JP5408695B2 - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
ここで、発熱抵抗体を支える蓄熱層の厚さを薄くして空洞部の厚さ寸法を大きくするほど断熱性能が高まり発熱効率が向上する。一方、蓄熱層の厚さを薄くするほど、発熱抵抗体を支える強度は低下する。そのため、サーマルヘッドの発熱効率および強度を向上するには蓄熱層を所望の厚さに設定することが望まれる。
本発明は、支持基板の一面に凹部を形成する凹部形成工程と、該凹部形成工程により前記凹部が形成された前記支持基板の前記一面に、前記凹部を密閉して空洞部を形成するようにほぼ平板状のガラスからなる上板基板を接合する接合工程と、該接合工程により接合した前記支持基板および前記上板基板を加熱し、該上板基板を軟化させるとともに前記空洞部内に閉じ込められたガスを膨張させることにより、前記空洞部とは反対側に盛り上がるように前記上板基板を塑性変形させる加熱工程と、該加熱工程により塑性変形した前記上板基板の前記空洞部とは反対側の表面を平坦化する平坦化工程と、前記上板基板上に前記空洞部に対向して発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを備え、前記加熱工程が、前記上板基板の前記空洞部側の表面を凹状に湾曲させるサーマルヘッドの製造方法を提供する。
このように構成することで、蓄熱層が空洞部の外方に向かって突出するように、すなわち、発熱抵抗体側に向かって盛り上がるように変形したサーマルヘッドを製造することができる。
このように構成することで、発熱抵抗体形成工程において、平坦な形状の上板基板上に発熱抵抗体を形成することができ、印刷対象物と接触させる発熱抵抗体の発熱部分を平坦な形状にし易くすることができる。なお、上板基板の表面を平坦にする方法としては、例えば、研磨等の加工方法が挙げられる。
このように構成することで、蓄熱層の発熱抵抗体側表面がほぼ平坦な形状のサーマルヘッドを効率的に製造することができる。
本参考発明によれば、サーマルヘッドの発熱効率が高く、印刷物への印字時の消費電力を低減させることができる。また、蓄熱層の厚さにばらつきが少なく発熱抵抗体と印刷対象物との接触圧力がほぼ均等になり、少ない電力で印字品質に優れた印刷を行うことができる。
以下、本発明の参考例としての一参考実施形態に係るサーマルプリンタ(プリンタ)10、サーマルヘッド1およびサーマルヘッド1の製造方法A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プリンタ10は、図1に示すように、本体フレーム11と、水平配置されるプラテンローラ13と、プラテンローラ13の外周面に対向配置されるサーマルヘッド1と、サーマルヘッド1を支持している放熱板15と(図3参照)、プラテンローラ13とサーマルヘッド1との間に感熱紙12等の印刷対象物を送り出す紙送り機構17と、サーマルヘッド1を感熱紙12に対して所定の押圧力で押し付ける加圧機構19とを備えている。
放熱板15は、例えば、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であり、サーマルヘッド1の固定および放熱を目的とするものである。
本実施形態に係る製造方法Aは、支持基板3の一面に凹部2を形成する凹部形成工程と、凹部2が形成された支持基板3の一面にほぼ平板状の薄板ガラス5aを接合する接合工程と、薄板ガラス5a上に発熱抵抗体7を形成する発熱抵抗体形成工程とを備えている。また、接合工程は、薄板ガラス5aと支持基板3とを貼り合わせる仮接合工程と、加熱処理により薄板ガラス5aと支持基板3とを熱融着する本接合工程とを有している。以下、図11のフローチャートを参照して、各工程について具体的に説明する。
なお、ガラス転移点とは、熱膨張曲線の傾きが急激に変わる温度、言い換えれば、ガラス構造が固体状態から液体状態に変化する温度をいう。また、軟化点とは、ガラス転移点より高い温度であり、ガラスが自重で軟化変形を始める温度、例えば、ガラス繊維であれば自重で伸び始める温度をいう。ガラス転移点を越えると流動性を持つが、ガラス転移点付近では力が加わらないと軟化変形は生じない。また、軟化点を越えると自重で変形する。そのため、軟化点を超える温度領域では、反りや伸びにより、ガラスの形状精度を保つことができなくなる。本実施形態においては、軟化点以下で接合させることで、支持基板3および薄板ガラス5aの形状精度を保つことができる。
例えば、本実施形態においては、単にガラス転移点以上かつ軟化点以下の温度で薄板ガラス5aに荷重をかけて支持基板3と接合することとしたが、第1の変形例としては、ガラス転移点以下の温度までは荷重をかけ、その後、荷重を取り除いた状態で軟化点以下の設定温度まで温度を上昇させて、再び室温まで冷却することとしてもよい。このようにすることで、薄板ガラス5aを空洞部4の外方に向かって突出するように変形させつつ、接合強度を高めることができる。
以下、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッド201およびその製造方法B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201は、図13に示すように、蓄熱層205の発熱抵抗体側表面205Cが平坦な形状となっている点で一参考実施形態と異なる。
以下、本実施形態の説明において、一参考実施形態に係るサーマルヘッド1およびその製造方法Aと構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
発熱抵抗体207の発熱部207Aは、蓄熱層205の発熱抵抗体側表面205Cの形状に沿ってほぼ平坦な形状となっている。
製造方法Bは、図18のフローチャートに示すように、製造方法Aの薄板化工程に代えて、接合工程により塑性変形した薄板ガラス205aの発熱抵抗体側表面205Cを平坦化する平坦化工程を備えている。なお、凹部形成工程、仮接合工程、本接合工程(ステップA1〜A3、図14〜図16参照)、および、発熱抵抗体形成工程等(ステップA5〜A7)については、一参考実施形態の製造方法Aと同様である。
例えば、製造方法Bは、平坦化工程により薄板ガラス205aの発熱抵抗体側表面205Cを平坦化することとしたが、製造方法Cは、平坦化工程を備えず、接合工程において、熱融着時の薄板ガラス205aの発熱抵抗体側表面205Cの変形を制限することとしてもよい。
例えば、上記製造方法A,B,Cにおいては、接合工程において、ほぼ平板状の薄板ガラス5a,205aの形状を変形させることとしたが、これに代えて、支持基板3と薄板ガラス5a,205aとを接合する工程と、薄板ガラス5a,205aを変形させる工程とを別々の工程にしてもよい。
2 凹部
3,103 支持基板
4 空洞部
5,205 蓄熱層
5a 薄板ガラス(上板基板)
5B 空洞部側表面
5C,205C 発熱抵抗体側表面
7 発熱抵抗体
10 サーマルプリンタ(プリンタ)
Claims (2)
- 支持基板の一面に凹部を形成する凹部形成工程と、
該凹部形成工程により前記凹部が形成された前記支持基板の前記一面に、前記凹部を密閉して空洞部を形成するようにほぼ平板状のガラスからなる上板基板を接合する接合工程と、
該接合工程により接合した前記支持基板および前記上板基板を加熱し、該上板基板を軟化させるとともに前記空洞部内に閉じ込められたガスを膨張させることにより、前記空洞部とは反対側に盛り上がるように前記上板基板を塑性変形させる加熱工程と、
該加熱工程により塑性変形した前記上板基板の前記空洞部とは反対側の表面を平坦化する平坦化工程と、
前記上板基板上に前記空洞部に対向して発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と
を備え、
前記加熱工程が、前記上板基板の前記空洞部側の表面を凹状に湾曲させるサーマルヘッドの製造方法。 - 支持基板の一面に凹部を形成する凹部形成工程と、
該凹部形成工程により前記凹部が形成された前記支持基板の前記一面に、前記凹部を密閉して空洞部を形成するようにほぼ平板状のガラスからなる上板基板を熱融着するとともに、前記空洞部とは反対側に盛り上がるように前記上板基板を塑性変形させる接合工程と、
該接合工程により塑性変形した前記上板基板の前記空洞部とは反対側の表面を平坦化する平坦化工程と、
前記上板基板上に前記空洞部に対向して発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程と
を備え、
前記接合工程が、前記熱融着時に前記空洞部内に閉じ込められたガスの膨張と前記上板基板の軟化とを利用して、該上板基板の前記空洞部側の表面を凹状に湾曲させるサーマルヘッドの製造方法。
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