WO2014112148A1 - サーマルプリントヘッド及びサーマルプリントヘッド用基板、並びに、サーマルプリントヘッドの製造方法及びサーマルプリントヘッド用基板の製造方法 - Google Patents

サーマルプリントヘッド及びサーマルプリントヘッド用基板、並びに、サーマルプリントヘッドの製造方法及びサーマルプリントヘッド用基板の製造方法 Download PDF

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    • B41J2/3354—Structure of thermal heads characterised by geometry

Definitions

  • Thermal print heads usually form a heat storage layer mainly composed of glass paste on a ceramic substrate, and the conductor layer, heating resistor, and device that transmit electrical signals to the surface of the heat storage layer are protected from wear and corrosion. It has a laminated structure in which a protective layer for protection is formed.
  • the inclined surface type thermal print head can increase the printing pressure on the recording medium as compared with the flat type thermal print head. Therefore, even hard paper or paper with a rough surface can be printed without fading and has excellent printing characteristics.
  • the heat storage layer tends to be thin at the intersection of the inclined surface and other surfaces, and the ceramic substrate may be exposed at the intersection. Was formed thick. As a result, it took time to diffuse the thermal energy from the heat storage layer to the substrate side, the thermal responsiveness of the apparatus deteriorated, and it was not suitable for high-speed printing.
  • the present invention has been made in view of the above points, and has a thermal printhead having excellent thermal characteristics, a thermal printhead substrate having excellent print characteristics, and a method for manufacturing a thermal printhead. And it aims at providing the manufacturing method of the board
  • a thermal print head includes a predetermined end surface, a corner portion connected to the end surface and having a predetermined curvature, and the end surface connected to the corner portion. And an insulating substrate having a principal surface formed substantially perpendicular to the end surface, the corner and the principal surface, and a region corresponding to the corner is formed thinner than other regions.
  • a heat storage layer, a conductor layer provided on the opposite side to the substrate of the heat storage layer, and a heat generation provided on a side opposite to the heat storage layer of the conductor layer and corresponding to the corner portion A resistor, and a protective layer provided on a side opposite to the heat storage layer of the conductive layer and the heating resistor.
  • the heat storage layer provided on the end face, corners and main surface forms a wide heat storage layer on the substrate, covering the surface of the substrate having irregularities and smoothing the surface of the substrate covered with the heat storage layer. Can be given. In addition, heat energy can be retained, and high-speed printing of the apparatus is possible.
  • the conductor layer and the heating resistor are covered with the protective layer, thereby improving the durability of the device. it can.
  • a method of manufacturing a thermal print head includes a predetermined end face and a corner portion having a predetermined curvature and a corner portion having a predetermined curvature.
  • a heat storage layer forming step for forming a heat storage layer in which an area corresponding to the corner portion is thinner than other areas on an insulating substrate having a main surface formed substantially perpendicular to the end face, and the corner portion A heating resistor forming step of forming a heating resistor at the position.
  • the thermal print head according to the present invention has good thermal responsiveness and has excellent printing characteristics.
  • the thermal printhead substrate according to the present invention has good thermal responsiveness.
  • the method for manufacturing a thermal print head according to the present invention can manufacture a thermal print head having good thermal responsiveness and having excellent printing characteristics.
  • substrate for thermal print heads which concerns on this invention can manufacture the board
  • a thermal print head 1 as an example of a thermal print head to which the present invention is applied includes a substrate 2, a heat storage layer 3, a conductor layer 4, a heating resistor 5, and a protective layer 6. It has.
  • the corner portion 9 of the substrate does not necessarily have to be polished so as to be a curved surface having a circumferential curvature with a radius of 0.8 mm.
  • the corner 9 of the substrate has a circumference with a radius of 0.8 mm from the viewpoint of facilitating film formation of the heat storage layer 3 and the like with respect to the corner 9 of the substrate and the difficulty of shifting the position of the heating resistor 5. It is preferable that the polishing process is performed so as to obtain a curved surface having the following curvature.
  • the substrate 2 is not necessarily formed of ceramic, and is not particularly limited as long as it is an insulating material.
  • a conductor layer 4 is formed on the surface of the heat storage layer 3.
  • the conductor layer 4 serves as a wiring for transmitting an electrical signal on the substrate, and is required, for example, for connecting a driver IC (not shown) and the heating resistor 5 to drive the heating resistor 5.
  • the thickness of the heat storage layer 3 on the surface portion of the corner portion 9 is not necessarily formed to be 30 ⁇ m or less. However, from the viewpoint of improving the thermal responsiveness of the device, it is preferable that the heat storage layer 3 on the surface portion of the corner portion 9 has a thickness of 30 ⁇ m or less. Furthermore, it is more preferable that the thickness of the heat storage layer 3 on the surface portion of the corner portion 9 is in the range of 10 to 30 ⁇ m from the viewpoint of improving the thermal response of the apparatus.
  • the printing medium 13 and the ink ribbon 14 are sandwiched between the thermal print head 1 and the platen roller 12, and printing is performed.
  • the platen roller 12 is a device that sends out the print medium 13.
  • a conductor layer 4 and a heating resistor 5 are formed on the heat storage layer 3.
  • the conductor layer 4 and the heating resistor 5 can be formed by a known method. For example, it can be formed by firing after thick film printing. Further, the conductor layer 4 and the heating resistor 5 can be formed into a thin film by sputtering. The thin film can be etched by a photolithography process to provide a wiring pattern.
  • Sample preparation A sample was prepared by a manufacturing method to which the present invention was applied.
  • a ceramic substrate in which a curved surface having a circumferential curvature having an end face width of about 3 mm and a corner portion having a radius of 0.8 mm was polished was used.
  • a commercially available glass paste was used to form the heat storage layer.
  • the horizontal axis indicates the angle from the vertical line, and the vertical axis indicates the film thickness of the heat storage layer.

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Abstract

本発明を適用したサーマルプリントヘッドの一例であるサーマルプリントヘッド１は、基板２と蓄熱層３と導体層４と発熱抵抗体５と保護層６を備えている。また、基板２は、基板上部の端面７と、略垂直な主面８と、端面７と主面８とを繋ぐ曲面に形成された角部９を有している。

Description

サーマルプリントヘッド及びサーマルプリントヘッド用基板、並びに、サーマルプリントヘッドの製造方法及びサーマルプリントヘッド用基板の製造方法
　本発明は、サーマルプリントヘッド及びサーマルプリントヘッド用基板、並びに、サーマルプリントヘッドの製造方法及びサーマルプリントヘッド用基板の製造方法に関する。詳しくは、良好な熱応答性を有し、優れた印字特性を備えるサーマルプリントヘッド及びサーマルプリントヘッド用基板、並びに、サーマルプリントヘッドの製造方法及びサーマルプリントヘッド用基板の製造方法に係るものである。
　ファクシミリやビデオプリンタ等の印刷用電子デバイスの１つとしてサーマルプリントヘッドが用いられている。現在では、バーコードやチケットへの印字、カラーフォトプリンタから医療装置用のプリンタまで、幅広い用途で利用されている。
　サーマルプリントヘッドは、絶縁性の基板に発熱抵抗体を一列に配置し、通電によりこれを選択的に発熱させる。また、転写方式の違いにより、熱エネルギーが記録媒体に含まれる発色剤と選択的に反応することにより、記録媒体へ印字を行う感熱式のプリンタと、インクリボンに塗布されたインクを用紙に転写して印刷する熱転写方式のプリンタが存在する。
　また、サーマルプリントヘッドは通常、セラミック基板の上にガラスペーストを主材料とする蓄熱層を形成し、この蓄熱層の表面に電気信号を伝達する導体層、発熱抵抗体、装置を摩耗や腐食から保護する保護層が形成された積層構造を有するものとなっている。
　また、凹凸が大きな粗い記録媒体に対しても良好な印字を可能にするために、基板に傾斜面を設けて、傾斜面上に発熱抵抗体を形成した傾斜面型のサーマルプリントヘッドが存在する。
　傾斜面型のサーマルプリントヘッドは、平面型のサーマルプリントヘッドに比べて記録媒体に対する印字圧を大きくすることができる。そのため、硬質紙や表面が粗い紙に対しても、かすれなく印字することができ、優れた印字特性を有する。
　しかしながら、傾斜面型のサーマルプリントヘッドでは、傾斜面と他の面の交線部分で蓄熱層が薄くなり易く、交線部分に於いてセラミック基板が露出する恐れがあるため、蓄熱層の膜厚が厚く形成されていた。この結果、蓄熱層から基板側への熱エネルギーの拡散に時間を要し、装置の熱応答性が悪くなり、高速印字に適さないものとなっていた。
　一方、蓄熱層の膜厚を薄く形成した場合には、熱エネルギーが基板側に拡散しやすくなり、装置の熱応答性が向上する。このことから、近年のサーマルプリントヘッドの開発では、高速印字に対応可能な装置とするために蓄熱層の膜厚を薄く形成することに重点が置かれてきた。
　このような流れの中、傾斜面型のサーマルプリントヘッドにおいても、基板の傾斜面及びこれに交線する他の面の表面上の蓄熱層の膜厚を薄く形成する試みがなされている。
　しかし、基板の傾斜面及びこれに交線する他の面の表面上の蓄熱層の膜厚を薄く形成した場合には、傾斜面と他の面の交線部分に段差が生じる。蓄熱層における段差は、蓄熱層の上部に設けられる配線層での断線や短絡を引き起こし、装置の印字不良の原因となってしまう。
　こうしたなか、蓄熱層を傾斜面上のみに薄く形成したサーマルプリントヘッドが存在し、例えば、特許文献１に記載のサーマルプリントヘッドが提案されている。
　ここで、特許文献１には、図１１に示すようなサーマルプリントヘッド１００が記載されている。サーマルプリントヘッド１００は、セラミック基板１０１と平坦な傾斜面１０２のみに薄く形成された蓄熱層１０３とを備える。傾斜面１０２は相対向する一対の主面１０４、１０５の一方の主面と端面との交線部分に形成される。
特開平７－２２７９８６号公報
　一般的にサーマルプリントヘッドの蓄熱層は、ガラスペーストを基板上に塗布し、乾燥させた後、焼成処理を経て形成される。この焼成時にセラミックの基板からガスが発生し、ガラスペーストの膜に不可避的に気泡が生じてしまう。
　ここで、ガラスペーストの膜が厚く形成される場合には、気泡に起因する膜上の凹凸を埋めるようにペーストがなじんでいき、焼成後の蓄熱層は平滑性を有したものとなる。
　しかし、特許文献１に記載のサーマルプリントヘッドのように、蓄熱層を全体的に薄くする場合には、ガラスペーストの膜上の気泡による凹凸が埋められないまま焼成し、焼成後の蓄熱層に凹凸が形成されてしまう。
　凹凸が形成された蓄熱層は、蓄熱性にばらつきが生じ、印字濃度にむらが生じてしまう。また、サーマルプリントヘッドと記録媒体との接触時の当たりが悪くなり、印字濃度にむらが生じるという不都合が存在する。即ち、単純に蓄熱層の全面を薄く形成したとしても、装置の熱応答性を良好なものにすることができない。
　本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、良好な熱応答性を有し、優れた印字特性を備えるサーマルプリントヘッド及びサーマルプリントヘッド用基板、並びに、サーマルプリントヘッドの製造方法及びサーマルプリントヘッド用基板の製造方法を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明のサーマルプリントヘッドは、所定の端面と、該端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と、該角部と連設されると共に前記端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板と、前記端面、前記角部及び前記主面に設けられると共に、前記角部に対応する領域が他の領域よりも薄く形成された蓄熱層と、該蓄熱層の前記基板とは逆側に設けられた導体層と、該導体層の前記蓄熱層とは逆側に設けられると共に、前記角部に対応する位置に形成された発熱抵抗体と、前記導体層及び前記発熱抵抗体の前記蓄熱層とは逆側に設けられた保護層とを備える。
　ここで、所定の端面と、端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と、角部と連設されると共に端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板によって、滑らかな角部を有するサーマルプリントヘッドを形成することができる。即ち、端面と主面の間の曲面を利用して、傾斜面型のサーマルプリントヘッドを構築することができる。
　また、端面、角部及び主面に設けられた蓄熱層によって、基板上に広く蓄熱層を形成することとなり、凹凸を有する基板の表面を覆い、蓄熱層に覆われた基板の表面に平滑性を持たせることができる。また、熱エネルギーを保持することができ、装置の高速印字を可能にする。
　また、角部に対応する領域が他の領域よりも薄く形成された蓄熱層によって、装置の熱応答性を向上させることができる。即ち、部分的に薄く形成されることから表面に凹凸が生じにくく、その領域においては熱への反応性が高い蓄熱層となっている。
　また、蓄熱層の基板とは逆側に設けられた導体層によって、基板上に電気信号を伝達させることができる。
　また、導体層の蓄熱層とは逆側に設けられると共に、角部に対応する位置に形成された発熱抵抗体によって、印字圧を高めることができる。即ち、傾斜面型のサーマルプリントヘッドを構築することができる。
　また、角部に対応する領域が他の領域よりも薄く形成された蓄熱層と、角部に対応する位置に形成された発熱抵抗体を有することによって、装置の熱応答性を良好なものにすることができる。即ち、蓄熱層が薄くなった領域に発熱抵抗体を設けることで、他の領域に設ける場合よりも、発熱と放熱を素早いものにすることができる。
　また、導体層及び発熱抵抗体の蓄熱層とは逆側に設けられた保護層によって、導体層と発熱抵抗体を保護層で覆うことになり、装置の耐久性を向上させることができる。
　また、蓄熱層の角部に対応する領域の厚みと蓄熱層の他の領域の厚みの比率が１：１．６以上である場合には、蓄熱層の平滑性を担保しつつ、装置の熱応答性をより向上させることができる。
　また、蓄熱層の角部に対応する領域の厚みが３０μｍ以下に形成された場合には、角部の蓄熱効果を担保しつつ、装置の熱応答性をさらに一層向上させることができる。
　また、上記の目的を達成するために、本発明のサーマルプリントヘッド用基板は、所定の端面と、該端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と、該角部と連設されると共に前記端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板と、前記端面、前記角部及び前記主面に設けられると共に、前記角部に対応する領域が他の領域よりも薄く形成された蓄熱層とを備える。
　ここで、所定の端面と、端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と、角部と連設されると共に端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板によって、滑らかな角部を有するサーマルプリントヘッドを形成することができる。即ち、端面と主面の間の曲面を利用して、傾斜面型のサーマルプリントヘッドを構築することができる。
　また、端面、角部及び主面に設けられた蓄熱層によって、基板上に広く蓄熱層を形成することとなり、凹凸を有する基板の表面を覆い、蓄熱層に覆われた基板の表面に平滑性を持たせることができる。また、熱エネルギーを保持することができ、装置の高速印字を可能にする。
　また、角部に対応する領域が他の領域よりも薄く形成された蓄熱層によって、装置の熱応答性を向上させることができる。即ち、部分的に薄く形成されることから表面に凹凸が生じにくく、その領域においては熱への反応性が高い蓄熱層となっている。
　また、蓄熱層の基板とは逆側に導体層を設けることによって、基板上に電気信号を伝達させることができる。
　また、角部に対応する位置に発熱抵抗体を配置することによって、印字圧を高めることができる。即ち、傾斜面型のサーマルプリントヘッドを構築することができる。
　また、角部に対応する領域が他の領域よりも薄く形成された蓄熱層の角部に対応する位置に発熱抵抗体を配置することによって、装置の熱応答性を良好なものにすることができる。即ち、蓄熱層が薄くなった領域に発熱抵抗体を設けることで、他の領域に設ける場合よりも、発熱と放熱を素早いものにすることができる。
　また、基板の蓄熱層の表面に導体層及び発熱抵抗体を設け、さらに保護層を設けることによって、導体層と発熱抵抗体を保護層で覆うことになり、装置の耐久性を向上させることができる。
　また、上記の目的を達成するために、本発明のサーマルプリントヘッドの製造方法は所定の端面と該端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と該角部と連設されると共に前記端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板に前記角部に対応する領域が他の領域よりも薄い蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程と、前記角部に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを備える。
　ここで、所定の端面と端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と角部と連設されると共に端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板によって、滑らかな角部を有するサーマルプリントヘッドを形成することができる。即ち、端面と主面の間の曲面を利用して、傾斜面型のサーマルプリントヘッドを構築することができる。
　また、端面、角部及び主面に設けられた蓄熱層によって、基板上に広く蓄熱層を形成することとなり、凹凸を有する基板の表面を覆い、蓄熱層に覆われた基板の表面に平滑性を持たせることができる。また、熱エネルギーを保持することができ、装置の高速印字を可能にする。
　また、角部に対応する領域が他の領域よりも薄い蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程によって、装置の熱応答性を向上させることができる。即ち、部分的に薄く形成されることから凹凸が生じにくく、その領域においては熱への反応性が高い蓄熱層を形成することができる。
　また、蓄熱層の基板とは逆側に導体層を設けることによって、基板上に電気信号を伝達させることができる。
　また、角部に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程によって、印字圧を高めることができる。即ち、傾斜面型のサーマルプリントヘッドを構築することができる。
　また、角部に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程によって、装置の熱応答性を良好なものにすることができる。即ち、蓄熱層が薄くなった領域に発熱抵抗体を設けることで、他の領域に設ける場合よりも、発熱と放熱を素早いものにすることができる。
　また、基板の蓄熱層の表面に導体層及び発熱抵抗体を設け、さらに保護層を設けることによって、導体層と発熱抵抗体を保護層で覆うことになり、装置の耐久性を向上させることができる。
　また、蓄熱層形成工程が、基板に膜を形成する工程と膜を溶かす工程とを備える場合には、部分的に膜の厚みが薄くなった蓄熱層を形成することができる。即ち、蓄熱層の平滑性を担保しつつ、装置の熱応答性を良好なものにすることができる。
　また、上記の目的を達成するために、本発明のサーマルプリントヘッド用基板の製造方法は、所定の端面と該端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と該角部と連設されると共に前記端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板に前記角部に対応する領域が他の領域よりも薄い蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程を備える。
　ここで、所定の端面と端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と角部と連設されると共に端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板によって、滑らかな角部を有するサーマルプリントヘッドを形成することができる。即ち、端面と主面の間の曲面を利用して、傾斜面型のサーマルプリントヘッドを構築することができる。
　また、端面、角部及び主面に設けられた蓄熱層によって、基板上に広く蓄熱層を形成することとなり、凹凸を有する基板の表面を覆い、蓄熱層に覆われた基板の表面に平滑性を持たせることができる。また、熱エネルギーを保持することができ、装置の高速印字を可能にする。
　また、角部に対応する領域が他の領域よりも薄い蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程によって、装置の熱応答性を向上させることができる。即ち、部分的に薄く形成されることから凹凸が生じにくく、その領域においては熱への反応性が高い蓄熱層を形成することができる。
　また、蓄熱層の基板とは逆側に導体層を設けることによって、基板上に電気信号を伝達させることができる。
　また、角部に対応する位置に発熱抵抗体を配置することによって、印字圧を高めることができる。即ち、傾斜面型のサーマルプリントヘッドを構築することができる。
　また、角部に対応する位置に発熱抵抗体を配置することによって、装置の熱応答性を良好なものにすることができる。即ち、蓄熱層が薄くなった領域に発熱抵抗体を設けることで、他の領域に設ける場合よりも、発熱と放熱を素早いものにすることができる。
　また、基板の蓄熱層の表面に導体層及び発熱抵抗体を設け、さらに保護層を設けることによって、導体層と発熱抵抗体を保護層で覆うことになり、装置の耐久性を向上させることができる。
　本発明に係るサーマルプリントヘッドは、良好な熱応答性を有し、優れた印字特性を備えたものとなっている。
　また、本発明に係るサーマルプリントヘッド用基板は、良好な熱応答性を有するものとなっている。
　また、本発明に係るサーマルプリントヘッドの製造方法は、良好な熱応答性を有し、優れた印字特性を備えたサーマルプリントヘッドを製造できるものとなっている。
　また、本発明に係るサーマルプリントヘッド用基板の製造方法は、良好な熱応答性を有するサーマルプリントヘッド用基板を製造できるものとなっている。
本発明を適用したサーマルプリントヘッドの一例を示す概略図（ａ）及び発熱抵抗体の周辺を拡大した概略図（ｂ）である。 基板角部の蓄熱層の厚みを示す概略図である。 発熱抵抗体を角部に設けたサーマルヘッドの使用例を示す概略図である。 ガラスペーストの塗布段階を示す概略図（ａ）及び焼成後の蓄熱層を示す概略図（ｂ）である。 基板角部の蓄熱層膜厚の測定結果を示すグラフである。 発熱抵抗体を角部に設けたサーマルヘッドを示す概略図（ａ）及び発熱抵抗体を端面に設けたサーマルヘッドを示す概略図（ｂ）である。 発熱抵抗体を角部に設けたサーマルヘッドによるマトリックス型二次元コードの印刷例を示す概略図（ａ）及び発熱抵抗体を端面に設けたサーマルヘッドによるマトリックス型二次元コードの印刷例を示す概略図（ｂ）である。 蓄熱層の表面状態確認で用いる基準写真のうち、表面状態良好（○）の基準写真（ａ）及び表面状態やや不良（△）の基準写真（ｂ）である。 蓄熱層の表面状態確認で用いる基準写真のうち、表面状態不良（×）の基準写真（ｃ）及び表面状態不良（×）の基準写真（ｄ）である。 印字状態の確認の参考写真のうち、印字状態良好（○）の写真（ａ）、印字状態不良（×）の写真（ｂ）及び印字状態不良（×）の写真（ｃ）である。 従来のサーマルプリントヘッドを示した概略図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
　図１は、本発明を適用したサーマルプリントヘッドの一例を示す概略図（ａ）及び発熱抵抗体の周辺を拡大した概略図（ｂ）である。図２は、基板角部の蓄熱層の厚みを示す概略図である。図３は、発熱抵抗体を角部に設けたサーマルヘッドの使用例を示す概略図である。
　ここで、図１（ａ）に示すように、本発明を適用したサーマルプリントヘッドの一例であるサーマルプリントヘッド１は、基板２と蓄熱層３と導体層４と発熱抵抗体５と保護層６を備えている。
　また、基板２は、基板上部の端面７と、略垂直な主面８と、端面７と主面８とを繋ぐ曲面に形成された角部９を有している。また、角部９は、半径が０．８ｍｍである円周の曲率を有する曲面となるように研磨加工が施されている（Ｒ＝０．８ｍｍ）。また、基板２はセラミックで形成されている。
　ここで、基板の角部９は、必ずしも、半径が０．８ｍｍである円周の曲率を有する曲面となるように研磨加工が施される必要はない。但し、基板の角部９に対する蓄熱層３などの膜形成を容易にする点及び発熱抵抗体５の位置をずれにくくする点から、基板の角部９は、半径が０．８ｍｍである円周の曲率を有する曲面となるように研磨加工が施されることが好ましい。
　また、基板２は必ずしもセラミックで形成される必要はなく、絶縁性を有する素材であれば特に限定されるものではない。
　図１（ａ）に示すように、基板２の表面上に、蓄熱層３が形成されている。蓄熱層３は、発熱抵抗体５からの熱エネルギーを保持する。また、蓄熱層３はガラスペーストにより形成されている。なお、基板２と蓄熱層３を併せたものが、本発明を適用したサーマルヘッド用基板の一例に該当するものである。
　また、蓄熱層３の表面上に導体層４が形成されている。導体層４は、基板上に電気信号を伝達させるための配線となり、例えば、ドライバＩＣ（図示せず）と発熱抵抗体５を接続し、発熱抵抗体５を駆動させるために必要とされる。
　また、発熱抵抗体５は導体層４と接続して設けられている。発熱抵抗体５に選択的に電流を流し発熱させることで、記録媒体に印字を行う部分となっている。
　また、図１（ｂ）に示すように、発熱抵抗体５は、基板２の角部９の曲面に対応する位置に設けられている。発熱抵抗体５が角部９に存在することで、記録媒体に対する印字圧を高めることができる。
　また、保護層６は、導体層４及び発熱抵抗体５を覆う層であり、装置を摩耗や腐食から保護するものとなっている。
　また、図２は、基板２の角部９の周辺の構造と蓄熱層３の厚みを示している。角部９の表面部分の蓄熱層３は、端面７や主面８の表面上に設けられた蓄熱層３の厚みよりも薄く形成されている。また、角部９の表面部分の蓄熱層３の厚みは３０μｍ以下に形成されることが好ましい。
　ここで、必ずしも、角部９の表面部分の蓄熱層３の厚みは３０μｍ以下に形成される必要はない。但し、装置の熱応答性が向上する点から、角部９の表面部分の蓄熱層３の厚みが３０μｍ以下に形成されることが好ましい。さらに、装置の熱応答性が向上する点から、角部９の表面部分の蓄熱層３の厚みが１０～３０μｍの範囲に形成されることがより好ましい。
　また、発熱抵抗体５は、基板の角部９の曲面の円周中心１０を起点に主面８に垂直線１１を引き、垂直線を角度約０°とした場合の角度約２５°～約６５°の範囲に対応する位置に設けられることが好ましい。
　一方で、発熱抵抗体５の設けられる位置が、垂直線１１を基準とした角度約２５°～約６５°の範囲を外れる場合には、蓄熱層３の所望の膜厚を外れ、装置の熱応答性が悪くなってしまう。
　図３には、上記の様に構成されたサーマルプリントヘッド１の使用例を示している。
　図３に示すように、サーマルプリントヘッド１とプラテンローラー１２の間に、印字媒体１３及びインクリボン１４が挟まれて印字が行われる。プラテンローラー１２は印字媒体１３を送り出す装置である。
　サーマルプリントヘッド１は、発熱抵抗体５が設けられた角部９の部分で、プラテンローラー１２側へ印字圧力をかける配置となっている。サーマルプリントヘッド１が所定の発熱パターンで発熱することで、インクが印字媒体１３に印字される。また、印字媒体１３が進行方向へと送り出されることで、連続的な印字がなされるものとなっている。
　以下、本発明を適用したサーマルプリントヘッドの製造方法について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下に説明する方法は、本発明を適用した製造方法の一例であり、本発明の内容は以下に記載のものに限定されるものではない。
　図４は、ガラスペーストの塗布段階を示す概略図（ａ）及び焼成後の蓄熱層を示す概略図（ｂ）である。
　まず、図４（ａ）に示すように、セラミック製の基板２の端面７、主面８及び角部９に非晶質ガラスを主成分とするガラスペーストをスクリーン印刷，スプレー等で塗布して乾燥させ、ガラスペーストの膜１９を形成する。
　次に、ガラスペーストを塗布した基板２に乾燥処理を施す。乾燥処理は、用いたガラスペーストの条件にて行う。なお、ガラスペーストの膜は、所定の厚みを有するまで塗布と乾燥の工程を繰り返してもよい。
　続いて、乾燥させた基板２に焼成処理を施す。焼成処理は、用いたガラスペーストの条件にて行う。図４（ｂ）に示すように、焼成処理によりガラスペーストが融解し、焼成後、基板２の上には、平滑な表面を持ちつつ、角部９に対応する位置が薄くなった蓄熱層３が形成される。なお、焼成処理までが、本発明を適用したサーマルプリントヘッド用基板の製造方法の一例に該当する。
　角部９の蓄熱層３が薄く形成される理由として、表面張力の作用が考えられる。焼成時に融解したペーストが表面張力により、基板２の端面７及び主面８の中央領域に凝集しようとすることで角部９上のペーストが薄くなる。焼成処理が進み、ペーストがそのまま固化することで、蓄熱層３が形成されるものと思われる。なお、図４（ｂ）に示す矢印Ａは、端面７の中央領域側へのペーストの移動、矢印Ｂは、主面８の中央領域側へのペーストの移動を示している。
　また、蓄熱層３の上部には、導体層４及び発熱抵抗体５が形成される。導体層４及び発熱抵抗体５は既知の方法で形成することができる。例えば、厚膜印刷した後に、これを焼成することによって形成することができる。また、導体層４及び発熱抵抗体５をスパッタリングにより薄膜形成することもできる。薄膜にフォトリソ工程によるエッチングを行って、配線パターンを設けることができる。
　また、発熱抵抗体５は、基板２の角部９に対応する位置に形成する。この領域の蓄熱層３は、他の領域よりも薄く形成されているため、装置の熱応答性を良好なものにすることができる。
　以下、本発明の実施例を説明する。
　（１）サンプル作製
　本発明を適用した製造方法によりサンプルを作製した。基板は、端面の幅が約３ｍｍ、角部に半径が０．８ｍｍである円周の曲率を有する曲面が研磨加工されたセラミック製のものを用いた。蓄熱層を形成するガラスペーストは市販のものを用いた。
　（２）基板角部の蓄熱層膜厚の測定方法
　図５は、基板角部の蓄熱層膜厚の測定結果を示すグラフである。
　上記のように作製したサンプルについて基板角部の蓄熱層膜厚を調べるために、膜厚測定を行った。蓄熱層の膜厚は、サンプルの断面を測定した。基板角部の曲面の円周中心から主面に垂直線を引き、垂直線の位置を角度約０°とした。基板角部上の角度約０°、約２３°、約４５°、約６７°、約９０°の位置で蓄熱層の厚みを測定した。また、サンプルは１０個作製し、全てのサンプルの測定結果の平均値をその領域の膜厚とした。ここでいう角度約０°は基板の主面、角度約９０°は基板の端面に該当する。また、図５のグラフではいずれも、横軸は垂直線からの角度、縦軸は蓄熱層の膜厚を示している。
　表１に基板角部の蓄熱層膜厚の測定結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図５には、それぞれの角度における蓄熱層膜厚測定の結果を示す。図５が示すように、基板角部上の垂直線からの角度約２３°、約４５°及び約６７°の領域の蓄熱層膜厚が３０μｍ以下であり、膜厚が薄くなっていた。角度約０°及び角度約９０°では、膜厚が３０μｍより大きな値となっていた。
　（３）印字試験方法
　図６は、発熱抵抗体を角部に設けたサーマルヘッドを示す概略図（ａ）及び発熱抵抗体を端面に設けたサーマルヘッドを示す概略図（ｂ）である。図７は、発熱抵抗体を角部に設けたサーマルヘッドによるマトリックス型二次元コードの印刷例を示す概略図（ａ）及び発熱抵抗体を端面に設けたサーマルヘッドによるマトリックス型二次元コードの印刷例を示す概略図（ｂ）である。
　上記のように作製したサンプルの印字品質を調べるために印字試験を行った。実施例１の構造を図６（ａ）に示す。実施例１は、基板端面から角部の曲面の円周中心に垂直線を引き、垂直線から角度約４５°の位置に発熱抵抗体を設けたサーマルプリントヘッドである。また、比較例１の構造を図６（ｂ）に示す。比較例１は、基板端面上に発熱抵抗体を設けたサーマルプリントヘッドである。図６（ａ）に示すように、実施例１では、プラテンローラー１２が基板の斜め方向から発熱抵抗体５と接する。また、図６（ｂ）で示すように、比較例１では、プラテンローラー１２が基板の端面に対向する方向から発熱抵抗体５と接する。印字試験では、２ｄｏｔ／ｃｅｌｌのセルサイズのマトリックス型二次元コードを、印字速度２００ｍｍ／ｓｅｃで印字し、印字されたマトリックス型二次元コードの外観で印字品質を確認した。なお、図７（ａ）、図７（ｂ）に示す矢印Ｚは印字方向を示している。
　図７は、実施例１及び比較例１で印字したマトリックス型二次元コードを示す図である。
　図７（ａ）に示すように、実施例１の印字では、マトリックス型二次元コード上部の位置１５が充分な濃度で印字されている。このことから実施例１は、印字始めの熱の立ち上がりが良く、装置の熱応答性が良好なものであることが分かる。
　また、図７（ａ）では、マトリックス型二次元コード下部の位置１６が、印字の尾引きが少なく、きれいに印字されている。このことから実施例１は、印字終わりの熱の立ち下りがよく、放熱性に優れ、装置の熱応答性が良好なものであることが分かる。よって、実施例１は、熱応答性が良好であり、優れた印字特性を有するものであることがいえる。
　一方、図７（ｂ）に示すように、比較例１の印字では、マトリックス型二次元コード上部の位置１７の印字が薄くなっている。このことから比較例１は、印字始めの熱の立ち上がりが悪く、装置の熱応答性が充分なものとはなっていない。
　また、図７（ｂ）では、マトリックス型二次元コード下部の位置１８が、印字の尾引きが生じ、不要な領域にまで印字がなされている。このことから比較例１は、印字終わりの熱の立ち下りが悪く、装置の熱応答性が充分なものとはなっていない。
　以上のように製造されたサーマルプリントヘッドは、蓄熱層の表面に平滑性を有し、熱応答性が良好なものとなっている。また、基板の角部に対応する蓄熱層が充分に薄いものとなっているため、装置の熱応答性を一層高め、高速印字を可能なものとしている。
　また、基板の角部に発熱抵抗体を有していることから、記録媒体に高い印字圧をかけることが可能であり、優れた印字特性を示すものとなっている。また、記録媒体を送り出すプラテンローラーとの接触面積が小さくなることで、インクリボンの剥離性が向上し、高品質な印字が可能となる。さらに、基板の角部の曲面を滑らかにすることで、インクリボンへの負荷を低減し、リボンが破れる等の印字トラブルを減らすことができる。
　続いて、本発明を適用したサーマルプリントヘッドを実施例、前述の特許文献１に記載されたサーマルプリントヘッドを比較例として、蓄熱層を形成するペーストの粘度と、蓄熱層膜厚、表面状態及び印字状態との関係性を調べるために、以下の試験を行った。なお、ここでいう比較例とは、図１１に示すような、傾斜面にのみ蓄熱層が形成された構造のものをさす。実施例については前述した（１）サンプル作製の方法で作製した。また、比較例については、特許文献１に記載の既知の方法と同様に作製した。
　（４）粘度調整及び粘度測定試験
　蓄熱層ペーストの粘度調整及び粘度測定を行った。粘度測定は、次の手順で行った。蓄熱層を形成するガラスペーストに専用の希釈液を適量加えて攪拌した。希釈後のペーストについて、ブルックフィールド社製の粘度計（スピンドル１４／チャンバー６Ｒ）を用いて、２５℃／１０rpm の条件で３分間回転後に粘度測定を行った。蓄熱層ペーストの粘度は、実施例が９７、５２、２５、１１（Ｐａ）の４段階、比較例が９７、５２、２５、１１、５（Ｐａ）の５段階に設定された。実施例及び比較例について、各粘度の蓄熱層ペーストから形成されたサンプルが作製された。
　（５）蓄熱層膜厚の測定方法
　蓄熱層膜厚の測定は、前述した（２）基板角部の蓄熱層膜厚の測定方法と同様に行った。
　（６）表面状態確認試験
　実施例及び比較例について表面状態の確認を行った。発熱体形成部周辺の表面を実体顕微鏡で観察した。観察倍率は２０倍とした。図８及び図９に示す基準写真との比較で判定を行い、表面状態を評価した。例えば、図８（ａ）の写真は表面に凹部が無く、表面状態良好（○）の基準写真とした。また、図８（ｂ）の写真では、小さな凹部がいくつか存在しており、表面状態やや不良（△）の基準写真とした。さらに、図９（ｃ）に示す小さな凹部が多数存在するものや、図９（ｄ）に示す大きな凹部が存在するものは表面状態不良（×）の基準写真とした。なお、図８及び図９では、写真中の矢印で示した部分が凹部に該当する。
　（７）印字状態確認試験
　実施例及び比較例のサーマルプリントヘッドを印字機に取り付け、複数の印字パターンで感熱紙に印字を行い、印字状態の確認を行った。印字速度は２００ｍｍ／ｓｅｃに設定し、市松模様や縦、横、斜めのパターンを太線または細線で印字した。印字状態の確認は、印字物を目視で確認して評価した。例えば、図１０（ａ）に示した写真は、印字状態不良が確認されない印字物である。一方、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示した写真では、本来印字がなされるべき領域に空白が生じており、印字状態不良が確認された印字物に該当する。なお、図１０では、写真中の矢印で示した部分が印字状態不良を生じた部分である。
　表２に各種試験の測定結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、実施例及び比較例の両方で、蓄熱層を形成するペーストの粘度が下がると、蓄熱層の膜厚が薄くなっていくことが確認された。また、実施例では、調整した粘度範囲で、蓄熱層の膜厚が３０μｍ以下に形成され、充分に膜厚が薄いものとなっていた。
　一方、比較例では、ペーストの粘度が同一である実施例のサンプルに比べて、いずれも蓄熱層の膜厚が大きなものとなっていた。また、比較例では、ペーストの粘度の値によって、蓄熱層の膜厚が大きく異なるものとなっていた。
　また、表２に示すように、実施例では、蓄熱層の膜厚が１７．０μｍ以上のサンプルについては、表面状態が良好で、印字状態も良好なものとなっていた。一方、比較例では、蓄熱層の膜厚が３０μｍ以下のサンプルは、表面状態が悪く、膜厚２０μｍ以下のサンプルでは、印字状態不良が生じやすいものとなっていた。
　表２に示す結果から、本発明を適用したサーマルプリントヘッドは、蓄熱層のペーストの粘度が変化しても、膜厚が充分に薄い蓄熱層が形成されるものといえる。即ち、熱応答性に優れるだけでなく、製造過程における蓄熱層ペーストの粘度の許容範囲が広く、製造が容易なものとなっている。
　一方で、傾斜面部分のみに部分的に蓄熱層が形成される比較例では、蓄熱層のペーストの粘度により、蓄熱層の膜厚が大きくばらついてしまうものであった。また、実施例のサンプル程度までは、蓄熱層の膜厚を薄くすることが困難であった。
　また、蓄熱層の表面状態が良好である場合には、蓄熱性のばらつきが少なく、印字媒体との接触性が良いサーマルプリントヘッドとなる。本発明を適用したサーマルプリントヘッドは、蓄熱層の膜厚が１７．０μｍ以上のサンプルであれば、熱応答性に優れ、印字状態が良好な、実用性の高いサーマルプリントヘッドとなる。
　また、一般的には、蓄熱層が部分的に形成された構造のサーマルプリントヘッドの方が、蓄熱層が基板上に全体的に形成された構造よりも、熱応答性に優れるとされていた。しかしながら、蓄熱層の膜厚が充分に薄い構造、即ち、本発明のように、３０μｍ以下の膜厚の構造であれば、両者は同等レベルの熱応答性を有するものである。
　このように、本発明に係るサーマルプリントヘッドは、良好な熱応答性を有し、優れた印字特性を備えたものとなっている。
　また、本発明に係るサーマルプリントヘッド用基板は、良好な熱応答性を有するものとなっている。
　また、本発明に係るサーマルプリントヘッドの製造方法は、良好な熱応答性を有し、優れた印字特性を備えたサーマルプリントヘッドを製造できるものとなっている。
　また、本発明に係るサーマルプリントヘッド用基板の製造方法は、良好な熱応答性を有するサーマルプリントヘッド用基板を製造できるものとなっている。
　　　１　　　サーマルプリントヘッド
　　　２　　　基板
　　　３　　　蓄熱層
　　　４　　　導体層
　　　５　　　発熱抵抗体
　　　６　　　保護層
　　　７　　　端面
　　　８　　　主面
　　　９　　　角部
　　１０　　　基板角部の曲面の円周中心
　　１１　　　垂直線
　　１２　　　プラテンローラー
　　１３　　　印字媒体
　　１４　　　インクリボン
　　１５　　　マトリックス型二次元コードの上部の位置
　　１６　　　マトリックス型二次元コードの下部の位置
　　１７　　　マトリックス型二次元コードの上部の位置
　　１８　　　マトリックス型二次元コードの下部の位置
　　１９　　　ガラスペーストの膜
　矢印Ａ　　　端面側へのペーストの移動
　矢印Ｂ　　　主面側へのペーストの移動
　矢印Ｚ　　　印字方向

Claims (7)

  1. 　所定の端面と、該端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と、該角部と連設されると共に前記端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板と、
    　前記端面、前記角部及び前記主面に設けられると共に、前記角部に対応する領域が他の領域よりも薄く形成された蓄熱層と、
    　該蓄熱層の前記基板とは逆側に設けられた導体層と、
    　該導体層の前記蓄熱層とは逆側に設けられると共に、前記角部に対応する位置に形成された発熱抵抗体と、
    　前記導体層及び前記発熱抵抗体の前記蓄熱層とは逆側に設けられた保護層とを備える
    　サーマルプリントヘッド。
  2. 　前記蓄熱層の前記角部に対応する領域の厚みと同蓄熱層の他の領域の厚みの比率が１：１．６以上である
    　請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
  3. 　前記蓄熱層の前記角部に対応する領域の厚みは３０μｍ以下に形成された
    　請求項１または請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
  4. 　所定の端面と、該端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と、該角部と連設されると共に前記端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板と、
    　前記端面、前記角部及び前記主面に設けられると共に、前記角部に対応する領域が他の領域よりも薄く形成された蓄熱層とを備える
    　サーマルプリントヘッド用基板。
  5. 　所定の端面と該端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と該角部と連設されると共に前記端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板に前記角部に対応する領域が他の領域よりも薄い蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程と、
    　前記角部に対応する位置に発熱抵抗体を形成する発熱抵抗体形成工程とを備える
    　サーマルプリントヘッドの製造方法。
  6. 　前記蓄熱層形成工程は、前記基板に膜を形成する工程と、
    　前記膜を溶かす工程とを備える
    　請求項５に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
  7. 　所定の端面と該端面と連設されると共に所定の曲率を有する角部と該角部と連設されると共に前記端面と略垂直に形成された主面とを有する絶縁性の基板に前記角部に対応する領域が他の領域よりも薄い蓄熱層を形成する蓄熱層形成工程を備える
    　サーマルプリントヘッド用基板の製造方法。
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