特許 6804328 サーマルプリントヘッドおよびその製造方法

(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】6804328

(24)【登録日】2020年12月4日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】サーマルプリントヘッドおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/335 20060101AFI20201214BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/335 101H

   B41J2/335 101F

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-33307(P2017-33307)

(22)【出願日】2017年2月24日

(65)【公開番号】特開2018-138345(P2018-138345A)

(43)【公開日】2018年9月6日

【審査請求日】2019年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113322

【氏名又は名称】東芝ホクト電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107928

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正則

(72)【発明者】

【氏名】山本 剛

【審査官】 上田 正樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１８１８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８２３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０８０９１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５７４５１４７（ＵＳ，Ａ）

(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】

支持基板に設けられたグレーズ層上に発熱抵抗体を形成し、前記発熱抵抗体に給電するための第１電極および第２電極を形成する工程と、
前記発熱抵抗体と、前記第１電極と、前記第２電極との上に絶縁性の第１保護層と、第１導電性を有する第２保護層とを順に形成する工程と、
前記第２保護層から前記第１保護層にかけて前記第１電極を露出する階段状の開口を形成する工程と、
前記第１導電性より高い第２導電性を有し、前記第２保護層上および前記開口の内面に沿って前記第１電極に接する第３保護層を形成する工程と、
を具備するサーマルプリントヘッドの製造方法。

【請求項2】

前記階段状の開口を形成する工程は、前記第２保護層に前記第１保護層を露出する第２開口を形成し、露出した前記第１保護層に前記第１電極を露出し、前記第２開口より小さい第１開口を形成する請求項１に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。

【請求項3】

前記第２開口は、前記第２保護層に前記第２開口に応じたパターンを有する第１レジストを形成し、前記第１レジストをマスクとして前記第２保護層をエッチングして形成し、前記第１開口は、前記第２開口に第２レジストを埋め込み、前記第２レジストに前記第１開口に応じたパターンを形成し、前記第２レジストをマスクとして前記第１保護層をエッチングして形成する請求項２に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。

【請求項4】

前記第１保護層を化学的気相成長法又はスパッタリング法により形成し、前記第２保護層を化学的気相成長法により形成し、前記第３保護層をスパッタリング法により形成する請求項１に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。

【請求項5】

支持基板と、
前記支持基板上に配置された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体上に設けられ、前記発熱抵抗体に給電するための第１電極および第２電極と、
前記発熱抵抗体と、前記第１電極と、前記第２電極との上に設けられ、絶縁性の第１保護層と、第１導電性を有する第２保護層と、前記第１導電性より高い第２導電性を有する第３保護層とがこの順に積層された保護膜と、
を具備し、
前記保護膜には、前記第２保護層から前記第１保護層に到り前記第１電極を露出する階段状の開口が設けられ、前記第３保護層は前記開口の内面に沿って前記開口に露出した前記第１電極に接する
サーマルプリントヘッド。

【請求項6】

前記階段状の開口は、前記第１保護層に設けられた第１開口と、前記第２保護層に設けられ、前記第１開口より大きい第２開口とを有する請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項7】

前記第２保護層は、前記第１保護層に接する絶縁性層と前記第３保護層に接する導電性層とを有し、前記導電性層は前記絶縁性層より厚い請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、サーマルプリントヘッドおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

サーマルプリントヘッド（ＴＰＨ）は、主走査方向に沿った発熱領域に配列された複数の発熱抵抗体を発熱させ、これら複数の発熱抵抗体の熱により感熱記録紙等の記録媒体に文字や図形等の画像を形成する出力用デバイスである。そしてサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンタ、イメージャ、シールプリンタ等のサーマルプリンタ（すなわち記録機器）に広く利用されている。

【0003】

サーマルプリントヘッドでは、発熱抵抗体等の保護のために発熱抵抗体の表面に保護膜が設けられている。保護膜はプリント時に感熱記録紙およびインクリボンなどの媒体と接触し、紙送り時に媒体により擦られる。このとき、媒体に帯電している電荷の放電によりサーマルプリントヘッドが損傷を受ける問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１８１８２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

媒体に帯電している電荷の放電による損傷を防止する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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一つの実施形態によれば、サーマルプリントヘッドは、支持基板と、前記支持基板上に配置された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体上に設けられ、前記発熱抵抗体に給電するための第１電極および第２電極と、前記発熱抵抗体と、前記第１電極と、前記第２電極との上に設けられ、絶縁性の第１保護層と、第１導電性を有する第２保護層と、前記第１導電性より高い第２導電性を有する第３保護層とがこの順に積層された保護膜と、を具備し、前記保護層には、前記第２保護層から前記第１保護層に到り前記第１電極を露出する階段状の開口が設けられ、前記第３保護層は前記開口の内面に沿って前記第１電極に接している。

【0007】

一つの実施形態によれば、サーマルプリントヘッドの製造方法は、支持基板に設けられたグレーズ層上に発熱抵抗体を形成し、前記発熱抵抗体に給電するための第１電極および第２電極を形成する工程と、前記発熱抵抗体と、前記第１電極と、前記第２電極との上に絶縁性の第１保護層と、第１導電性を有する第２保護層とを順に形成する工程と、前記第２保護層から前記第１保護層にかけて前記第１電極を露出する階段状の開口を形成する工程と、前記第１導電性より高い第２導電性を有し、前記第２保護膜上および前記開口の内面に沿って前記第１電極に接する第３保護層を形成する工程と、を具備する。

【発明の効果】

【0008】

本実施形態によれば、媒体に帯電している電荷の放電による損傷を防止するサーマルプリントヘッドおよびその製造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドを示す図。

【図2】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの除電部を示す断面図。

【図3】実施形態１に係る比較例のサーマルプリントヘッドの要部を示す断面図。

【図4】実施形態１に係る比較例のサーマルプリントヘッドの除電方法を示す図。

【図5】実施形態１に係る比較例のサーマルプリントヘッドの除電部を示す断面図。

【図6】実施形態１に係る比較例のサーマルプリントヘッドの別の除電部を示す断面図。

【図7】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの製造方法を順に示す工程図。

【図8】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの製造方法を順に示す工程図。

【図9】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの製造方法を順に示す工程図。

【図10】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの製造方法を順に示す工程図。

【図11】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの製造方法を順に示す工程図。

【図12】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの製造方法を順に示す工程図。

【図13】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの別の除電部を示す平面図。

【図14】実施形態１に係る別のサーマルプリントヘッドの要部を示す断面図。

【図15】実施形態２に係るサーマルプリンタを示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0011】

（実施形態１）
本実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図１および図２を用いて説明する。図１はサーマルプリントヘッドを示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＶ１−Ｖ１矢視断面図、図２はサーマルプリントヘッドの除電部を示す断面図である。なお本実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。

【0012】

始めに、サーマルプリントヘッドについて説明する。
図１に示すように、サーマルプリントヘッド１０は、記録媒体に画像が形成可能な主走査方向Ｓ１に長い長尺型のヘッドユニット１１を有している。ヘッドユニット１１は、放熱板１２、ヘッド基板１３、回路基板１４及び複数の駆動用ＩＣ１５を有している。

【0013】

放熱板１２は、アルミニウム等の放熱性の良い金属製で、主走査方向Ｓ１と直交する副走査方向Ｓ２の放熱板一端面１２Ａ及び当該副走査方向Ｓ２とは反対方向（以下、これを副走査反対方向とも呼ぶ）の放熱板他端面１２Ｂがほぼ平行で、ほぼ均一な厚みを有する主走査方向Ｓ１に長い平板状に形成されている。

【0014】

また放熱板１２の副走査反対方向の放熱板他端部は、回路基板１４が配置される回路基板配置部となり、主走査方向Ｓ１に長い長方形状に形成されている。そして放熱板１２は、一面に回路基板１４及びヘッド基板１３が、副走査方向Ｓ２へ順に並べて配置されている。

【0015】

ヘッド基板１３は、主走査方向Ｓ１に長く、副走査方向Ｓ２のヘッド基板一端面１３Ａ及び副走査反対方向のヘッド基板他端面１３Ｂがほぼ平行である。

【0016】

実際にヘッド基板１３は、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミックにより直方体状に形成された支持基板１６を有し、当該支持基板１６の外形が、そのままヘッド基板１３の外形になっている。支持基板１６は、一面にＳｉＯ_２等のガラス膜でなるグレーズ層１７が設けられている。

【0017】

そしてグレーズ層１７の一面には、副走査方向Ｓ２に長い複数の発熱抵抗体１８が主走査方向Ｓ１へ順に所定の基板内抵抗体配置間隔で配置されている。またグレーズ層１７の一面には、複数の発熱抵抗体１８において副走査方向Ｓ２に沿った両端部に共通電極（第１電極）１９及び個別電極（第２電極）２０が配置され、これら複数の発熱抵抗体１８と共通電極１９及び個別電極２０とにより発熱素子が形成されている。これによりヘッド基板１３は、主走査方向Ｓ１に沿った帯状の部分が、共通電極１９及び個別電極２０間で複数の発熱抵抗体１８が発熱する発熱領域２１になっている。

【0018】

またグレーズ層１７の一面には、複数の発熱抵抗体１８、共通電極１９及び個別電極２０を覆う保護膜２２が形成されている。保護膜２２は、発熱抵抗体１８を覆う部分にわずかに凹んだ凹部２２ａを有している。

【0019】

なお図１（ａ）には、ヘッド基板１３に配置される複数の発熱抵抗体１８として、発熱領域２１を形成する共通電極１９及び個別電極２０間の抵抗体電極間部分を実線で示している。そしてヘッド基板１３は、放熱板１２のヘッド基板配置部の一面に、両面テープ又はシリコン樹脂等の熱可塑性の樹脂である接着剤２３を介して支持基板１６の他面が接着されている。

【0020】

回路基板１４は、主走査方向Ｓ１に長いプリント配線基板として形成され、又はそれぞれ主走査方向Ｓ１に長いセラミック板にフレキシブル基板が貼着されて形成されている。そして回路基板１４は、放熱板１２の回路基板配置部の一面に両面テープまたは接着剤２３を介して他面が接着されている。因みに回路基板１４には、ヘッド基板１３と駆動用ＩＣ１５を介して電気的に接続される接続回路が形成され、外部から当該接続回路に駆動電力及び制御信号を入力するコネクタ（図示せず）が実装されている。

【0021】

複数の駆動用ＩＣ１５は、それぞれ一面に複数の第１端子及び第２端子が設けられ、発熱素子を制御可能なスイッチング機能を有する制御素子である。そして複数の駆動用ＩＣ１５は、例えば回路基板１４の一面の副走査方向Ｓ２の一端部（すなわちヘッド基板１３との境界部分）に、主走査方向Ｓ１に沿って順に並べて配置されている。

【0022】

複数の駆動用ＩＣ１５は、複数の第１端子が複数のボンディングワイヤ２４を介して個別電極２０と電気的に接続されている。また複数の駆動用ＩＣ１５は、複数の第２端子が複数のボンディングワイヤ２５を介して、回路基板１４の接続回路に形成された対応する基板電極（図示せず）と電気的に接続されている。

【0023】

そして複数の駆動用ＩＣ１５は、複数のボンディングワイヤ２４、２５と共にヘッド基板１３の一面及び回路基板１４の一面の境界付近に、エポキシ樹脂からなる封止体２６によって封止されている。

【0024】

更にサーマルプリントヘッド１０には、後述するプラテンローラとの間に挟み込まれ、副操作方向Ｓ２に送出される感熱紙およびインクリボン等の媒体に帯電している電荷を逃がすための除電部３０が設けられている。

【0025】

除電部３０は、例えば発熱領域２１とヘッド基板一端面１３Ａとの間に設けられる。除電部３０の形状は、例えば主走査方向Ｓ１に長い階段状のトレンチである。具体的には、除電部３０は平面視で主走査方向Ｓ１に長い矩形状であり、副走査方向Ｓ２の断面が階段状である。

【0026】

次に、保護膜２２の構造および除電部３０について説明する。
図２に示すように、保護膜２２は、発熱抵抗体１８と、共通電極１９と、個別電極２０との上に設けられた絶縁性の第１保護層３１と、第１保護層３１の上に設けられた導電性の第２保護層３２と、第２保護層３２の上に設けられた導電性の第３保護層３３とを有している。第２保護層３２は第１導電性を有し、第３保護層３３は第１導電性と異なる第２導電性を有している。第２導電性は第１導電性より大きい。

【0027】

第１保護層３１は、例えばシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）である。第２保護層３２は、下地の第１保護層３１との密着性を向上させるために第１保護層３１に接する絶縁性層３２ａと、第３保護膜３３に接する導電性層３２ｂを有している。絶縁性層３２ａは、例えば第１保護層３１と同じＳｉＯＮ膜であるが、より酸素リッチなＳｉＯＮ膜としてもよい。導電性層３２ｂは、導電性と強度を高める材料がドープされたシリコン膜であってもよい。第３保護層３３は、例えば導電性材料がドープされたシリコン酸化膜である。

【0028】

第１保護層３１は、厚さが例えば１．０μｍ程度である。第２保護層３２は、ＳｉＯＮ膜の厚さが例えば１．０μｍ程度、導電層３２の厚さが例えば３.０乃至８.０μｍ程度で、トータル厚さが例えば４．０乃至９．０μｍ程度である。第３保護層３３は、厚さが例えば０．４μｍ程度である。

【0029】

第１保護層３１は、主に抵抗発熱体１８、共通電極１９、個別電極２０を電気的に絶縁するために設けられている。第２保護層３２は、主に絶縁性層３２ａで緻密性を確保するとともに第１保護膜３１との密着性を向上させ、導電性層３２ｂで熱伝導性を確保するために設けられている。第３保護層３３は、主に電荷の流路を形成するために設けられている。

【0030】

第１保護層３１は、例えばスパッタリング法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成された膜である。

【0031】

除電部３０において、保護膜２２には、第２保護層３２から第１保護層３１に到り共通電極１９を露出する階段状の開口３４が設けられている。第３保護層３３は開口３４の内面に沿って開口３４に露出した共通電極１９に接している。具体的には、階段状の開口３４は、第１保護層３１に設けられ共通電極１９を露出する第１開口３４ａと、第２保護層３２に第１開口３４ａと同心状に設けられ第１開口３４ａより大きい第２開口３４ｂとを有している。第３保護層３３は、第２開口３４ｂの内面および第１開口３４ａの内面に沿って第１開口３４ａに露出した共通電極１９に接している。

【0032】

除電部３０の動作について説明する。
除電部３０は、導電性の高い第３保護層３３を共通電極１９に電気的に接続している。共通電極１９は、回路基板１４等を介して任意の電位を有する箇所に接続されている。具体的には、共通電極１９は、抵抗３５を介して電源３６に接続されている。

【0033】

感熱紙およびインクリボン等の媒体３７に帯電している過剰な電荷３８は、サーマルプリントヘッド１０、特に保護膜２２に放電する。放電した電荷は、高い導電性を有する第３保護層３３に集中し、共通電極１９を介して速やかに排出される。その結果、媒体３７に帯電している電荷３８によるサーマルプリントヘッド１０、特に保護膜２２や抵抗発熱体１８の損傷を防止することが可能である。

【0034】

また、開口３４は、第１開口３４ａおよび第２開口３４ｂを有する階段状なので、第３保護層３３の段切れを防止することが可能である。導電層を、第１導電性を有する第２保護層３２と第１導電性より高い第２導電性を有する第３保護層３３の２層構造としたので、除電機能をより向上させることが可能である。第３保護層３３は、緻密性および保護機能において第２保護層３２より低くても構わない。

【0035】

図３は比較例のサーマルプリントヘッドの要部を示す断面図である。比較例のサーマルプリントヘッドとは、保護膜が第３保護層を有しないサーマルプリントヘッドのことである。図３に示すように、比較例のサーマルプリントヘッドでは、保護膜４０は第１保護層３１および第２保護層３２のみを有し、第３保護層３３を有していない。

【0036】

図４は比較例のサーマルプリントヘッドの除電方法を示す断面図である。図４に示すように、比較例のサーマルプリントヘッドでは、第２保護層３２のうちの導電性層３２ｂを何らかの手段を用いて任意の電位を有する部位に接続する必要がある。導電性層３２ｂは、例えば基準電位ＧＮＤを有する配線に接続される。または、導電性層３２ｂは、例えば抵抗３５を介して電源３６に接続されてもよい。

【0037】

図５および図６は、比較例のサーマルプリントヘッドの除電部を示す断面図である。
図５に示す例では、導電性剤４１、例えば導電性ペーストが、導電性層３２ｂの上面からヘッド基板１３の側面を経由して放熱板１２に到るように塗布されている。導電性層３２ｂは、導電性ペースト４１を介して放熱板１２に電気的に接続される。放熱板１２は、基準電位ＧＮＤを有する配線に接続されている。これにより、媒体３７に帯電している電荷３８を、基準電位ＧＮＤを有する配線側に逃がすことは可能である。

【0038】

図６に示す例では、導電性剤４２、例えば導電性ペーストが、導電性層３２ｂの上面から保護膜４０の側面を経由して共通電極１９に到るように塗布されている。導電性層３２ｂは、導電性ペースト４２を介して共通電極１９に電気的に接続される。

【0039】

共通電極１９は、ボンディングワイヤ４４により回路基板１４に接続されている。共通電極１９は、回路基板１４等を介して任意の電位を有する箇所に接続されている。共通電極１９は、例えば基準電位ＧＮＤを有する配線に接続される。また、共通電極１９は、例えば抵抗３５を介して電源３６に接続されてもよい。これにより、媒体３７に帯電している電荷３８を、基準電位ＧＮＤを有する配線側に逃がすことは可能である。媒体３７に帯電している電荷３８を、抵抗３５を介して電源３６側に逃がすことは可能である。

【0040】

然しながら、図５および図６に示す例では、導電性ペースト４１、４２の塗布ムラに起因する接続信頼性の低下、導電性ペースト４１、４２が所定以上の厚みを有していることに起因する不具合が生じる恐れがある。また、導電性ペースト４１、４２の塗布、バンプボール４３の形成、ボンディングワイヤ４４の接続等の追加工程が必要になる問題がある。

【0041】

一方、本実施形態のサーマルプリントヘッド１０では、上述したように保護膜２２は第２保護膜３２の導電性層３２ｂより高い導電性を有する第３保護層３３を有している。第３保護層３３は、階段状の開口３４に露出した共通電極１９を覆い、共通電極１９に電気的に接続されている。

【0042】

従って、導電性ペースト４１、４２を用いた場合より高い接続信頼性が得られる。更に、第３保護層３３は０．４μｍと薄いので、厚みに起因する不具合は生じない。

【0043】

サーマルプリントヘッド１０の製造方法について説明する。
図７乃至図１２はサーマルプリントヘッド１０の製造工程を順に示す図である。図７乃至図１２の左側に製造工程のフローを示し、右側に断面図を示している。

【0044】

始めに、ヘッド基板１３の製造工程について説明する。
支持基板１６となるセラミック基板にグレーズ層１７が設けられたグレーズドセラミック基板を用意する（ステップＳ１０、図７（ａ））。

【0045】

グレーズドセラミック基板を洗浄し（ステップＳ１１）、グレーズドセラミック基板に発熱抵抗体１８となる抵抗膜５０として、例えば導電性材料をドープしたシリコン酸化膜をスパッタリング法により形成する（ステップＳ１２、図７（ｂ））。

【0046】

これにより、グレーズ層１７上の発熱抵抗体１８が得られる。

【0047】

発熱抵抗体１８上に共通電極１９、個別電極２０となるアルミニウム膜５２を、例えば真空蒸着法により形成する（ステップＳ１６、図８（ａ））。

【0048】

アルミニウム膜５２上に発熱抵抗体１８、共通電極１９および個別電極２０に応じたパターンを有するレジト膜（図示せず）を形成する。レジストパターンは、長手方向が副走査方向Ｓ２で、主走査方向Ｓ１に所定の間隔で配列された複数の短冊状で、ヘッド基板一端面１３Ａ側の端部がバーで連接されている。レジストパターンは、所謂Ｔ字状である。また、Ｔ字が横一列に連接しているので、全体としては櫛歯状である。

【0049】

レジスト膜をマスクとしてアルミニウム膜５２および発熱抵抗体１８をエッチングする。アルミニウム膜５２のエッチングは、例えば塩素系ガス用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法によりおこなう。発熱抵抗体１８のエッチングは、例えばフッ素系ガスを用いたＲＩＥ法により行う（ステップＳ１７の１ＰＥＰ、図８（ｂ）−１）。

【0050】

１ＰＥＰでパターニングされたアルミニウム膜５２上に発熱抵抗体１８を露出するための開口を有するレジスト膜（図示せず）を形成し、レジスト膜をマスクとしてアルミニウム膜５２をエッチングする（ステップＳ１７の２ＰＥＰ、図８（ｂ）−２）。

【0051】

これにより、短冊状のアルミニウム膜５２が２分割されて、ヘッド基板一端面１３Ａ側の部分が共通電極１９になり、ヘッド基板一端面１３Ａと反対側の部分が個別電極２０になる。共通電極１９と個別電極２０の間にドット状に発熱抵抗体１８が露出する。

【0052】

露出した発熱抵抗体１８と、共通電極１９と、個別電極２０との上に絶縁性の第１保護層３１としてＳｉＯＮ膜を形成する。ＳｉＯＮ膜は、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成する。または、スパッタリング法により形成することもできる（ステップＳ１９、図９（ａ））。

【0053】

第１保護層３１の上に第２保護層３２として絶縁性層３２ａとなるＳｉＯＮ膜と導電性層３２ｂをＣＶＤ法により形成する。絶縁性層３２ａを形成した後、絶縁性層３２ａと導電性層３２ｂを連続して形成する（ステップＳ２０、図９（ｂ））。

【0054】

第２保護層３２上に第２開口３４ｂに応じたパターンを有するレジスト膜（第１レジスト膜、図示せず）を形成し、レジスト膜をマスクとして第２保護層３２をエッチングする。エッチングは、例えばフッ素系のガスを用いてＲＩＥ法により行う。導電性層３２ｂと絶縁性層３２ａとでエッチング速度を異ならしめ、第１保護層３１が露出するあたりでエッチングを停止させるとよい。これにより、第２保護層３２に第２開口３４ｂが形成される（ステップＳ２１、図９（ｃ））。

【0055】

第２保護層３２上に第２開口３４ｂを埋め込んで第１開口３４ａに応じたパターンを有するレジスト膜（第２レジスト膜、図示せず）を形成し、レジスト膜をマスクとして第１保護層３１をエッチングする。第２開口３４ｂにおけるレジスト膜の厚さは、第２保護層３２より十分厚くしておく。エッチングは、例えばフッ素系のガスを用いてＲＩＥ法により行う。これにより、第１保護層３１に第１開口３４ａが形成される。第１開口３４ａおよび第２開口３４ｂにより、階段状の開口３４が得られる。開口３４に共通電極１９が露出する（ステップＳ２２、図９（ｄ））。

【0056】

第２保護層３２と、開口３４の内面と、開口３４に露出した共通電極１９との上に第３保護層３３をスパッタリング法などにより形成する。これにより、導電性の高い第３保護層３３が共通電極１９に電気的に接続される（ステップＳ２３、図１０（ａ））。

【0057】

次に、サーマルプリントヘッドの組み立て工程について説明する。
放熱板１２を用意する。放熱板１２の一面に接着剤（両面テープ）２３を介して回路基板１４及びヘッド基板１３を副走査方向Ｓ２へ順に並べて配置し、固定する（ステップＳ２６、図１１（ａ））。

【0058】

回路基板１４に駆動用ＩＣ１５をマウントする。（ステップＳ２７、図１１（ｂ））。

【0059】

駆動用ＩＣ１５の出力端子（図示せず）とヘッド基板１３の個別電極２０とをボンディングワイヤ２４を介して接続する。駆動用ＩＣ１５の入力端子（図示せず）と回路基板１４の制御端子（図示せず）とをボンディングワイヤ２５を介して接続する（ステップＳ２８、図１１（ｃ））。

【0060】

充填剤（フィラー）を含有する封止材を、ディスペンサを用いて駆動用ＩＣ１５およびボンディングワイヤ２４、２５に塗布し、キュアする。これにより、駆動用ＩＣ１５およびボンディングワイヤ２４、２５は、封止体２６で封止され、保護される（ステップＳ３０、図１２（ａ））。

【0061】

回路基板１４にコンデンサ５４、コネクタ５５等の電気部品を半田付けする。これにより、回路基板１４がコネクタ５５を介して外部に接続可能となり、サーマルプリントヘッド１０が完成する（ステップＳ３１、図１２（ｂ））。

【0062】

以上説明したように、本実施形態のサーマルプリントヘッド１０では、階段状の開口３４を有し、導電性の高い第３保護層３３を共通電極１９に電気的に接続する除電部３０を有している。

【0063】

その結果、感熱紙やインクリボン等の媒体３７に帯電した電荷３８がサーマルプリントヘッド１０に放電しても、速やかに除電することができる。従って、媒体に帯電している電荷の放電による損傷を防止するサーマルプリントヘッドが得られる。

【0064】

ここでは、除電部３０の開口３４の階段が２段の場合について説明したが、第３保護膜のステップカバレッジが確保されればよいので、段数には制限はない。３段以上の多段であっても構わない。開口３４の階段が３段の場合は、第２保護層３２が８μｍ程度と厚いので、追加する段は第２保護層３２に設ける。

【0065】

除電部３０が発熱領域２１とヘッド基板一端面１３Ａとの間に設けられ、除電部３０の形状が主走査方向Ｓ１に長い階段状のトレンチである場合について説明したが、除電部３０が設けられる場所および除電部３０の形状は、媒体に帯電している電荷の逃げ道を確保するものであればよいので、さまざまな場所および形状が可能である。

【0066】

除電部３０の平面形状は、例えば円形状、多角形状などでもよい。除電部３０は、例えば主走査方向Ｓ１に離散的に設けてもよい。除電部３０は、例えば発熱領域２１と封止体２６との間に設けてもよいし、封止体２６の内部に設けてもよい。

【0067】

図１３は別の除電部を示す平面図である。図１３（ａ）に示す例では、矩形状の除電部３０が主走査方向Ｓ１に離散的に設けられている。図１３（ｂ）に示す例では、円形状の除電部３０が主走査方向Ｓ１に離散的に設けられている。図１３（ｃ）に示す例では、円形状の除電部３０が発熱領域２１と封止体２６との間であって、主走査方向Ｓ１に離散的に設けられている。除電部３０を発熱領域２１と封止体２６との間に設ける場合は、共通電極１９から引き出し線を発熱領域２１と封止体２６との間に延在させるとよい。

【0068】

グレーズ層１７が平坦である場合について説明したが、グレーズ層に突状部を設けても構わない。図１４は、突状部が設けられたグレーズ層を有するサーマルプリントヘッドの要部を示す断面図である。

【0069】

図１４に示すように、支持基板１６上に突状部１７ａを有するグレーズ層１７が設けられている。突状部１７ａは、副走査方向Ｓ２の中央部よりも僅かに副走査反対方向寄りで、主走査方向Ｓ１に沿って延びている。グレーズ層１７の一面には、複数の発熱抵抗体１８、共通電極１９及び個別電極２０が設けられ、更に複数の発熱抵抗体１８、共通電極１９及び個別電極２０を覆う保護膜２２が設けられていることは、図１に示すサーマルプリントヘッド１０と同様である。

【0070】

異なる点は、保護膜２２において発熱抵抗体１８を覆う部分にも突状部１７ａに倣って凸部２２ｂが生じていることである。グレーズ層が突状部１７ａを有し、保護膜２２に凸部２２ｂが生じると、プラテンローラ５６のプラテン圧を上げなくても媒体３７と保護膜２２との密着性が良くなる。但し、媒体３７と保護膜２２の摩擦力は増加する。

【0071】

この種のサーマルプリントヘッドにも、本実施形態の除電部３０を設けることが可能である。

【0072】

尚、発熱素子（グレーズ層）には、真空蒸着、ＣＶＤ、スパッタリング等の薄膜形成技術およびフォトエッチング法を用いて形成される薄膜型発熱素子と、スクリーン印刷などの印刷および焼成による厚膜形成技術を用いて形成される厚膜型発熱素子がある。本実施の形態に用いられる発熱素子は、いずれの方法で形成されたものでも構わない。

【0073】

階段状の開口３４の形成は、第１の開口３４ａに応じたパターンを有するレジスト膜をスリミングして、第２の開口に応じたパターンを有するレジスト膜に変換することにより形成する方法も考えられる。

【0074】

具体的には、第２保護層３４に第１開口３４ａに応じたパターンを有するレジスト膜を形成し、ＲＩＥ法により第２保護層３２から第１保護層３１までエッチングし、共通電極１９を露出する第１開口３４ａを形成する。レジスト膜をスリミングして第１開口３４ａに応じたパターンを第１開口３４ａより大きい第２開口３４ｂに応じたパターンに変換する。第２開口３４ｂに応じたパターンを有するレジストをマスクとして第２保護層３４をエッチングし、第２開口３４ｂを形成する。エッチングは、第２保護層３２と第１保護層３１の境界付近で停止させる。

【0075】

除電部３０において、導電性の高い第３保護層３３が共通電極１９に電気的に接続され、共通電極１９が抵抗３５を介して電源３６に接続されている場合について説明したが、第３保護層３３は基準電位ＧＮＤを有する配線に接続されていてもよい。

【0076】

その場合は、例えば共通電極１９とは絶縁分離されたパターンを有するダミー電極をグレーズ層１７上または支持基板１６上に設けるとよい。第３保護層３３はダミー電極に接続され、ダミー電極は基準電位ＧＮＤを有する配線に接続される。また、ダミー電極は基準電位ＧＮＤを有する配線だけでなく、電源３６以外の任意の電位を有する配線に接続することもできる。

【0077】

（実施形態２）
本実施形態に係るサーマルプリンタについて説明する。図１５は本実施形態のサーマルプリンタを示す断面図である。

【0078】

図１５に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ７０は、図２に示す除電部３０を有するサーマルプリントヘッド１０を用いている。サーマルプリンタ７０はプラテンローラ７１を備えている。このプラテンローラ７１は、主走査方向Ｓ１を軸として、側面が発熱領域（複数の発熱抵抗体が配列された帯状の領域）２１に接するように配置され、その軸７２を中心に回転可能に設けられている。

【0079】

サーマルプリンタ７０は、プラテンローラ７１の回転によって、プラテンローラ７１と発熱領域２１の間に挿入された感熱紙７３を主走査方向Ｓ１に対して垂直な副走査方向Ｓ２に移動させる。この感熱紙７３の移動に伴って、複数の発熱抵抗体１８を選択的に発熱させることにより、所望の画像を形成する。

【0080】

プラテンローラ７１は、複数の発熱抵抗体１８を選択的に発熱させるときは回転しながら、発熱抵抗体１８を覆う保護膜２２に感熱紙７３を押し付ける。感熱紙７３は、保護膜２２と擦られる。その結果、感熱紙７３は帯電する。

【0081】

上述したように、感熱紙７３に帯電した電荷がサーマルプリントヘッド１０に放電した場合、電荷は除電部３０を介して速やかに排出されるので、サーマルプリントヘッド１０の損傷が防止される。

【0082】

サーマルプリンタ７０を用いて、Ａ４サイズの感熱紙７３に連続して印刷を行ないサーマルプリントヘッド１０の耐久性試験を行った。結果、２００００枚印刷しても、サーマルプリントヘッド１０の損傷は認められなかった。サーマルプリントヘッド１０の損傷は、例えばサーマルプリンタ７０からサーマルプリントヘッド１０を取り出し、放電痕の有無、特に保護膜２２や発熱抵抗体１８の損傷の有無を目視観察して判定することができる。

【0083】

従って、媒体に帯電している電荷の放電による損傷を防止するおよびサーマルプリントヘッド１０を用いたサーマルプリンタ７０が得られる。

【0084】

以上説明したように、本実施形態のサーマルプリンタ７０は、除電部３０を有するサーマルプリントヘッド１０を用いているので、媒体に帯電している電荷の放電による損傷が防止されるサーマルプリンタが得られる。

【0085】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0086】

なお、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
（付記１） 前記第１電極は、少なくとも規準電位線および抵抗を介して電源のいずれかに接続されている請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。

【0087】

（付記２） 支持基板と、前記支持基板上に配置された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体上に設けられ、前記発熱抵抗体に給電するための第１電極および第２電極と、前記発熱抵抗体と、前記第１電極と、前記第２電極との上に設けられ、絶縁性の第１保護層と、第１導電性を有する第２保護層と、前記第１導電性より高い第２導電性を有する第３保護層とが順に積層された保護膜と、を具備し、前記保護膜は前記第２保護層から前記第１保護層に到り前記第１電極を露出する階段状の開口を有し、前記第３保護層は前記開口の内面に沿って前記開口に露出した前記第１電極に接するサーマルプリントヘッドを具備するサーマルプリンタ。

【0088】

（付記３） 支持基板と、
前記支持基板上に配置された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体上に設けられ、前記発熱抵抗体に給電するための第１電極および第２電極と、
前記発熱抵抗体と、前記第１電極と、前記第２電極との上に設けられ、絶縁性の第１保護層と、導電性の第２保護層とが順に積層された保護膜と、
を具備し、
前記第１保護層は前記第１電極を露出する開口を有し、前記第２保護層は前記開口の内面に沿って前記開口に露出した前記第１電極に接する
サーマルプリントヘッド。

【0089】

（付記４） 前記開口は、平面視で矩形状、円形状、多角形状のいずれかである請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。

【符号の説明】

【0090】

１０ サーマルプリントヘッド
１１ ヘッドユニット
１２ 放熱板
１３ ヘッド基板
１４ 回路基板
１５ 駆動用ＩＣ
１６ 支持基板
１７ グレーズ層
１７ａ 突状部
１８ 発熱抵抗体
１９ 共通電極
２０ 個別電極
２１ 発熱領域
２２ 保護膜
２２ｂ 凸部
２３ 接着剤
２４、２５、４４ ボンディングワイヤ
２６ 封止体
３０ 除電部
３１ 第１保護層
３２ 第２保護層
３２ａ 絶縁性層
３２ｂ 導電性層
３３ 第３保護層
３４ 開口
３４ａ、３４ｂ 第１、第２開口
３５ 抵抗
３６ 電源
３７ 媒体
３８ 電荷
４０ 保護膜
４１、４２ 導電性剤
４３ バンプボール
５０ 抵抗膜
５２ アルミニウム膜
５４ コンデンサ
５５ コネクタ
７１ プラテンローラ
７０ サーマルプリンタ
７２ 軸
７３ 感熱紙
Ｓ１ 主走査方向
Ｓ２ 副走査方向

【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】