JP6021142B2 - サーマルヘッド、プリンタおよびサーマルヘッドの製造方法 - Google Patents

サーマルヘッド、プリンタおよびサーマルヘッドの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、サーマルヘッド、プリンタおよびサーマルヘッドの製造方法に関するものである。
従来、小型ハンディターミナルに代表される小型情報機器端末に搭載されるサーマルプリンタ、および、そのサーマルプリンタに用いられ、印画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り感熱記録媒体に印画を行うサーマルヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。小型情報機器端末では、バッテリーの持続時間の長期化が求められており、サーマルプリンタの消費電力を低減する高い印字効率をもつサーマルヘッドが必要である。
特許文献１に記載のサーマルヘッドは、上板基板と、上板基板の一面側に積層状態に接合されるガラス材料からなる支持基板と、上板基板の他面側に設けられた発熱抵抗体と、上板基板と支持基板との間に設けられ、発熱抵抗体に対応する領域に空洞部が形成された中間層とを備えており、空洞部による高い断熱性能と支持基板の蓄熱効果により、発熱抵抗体で発生した熱を効率的に利用して、発熱効率の向上を図ることとしている。
特開２０１１−１２１３３７号公報
しかしながら、特許文献１に記載のサーマルヘッドは、上板基板および支持基板の融点よりも低い融点を有する板状のガラス材料により中間層が形成されており、溶融時に中間層の粘度が低下して空洞部の一部が埋もれたり、上板基板の荷重により空洞部が形状を維持できずに潰れたりすることがある。そのため、所望の中空形状を安定的に得ることができず、均一で十分な断熱効果を発揮することができな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、均一で十分な断熱効果を発揮し、印字品質を保ちつつ支持基板への放熱を抑制することができるサーマルヘッド、プリンタを提供することを目的とする。また、このようなサーマルヘッドを簡易に製造することができる製造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提供する。
本発明は、支持基板と、該支持基板の一表面側に積層状態に配される上板基板と、該上板基板と前記支持基板との間に配されてこれら上板基板と支持基板とを接合し、該上板基板と支持基板との間に空洞部を形成する貫通孔または凹部を有する中間層と、前記上板基板における前記支持基板とは反対側の表面上の前記空洞部に対向する位置に形成された発熱抵抗体とを備え、前記中間層が、前記支持基板の融点よりも低い融点を有し、かつ、前記上板基板が、前記中間層の融点よりも低い融点を有するサーマルヘッドを提供する。
本発明によれば、支持基板、中間層、上板基板および発熱抵抗体が厚さ方向に積層された積層構造を有し、支持基板と上板基板との間の発熱抵抗体に対向する領域に、中間層の貫通孔または凹部により形成された空洞部を備える。表面に発熱抵抗体が形成された上板基板は、発熱抵抗体において発生した熱を蓄える蓄熱層として機能し、また、支持基板と上板基板との間の発熱抵抗体に対向する領域に形成された空洞部は、発熱抵抗体において発生した熱を遮断する断熱層として機能する。したがって、発熱抵抗体において発生した熱が、上板基板を介して支持基板に伝わり放散してしまうのを抑制して、その熱の利用率を向上することができる。
この場合において、上板基板が中間層の融点よりも低い融点を有することで、中間層上に上板基板を熱処理して形成する際に、中間層の粘度が低下して貫通孔または凹部が潰れたり変形したりするのを防ぐことができる。したがって、中間層により、支持基板と上板基板とを積層状態に接合しつつ、貫通孔または凹部の形状を維持して所望の形状の空洞部を形成することができる。これにより、均一で十分な断熱効果を発揮し、印字品質を保ちつつ支持基板への放熱を抑制することができる。
上記発明においては、前記上板基板が、前記中間層の前記貫通孔または凹部の開口面積よりも大きく前記支持基板の前記一表面の面積よりも小さい範囲に形成されていることとしてもよい。
このように構成することで、支持基板の一表面上において上板基板が部分的に盛り上がった形状を有する。したがって、支持基板の一表面に対して発熱抵抗体を積層方向により突出させることができる。これにより、サーマルプリンタに搭載した場合に、発熱抵抗体に対するプラテンローラの当たりを向上することができる。また、上板基板の材料が削減されるので、低コスト化を図ることもできる。
上記発明においては、前記中間層が、前記支持基板の焼成温度よりも低くかつ前記上板基板の溶融温度よりも高い融点を有するガラスペーストからなることとしてもよい。
本発明は、上記いずれかのサーマルヘッドと、該サーマルヘッドの前記発熱抵抗体に感熱記録媒体を押し付けながら送り出す加圧機構とを備えるプリンタを提供する。
本発明によれば、印字品質を保ちつつ支持基板への放熱を抑制するサーマルヘッドにより、少ない電力で高効率に感熱紙に印刷することができる。したがって、バッテリーの持続時間を長期化することができる。
本発明は、支持基板の一表面に、該支持基板の融点よりも低い融点を有する中間層材料を配して熱処理し、貫通孔または凹部を有する中間層を形成する中間層形成工程と、該中間層形成工程により形成された前記中間層の表面に、該中間層の融点よりも低い融点を有する上板基板材料を配して熱処理し、前記貫通孔または前記凹部の開口部を閉塞するように上板基板を形成する上板基板形成工程と、該上板基板形成工程により形成された前記上板基板の表面における前記貫通孔または前記凹部に対向する領域に、発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法を提供する。
本発明によれば、上板基板形成工程により、上板基板と支持基板とが中間層を挟んで積層状態に配されて貫通孔または凹部の開口部が閉塞されることで、上板基板と支持基板との間に空洞部を有する積層基板が形成される。空洞部は、上板基板側から支持基板側に伝達される熱を遮断する中空断熱層として機能する。したがって、抵抗体形成工程により、上板基板の表面上に中間層の貫通孔または凹部に対向するように発熱抵抗体発熱抵抗体を形成することで、発熱抵抗体において発生した熱が上板基板を介して支持基板側に逃げるのを空洞部により抑制し、利用可能な熱量が増大するサーマルヘッドが形成される。
この場合において、上板基板材料が中間層材料の融点よりも低い融点を有することで、上板基板形成工程により中間層上に上板基板を熱処理して形成する際に、中間層の粘度が低下して貫通孔または凹部が潰れたり変形したりするのを防ぐことができる。したがって、上板基板形成工程において、支持基板上に上板基板を積層状態に形成しつつ、中間層の貫通孔または凹部の形状を維持して所望の形状の空洞部を形成することができる。これにより、均一で十分な断熱効果を発揮し、印字品質を保ちつつ支持基板への放熱を抑制することができるサーマルヘッドを簡易に製造することができる。
上記発明においては、前記上板基板形成工程が、前記中間層の表面に前記上板基板材料を配した後、前記支持基板を前記上板基板材料側を鉛直方向下向きにして熱処理することとしてもよい。
このように構成することで、上板基板形成工程により上板基板材料を熱処理する際に、上板基板材料の粘度が表面張力の限界を超えて低下し、中間層の貫通孔または凹部に垂れるのを防ぐことができる。したがって、支持基板と上板基板との間に空洞部を精度よく形成し、所望の形状の空洞部を有するサーマルヘッドをより簡易かつ安定して製造することができる。
本発明に係るサーマルヘッドおよびプリンタによれば、均一で十分な断熱効果を発揮し、印字品質を保ちつつ支持基板への放熱を抑制することができるという効果を奏する。また、本発明に係るサーマルヘッドの製造方法によれば、そのようなサーマルヘッドを簡易に製造することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタの概略構成図である。 図１のサーマルヘッドを保護膜側から積層方向に見た平面図である。 図２のサーマルヘッドのＡ−Ａ縦断面図である。 図２のサーマルヘッドの製造方法を説明するフローチャートである。 （ａ）は本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法の支持基板加工工程を説明する縦断面図であり、（ｂ），（ｃ）は同じく中間層形成工程を説明する縦断面図であり、（ｄ），（ｅ）は同じく上板基板形成工程を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドを構成する積層基板の縦断面図である。 本発明の一実施形態の第１変形例に係るサーマルヘッドを構成する積層基板の縦断面図である。
以下、本発明の一実施形態に係るサーマルヘッド、プリンタおよびサーマルヘッドの製造方法について、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（プリンタ）１００は、図１に示すように、本体フレーム２と、水平配置されるプラテンローラ４と、プラテンローラ４の外周面に対向配置されるサーマルヘッド１０と、プラテンローラ４とサーマルヘッド１０との間に感熱紙（感熱記録媒体）３を送り出す紙送り機構６と、感熱紙３に対してサーマルヘッド１０を所定の押圧力で押し付ける加圧機構８とを備えている。
プラテンローラ４には、加圧機構８の作動により感熱紙３およびサーマルヘッド１０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４の荷重が感熱紙３を介してサーマルヘッド１０に加えられる。そして、感熱紙３に対して、サーマルヘッド１０の発熱部が押し付けられることにより、感熱紙３が発色して印字される。
サーマルヘッド１０は、図２に示されるように、略平板状に形成されている。このサーマルヘッド１０は、ガラス材料からなる積層基板１１と、積層基板１１上に形成された複数の発熱抵抗体１５と、積層基板１１上に各発熱抵抗体１５に接して形成された電極部１７Ａ，１７Ｂと、発熱抵抗体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂを覆い、これらを磨耗や腐食から保護する保護膜１９とを備えている。矢印Ｙは、プラテンローラ４による感熱紙３の送り方向を示している。
積層基板１１は、図３に示すように、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の放熱板９に固定され、放熱板９を介して放熱することができるようになっている。この積層基板１１は、放熱板９に固定される平板状の支持基板１２と、表面に発熱抵抗体１５が形成される平板状の上板基板１４と、支持基板１２と上板基板１４との間に配され、これら支持基板１２と上板基板１４とを接合する中間層１３とが積層状態に配されて構成されている。
支持基板１２は、アルミナ材料、シリコン材料または金属材料（銅、タンタル）等からなり、例えば、０．数〜１ｍｍ程度の厚さを有している。本実施形態においては、支持基板１２として、例えば、アルミナ材料からなるセラミック基板を例示して説明する。この支持基板１２は、例えば、溶融温度（焼成温度）が１３００〜１４５０℃程度を有している。
中間層１３は、ガラスペースト、グリーンシートまたは薄板ガラスからなり、例えば、５０〜１００μｍ程度の厚さを有している。本実施形態においては、中間層１３として、例えば、ガラスペーストからなるガラス層を例示して説明する。この中間層１３は、例えば、溶融温度が１０００〜１２００℃程度を有している。
また、中間層１３は、厚さ方向に貫通する貫通孔１３ａを有している。貫通孔１３ａは、発熱抵抗体１５に対して板厚方向に対向する位置に形成されている。この貫通孔１３ａは、支持基板１２の長手方向に沿って延びる略矩形状の開口部を有し、全ての発熱抵抗体１５が板厚方向に対向する大きさに形成されている。
上板基板１４は、ガラスペースト、グリーンシートまたは薄板ガラスからなり、例えば、１０〜１００μｍ程度の厚さを有している。本実施形態にいては、上板基板１４として、ガラスペーストからなるガラス基板を例示して説明する。この上板基板１４は、例えば、溶融温度が６００〜９００℃を有している。
また、上板基板１４は、支持基板１２の一表面のほぼ全域にわたり形成されている。また、上板基板１４は、支持基板１２側とは反対側に配される一表面に発熱抵抗体１５が形成されており、発熱抵抗体１５において発生した熱の一部を蓄える蓄熱層として機能するようになっている。
発熱抵抗体１５は、例えば、Ｔａ系やシリサイド系等の材料からなり、略矩形状に形成されている。また、発熱抵抗体１５は、長手方向の長さが中間層１３の貫通孔１３ａの幅寸法より大きい寸法を有している。各発熱抵抗体１５は、長手方向を上板基板１４の幅方向に向けて配され、上板基板１４の長手方向（中間層１３の貫通孔１３ａの長手方向）に沿って所定の間隔をあけて配列されている。
電極部１７Ａ，１７Ｂは、発熱抵抗体１５の長手方向の一端に個別に接続される複数の個別電極１７Ａと、すべての発熱抵抗体１５の長手方向の他端に共通に接続される共通電極１７Ｂとにより構成されている。電極部１７Ａ，１７Ｂには、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の配線材料が用いられる。
これらの電極部１７Ａ，１７Ｂは、外部電源（図示略）からの電力を発熱抵抗体１５に供給して、発熱抵抗体１５を発熱させることができるようになっている。発熱抵抗体１５における個別電極１７Ａと共通電極１７Ｂとの間の領域、すなわち、発熱抵抗体１５における中間層１３の貫通孔１３ａのほぼ真上に位置する領域が発熱部１５ａとなる。
保護膜１９は、発熱抵抗体１５や電極部１７Ａ，１７Ｂを含む上板基板１４の一表面に形成されている。保護膜１９には、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ダイヤモンドライクカーボン等の保護膜材料が用いられる。
このように構成されたサーマルヘッド１０は、中間層１３の貫通孔１３ａの各開口部が支持基板１２および上板基板１４によりそれぞれ閉塞されることで、支持基板１２と上板基板１４との間に空洞部２３が形成されている。空洞部２３は、全ての発熱抵抗体１５に対向する連通構造を有している。この空洞部２３は、各発熱抵抗体１５の発熱部１５ａにおいて発生した熱が、上板基板１４側から支持基板１２側へ伝達されるのを抑制する中空断熱層として機能するようになっている。
次に、このように構成されたサーマルヘッド１０の製造方法について、図４のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態に係るサーマルヘッド１０の製造方法は、支持基板１２の一表面に中間層材料を配して中間層１３を形成する中間層形成工程Ｓ１と、中間層形成工程Ｓ１により形成された中間層１３の表面に上板基板材料を配して上板基板１４を形成する上板基板形成工程Ｓ２と、上板基板形成工程Ｓ２により形成された上板基板１４の表面に発熱抵抗体１５を形成する抵抗体形成工程Ｓ３とを含んでいる。
中間層形成工程Ｓ１は、支持基板１２の一表面の貫通孔１３ａを形成する領域以外の領域に、支持基板１２の融点よりも低い融点を有する中間層材料を配して熱処理するようになっている。具体的には、中間層形成工程Ｓ１は、図５（ａ）に示すような支持基板１２の一表面に、図５（ｂ）に示すようにガラスペーストをスクリーン印刷し、その後、図５（ｃ）に示すように溶融して中間層１３を形成するようになっている。ガラスペーストとしては、例えば、融点が支持基板１２の焼成温度よりも低くかつ上板基板１４の溶融温度よりも高いガラスフリットが用いられる。
上板基板形成工程Ｓ２は、中間層１３の表面に、中間層１３の融点よりも低い融点を有する上板基板材料を配して熱処理し、中間層１３の貫通孔１３ａの開口部を閉塞するように上板基板１４を形成するようになっている。具体的には、上板基板形成工程Ｓ２は、図５（ｄ）に示すように、支持基板１２および中間層１３よりも溶融温度が低いガラスペーストをスクリーン印刷し、その後、図５（ｅ）に示すように、溶融して上板基板１４を形成するようになっている。
上板基板形成工程Ｓ２において、上板基板１４は、溶融時に柔らかくなるが、中間層１３の貫通孔１３ａの幅に対して粘度や表面張力が十分に大きい。したがって、ガラスペーストが貫通孔１３ａに垂れて中間層１３に埋没することなく、貫通孔１３ａの開口部を閉塞するように中間層１３の表面上にガラスペーストを橋渡して上板基板１４を形成することができる。
このとき、中間層１３の表面にガラスペーストを印刷後、治具などを用いて支持基板１２をガラスペースト側が鉛直方向下向きになるように設置して焼成することとしてもよい。このようにすることで、ガラスペーストが貫通孔１３ａに流入するのを確実に防止し、より安定的に上板基板１４を形成することができる。
上板基板形成工程Ｓ２により、支持基板１２の一表面に中間層１３を挟んで貫通孔１３ａの開口を閉塞するように上板基板１４が形成されることで、図６に示すように、支持基板１２と上板基板１４との間に空洞部２３を有する積層基板１１が形成される。ここで、中間層１３の厚さが空洞部２３の厚さになるので、中空断熱層の厚さの制御は容易である。
抵抗体形成工程Ｓ３は、上板基板１４の表面における中間層１３の貫通孔１３ａに対向する領域に発熱抵抗体１５を形成するようになっている。具体的には、抵抗体形成工程Ｓ３は、スパッタリングやＣＶＤ（化学気相成長法）および蒸着等の薄膜形成法を用いて上板基板１４上に上記発熱抵抗体材料の薄膜を成膜し、フトオフ法やエッチング法等を用いてこの発熱抵抗体材料の薄膜を成形することにより、所望の形状の発熱抵抗体１５を形成するようになっている。
次に、積層基板１１の一表面に発熱抵抗体１５が形成されたら、電極形成工程Ｓ４により積層基板１１の一表面に電極部１７Ａ，１７Ｂを形成し、保護膜形成工程Ｓ５により保護膜１９を形成する。これら電極部１７Ａ，１７Ｂおよび保護膜１９は、従来のサーマルヘッドにおけるこれら部材の製造方法を用いて作製することができる。
例えば、電極形成工程Ｓ４は、抵抗体形成工程Ｓ３と同様に、スパッタリングや蒸着法等により上板基板１４上に上記配線材料を成膜し、リフトオフ法、もしくはエッチング法を用いてこの膜を形成したり、スクリーン印刷した後に配線材料を焼成したりするなどして、所望の形状の個別電極１７Ａおよび共通電極１７Ｂを形成するようになっている。
保護膜形成工程Ｓ５は、発熱抵抗体１５、電極部１７Ａ，１７Ｂが形成された後、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等により、上板基板１４上に上記保護膜材料を成膜して、保護膜１９を形成するようになっている。
以上の各工程により、支持基板１２と上板基板１４とが中間層１３を挟んで積層状態に接合された積層基板１１の一表面に発熱抵抗体１５、電極部１７Ａ，１７Ｂおよび保護膜１９を有し、これら支持基板１２と上板基板１４との間の発熱抵抗体１５に対向する領域に空洞部２３が形成されたサーマルヘッド１０が完成する。
ここで、上板基板１４が中間層１３の融点よりも低い融点を有することで、上板基板形成工程Ｓ２において、中間層１３上に上板基板１４を熱処理して形成する際に、中間層１３の粘度が低下して貫通孔１３ａが潰れたり変形したりするのを防ぐことができる。したがって、中間層１３により、支持基板１２と上板基板１４とを積層状態に接合しつつ、貫通孔１３ａの形状を維持して所望の形状の空洞部２３を形成することができる。
次に、このように製造されたサーマルヘッド１０およびサーマルプリンタ１００の作用について説明する。
本実施形態に係るサーマルプリンタ１００を用いて感熱紙３に印字するには、まず、サーマルヘッド１０の一方の個別電極１７Ａに選択的に電圧を印加する。これにより、選択された個別電極１７Ａとこれに対向する共通電極１７Ｂとが接続されている発熱抵抗体１５に電流が流れ、発熱部１５ａが発熱する。
続いて、加圧機構８を作動させ、プラテンローラ４により送り出される感熱紙３に向けてサーマルヘッド１０を押し付ける。プラテンローラ４は発熱抵抗体１５の配列方向に平行な軸回りに回転し、発熱抵抗体１５の配列方向に直交するＹ方向に向かって感熱紙３を送り出す。この感熱紙３に対して発熱抵抗体１５の発熱部１５ａを押し付けるようにすることにより、感熱紙３が発色して印字される。
この場合において、サーマルヘッド１０は、積層基板１１の空洞部２３が中空断熱層として機能することにより、発熱部１５ａにおいて発生した熱のうち、蓄熱層としての上板基板１４を介して支持基板１２側へ伝達される熱量を低減し、熱容量を小さくすることができる。これにより、発熱抵抗体１５で発生した熱を効率的に利用して、発熱効率を向上することができる。
以上説明したように、本実施形態に係るサーマルヘッド１０およびサーマルプリンタ１００によれば、中間層１３により、支持基板１２と上板基板１４とを積層状態に接合しつつ、貫通孔１３ａの形状を維持して所望の形状の空洞部２３が形成されることで、均一で十分な断熱効果を発揮し、印字品質を保ちつつ支持基板１２への放熱を抑制することができる。また、本実施形態に係るサーマルヘッドの製造方法によれば、このようなサーマルヘッドを簡易に製造することができる。
本実施形態においては、ガラスペーストを印刷して溶融することにより上板基板１４を形成する方法を例示して説明したが、上板基板１４として、薄板ガラスを用いる場合は、中間層１３の表面に上板基板を積層状態に配してこれらを接合することとすればよい。
この場合において、１００μｍ以下の厚さの薄板ガラスは、製造やハンドリングが困難であり高価でもある。そこで、このような薄い薄板ガラスを中間層１３に直接接合する代わりに、まず、製造やハンドリングが容易な厚さを有する薄板ガラスを中間層１３の表面に接合し、その後、エッチングや研磨等によって薄板ガラスを所望の厚さに加工してもよい（薄板化工程）。このようにすることで、中間層１３の表面にごく薄い上板基板１４を容易かつ安価に形成することができる。
本実施形態は以下のように変形することができる。
本実施形態においては、中間層１３が貫通孔１３ａを有することとしたが、第１変形例としては、中間層１３が上板基板１４と支持基板１２との間に空洞部を形成する凹部を有することとしてもよい。
このようにした場合も、中間層１３の表面に凹部の開口部を閉塞するように上板基板１４を形成することで、支持基板１２と上板基板１４との間の発熱抵抗体１５が対向する領域に空洞部を形成することができる。ここで、中間層１３の凹部の深さが空洞部２３の厚さになるので、中空断熱層の厚さの制御は容易である。
また、本実施形態においては、図６に示すように、支持基板１２の一表面のほぼ全域に上板基板１４を形成することとしたが、第２変形例としては、例えば、図７に示すように、上板基板１４が、中間層１３の貫通孔１３ａまたは凹部の開口面積よりも大きく支持基板１２の一表面の面積よりも小さい範囲に形成されていることとしてもよい。
このようにすることで、支持基板１２の一表面上において上板基板１４が部分的に盛り上がった形状を有する。したがって、支持基板１２の一表面に対して発熱抵抗体１５を積層方向により突出させることができる。これにより、サーマルプリンタ１００にサーマルヘッド１０を搭載した場合に、発熱抵抗体１５に対するプラテンローラ４の当たりを向上することができる。また、上板基板１４の材料が削減されるので、低コスト化を図ることもできる。
８ 加圧機構
１０ サーマルヘッド
１２ 支持基板
１３ 中間層
１３ａ 貫通孔
１４ 上板基板
１５ 発熱抵抗体
１７Ａ，１７Ｂ 電極部
２３ 空洞部
１００ サーマルプリンタ（プリンタ）
Ｓ１ 中間層形成工程
Ｓ２ 上板基板形成工程
Ｓ３ 抵抗体形成工程

Claims (6)

  1. 支持基板と、
    該支持基板の一表面側に積層状態に配される上板基板と、
    該上板基板と前記支持基板との間に配されてこれら上板基板と支持基板とを接合し、該上板基板と支持基板との間に空洞部を形成する貫通孔または凹部を有する中間層と、
    前記上板基板における前記支持基板とは反対側の表面上の前記空洞部に対向する位置に形成された発熱抵抗体とを備え、
    前記中間層が、前記支持基板の融点よりも低い融点を有し、かつ、前記上板基板が、前記中間層の融点よりも低い融点を有するサーマルヘッド。
  2. 前記上板基板が、前記中間層の前記貫通孔または凹部の開口面積よりも大きく前記支持基板の前記一表面の面積よりも小さい範囲に形成されている請求項１に記載のサーマルヘッド。
  3. 前記中間層が、前記支持基板の焼成温度よりも低くかつ前記上板基板の溶融温度よりも高い融点を有するガラスペーストからなる請求項１または請求項２に記載のサーマルヘッド。
  4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のサーマルヘッドと、
    該サーマルヘッドの前記発熱抵抗体に感熱記録媒体を押し付けながら送り出す加圧機構とを備えるプリンタ。
  5. 支持基板の一表面に、該支持基板の融点よりも低い融点を有する中間層材料を配して熱処理し、貫通孔または凹部を有する中間層を形成する中間層形成工程と、
    該中間層形成工程により形成された前記中間層の表面に、該中間層の融点よりも低い融点を有する上板基板材料を配して熱処理し、前記貫通孔または前記凹部の開口部を閉塞するように上板基板を形成する上板基板形成工程と、
    該上板基板形成工程により形成された前記上板基板の表面における前記貫通孔または前記凹部に対向する領域に、発熱抵抗体を形成する抵抗体形成工程とを含むサーマルヘッドの製造方法。
  6. 前記上板基板形成工程が、前記中間層の表面に前記上板基板材料を配した後、前記支持基板を前記上板基板材料側を鉛直方向下向きにして熱処理する請求項５に記載のサーマルヘッドの製造方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5950340B2 (ja) * 2012-06-19 2016-07-13 セイコーインスツル株式会社 サーマルヘッドの製造方法
JP6484077B2 (ja) * 2015-03-17 2019-03-13 アルプスアルパイン株式会社 定着機用加熱ヒータ
JP2022080549A (ja) * 2020-11-18 2022-05-30 サトーホールディングス株式会社 サーマルヘッド

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3403806B2 (ja) * 1994-06-01 2003-05-06 株式会社東芝 サーマルヘッド
JP2001205837A (ja) * 2000-01-26 2001-07-31 Seiko Epson Corp サーマルヘッド
JP3868755B2 (ja) * 2001-04-05 2007-01-17 アルプス電気株式会社 サーマルヘッド及びその製造方法
JP4336593B2 (ja) * 2004-02-10 2009-09-30 アルプス電気株式会社 サーマルヘッド
JP4895344B2 (ja) * 2005-09-22 2012-03-14 セイコーインスツル株式会社 発熱抵抗素子、これを用いたサーマルヘッド及びプリンタ
US7768541B2 (en) * 2007-10-23 2010-08-03 Seiko Instruments Inc. Heating resistor element, manufacturing method for the same, thermal head, and printer
JP2009119850A (ja) * 2007-10-23 2009-06-04 Seiko Instruments Inc 発熱抵抗素子とその製造方法、サーマルヘッドおよびプリンタ
JP2009119852A (ja) * 2007-10-23 2009-06-04 Seiko Instruments Inc 発熱抵抗素子とその製造方法、サーマルヘッドおよびプリンタ
JP5200256B2 (ja) * 2008-10-20 2013-06-05 セイコーインスツル株式会社 サーマルヘッドの製造方法
JP5311336B2 (ja) * 2008-11-28 2013-10-09 セイコーインスツル株式会社 サーマルヘッド、サーマルプリンタ及びサーマルヘッドの製造方法
JP5541660B2 (ja) * 2009-08-06 2014-07-09 セイコーインスツル株式会社 サーマルヘッドの製造方法
JP5424387B2 (ja) * 2009-08-06 2014-02-26 セイコーインスツル株式会社 サーマルヘッドおよびサーマルヘッドの製造方法
JP5366088B2 (ja) * 2009-09-16 2013-12-11 セイコーインスツル株式会社 サーマルヘッドおよびプリンタ
JP5590648B2 (ja) 2009-12-14 2014-09-17 セイコーインスツル株式会社 サーマルヘッドおよびプリンタ
JP5668910B2 (ja) * 2010-03-08 2015-02-12 セイコーインスツル株式会社 サーマルヘッド、プリンタおよびサーマルヘッドの製造方法
JP2013139095A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Seiko Instruments Inc サーマルヘッド、プリンタおよびサーマルヘッドの製造方法

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