JP2010052361A - サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部分と印刷メディアとの接触圧力を大きくして印刷品質を高め、かつ熱損失の少ないサーマルヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】基板１上に、絶縁層を介して形成された複数の発熱抵抗体１４と、複数の発熱抵抗体１４を発熱させる駆動回路部１００と、複数の発熱抵抗体１４と駆動回路部１００とを接続する配線１３と、複数の発熱抵抗体１４、駆動回路部１００及び配線１３を覆うように形成される保護膜１５と、が設けられるサーマルヘッドにおいて、発熱抵抗体１４と基板１との間に、熱伝導率が０.５Ｗ／ｍ・Ｋよりも小さく、かつ最大膜厚が１０μｍ以上の断熱層が設けられることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーマルヘッドおよびサーマルプリンタに関し、特に、単結晶シリコン基板を利用したサーマルヘッドおよびサーマルプリンタに関する。

近年、発熱素子の選択的発熱により感熱記録を行なうサーマルヘッドというものがある。

特許文献１又は特許文献２に、単結晶シリコン基板を利用したサーマルヘッドが開示されている。

特許文献１又は２に開示されるサーマルヘッドは、以下の構成となっている。すなわち、単結晶シリコン基板上に絶縁膜を介して形成された発熱素子と、単結晶シリコン基板に形成された駆動回路部と、発熱素子と駆動回路部を接続する配線層と、サーマルヘッド表面を保護する保護膜とから構成されている。

ここで発熱抵抗体は、感熱紙やインクシート等の印刷メディアとの接触圧力を大きくして印刷効率を向上するために、発熱抵抗体を印刷メディア側へ突き出している。

その手法としてシリコン基板を部分エッチングして凸部を形成し、その凸部上に発熱部を形成する手法がある、また、他の手法として、シリコン基板上に数μｍ厚のシリコン酸化膜を成膜した後、パターニングによりシリコン酸化膜に凸形状を形成し、この凸部に発熱部を形成する方法が提案されている。
特開平０２−１３７９４３号公報 特開平０６−３２０７６９号公報

上記の従来技術において、シリコン基板を部分エッチングして形成した凸部に発熱抵抗体を配置した構造では、発熱抵抗体は熱伝導率が１５２Ｗ／ｍ・Ｋと大きいシリコン基板に近接している。そのため、発熱抵抗体で発生した熱エネルギーがシリコン基板側へ逃げ易く、熱損失が大きくなり、その結果、消費電力が大きくなっていた。

一方、シリコン酸化膜を凸形状に加工した構造では、凸部の高さは応力の制約から数μｍ程度が限度であるため印刷メディアとの十分な接触圧力が得られず、鮮明な画質が得られないことがある。

そこで、本発明は、発熱部分と印刷メディアとの接触圧力を大きくして印刷品質を高め、かつ熱損失の少ないサーマルヘッドを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、複数の発熱抵抗体と、
該複数の発熱抵抗体を発熱させる駆動回路部と、
前記複数の発熱抵抗体と前記駆動回路部とを接続する配線と、
前記複数の発熱抵抗体、前記駆動回路部及び前記配線を覆うように形成される保護膜と、が同一基板上に配されたサーマルヘッドにおいて、
前記発熱抵抗体と前記基板との間にはシリコン酸化膜が配されており、
前記発熱抵抗体と前記シリコン酸化膜との間に、前記シリコン酸化膜よりも熱伝導率が小さく、前記基板から発熱抵抗体に向けて凸形状を有する断熱層が配されていることを特徴とする。

本発明によれば、サーマルヘッドにおいて、印刷効率及び印刷品質が向上する。また、熱エネルギーが基板に流出しにくくなり、消費電力が小さくなる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態としてのサーマルヘッドの構成を示す断面図である。

図１において、１は単結晶シリコン基板、２はフィールド酸化膜、３はｐ型ウェル、４はゲート酸化膜、５はゲート電極、６はｎ型電界緩和領域、７はｎ型ソース・ドレイン領域、８は層間膜、９は断熱層である。また、１０は層間膜、１１はコンタクトプラグ、１２は発熱抵抗体材料層、１３は配線、１４は発熱抵抗体、１５は保護膜である。発熱抵抗体１４は、発熱抵抗体材料層１２の配線１３が形成されていない部分を示す。層間膜１０は断熱層９上に設けられる絶縁層となる。

発熱抵抗体１４はＴａＳｉＮからなり、単結晶シリコン基板１上に、フィールド酸化膜２と、ＳｉＯ_２系の層間膜８と、断熱層９と、ＳｉＯ_２系又はＳｉ_３Ｎ_４系の層間膜１０を介して設けられる。

発熱抵抗体１４の材料はＴａＳｉＮに限らず、Ｔａ系の化合物、Ｗ系の化合物、Ｃｒ系の化合物、Ｒｕ系の化合物等の高抵抗材料が適用できる。

また、本実施形態では、基板には単結晶シリコン基板が用いられているが、一般の半導体デバイスが形成され得る基板なら使用可能である。具体的には、薄膜プロセスでポリシリコンＴＦＴを形成する絶縁体基板や、ＧａＡｓ基板を用いることができる。

発熱抵抗体１４に所望の電圧・電流を印加する駆動回路部１００は、単結晶シリコン基板１表面に形成される。駆動回路部１００はＭＯＳトランジスタを含んでいる。ＭＯＳトランジスタは、イオン注入と熱処理で形成されたｐ型ウェル３、ゲート酸化膜４、ゲート電極５、ｎ型の電界緩和領域６、ｎ型ソースドレイン領域７で構成される。

ここでは、駆動回路部１００がｎ型ＭＯＳトランジスタである場合を示しているが、ｐ型ＭＯＳトランジスタで構成することも可能であり、さらにＣＭＯＳトランジスタ構成とすることも可能である。また、ここではオフセットＭＯＳトランジスタ構成の例を示してあるが、ＤＭＯＳ(Double Diffused MOS)トランジスタ構成とすることも可能である。なおオフセットＭＯＳトランジスタとは、ソース、ドレイン領域のゲート電極近傍に低濃度の半導体領域（図１では電界緩和領域６）が配された構成をいう。

発熱抵抗体１４と駆動回路部１００を構成するＭＯＳトランジスタのソースもしくはドレイン領域とは、Ａｌ合金の配線１３と、コンタクトホールに配されたコンタクトプラグ１１とにより接続される。

ここでは配線１３が１層の例を示したが、複数層の配線を適用することも可能である。

発熱抵抗体１４の形成方法は、以下の方法で行う。

すなわち、発熱抵抗体１４を構成する発熱抵抗体材料層と、配線１３を構成する配線材料層を積層成膜した後、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより配線となる層と発熱抵抗体材料１２を同時にパターニングして所望の配線パターンを形成する。

再度、フォトリソグラフィーにより、発熱箇所となる部分（発熱抵抗体形成部）以外の配線材料層の領域をフォトレジストで覆い、例えば、リン酸系のエッチング液を用いて配線材料層を選択的にエッチング除去し、発熱抵抗体材料層を露出させる。

保護膜１５は発熱抵抗体１４、配線１３及び駆動回路部１００を含めサーマルヘッド表面全体を覆うよう形成される。保護膜１５には絶縁性、耐湿性等の信頼性に関わる耐久性が求められるため、Ｓｉ_３Ｎ_４等の硬質な絶縁膜が好適である。配線材料層が除去された発熱抵抗体材料層の部分が発熱抵抗体１４となる。

保護膜１５には絶縁性、耐湿性等の信頼性に関わる耐久性が求められ、また繰り返し加熱・冷却されるため、ＳｉＯ_２やＳｉ_３Ｎ_４等の化学的及び熱的に安定で、かつ耐磨耗性のある絶縁膜が好適である。

発熱抵抗体１４、駆動回路部１００、発熱抵抗体と駆動回路部とを接続する配線１３、保護膜１５とは同一基板１上に配されている。

本実施形態においては、発熱抵抗体１４と単結晶シリコン基板１との間に、最大膜厚が１０μｍ以上で、熱伝導率が０.５Ｗ／ｍ・Ｋよりも小さい断熱層９を設けた。この断熱層は、発熱抵抗体とシリコン酸化膜との間に配される。フィールド酸化膜２、ＳｉＯ_２系の層間膜８がシリコン酸化膜にあたる。また断熱層は、基板から発熱抵抗体に向けて凸形状を有する構成となっている。

断熱層９の厚さは、その下層のトランジスタ部の段差が数μｍ程度となるため、発熱抵抗体部と印刷メディアとの接触圧力を大きくするために、その段差以上の高さが必要である。また、断熱の点からは厚いほど効果が大きくなることから、断熱層９の凸形状部の厚さは１０μｍ以上の厚さが好ましい。凸部形状の厚さの上限は、カバレッジ特性のため１００μｍとすることが好ましい。

断熱層９の熱伝導率は、保護膜１５の熱伝導率よりも小さい方が熱効率の点から好ましい。

保護膜１５に好適なＳｉＯ_２の熱伝導率は約０.７Ｗ／ｍ・Ｋ、Ｓｉ_３Ｎ_４の熱伝導率は約１６Ｗ／ｍ・Ｋであるので、断熱層９の熱伝導率はＳｉＯ_２の熱伝導率よりも小さい０.５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料が好ましい。またＳｉＯ_２に限らず、当分野で一般的に保護膜として用いられる有機物等も概ね同様もしくはそれ以上の熱伝導率を有しており、それらに対しても０.５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料を用いることが可能である。

例えば、断熱層９の材料としては熱伝導率が０.１５Ｗ／ｍ・Ｋ 程度のポリイミド樹脂等が適当である。他にも、有機系の樹脂材料や有機と無機のハイブリッド材料を適用することも可能である。

また、本実施形態では、断熱層９は、断面形状が少なくとも一つの曲率を有する形状になるように形成されている。

断熱層９の形状は、断面が半円の柱状体となっているが、かかる形状に限定されず、例えば、かまぼこ型や台形状の柱状体であってもよい。

具体的な形成方法は、以下の通りである。

まず、単結晶シリコン基板１にトランジスタ等の素子を形成した後、ＳｉＯ_２系の層間膜８を成膜する。

この層間膜８の上に所望の膜厚の感光性ポリイミドを塗布し、フォトリソグラフィーで所望のパターンにパターニングする。

ここでは、例えば、感光性ポリイミドとして、ＨＤ−７０１２（商品名）を膜厚５０μｍ塗布し、ｉ線露光装置を用いて露光した後、専用の溶剤現像液で現像して所望のパターンを形成した。

その後、６０℃で３０分の乾燥によりポリイミド内の溶媒を取り除き、次に２００℃で６０分、更に４２０℃で６０分の熱処理で反応硬化して断熱層９を形成する。

この形成工程の熱処理において、現像後のポリイミドパターンの裾の部分と上面部に緩やかな曲率が形成され、その上に形成される配線１３の断線の防止と印刷メディアとの接触に有効な断面形状が得られる。

他の形成方法として、ディスペンサーを用いてポリイミド樹脂溶剤を所望のパターンに描画して形成する方法も可能である。

この場合、ポリイミド樹脂溶剤の表面張力の効果により断熱層９は円弧状の断面形状が得られ、さらに熱処理により裾の部分にも緩やかな曲率が形成される。

その結果、配線１３の断線防止と印刷メディアとの接触に良好な断面形状が得られる。

以上のように形成した断熱層９を覆うようにＳｉＯ_２系又はＳｉＮ_４系の層間膜１０を成膜し、その後コンタクトホール１１を開口した後、配線１３及び前述の方法で発熱抵抗体を形成する。

最後にＳｉＯ_２やＳｉ_３Ｎ_４等の保護膜１５を形成する。

本実施形態では、断熱層９は複数層の絶縁層でよって挟まれている。このうち、発熱抵抗体１４と断熱層９の間に挟まれる層間膜１０は、必須のものではない。しかし、断熱層材料が発熱抵抗体１４の抵抗率変動に及ぼす影響を防ぐために、化学的及び熱的に安定なＳｉＯ_２やＳｉ_３Ｎ_４等の層を配置すると信頼性の点から好ましい。

図２は、本実施形態のサーマルヘッドの発熱抵抗体部を上面からみた平面図である。図２のＡ−Ａ線で切断した際の断面が図１の発熱抵抗体部に相当する。

ここで発熱抵抗体１４は線状にパターニングされた断熱層９の上に層間膜（図示せず）を介して所望の間隔で配置される。発熱抵抗体１４の一端は共通電極１６につながる配線１３に接続され、他の端は駆動回路部（図示せず）につながる配線１３に接続される。

ここでは共通電極１６と駆動回路部（図示せず）が断熱層９を挟んで別々の側に配置する例を示しているが、発熱抵抗体１４又は配線１３を折り返して、共通電極１６と駆動回路部を断熱層９の片側に配置する構成も可能である。

以上のような構成とすることにより、発熱抵抗体１４の単結晶シリコン基板１からの突き出し量を大きくして発熱抵抗体１４上の保護膜１５の印刷メディアへの接触圧力を大きくすることができる。そのため、印刷の効率及び品質を向上することができる。

また、熱伝導率の大きい単結晶シリコン基板１と発熱抵抗体１４の間に最大膜厚が１０μｍ以上の断熱層９を設けているので、発熱抵抗体１４で発生した熱エネルギーの単結晶シリコン基板１への流出を防ぐことができる。その結果、消費電力を低減することができる。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態としてのサーマルヘッドの発熱抵抗体部を上面からみた平面図である。図４は、図３においてＢ−Ｂ線で切断した際の断面図である。

ここで断熱層９は島状に形成され、発熱抵抗体１４は各々の断熱層９の上に層間膜１０を挟んで配置される。断熱層９の形成には、微細なパターニングが求められるためフォトリソグラフィーを利用した方法が好ましい。

例えば、感光性ポリイミドとして、ＨＤ−７０１２（商品名）を膜厚５０μｍ塗布し、ｉ線露光装置を用いて露光した後、専用の溶剤現像液で現像して所望のパターンを形成した。

その後、６０℃で３０分の乾燥によりポリイミド内の溶媒を取り除き、次に２００℃で６０分、更に４２０℃で６０分の熱処理で反応硬化して断熱層９を形成する。

この形成工程の熱処理において、現像後のポリイミドパターンの裾の部分と上面端部に緩やかな曲率が形成され、その上に形成される配線１３の断線の防止と印刷メディアとの接触に有効な断面形状が得られる。

ここでは、隣接する断熱層９が各々分離されていて、発熱抵抗体１４の間隙には、断熱層９が設けられていない。

図５に示すように、断熱層９は分断されずに隣接する発熱抵抗体１４の間隙の断熱層９の膜厚が発熱抵抗体１４の直下の断熱層９の膜厚よりも薄くてもよい。

例えば、上記感光性ポリイミドを露光する際の露光量をアンダー露光とすることでこの形状を得ることができる。さらに、露光量を調整することで発熱抵抗体１４直下の断熱層９とその間隙部分の断熱層９の膜厚差を制御することができる。

又は、エッチングによる配線１３の形成工程において、オーバーエッチングにより断熱層９を分断する構造を形成することもできる。

ここでは、発熱抵抗体１４の一端は共通電極１６につながる配線１３に接続され、他の端は駆動回路部（図示せず）につながる配線１３に接続される。

ここでは共通電極１６と駆動回路部（図示せず）が断熱層９を挟んで別々の側に配置する例を示しているが、発熱抵抗体１４又は配線１３を折り返して、共通電極１６と駆動回路部を断熱層９の片側に配置する構成も可能である。

本実施形態では、隣接する発熱抵抗体１４の間隙部分には断熱層９が存在しないか、間隙部分の断熱層９の膜厚が発熱抵抗体１４直下の断熱層９の膜厚よりも小さい。

この構造により、発熱抵抗体１４上の保護膜１５を印刷メディアへより強く押し付けることにより印刷効率が向上し、低消費電力化及び印刷速度が高速化される。

さらに、短尺のサーマルヘッドを複数つないで長尺のサーマルヘッドを形成する際の、つなぎ部分の高さ方向の位置合わせ精度の余裕度を大きくすることが可能となり、長尺サーマルヘッドのコスト低減が可能となる。

図６は、本実施形態のサーマルヘッドを複数つなぎ合わせて長尺化したサーマルヘッドのつなぎ部分を示す平面図である。図７は、図６において、Ｃ−Ｃ線で切断した際の断面を示す断面図である。

短尺のサーマルヘッドは接着剤１７により、例えば、Ａｌ等のヒートシンク１８上に並べて配置される。

この際、短尺サーマルヘッド同士は高精度の位置合わせ精度で配置される必要がある。特に、つなぎ箇所の隣り合う発熱抵抗体１４ａと１４ｂの高さ方向の精度は、印刷メディアへの接触圧力を同等とするために高い精度で配置される必要がある。

本実施形態のサーマルヘッドにおいては、発熱抵抗体１４をその周囲よりも１０μｍ以上突き出すことができる構造であるので、断面の高さ方向の繋ぎ合わせ精度の余裕度を大きくすることができる。

［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態としてのサーマルヘッドの発熱抵抗体部を上面からみた平面図である。図９は、図８においてＤ−Ｄ線で切断した際の断面図である。

本実施形態では、複数の発熱抵抗体１４の各々の保護膜１５上の発熱抵抗体１４と対向する位置に熱伝導体１９を形成している。

熱伝導体１９は、発熱抵抗体１４で発生した熱エネルギーを速やかにインクシート等の印刷メディアへ伝えることが求められるため、熱伝導率の大きい材料が好ましい。さらに熱伝導体１９は印刷メディアと直接接するため耐磨耗性も求められる。その熱伝導率の目安としては、発熱抵抗体１０で発生した熱が印刷メディアへ伝熱する際に熱伝導体１３における熱伝導が律速しないよう、保護膜１２の熱伝導率よりも大きい方が好適である。

以上の観点から熱伝導体１９の材料としては、熱伝導率が５２Ｗ／ｍ・ＫのＴａ、熱伝導率が１３８Ｗ／ｍ・ＫのＭｏ、熱伝導率が１５４Ｗ／ｍ・ＫのＷ等のような熱伝導率が大きく、かつ機械的強度の大きい金属材料及びその合金材料が好適である。

また、熱伝導率が９８Ｗ／ｍ・ＫのＳｉＣ等のような熱伝導率が大きく、耐磨耗性の大きい非金属材料を適用することも可能である。

熱伝導体１９はフォトリソグラフィーを用いたエッチング技術で形成できるため、その形状は任意のパターンとすることが可能であり、印刷特性に合わせて適切な形状とすることができる。図８では矩形状にしているが、楕円形状としてもよい。ここでは図示していないが、熱伝導体は全て同じ形状、大きさである必要はない。また、発熱抵抗体の寸法よりも小さくても大きくても構わなく、要求される印刷特性に合わせて所望のパターンに形成できるものである。

一方、隣接する熱伝導体同士は、お互いの熱エネルギーが混じり合わないように分離して形成することが望ましい。

熱伝導体１９の高さは、熱伝導体材料の成膜の厚さでコントロールすることができる。

例えば、スパッタリング技術を用いることにより、任意の高さに成膜することが可能である。熱伝導体１９は印刷メディアと直接接触するため、その最表面を配線１３上の保護膜１５よりも突き出すことにより、印刷メディアへの接触が良好となり印刷効率をさらに向上させることができる。

この熱伝導体１３の突き出し量は、上記の熱伝導体材料の成膜厚さでコントロールでき、求められる印刷特性に合わせて設定することができる。

ここでは、発熱抵抗体１４の一端は共通電極１６につながる配線１３に接続され、他の端は駆動回路部（図示せず）につながる配線１３に接続される。

ここでは共通電極１６と駆動回路部（図示せず）が断熱層９を挟んで別々の側に配置する例を示しているが、発熱抵抗体１４又は配線１３を折り返して、共通電極１６と駆動回路部を断熱層９の片側に配置する構成も可能である。

以上の構成で熱伝導体１９に耐磨耗性と熱伝導性を持たせることにより、保護膜１５の膜厚を薄くすることが可能となる。ＳｉＯ_２やＳｉ_３Ｎ_４等の一般的に熱伝導率が小さい絶縁材料の保護膜１５を薄くできることにより、印刷効率が向上し印刷速度の高速化が実現できる。また、発熱抵抗体で発生した熱エネルギーを薄い保護膜と熱伝導率の大きい熱伝導体を通して速やかに印刷メディアへ伝えることにより、印刷速度を高速化することが可能になる。さらに、印刷速度の高速化により、発熱抵抗体で発生した熱エネルギーのヒートシンク側へ逃げる量が小さくなり、消費電力を小さくすることができる。

次に、上述した各実施形態のサーマルヘッドを用いたサーマルプリンタについて説明する。

本実施形態のサーマルプリンタは、そのプリンタ部に昇華型の熱転写記録方式を採用し、電子的な画像情報が表す画像を、任意枚数、プリントするものである。かかるサーマルプリンタは特開２００２−２５４６８６号公報に記載されている。

図１０は本発明の一実施形態のサーマルプリンタの断面図である。

サーマルプリンタの本体２１の制御回路３８は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成され、後述する本体２１の各構成を制御して、後述する処理および動作などを実行する。

用紙カセット２２に積載された記録媒体となる記録紙Ｐは、バネ３９によって付勢された押上げ板４０によって給紙ローラ２３に当接されていて、給紙ローラ２３により一枚ずつ分離され、ガイド３５を経て、記録部へ供給される。記録部に配置されたローラ対であるグリップローラ５１およびピンチローラ５２は、供給される記録紙Ｐを挟持し搬送して、記録紙Ｐが記録部を往復することを可能にする。

記録部においては、記録紙の搬送経路を挟むように、プラテンローラ２５とサーマルヘッド２６とが対向配置されている。カセット２７にはインクシート２８が収納されている。インクシート２８は、熱溶融性または熱昇華性インクが塗布されたインク層、および、印画面を保護するために印画面上にオーバコートされるオーバコート層を有する。サーマルヘッド２６によりインクシート２８を記録紙Ｐに押圧し、サーマルヘッド２６の発熱体を選択的に発熱させることで、記録紙Ｐにインクが転写され、画像が転写記録される。なお、転写画像には保護層がオーバコートされる。

インクシート２８の幅は記録紙Ｐの印画領域（搬送方向に直交する方向の領域）に略等しい。インクシート２８の長手方向には印画領域（搬送方向の領域）に略等しいサイズのイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の各インク層、並びに、オーバコート（ＯＰ）層が順次、交互に配置されている。従って、一層ずつ熱転写しては記録紙Ｐを記録開始位置に戻し、次の層を熱転写することで、記録紙Ｐ上に四つの層が順次転写（重畳）される。言い替えれば、記録紙Ｐは、ローラ対５１および５２によって、インクの色およびオーバコート層の数だけ転写位置を往復されることになる。

印画後の記録紙Ｐは、本体２１の前方（図１０の左側）のガイド３５および用紙カセット２２の前方かつ下部に設けられた用紙搬送ガイド４５により、その搬送方向が反転されて本体２１の後方へ導かれる。印画後の記録紙Ｐは本体２１の前方で反転されるため、印画途中の記録紙Ｐが本体２１の外部に出ることはなく、スペースの無駄を省いて装置を設置する場所の省スペース化を図り、かつ、記録紙Ｐに意図せず触ってしまう、といった問題を防いでいる。しかも、用紙カセット２２の下部をガイドの一部として直接利用する構造によって、本体２１の厚さを抑えることが可能になる。さらに、記録紙Ｐをカセット２７と用紙カセット２２に挟まれた空間を通すことで、本体２１の高さを最小限に留めることができ、装置の小型化が可能になる。

印画が終了し、本体２１の後方へ搬送された記録紙Ｐは、排出ローラ対２９−１および排出ローラ２９−２に案内されて本体２１の後方から前方へ向かって、排紙トレイ４６へ排出される。排出ローラ対２９−１は、記録紙Ｐの排出動作時にのみ圧接するように構成されていて、印画中に記録紙Ｐにストレスを与えないように構成されている。また、用紙カセット２２の上面は、印画後に排出される記録紙Ｐのトレイを兼ね、これも装置の小型化に寄与する。

なお、搬送路切替シート３６は、記録紙Ｐが記録部へ供給された後、記録紙Ｐを排出経路に導くように搬送路を切り替える。

サーマルヘッド２６は、ヘッドアーム４２に一体化されていて、カセット２７を交換する場合はカセット２７の脱着に支障のない位置まで退避する。カセット２７の交換は、用紙カセット２２を引き抜くことで可能になる。つまり、ヘッドアーム４２は用紙カセット２２のカム部によって押え付けられているが、用紙カセット２２の引き抜きによるカム部の退避に連動して、ヘッドアーム４２が上方へ退避し、カセット２７の交換が可能になる。３０は用紙の先端を検出する先端検出センサである。４３，４４はサーマルヘッドをカバーするヘッドカバーである。

本発明は、昇華型プリンター等の印刷装置に利用できる。

本発明の第１の実施形態としてのサーマルヘッドの構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態のサーマルヘッドの発熱抵抗体部を上面からみた平面図である。 本発明の第２の実施形態としてのサーマルヘッドの発熱抵抗体部を上面からみた平面図である。 図３においてＢ−Ｂ線で切断した際の断面図である。 本発明の第２の実施形態としてのサーマルヘッドの他の例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態のサーマルヘッドを複数つなぎ合わせて長尺化したサーマルヘッドのつなぎ部分を示す平面図である。 図６において、Ｃ−Ｃ線で切断した際の断面を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態としてのサーマルヘッドの発熱抵抗体部を上面からみた平面図である。 図８においてＤ−Ｄ線で切断した際の断面図である。 発明の一実施形態のサーマルプリンタの断面図である。

符号の説明

１ 単結晶シリコン基板
２ フィールド酸化膜
３ ｐ型ウェル
４ ゲート酸化膜
５ ゲート電極
６ ｎ型電界緩和領域
７ ｎ型ソース・ドレイン領域
８ 層間膜
９ 断熱層
１０ 層間膜
１１ コンタクトホール
１２ 発熱抵抗体材料
１３ 配線
１４ 発熱抵抗体
１５ 保護膜
１６ 共通電極
１７ 接着剤
１８ ヒートシンク
１９ 熱伝導体

Claims (9)

1. 複数の発熱抵抗体と、
   該複数の発熱抵抗体を発熱させる駆動回路部と、
   前記複数の発熱抵抗体と前記駆動回路部とを接続する配線と、
   前記複数の発熱抵抗体、前記駆動回路部及び前記配線を覆うように形成される保護膜と、が同一基板上に配されたサーマルヘッドにおいて、
   前記発熱抵抗体と前記基板との間にはシリコン酸化膜が配されており、
   前記発熱抵抗体と前記シリコン酸化膜との間に、前記シリコン酸化膜よりも熱伝導率が小さく、前記基板から発熱抵抗体に向けて凸形状を有する断熱層が配されていることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記断熱層は、熱伝導率が０.５Ｗ／ｍ・Ｋよりも小さく、かつ前記凸形状の最大膜厚が１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記断熱層上に絶縁層が設けられ、
   前記断熱層は前記シリコン酸化膜と前記絶縁層との間に挟まれることを特徴とする請求項１又は２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記断熱層の断面形状は、少なくとも一つの曲率を有する形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
5. 前記複数の発熱抵抗体の各間隙には、前記断熱層が設けられていないことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
6. 前記複数の発熱抵抗体の各間隙には、前記断熱層が設けられ、
   該各間隙に設けられる断熱層の膜厚は、前記発熱抵抗体の直下に設けられる前記断熱層の膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
7. 前記複数の発熱抵抗体の各々の前記保護膜上に熱伝導率が前記保護膜の熱伝導率よりも熱伝導率が大きい熱伝導体が配置されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のサーマルヘッド。
8. 前記基板は単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のサーマルヘッド。
9. 請求項１から５のいずれか１項に記載のサーマルヘッドを備え、インクシートのインクを該サーマルヘッドにより記録媒体に転写して記録を行なってなるサーマルプリンタ。