特許 5697017 ヘッドユニット、プリンタおよびヘッドユニットの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5697017

(24)【登録日】2015年2月20日

(45)【発行日】2015年4月8日

(54)【発明の名称】ヘッドユニット、プリンタおよびヘッドユニットの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/335 20060101AFI20150319BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/335

   B41J2/335 101H

   B41J2/335 101C

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2010-212552(P2010-212552)

(22)【出願日】2010年9月22日

(65)【公開番号】特開2012-66461(P2012-66461A)

(43)【公開日】2012年4月5日

【審査請求日】2013年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142837

【弁理士】

【氏名又は名称】内野 則彰

(74)【代理人】

【識別番号】100123685

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 信行

(74)【代理人】

【識別番号】100166305

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(72)【発明者】

【氏名】三本木 法光

(72)【発明者】

【氏名】東海林 法宜

(72)【発明者】

【氏名】師岡 利光

(72)【発明者】

【氏名】頃石 圭太郎

【審査官】 名取 乾治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９４９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３７０３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２５３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１３７０４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−２５３９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８６０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１９８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第００／０１３９０７（ＪＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／３３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明のガラス材料からなるガラス基板の一表面に、外部から供給される電力により発熱する発熱体が形成されたサーマルヘッドと、
前記ガラス基板に積層状態に貼り合わされた支持体とを備え、
前記ガラス基板が、積層状態に接合された２枚の薄板基板からなり、少なくとも一方の薄板基板が、接合面における前記発熱体に対向する領域に開口する凹部を有し、
前記ガラス基板および前記支持体が、前記ガラス基板の前記一表面に沿う方向に相互に一致して配置された複数の位置決めマークを有し、
前記ガラス基板の前記位置決めマークが、前記発熱体と同一表面にパターニングによって形成されているヘッドユニット。

【請求項2】

前記ガラス基板の前記位置決めマークが、前記発熱体の中心位置と対応付けられて配置され、
前記支持体の前記位置決めマークが、前記支持体の基準となる位置を示す基準位置と対応付けられて配置されている請求項１に記載のヘッドユニット。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のヘッドユニットと、
前記サーマルヘッドの前記発熱体に感熱記録媒体を押し付けながら送り出すローラとを備えるプリンタ。

【請求項4】

透明なガラス材料からなり少なくとも一方が表面に凹部を有する２枚の薄板基板を、前記凹部の開口を閉塞するように積層状態に接合して透明なガラス基板を形成する接合工程と、
前記ガラス基板の一表面上に、発熱体と位置決めマークとを一緒にパターニングして形成する発熱体形成工程と、
支持体の一表面に位置決めマークを形成する支持体マーク形成工程と、
前記ガラス基板の位置決めマークと前記支持体の位置決めマークとが前記ガラス基板の前記一表面に沿う方向に相互に一致するように、前記ガラス基板と前記支持体とを積層状態に貼り合わせる貼り合わせ工程とを含むヘッドユニットの製造方法。

【請求項5】

前記支持体マーク形成工程が、前記支持体の外形形状の加工と一緒に前記位置決めマークを形成する請求項４に記載のヘッドユニットの製造方法。

【請求項6】

前記発熱体形成工程が、前記発熱体の中心位置と対応付けて前記位置決めマークを形成し、
前記支持体マーク形成工程が、前記支持体の基準となる位置を示す基準位置と前記位置決めマークを対応付けて形成する請求項４または請求項５に記載のヘッドユニットの製造方法。

【請求項7】

前記発熱体形成工程が、前記薄板基板における前記凹部に対向する領域に前記発熱体を形成する請求項５または請求項６に記載のヘッドユニットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヘッドユニット、プリンタおよびヘッドユニットの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、サーマルプリンタに用いられ、サーマルヘッドとこれを支持する支持体とを備えるヘッドユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。サーマルプリンタの印字品質は、ヘッドユニットにおけるサーマルヘッドと支持体の貼り合わせ精度により影響される。特許文献１に記載のヘッドユニットの製造方法は、複数の位置決めピンを有する治具を用い、サーマルヘッドと支持体を重ね合わせて共通の位置決めピンによりそれぞれ３点支持することで、サーマルヘッドと支持体とを位置決め状態にして貼り合わせることとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２８６０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のサーマルヘッドの製造方法では、サーマルヘッドの外形形状のばらつき（例えば、サーマルヘッドの外縁部の欠けや傾き）やサーマルヘッドと各位置決めピンとの接触位置のずれなどにより、サーマルヘッドと支持体とを精度よく位置決めして貼り合わせることができないという不都合ある。また、サーマルヘッドと支持体の貼り合わせ精度が低い結果、プリンタの印字品質を確保することが難しいという問題がある。

【0005】

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、プリンタの印字品質を確保することができるヘッドユニットおよび高印字品質を実現することができるプリンタを提供することを目的とする。また、このようなヘッドユニットを製造コストを上げずに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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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、透明のガラス材料からなるガラス基板の一表面に、外部から供給される電力により発熱する発熱体が形成されたサーマルヘッドと、前記ガラス基板に積層状態に貼り合わされた支持体とを備え、前記ガラス基板が、積層状態に接合された２枚の薄板基板からなり、少なくとも一方の薄板基板が、接合面における前記発熱体に対向する領域に開口する凹部を有し、前記ガラス基板および前記支持体が、前記ガラス基板の前記一表面に沿う方向に相互に一致して配置された複数の位置決めマークを有し、前記ガラス基板の前記位置決めマークが、前記発熱体と同一表面にパターニングによって形成されているヘッドユニットを提供する。

【0007】

本発明によれば、ガラス基板の一表面に発熱体が形成されたサーマルヘッドと支持体とが板厚方向に貼り合わされてヘッドユニットが構成される。複数の位置決めマークにより、ガラス基板と支持体とがガラス基板の一表面に沿う方向に位置決めされるので、サーマルヘッドと支持体が高精度に貼り合わされている。したがって、サーマルヘッドにおける発熱体の中心位置と、発熱体に感熱記録媒体を押し付けるローラの中心位置とが精度よく接触するようにプリンタに搭載し、プリンタの印字品質を確保することができる。

【0008】

上記発明においては、前記ガラス基板の前記位置決めマークが、前記発熱体の中心位置と対応付けられて配置され、前記支持体の前記位置決めマークが、前記支持体の基準となる位置を示す基準位置と対応付けられて配置されていることとしてもよい。

【0009】

このように構成することで、位置決めマークを基準にして、発熱体の中心位置と支持体の基準位置とが対応付けられる。したがって、サーマルヘッドの発熱体の中心位置とローラの中心位置とが一致するように、プリンタに精度よく搭載することができる。

【0010】

また、上記発明においては、前記ガラス基板が、積層状態に接合された２枚の薄板基板からなり、少なくとも一方の薄板基板が、接合面における前記発熱体に対向する領域に開口する凹部を有する。

【0011】

このように構成することで、表面に発熱体が形成された薄板基板は、発熱体において発生した熱を蓄積する蓄熱層として機能する。一方、薄板基板の接合面に形成された凹部は、薄板基板どうしが接合されて開口が閉塞されることにより、空洞部を形成する。この空洞部は、発熱体に対向する領域に形成されているので、発熱体において発生した熱が薄板基板を介して支持体側へ伝達されるのを断熱する中空断熱層として機能する。したがって、空洞部により、発熱体において発生した熱のうち、支持体側へ伝達される熱量を低減する一方、支持体とは反対側に伝達される熱量を増大し、印字効率を向上することができる。

【0012】

本発明は、上記本発明のヘッドユニットと、前記サーマルヘッドの前記発熱体に感熱記録媒体を押し付けながら送り出すローラとを備えるプリンタを提供する。
本発明によれば、サーマルヘッドと支持体とが高精度に貼り合わされたヘッドユニットにより、発熱体の中心とローラの中心との接触位置のずれ量を低減し、高印字品質を実現することができる。

【0013】

本発明は、透明なガラス材料からなり少なくとも一方が表面に凹部を有する２枚の薄板基板を、前記凹部の開口を閉塞するように積層状態に接合して透明なガラス基板を形成する接合工程と、前記ガラス基板の一表面上に、発熱体と位置決めマークとを一緒にパターニングして形成する発熱体形成工程と、支持体の一表面に位置決めマークを形成する支持体マーク形成工程と、前記ガラス基板の位置決めマークと前記支持体の位置決めマークとが前記ガラス基板の前記一表面に沿う方向に相互に一致するように、前記ガラス基板と前記支持体とを積層状態に貼り合わせる貼り合わせ工程とを含むヘッドユニットの製造方法を提供する。

【0014】

本発明によれば、支持体に対してサーマルヘッドが板厚方向に積層されたヘッドユニットが製造される。透明のガラス基板を用いることにより、貼り合わせ工程において、サーマルヘッドと支持体とを板厚方向に重ねて配置した状態で、ガラス基板の位置決めマークと支持体の位置決めマークとを目視により確認することができる。

【0015】

したがって、ガラス基板と支持体とをガラス基板の一表面に沿う方向に位置決めした状態で、高精度に貼り合わせることができる。これにより、高価な装置を用いることなく、印字品質を確保することができるヘッドユニットを簡易に製造することができる。

【0016】

上記発明においては、前記支持体マーク形成工程が、前記支持体の外形形状の加工と一緒に前記位置決めマークを形成することとしてもよい。
このように構成することで、効率的にガラス基板の位置決めマークと支持体の位置決めマークを形成することができる。

【0017】

また、上記発明においては、前記発熱体形成工程が、前記発熱体の中心位置と対応付けて前記位置決めマークを形成し、前記支持体マーク形成工程が、前記支持体の基準となる位置を示す基準位置と前記位置決めマークを対応付けて形成することとしてもよい。

【0018】

このように構成することで、貼り合わせ工程において、位置決めマークを基準にして、発熱体の中心位置と支持体の基準位置とを対応付けてガラス基板と支持体とを貼り合わせることができる。したがって、プリンタに搭載する場合にサーマルヘッドの発熱体の中心位置とローラの中心位置とを簡易に一致させることができるヘッドユニットを製造することができる。

【0019】

また、上記発明においては、前記発熱体形成工程が、前記薄板基板における前記凹部に対向する領域に前記発熱体を形成することとしてもよい。

【0020】

このように構成することで、接合工程により、薄板基板どうしの接合面に空洞部を有するガラス基板が形成される。この空洞部は薄板基板における発熱体に対向する領域に形成されることにより、発熱体において発生した熱が薄板基板を介して支持体側へ伝達されるのを断熱する中空断熱層として機能する。

【0021】

したがって、空洞部により、発熱体において発生した熱のうち、支持体側へ伝達される熱量を低減する一方、支持体とは反対側に伝達される熱量を増大し、印字効率を向上することができるヘッドユニットを簡易に製造することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、プリンタの印字品質を確保することができるという効果を奏する。また、サーマルヘッドと支持体とが精度よく貼り合わされたヘッドユニットを製造コストを上げずに簡易に製造することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の参考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2】図１のヘッドユニットをサーマルヘッド側から積層方向に見た図である。

【図3】図２のサーマルヘッドを保護膜側から積層方向に見た図である。

【図4】図３のサーマルヘッドのＡ−Ａ断面図である。

【図5】（ａ）は貼り合せ基準マークを示し、（ｂ）はヘッド合せ基準マークを示す図である。

【図6】本発明の参考実施形態に係るヘッドユニットの製造工程を示すフローチャートである。

【図7】顕微鏡によりモニタに表示される左右の貼り合せ基準マークおよびヘッド合せ基準マークを示す図である。

【図8】貼り合せ基準マークとヘッド合せ基準マークがガラス基板の一表面に沿う方向にほぼ一致した状態を示す図である。

【図9】支持体に対してヘッドユニットを位置決めした状態で押圧する様子を示す図である。

【図10】発熱体中心とプラテンローラの中心位置とのずれを示す図である。

【図11】オフセット量と印字濃度の変化率との関係を示す図である。

【図12】本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドを保護膜側から積層方向に見た図である。

【図13】図１２のサーマルヘッドのＢ−Ｂ断面図である。

【図14】本発明の一実施形態に係るヘッドユニットの製造工程を示すフローチャートである。

【図15】（ａ）はヘッド合せ基準マークの変形例を示し、（ｂ）は本実施形態に係る貼り合せ基準マークと（ａ）のヘッド合せ基準マークがガラス基板の一表面に沿う方向に一致した状態を示す図である。

【図16】（ａ）は貼り合せ基準マークの変形例を示し、（ｂ）は貼り合せ基準マークの別の変形例を示す図である。

【図17】（ａ）は図１６（ａ）の貼り合せ基準マークと丸抜きのヘッド合せ基準マークがガラス基板の一表面に沿う方向に一致した状態を示し、（ｂ）は図１６（ａ）の貼り合せ基準マークと四角抜きのヘッド合せ基準マークがガラス基板の一表面に沿う方向に一致した状態を示す図である。

【図18】（ａ）は図１６（ｂ）の貼り合せ基準マークと丸抜きのヘッド合せ基準マークがガラス基板の一表面に沿う方向に一致した状態を示し、（ｂ）は図１６（ｂ）の貼り合せ基準マークと四角抜きのヘッド合せ基準マークがガラス基板の一表面に沿う方向に一致した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

〔参考実施形態〕
以下、本発明の参考例としての発明の参考実施形態に係るヘッドユニット、プリンタおよびヘッドユニット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、本体フレーム２に水平配置されるプラテンローラ４と、プラテンローラ４の外周面に対して対向配置されるヘッドユニット１０と、プラテンローラ４とヘッドユニット１０との間に感熱紙（感熱記録媒体）３等の印刷対象物を送り出す紙送り機構６と、感熱紙３を挟んでプラテンローラ４にヘッドユニット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。

【0025】

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およびヘッドユニット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を介してヘッドユニット１０に加えられるようになっている。

【0026】

ヘッドユニット１０は、図２に示すように、感熱紙３に印字等を行う板状のサーマルヘッド９と、サーマルヘッド９を支持する板状の支持体１１とにより構成されている。サーマルヘッド９と支持体１１は、積層状態に板厚方向に貼り合わされている。

【0027】

サーマルヘッド９は、図３および図４に示すように、板状のガラス基板１３と、ガラス基板１３の一表面に形成された複数の発熱体１５と、各発熱体１５の両端に接続された電極部１７Ａ，１７Ｂと、ガラス基板１３上の発熱体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂを覆う保護膜１９とを備えている。なお、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。

【0028】

ガラス基板１３は、透明のガラス材料により形成されている。発熱体１５が形成されたガラス基板１３の一表面には、所定の形状の貼り合せ基準マーク（位置決めマーク）２１が２つ形成されている。貼り合せ基準マーク２１は、例えば、図５（ａ）に示すように、ＸＹ軸方向に交差する十字に目盛りを付した形状を有している。これらの貼り合せ基準マーク２１は、例えば、ガラス基板１３の一表面において、発熱体１５から幅方向に離れた２箇所の角近傍にそれぞれ配置されている。また、貼り合せ基準マーク２１は、例えば、発熱体１５と同じ材料により形成されている。

【0029】

発熱体１５は、ガラス基板１３の一表面に、ガラス基板１３の長手方向に沿って所定の間隔をあけて複数配列されている。発熱体１５は、例えば、Ｔａ系やシリサイド系等の発熱体材料の薄膜により形成されている。

【0030】

電極部１７Ａ，１７Ｂは、発熱体１５に外部からの電力を供給し、発熱体１５を発熱させることができるようになっている。また、電極部１７Ａ，１７Ｂは、発熱体１５ごとに個別に接続される複数の個別電極１７Ａと、全ての発熱体１５に一体的に接続される一体型の共通電極１７Ｂとにより構成されている。これらの電極部１７Ａ，１７Ｂは、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ等の電極材料により形成されている。

【0031】

いずれかの個別電極１７Ａに外部から電力を供給し、その個別電極１７Ａが接続されている発熱体１５を介して共通電極１７Ｂに電流を流すと、個別電極１７Ａと共通電極１７Ｂとの間で発熱体１５が発熱するようになっている。個別電極１７Ａと共通電極１７Ｂとに挟まれる領域が発熱体１５の発熱部分となる。発熱部分の略中心位置を発熱体中心１５ａという。

【0032】

保護膜１９は、ガラス基板１３上の発熱体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂを磨耗や腐食から保護することができるようになっている。この保護膜１９は、例えば、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ダイヤモンドライクカーボン等の保護膜材料により形成されている。

【0033】

支持体１１は、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る。ヘッドユニット１０は、支持体１１がサーマルプリンタ１００に取り付けられて固定されるようになっている。サーマルヘッド９が貼り合わされている支持体１１の一表面には、図２に示すように、所定の形状のヘッド合せ基準マーク（位置決めマーク）２３と支持体１１の位置の基準を示す基準位置１１ａがそれぞれ２つずつ形成されている。

【0034】

ヘッド合せ基準マーク２３は、例えば、板厚方向に貫通する丸抜きの貫通孔である。また、ヘッド合せ基準マーク２３は、例えば、図５（ｂ）に示すように、貼り合せ基準マーク２１の外形寸法より若干小さい径寸法を有している。ヘッド合せ基準マーク２３は、例えば、支持体１１にガラス基板１３が貼り合わされた状態で、ガラス基板１３の一表面に沿う方向に貼り合せ基準マーク２１と一致する位置に配置されている。

【0035】

基準位置１１ａは、ヘッド合せ基準マーク２３と同様に、例えば、板厚方向に貫通する丸抜きの貫通孔となっている。これらのヘッド合せ基準マーク２３および基準位置１１ａは、それぞれ支持基板１１の長手方向に間隔をあけて配置されている。

【0036】

次に、このように構成されたヘッドユニット１０の製造方法について、図６のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係るヘッドユニット１０の製造方法は、サーマルヘッド９を形成するサーマルヘッド形成工程と、このサーマルヘッド９を用いてヘッドユニット１０を形成するヘッドユニット形成工程とに別けられる。

【0037】

サーマルヘッド形成工程は、ガラス基板１３の一表面に発熱体１５を形成する発熱体形成工程（発熱体形成工程）ＳＡ１と、電極部１７Ａ，１７Ｂを形成する電極形成工程ＳＡ２と、保護膜１９を形成する保護膜形成工程ＳＡ３とを含んでいる。

【0038】

発熱体形成工程ＳＡ１は、ガラス基板１３の一表面に複数の発熱体１５をパターニングするようになっている（ステップＳＡ１）。発熱体１５のパターニングには、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。例えば、ガラス基板１３上に発熱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、所望の形状の発熱体１５を形成することができる。

【0039】

発熱体形成工程ＳＡ１においては、発熱体１５のパターニング時に、事前にマスク設計により設けられている貼り合せ基準マーク２１を同一表面に一緒にパターニングするようになっている。貼り合せ基準マーク２１は、サーマルヘッド９の機能に関りなく、かつ、サーマルヘッド９と支持体１１とを位置合せし易い位置に形成することが望ましい。貼り合せ基準マーク２１の位置は、マスクの精度により、発熱体中心１５ａの位置と対応付けて決めることができる。したがって、所望の位置にばらつきなく高精度に貼り合せ基準マーク２１を形成することができる。

【0040】

電極形成工程ＳＡ２は、発熱体形成工程ＳＡ１と同様に、スパッタリングや蒸着法等により、ガラス基板１３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、電極部１７Ａ，１７Ｂを形成するようになっている（ステップＳＡ２）。発熱体１５や電極部１７Ａ，１７Ｂを形成する順序は任意である。

【0041】

保護膜形成工程ＳＡ３は、発熱体１５および電極部１７Ａ，１７Ｂが形成されたガラス基板１３の表面に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（ステップＳＡ３）。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。

【0042】

以上の各工程により、発熱体１５、電極部１７Ａ，１７Ｂ、および、保護膜１９が形成された板状の透明なガラス基板１３の一表面に２つの貼り合せ基準マーク２１が設けられたサーマルヘッド９が完成する。

【0043】

次に、ヘッドユニット形成工程は、支持体１１の一表面にヘッド合せ基準マーク２３を形成するマーク形成工程（支持体マーク形成工程）ＳＢ１と、ガラス基板１３と支持体１１とを積層状態に貼り合わせる貼り合わせ工程ＳＢ２とを含んでいる。

【0044】

マーク形成工程ＳＢ１は、例えば、同一の金型により、支持体１１の外形形状の加工と一緒にヘッド合せ基準マーク２３を形成するようになっている。このようにすることで、金型の加工精度により、ヘッド合せ基準マーク２３の位置をばらつきなく決めることができる。

【0045】

また、マーク形成工程ＳＢ１においては、基準位置１１ａに対応付けてヘッド合せ基準マーク２３の抜き穴も一緒に金型に加工するようになっている。このようにすることで、基準位置１１ａとヘッド合せ基準マーク２３とを対応付けて精度よく形成することができる。

【0046】

貼り合わせ工程ＳＢ２は、貼り合せ基準マーク２１とヘッド合せ基準マーク２３がガラス基板１３の一表面に沿う方向に相互に一致するように位置決めした状態で、サーマルヘッド９と支持体１１とを貼り合わせるようになっている（ステップＳＢ２）。具体的には、支持体１１におけるサーマルヘッド９を貼り合わせる位置に両面テープを貼付け、専用の簡易治具（図示略）に支持体１１をガタつきなく設置する。そして、支持体１１の貼り合わせ位置にサーマルヘッド９を重ね合わせる。

【0047】

この場合において、透明のガラス基板１３を用いることにより、サーマルヘッド９と支持体１１とを板厚方向に重ね合わせて配置した状態で、貼り合せ基準マーク２１とヘッド合せ基準マーク２３とを目視により確認することができる。

【0048】

そこで、例えば、最適倍率に設定した顕微鏡（図示略）により、図７に示すように、２つのモニタ上に左右それぞれの貼り合せ基準マーク２１およびヘッド合せ基準マーク２３を映し出す。そして、貼り合せ基準マーク２１の目盛りを目安にして、貼り合せ基準マーク２１とヘッド合せ基準マーク２３をＸＹ軸方向および回転方向に位置調整する。

【0049】

貼り合せ基準マーク２１に目盛りを設けることで、上下左右のずれ量を定量的に調整することができる。サーマルヘッド９を手で持って調整することとしてもよいし、あるいは、簡易治具のＸＹテーブル（図示略）のダイヤルにより調整することとしてもよい。このようにして、図８に示すように、貼り合せ基準マーク２１の中心にヘッド合せ基準マーク２３の中心をそれぞれ一致させ、貼り合わせ位置を決定する。

【0050】

貼り合わせ位置が決定したら、両面テープにより、支持体１１に対してサーマルヘッド９を仮貼りして固定する。その後、簡易治具から支持体１１を取り外し、別の本圧着治具５０に取り付ける。そして、図９に示すように、最適な温度、圧力、時間をかけてサーマルヘッド９を支持体１１に押し付けて固定する。これにより、支持体１１に対してサーマルヘッド９が板厚方向に貼り合わされたヘッドユニット１０が完成する。

【0051】

次に、このように構成されたヘッドユニット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１０を用いて感熱紙３に印画するには、まず、サーマルヘッド９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体１５に電流が流れて発熱する。

【0052】

続いて、プラテンローラ４は発熱体１５の配列方向に平行な軸回りに回転し、発熱体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。加圧機構８を作動させ、感熱紙３に対してサーマルヘッド９の発熱体１５を押し付けることにより、感熱紙３が発色して印字される。

【0053】

ここで、サーマルプリンタ１００は、印字品質を確保するために、図１０に示すようなーマルヘッド９の発熱体中心１５ａとプラテンローラ４の中心位置４ａのズレ量（以下、オフセット量Ｘとする。）をゼロにする必要がある。一般的に、プラテンローラ４の中心位置４ａと支持体１１の位置関係は、機構の形状や部材寸法によって機械的に支持体１１の基準位置１１ａに従って決定される。そのため、オフセット量Ｘの精度は、発熱体中心１５ａの位置を基準として、支持体１１に対するサーマルヘッド９の貼り合わせ精度によって決まることになる。

【0054】

図１１にオフセット量Ｘに対するサーマルプリンタ１００の印字濃度（ＯＤ値）の変化率を示す。一定の印字品質を確保するためには、印字濃度のバラツキを印字品質の規格範囲内に収める必要がある。そのためには、支持体１１に対するサーマルヘッド９の貼り合わせ精度が一定範囲内にある必要がある。一般的に、オフセット量Ｘは、±０．１ｍｍ以内にする必要がある。

【0055】

本実施形態に係るヘッドユニット１０の製造方法によれば、２つの貼り合せ基準マーク２１とヘッド合せ基準マーク２３とにより、ガラス基板１３と支持体１１とをガラス基板１３の一表面に沿う方向に位置決めした状態で、高精度に貼り合わせることができる。したがって、サーマルヘッド９の発熱体中心１５ａとプラテンローラ４の中心位置４ａとが精度よく接触するように、サーマルプリンタ１００にヘッドユニット１０を搭載することができる。

【0056】

この結果、ヘッドユニット１０およびサーマルプリンタ１００によれば、印字濃度のばらつきを抑制し、高い印字品質を確保することができる。
また、このようなヘッドユニット１０を高価な装置を用いることなく簡易に製造することができ、多品種かつ生産数変動に対しても柔軟に対応することができる。

【0057】

〔一実施形態〕
次に、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説明する。
本実施形態に係るヘッドユニット１１０は、図１２および図１３に示すように、積層状態に接合された２枚の薄板基板１１２，１１４によりガラス基板１１３が構成され、ガラス基板１１３が中空構造を有する点で、第１の実施形態と異なる。
以下、参考実施形態に係るヘッドユニット１０、サーマルプリンタ１００およびヘッドユニット１０の製造方法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。

【0058】

ガラス基板１１３は、支持体１１に固定される長板状の薄板基板（以下「支持基板」という。）１１２と、支持基板１１２の一表面に積層状態に接合される長板状の薄板基板（以下「上板基板」という。）１１４とにより構成されている。これらの支持基板１１２および上板基板１１４は、それぞれ透明なガラス材料により形成されている。

【0059】

支持基板１１２は、例えば、３００μｍ〜１ｍｍ程度の厚さを有している。支持基板１１２には、上板基板１１４との接合面に開口する凹部１３１が形成されている。凹部１３１は、支持基板１１２の長手方向に沿って延びる矩形状に形成されている。

【0060】

上板基板１１４は、１０〜１００μｍ程度の厚さを有している。上板基板１１４により支持基板１１２の凹部１３１の開口が閉塞されることにより、支持基板１１２と上板基板１１４との接合部分に空洞部１３３が形成されるようになっている。

【0061】

発熱体１５は、上板基板１１４の一表面に、上板基板１１４の長手方向、すなわち、支持基板１１２の凹部１３１の長手方向に沿って所定の間隔をあけて複数配列され、それぞれ凹部１３１を幅方向に跨ぐように配置されている。
各個別電極１７Ａと共通電極１７Ｂは、凹部１３１の幅方向に対向して配置されている。

【0062】

次に、このように構成されたヘッドユニット１１０の製造方法について、図１４のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係るヘッドユニット１１０の製造方法は、サーマルヘッド形成工程が、支持基板１１２の一表面に凹部１３１を形成する凹部形成工程ＳＣ１と、支持基板１１２と上板基板１１４とを接合する接合工程ＳＣ２と、上板基板１１４を薄板化する薄板化工程ＳＣ３とを含んでいる。

【0063】

凹部形成工程ＳＣ１は、支持基板１１２の一表面において、発熱体形成工程ＳＡ１により形成される発熱体１５が対向することとなる領域に凹部１３１を形成するようになっている（ステップＳＣ１)。凹部１３１は、例えば、支持基板１１２の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、レーザー加工、ドリル加工等を施すことにより形成することができる。

【0064】

サンドブラストにより加工する場合は、支持基板１１２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１３１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１１２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１３１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１１２の表面にサンドブラストを施し、所定の深さの凹部１３１を形成する。

【0065】

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り加工する場合は、上述したサンドブラストによる加工と同様に、支持基板１１２の一表面における凹部１３１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１１２の表面にエッチングを施し、所定の深さの凹部１３１を形成する。

【0066】

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。参考例として、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。

【0067】

接合工程ＳＣ２は、凹部１３１が形成された支持基板１１２の一表面に、例えば、１００μｍ以上の厚さを有する平板状の薄板ガラス（上板基板）１１４を接合するようになっている（ステップＳＣ２）。厚さが１００μｍ以下のガラスの薄板基板は、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１１４を支持基板１１２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１１４を支持基板１１２に接合し、その後、薄板化工程ＳＣ３により上板基板１１４を所望の厚さに加工することとする。

【0068】

接合工程ＳＣ２では、まず、支持基板１１２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１１２の表面に凹部１３１を閉塞するように上板基板１１４を貼り合わせる。例えば、室温にて接着層を用いずに上板基板１１４を支持基板１１２に直接貼り合わせる。この状態で、貼り合せた支持基板１１２と上板基板１１４を加熱処理し、これらを熱融着により接合する。

【0069】

薄板化工程ＳＣ３は、ガラス基板１３の上板基板１１４を所望の厚さまで薄板化するようになっている（ステップＳＣ３）。上板基板１１４の薄板化はエッチングや研磨等によって行う。上板基板１１４のエッチングには、凹部形成工程ＳＣ１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１１４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。

【0070】

上記の各工程により、支持基板１１２と上板基板１１４との接合部分に空洞部１３３を有するガラス基板１１３が形成される。ヘッドユニット１１０を製造する他の工程について第１の実施形態に係るヘッドユニット１０の製造方法と同様であるので、説明を省略する。

【0071】

このように構成されたヘッドユニット１１０によれば、表面に発熱体１５が形成された上板基板１１４が発熱体１５において発生した熱を蓄積する蓄熱層として機能する。一方、発熱体１５に対向する領域に形成された空洞部１３３は、発熱体１５において発生した熱が上板基板１１２を介して支持体１１側へ伝達されるのを断熱する中空断熱層として機能する。

【0072】

したがって、空洞部１３３により、発熱体１５において発生した熱のうち、支持体１１側へ伝達される熱量を低減する一方、支持体１１とは反対側、すなわち、保護膜１９側に伝達される熱量を増大することができる。これにより、発熱体中心１５ａとプラテンローラ４の中心位置４ａとが精度よく接触するとともに印字効率が向上し、高印字品質を実現することができる。

【0073】

本実施形態においては、薄板化工程ＳＣ３により上板基板１１４を薄板化することとしたが、これに代えて、あらかじめ所望の薄さを有する上板基板１１４を採用することとしてもよい。このようにすることで、薄板化工程ＳＣ３を省くことができる。また、本実施形態においては、支持基板１１２の一表面に凹部１３１を形成することとしたが、支持基板１１２および上板基板１１４の少なくともいずれか一方に凹部１３１を設けることとすればよい。例えば、上板基板１１４における支持基板１１２との接合面に凹部１３１を設けることとしてもよいし、支持基板１１２および上板基板１１４の両方の接合面にそれぞれ凹部１３１を設けることとしてもよい。

【0074】

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、具体的な構成はこれら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、上記各実施形態においては、それぞれ２つの貼り合せ基準マーク２１およびヘッド合せ基準マーク２３を例示して説明したが、それぞれ複数個であればよい。

【0075】

また、例えば、上記各実施形態においては、位置決めマークとして、目盛りを付した十字形状の貼り合せ基準マーク２１および丸抜きのヘッド合せ基準マーク２３を例示して説明したが、これらの位置決めマークは上下左右の調整が容易な形状（見易い形状）の組み合わせにすることとすればよい。例えば、支持体１１の位置決めマークは、図１５（ａ）に示すような四角抜きのヘッド合せ基準マーク１２３にしてもよい。

【0076】

支持体１１の位置決めマークを丸抜き形状あるいは四角抜き形状にすることで、金型に安定して抜き加工を施すことができる。したがって、金型の負担が小さく、金型の耐久性を確保することができる。また、四角抜きのヘッド合せ基準マーク１２３であっても、図１５（ｂ）に示すように、丸抜きのヘッド合せ基準マーク２３を採用した場合と同様に、目盛りにより上下左右のずれ量を定量的に調整することができる。

【0077】

また、例えば、丸抜きあるいは四角抜きのヘッド合せ基準マーク２３，１２３に対して、図１６（ａ）に示すように、ヘッド合せ基準マーク２３，１２３の外形寸法とほぼ同じ外形寸法を有する十字形状の太い貼り合せ基準マーク１２１Ａや、図１６（ｂ）に示すように、ヘッド合せ基準マーク２３，１２３の外形寸法より若干小さい外形寸法を有する円形状の貼り合せ基準マーク１２１Ｂを採用することとしてもよい。このように貼り合せ基準マーク２１，１２１Ａ，１２１Ｂを上下左右のバランスを取り易い形状にすることで、発熱体パターンを形成する際に容易に一緒に形成することができる。

【0078】

この場合、十字形状の貼り合せ基準マーク１２１Ａであれば、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、調整範囲内でズレ量が見易く、上下左右のズレ量を感覚的に瞬時に把握することができる。したがって、位置合わせの作業性を向上することができる。また、円形状の貼り合せ基準マーク１２１Ｂであれば、図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、ヘッド合せ基準マーク２３，１２３と貼り合せ基準マーク１２１Ｂの両マークの形状が設計値通りに形成されていなくとも、相対的な大きさと位置関係により調整することが可能となる。

【符号の説明】

【0079】

３ 感熱紙（感熱記録媒体）
４ プラテンローラ（ローラ）
９，１０９ サーマルヘッド
１０，１１０ ヘッドユニット
１１ 支持体
１５ 発熱体
１７Ａ，１７Ｂ 電極部（電極）
２１，１２１Ａ，１２１Ｂ 貼り合せ基準マーク（位置決めマーク）
２３，１２３ ヘッド合せ基準マーク（位置決めマーク）
１００ サーマルプリンタ（プリンタ）
１１２ 上板基板（薄板基板）
１１３ ガラス基板
１１４ 支持基板（薄板基板）
１３１ 凹部
１３３ 空洞部
ＳＡ１ 発熱体形成工程（発熱体形成工程）
ＳＢ１ マーク形成工程（支持体マーク形成工程）
ＳＢ２ 貼り合わせ工程
ＳＣ１ 凹部形成工程
ＳＣ２ 接合工程
ＳＣ３ 薄板化工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】