３に相当する要部断面図である。 第１基板及び第２基板の他の接合方法を示す図３に相当する要部断面図である。 第１基板及び第２基板の他の接合方法を示す図３に相当する要部断面図である。 従来のサーマルヘッドの概略平面図である。 図１１のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。 サーマルヘッドの概略回路図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［プリンタ］
まず、本発明のサーマルヘッド２１を備えたサーマルプリンタ１０（以下、単にプリンタ１０という）について説明する。図１はプリンタ１０の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のプリンタ１０は、熱を加えると変色する記録紙Ｐ（感熱紙）に対して印刷を行うものであって、各種ラベル、レシートやチケットの印刷等に好適に使用される。記録紙Ｐは、ロール状に巻回されたロール紙ＲＯの状態でロール紙収容部１１内にセットされ、ロール紙ＲＯから引き出された部分に対して印刷が行われる。

具体的に、プリンタ１０は、上述したロール紙収容部１１と、ロール紙ＲＯから繰り出された記録紙Ｐに印字を行う印字ユニット１２と、印字ユニット１２で印字された記録紙Ｐを所望の長さに切断するカッターユニット１３と、を備えている。なお、本実施形態のプリンタ１０は、上述した各構成品が図示しない携帯端末のケーシングに搭載されており、バッテリにより駆動するようになっている。また、本実施形態では、図１に示す状態において、記録紙Ｐの幅方向をＷとするとともに、搬送方向をＦとし、搬送方向Ｆに沿うロール紙収容部１１側を上流側、カッターユニット１３側を下流側として説明する。

印字ユニット１２は、記録紙Ｐの厚さ方向（図中上下方向）で対向配置されたサーマルヘッド２１、及びプラテンローラ２２を備えるサーマルプリント機構であり、ロール紙収容部１１に対して搬送方向Ｆに沿う下流側に配設されている。
サーマルヘッド２１は、記録紙Ｐの幅方向Ｗに沿って多数の発熱素子４１が配列されたラインヘッドであり、記録紙Ｐの表面側（感熱記録面側）に配設されている。サーマルヘッド２１は、図示しないコイルバネ等の弾性部材によって記録紙Ｐ側（プラテンローラ２２側）に押圧されて、プラテンローラ２２の外周面に対して圧接されている。なお、サーマルヘッド２１の詳細な構成については後述する。

プラテンローラ２２は、記録紙Ｐの裏面側（感熱記録面の反対側）に配設され、図示しない駆動源により回転可能に構成されている。印字ユニット１２では、プラテンローラ２２とサーマルヘッド２１との間に記録紙Ｐを挟持した状態で、駆動源を駆動させてプラテンローラ２２を回転させることで、記録紙Ｐをロール紙ＲＯから繰り出して搬送することが可能である。

カッターユニット１３は、固定刃１３ａ及び可動刃１３ｂを有し、印字ユニット１２に対して搬送方向Ｆの下流側に配設されている。固定刃１３ａ及び可動刃１３ｂは、記録紙Ｐを厚さ方向に挟んで互いに刃先が向かい合うように配設されている。可動刃１３ｂは、固定刃１３ａに対して接近離間する方向にスライド自在とされており、固定刃１３ａとの間で記録紙Ｐを上下に挟み込んで切断可能とされている。なお、カッターユニット１３は、固定刃１３ａのみが設けられていても構わない。すなわち、記録紙Ｐを固定刃１３ａに接触させた状態で引き倒すことにより、記録紙Ｐが切断されるような構成であっても構わない。

＜サーマルヘッド＞
図２はサーマルヘッド２１の概略平面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ線に相当する断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。なお、図２においては、発熱素子４１や各種電極等の配線パターンを見易くするため、後述する保護膜６５や封止材６６等の図示を省略している。
図２〜図４に示すように、本実施形態のサーマルヘッド２１は、第１基板（支持基板）３２及び第２基板（上板基板）３３が導電層３１を介して接合された接合基板３０を備えている。接合基板３０は、平面視長方形状のものであり、搬送方向Ｆに沿って短辺部分を有し、記録紙Ｐの幅方向Ｗに沿って長辺部分を有している。したがって、以下の説明では、サーマルヘッド２１のうち、接合基板３０における短辺部分の延在方向を搬送方向Ｆとし、長辺部分の延在方向を幅方向Ｗとする。

第１基板３２は、ガラスや、グレーズドアルミナ等からなる平面視長方形状のものであり、厚さが例えば１．０ｍｍ程度になっている。
導電層３１は、Ａｇ（銀）やＣｕ（銅）を主成分とした導電ペーストが焼成されたものであり、第１基板３２の表面全体に亘って形成されている。なお、導電層３１の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下になっている。これにより、導電層３１の配線抵抗値を小さく抑えることができる。特に、導電層３１の厚さを１μｍ以上とすることで、導電層３１の厚さを確保できるので、導電層３１の断線を防止できる。一方、導電層３１の厚さを１００μｍ以下とすることで、サーマルヘッド２１の厚さを抑えることができる。

第２基板３３は、ガラスやアルミナ等からなる平面視長方形状とされ、第１基板３２に厚さ方向で重ね合わされている。そして、第２基板３３は、上述した導電層３１を介して第１基板３２に厚さ方向で接合されている。なお、第２基板３３の厚さは、第１基板３２よりも薄く、例えば０．５ｍｍ程度となっている。

ここで、第２基板３３の各長辺部分には、導電層３１を外部に露出させる露出部３４（第１露出部３４ａ及び第２露出部３４ｂ）がそれぞれ形成されている。本実施形態の露出部３４は、第２基板３３の外周端部のうち、長辺部分に位置する外周端部が欠け加工等により斜めに切り欠かれて形成されたものであり、長辺部分を幅方向Ｗ全体に亘って延在している。図３、図４に示す断面視において、第１露出部３４ａは、厚さ方向に沿う第１基板３２側に向かうに従い搬送方向Ｆの下流側に向けて傾斜し、第２露出部３４ｂは、厚さ方向に沿う第１基板３２側に向かうに従い搬送方向Ｆの上流側に向けて傾斜している。すなわち、図３、図４に示す断面視において、第２基板３３は、厚さ方向に沿う第１基板３２側に向かうに従い搬送方向Ｆに沿う長さが漸次拡大する台形状とされている。

また、図２に示す平面視において、第２基板３３は、幅方向Ｗに沿う長さ（長辺部分の長さ）が第１基板３２と同等で、かつ搬送方向Ｆに沿う長さ（短辺部分の長さ）が第１基板３２よりも露出部３４の分だけ短くなっている。そして、導電層３１のうち、露出部３４と重なる部分は、露出部３４を通して外部に露出している。

また、第１基板３２の表面（導電層３１）に対する露出部３４の角度θは、３０°以上６０°以下になっている。これにより、後述する共通電極４４の形成時において、露出部３４の表面（露出面）に共通電極４４の配線材料を確実に成膜し、共通電極４４の連続性を確保できるので、導電層３１と共通電極４４との導通を確保できる。特に、露出部３４の角度θを３０°以上とすることで、搬送方向Ｆに沿う露出部３４の長さを縮小できるので、搬送方向Ｆに沿う第２基板３３自体の大型化を抑制した上で、第２基板３３の表面に形成される発熱素子４１や各種電極等の配線パターンの形成面積を確保できる。

第２基板３３上には、複数の発熱素子４１と、各発熱素子４１を選択的にオン・オフ制御するドライバＩＣ４２と、各発熱素子４１とドライバＩＣ４２とを個別に接続する個別電極４３と、各発熱素子４１の全てに導通した共通電極４４と、が形成されている。

発熱素子４１は、第２基板３３上における搬送方向Ｆの下流側に位置する部分において、幅方向Ｗに間隔をあけて配列されている。なお、本実施形態の各発熱素子４１のうち、記録紙Ｐの幅方向に沿う中央部を境にして一方側に配列された第１発熱素子群４１ａと、他方側に配列された第２発熱素子群４１ｂと、に区分されている。

ドライバＩＣ４２は、第２基板３３上のうち、発熱素子４１よりも搬送方向Ｆの上流側に位置する部分に搭載されている。図２の例において、ドライバＩＣ４２は、各発熱素子群４１ａ，４１ｂに対応して幅方向Ｗに間隔をあけて２つ搭載されている（第１ドライバＩＣ４２ａ及び第２ドライバＩＣ４２ｂ）。
各ドライバＩＣ４２は、各発熱素子４１の通電状態を制御するためのものであり、複数のスイッチング素子４７を有している。そして、ドライバＩＣ４２は、各スイッチング素子４７がオン状態のときに通電状態となり、各スイッチング素子４７がオフ状態のときに不通電状態となる。なお、図３に示すように、各ドライバＩＣ４２は、樹脂等からなる封止部５０でまとめて保護されている。また、ドライバＩＣ４２は１つでも、３つ以上の複数であっても構わない。

また、第２基板３３のうち、各ドライバＩＣ４２に対して搬送方向Ｆに沿う上流側に位置する部分には、グランド電極５２が形成されている。グランド電極５２は、一端部が各ドライバＩＣ４２にそれぞれ接続され、他端部が上述した第２露出部３４ｂよりも下流側に位置している。

個別電極４３は、ドライバＩＣ４２と各発熱素子４１との間を各別に接続するものであって、幅方向Ｗに間隔をあけて櫛歯状に配列されている。図３に示すように、各個別電極４３は、一端部が各発熱素子４１それぞれの搬送方向Ｆに沿う上流側端部を覆うように形成され、発熱素子４１に各別に導通している。また、図２に示すように、各個別電極４３のうち、第１発熱素子群４１ａの発熱素子４１に接続された個別電極４３の他端部は、第１ドライバＩＣ４２ａにまとめて接続され、第２発熱素子群４１ｂの発熱素子４１に接続された個別電極４３の他端部は、第２ドライバＩＣ４２ｂにまとめて接続されている。なお、ドライバＩＣ４２には、上述した個別電極４３やグランド電極５２の他に、図示しない制御部から出力される印字情報を受信する信号線等が存在する。

共通電極４４は、主配線４４ａ及び接続配線４４ｂを有している。
主配線４４ａは、第２基板３３上において、搬送方向Ｆに沿う発熱素子４１よりも下流側に形成され、幅方向Ｗに沿って延在している。主配線４４ａは、各発熱素子４１それぞれの搬送方向Ｆに沿う下流側端部を覆うように形成されている。

接続配線４４ｂは、主配線４４ａ及び導電層３１間を接続するものであり、主配線４４ａと同等の幅で、主配線４４ａと一体的に形成されている。図３に示すように、接続配線４４ｂは、露出部３４の露出面上に形成されるとともに、その一端部が第２基板３３の表面において主配線４４ａに接続されている。一方、接続配線４４ｂの他端部は、上述した導電層３１のうち、第１露出部３４ａを通して外部に露出した部分に接続されている。

また、図２、図４に示すように、各露出部３４のうち、第２露出部３４ｂの露出面には、外部電極６３が形成されている。外部電極６３は、一端部が導電層３１のうち第２露出部３４ｂを通して外部に露出した部分に接続され、他端部が第２基板３３の表面まで引き回されている。したがって、本実施形態では、第２基板３３のうち、発熱素子４１を間に挟んで搬送方向Ｆで対向する部分に共通電極４４及び外部電極６３が配置されている。
また、図２の例において、外部電極６３は、第２基板３３のうち、幅方向Ｗに沿う両端部に一対設けられている。そして、外部電極６３及び上述したグランド電極５２には、ＦＰＣ等の図示しない外部配線が接続されることで、サーマルヘッド２１に電力が供給される。図２の例では、グランド電極５２は基準電位ＧＮＤに保持され、外部電極６３にはバッテリからの電源電圧Ｖ_pが印加されるようになっている。

また、図３、図４に示すように、接合基板３０上には、搬送方向Ｆに沿うドライバＩＣ４２よりも下流側に位置する部分をまとめて覆う保護膜６５が形成されている。保護膜６５は、発熱素子４１、各個別電極４３及び共通電極４４を保護している。

さらに、保護膜６５上において、搬送方向Ｆに沿う発熱素子４１よりも下流側に位置する部分には、樹脂材料等からなる封止材６６が形成されている。この封止材６６は、搬送方向Ｆに沿う下流側端部が上述した接続配線４４ｂ及び保護膜６５の端面と面一に配置される一方、搬送方向Ｆに沿う上流側端部が第１露出部３４ａを通って第２基板３３の表面まで引き回されている。なお、接続配線４４ｂ及び保護膜６５の端面を覆うように封止材６６を形成しても構わない。

［サーマルヘッドの製造方法］
次に、上述したサーマルヘッド２１の製造方法について説明する。
本実施形態のサーマルヘッド２１は、第１基板３２及び第２基板３３を接合する接合工程と、第２基板３３上に発熱素子４１や各種電極等の配線パターンを形成するパターン形成工程と、を主に有している。なお、第２基板３３には、切断や研磨等の欠け加工により上述した露出部３４が予め形成されているものとする。

＜接合工程＞
接合工程では、まずスクリーン印刷等により導電ペーストを第１基板３２上に塗布した後（ペースト塗布工程）、５〜１０分程度放置してレベリングを行う。
次に、レベリングされた導電層３１上に第２基板３３を貼り合わせた後、対流式オーブンやベルト乾燥炉等を用いて、導電層３１を乾燥させる（乾燥工程）。なお、このときの乾燥条件としては、温度が１２０℃〜１５０℃程度、乾燥時間が１０分〜１５分程度が好ましい。

続いて、ピーク温度が８５０℃程度に設定されたベルト焼成炉等を用い、導電層３１を焼成する（焼成工程）。焼成時間としては、合計３０分〜６０分程度（ピーク時間１０分程度）に設定することが好ましい。
そして、焼成工程を経ることで、導電層３１が焼成されるとともに、導電層３１を介して第１基板３２及び第２基板３３が接合された接合基板３０が完成する。
以上により、接合工程が終了する。このとき、第２基板３３には、露出部３４が形成されているため、導電層３１が露出部３４を通して外部に露出することになる。

＜パターン形成工程＞
次に、パターン形成工程では、まず第２基板３３上に発熱素子４１を形成する（発熱素子形成工程）。具体的には、まずスパッタリングやＣＶＤ、蒸着等の薄膜形成法を用いて、例えばＴａ系やシリサイド系等の発熱抵抗体材料の薄膜を接合基板３０上に成膜する。次いで、リフトオフ法やエッチング法等を用いて、発熱抵抗体材料の薄膜をパターニングすることで、上述した発熱素子４１を得ることができる。

続いて、第２基板３３上に、個別電極４３、共通電極４４、外部電極６３及びグランド電極５２を形成する（電極形成工程）。具体的には、スパッタリングや蒸着等の薄膜形成法を用いて、Ａｌ，Ａｌ−Ｓｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ等の配線材料の薄膜を接合基板３０上に成膜し、その後リフトオフ法やエッチング法等を用いて、配線材料の薄膜をパターニングする。これにより、上述した個別電極４３、共通電極４４、外部電極６３及びグランド電極５２を得ることができる。このとき、各露出部３４の露出面にも配線材料が形成されることで、第１露出部３４ａを通して共通電極４４（接続配線４４ｂ）が導電層３１に接続されるとともに、第２露出部３４ｂを通して外部電極６３が導電層３１に接続される。

その後、発熱素子４１、各個別電極４３及び共通電極４４を保護する保護膜６５を形成する。具体的には、まずスパッタリングやイオンプレーティング、ＣＶＤ法等により、ＳｉＯ₂や、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ダイヤモンドライクカーボン等の保護膜材料を接合基板３０上に成膜する。その後、保護膜材料をパターニングすることで、上述した保護膜６５を得ることができる。
さらに、スクリーン印刷等を用いて、保護膜６５上に封止材６６を形成する。

最後に、個別電極４３及びグランド電極５２上にドライバＩＣ４２を実装した後、ドライバＩＣ４２を封止部５０で封止する。
以上により、上述したサーマルヘッド２１が完成する。

［プリンタの動作方法］
次に、上述したプリンタ１０の動作方法について説明する。
携帯端末の図示しない入力操作部で印字情報が入力されると、この印字情報に基づいて図示しない駆動源が駆動し、プラテンローラ２２が回転する。すると、記録紙Ｐはプラテンローラ２２の外周面とサーマルヘッド２１との間に挟まれた状態で下流側に送り出される。

一方、サーマルヘッド２１では、印字情報に基づいてドライバＩＣ４２のスイッチング素子４７がオン・オフ制御されるとともに、外部電極６３とグランド電極５２との間に電圧が印加される。この場合、電流は外部電極６３、導電層３１、及び共通電極４４を流れた後、各発熱素子４１のうち、オン状態になっているスイッチング素子４７に対応する発熱素子４１に選択的に流れる。これにより、オン状態になっている発熱素子４１が発熱する。そして、記録紙Ｐは、サーマルヘッド２１を通過する際に、オン状態になっている発熱素子４１により加熱されることで、その部分が発色する。その結果、送り出された記録紙Ｐに対して各種の文字や図形等を明瞭に印刷することができる。

その後、印字ユニット１２を通過した記録紙Ｐは、カッターユニット１３に供給される。カッターユニット１３に供給された記録紙Ｐは、固定刃１３ａと可動刃１３ｂとの間を下流側に向けて送り出される。そして、記録紙Ｐが固定刃１３ａと可動刃１３ｂとの間を所望の長さ分だけ通過すると、カッターユニット１３が作動して、可動刃１３ｂが固定刃１３ａに向けてスライド移動する。これにより、可動刃１３ｂと固定刃１３ａとの間で記録紙Ｐを挟み込みながら切断することができ、切断された記録紙Ｐをレシート等として使用することができる。

このように、本実施形態では、導電層３１を介して第１基板３２及び第２基板３３を接合し、導電層３１と共通電極４４とを第１露出部３４ａを通して導通させる構成とした。
この構成によれば、発熱素子４１に接続される配線の面積や膜厚を増大（補強）できるので、発熱素子４１に接続される配線の抵抗値を小さくできる。これにより、発熱素子４１以外の部分での電圧降下を抑え、各発熱素子４１に所望の電力Ｗ_Hを供給することができる。その結果、印字性能の向上を図ることができる。特に、本実施形態では、第１基板３２の表面全体に導電層３１が形成されているため、上述した効果がより奏功される。

しかも、本実施形態では、第１基板３２及び第２基板３３の間に設けられた導電層３１により、配線の抵抗値を小さくできるので、共通電極４４の寸法を短縮できる。この場合、共通電極４４の搬送方向Ｆ及び幅方向Ｗに沿う寸法を縮小することで、サーマルヘッド２１（接合基板３０）の平面視寸法を縮小することができ、サーマルヘッド２１の小型化が可能になる。特に、本実施形態では、従来のような副配線１１３ｂ（図１１参照）を設ける必要がないので、サーマルヘッド２１を確実に小型化できる。
また、例えば複数のサーマルヘッド２１をウエハレベルで一括して作成し、最後に各サーマルヘッド２１毎に分割する場合には、１枚のウエハから作成できるサーマルヘッド２１の取り個数も増加できる。そのため、サーマルヘッド２１の低コスト化を実現できる。

さらに、図１１に示した従来のサーマルヘッド１０１のように、厚膜電極層１１５を形成して共通電極１１３を補強する必要もないので、共通電極４４の厚さ方向に沿う寸法を縮小（薄型化）することができる。これにより、記録紙Ｐとの干渉を抑制し、記録紙Ｐをスムーズに搬送できるため、印字品質を向上させることができる。また、共通電極４４とプラテンローラ２２との干渉を抑制し、共通電極４４の摩耗を抑制できるので、電気的な信頼性も確保できる。

また、本実施形態では、第２基板３３の外周端部（長辺部分）を切り欠くだけで、露出部３４（第１露出部３４ａ及び第２露出部３４ｂ）を形成することができるので、より簡素な構成で導電層３１を露出させることができる。

また、本実施形態では、発熱素子４１を間に挟んで対向する部分に露出部３４を形成することで、共通電極４４及び外部電極６３を離間させることができる。これにより、配線のレイアウト性を向上させるとともに、配線作業の効率化を図ることができる。

そして、本実施形態のプリンタ１０によれば、上述したサーマルヘッド２１を備えているので、印字性能に優れるとともに、印字品質及び信頼性の高い小型のプリンタ１０を提供できる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、第２基板３３のうち、発熱素子４１を間に挟んで搬送方向Ｆで対向する部分（一対の長辺部分）に露出部３４を形成した場合について説明したが、これに限らず、第２基板３３の少なくとも一部に露出部３４が形成されていれば構わない。

例えば、図５に示すように、第２基板３３の全周に亘って露出部８０を形成しても構わない。この場合、共通電極８１は、第２基板３３上において、搬送方向Ｆに沿う発熱素子４１よりも下流側に形成されるとともに、幅方向Ｗに沿って延在する主配線８１ａと、主配線８１ａの両端部から連設されて搬送方向Ｆに沿って延在する一対の副配線８１ｂと、を有している。主配線８１ａは各発熱素子４１全てに導通し、副配線８１ｂは第２基板３３の搬送方向Ｆに沿う上流側端部で外部配線に接続される。各配線８１ａ，８１ｂは、それぞれ露出部８０を通して導電層３１に導通している。
この構成においても、導電層３１により、配線の抵抗値を小さくできるので、図１１に示す従来の共通電極１１３に比べて共通電極８１の寸法を縮小できる。

また、上述した実施形態では、第２基板３３の外周端部に露出部３４を形成する構成について説明したが、これに限られない。例えば図６に示すように、第２基板３３を厚さ方向に貫通する貫通孔８５を露出部として機能させても構わない。図６に示す例において、共通電極８６は、貫通孔８５の内面を通して導電層３１に接続される。なお、貫通孔８５は、第２基板３３の搬送方向Ｆや幅方向Ｗに開放されていなければ、円形や長円形等、適宜設計変更が可能である。この場合、貫通孔８５は、例えばエッチングやサンドブラスト、ドリル、スライサー等により形成することができ、共通電極８６はメッキやＣＶＤ等により形成できる。

この構成によれば、露出部を貫通孔８５とすることで、共通電極８６が第２基板３３の端面に露出しないので、電気的な信頼性を向上させることができる。また、貫通孔８５が第２基板３３の搬送方向Ｆや幅方向Ｗに開放されないので、サーマルヘッド２１をウエハレベルで作成する場合等、第２基板３３用のウエハが露出部を挟んで分離することがない。これにより、製造効率の向上を図ることができる。

なお、図７に示す貫通孔８７のように、第１基板３２側に向かうに従い内径が漸次縮小するテーパ状に形成しても構わない。この場合には、貫通孔８７の内面に共通電極８６が形成し易くなり、導電層３１と発熱素子４１との導通を確保できる。
また、貫通孔８５，８７内に導電ペースト等を充填して、導電層３１と発熱素子４１との導通を確保しても構わない。

また、上述した実施形態では、導電ペーストからなる導電層３１を介して第１基板３２及び第２基板３３を接合する構成について説明したが、導電層３１を介して第１基板３２及び第２基板３３が積層されていれば、第１基板３２及び第２基板３３の接合方法は適宜設計変更が可能である。

例えば、図８に示すように、導電層９０と各基板３２，３３とを接着剤９１を用いて接合しても構わない。図８に示す例において、導電層９０は、ＡｌやＣｕ等、導電性を有する金属箔からなり、接着剤９１はアクリル樹脂系やエポキシ樹脂系の耐熱接着剤からなる。この場合、導電層９０のうち、露出部３４を通して露出する部分以外に接着剤９１を塗布することが好ましい。
この構成によれば、導電層９０とは別体の接着剤９１を用いて各基板３２，３３を接合するので、導電層９０の材料選択の自由度を向上させることができる。

また、図９に示すように、第１基板３２に形成された導電層９２（例えばＡｌ）と、第２基板３３（例えばソーダライムガラス）と、を陽極接合しても構わない。この場合、各基板３２，３３を積層した状態で加熱するとともに、導電層９２を陽極とし、第２基板３３を陰極として両者間に直流電圧を印加する。すると、導電層９２と第２基板３３との間に大きな静電引力が生じ、導電層９２と第２基板３３との界面を化学結合させて両者が接合される。なお、陽極接合の条件として、温度を４００℃程度、電圧を５００Ｖ程度に設定することが好ましい。また、導電層９２は、蒸着等により厚さが１μｍ〜１０μｍ程度に形成することが好ましい。

さらに、図１０に示すように、第１基板３２の表面（図１０における上面）、及び第２基板３３の裏面（図１０における下面）にそれぞれ導電層９５ａ，９５ｂを形成し、これら各導電層９５ａ，９５ｂ同士を拡散接合させても構わない。この場合、まず第１基板３２の表面及び第２基板３３の裏面に、厚さが１μｍ〜１０μｍ程度の微結晶金属薄膜からなる導電層９５ａ，９５ｂを、スパッタ法等によりそれぞれ形成する。次いで、減圧雰囲気（例えば、２×１０^-6Ｐａ程度）下において、各導電層９５ａ，９５ｂを密着させることで、各導電層９５ａ，９５ｂが接合され、各基板３２，３３同士が導電層９５ａ，９５ｂを介して接合されることになる。

また、上述した実施形態では、第１基板３２の表面全体に導電層３１が形成された構成について説明したが、これに限られない。抵抗値の増加を抑えた上で、導電層３１の導通を確保できれば、導電層３１の形成領域は適宜設計変更が可能である。例えば、発熱素子４１と厚さ方向で重なる部分を避けるように導電層３１を形成し、第１基板３２と第２基板３３との間のうち、発熱素子４１と厚さ方向で重なる部分に空洞部を形成しても構わない。

この場合、空洞部が断熱層として機能するので、発熱素子４１で発生した熱が導電層３１や第１基板３２に放熱され難くなる。そのため、発熱素子４１で発生した熱を効率的に記録紙Ｐに伝達することが可能になり、印字効率の向上を図ることができる。

さらに、上述した実施形態では、本発明のプリンタ１０を携帯端末に搭載した場合について説明したが、これに限らず、種々の端末に搭載することが可能である。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。

１０…サーマルプリンタ
３１，９０，９２，９５ａ，９５ｂ…導電層
３２…第１基板（支持基板）
３３…第２基板（上板基板）
３４，８０…露出部
３４ａ…第１露出部
３４ｂ…第２露出部
４１…発熱素子
４３…個別電極
４４，８１，８６…共通電極
８５，８７…貫通孔（露出部）

Claims (6)

1. 第１基板と、
   前記第１基板上に形成された導電層と、
   前記第１基板上に前記導電層を介して積層された第２基板と、
   前記第２基板上に間隔をあけて配列された複数の発熱素子と、
   前記複数の発熱素子に導通する共通電極と、
   前記発熱素子に各別に導通する複数の個別電極と、を備え、
   前記第２基板には、前記導電層を外部に露出させる露出部が形成され、
   前記共通電極は、前記露出部を通して前記導電層に接続されていることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記露出部は、前記第２基板の外周端部が切り欠かれて形成されていることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
3. 前記露出部は、前記第２基板を厚さ方向に貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。
4. 前記露出部は、前記第２基板の厚さ方向に沿う前記第１基板側に向かうに従い漸次内径が縮小していることを特徴とする請求項３記載のサーマルヘッド。
5. 前記露出部は、前記第２基板のうち、前記発熱素子を間に挟んで対向する部分にそれぞれ形成され、
   前記露出部のうち、前記発熱素子に対して一方側に位置する前記露出部には、前記共通電極が形成され、
   前記露出部のうち、前記発熱素子に対して他方側に位置する前記露出部には、一端部が前記導電層に接続されるとともに、他端部が前記第２基板上に引き回された外部電極が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のサーマルヘッド。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載のサーマルヘッドを備えていることを特徴とするプリンタ。

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