JP5765843B2 - サーマルヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、サーマルヘッドの製造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、印刷データに基づいて複数の発熱素子を選択的に駆動することによって紙等の感熱記録媒体に印刷を行う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）。
特許文献１に開示されているサーマルヘッドの製造方法は、上板基板の表面に凹部を形成し、該上板基板に対して凹部を閉塞するように支持基板を接合することで、上板基板と支持基板との間に空洞部を形成し、上板基板の裏面における凹部に対応する領域に発熱抵抗体を形成している。
このようにして製造されたサーマルヘッドによれば、空洞部を熱伝導率の低い断熱層として機能させることにより、発熱抵抗体から上板基板を介して支持基板側に逃げる熱量を低減し、印字に用いられる熱量を増大して発熱効率を向上することができる。
特許文献１に開示されているサーマルヘッドでは、凹部の寸法や上板基板の厚さ寸法のばらつきがサーマルヘッドの発熱効率に大きく影響するため、これらの各寸法のばらつきを低減することが要求される。特に、上板基板の厚さ寸法のばらつきが発熱効率に最も影響することがわかっており、これを制御することが非常に重要である。
しかしながら、特許文献１に開示されているサーマルヘッドの製造方法によれば、同一基板内において上板基板の厚さ寸法にばらつきが生じたり、基板毎に上板基板の厚さ寸法にばらつきが生じたりしてしまう。そのため、サーマルヘッド毎に発熱効率のばらつきが生じてしまい、安定した品質のサーマルヘッドを製造することが難しいという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、発熱効率が高く、安定した品質のサーマルヘッドを製造することができる方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、支持基板の表面に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部が形成された前記支持基板の表面に上板基板を積層状態に接合する接合工程と、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、薄板化された前記上板基板の厚さを測定する厚さ測定工程と、前記上板基板の厚さが所定値以上の領域を再び薄板化する再薄板化工程と、薄板化された前記上板基板の表面における前記凹部に対応する領域に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを含み、前記再薄板化工程が、１つのサーマルヘッドが形成される領域単位で前記上板基板を薄板化するサーマルヘッドの製造方法を採用する。
本発明は、支持基板の表面に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部が形成された前記支持基板の表面に上板基板を積層状態に接合する接合工程と、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、薄板化された前記上板基板の厚さを測定する厚さ測定工程と、前記上板基板の厚さが所定値以上の領域を再び薄板化する再薄板化工程と、薄板化された前記上板基板の表面における前記凹部に対応する領域に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを含み、前記再薄板化工程が、１つのサーマルヘッドが形成される領域単位で前記上板基板を薄板化するサーマルヘッドの製造方法を採用する。
本発明によれば、凹部形成工程において支持基板の表面に凹部が形成され、接合工程において、凹部が形成された支持基板の表面に上板基板が積層状態に接合される。これにより、支持基板と上板基板との間に空洞部が形成される。この空洞部は、発熱抵抗体から発生した熱を遮断する中空断熱層として機能し、サーマルヘッドの発熱効率を向上することができる。そして、薄板化工程において、支持基板に接合された上板基板が薄板化され、発熱抵抗体形成工程において、薄板化された上板基板の表面における凹部に対応する領域に発熱抵抗体が形成される。
この場合において、発熱抵抗体形成工程に先立って、厚さ測定工程において薄板化された上板基板の厚さが測定され、再薄板化工程において上板基板の厚さが所定値以上の領域が再び薄板化される。これにより、発熱効率に大きく影響を与える上板基板の厚さ寸法のばらつきを低減することができ、一定の発熱効率を維持することができる。以上のように、本発明によれば、発熱効率が高く安定した品質のサーマルヘッドを製造することができる。
上記発明において、前記再薄板化工程が、１つのサーマルヘッドが形成される領域単位で前記上板基板を薄板化する。
このようにすることで、１つのサーマルヘッド内において、上板基板の厚さ寸法が急激に変化してしまうことを防止することができる。また、これにより、大型の基板内の各サーマルヘッドの発熱効率を均一化することができ、かつ１つのサーマルヘッド内において、複数の発熱部からの発熱効率を均一化することができ、印字の濃度のばらつきを抑えることができる。
このようにすることで、１つのサーマルヘッド内において、上板基板の厚さ寸法が急激に変化してしまうことを防止することができる。また、これにより、大型の基板内の各サーマルヘッドの発熱効率を均一化することができ、かつ１つのサーマルヘッド内において、複数の発熱部からの発熱効率を均一化することができ、印字の濃度のばらつきを抑えることができる。
上記発明において、前記再薄板化工程が、前記厚さ測定工程により測定された厚さが所定値以下の領域に対して、前記１つのサーマルヘッドが形成される領域単位でレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、前記レジストマスクが形成された前記上板基板にエッチング処理を行うエッチング処理工程とを含むこととしてもよい。
このようにすることで、レジストマスク形成工程において、厚さが所定値以下の領域に対してレジストマスクが形成され、エッチング処理工程において、レジストマスクが形成された上板基板に対してエッチング処理が行われる。これにより、上板基板の厚さ寸法のばらつきを容易に低減することができ、発熱効率を安定化することができる。
上記発明において、前記レジストマスク形成工程が、前記上板基板にポジ型のレジストを塗布した上で、前記上板基板の厚さが前記所定値よりも大きな領域を露光することで、前記所定値以下の領域に対してレジストマスクを形成することとしてもよい。
上記発明において、前記レジストマスク形成工程が、前記上板基板にネガ型のレジストを塗布した上で、前記上板基板の厚さが前記所定値以下の領域を露光することで、前記所定値以下の領域に対してレジストマスクを形成することとしてもよい。
本発明によれば、発熱効率が高く、安定した品質のサーマルヘッドを製造することができるという効果を奏する。
以下、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッド１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１は、例えば図１に示すようなサーマルプリンタ１０に用いられており、印刷データに基づいて複数の発熱素子を選択的に駆動することによって、感熱紙１２等の印刷対象物に印刷を行うものである。
本実施形態に係るサーマルヘッド１は、例えば図１に示すようなサーマルプリンタ１０に用いられており、印刷データに基づいて複数の発熱素子を選択的に駆動することによって、感熱紙１２等の印刷対象物に印刷を行うものである。
サーマルプリンタ１０は、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。
プラテンローラ１３には、加圧機構１９の作動により、感熱紙１２を介してサーマルヘッド１が押し付けられるようになっている。これにより、プラテンローラ１３の荷重が感熱紙１２を介してサーマルヘッド１に加えられるようになっている。
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。
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。
サーマルヘッド１には、図２に示すように、発熱抵抗体７および一対の電極８（後述する共通電極８Ａおよび個別電極８Ｂ）が、支持基板３の長手方向に複数配列されている。矢印Ｙは、紙送り機構１７による感熱紙１２の送り方向を示している。また、支持基板３の表面には、支持基板３の長手方向に延びる矩形状の凹部２が形成されている。
図２のＡ−Ａ矢視断面図が、図３に示されている。
サーマルヘッド１は、図３に示すように、放熱板１５に固定されている平板状の支持基板３と、支持基板３の表面に接合された平板状の上板基板５と、上板基板５上に設けられた発熱抵抗体７と、発熱抵抗体７に接続された一対の電極８と、発熱抵抗体７および一対の電極８を覆い、磨耗や腐食から保護する保護膜９とを備えている。
サーマルヘッド１は、図３に示すように、放熱板１５に固定されている平板状の支持基板３と、支持基板３の表面に接合された平板状の上板基板５と、上板基板５上に設けられた発熱抵抗体７と、発熱抵抗体７に接続された一対の電極８と、発熱抵抗体７および一対の電極８を覆い、磨耗や腐食から保護する保護膜９とを備えている。
支持基板３は、例えば、３００μｍ〜１ｍｍ程度の厚さを有するガラス基板やシリコン基板等の絶縁性の基板である。支持基板３の表面、すなわち上板基板５との境界面には、支持基板３の長手方向に延びる矩形状の凹部２が形成されている。この凹部２は、例えば、１μｍ〜１００μｍの深さ、５０μｍ〜３００μｍ程度の幅を有している。
上板基板５は、例えば、厚さ１０μｍ〜１００μｍ程度のガラス材質によって構成されており、発熱抵抗体７から発生した熱を蓄える蓄熱層として機能する。この上板基板５は、凹部２を閉塞するように支持基板３の表面に接合されている。上板基板５によって凹部２が覆われることにより、上板基板５と支持基板３との間には空洞部４が形成されている。
空洞部４は、全ての発熱抵抗体７に対向する連通構造を有しており、発熱抵抗体７から発生した熱が、上板基板５から支持基板３へ伝わることを抑制する中空断熱層として機能する。空洞部４を中空断熱層として機能させることで、発熱抵抗体７の下方の上板基板５を介して支持基板３に伝わる熱量よりも、発熱抵抗体７の上方へ伝わって印字等に利用される熱量を大きくすることができ、サーマルヘッド１の熱効率の向上を図ることができる。
発熱抵抗体７は、上板基板５の上端面において、それぞれ凹部２を幅方向に跨ぐように設けられ、凹部２の長手方向に所定の間隔をあけて複数配列されている。すなわち、各発熱抵抗体７は、上板基板５を介して空洞部４に対向して設けられ、空洞部４上に位置するように配置されている。
一対の電極８は、発熱抵抗体７を発熱させるためのものであり、各発熱抵抗体７の配列方向に直交する方向の一端に接続される共通電極８Ａと、各発熱抵抗体７の他端に接続される個別電極８Ｂとから構成されている。共通電極８Ａは、全ての発熱抵抗体７に一体的に接続され、個別電極８Ｂは個々の発熱抵抗体７にそれぞれ接続されている。
個別電極８Ｂに選択的に電圧を印加すると、選択された個別電極８Ｂとこれに対向する共通電極８Ａとが接続されている発熱抵抗体７に電流が流れ、発熱抵抗体７が発熱するようになっている。この状態で、加圧機構１９の作動により、発熱抵抗体７の発熱部分を覆う保護膜９の表面部分（印字部分）に感熱紙１２を押し付けることで、感熱紙１２が発色して印字されるようになっている。
なお、各発熱抵抗体７のうち実際に発熱する部分（以下、発熱部分を「発熱部７Ａ」という。）は、発熱抵抗体７に一対の電極８が重なっていない部分、すなわち、発熱抵抗体７のうち共通電極８Ａの接続面と個別電極８Ｂの接続面との間の領域であって、空洞部４のほぼ真上に位置する部分である。
上記のように構成されたサーマルヘッド１の製造方法について、図４から図１０を用いて以下に説明する。
本実施形態においては、図４および図５に示すような大型の支持基板３および上板基板５から複数のサーマルヘッド１を製造する方法について説明する。
本実施形態においては、図４および図５に示すような大型の支持基板３および上板基板５から複数のサーマルヘッド１を製造する方法について説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法は、図８に示すように、支持基板３の表面に凹部２を形成する凹部形成工程Ｓ１と、凹部２が形成された支持基板３の表面に上板基板５の裏面を積層状態に接合する接合工程Ｓ２と、支持基板３に接合された上板基板５を薄板化する薄板化工程Ｓ３と、薄板化された上板基板５の厚さを測定する厚さ測定工程Ｓ４と、上板基板５の厚さが所定値以上の領域を再び薄板化する再薄板化工程Ｓ５と、薄板化された上板基板５の表面における凹部２に対応する領域に発熱抵抗体７を形成する発熱抵抗体形成工程Ｓ６と、発熱抵抗体７の両端に一対の電極８を形成する電極形成工程Ｓ７と、発熱抵抗体７および一対の電極８を含む上板基板５の表面に保護膜９を形成する保護膜形成工程Ｓ８と、このように形成された複数のサーマルヘッド１を個々に切り分ける切断工程Ｓ９とを備えている。以下、上記の各工程について具体的に説明する。
凹部形成工程Ｓ１においては、支持基板３として、例えば、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。まず、大型の支持基板３を配分し、個々のサーマルヘッド１ごとに領域を分ける。例えば、図４においては、一方向（紙面の縦方向）に４つ、他方向（紙面の横方向）に１４つに分けた矩形状の領域が個々のサーマルヘッド１の領域となる。凹部形成工程Ｓ１は、この支持基板３の一表面において、個々の各サーマルヘッド１の領域ごとに、長手方向に延びる矩形状の凹部２を形成するようになっている。
凹部２の幅と深さは、熱効率に関してはそれぞれ寸法が大きいほど効果的であるが、製品間の品質のばらつきを抑えるために所定の範囲内に抑える必要がある。また、凹部２の幅寸法が大きすぎると上板基板５の強度が弱くなる。また、凹部２の深さ寸法を大きくすることは製造コストの上昇に繋がるので好ましくない。
凹部２は、例えば、支持基板３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、または、ドリル加工等を施すことによって形成することができる。サンドブラストによる加工を施す場合には、支持基板３の一表面にフォトレジスト材を被覆する。そして、所定パターンのフォトマスクを用いてフォトレジスト材を露光し、凹部２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３の表面を洗浄し、固化していないフォトレジスト材を除去する。そうすると、凹部２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３の表面にサンドブラストを施し、所定の深さの凹部２を形成する。
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、上述したサンドブラストによる加工と同様に、支持基板３の一表面における凹部２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。この状態で支持基板３の表面にエッチングを施し、所定の深さの凹部２を形成する。
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。また、支持基板が単結晶シリコンの場合は、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３と同じ材料からなるガラス基板が上板基板５として用いられる。厚さが１００μｍ以下のガラス基板は、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５を支持基板３に接合するのではなく、製造やハンドリングが容易な厚さの上板基板５を支持基板３に接合し、その後、薄板化工程Ｓ３により上板基板５を所望の厚さに加工する。
接合工程Ｓ２では、まず、支持基板３の表面からエッチングマスクを全て除去して洗浄する。そして、支持基板３の表面に全ての凹部２を閉塞するように上板基板５を貼り合わせる。この際、支持基板３と上板基板５とは、熱処理等による直接接合か、極薄い接着層を有する陽極接合等が望ましい。厚い接着層を有する接合は、熱効率上あまり望ましくない。
支持基板３の表面が上板基板５により覆われ、各凹部２の開口が閉塞されることで、支持基板３と上板基板５との間に複数の空洞部４が形成される。この状態で、張り合わせた支持基板３と上板基板５とを加熱処理し、これらを熱融着により接合する。以下、支持基板３と上板基板５とを接合したものを積層基板６という。
次に、薄板化工程Ｓ３では、予め設定された加工条件に基づいて、積層基板６の上板基板５を薄板化する。上板基板５の薄板化はエッチングや研磨等により行う。上板基板５のエッチングには、凹部形成工程Ｓ１と同様に、各種エッチングを用いることができる。また、上板基板５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。
ここで、蓄熱層となる上板基板５の厚さは、サーマルヘッドの熱効率に大きく影響する。上板基板５は、熱効率上薄くするのが望ましいが、強度上あまり薄くすることができない。したがって、上板基板５の厚さは、１０μｍから５０μｍ程度が望ましい。また、製品の品質のばらつきを抑えるためには、基板内や基板間における上板基板５の厚さのばらつきは、±１０μｍ程度の規格内に入れることが望ましい。
しかしながら、均一に加工して上記のばらつき範囲内に入れることは容易ではない。一般的に、研磨で行う場合には、基板の周辺部に加圧がかかりやすいため、研磨量が大きくなりがちである。また、エッチングで行う場合でも、周辺部の方がエッチング液の循環が行われ易いため、エッチング量が多くなりがちである。また、エッチングの場合は、一度に大量の処理も可能であり、生産性上有利であるが、一度の処理における基板間ばらつきの量も大きくなることが予想される。
そこで、本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法では、厚さ測定工程Ｓ４において上板基板５の厚さを測定し、再薄板化工程Ｓ５において必要に応じて上板基板５を再び薄板化加工する。この際の詳細な処理について、図９に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
図９に示すように、厚さ測定工程Ｓ４では、例えば、測定顕微鏡、接触式の表面粗さ計、または、非接触式のレーザ変位計などを用いて、上板基板５の厚さを測定する（ステップＳ１１）。この際、上板基板５の厚さの測定は、サーマルヘッド単位で全数行うことが望ましいが、予め設定された複数の測定ポイント（例えば周辺部と中央部）についてのみ行うこととしてもよい。また、１つのサーマルヘッドにおいて、複数個所（例えば３箇所）において上板基板５の厚さを測定し、測定した厚さの平均をそれぞれ算出することが望ましい。
次に、サーマルヘッド毎の上板基板５の厚さをデータとして取り込んでいく（ステップＳ１２）。このデータは、後に再薄板化工程Ｓ５にフィードバックするために、電子データとして記録しておく。
再薄板化工程Ｓ５では、まず、上板基板５の全面にポジ型のフォトレジストを塗布する（ステップＳ１３）。
次に、ステップＳ１２において記録された上板基板５の厚さデータと照合し（ステップＳ１４）、測定された厚さが所定値（例えば２０μｍ±５μｍ）よりも大きな領域に対して露光・現像を行う（ステップＳ１５：レジストマスク形成工程）。
次に、ステップＳ１２において記録された上板基板５の厚さデータと照合し（ステップＳ１４）、測定された厚さが所定値（例えば２０μｍ±５μｍ）よりも大きな領域に対して露光・現像を行う（ステップＳ１５：レジストマスク形成工程）。
これにより、図６および図７に示すように、測定された厚さが所定値（例えば２０μｍ±５μｍ）以下の領域にレジストマスク３０（図６の斜線部分）が形成される。このレジストマスク３０は、サーマルヘッド単位で形成される。なお、図６および図７において、符号３１は、レジストマスク３０により覆われていない非レジストマスク領域を示している。
サーマルヘッド単位での露光は、例えばステッパ露光機を用いることにより、上記のような選択的なパターニングを行うことができる。他に、目的の部分にのみ露光を行う方法として、例えば基板サイズと同等の液晶シャッターをフォトマスクの代わりに用意して、上板基板５の厚さデータと照合を行い、露光したい部分に光を透過するように切り替えることとしてもよい。
以上のような、選択的に露光やエッチングを行う方式の場合、厚さデータと処理される基板とを１対１で対応させる必要がある。そのためには、基板にバーコード等の印刷を行い、露光またはエッチング処理する装置が自動で各基板のバーコードを読み取り、オンデマンドの工程とすることが非常に有効である。
次に、レジストマスク３０が形成された上板基板５にエッチング処理が行われる（ステップＳ１６：エッチング処理工程）。ここでは、前述の薄板化工程Ｓ３と同様の処理が行われる。これにより、レジストマスク３０により覆われていない領域、すなわち、非レジストマスク領域３１がエッチングされ、非レジストマスク領域３１の薄板化加工が行われる。
次に、レジストマスク３０を剥離して（ステップＳ１７）、再び上板基板５の厚さを測定する（ステップＳ１８）。
次に、レジストマスク３０を剥離して（ステップＳ１７）、再び上板基板５の厚さを測定する（ステップＳ１８）。
ステップＳ１８において、上板基板５の厚さが規格外、すなわち、２０μｍ±５μｍよりも厚い場合には、ステップＳ１２からステップＳ１７までの処理が繰り返される。一方、上板基板５の厚さが規格内、すなわち、２０μｍ±５μｍ以下の場合には、厚さ測定工程Ｓ４および再薄板化工程Ｓ５を終了して、発熱抵抗体形成工程Ｓ６に進む。
なお、１つのサーマルヘッドにおいて、複数個所（例えば３箇所）において上板基板５の厚さを測定している場合には、複数個所におけるデータの最小値が２０μｍ±５μｍの範囲内から外れないように、ステップＳ１２からステップＳ１７までの処理を行う。
次に、発熱抵抗体形成工程Ｓ６では、上述のように薄板化された上板基板５の表面における各凹部２に対応する領域に、それぞれ複数の発熱抵抗体７を形成する。発熱抵抗体７は、各空洞部４の長手方向に所定の間隔をあけて配列され、それぞれ空洞部４を幅方向に跨ぐように形成される。
発熱抵抗体７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５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、所望の形状の発熱抵抗体７を形成することができる。
次に、電極形成工程Ｓ７は、発熱抵抗体形成工程Ｓ６と同様に、スパッタリングや蒸着法等により、上板基板５上に電極材料を成膜するようになっている。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、電極材料をスクリーン印刷した後に焼成したりして、一対の電極８を形成する。電極材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等を用いることができる。
なお、発熱抵抗体７や一対の電極８を形成する順序は任意である。発熱抵抗体７および一対の電極８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Ｓ８では、発熱抵抗体７および一対の電極８が形成された上板基板５上に保護膜材料を成膜して保護膜９を形成する。保護膜材料としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンドライクカーボン等が用いられる。また、成膜方法としては、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等が用いられる。保護膜９を形成することにより、発熱抵抗体７および一対の電極８を磨耗や腐食から保護することができる。
次に、切断工程Ｓ９は、大型の積層基板６を個々のサーマルヘッド１の領域ごとに切断する。本実施形態においては、１枚の大型の積層基板６から５６個のサーマルヘッド１が形成される。
以上のように、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、凹部形成工程Ｓ１において支持基板３の表面に凹部２が形成され、接合工程Ｓ２において、凹部２が形成された支持基板３の表面に上板基板５の裏面が積層状態に接合される。これにより、支持基板３と上板基板５との間に空洞部４が形成される。この空洞部４は、発熱抵抗体７から発生した熱を遮断する中空断熱層として機能し、サーマルヘッドの発熱効率を向上することができる。そして、薄板化工程Ｓ３において、支持基板３に接合された上板基板５が薄板化され、発熱抵抗体形成工程Ｓ６において、薄板化された上板基板５の表面における凹部２に対応する領域に発熱抵抗体７が形成される。
この場合において、発熱抵抗体形成工程Ｓ６に先立って、厚さ測定工程Ｓ４において薄板化された上板基板５の厚さが測定され、再薄板化工程Ｓ５において上板基板５の厚さが所定値以上の領域が再び薄板化される。これにより、発熱効率に大きく影響を与える上板基板５の厚さ寸法のばらつきを低減することができ、一定の発熱効率を維持することができる。すなわち、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、発熱効率が高く安定した品質のサーマルヘッドを製造することができる。
また、再薄板化工程Ｓ５において、１つのサーマルヘッドが形成される領域単位で上板基板５を薄板化することで、１つのサーマルヘッド内において、上板基板５の厚さ寸法が急激に変化してしまうことを防止することができる。これにより、１つのサーマルヘッド内において、複数の発熱抵抗体７からの発熱効率を均一化することができ、印字の濃度のばらつきを抑えることができる。
また、上板基板５の再薄板化加工を一度だけ行うのではなく、ステップＳ１８において測定した上板基板５の厚さに応じて、ステップＳ１２からステップＳ１７までの処理を繰り返すことで、上板基板５を高精度に薄板化することができる。
なお、本実施形態に係るサーマルヘッド１の製造方法の変形例として、図１０に示すように、ステップＳ１２において記録された上板基板５の厚さデータと照合して（ステップＳ１４）、測定された厚さが所定値（例えば２０μｍ±５μｍ）以下の領域への露光を遮る遮光マスクを形成することとしてもよい（ステップＳ２１）。具体的には、遮光フィルムを、ステップＳ１１において測定された厚さが所定値（例えば２０μｍ±５μｍ）よりも大きな領域に対してレーザカッターで切り抜き加工を行い、これを遮光マスクとして使用する。
また、本実施形態では、再薄板化工程Ｓ５において、上板基板５の全面にポジ型のフォトレジストを塗布し（ステップＳ１３）、測定された厚さが所定値よりも大きな領域に対して露光・現像を行う（ステップＳ１５）こととしたが、これに代えて、上板基板５の全面にネガ型のフォトレジストを塗布し、測定された厚さが所定値以下の領域に対して露光・現像を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、上記の実施形態においては、大型の積層基板６単位で上板基板５を薄板化加工することとしたが、個々のサーマルヘッド１ごとに上板基板５を薄板化加工することとしてもよい。このようにすることで、より高品質なサーマルヘッド１を製造することができる。また、個々のサーマルヘッド１ごとに予め切り分けられた支持基板３および上板基板５を用いて、サーマルヘッド１を個別に製造することとしてもよい。
例えば、上記の実施形態においては、大型の積層基板６単位で上板基板５を薄板化加工することとしたが、個々のサーマルヘッド１ごとに上板基板５を薄板化加工することとしてもよい。このようにすることで、より高品質なサーマルヘッド１を製造することができる。また、個々のサーマルヘッド１ごとに予め切り分けられた支持基板３および上板基板５を用いて、サーマルヘッド１を個別に製造することとしてもよい。
また、上記実施形態では、凹部形成工程Ｓ１において、支持基板３に凹部２を形成することとしたが、支持基板３および上板基板５の少なくともいずれか一方に凹部２を形成してもよい。例えば、上板基板５の一表面に凹部を形成することとしてもよいし、支持基板３および上板基板５の両方に凹部を形成することとしてもよい。
１ サーマルヘッド
２ 凹部
３ 支持基板
４ 空洞部
５ 上板基板
６ 積層基板
７ 発熱抵抗体
８ 電極
９ 保護膜
１０ サーマルプリンタ
Ｓ１ 凹部形成工程
Ｓ２ 接合工程
Ｓ３ 薄板化工程
Ｓ４ 厚さ測定工程
Ｓ５ 再薄板化工程
Ｓ６ 発熱抵抗体形成工程
Ｓ７ 電極形成工程
Ｓ８ 保護膜形成工程
Ｓ９ 切断工程
２ 凹部
３ 支持基板
４ 空洞部
５ 上板基板
６ 積層基板
７ 発熱抵抗体
８ 電極
９ 保護膜
１０ サーマルプリンタ
Ｓ１ 凹部形成工程
Ｓ２ 接合工程
Ｓ３ 薄板化工程
Ｓ４ 厚さ測定工程
Ｓ５ 再薄板化工程
Ｓ６ 発熱抵抗体形成工程
Ｓ７ 電極形成工程
Ｓ８ 保護膜形成工程
Ｓ９ 切断工程
Claims (4)
- 支持基板の表面に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部が形成された前記支持基板の表面に上板基板を積層状態に接合する接合工程と、
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、
薄板化された前記上板基板の厚さを測定する厚さ測定工程と、
前記上板基板の厚さが所定値以上の領域を再び薄板化する再薄板化工程と、
薄板化された前記上板基板の表面における前記凹部に対応する領域に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを含み、
前記再薄板化工程が、１つのサーマルヘッドが形成される領域単位で前記上板基板を薄板化するサーマルヘッドの製造方法。 - 前記再薄板化工程が、
前記厚さ測定工程により測定された厚さが所定値以下の領域に対して、前記１つのサーマルヘッドが形成される領域単位でレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクが形成された前記上板基板にエッチング処理を行うエッチング処理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。 - 前記レジストマスク形成工程が、前記上板基板にポジ型のレジストを塗布した上で、前記上板基板の厚さが前記所定値よりも大きな領域を露光することで、前記所定値以下の領域に対してレジストマスクを形成する請求項２に記載のサーマルヘッドの製造方法。
- 前記レジストマスク形成工程が、前記上板基板にネガ型のレジストを塗布した上で、前記上板基板の厚さが前記所定値以下の領域を露光することで、前記所定値以下の領域に対してレジストマスクを形成する請求項２に記載のサーマルヘッドの製造方法。
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