JP5383368B2 - 記録ヘッドおよび記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録ヘッドおよび記録装置に関し、特に、複数の発熱素子が一列に配列した発熱素子列を有するヘッド基体を、接着剤層で放熱体に接合してなる記録ヘッド、および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側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８、９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、制御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、制御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、プラテンローラにより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一列に配列されている。

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、ヘッド基板５１は、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示すように、接着剤層５６と、両面テープ５７とで放熱体８０に接合されている。すなわち、突出部５２ｂに形成された発熱素子５３ａの直下に位置するヘッド基板５１の下面は、放熱体８０に形成された２条の凹溝５８間の突出面に放熱性樹脂からなる接着剤層５６で接合されている（例えば、特許文献１、２参照）。ヘッド基板５１の下面と、発熱素子５３ａの直下に位置する部分および溝部５８以外の放熱体８０との間は、両面テープ５７にて接合されている。なお、図９（ｂ）では、理解を容易にするため、ヘッド基板５１の上面にはグレーズ層５２の突出部５２ｂのみ記載した。

発熱素子５３ａの直下に位置するヘッド基板５１の下面と放熱体８０との間の放熱性樹脂からなる接着剤層５６には、接着剤層５６の熱伝導の観点から、従来、気泡を含まないように調整されていた（例えば、特許文献３参照）。

実開平３−５２１５２号公報 特開２００１−９６７８０号公報 特開２００４−１６０９２４号公報

しかしながら、従来のサーマルヘッドＸ１では、印字中に発熱素子５３ａからの熱が、接着剤層５６を介して放熱体８０に伝導し、ヘッド基板５１と放熱体８０との熱膨張係数の相違からヘッド基板５１が変形を生じ、印画かすれが発生するおそれがあった。

すなわち、従来、ヘッド基板５１として、絶縁性、放熱性および平坦性という理由からアルミナ等のセラミックスが用いられ、放熱体８０としては、放熱性という理由から、アルミニウム等の金属が用いられており、熱膨張係数が大きく相違するため、放熱体８０の温度によりヘッド基板５１の平坦度が変化し、プラテンローラにより記録媒体を発熱素子５３ａに押し当てる力が変動し、印画かすれが発生するおそれがあった。

本発明は、印画かすれを抑制できる記録ヘッドおよび記録装置を提供することを目的とする。

本発明の記録ヘッドは、上面に複数の発熱素子が一列に配列した発熱素子列を有するヘッド基体を放熱体上に配置し、前記ヘッド基体の下面における前記発熱素子列と対向する部分を、前記発熱素子の配列方向に延びる帯状の接着剤層を介して前記放熱体に接合してなる記録ヘッドであって、該記録ヘッドは、前記接着剤層に空気溜まり部を有しており、該空気溜まり部は、前記発熱素子の配列方向に所定間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする。

このような記録ヘッドでは、接着剤層に空気溜まり部を有しており、空気溜まり部は、発熱素子の配列方向に所定間隔をおいて複数形成されているため、例えば、連続印刷する際に放熱体が高温となった場合でも、空気溜まり部により放熱体の変形が吸収され、ヘッド基体の変形を抑制でき、温度変化に対するヘッド基体の平坦度の変化を抑制でき、これにより、放熱体に温度変化が生じたとしても、プラテンローラにより記録媒体を発熱素子側に押し当てる力が変動することが抑制され、印画かすれを抑制することができる。

また、本発明の記録ヘッドは、上面に複数の発熱素子が一列に配列した発熱素子列を有するヘッド基体を放熱体上に配置し、前記ヘッド基体の下面における前記発熱素子列と対向する部分を、前記発熱素子の配列方向に延びる帯状の接着剤層を介して前記放熱体に接合してなる記録ヘッドであって、該記録ヘッドは、前記接着剤層に空気溜まり部を有しており、該空気溜まり部は、前記発熱素子の配列方向に延びるように、１つ形成されていることを特徴とする。このような記録ヘッドでは、空気溜まり部により放熱体の変形をさらに吸収することができ、印画かすれをさらに抑制することができる。

さらに、本発明の記録装置は、上記記録ヘッドと、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印画かすれを抑制することができる。

本発明の記録ヘッドでは、接着剤層に空気溜まり部を有しており、空気溜まり部は、発熱素子の配列方向に所定間隔をおいて複数形成されているため、例えば、連続印刷する際に放熱体が高温となった場合でも、空気溜まり部により放熱体の変形が吸収され、ヘッド基体の変形を抑制でき、温度変化に対するヘッド基体の平坦度の変化を抑制でき、これにより、放熱体に温度変化が生じたとしても、プラテンローラにより記録媒体を発熱素子側に押し当てる力が変動することが抑制され、印画かすれを抑制することができる。

（ａ）が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）が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）が図１に示したサーマルヘッドの要部を拡大した平面図、（ｂ）が（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。 図１に示した配線部材の分解斜視図である。 （ａ）は空気溜まり部が発熱素子の配列方向に所定間隔をおいて複数形成されている状態を示す透視平面図であり、（ｂ）は図１（ｂ）の要部を拡大して示す断面図である。 （ａ）は発熱素子の配列方向に所定間隔をおいて空気溜まり部を複数形成してなる空気溜まり部列が２列形成されている状態を示す透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図であり、（ｃ）は、細長い空気溜まり部が発熱素子の配列方向に所定間隔をおいて複数形成されている状態を示す透視平面図であり、（ｄ）は、一つの細長い空気溜まり部が発熱素子の配列方向に形成されている状態を示す透視平面図である。 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、本発明のサーマルヘッドＡのヘッド基体の平坦度を示すグラフであり、（ｂ）は、比較例のサーマルヘッドＢのヘッド基体の平坦度を示すグラフである。 （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。 （ａ）が図８のサーマルヘッドの断面図であり、（ｂ）は放熱体へのヘッド基体の接合状態を示す断面図である。

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、ガラス材料等の無機材料が好適に用いられる。

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の後述する発熱素子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、発熱素子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、２０〜２５０μｍとされている。突出部１２ｂは、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の保持された状態で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上面の全面に形成する必要はない。

電気抵抗層１３は、グレーズ層１２上に形成されている。電気抵抗層１３の厚みは、０．０１〜０．５μｍ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として機能しており、発熱素子１３ａは、グレーズ層１２の突出部１２ｂ上に形成されている。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２００〜５５０℃の範囲となるように構成されている。

また、発熱素子１３ａは、矢印Ｄ１−Ｄ２方向に所定間隔をおいて一列に形成されており、発熱素子列を形成している。

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、及び図示しない電源に対して接続されている。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と離間して形成されており、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、「発熱素子の駆動に寄与する」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、０．７〜１．２μｍとされている。

保護層１５は、発熱素子１３ａと、電極配線１４とを保護する機能を有するものである。この保護層１５は、発熱素子１３ａと電極配線１４の一部とを覆っている。保護層１５を形成する材料としては、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［原子％］以上１００［原子％］未満の範囲であるものをいう。なお、保護層１５は、見やすさの観点から、図２（ａ）では省略している。

駆動ＩＣ２０は、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上および第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、電極配線１４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３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４９を介して、第１電極配線１４１、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および電極配線１４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を挟持している。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と、エポキシ系樹脂と、アクリル系樹脂と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および電極配線１４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３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、例えば銅またはアルミニウムを含む金属材料が挙げられる。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を意味する。特に、熱伝導性の観点から金属材料、特にアルミニウムからなる放熱体４０が望ましい。

記録ヘッドは、複数の発熱素子１３ａが一列に配列した発熱素子列を上面に有するヘッド基体１０が放熱体４０上に配置されており、ヘッド基体１０の下面の発熱素子列と対向する部分が、言い換えると、発熱素子列の直下におけるヘッド基体１０の面が、図４に示すように、発熱素子１３ａの配列方向（矢印Ｄ１−Ｄ２方向）に延びる帯状の熱伝導性の良好な接着剤層１６を介して放熱体４０の上面に接合され、さらに、ヘッド基体１０の下面と、発熱素子１３ａの直下に位置する部分および凹溝１８以外の放熱体４０の上面との間は、両面テープ１７にて接着されている。なお、支持板３３と放熱体４０との間も、両面テープ１７にて接着されている。接着剤層１６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または化学反応硬化型のものが挙げられる。

そして、本発明では、図４に示すように、接着剤層１６のヘッド基体１０側には複数の空気溜まり部１９が形成されていることが特徴である。空気溜まり部１９は、図４（ａ）に示すように、帯状の接着剤層１６の幅方向（矢印Ｄ３−Ｄ４方向）の中央部に、発熱素子１３ａの配列方向（矢印Ｄ１−Ｄ２方向）に所定間隔をおいて形成され、空気溜まり部列を形成している。なお、図４（ｂ）では、ヘッド基体１０の上面には、理解を容易にするため、グレーズ層１２の突出部１２ｂのみ記載した。

空気溜まり部１９は、ヘッド基体１０を剥離して接着剤層１６を平面視したときに円形状を有しており、その直径は、発熱素子１３ａからの接着剤層１６による熱伝導をあまり阻害しない大きさとされており、空気溜まり部１９の直径は直径３０〜１５０μｍとされ、グレーズ層１２の突出部１２ｂの矢印Ｄ３−Ｄ４方向における長さの５％以下とされている。

また、空気溜まり部１９の間隔についても、発熱素子１３ａからの接着剤層１６による熱伝導をあまり阻害しない間隔とされている。

空気溜まり部１９は、接着剤層１６のヘッド基体１０側に形成されており、ヘッド基体１０を剥離した時、空気溜まり部１９は接着剤層１６の上面に凹部となって現れる。

このような記録ヘッドでは、接着剤層１６のヘッド基体側に空気溜まり部１９を有するため、例えば、連続印刷する際に放熱体４０が高温となった場合でも、空気溜まり部１９により放熱体４０の変形が吸収され、プラテンローラにより記録媒体を発熱素子１３ａ側に押し当てる力が変動することが抑制され、印画かすれを抑制することができる。そして、図４（ａ）に示すように、空気溜まり部１９が発熱素子１３ａの配列方向に所定間隔をおいて複数形成されている場合には、放熱体４０の変形を空気溜まり部１９でさらに吸収することができ、印画かすれをさらに抑制することができる。

また、従来、感熱メディア表面に付着する異物が保護層１５表面と接触し、プレスすることになるが、メディアやプラテンローラでその大きさの異物を吸収できない分、サーマルヘッド側の保護層１５表面で異物の段差を吸収することになり、吸収できない分は保護層１５を介して発熱素子１３ａや電極配線１４に機械的ダメージが発生し易いが、本発明では、発熱素子１３ａの直下の接着剤層１６に空気溜まり部１９が形成されているため、接着剤層１６が弾力性を有することになり、機械的ストレスに対して耐久性を向上できる。

なお、ヘッド基体１０のヘッド基板１１は、熱伝導性の観点から薄く（１ｍｍ以下）に形成された場合には、ヘッド基板１１が変形し易くなるため、本発明を好適に用いることができる。また、ヘッド基板１１の長さが１００ｍｍ以上ある場合、すなわち、発熱素子列が長い場合にも、ヘッド基板１１が変形し易くなるため、本発明を好適に用いることができる。さらにヘッド基板１１の幅（矢印Ｄ３−Ｄ４方向の長さ）が１０ｍｍ以下の場合にも、ヘッド基板１１が変形し易くなるため、本発明を好適に用いることができる。

特に、画像用、医療用の記録ヘッドでは、ヘッド基板１１が長くなる傾向にあるため、本発明を好適に用いることができる。

図５（ａ）、（ｂ）は、空気溜まり部列を２列形成したもので、このような記録ヘッドでも、図４の記録ヘッドと同様に、空気溜まり部１９により、例えば、連続印刷する際に放熱体４０が高温となった場合でも、空気溜まり部１９により放熱体４０の変形がさらに吸収され、ヘッド基体１０の変形を抑制でき、印画かすれを抑制することができる。さらに、グレーズ層１２の突出部１２ｂの中央部に形成された発熱素子１３ａの直下は、空気溜まり部１９間に位置することになり、図４よりも発熱素子１３ａからの放熱性を向上できる。

図５（ｃ）は、細長い空気溜まり部１９を複数所定間隔をおいて形成し、（ｄ）は、細長い空気溜まり部１９を一本形成したもので、放熱体４０の変形をさらに吸収でき、印画かすれを抑制することができる。空気溜まり部１９の矢印Ｄ３−Ｄ４方向の幅は、グレーズ層１２の突出部１２ｂの矢印Ｄ３−Ｄ４方向における長さの５％以下とされている。
＜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、素体準備工程を行う。具体的には、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形成工程を行う。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、配線部材接着工程を行う。具体的には、まず、ヘッド基体１０の第１電極配線１４１上、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１電極配線１４１、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１電極配線１４１、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ＩＣ搭載工程を行う。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。

次に、放熱体４０上にヘッド基体１０および配線部材３０を接合する。具体的に説明する。矢印Ｄ１−Ｄ２方向に凹溝１８が形成された放熱体４０の前記凹溝１８間の突出面に、ディスペンサ等の塗布装置を用い矢印Ｄ３−Ｄ４方向の中央部が凹となるように接着剤を塗布する。このような形状に接着材を塗布するには、例えば、一つのディスペンサを用いる場合には、凹溝１８間の突出面にディスペンサの吐出口を押しつけるようにしてディスペンサの吐出口から接着剤を吐出させながら、例えばＤ２方向にディスペンサを移動させることにより形成する。または、２本のディスペンサを用いて、矢印Ｄ３−Ｄ４方向の中央部が凹となるように接着剤を吐出させながら、例えばＤ２方向にディスペンサを移動させ、中央部が凹となるように接着剤を塗布できる。

一方、凹溝１８間の突出面以外の放熱体４０の上面には、両面テープを貼り付ける。そして、接着剤が塗布され、両面テープが貼り付けられた放熱体４０の上面に、ヘッド基体１０を配置し、両面テープ１７にヘッド基体１０の下面を接着するとともに、接着剤を硬化させた接着剤層１６でヘッド基体１０を接合し、図４に示すような空気溜まり部１９を有する記録ヘッドを作製することができる。すなわち、ヘッド基体１０で凹形状の接着剤が放熱体４０側に押圧され、接着剤の流動等により、平面視円形の空気溜まり部１９が形成される。

なお、接着剤を、例えば加熱して硬化させる場合には、加熱後冷却する際においても、空気溜まり部１９によりヘッド基体１０の変形が抑制され、記録ヘッドの製造歩留まりを向上できる。

また、図５（ａ）に示すような２列の空気溜まり部列は、凹溝１８間の突出面にディスペンサ等の塗布装置を用い、矢印Ｄ３−Ｄ４方向に２つの凹が形成されるように接着剤を塗布する。例えば、矢印Ｄ３−Ｄ４方向に配列されたディスペンサの３つの吐出口から接着剤を塗布しながら、例えばＤ２方向にディスペンサを移動させ、２列の凹が形成されるように接着剤を塗布し、ヘッド基体１０で凹形状の接着剤を放熱体４０側に押しつけ、硬化させることで形成することができる。

図５（ｃ）（ｄ）に示すような細長い空気溜まり部列は、図３で用いた接着剤の粘度、接着剤塗布時の凹形状を調整することにより作製することができる。

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側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、外部接続端子３２を介して発熱部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。

サーマルプリンタＹは、サーマルヘッドＸと、記録媒体Ｐを搬送する搬送機構５９とを備える。そのため、サーマルプリンタＹは、サーマルヘッドＸの有する効果を享受することができる。したがって、サーマルプリンタＹは、印画かすれを抑制し、画質を高めることができる。

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。

上面に複数の発熱素子が一列に配列した発熱素子列を有するヘッド基体１０、配線部材３０、放熱体４０を準備した。

ヘッド基体１０は、幅９ｍｍ、長さ１６８ｍｍ、厚み１ｍｍであり、長さ方向に発熱素子列が形成されていた。放熱体４０はＡｌからなり、幅２０ｍｍ、長さ１７０ｍｍ、厚み４ｍｍであり、発熱素子列と対応する部分に２条の凹溝が形成されている。

放熱体４０の凹溝間の突出面にディスペンサを用い矢印Ｄ３−Ｄ４方向の中央部が凹となるように、ディスペンサの吐出口を突出面に押し当てながらＤ２方向に、熱硬化性の接着剤を塗布した。また、凹溝間の突出面以外の放熱体４０の上面に両面テープを貼り付けた。そして、ヘッド基体１０を接着剤および両面テープの上面に配置するとともに、両面テープの上面に配線部材３０を配置し、９０℃で１時間加熱し、接着剤を硬化させ、本発明のサーマルヘッドＡを作製した。

作製したサーマルヘッドＡについて、オーブンで２５℃および８０℃に１０分間保持後、それぞれ平坦度を測定した。平坦度は、発熱素子１３ａ直上の保護層１５表面に接触式の測定ヘッドを接触させて測定したもので、ヘッド基体１０の両端を結んだ線分を基準に、この線分からの突出高さで示した。その結果を図７（ａ）に示した。

このグラフに示した結果から、本発明のサーマルヘッドＡでは温度変化によるヘッド平坦度に大きな変化がみられないことがわかる。これにより、放熱体４０に温度変化が生じたとしても、プラテンローラにより記録媒体を発熱素子１３ａ側に押し当てる力が変動することが抑制され、印画かすれのない良好な画像が得られることがわかる。

ヘッド基体１０を放熱体４０から剥離し、接着剤層１６を平面視したところ、図４に示すように、平面視円形状で、直径３０〜１５０μｍの空気溜まり部１９が、発熱素子１３ａの配列方向に複数０．０１〜１ｍｍの間隔をおいて形成されていた。

比較例として、接着剤層に空気溜まり部ができないように、矢印Ｄ３−Ｄ４方向の中央部が凸となるように接着剤を塗布し、上記と同様にして、比較例のサーマルヘッドＢを作製し、本発明と同様に２５℃と８０℃におけるヘッド基板の平坦度を測定し、その結果を図７（ｂ）に示した。このグラフから、比較例のサーマルヘッドＢでは、温度変化によりヘッド基板の平坦度が大きく変化し、これにより、プラテンローラにより記録媒体を発熱素子１３ａ側に押し当てる力が変動し、印画かすれが発生することがわかる。

ヘッド基体１０を放熱体４から剥離し、接着剤層１６を平面視したところ、本発明のような空気溜まり部は形成されていなかった。

従って、接着剤層１６に空気溜まり部１９を形成することにより、放熱体４０が高温となった場合でも、空気溜まり部１９により放熱体４０の変形が吸収され、ヘッド基体１０の変形を抑制でき、プラテンローラにより記録媒体を発熱素子１３ａ側に押し当てる力が変動することが抑制され、印画かすれを抑制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
１６ 接着剤層
１７ 両面テープ
１８ 凹溝
１９ 空気溜まり部
２０ 駆動ＩＣ
３０ 配線部材
４０ 放熱体
５９ 搬送機構
６１ プラテンローラ
６２、６３、６４、６５ 搬送ローラ
６９ 制御機構
Ｐ 記録媒体

Claims (3)

1. 上面に複数の発熱素子が一列に配列した発熱素子列を有するヘッド基体を放熱体上に配置し、前記ヘッド基体の下面における前記発熱素子列と対向する部分を、前記発熱素子の配列方向に延びる帯状の接着剤層を介して前記放熱体に接合してなる記録ヘッドであって、
   該記録ヘッドは、前記接着剤層に空気溜まり部を有しており、
   該空気溜まり部は、前記発熱素子の配列方向に所定間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
2. 上面に複数の発熱素子が一列に配列した発熱素子列を有するヘッド基体を放熱体上に配置し、前記ヘッド基体の下面における前記発熱素子列と対向する部分を、前記発熱素子の配列方向に延びる帯状の接着剤層を介して前記放熱体に接合してなる記録ヘッドであって、
   該記録ヘッドは、前記接着剤層に空気溜まり部を有しており、
   該空気溜まり部は、前記発熱素子の配列方向に延びるように、１つ形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
3. 請求項１または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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