JPWO2005120841A1 - サーマルプリントヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 サーマルプリントヘッド（Ａ１）は、電極（３ａ〜３ｃ）のうち、少なくとも抵抗体（４）が重なっている部分は、グレーズ層２に対して沈下した構成とされている。好ましくは、電極（３ａ〜３ｃ）のうち、抵抗体（４）が重なっている部分は、その表面がグレーズ層（２）の表面と面一となる深さに沈下している。このことにより、抵抗体（４）の発熱部（４０）から感熱記録媒体への熱伝達効率を高くし、感熱紙を円滑に搬送することが可能である。

Description

本発明は、サーマルプリントヘッドおよびその製造方法に関する。

図３０および図３１は、従来のサーマルプリントヘッドを例示している。図３０に示すサーマルプリントヘッドＸ１は、絶縁基板９０、グレーズ層９１、抵抗体９２、電極９３ａ，９３ｂ、および保護層９４が順次積層して形成された構成とされている（たとえば、特許文献１を参照）。抵抗体９２のうち、電極９３ａ，９３ｂ間に位置する部分は、発熱部９２ａとなる。この発熱部９２ａの発熱作用により、感熱記録媒体への印字が可能である。

ところが、サーマルプリントヘッドＸ１を製造する場合には、抵抗体９２の形成後に、電極９３ａ，９３ｂを形成することとなる。電極９３ａ，９３ｂの形成は、たとえばレジネート金ペーストを抵抗体９２上に印刷してから焼成することにより行う。この焼成のための加熱に起因して、抵抗体９２が酸化し、変質するおそれがあった。

これに対し、図３１に示すサーマルプリントヘッドＸ２においては、抵抗体９２と電極９３ａ，９３ｂとの積層順序が、図３０に示すサーマルプリントヘッドＸ１とは逆となっている。このような構成によれば、電極９３ａ，９３ｂを形成する段階においては、未だ抵抗体９２が形成されていない。これにより、電極９３ａ，９３ｂの焼成に起因して抵抗体９２が酸化するといった不具合が解消される。

しかしながら、図３１に示すサーマルプリントヘッドＸ２おいては、次に示すように、未だ改善すべき点があった。

第１に、電極９３ａ，９３ｂは、グレーズ層９１の表面に対して、電極９３ａ，９３ｂの厚みに相当する段差Ｈを生じている。抵抗体９２は、段差Ｈを生じている部分においては、急激な角度で屈曲している。急激な角度で屈曲するように抵抗体９２を適切に形成することは困難である。また、抵抗体９２は、上記屈曲部分において断線が生じ易くなっていた。

第２に、抵抗体９２の発熱部９２ａは、電極９３ａ，９３ｂ間に沈んでいる。したがって、感熱記録媒体を保護層９４上に配置させて印字を行なう場合に、この感熱記録媒体と発熱部９２ａとの間の距離が比較的大きくなる。これにより、発熱部９２ａから感熱記録媒体への熱伝達効率が低くなる。このようなことでは、印字濃度が低くなり、高画質印字が困難となる。また高速印字にも不向きである。

第３に、保護層９４の表面には、電極９３ａ，９３ｂおよび抵抗体９２に対応した段差が生じる。この段差部分には、感熱記録用のインクリボンのインク成分や、感熱紙の紙粉成分などが堆積し易い。また、感熱記録媒体を保護層９４の表面に接触させながら搬送する際の円滑さも劣るものとなってしまう。

特開２００１−２４６７７０号公報

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、抵抗体に断線が発生するおそれを少なくするとともに、抵抗体の発熱部から感熱記録媒体への熱伝達効率が高く、感熱紙を円滑に搬送することが可能なサーマルプリントヘッド、およびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明の第１の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドは、基板と、上記基板上に形成されたグレーズ層と、上記グレーズ層上に互いに間隔をおいて設けられた複数の電極と、上記複数の電極に跨がるようにしてこれら複数の電極上および上記グレーズ層上に重なって形成された抵抗体と、を備えているサーマルプリントヘッドであって、上記各電極のうち、少なくとも上記抵抗体が重なっている部分は、上記グレーズ層に対して沈下した構成とされている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各電極のうち、上記抵抗体が重なっている部分は、その表面が上記グレーズ層の表面と面一となる深さに沈下している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の電極および上記抵抗体を覆う保護層をさらに有している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の電極は、上記グレーズ層の軟化温度よりも融点が高く、かつ上記グレーズ層よりも比重が大きい金属により構成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記抵抗体の幅は、上記各電極のうち上記抵抗体が重なっている部分の幅よりも小さい。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記抵抗体は、主走査方向に延びる帯状であり、上記複数の電極は、複数の個別電極と少なくとも１以上の共通電極とを含んでおり、上記共通電極は、上記抵抗体に対して副走査方向において離間し、かつ主走査方向に延びる少なくとも１以上の帯状部と、上記帯状部から上記抵抗体を横切って副走査方向に延びており、かつ副走査方向において並ぶ複数の枝部とを有しており、上記複数の個別電極は、それぞれが上記抵抗体を横切って副走査方向に帯びる帯状部を含み、かつ上記共通電極の上記複数の枝部と主走査方向において交互に並んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記共通電極は、上記抵抗体を挟んで副走査方向において離間する１対の上記帯状部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、少なくとも１以上の上記枝部は、上記１対の帯状部を連結している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の電極には、ワイヤボンディングのためのボンディングパッドが形成されており、各ボンディングパッドは、上記グレーズ層から突出している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ボンディングパッドの上記グレーズ層からの突出高さは、１μｍ以上である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ボンディングパッドは、上記各電極のうち上記ボンディングパッド以外の部分よりも厚さが厚い。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ボンディングパッドは、その表面が上記グレーズ層の表面と面一とされた本体層と、この本体層上に形成された追加層とを含む。

本発明の第２の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドの製造方法は、基板上に形成されたグレーズ層上に、互いに間隔をおいて複数の電極を形成する工程と、抵抗体を上記複数の電極に跨がらせるようにして上記グレーズ層および上記複数の電極上に重ねて形成する工程と、を有している、サーマルプリントヘッドの製造方法であって、上記複数の電極を形成した後、上記抵抗体を形成する前において、上記グレーズ層の少なくとも一部分を加熱して軟化させることにより、上記各電極の少なくとも一部ずつを上記グレーズ層に対して沈下させる電極沈下工程を有している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記抵抗体を形成する工程は、抵抗体材料の膜を形成した後に、この膜に対してドライエッチングを施すことにより行なう。ここで、ドライエッチングとは、イオン化したガスの物理的エネルギーによるエッチング、またはイオン化し活性化された反応性ガスの物理的エネルギーと化学的作用を併用したエッチングなどをいい、たとえば、スパッタエッチング、イオンビームエッチング（イオンビームスパッタリング）、プラズマアッシング、プラズマエッチング、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）などが含まれる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極沈下工程の前に、上記各電極の一部に追加層を形成する工程をさらに有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記電極沈下工程の後に、上記各電極の少なくとも一部に重なる追加層を形成する工程をさらに有する。

本発明のその他の利点および特徴については、以下に行う発明の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。

本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１実施形態を示す要部平面図である。 図１のII−II線に沿う要部断面図である。 図１および図２に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、グレーズ層を形成する工程を示す要部平面図である。 図３のIV−IV線に沿う要部断面図である。 図１および図２に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、電極を形成する工程を示す要部平面図である。 図５のVI−VI線に沿う要部断面図である。 図１および図２に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例における、電極沈下工程を示す要部断面図である。 図１および図２に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、抵抗体材料の膜を形成する工程を示す要部平面図である。 図８のIX−IX線に沿う要部断面図である。 図１および図２に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、抵抗体を形成する工程を示す要部平面図である。 図１０のXI−XI線に沿う要部断面図である。 本発明に係るサーマルプリントヘッドの第２実施形態を示す要部平面図である。 図１２のXIII−XIII線に沿う要部断面図である。 図１２のXIV−XIV線に沿う要部断面図である。 図１２〜図１４に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、グレーズ層を形成する工程を示す要部断面図である。 図１２〜図１４に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、金の薄膜を形成する工程を示す要部断面図である。 図１２〜図１４に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、金の薄膜を形成する工程を示す要部平面図である。 図１７のXVIII−XVIII線に沿う要部断面図である。 図１２〜図１４に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、電極を形成する工程を示す要部平面図である。 図１９のXX−XX線に沿う要部断面図である。 図１２〜図１４に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例における、電極沈下工程を示す要部断面図である。 図１２〜図１４に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、抵抗体材料の薄膜を形成する工程を示す要部断面図である。 図１２〜図１４に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、抵抗体および保護層を形成する工程を示す要部断面図である。 本発明に係るサーマルプリントヘッドの第３実施形態を示す要部平面図である。 図２４のXXV−XXV線に沿う要部断面図である。 図２４および図２５に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、電極を形成する工程を示す要部断面図である。 図２４および図２５に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例にける、電極沈下工程を示す要部断面図である。 図２４および図２５に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、金の薄膜を形成する工程を示す要部断面図である。 図２４および図２５に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例において、電極を形成する工程を示す要部断面図である。 従来のサーマルプリントヘッドの一例を示す要部断面図である。 従来のサーマルプリントヘッドの他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１実施形態を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１は、基板１、グレーズ層２、複数の電極３ａ〜３ｃ、複数の抵抗体４、および保護層５を具備している。なお、図１においては、保護層５を省略している。

基板１は、主走査方向ｙに延びた平面視長矩形の平板状であり、たとえばセラミック製の絶縁基板である。グレーズ層２は、たとえば非晶質ガラスペーストを印刷・焼成することにより基板１上に形成されたものであり、蓄熱性を良好とする役割や、複数の電極３ａ〜３ｃが形成される面を平滑にする役割を果たす。このグレーズ層２は、表面が凸状の曲面をなす隆起部２０を有している。この隆起部２０は、保護層５のうち後述する発熱部４０に対応する部分とインクリボンや感熱紙などの感熱記録媒体との接触圧を高めるのに役立つ。

複数の電極３ａ〜３ｃは、たとえばレジネート金ペーストを印刷・焼成することにより形成されたものであり、グレーズ層２上に形成されている。各電極３ｂは、２つの端部を有するコ字状であり、基板１の一側縁部近傍であって、図２に示すようにグレーズ層２の隆起部２０上に位置している。

電極３ａ，３ｃは、図１に示すように副走査方向ｘに延びている。電極３ａの一端部は、電極３ｂの一端部に対して間隔をおいて位置している。電極３ａの他端部には通電制御用の駆動ＩＣ（図示略）が接続されている。電極３ｃの一端部は、二股状に分岐しており、電極３ｂの他端部と間隔をおいて位置している。電極３ｃの他端部は、コモンライン（図示略）に接続されている。上記駆動ＩＣがオンにされると、電流は上記コモンラインから電極３ｃを経て抵抗体４および電極３ｂ，３ａを流れる。

図２に示すように、複数の電極３ａ〜３ｃは、グレーズ層２内に沈下している。この沈下により、複数の電極３ａ〜３ｃの表面とグレーズ層２の表面とは、略面一となっている。つまり、複数の電極３ａ〜３ｃの表面とグレーズ層２の表面との段差は、ゼロまたは殆どゼロに近いものとなっている。

複数の抵抗体４は、電極３ｂの両端部と電極３ａ，３ｃの一端部とのそれぞれに跨がるようにして、グレーズ層２と電極３ａ〜３ｃとに重なって形成されており、主走査方向ｙに並んでいる。抵抗体４の材質は、たとえばＴａＳｉＯ₂である。各抵抗体４は、その幅Ｗ４が電極３ａ〜３ｃのうち各抵抗体４と重なっている部分の幅Ｗ３よりも小さいものとされている。本実施形態においては、Ｗ３が、２５μｍ程度、Ｗ４が２３μｍ程度とされる。

保護層５は、グレーズ層２、電極３ａ〜３ｃ、および抵抗体４を覆うように形成されている。保護層５は、例えばグレーズ層２と同様に、ガラスペーストを印刷・焼成することにより形成されたものである。保護層５は、電極３ａ〜３ｃおよび抵抗体４などが、上記感熱記録媒体に直接接触することや、化学的または電気的に侵されることから保護するためのものである。また、保護層５は、表面平滑性を高めるためのものでもある。表面平滑性が高まると、保護層５と上記感熱記録媒体との印刷時における摩擦が軽減されるため、より円滑な印刷を行うことが可能となる。

次に、サーマルプリントヘッドＡ１の作用について説明する。

本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１は、グレーズ層２の表面と電極３ａ〜３ｃの表面との段差がゼロまたは殆どゼロに近い状態であり、抵抗体４には急激な角度で大きく屈曲した部分が形成されない。したがって、抵抗体４には、断線が発生し難い。また、抵抗体４における発熱部４０は、電極３ａ，３ｃと電極３ｂとの間に大きく沈んだ格好とならないため、発熱部４０と上記感熱記録媒体との間の距離は、図３０および図３１に示した従来のサーマルプリントヘッドＸ１，Ｘ２と比べて小さくなる。したがって、発熱部４０から上記感熱記録媒体への熱伝達効率が高くなり、印字濃度が濃くなる。これにより、高画質印字および高速印字が可能となる。さらに、グレーズ層２や電極３ａ〜３ｃを覆う保護層５の表面の段差も小さくなる。したがって、保護層５の表面の段差部分に、たとえばインクリボンのインク成分が堆積するといったことを抑制することが可能である。また、上記感熱記録媒体としての感熱紙を保護層５の表面に接触させながら円滑に搬送することができる。

また、サーマルプリントヘッドＡ１の製造工程においては、抵抗体４および電極３ａ〜３ｃが、これらの幅方向においてずれた状態で形成される場合がある。本実施形態とは異なり、抵抗体４と電極３ａ〜３ｃとが同じ幅とされた構成においては、上述した幅方向位置がずれた分だけ、抵抗体４と電極３ａ〜３ｃとが重なり合う部分の幅が小さくなってしまう。このようなことでは、抵抗体４のうち電流が流されて発熱する領域の大きさが不揃いとなり、印字ドットの大きさにばらつきを生じることとなる。本実施形態においては、抵抗体４の幅Ｗ４が電極３ａ〜３ｃのうち抵抗体４と重なっている部分の幅Ｗ３よりも小さい。このため、抵抗体４または電極３ａ〜３ｃが形成される際にこれらの幅方向位置にずれが生じても、抵抗体４が電極３ａ〜３ｃから不当にはみ出してしまうことを抑制することが可能である。したがって、抵抗体４と電極３ａ〜３ｃとが重なり合う部分の幅を一定とすることが可能であり、印字ドットのばらつきを防止することができる。

次に、サーマルプリントヘッドＡ１の製造方法の一例について、図３〜図１１を参照しつつ説明する。図３〜図１１は、本実施形態に係るサーマルプリントヘッドＡ１の製造方法における一連の工程を示す要部平面図および要部断面図である。

まず、図３および図４に示すように、基板１を用意し、この基板１上にグレーズ層２を形成する。この形成は、非晶質ガラスペーストの印刷・焼成により行う。非晶質ガラスペーストのガラス成分としては、たとえばガラス転移点が６８０℃であり、ガラス軟化点が８６５℃のものを用いることができる。

次いで、図５および図６に示すように、グレーズ層２の図中上面に電極３ａ〜３ｃを形成する。この形成は、レジネート金ペーストを印刷・焼成した後に、パターニングを施すことにより行う。

電極３ａ〜３ｃを形成した後は、図７に示すように、電極３ａ〜３ｃをグレーズ層２に沈下させる。この処理は、グレーズ層２をたとえばそのガラス成分のガラス軟化点からガラス転移点までの範囲に加熱し、グレーズ層２を軟化させることにより行う。グレーズ層２が軟化すると、電極３ａ〜３ｃはその自重によりグレーズ層２内に沈下することになる。この沈下量は、上記加熱の温度や時間を調整することにより制御可能であり、電極３ａ〜３ｃの表面がグレーズ層２の表面と面一になった時点あるいはその直前においてグレーズ層２の軟化状態を解消させればよい。

電極３ａ〜３ｃを形成した後は、抵抗体４を形成する。この抵抗体４の形成に際しては、まず、図８および図９に示すように、電極３ａ〜３ｃを覆うように抵抗体膜４Ａを形成する。この抵抗体膜４Ａは、たとえば、ＴａＳｉＯ₂により形成されており、厚膜および薄膜のいずれであってもよい。次に、この抵抗体膜４Ａに対して、ドライエッチングを施すことにより、図１０および図１１に示すように、電極３ｂの２つの端部と電極３ａ，３ｃの一端部とのそれぞれの間に跨るようにして、複数の抵抗体４を形成する。この際、上述したように幅Ｗ４が電極３ａ〜３ｃのうち抵抗体４と重なっている部分の幅Ｗ３よりも小さくなるように抵抗体４を形成する。

この後は、ガラスペーストを用いた厚膜印刷および焼成によって、電極３ａ〜３ｃ、および抵抗体４を覆うように保護層５を形成する。または、ＳｉＯ₂、ＳｉＡｌＯＮなどを用いたスパッタ法により、保護層５を形成してもよい。このような工程を経て、図１および図２に示すサーマルプリントヘッドＡ１が製造される。

本実施形態に係るサーマルプリントヘッドＡ１の製造方法においては、複数の電極３ａ〜３ｃをグレーズ層２に対して沈下させる手段として、グレーズ層２を加熱により軟化させた状態で、電極３ａ〜３ｃをその自重により沈下させる手段を採用している。したがって、たとえばグレーズ層２の一部を削り、その削った箇所に電極３ａ〜３ｃを形成する方法と比べて、その処理が容易である。また、グレーズ層２の加熱温度や加熱時間を制御することにより、グレーズ層２に対する電極３ａ〜３ｃの沈下量を制御することができるのに加え、グレーズ層２と電極３ａ〜３ｃとの間に不当な隙間が生じることも回避できる。

上記製造方法においては、電極３ａ〜３ｃの材料として、金を用いている。金は比較的融点が高く、たとえばアルミニウムに比べて耐食性に優れている。また、金の比重は、グレーズ層２を構成する材料の比重よりも大きい。したがって、加熱によりグレーズ層２を軟化させる際に、酸化などを生じさせることなく、重力を利用して迅速にグレーズ層２内に沈下させることができる。

また、抵抗体４の形成をドライエッチングを用いて行なうことにより、抵抗体４のサイズを正確に仕上げることができる。このため、抵抗体４の幅Ｗ４を電極３ａ〜３ｃのうち抵抗体４と重なっている部分の幅Ｗ３よりも小さい寸法とする場合に、これらの幅の差を過度に大きくする必要がない。たとえば、電極３ａ〜３ｃを沈下させる工程において、電極３ａ〜３ｃが沈下に伴って幅方向に相対的なずれが生じる場合に、幅Ｗ３，Ｗ４の差をこのずれ量と同等もしくはこれよりも適度に大きくしておくといったことが可能である。したがって、このようなずれに起因して印字ドットにばらつきが生じることを適切に防止することができる。

図１２〜図２９は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの他の実施形態およびその製造方法を示している。なお、これらの図においては、上記第１実施形態について既述した要素と同一または類似の要素を同一符号で示し、その説明を適宜省略する。

図１２〜図１４は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第２実施形態を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ２は、複数の電極の構成、および抵抗体４の形状が、上述した第１実施形態とは異なっている。なお、図１２においては、保護層５を省略している。

図１２に示すように、複数の個別電極３ｄは、主走査方向ｙに並んで配置されている。個別電極３ｄは、帯状部３１とボンディングパッド３２とを有している。

帯状部３１は、副走査方向ｘに延びており、抵抗体４とグレーズ層２との間を横切っている。ボンディングパッド３２は、ワイヤＷをボンディングするための部分であり、図１３に示すように本体層３２ａと追加層３２ｂとが積層された構造を有する。本体層３２ａは、帯状部３１と繋がっており、たとえばレジネート金ペーストを用いた印刷・焼成により形成されている。帯状部３１および本体層３２ａは、その厚さが０．６μｍとされており、その図中上面がグレーズ層２の表面と略面一とされている。追加層３２ｂは、グレーズ層２から図中上方に突出しており、ワイヤＷが直接ボンディングされる部分である。

追加層３２ｂは、たとえば金ペーストを用いた印刷・焼成により形成されており、その厚さが１μｍ程度とされる。ここでいう金ペーストとは、レジネート金ペーストとは異なり、たとえば金の粒子がバインダに混入されたペーストをいう。レジネート金ペーストを用いた成膜が、比較的厚さが薄く、平滑な膜を形成するのに適しているのに対し、金ペーストを用いた成膜は、比較的厚さが厚い膜を形成するのに適している。なお、金ペーストを用いた印刷・焼成に代えて、たとえば金を用いたスパッタリングにより追加層３２ｂを形成しても良い。

図１２に示すように、共通電極３ｅは、１対の帯状部３５，３６と複数の枝部３７とを有している。１対の帯状部３５，３６は、主走査方向ｙに延びる帯状であり、抵抗体４を挟んで副走査方向ｘにおいて互いに離間している。複数の枝部３７は、副走査方向ｘに延びる帯状であり、主走査方向ｙにおいて複数の個別電極３ｄと交互に配列されている。１対の帯状部３５，３６は、複数の枝部３７により連結されている。

帯状部３５は、その一部がワイヤＷをボンディングするためのボンディングパッドとして利用されている。図１３に示すように、帯状部３５は、本体層３５ａと追加層３５ｂとが積層された構造を有する。本体層３５ａは、複数の枝部３７および帯状部３６と繋がっており、たとえばレジネート金ペーストを用いた印刷・焼成により形成されている。本体層３５ａ、複数の枝部３７、および帯状部３６は、その厚さが０．６μｍとされており、その図中上面がグレーズ層２の表面と略面一とされている。追加層３５ｂは、追加層３２と同様に、たとえば金ペーストを用いた印刷・焼成により形成されており、その厚さが１μｍ程度とされる。

抵抗体４は、図１２に示すように主走査方向ｙに延びる帯状であり、図１３に示すようにグレーズ層２の隆起部２０の図中上方に配置されている。図１２および図１４に示すように、抵抗体４は、複数の個別電極３ｄの帯状部３１および共通電極３ｅの枝部３７と重なっている。抵抗体４のうち、帯状部３１と枝部３７とに挟まれた部分が発熱部４０となっている。図１４に示すように、帯状部３１および枝部３７とグレーズ層２とが面一であることにより、抵抗体４は、主走査方向ｙにおいて段差をほとんど有さない、平滑な形状とされている。

サーマルプリントヘッドＡ２による印字においては、図外の駆動ＩＣにより、ワイヤＷを介して任意の個別電極３ｄが選択される。選択された個別電極３ｄと、この個別電極３ｄを挟む枝部３７との間に通電がなされる。これにより発熱部４０が発熱する。この熱が感熱記録媒体へと伝達され、この感熱記録媒体への印刷がなされる。

次に、サーマルプリントヘッドＡ２の作用について説明する。

本実施形態によれば、図１４に示すように、抵抗体４が主走査方向ｙにおいて平滑な形状であるため、保護層５のうち抵抗体４を覆う部分も主走査方向ｙにおいて平滑な形状となる。これにより、保護層５のうち抵抗体４を覆う部分は、感熱記録媒体と密着させるのに適している。特に、感熱記録媒体がプラスチックなどの比較的硬質な材質により形成されていても、保護層５と感熱記録媒体とを適切に密着させることが可能である。そうすると、抵抗体４の発熱部４０からの熱が、感熱記録媒体に伝わりやすくなる。したがって、サーマルプリントヘッドＡ２によれば、鮮明な印字が可能である。特に、高精細化が図られた場合に、小型とされた各印字ドットを鮮明に印字するのに好適である。

発熱部４０への通電は、１対の帯状部３５，３６からなされる。１対の帯状部３５，３６を合計した面積は比較的大きいため、１対の帯状部３５，３６における電圧低下を抑制するのに適している。また、帯状部３６を比較的細幅とすることが可能である。帯状部３６が細幅であれば、抵抗体４を基板１の図中右端に近づけることができる。したがって、サーマルプリントヘッドＡ２を、抵抗体４が基板１の図中右端近傍に配置された、いわゆるニアエッジタイプとして構成するのに有利である。

また、ワイヤＷがボンディングされるボンディングパッド３２および帯状部３５は、グレーズ層２から突出している。このため、ワイヤＷをボンディングするためのボンディングツールの先端が、たとえばボンディングパッド３２よりも大きい場合であっても、このボンディングツールがグレーズ層２と不当に干渉することを回避可能である。したがって、ワイヤＷのボンディング作業を適切に行うことができる。また、ボンディングパッド３２および帯状部３５は、その厚さが合計１．６μｍ程度と比較的厚肉である。これにより、ワイヤＷの接合強度を高めることができる。

次に、サーマルプリントヘッドＡ２の製造方法の一例について、図１５〜図２３を参照しつつ説明する。図１５〜図２３は、本実施形態に係るサーマルプリントヘッドＡ２の製造方法における一連の工程を示す要部平面図および要部断面図である。

まず、図１５に示すように、基板１を用意し、基板１上にグレーズ層２を形成する。グレーズ層２の形成は、非晶質ガラスペーストを用いた厚膜印刷および焼成によって行う。

次に、図１６に示すように金の薄膜３Ａを形成する。金の薄膜３Ａの形成は、たとえば、レジネート金ペーストを用いた印刷・焼成により行う。この際、金の薄膜３Ａの厚さを、０．６μｍ程度とする。

続いて、図１７および図１８に示すように、金の薄膜３Ａ上に金の薄膜３Ｂを形成する。この際、金の薄膜３Ｂの厚さを１μｍ程度とする。また、金の薄膜３Ａのうち図中右側部分を金の薄膜３Ｂから露出させておく。金の薄膜３Ｂの形成は、たとえば金ペーストを用いた印刷・焼成により行う。なお、本実施形態とは異なり、レジネート金ペーストを用いた印刷・焼成を複数回繰り返すことにより、金の薄膜３Ｂを形成してもよい。あるいは、金を用いたスパッタリングにより金の薄膜３Ｂを形成してもよい。

金の薄膜３Ａ，３Ｂを形成した後は、金の薄膜３Ａ，３Ｂに対してパターニングを施すことにより、図１９および図２０に示す複数の個別電極３ｄおよび共通電極３ｅを形成する。このパターニングは、たとえば、ウエットエッチングを用いて行う。

次に、図２１に示すように、複数の個別電極３ｄおよび共通電極３ｅをグレーズ層２に対して沈下させる。この電極沈下工程は、図７を参照して説明した手法と同様にして行う。これにより、帯状部３１、枝部３７および帯状部３６の図中上面をグレーズ層２の表面と面一とする。一方、ボンディングパッド３２および帯状部３５は、それぞれ追加層３２ｂ，３５ｂの厚さ分だけ、グレーズ層２から突出させる。

電極沈下工程の後は、図２２に示すように抵抗体膜４Ａを形成する。この抵抗体膜４Ａに対してパターニングを施すことにより、図２３に示す抵抗体４を形成する。そして、抵抗体４と、帯状部３６、帯状部３１の一部、および枝部３７の一部を覆うように、保護層５を形成する。この後は、ボンディングパッド３２および帯状部３５にワイヤＷをボンディングする工程などを経て、図１２〜図１４に示すサーマルプリントヘッドＡ２が得られる。

このような製造方法によれば、複数の個別電極３ｄおよび共通電極３ｅのうちボンディングパッド３２および帯状部３５のみをグレーズ層２から所望の高さだけ突出するように形成することができる。これにより、ワイヤＷのボンディング作業を容易に行うことができる。

図２４および図２５は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第３実施形態を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ３は、おもにボンディングパッド３２の積層構造、および共通電極３ｅの形状が、上述した第２実施形態と異なっている。なお、図２４においては、保護層５を省略している。

図２５に示すように、ボンディングパッド３２は、本体層３２ａと追加層３２ｂの一部とが重なる構成とされている。本体層３２ａの図中上面がグレーズ層２の表面と面一である点、および追加層３２ｂがグレーズ層２から突出している点は、上述した第２実施形態と同様である。また、共通電極３ｅには、１つの帯状部３６が形成されている。

このような構成によっても、ワイヤＷを適切にボンディング可能であり、ワイヤＷとボンディングパッド３２との接合強度を高める効果が期待できる。また、本体層３２ａが縮小化されていることにより、金の使用量を削減することできる。

次に、サーマルプリントヘッドＡ３の製造方法の一例について、図２６〜図２９を参照しつつ説明する。図２６〜図２９は、本実施形態に係るサーマルプリントヘッドＡ３の製造方法における一連の工程を示す要部断面図である。

本実施形態の製造方法においては、あらかじめ図１６を参照して説明したように、基板１上にグレーズ層２および金の薄膜３Ａを形成しておく。次いで金の薄膜３Ａに対してパターニングを施すことにより、図２６に示す電極３Ａｄおよび共通電極３ｅを形成する。

次に、図２７に示すように、電極３Ａｄおよび共通電極３ｅをグレーズ層２に対して沈下させる。電極３Ａｄを沈下させることにより電極３Ａｄの表面とグレーズ層２の表面とを面一とした後に、図２８に示すように、金の薄膜３Ｂを形成する。金の薄膜３Ｂの形成は、たとえば金ペーストを用いた印刷・焼成により行う。この際、金の薄膜３Ｂの厚さを１μｍ程度とする。また、金の薄膜３Ｂの図中右端を本体層３２ａに重ならせておく。この金の薄膜３Ｂに対してパターニングを施すことにより、図２９に示す追加層３２ｂを形成する。これにより、個別電極３ｄが形成される。この後は、上述した第２実施形態と同様の工程を経ることにより、サーマルプリントヘッドＡ３が得られる。

このような製造方法によれば、追加層３２ｂを本体層３２ａおよびグレーズ層２上に形成した後には、電極沈下工程を行わない。したがって、金の薄膜３Ｂあるいは追加層３２ｂの厚さ分だけ、ボンディングパッド３２をグレーズ層２から確実に突出させることが可能である。したがって、ワイヤボンディング作業を適切に行うのに都合がよい。

以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、第１実施形態においては、電極３ａ〜３ｃの表面とグレーズ層２の表面とが略面一となるまで電極３ａ〜３ｃをグレーズ層２に沈下させているが、これには限らない。たとえば、電極３ａ〜３ｃの底部寄りの一部分のみがグレーズ層２内に埋没し、他の一部分がグレーズ層２上に突出していても構わない。このような構成においても、電極３ａ〜３ｃの表面とグレーズ層２の表面との段差が小さくなり、従来技術と比較して優れた効果が得られる。

また、第１実施形態においては、電極３ａ〜３ｃの全体をグレーズ層２に沈下させているが、これには限らない。電極３ａ〜３ｃの各部のうち、少なくとも抵抗体４が重ねて形成される部分が沈下していればよい。

電極３ａ〜３ｃをグレーズ層２に沈下した状態とする方法は、本実施形態の方法に限られず、例えばグレーズ層における電極形成部位を電極の厚みに応じて凹状に削り取り、この削り取った凹状部分に電極を厚膜印刷などにより形成する方法としてもよい。

第２実施形態の製造方法においては、金の薄膜３Ａ，３Ｂを積層させたが、たとえば金の薄膜３Ａを１．６μｍ程度の厚さに成膜し、この薄膜３Ａに対して複数回のエッチングを施すことにより、ボンディングパッド３２の厚さが他の部分よりも厚い個別電極３ｄを形成してもよい。同様の手法により、共通電極３ｅを形成してもよい。

Claims (16)

1. 基板と、
   上記基板上に形成されたグレーズ層と、
   上記グレーズ層上に互いに間隔をおいて設けられた複数の電極と、
   上記複数の電極に跨がるようにしてこれら複数の電極上および上記グレーズ層上に重なって形成された抵抗体と、を備えているサーマルプリントヘッドであって、
   上記各電極のうち、少なくとも上記抵抗体が重なっている部分は、上記グレーズ層に対して沈下した構成とされている、サーマルプリントヘッド。
2. 上記各電極のうち、上記抵抗体が重なっている部分は、その表面が上記グレーズ層の表面と面一となる深さに沈下している、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 上記複数の電極および上記抵抗体を覆う保護層をさらに有している、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 上記複数の電極は、上記グレーズ層の軟化温度よりも融点が高く、かつ上記グレーズ層よりも比重が大きい金属により構成されている、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
5. 上記抵抗体の幅は、上記各電極のうち上記抵抗体が重なっている部分の幅よりも小さい、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
6. 上記抵抗体は、主走査方向に延びる帯状であり、
   上記複数の電極は、複数の個別電極と少なくとも１以上の共通電極とを含んでおり、
   上記共通電極は、上記抵抗体に対して副走査方向において離間し、かつ主走査方向に延びる少なくとも１以上の帯状部と、上記帯状部から上記抵抗体を横切って副走査方向に延びており、かつ副走査方向において並ぶ複数の枝部とを有しており、
   上記複数の個別電極は、それぞれが上記抵抗体を横切って副走査方向に帯びる帯状部を含み、かつ上記共通電極の上記複数の枝部と主走査方向において交互に並んでいる、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
7. 上記共通電極は、上記抵抗体を挟んで副走査方向において離間する１対の上記帯状部を有する、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
8. 少なくとも１以上の上記枝部は、上記１対の帯状部を連結している、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
9. 上記複数の電極には、ワイヤボンディングのためのボンディングパッドが形成されており、
   各ボンディングパッドは、上記グレーズ層から突出している、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
10. 上記ボンディングパッドの上記グレーズ層からの突出高さは、１μｍ以上である、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
11. 上記ボンディングパッドは、上記各電極のうち上記ボンディングパッド以外の部分よりも厚さが厚い、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
12. 上記ボンディングパッドは、その表面が上記グレーズ層の表面と面一とされた本体層と、この本体層上に形成された追加層とを含む、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
13. 基板上に形成されたグレーズ層上に、互いに間隔をおいて複数の電極を形成する工程と、
    抵抗体を上記複数の電極に跨がらせるようにして上記グレーズ層および上記複数の電極上に重ねて形成する工程と、
    を有している、サーマルプリントヘッドの製造方法であって、
    上記複数の電極を形成した後、上記抵抗体を形成する前において、上記グレーズ層の少なくとも一部分を加熱して軟化させることにより、上記各電極の少なくとも一部ずつを上記グレーズ層に対して沈下させる電極沈下工程を有している、サーマルプリントヘッドの製造方法。
14. 上記抵抗体を形成する工程は、抵抗体材料の膜を形成した後に、この膜に対してドライエッチングを施すことにより行なう、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
15. 上記電極沈下工程の前に、上記各電極の一部に追加層を形成する工程をさらに有する、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
16. 上記電極沈下工程の後に、上記各電極の少なくとも一部に重なる追加層を形成する工程をさらに有する、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。

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