JP2021130212A - サーマルプリントヘッドの製造方法、サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図6は、本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA1は、ヘッド基板1、接続基板5、複数のワイヤ61,62、複数のドライバIC7、保護樹脂78および放熱部材8を備えている。サーマルプリントヘッドA1は、プラテンローラ99(図4参照)によって搬送される印刷媒体(図示略)に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。印刷媒体としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。なお、プラテンローラ99に代えて、ローラ状ではないプラテンを使用してもよい。このプラテンは平坦な面を有する。平坦な面には、小さい曲率を有する曲面が含まれる。本開示では、プラテンローラと平坦な面を有するプラテンとを併せてプラテンと呼ぶ。本開示のサーマルプリンタは、本開示のサーマルプリントヘッドとプラテンとを備えて構成される。
図28は、本開示の第2実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図であり、図6に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA2は、凸部12における一対の傾斜外側面122がそれぞれ2段階に傾斜しており、かかる点が上述した実施形態と大きく異なる。
図36は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図であり、図6に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA3は、凸部12の構成が上述した実施形態と大きく異なる。
これにより、図40に示すように、主面11および凸部12を有する基材10が形成される。主面11は、主面11Aと同じく(100)面である。凸部12は、頂面121、一対の傾斜内側面125、および一対の傾斜外側面122を有する。ここで、図38に示した凹部12Aの底面121’部分は、グレーズ15をマスクとして基材10Aに異方性エッチングを施すことにより、凸部12の頂面121になる。基材10の主面11は、頂面121よりも低位(図40の下方)にある。一対の傾斜外側面122は、y方向において頂面121および一対の傾斜内側面125を挟んでいる。
単結晶半導体からなる基材を準備する工程と、
前記基材の上に、主走査方向に延び、ガラス材料からなるグレーズを形成するグレーズ形成工程と、
前記グレーズをマスクとして前記基材に異方性エッチングを施す異方性エッチング工程と、
前記グレーズの上に、前記主走査方向に配列された複数の発熱部を形成する発熱部形成工程と、を備え、
前記異方性エッチング工程では、前記基材に、厚さ方向の一方を向く主面と、当該主面から突出し、かつ前記グレーズにより覆われた頂面を有する凸部と、を形成する、サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記2〕
前記グレーズ形成工程は、前記基材の上に第1ガラスペーストを配置するステップと、当該第1ガラスペーストを加熱することで第1グレーズを形成するステップと、を含む、付記1に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記3〕
前記グレーズ形成工程は、前記第1グレーズを形成するステップの後に行われ、前記第1グレーズの上に第2ガラスペーストを配置するステップと、当該第2ガラスペーストを加熱することで、前記第1グレーズよりも厚さが厚い第2グレーズを形成するステップと、を含む、付記2に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記4〕
前記第1グレーズを形成するステップにおいて前記第1ガラスペーストの加熱温度である第1加熱温度は、前記第2グレーズを形成するステップにおいて前記第2ガラスペーストの加熱温度である第2加熱温度よりも低い、付記3に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記5〕
前記グレーズ形成工程より前に行われ、前記基材に、前記主走査方向に沿って延びる凹部を形成する凹部形成工程をさらに備え、
前記第1ガラスペーストを配置するステップでは、前記凹部に前記第1ガラスペーストを配置する、付記2に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記6〕
前記第1ガラスペーストを配置するステップおよび前記第2ガラスペーストを配置するステップでは、前記基材の上にガラスペーストを塗布する、付記3に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記7〕
前記第1ガラスペーストを配置するステップおよび前記第2ガラスペーストを配置するステップでは、スクリーン印刷により前記第1ガラスペーストおよび前記第2ガラスペーストを配置する、付記3に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記8〕
前記第1ガラスペーストを配置するステップおよび前記第2ガラスペーストを配置するステップでは、スリットが形成されたメタルマスクを用いて印刷を行う、付記7に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記9〕
前記グレーズ形成工程は、前記第1ガラスペーストを配置するステップの前に行われ、前記基材の上に開口を有するドライフィルムフォトレジストを形成するステップを含み、
前記第1ガラスペーストを配置するステップでは、前記基材の上に、前記ドライフィルムフォトレジストの前記開口を経由して前記第1ガラスペーストを配置する、付記2に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記10〕
前記グレーズ形成工程は、前記第1ガラスペーストを配置するステップと前記第1グレーズを形成するステップとの間に行われ、前記ドライフィルムフォトレジストを剥離するステップを含む、付記9に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記11〕
前記凸部は、副走査方向において前記頂面を挟む一対の傾斜外側面を有し、
前記第1グレーズの前記副走査方向における両端部は、前記基材の厚さ方向視において前記一対の傾斜外側面と重なっており、
前記異方性エッチング工程の後に行われ、前記第1グレーズを再び加熱する工程をさらに備える、付記9または10に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記12〕
前記凹部は、底面と、当該底面に繋がり、副走査方向において前記底面を挟む一対の傾斜内側面と、を有し、
前記一対の傾斜内側面は、前記基材の厚さ方向において前記底面から遠ざかるにつれて前記副走査方向において互いに離れる、付記5に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記13〕
前記凹部は、前記基材に異方性エッチングを施すことにより形成される、付記12に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記14〕
前記凹部の前記底面は、前記グレーズ形成工程の後に行う前記異方性エッチング工程により、前記凸部の前記頂面になる、付記13に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記15〕
前記単結晶半導体は、Siからなり、
前記主面は、(100)面である、付記1ないし14のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記16〕
厚さ方向の一方を向く主面を有し、単結晶半導体からなる基材と、
前記主面の上に形成され、かつ主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
前記基材と前記抵抗体層との間に形成された絶縁層と、
前記基材と前記複数の発熱部との間に形成され、ガラス材料からなるグレーズと、
を備え、
前記基材は、前記主面から突出し、かつ前記主走査方向に延びる凸部を有し、
前記凸部は、前記主面と平行な頂面を有し、
前記グレーズは、前記頂面を覆っている、サーマルプリントヘッド。
〔付記17〕
前記凸部は、前記主面に繋がり、副走査方向において前記頂面を挟む一対の傾斜外側面を有し、
前記一対の傾斜外側面は、前記基材の厚さ方向において前記主面から遠ざかるにつれて前記副走査方向において互いに近づくように前記主面に対して傾斜している、付記16に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記18〕
前記一対の傾斜外側面は、前記頂面に繋がっている、付記17に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記19〕
前記一対の傾斜外側面はそれぞれ、互いに繋がる第1傾斜面および第2傾斜面を有し、
前記第1傾斜面は、前記主面に繋がり、かつ前記主面と前記第2傾斜面とに挟まれており、
前記第2傾斜面は、前記頂面に繋がり、かつ前記第1傾斜面と前記頂面とに挟まれており、
前記主面に対する前記第2傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第1傾斜面の傾斜角よりも小さい、付記18に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記20〕
前記グレーズは、前記各第2傾斜面の少なくとも一部を覆っている、付記19に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記21〕
前記凸部は、前記頂面に繋がり、前記副走査方向において前記頂面を挟む一対の傾斜内側面を有し、
前記一対の傾斜内側面は、前記基材の厚さ方向において前記頂面から遠ざかるにつれて前記副走査方向において互いに離れるように前記頂面に対して傾斜しており、
前記グレーズは、前記頂面および前記一対の傾斜内側面により囲まれた領域に配置されている、付記17に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記22〕
前記グレーズは、前記頂面の上に形成された第1グレーズと、前記第1グレーズの上に形成された第2グレーズと、を含む、付記16ないし21のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記23〕
前記グレーズは、前記頂面のすべてを覆っている、付記16ないし22のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記24〕
付記16ないし23のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、
前記複数の発熱部に対向して配置されたプラテンと、を備える、サーマルプリンタ。
1 :ヘッド基板
10 :基材
10A :基材
11 :主面
11A :主面
12 :凸部
12A :凹部
121 :頂面
121’ :底面
122 :傾斜外側面
123 :第1傾斜面
124 :第2傾斜面
125 :傾斜内側面
15 :グレーズ
15A :第1ガラスペースト
15B :第1グレーズ
15C :第2ガラスペースト
15D :第2グレーズ
151 :ラウンド部
19 :絶縁層
2 :保護層
21 :パッド用開口
3 :電極層
3A :導電膜
31 :個別電極
311 :電極パッド部
32 :共通電極
323 :共通部
324 :櫛歯部
4 :抵抗体層
4A :抵抗体膜
41 :発熱部
5 :接続基板
59 :コネクタ
61,62:ワイヤ
7 :ドライバIC
78 :保護樹脂
8 :放熱部材
91,93:スクリーン
91a,93a:スリット
92 :スペーサ
95,97:マスク層
96 :マスク層(ドライフィルムフォトレジスト)
95a,96a,97a:開口
99 :プラテンローラ
Claims (24)
- 単結晶半導体からなる基材を準備する工程と、
前記基材の上に、主走査方向に延び、ガラス材料からなるグレーズを形成するグレーズ形成工程と、
前記グレーズをマスクとして前記基材に異方性エッチングを施す異方性エッチング工程と、
前記グレーズの上に、前記主走査方向に配列された複数の発熱部を形成する発熱部形成工程と、を備え、
前記異方性エッチング工程では、前記基材に、厚さ方向の一方を向く主面と、当該主面から突出し、かつ前記グレーズにより覆われた頂面を有する凸部と、を形成する、サーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記グレーズ形成工程は、前記基材の上に第1ガラスペーストを配置するステップと、当該第1ガラスペーストを加熱することで第1グレーズを形成するステップと、を含む、請求項1に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記グレーズ形成工程は、前記第1グレーズを形成するステップの後に行われ、前記第1グレーズの上に第2ガラスペーストを配置するステップと、当該第2ガラスペーストを加熱することで、前記第1グレーズよりも厚さが厚い第2グレーズを形成するステップと、を含む、請求項2に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記第1グレーズを形成するステップにおいて前記第1ガラスペーストの加熱温度である第1加熱温度は、前記第2グレーズを形成するステップにおいて前記第2ガラスペーストの加熱温度である第2加熱温度よりも低い、請求項3に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記グレーズ形成工程より前に行われ、前記基材に、前記主走査方向に沿って延びる凹部を形成する凹部形成工程をさらに備え、
前記第1ガラスペーストを配置するステップでは、前記凹部に前記第1ガラスペーストを配置する、請求項2に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記第1ガラスペーストを配置するステップおよび前記第2ガラスペーストを配置するステップでは、前記基材の上にガラスペーストを塗布する、請求項3に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記第1ガラスペーストを配置するステップおよび前記第2ガラスペーストを配置するステップでは、スクリーン印刷により前記第1ガラスペーストおよび前記第2ガラスペーストを配置する、請求項3に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記第1ガラスペーストを配置するステップおよび前記第2ガラスペーストを配置するステップでは、スリットが形成されたメタルマスクを用いて印刷を行う、請求項7に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記グレーズ形成工程は、前記第1ガラスペーストを配置するステップの前に行われ、前記基材の上に開口を有するドライフィルムフォトレジストを形成するステップを含み、
前記第1ガラスペーストを配置するステップでは、前記基材の上に、前記ドライフィルムフォトレジストの前記開口を経由して前記第1ガラスペーストを配置する、請求項2に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記グレーズ形成工程は、前記第1ガラスペーストを配置するステップと前記第1グレーズを形成するステップとの間に行われ、前記ドライフィルムフォトレジストを剥離するステップを含む、請求項9に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記凸部は、副走査方向において前記頂面を挟む一対の傾斜外側面を有し、
前記第1グレーズの前記副走査方向における両端部は、前記基材の厚さ方向視において前記一対の傾斜外側面と重なっており、
前記異方性エッチング工程の後に行われ、前記第1グレーズを再び加熱する工程をさらに備える、請求項9または10に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記凹部は、底面と、当該底面に繋がり、副走査方向において前記底面を挟む一対の傾斜内側面と、を有し、
前記一対の傾斜内側面は、前記基材の厚さ方向において前記底面から遠ざかるにつれて前記副走査方向において互いに離れる、請求項5に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記凹部は、前記基材に異方性エッチングを施すことにより形成される、請求項12に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記凹部の前記底面は、前記グレーズ形成工程の後に行う前記異方性エッチング工程により、前記凸部の前記頂面になる、請求項13に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
- 前記単結晶半導体は、Siからなり、
前記主面は、(100)面である、請求項1ないし14のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 - 厚さ方向の一方を向く主面を有し、単結晶半導体からなる基材と、
前記主面の上に形成され、かつ主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
前記基材と前記抵抗体層との間に形成された絶縁層と、
前記基材と前記複数の発熱部との間に形成され、ガラス材料からなるグレーズと、
を備え、
前記基材は、前記主面から突出し、かつ前記主走査方向に延びる凸部を有し、
前記凸部は、前記主面と平行な頂面を有し、
前記グレーズは、前記頂面を覆っている、サーマルプリントヘッド。 - 前記凸部は、前記主面に繋がり、副走査方向において前記頂面を挟む一対の傾斜外側面を有し、
前記一対の傾斜外側面は、前記基材の厚さ方向において前記主面から遠ざかるにつれて前記副走査方向において互いに近づくように前記主面に対して傾斜している、請求項16に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記一対の傾斜外側面は、前記頂面に繋がっている、請求項17に記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記一対の傾斜外側面はそれぞれ、互いに繋がる第1傾斜面および第2傾斜面を有し、
前記第1傾斜面は、前記主面に繋がり、かつ前記主面と前記第2傾斜面とに挟まれており、
前記第2傾斜面は、前記頂面に繋がり、かつ前記第1傾斜面と前記頂面とに挟まれており、
前記主面に対する前記第2傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第1傾斜面の傾斜角よりも小さい、請求項18に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記グレーズは、前記各第2傾斜面の少なくとも一部を覆っている、請求項19に記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記凸部は、前記頂面に繋がり、前記副走査方向において前記頂面を挟む一対の傾斜内側面を有し、
前記一対の傾斜内側面は、前記基材の厚さ方向において前記頂面から遠ざかるにつれて前記副走査方向において互いに離れるように前記頂面に対して傾斜しており、
前記グレーズは、前記頂面および前記一対の傾斜内側面により囲まれた領域に配置されている、請求項17に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記グレーズは、前記頂面の上に形成された第1グレーズと、前記第1グレーズの上に形成された第2グレーズと、を含む、請求項16ないし21のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
- 前記グレーズは、前記頂面のすべてを覆っている、請求項16ないし22のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
- 請求項16ないし23のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、
前記複数の発熱部に対向して配置されたプラテンと、を備える、サーマルプリンタ。
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