JP2023160355A - サーマルプリントヘッド、サーマルプリントヘッドの製造方法、およびサーマルプリンタ - Google Patents
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Abstract
【課題】ラベル紙に印刷を行う際の騒音を抑制できるサーマルプリントヘッドおよびぞの製造方法と、サーマルプリンタとを提供する。【解決手段】サーマルプリントヘッドA1において、厚さ方向zの第1側z1を向く第1主面11を有し、かつ、単結晶半導体からなる発熱基板1と、発熱基板1の厚さ方向zの第1側z1で主走査方向xに沿って配列された複数の発熱部41を含む抵抗体層4と、発熱基板1と複数の発熱部41との間に配置されたグレーズ層17とを備えた。発熱基板1は、第1主面11から厚さ方向zに凹んだ凹部15をさらに備えている。凹部15は、第1主面11との境界であり主走査方向xに延びる凹部端縁151を備えている。厚さ方向zに視て、グレーズ層17のグレーズ端縁171と、凹部端縁151とが一致している。【選択図】 図5
Description
本開示は、サーマルプリントヘッドおよびその製造方法と、当該サーマルプリントヘッドを備えているサーマルプリンタとに関する。
特許文献1には、従来のサーマルプリントヘッドの一例が開示されている。同文献に開示されたサーマルプリントヘッドは、主走査方向に延びる凸部が主面に一体に形成されたヘッド基板を備えている。凸部上には複数の発熱部が配置されている。発熱部が凸部上に配置されているため、印字媒体は、プラテンローラを介して確実に発熱部に押圧される。ヘッド基板は、単結晶半導体からなり、異方性エッチングを施すことにより、凸部が形成されている。したがって、凸部の傾斜外面の主面に対する傾斜角度は、例えば50~60度の一定の角度である。
サーマルプリントヘッドが印刷を行う印字媒体には、様々なものがあり、たとえば、台紙に感熱紙のシールが貼り付けられたラベル紙も含まれる。ラベル紙は、シールが貼り付けられた面を下方に向けて、サーマルプリントヘッドに送られる。シールはその厚さ(たとえば60~80μm程度)の分だけ台紙より下方に突出している。上記したサーマルプリントヘッドの場合、ラベル紙に印刷を行う際に、下方に突出したシール部分が凸部の傾斜外面に衝突することで、騒音が発生するという問題がある。
本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ラベル紙に印刷を行う際の騒音を抑制できるサーマルプリントヘッドを提供することをその課題とする。
本開示の第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、厚さ方向の第1側を向く第1主面を有し、かつ、単結晶半導体からなる発熱基板と、前記発熱基板の前記厚さ方向の第1側で主走査方向に沿って配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、前記発熱基板と前記複数の発熱部との間に配置されたグレーズ層と、を備えており、前記発熱基板は、前記第1主面から前記厚さ方向に凹んだ凹部をさらに備え、前記凹部は、前記第1主面との境界であり前記主走査方向に延びる凹部端縁を備え、前記厚さ方向に視て、前記グレーズ層のグレーズ端縁と、前記凹部端縁とが一致している。
本開示の第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、厚さ方向の第1側を向く第1主面を有し、かつ、単結晶半導体からなる基材を準備する基材準備工程と、第1エッチングによって、前記第1主面から前記厚さ方向に凹んだ凹部を形成する第1エッチング工程と、第2エッチングによって、前記厚さ方向の前記第1側を向き、かつ、前記第1主面より前記第1側とは反対側の第2側に位置する第2主面を形成する第2エッチング工程と、前記基材の前記厚さ方向の第1側にグレーズ層を形成するグレーズ層形成工程と、を備えている。
本開示に係るサーマルプリントヘッドは、ラベル紙に印刷を行う際の騒音を抑制できる。
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
<第1実施形態>
図1~図6は、本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドA1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、発熱基板1、保護層2、導電層3、抵抗体層4、グレーズ層17、絶縁層18、第1基板5、ドライバIC55、第2基板6、コネクタ69、第3基板7、および放熱部材8を備えている。サーマルプリントヘッドA1は、図4に示すようにサーマルプリンタB1に組み込まれており、プラテンローラ91との間に挟まれて搬送される印刷媒体92に印刷を施す。プラテンローラ91は、後述する発熱部に対向して配置されており、印刷媒体92を搬送しつつ、印刷媒体92を発熱部に押圧する。このような印刷媒体92としては、たとえばバーコードシートまたはデートコードシートを作成するための感熱紙が挙げられる。また、印刷媒体92には、台紙に感熱紙のシールが貼り付けられたラベル紙なども含まれる。
図1~図6は、本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドA1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、発熱基板1、保護層2、導電層3、抵抗体層4、グレーズ層17、絶縁層18、第1基板5、ドライバIC55、第2基板6、コネクタ69、第3基板7、および放熱部材8を備えている。サーマルプリントヘッドA1は、図4に示すようにサーマルプリンタB1に組み込まれており、プラテンローラ91との間に挟まれて搬送される印刷媒体92に印刷を施す。プラテンローラ91は、後述する発熱部に対向して配置されており、印刷媒体92を搬送しつつ、印刷媒体92を発熱部に押圧する。このような印刷媒体92としては、たとえばバーコードシートまたはデートコードシートを作成するための感熱紙が挙げられる。また、印刷媒体92には、台紙に感熱紙のシールが貼り付けられたラベル紙なども含まれる。
図1は、サーマルプリントヘッドA1を示す平面図である。図2は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部平面図である。図3は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部拡大平面図である。図1~図3においては、理解の便宜上、保護層2を省略している。図2においては、理解の便宜上、後述の保護樹脂57およびワイヤ561を省略している。図4は、図1のIV-IV線に沿う断面図である。図5は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部断面図である。図6は、サーマルプリントヘッドA1の発熱基板1を示す平面図である。図6においては、理解の便宜上、後述する凹部15に点描を付している。また、これらの図において、発熱基板1の長手方向を主走査方向xとし、短手方向を副走査方向yとし、厚さ方向を厚さ方向zとして説明する。また、副走査方向yについては、図1~図3の下方(図4および図5の右方)を印刷媒体92が送られてくる上流側y1とし、図1~図3の上方(図4および図5の左方)を印刷媒体92が排出される下流側y2とする。また、厚さ方向zについては、図4および図5の上方を第1側z1とし、図4および図5の下方を第2側z2とする。また、主走査方向xについては、図1~図3の左方を第1側x1とし、図1~図3の右方を第2側x2とする。以下の図においても同様である。
発熱基板1は、放熱部材8に搭載され、導電層3および抵抗体層4を支持するものである。発熱基板1は、主走査方向xを長手方向とし、副走査方向yを幅方向とする細長矩形状である。発熱基板1の大きさは特に限定されないが、一例を挙げると、発熱基板1の厚さは、たとえば0.5~1mm程度である。また、発熱基板1の主走査方向xの寸法は、たとえば50~150mm程度であり、副走査方向yの寸法は、たとえば1~5mm程度である。
本実施形態においては、発熱基板1は、単結晶半導体からなり、たとえばSiによって形成されている。なお、発熱基板1の構成材料は限定されない。図4および図5に示すように、発熱基板1は、第1主面11および裏面12を有する。第1主面11および裏面12は、厚さ方向zにおいて互いに反対側を向いており、互いに平行である。第1主面11は、厚さ方向zの第1側z1を向く面である。第1主面11は、発熱基板1の副走査方向yの下流側y2に位置し、下流側y2の端縁まで延びている。また、本実施形態では、第1主面11は、図5および図6に示すように、後述する凹部15によって2個の部位に分けられている。当該2個の部位はいずれも、主走査方向xに長く延びる細長矩形状である。第1主面11には、導電層3および抵抗体層4が配置されている。裏面12は、厚さ方向zの第2側z2を向く面である。裏面12は、図示しない接着部材を介して、放熱部材8(後述する第1支持面81)に接着されている。
また、図5および図6に示すように、発熱基板1は、第2主面13および傾斜面14を有する。第2主面13は、厚さ方向zの第1側z1(第1主面11と同じ側)を向き、第1主面11より厚さ方向zの第2側z2(裏面12側)に位置する。また、第2主面13は、副走査方向yにおいて第1主面11の上流側y1に位置し、発熱基板1の副走査方向yの上流側y1の端縁まで延びている。第2主面13は、主走査方向xに長く延びる細長矩形状である。傾斜面14は、副走査方向yにおいて第1主面11と第2主面13との間に位置し、第1主面11および第2主面13につながっている。傾斜面14は、第1主面11および第2主面13に対して傾斜しており、副走査方向yの上流側y1ほど裏面12に近づいている。傾斜面14は、主走査方向xに長く延びる細長矩形状である。発熱基板1は、たとえばSiウエハなどの単結晶半導体材料の(100)面にマスク層を形成し、ウエットエッチングにより異方性エッチングを行うことで形成される。マスク層に覆われてエッチングされずに残った部分が第1主面11になる。したがって、第1主面11は、(100)面である。一方、エッチングにより現れた面が第2主面13および傾斜面14になる。第2主面13は、第1主面11に平行であり、第1主面11と同様、(100)面である。第1主面11に対する傾斜面14の傾斜角αは、異方性エッチングに応じた所定の角度になっている。本実施形態では、傾斜面14は、(111)面であり、傾斜角αは、たとえば54.8°である。なお、傾斜角αは限定されない。
また、図5および図6に示すように、発熱基板1は、凹部15を有する。凹部15は、第1主面11から厚さ方向zの第2側z2に凹んだ溝であり、主走査方向xに延びている。凹部15は、厚さ方向zに視て、主走査方向xに長く延びる細長矩形状である。本実施形態では、凹部15は、発熱基板1の主走査方向xの両端まで延びている。凹部15は、たとえばドライエッチングによって形成される。なお、凹部15の形成方法は限定されない。図5に示すように、凹部15の深さの第1寸法(厚さ方向zの寸法)D1は、厚さ方向zにおける第1主面11と第2主面13との位置の差である第2寸法D2より小さい。第1寸法D1は、第2寸法D2の0.5%以上5%以下である、また、第1主面11に対する凹部15の側面153の傾斜角βは、傾斜角α(第1主面11に対する傾斜面14の傾斜角)より大きい。本実施形態では、傾斜角βは略直角である。凹部15は、2個の凹部端縁151を備えている。各凹部端縁151は、凹部15と第1主面11との境界であり、主走査方向xに延びている。
グレーズ層17は、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。グレーズ層17は、たとえばガラスペーストを焼成することにより形成される。本実施形態では、グレーズ層17の熱膨張係数は、発熱基板1の材料であるSiと同程度である。なお、グレーズ層17のガラス材料の特性は限定されない。図5に示すように、グレーズ層17は、凹部15の内部に配置されている。グレーズ層17は、ガラスペーストを凹部15に配置し、焼成することで形成される。ガラスペーストは流動性があるが、凹部15に配置されたとき、表面張力により、凹部端縁151を越えることが阻止される。また、焼成時にも加熱によりガラスペーストは流動化するが、表面張力により、凹部端縁151を越えることが阻止される。つまり、凹部15はガラスペーストが流動して第1主面11上で広がることを阻止するための凹部端縁151を有していればよいので、第1寸法D1は、上記したように相対的に小さくてもよい。また、傾斜角βは、上記したように相対的に大きいのが望ましい。厚さ方向zに視て、グレーズ層17の端縁であるグレーズ端縁171と凹部15の凹部端縁151とは一致している。より詳しくは、副走査方向yの上流側y1のグレーズ端縁171と副走査方向yの上流側y1の凹部端縁151とが一致し、副走査方向yの下流側y2のグレーズ端縁171と副走査方向yの下流側y2の凹部端縁151とが一致している。グレーズ層17は、凹部15によって形成領域を規定されて形成されている。また、グレーズ層17の主走査方向xに直交する断面形状は、材料であるガラスペーストの表面張力によって形成された凸形状である。したがって、グレーズ層17は、単結晶半導体に異方性エッチングを施すことで形成される凸部と比較して、厚さ(厚さ方向zの寸法)が小さく、なだらかな凸部になる。
絶縁層18は、図5に示すように、第1主面11、第2主面13、傾斜面14、およびグレーズ層17を覆っており、発熱基板1を、抵抗体層4および導電層3に対してより確実に絶縁するためのものである。絶縁層18は、発熱基板1の、抵抗体層4または導電層3が形成される領域に形成されていればよい。絶縁層18は、絶縁性材料からなり、たとえばSiO2やSiNまたはTEOS(オルトケイ酸テトラエチル)からなる。本実施形態においては、絶縁層18は、TEOSである。なお、絶縁層18の構成材料は限定されない。絶縁層18の厚さは特に限定されず、その一例を挙げるとたとえば5μm~15μmであり、好ましくは5μm~10μmである。
抵抗体層4は、絶縁層18を介して発熱基板1に支持されている。抵抗体層4は、発熱基板1に対して厚さ方向zの第1側z1に配置され、第1主面11、第2主面13、傾斜面14、およびグレーズ層17の少なくとも一部を覆っている。抵抗体層4は、複数の発熱部41を有している。複数の発熱部41は、各々に選択的に通電されることにより、印刷媒体92を局所的に加熱するものである。本実施形態においては、発熱部41は、抵抗体層4のうち導電層3から露出した領域であり、凹部15に配置されたグレーズ層17上に配置されている。つまり、グレーズ層17は、発熱基板1と複数の発熱部41との間に配置されている。図4に示すように、サーマルプリンタB1において、複数の発熱部41は、プラテンローラ91に対向している。複数の発熱部41は、主走査方向xに沿って配列されており、主走査方向xにおいて互いに離間している。発熱部41の形状は特に限定されず、本実施形態においては、厚さ方向zに視て副走査方向yを長手方向とする長矩形状である。抵抗体層4は、たとえばTaNからなる。なお、抵抗体層4の構成材料は限定されない。抵抗体層4の厚さは特に限定されず、たとえば0.02μm~0.1μmであり、好ましくは0.08μm程度である。
導電層3は、複数の発熱部41に通電するための通電経路を構成するためのものである。導電層3は、発熱基板1に支持されており、本実施形態においては、図5に示すように、抵抗体層4上に積層されている。導電層3は、抵抗体層4の発熱部41となるべき部分を露出させている。導電層3は、抵抗体層4よりも低抵抗な金属材料からなり、たとえばCuからなる。導電層3の厚さは特に限定されず、たとえば0.3μm~2.0μmである。
図1~図3および図5に示すように、本実施形態においては、導電層3は、複数の個別電極31、共通電極32、および複数の中継電極33を有する。
複数の個別電極31は、各々が概ね副走査方向yに延びる帯状であり、第1主面11上、第2主面13上、傾斜面14上、およびグレーズ層17上に配置されている。複数の個別電極31は、複数の発熱部41に対して副走査方向yの上流側y1に配置されている。複数の個別電極31は、それぞれが異なる発熱部41に接続している。図2および図5に示すように、個別電極31は、個別パッド311を有する。個別パッド311は、ドライバIC55と導通させるためのワイヤ561がワイヤボンディングされる部分である。個別パッド311には、たとえばAuを含むめっき層が形成されている。
共通電極32は、第1主面11上、第2主面13上、傾斜面14上、およびグレーズ層17上に配置され、連結部323と複数の帯状部324とを有する。複数の帯状部324は、副走査方向yに延びている。図3に示すように、複数の帯状部324の一方端(副走査方向yの下流側y2端)は、2個に分岐しており、各分岐部分が隣接する2個の発熱部41にそれぞれ接続している。図2に示すように、連結部323は、複数の帯状部324の他方端側(副走査方向yの上流側y1)に位置して主走査方向xに延びており、複数の帯状部324が繋がっている。
中継電極33は、第1主面11上およびグレーズ層17上に配置され、開口を副走査方向yの上流側y1に向けたコの字形状をなす。中継電極33は、主走査方向xに等ピッチで、発熱部41の副走査方向yの下流側y2に複数配列されている。各中継電極33は、隣接する2個の発熱部41に接続している。
図3に示すように、共通電極32の帯状部324は、2つの個別電極31に挟まれて配置されている。1つの中継電極33が接続する2個の発熱部41の一方は共通電極32に接続しており、他方はいずれかの個別電極31に接続している。したがって、個別電極31が通電することで、これに接続する発熱部41と、当該発熱部41に中継電極33を介して接続する発熱部41とに電流が流れて発熱する。つまり、2つの発熱部41が、同時に発熱する。
なお、導電層3の配置および形状は、限定されない。たとえば、中継電極33が設けられず、共通電極32が発熱部41の副走査方向yの下流側y2に配置され、各発熱部41が、それぞれ異なる共通電極32の帯状部324と個別電極31とに接続されてもよい。
保護層2は、発熱基板1の第1主面11、第2主面13、および傾斜面14と、グレーズ層17とに重なるように形成され、導電層3および抵抗体層4を覆っている。保護層2は、絶縁性の材料からなり、導電層3および抵抗体層4を保護している。保護層2の構成材料は、たとえばSiO2、SiN、SiC、AlN等であり、これらの単層もしくは複数層によって構成される。保護層2の厚さは特に限定されず、たとえば1.0μm~10μm程度である。
図5に示すように、本実施形態においては、保護層2は、パッド用開口21を有する。パッド用開口21は、保護層2を厚さ方向zに貫通している。パッド用開口21は、各個別電極31の個別パッド311を露出させている。
第1基板5は、図1および図4に示すように、放熱部材8に搭載され、発熱基板1に対して副走査方向yの上流側y1に配置されている。第1基板5は、たとえばPCB基板であり、ドライバIC55が搭載されている。第1基板5の形状等は特に限定されず、本実施形態においては、主走査方向xを長手方向とする長矩形状である。第1基板5は、主面51および裏面52を有する。主面51は、発熱基板1の第1主面11と同じ側を向く面であり、裏面52は、発熱基板1の裏面12と同じ側を向く面である。主面51には、図示しない第1配線が形成されている。第1配線は、ドライバIC55がダイボンディングされ、ワイヤ562がワイヤボンディングされるので、本実施形態では、たとえばCuからなる配線上にたとえばAuを含むめっき層が形成されている。なお、第1配線の構成材料および形成方法は限定されない。
ドライバIC55は、第1基板5の主面51に搭載されており、複数の発熱部41に個別に通電させるためのものである。本実施形態においては、ドライバIC55は、複数のワイヤ561によって複数の個別電極31に導通接続されている。ドライバIC55の通電制御は、第1基板5、第2基板6、第3基板7、およびコネクタ69を介してサーマルプリントヘッドA1外から入力される指令信号に従う。ドライバIC55は、複数のワイヤ562によって第1基板5の第1配線に導通接続されている。本実施形態においては、複数の発熱部41の個数に応じて、複数のドライバIC55が設けられている。
ドライバIC55、複数のワイヤ561および複数のワイヤ562は、保護樹脂57に覆われている。保護樹脂57は、たとえば絶縁性樹脂からなりたとえば黒色である。保護樹脂57は、発熱基板1と第1基板5とに跨るように形成されている。
第2基板6は、図1および図4に示すように、第1基板5に対して副走査方向yの上流側y1に配置されている。第2基板6は、たとえばPCB基板であり、図示しないその他の回路素子、および、コネクタ69が搭載されている。第2基板6の形状等は特に限定されず、本実施形態においては、主走査方向xを長手方向とする長矩形状である。第2基板6は、主面61および裏面62を有する。主面61は、発熱基板1の第1主面11と同じ側を向く面であり、裏面62は、発熱基板1の裏面12と同じ側を向く面である。ただし、本実施形態においては、第2基板6は、発熱基板1および第1基板5に対して傾斜した状態で配置されている。主面61および裏面62には、図示しない第2配線が形成されている。なお、第2配線の構成材料および形成方法は限定されない。
コネクタ69は、サーマルプリントヘッドA1をサーマルプリンタB1に接続するために用いられる。コネクタ69は、裏面62に取付けられており、第2配線に接続されている。
第3基板7は、第1基板5および第2基板6に接続され、第1基板5および第2基板6より柔軟性を有する。第3基板7は、フレキシブルプリント基板であり、第1基板5の第1配線と、第2基板6の第2配線とを導通接続する第3配線が形成されている。第1基板5および第2基板6が柔軟性を有する第3基板7によって接続されているので、第2基板6は第1基板5に対して傾斜した状態で配置可能になっている。第3基板7の形状等は特に限定されず、本実施形態においては、主走査方向xを長手方向とする長矩形状である。
放熱部材8は、発熱基板1、第1基板5、および第2基板6が搭載されており、複数の発熱部41によって生じた熱の一部を、発熱基板1を介して外部へ放熱するためのものである。放熱部材8は、たとえばアルミニウム等の金属からなるブロック状の部材であり、たとえば押し出し成型によって形成される。なお、放熱部材8の構成材料および形成方法は限定されない。図4に示すように、放熱部材8は、第1支持面81、第2支持面82、および底面83を有する。第1支持面81および第2支持面82と、底面83とは、厚さ方向zにおいて互いに反対側を向いている。
第1支持面81および第2支持面82は、厚さ方向zの第1側z1を向いて、副走査方向yに並んで配置されている。図4に示すように、第2支持面82は、第1支持面81より底面83から離れて(厚さ方向zの第1側z1に)配置されている。また、第1支持面81は、第2支持面82および底面83に対して傾斜している。なお、第1支持面81は、第2支持面82および底面83に対して平行であってもよい。また、第1支持面81と第2支持面82とは互いに面一であってもよい。第1支持面81には、発熱基板1の裏面12および第1基板5の裏面52が接着されている。第2支持面82には、第2基板6の裏面62が接着されている。なお、裏面12、裏面52、および裏面62を放熱部材8に接着する接着部材の構成材料は限定されない。
底面83は、厚さ方向zの第2側z2を向いている。底面83は、サーマルプリントヘッドA1をプリンタに組み込む際に基準になる面である。第2支持面82は、底面83と平行である。本明細書では、発熱基板1の厚さ方向を厚さ方向zと定義しているので、第1支持面81は、厚さ方向zに対して直交している。一方、第2支持面82は、厚さ方向zに直交する面(第1支持面81)に対して傾斜しているので、厚さ方向zに対して直交していない。同様に、底面83も、厚さ方向zに対して直交していない。
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7~図16を参照しつつ、以下に説明する。図7は、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例を示すフローチャートである。図8~図16はそれぞれ、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例の一工程を示す断面図であって、図4および図5に示す断面に対応する。なお、図8~図16に示す主走査方向x、副走査方向y、および厚さ方向zは、図1~図6と同じ方向を示している。
図7に示すように、サーマルプリントヘッドA1の製造方法は、基材準備工程S10、第1エッチング工程S20、第2エッチング工程S30、グレーズ層形成工程S40、絶縁層形成工程S50、発熱部形成工程S60、保護層形成工程S70、切断工程S80、および組み立て工程S90を備えている。
基材準備工程S10は、発熱基板1の材料となる基材10Aを準備する工程である。当該工程では、図8に示すように、基材10Aを準備する。基材10Aは、単結晶半導体からなり、たとえばSiウエハである。基材10Aは、主面11Aを有する。主面11Aは、略平坦であり、厚さ方向zの第1側z1を向く。主面11Aは(100)面である。
第1エッチング工程S20は、基材10Aに第1エッチングを施す工程であり、図9に示すように、凹部15を形成する工程である。当該工程では、まず、基材10Aの主面11Aの一部に所定のマスク層98(図8および図9において2点鎖線で示す)を形成する。マスク層98は、たとえばレジストにフォトリソグラフィ技術によりパターニングを行うことで形成される。マスク層98は、マスク層98を厚さ方向zに貫通し、かつ、主走査方向xに延びる開口98aを有している。そして、ドライエッチングを行うことで、図9に示すように、主面11Aから厚さ方向zに凹み、主走査方向xに延びる凹部15が形成される。凹部15の厚さ方向zに視た形状は、マスク層98の開口98aに対応する形状となる。その後、マスク層98を除去する。
第2エッチング工程S30は、基材10Aに第2エッチングを施す工程である。当該工程では、まず、図10に示すように、基材10Aの主面11Aの一部に所定のマスク層99(図10および図11において2点鎖線で示す)を形成する。マスク層99は、たとえばハードマスクにフォトリソグラフィ技術によりパターニングを行うことで形成される。マスク層99は、主走査方向xに延びており、凹部15の全体および主面11Aの副走査方向yの下流側y2の一部を覆う。そして、たとえばアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングを行う。このアルカリ水溶液としては、たとえばKOH(水酸化カリウム)やTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)などが挙げられる。これにより、図11に示すように、第1主面11、第2主面13、および傾斜面14が形成される。第1主面11は、マスク層99に覆われてエッチングされずに残った主面11Aの一部である。第2主面13および傾斜面14は、主面11Aがエッチングされて現れた面である。第1主面11および第2主面13は、主面11Aと同じく(100)面である。傾斜面14は、(111)面であり、第1主面11および第2主面13に対して傾斜している。第1主面11に対する傾斜面14の傾斜角αは、たとえば54.8°である。その後、マスク層99を除去する。
グレーズ層形成工程S40は、図12に示すように、グレーズ層17を形成する工程である。当該工程では、まず、凹部15に、たとえばディスペンサーを用いて、ガラスペーストを配置する。配置されたガラスペーストは流動性があるが、表面張力により、凹部端縁151を越えることが阻止される。なお、ガラスペーストの配置方法は限定されず、たとえばスクリーン印刷などによって配置してもよい。その後、ガラスペーストを焼成することによって、図12に示すように、グレーズ層17が形成される。焼成時の加熱によりガラスペーストは流動化するが、表面張力により、凹部端縁151を越えることが阻止される。これにより、厚さ方向zに視てグレーズ端縁171と凹部端縁151とが一致した状態で、グレーズ層17が形成される。
絶縁層形成工程S50は、図13に示すように、第1主面11、第2主面13、傾斜面14、およびグレーズ層17を覆う絶縁層18を形成する工程である。当該工程では、たとえばCVDを用いて、たとえばTEOSを原料ガスとした成膜を行う。なお、絶縁層18の形成方法は限定されない。
発熱部形成工程S60は、図14に示すように、絶縁層18上に、発熱部41および発熱部41に通電するための導電層3を形成する工程である。まず、絶縁層18上に抵抗体膜を形成する(S61)。抵抗体膜の形成は、たとえばスパッタリングにより絶縁層18上にTaNの薄膜を形成することによって行う。抵抗体膜は、絶縁層18の全面を覆う。次いで、導電膜を形成する(S62)。導電膜の形成は、たとえばめっきやスパッタリングによりCuからなる層を形成することによって行う。導電膜は、抵抗体膜の全面を覆う。なお、導電膜の形成では、抵抗体膜上にTi層を形成した後、Cu層を形成した構成でもよい。次いで、導電膜および抵抗体膜に選択的なエッチングを施すことにより、導電膜および抵抗体膜を部分的に除去する(S63)。これにより、主走査方向xに分離された抵抗体層4と、複数の発熱部41を残して抵抗体層4を覆う複数の個別電極31、共通電極32、および中継電極33とが形成される。
保護層形成工程S70は、保護層2を形成する工程である。当該工程では、たとえばCVDを用いて、絶縁層18、導電層3、および抵抗体層4のそれぞれの上に、たとえばSiNおよびSiCを堆積させることにより行われる。その後、パッド用開口21を形成するために、保護層2をエッチング等により部分的に除去する。
切断工程S80は、基材10Aを切断する工程である。当該工程では、基材10Aを主走査方向xおよび副走査方向yに沿って切断し個片に分割することで、複数の発熱基板1が形成される。以上により、各層が形成された発熱基板1が得られる。
また、発熱基板1の加工とは別に、第1基板5、第2基板6、および第3基板7を準備する。第1基板5は、第1配線が形成されたPCB基板である。第2基板6は、第2配線が形成されたPCB基板であり、コネクタ69が搭載されている。第3基板7は、第3配線が形成されたフレキシブルプリント基板である。
組み立て工程S90は、サーマルプリントヘッドA1を組み立てる工程である。当該工程では、まず、図15に示すように、発熱基板1と第1基板5とを組み立てる。まず、支持テープ95上に、所定の間隔を空けて、発熱基板1および第1基板5を配置する。次いで、ドライバIC55を第1基板5の主面51に搭載し、複数のワイヤ561,562をボンディングする。そして、ドライバIC55および複数のワイヤ561,562を覆う保護樹脂57を、発熱基板1と第1基板5とに跨るように形成する。また、第2基板6の主面61に、第3基板7を接着剤などで接着することで、第2基板6と第3基板7とを組み立てる。次に、支持テープ95から剥離された第1基板5の主面51の副走査方向yの上流側y1に、第3基板7の副走査方向yの下流側y2の部分を、接着剤などで接着する。次に、第1支持面81、第2支持面82、および底面83が形成された放熱部材8を準備する。放熱部材8は、アルミニウムなどの金属材料を用いて、押し出し成型によって形成される。次に、放熱部材8の第1支持面81および第2支持面82に接着部材を配置する。
次に、図16に示すように、一体となった発熱基板1、第1基板5、および第2基板6を放熱部材8に取り付ける。発熱基板1は、第1支持面81の副走査方向yの下流側y2に、裏面12を第1支持面81に対向させるようにして配置される。第1基板5は、第1支持面81の副走査方向yの上流側y1に、裏面52を第1支持面81に対向させるようにして配置される。また、第2基板6は、裏面62を第2支持面82に対向させるようにして配置される。第1基板5は、柔軟性を有する第3基板7によって第2基板6に接続されているので、第2基板6に対する傾斜姿勢を自由に変更可能である。したがって、第1基板5は、第2支持面82に対して傾斜している第1支持面81に取り付け可能である。次いで、熱を加えることで、接着部材を固化させて、裏面12および裏面52を第1支持面81に接着させる。
以上の工程により、上述のサーマルプリントヘッドA1が得られる。なお、サーマルプリントヘッドA1の製造方法は、上述した方法に限定されない。たとえば、第1エッチング工程S20の前に第2エッチング工程S30を行ってもよい。また、サーマルプリントヘッドA1の組み立ての順序は限定されない。サーマルプリントヘッドA1は、保護樹脂57によって一体化された発熱基板1および第1基板5を放熱部材8に取り付け、その後、第2基板6を放熱部材8に取り付けて、第3基板7を第1基板5に接続してもよい。
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。
本実施形態によると、発熱基板1は、厚さ方向zの第1側z1(第1主面11側)にグレーズ層17が形成されている。複数の発熱部41は、グレーズ層17上に配置されている。グレーズ層17は、単結晶半導体に異方性エッチングを施すことで形成される凸部と比較して、厚さ(厚さ方向zの寸法)が小さく、なだらかな凸部として形成されている。したがって、グレーズ層17によって形成された凸部は、異方性エッチングによって形成される凸部と比較して、ラベル紙の下方に突出したシール部分が衝突することを抑制できる。これにより、サーマルプリントヘッドA1は、ラベル紙に印刷を行う際の騒音を抑制できる。
また、本実施形態によると、発熱基板1は、第1主面11から厚さ方向zの第2側z2に凹み主走査方向xに延びる凹部15を有する。グレーズ層17は、製造工程において、流動性のあるガラスペーストが凹部15の凹部端縁151を越えることを阻止されて形成される。したがって、グレーズ層17は、第1主面11上で広がることなく、凹部15によって規定された形成領域に形成される。
また、本実施形態によると、発熱基板1は、第1主面11より厚さ方向zの第2側z2に位置し、かつ、第1主面11と同じ側を向く第2主面13を備えている。つまり、発熱基板1は、副走査方向yの上流側y1の厚さ方向zの寸法が、副走査方向yの下流側y2の厚さ方向zの寸法より小さい形状である。これにより、サーマルプリントヘッドA1は、図4に示すように、発熱基板1の副走査方向yの寸法を比較的小さくしつつ、印刷媒体92が発熱基板1に形成された保護樹脂57などに接触することを抑制できる。
また、本実施形態によると、第1基板5および第2基板6は、柔軟性を有する第3基板7によって接続されている。したがって、第1基板5および第2基板6は、互いに傾斜させた状態で、放熱部材8に搭載可能である。よって、サーマルプリントヘッドA1の設計の自由度は向上する。
図17~図21は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
<第2実施形態>
図17は、本開示の第2実施形態に係るサーマルプリントヘッドA2を説明するための図である。図17は、サーマルプリントヘッドA2を示す要部断面図であり、図5に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA2は、発熱基板1が第2主面13および傾斜面14を有さない点で、上述した第1実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
図17は、本開示の第2実施形態に係るサーマルプリントヘッドA2を説明するための図である。図17は、サーマルプリントヘッドA2を示す要部断面図であり、図5に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA2は、発熱基板1が第2主面13および傾斜面14を有さない点で、上述した第1実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
本実施形態においては、第1主面11が発熱基板1の副走査方向yの上流側y1の端縁まで延びている。発熱基板1は、第2主面13および傾斜面14を有さない。
本実施形態においても、発熱基板1は厚さ方向zの第1側z1(第1主面11側)にグレーズ層17が形成され、複数の発熱部41がグレーズ層17上に配置されている。したがって、サーマルプリントヘッドA2は、ラベル紙に印刷を行う際の騒音を抑制できる。また、サーマルプリントヘッドA2は、サーマルプリントヘッドA1と共通する構成をとることにより、サーマルプリントヘッドA1と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、発熱基板1に第2主面13および傾斜面14を形成する工程(第2エッチング工程S30)が必要ないので、製造工程を簡略化できる。
<第3実施形態>
図18および図19は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドA3を説明するための図である。図18は、サーマルプリントヘッドA3の発熱基板1を示す平面図であり、図6に対応する図である。図18においては、理解の便宜上、凹部15に点描を付している。図19は、図18のXIX-XIX線に沿う断面図である。図19においては、グレーズ層17を想像線(2点鎖線)で示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA3は、凹部15が副走査方向yに並ぶ2本の溝152からなる点で、上述した第1実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~2実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
図18および図19は、本開示の第3実施形態に係るサーマルプリントヘッドA3を説明するための図である。図18は、サーマルプリントヘッドA3の発熱基板1を示す平面図であり、図6に対応する図である。図18においては、理解の便宜上、凹部15に点描を付している。図19は、図18のXIX-XIX線に沿う断面図である。図19においては、グレーズ層17を想像線(2点鎖線)で示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA3は、凹部15が副走査方向yに並ぶ2本の溝152からなる点で、上述した第1実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~2実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
本実施形態において、凹部15は、副走査方向yに並ぶ2本の溝152からなる。各溝152は、第1主面11から厚さ方向zの第2側z2に凹んだ溝であり、主走査方向xに延びている。各溝152は、厚さ方向zに視て、主走査方向xに長く延びる細長矩形状である。本実施形態では、各溝152は、発熱基板1の主走査方向xの両端まで延びている。各溝152は、たとえばドライエッチングによって形成される。なお、各溝152の形成方法は限定されない。各溝152はそれぞれ、2個の凹部端縁151を備えている。各凹部端縁151は、各溝152と第1主面11との境界であり、主走査方向xに延びている。2個の凹部端縁151は、凹部端縁151aおよび凹部端縁151bを含んでいる。凹部端縁151aは、副走査方向yにおいて他方の溝152とは反対側に位置している端縁である。凹部端縁151bは、副走査方向yにおいて他方の溝152側に位置している端縁である。
第1主面11は、凹部15(2本の溝152)によって3個の部位に分けられている。当該3個の部位はいずれも、主走査方向xに長く延びる細長矩形状である。第1主面11は、溝間部111を含んでいる。溝間部111は、3個の部位のうち、2本の溝152の間の部位である。つまり、溝間部111は、凹部端縁151bを介して、溝152につながっている。
グレーズ層17は、図19に示すように、第1主面11の溝間部111上および各溝152の内部に配置されている。グレーズ層17の材料であるガラスペーストは流動性があるが、発熱基板1に配置されたとき、表面張力により、凹部端縁151aを越えることが阻止される。また、焼成時にも加熱によりガラスペーストは流動化するが、表面張力により、凹部端縁151aを越えることが阻止される。厚さ方向zに視て、グレーズ端縁171と凹部端縁151aとは一致している。より詳しくは、副走査方向yの上流側y1のグレーズ端縁171と副走査方向yの上流側y1の溝152の凹部端縁151aとが一致し、副走査方向yの下流側y2のグレーズ端縁171と副走査方向yの下流側y2の溝152の凹部端縁151aとが一致している。グレーズ層17は、凹部15の各溝152の凹部端縁151aによって形成領域を規定されて形成されている。また、グレーズ層17の主走査方向xに直交する断面形状は、材料であるガラスペーストの表面張力によって形成された凸形状である。したがって、グレーズ層17は、単結晶半導体に異方性エッチングを施すことで形成される凸部と比較して、厚さ(厚さ方向zの寸法)が小さく、なだらかな凸部になる。
本実施形態においても、発熱基板1は厚さ方向zの第1側z1(第1主面11側)にグレーズ層17が形成され、複数の発熱部41がグレーズ層17上に配置されている。したがって、サーマルプリントヘッドA3は、ラベル紙に印刷を行う際の騒音を抑制できる。また、本実施形態によると、発熱基板1は、第1主面11から厚さ方向zの第2側z2に凹み主走査方向xに延びる、副走査方向yに並ぶ2本の溝152を有する。グレーズ層17は、製造工程において、流動性のあるガラスペーストが各溝152の凹部端縁151aを越えることを阻止されて形成される。したがって、グレーズ層17は、第1主面11上で広がることなく、凹部15(2本の溝152)によって規定された形成領域に形成される。また、サーマルプリントヘッドA3は、サーマルプリントヘッドA1と共通する構成をとることにより、サーマルプリントヘッドA1と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、第1実施形態の場合と比較して、グレーズ層17を形成するための材料の使用量を抑制できる。
<第4実施形態>
図20は、本開示の第4実施形態に係るサーマルプリントヘッドA4を説明するための図である。図20は、サーマルプリントヘッドA4の発熱基板1を示す要部断面図であり、図19に対応する図である。図20においては、グレーズ層17を想像線(2点鎖線)で示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA4は、グレーズ層17の形成領域が、上述した第3実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第3実施形態と同様である。なお、上記の第1~3実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
図20は、本開示の第4実施形態に係るサーマルプリントヘッドA4を説明するための図である。図20は、サーマルプリントヘッドA4の発熱基板1を示す要部断面図であり、図19に対応する図である。図20においては、グレーズ層17を想像線(2点鎖線)で示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA4は、グレーズ層17の形成領域が、上述した第3実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第3実施形態と同様である。なお、上記の第1~3実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
本実施形態においては、第3実施形態と同様、凹部15は、副走査方向yに並ぶ2本の溝152からなる。各溝152はそれぞれ、凹部端縁151aおよび凹部端縁151bを備えている。第1主面11は、2本の溝152の間に位置する溝間部111を含んでいる。
本実施形態において、グレーズ層17は、図20に示すように、第1主面11の溝間部111上に配置されており、2本の溝152の内部には配置されていない。つまり、2本の溝152は、グレーズ層17から露出している。グレーズ層17の材料であるガラスペーストは流動性があるが、発熱基板1に配置されたとき、表面張力により、凹部端縁151bを越えることが阻止される。また、焼成時にも加熱によりガラスペーストは流動化するが、表面張力により、凹部端縁151bを越えることが阻止される。厚さ方向zに視て、グレーズ端縁171と凹部端縁151bとは一致している。より詳しくは、副走査方向yの上流側y1のグレーズ端縁171と副走査方向yの上流側y1の溝152の凹部端縁151bとが一致し、副走査方向yの下流側y2のグレーズ端縁171と副走査方向yの下流側y2の溝152の凹部端縁151bとが一致している。グレーズ層17は、凹部15の各溝152の凹部端縁151bによって形成領域を規定されて形成されている。また、グレーズ層17の主走査方向xに直交する断面形状は、材料であるガラスペーストの表面張力によって形成された凸形状である。したがって、グレーズ層17は、単結晶半導体に異方性エッチングを施すことで形成される凸部と比較して、厚さ(厚さ方向zの寸法)が小さく、なだらかな凸部になる。
本実施形態においても、発熱基板1は厚さ方向zの第1側z1(第1主面11側)にグレーズ層17が形成され、複数の発熱部41がグレーズ層17上に配置されている。したがって、サーマルプリントヘッドA4は、ラベル紙に印刷を行う際の騒音を抑制できる。また、本実施形態によると、発熱基板1は、第1主面11から厚さ方向zの第2側z2に凹み主走査方向xに延びる、副走査方向yに並ぶ2本の溝152を有する。グレーズ層17は、製造工程において、流動性のあるガラスペーストが各溝152の凹部端縁151bを越えることを阻止されて形成される。したがって、グレーズ層17は、第1主面11上で広がることなく、凹部15(2本の溝152)によって規定された形成領域に形成される。また、サーマルプリントヘッドA4は、サーマルプリントヘッドA3と共通する構成をとることにより、サーマルプリントヘッドA3と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、グレーズ層17が各溝152に配置されないので、第3実施形態の場合と比較して、グレーズ層17を形成するための材料の使用量をさらに抑制できる。
<第5実施形態>
図21は、本開示の第5実施形態に係るサーマルプリントヘッドA5を説明するための図である。図21は、サーマルプリントヘッドA5の発熱基板1を示す平面図であり、図6に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA5は、凹部15が発熱基板1の主走査方向xの両端まで達していない点で、上述した第1実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~4実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
図21は、本開示の第5実施形態に係るサーマルプリントヘッドA5を説明するための図である。図21は、サーマルプリントヘッドA5の発熱基板1を示す平面図であり、図6に対応する図である。本実施形態のサーマルプリントヘッドA5は、凹部15が発熱基板1の主走査方向xの両端まで達していない点で、上述した第1実施形態と異なっている。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第1実施形態と同様である。なお、上記の第1~4実施形態の各部が任意に組み合わせられてもよい。
本実施形態においては、凹部15は、発熱基板1の主走査方向xの両端まで達しておらず、厚さ方向zに視て、第1主面11に内包されている。したがって、凹部15は、副走査方向yに延びる2個の凹部端縁151をさらに備えている。
本実施形態においても、発熱基板1は厚さ方向zの第1側z1(第1主面11側)にグレーズ層17が形成され、複数の発熱部41がグレーズ層17上に配置されている。したがって、サーマルプリントヘッドA5は、ラベル紙に印刷を行う際の騒音を抑制できる。また、サーマルプリントヘッドA5は、サーマルプリントヘッドA1と共通する構成をとることにより、サーマルプリントヘッドA1と同等の効果を奏する。さらに、本実施形態によると、第1実施形態の場合と比較して、グレーズ層17を形成するための材料の使用量をさらに抑制できる。
本開示に係るサーマルプリントヘッドおよびその製造方法と、当該サーマルプリントヘッドを備えているサーマルプリンタとは、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係るサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタの各部の具体的な構成、および、本開示に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の各工程の具体的な処理は、種々に設計変更自在である。
〔付記1〕
厚さ方向(z)の第1側(z1)を向く第1主面(11)を有し、かつ、単結晶半導体からなる発熱基板(1)と、
前記発熱基板の前記厚さ方向の第1側で主走査方向(x)に沿って配列された複数の発熱部(41)を含む抵抗体層(4)と、
前記発熱基板と前記複数の発熱部との間に配置されたグレーズ層(17)と、
を備えており、
前記発熱基板は、前記第1主面から前記厚さ方向に凹んだ凹部(15)をさらに備え、
前記凹部は、前記第1主面との境界であり前記主走査方向に延びる凹部端縁(151)を備え、
前記厚さ方向に視て、前記グレーズ層のグレーズ端縁(171)と、前記凹部端縁とが一致している、
サーマルプリントヘッド(A1)。
〔付記2〕
前記凹部は、前記主走査方向に延びる1本の溝であり、
前記グレーズ層は、前記凹部の内部に配置されている、
付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3〕
前記凹部は、副走査方向に並ぶ2本の溝を含んでいる、
付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4、第3実施形態、図18、図19〕
前記グレーズ層は、前記第1主面における前記2本の溝の間の部位である溝間部、および、前記2本の溝の内部に配置されている、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5、第4実施形態、図20〕
前記グレーズ層は、前記第1主面における前記2本の溝の間の部位である溝間部に配置され、
前記2本の溝は、前記グレーズ層から露出している、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6〕
前記凹部は、前記発熱基板の前記主走査方向の両端まで延びている、
付記2ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7〕
前記発熱基板は、前記厚さ方向の前記第1側を向き、かつ、前記第1主面より前記第1側とは反対側の第2側(z2)に位置する第2主面(13)をさらに備え、
前記第2主面は、前記発熱基板の副走査方向の端縁まで延びている、
付記1ないし6のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8、図5〕
前記厚さ方向における前記凹部の第1寸法(D1)は、前記厚さ方向における前記第1主面と前記第2主面との位置の差である第2寸法(D2)より小さい
付記7に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記9〕
前記第1寸法は、前記第2寸法の0.5%以上5%以下である、
付記8に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10、図5〕
前記発熱基板は、前記第1主面と前記第2主面との間に位置し、かつ、前記第1主面および前記第2主面に対して傾斜する傾斜面(14)をさらに備え、
前記第1主面に対する前記溝の側面(152)の第1傾斜角(β)は、前記第1主面に対する前記傾斜面の第2傾斜角(α)より大きい、
付記7ないし9のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記11〕
前記単結晶半導体は、Siを含み、
前記第1主面は、(100)面である、
付記1ないし10のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記12〕
付記1ないし11のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、
前記複数の発熱部に対向して配置されたプラテンローラと、
を備えているサーマルプリンタ。
〔付記13、図7〕
厚さ方向の第1側を向く第1主面を有し、かつ、単結晶半導体からなる基材(10A)を準備する基材準備工程(S10)と、
第1エッチングによって、前記第1主面から前記厚さ方向に凹んだ凹部を形成する第1エッチング工程(S20)と、
第2エッチングによって、前記厚さ方向の前記第1側を向き、かつ、前記第1主面より前記第1側とは反対側の第2側に位置する第2主面を形成する第2エッチング工程(S30)と、
前記基材の前記厚さ方向の第1側にグレーズ層を形成するグレーズ層形成工程(S40)と、
を備えている、
サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記14〕
前記第1エッチングは、ドライエッチングであり、
前記第2エッチングは、ウエットエッチングである、
付記13に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記15〕
前記第2エッチングは、異方性エッチングである、
付記13または14に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
厚さ方向(z)の第1側(z1)を向く第1主面(11)を有し、かつ、単結晶半導体からなる発熱基板(1)と、
前記発熱基板の前記厚さ方向の第1側で主走査方向(x)に沿って配列された複数の発熱部(41)を含む抵抗体層(4)と、
前記発熱基板と前記複数の発熱部との間に配置されたグレーズ層(17)と、
を備えており、
前記発熱基板は、前記第1主面から前記厚さ方向に凹んだ凹部(15)をさらに備え、
前記凹部は、前記第1主面との境界であり前記主走査方向に延びる凹部端縁(151)を備え、
前記厚さ方向に視て、前記グレーズ層のグレーズ端縁(171)と、前記凹部端縁とが一致している、
サーマルプリントヘッド(A1)。
〔付記2〕
前記凹部は、前記主走査方向に延びる1本の溝であり、
前記グレーズ層は、前記凹部の内部に配置されている、
付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3〕
前記凹部は、副走査方向に並ぶ2本の溝を含んでいる、
付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4、第3実施形態、図18、図19〕
前記グレーズ層は、前記第1主面における前記2本の溝の間の部位である溝間部、および、前記2本の溝の内部に配置されている、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5、第4実施形態、図20〕
前記グレーズ層は、前記第1主面における前記2本の溝の間の部位である溝間部に配置され、
前記2本の溝は、前記グレーズ層から露出している、
付記3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6〕
前記凹部は、前記発熱基板の前記主走査方向の両端まで延びている、
付記2ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7〕
前記発熱基板は、前記厚さ方向の前記第1側を向き、かつ、前記第1主面より前記第1側とは反対側の第2側(z2)に位置する第2主面(13)をさらに備え、
前記第2主面は、前記発熱基板の副走査方向の端縁まで延びている、
付記1ないし6のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8、図5〕
前記厚さ方向における前記凹部の第1寸法(D1)は、前記厚さ方向における前記第1主面と前記第2主面との位置の差である第2寸法(D2)より小さい
付記7に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記9〕
前記第1寸法は、前記第2寸法の0.5%以上5%以下である、
付記8に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10、図5〕
前記発熱基板は、前記第1主面と前記第2主面との間に位置し、かつ、前記第1主面および前記第2主面に対して傾斜する傾斜面(14)をさらに備え、
前記第1主面に対する前記溝の側面(152)の第1傾斜角(β)は、前記第1主面に対する前記傾斜面の第2傾斜角(α)より大きい、
付記7ないし9のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記11〕
前記単結晶半導体は、Siを含み、
前記第1主面は、(100)面である、
付記1ないし10のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記12〕
付記1ないし11のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、
前記複数の発熱部に対向して配置されたプラテンローラと、
を備えているサーマルプリンタ。
〔付記13、図7〕
厚さ方向の第1側を向く第1主面を有し、かつ、単結晶半導体からなる基材(10A)を準備する基材準備工程(S10)と、
第1エッチングによって、前記第1主面から前記厚さ方向に凹んだ凹部を形成する第1エッチング工程(S20)と、
第2エッチングによって、前記厚さ方向の前記第1側を向き、かつ、前記第1主面より前記第1側とは反対側の第2側に位置する第2主面を形成する第2エッチング工程(S30)と、
前記基材の前記厚さ方向の第1側にグレーズ層を形成するグレーズ層形成工程(S40)と、
を備えている、
サーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記14〕
前記第1エッチングは、ドライエッチングであり、
前記第2エッチングは、ウエットエッチングである、
付記13に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
〔付記15〕
前記第2エッチングは、異方性エッチングである、
付記13または14に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
A1~A5:サーマルプリントヘッド
1 :発熱基板
11 :第1主面
111 :溝間部
12 :裏面
13 :第2主面
14 :傾斜面
15 :凹部
151,151a,151b:凹部端縁
152 :溝
153 :側面
17 :グレーズ層
171 :グレーズ端縁
18 :絶縁層
2 :保護層
21 :パッド用開口
3 :導電層
31 :個別電極
311 :個別パッド
32 :共通電極
323 :連結部
324 :帯状部
33 :中継電極
4 :抵抗体層
41 :発熱部
5 :第1基板
51 :主面
52 :裏面
55 :ドライバIC
561,562:ワイヤ
57 :保護樹脂
6 :第2基板
61 :主面
62 :裏面
69 :コネクタ
7 :第3基板
8 :放熱部材
81 :第1支持面
82 :第2支持面
83 :底面
91 :プラテンローラ
92 :印刷媒体
95 :支持テープ
98 :マスク層
98a :開口
99 :マスク層
10A :基材
11A :主面
B1 :サーマルプリンタ
1 :発熱基板
11 :第1主面
111 :溝間部
12 :裏面
13 :第2主面
14 :傾斜面
15 :凹部
151,151a,151b:凹部端縁
152 :溝
153 :側面
17 :グレーズ層
171 :グレーズ端縁
18 :絶縁層
2 :保護層
21 :パッド用開口
3 :導電層
31 :個別電極
311 :個別パッド
32 :共通電極
323 :連結部
324 :帯状部
33 :中継電極
4 :抵抗体層
41 :発熱部
5 :第1基板
51 :主面
52 :裏面
55 :ドライバIC
561,562:ワイヤ
57 :保護樹脂
6 :第2基板
61 :主面
62 :裏面
69 :コネクタ
7 :第3基板
8 :放熱部材
81 :第1支持面
82 :第2支持面
83 :底面
91 :プラテンローラ
92 :印刷媒体
95 :支持テープ
98 :マスク層
98a :開口
99 :マスク層
10A :基材
11A :主面
B1 :サーマルプリンタ
Claims (15)
- 厚さ方向の第1側を向く第1主面を有し、かつ、単結晶半導体からなる発熱基板と、
前記発熱基板の前記厚さ方向の第1側で主走査方向に沿って配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
前記発熱基板と前記複数の発熱部との間に配置されたグレーズ層と、
を備えており、
前記発熱基板は、前記第1主面から前記厚さ方向に凹んだ凹部をさらに備え、
前記凹部は、前記第1主面との境界であり前記主走査方向に延びる凹部端縁を備え、
前記厚さ方向に視て、前記グレーズ層のグレーズ端縁と、前記凹部端縁とが一致している、
サーマルプリントヘッド。 - 前記凹部は、前記主走査方向に延びる1本の溝であり、
前記グレーズ層は、前記凹部の内部に配置されている、
請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記凹部は、副走査方向に並ぶ2本の溝を含んでいる、
請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記グレーズ層は、前記第1主面における前記2本の溝の間の部位である溝間部、および、前記2本の溝の内部に配置されている、
請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記グレーズ層は、前記第1主面における前記2本の溝の間の部位である溝間部に配置され、
前記2本の溝は、前記グレーズ層から露出している、
請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記凹部は、前記発熱基板の前記主走査方向の両端まで延びている、
請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記発熱基板は、前記厚さ方向の前記第1側を向き、かつ、前記第1主面より前記第1側とは反対側の第2側に位置する第2主面をさらに備え、
前記第2主面は、前記発熱基板の副走査方向の端縁まで延びている、
請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記厚さ方向における前記凹部の第1寸法は、前記厚さ方向における前記第1主面と前記第2主面との位置の差である第2寸法より小さい
請求項7に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記第1寸法は、前記第2寸法の0.5%以上5%以下である、
請求項8に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記発熱基板は、前記第1主面と前記第2主面との間に位置し、かつ、前記第1主面および前記第2主面に対して傾斜する傾斜面をさらに備え、
前記第1主面に対する前記溝の側面の第1傾斜角は、前記第1主面に対する前記傾斜面の第2傾斜角より大きい、
請求項7に記載のサーマルプリントヘッド。 - 前記単結晶半導体は、Siを含み、
前記第1主面は、(100)面である、
請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 - 請求項1ないし11のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、
前記複数の発熱部に対向して配置されたプラテンローラと、
を備えているサーマルプリンタ。 - 厚さ方向の第1側を向く第1主面を有し、かつ、単結晶半導体からなる基材を準備する基材準備工程と、
第1エッチングによって、前記第1主面から前記厚さ方向に凹んだ凹部を形成する第1エッチング工程と、
第2エッチングによって、前記厚さ方向の前記第1側を向き、かつ、前記第1主面より前記第1側とは反対側の第2側に位置する第2主面を形成する第2エッチング工程と、
前記基材の前記厚さ方向の第1側にグレーズ層を形成するグレーズ層形成工程と、
を備えている、
サーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記第1エッチングは、ドライエッチングであり、
前記第2エッチングは、ウエットエッチングである、
請求項13に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 - 前記第2エッチングは、異方性エッチングである、
請求項13または14に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022070680A JP2023160355A (ja) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | サーマルプリントヘッド、サーマルプリントヘッドの製造方法、およびサーマルプリンタ |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2022070680A JP2023160355A (ja) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | サーマルプリントヘッド、サーマルプリントヘッドの製造方法、およびサーマルプリンタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023160355A true JP2023160355A (ja) | 2023-11-02 |
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ID=88515914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022070680A Pending JP2023160355A (ja) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | サーマルプリントヘッド、サーマルプリントヘッドの製造方法、およびサーマルプリンタ |
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Country | Link |
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-
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- 2022-04-22 JP JP2022070680A patent/JP2023160355A/ja active Pending
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