JP2012071520A

JP2012071520A - サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタ

Info

Publication number: JP2012071520A
Application number: JP2010218944A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 剛山本
Original assignee: Toshiba Hokuto Electronics Corp
Current assignee: Toshiba Hokuto Electronics Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: JP5647477B2

Abstract

【課題】画点の形状を容易にデザインできるサーマルプリントヘッドを提供する
【解決手段】サーマルプリントヘッドは、絶縁基板、複数の積層配線パターンおよび保護層を備えている。複数の積層配線パターンは、絶縁基板上に形成されて、互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。各積層配線パターンは、第１配線パターン３０、第２配線パターン４０、および、これらに挟まれた絶縁層５０を備えていて、記録媒体に１画点を印画する。第１配線パターン３０は、第１発熱部３２および第１発熱部３２に電力を供給する第１電極３４を有している。第２配線パターン４０は、一対の第２発熱部４２および一対の第２発熱部４２に電力を供給する第２電極４４を有している。保護層は、複数の積層配線パターンの表面を覆っている。一対の第２発熱部４２は、第１発熱部３２を主走査方向に挟むように互いに間隔を空けて配列されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、サーマルプリントヘッド、および、これを用いたサーマルプリンタに関する。

サーマルプリントヘッドは、発熱領域に配列された複数の発熱部を発熱させて、その熱により記録媒体に文字や図形などを印字・印画する出力用デバイスである。この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、フォトプリンタ、イメージャー、シールプリンタなどの記録機器に広く利用されている。

従来のサーマルプリントヘッドについて、図２０を用いて説明する。図２０は、従来のサーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図とともに発熱体板の表面温度分布を示した図である。

サーマルプリントヘッドは、放熱板、放熱板の同一表面上に配置された発熱体板および回路基板を備えている。発熱体板は、絶縁基板、複数の配線パターン１３０、および、保護層を備えている。

複数の配線パターン１３０は、絶縁基板上に形成されていて、互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。各配線パターン１３０は、発熱部１３２、個別電極１３４、および、共通電極１３６を有している。

発熱部１３２は、副走査方向９２に延びている。複数の発熱部１３２は、互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。発熱部１３２の一端には、個別電極１３４が形成されている。また、発熱部１３２の他端には、共通電極１３４が形成されている。個別電極１３４と共通電極１３６との間に電圧が印加されることにより、一対の発熱部１３２は、発熱し、記録媒体に１画素を出力する。なお、図２０に示したように、複数の発熱部１３２が配列された帯状の領域が、発熱領域１１６となる。

保護層は、絶縁基板および配線パターン１３０上に積層されて、発熱体板の最表面を形成している。保護層は、サーマルプリンタの使用時における記録媒体との摩擦から、配線パターン１３０を保護する役割を果たす。

一方、回路基板には、配線パターン１３０への電力供給を制御する駆動用ＩＣなどの電気部品が実装されている。

上述のサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタについて説明する。サーマルプリンタは、一般的にプラテンローラを備えている。プラテンローラは、主走査方向９１を回転軸として、その側面が発熱体板の表面上（保護層の表面上）の発熱領域１１６に接するように回転可能に設けられている。

例えば、感熱型サーマルプリンタは、プラテンローラを回転させることによって、プラテンローラと発熱体板の表面との間に挿入された感熱紙などの記録媒体を発熱体板の表面に押し付けつつ、記録媒体を副走査方向９２に移動させる。記録媒体の移動に伴って、発熱領域１１６の発熱パターンを変化させることによって、記録媒体に印字・印画する。

特開２００６−２０５５２０号公報

従来のサーマルプリントヘッドにおいて、発熱部１３２からの熱の一部は、絶縁基板、電極１３４，１３６、保護層を伝わって拡散する。そのため、発熱体板の表面温度（保護層の表面温度）は、発熱部１３２の中央部の上方で最も高く、発熱部１３２の中央部の上方から離れるにつれて徐々に低くなる。

それゆえ、１個の発熱部１３２の形状が長方形であるのに対して、１個の発熱部１３２の発熱による表面温度分布１９４の等温線が楕円形になる。その結果、１個の発熱部１３２の発熱により記録媒体に印画される画点の形状（ドット形状）も楕円形になり、複数の画点が記録媒体上に密に印画されにくい。したがって、画質を向上させることが難しい。

また、所定の大きさの画点を得ようとすると、発熱部１３２の中央部の上方の表面温度が高くなり過ぎ、記録媒体の焼付けの原因となり、かつ、消費電力の無駄が生じてしまう。

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、画点の形状を容易にデザインできるサーマルプリントヘッド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、本発明に係るサーマルプリントヘッドは、絶縁基板と、互いに間隔を空けて主走査方向に配列された複数の積層配線パターンを有し、前記絶縁基板の表面に形成された積層配線層と、前記積層配線層の表面を覆う保護層とを具備し、各前記積層配線パターンは、第１発熱部および前記第１発熱部に電力を供給する第１電極を有する第１配線パターンと、互いに間隔を空けて配列されて前記第１発熱部を主走査方向に挟むように配置された一対の第２発熱部と前記第２発熱部に電力を供給する第１電極を有する第２配線パターンと、前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとに挟まれた絶縁層とを備え、記録媒体に１画点を印画することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係るサーマルプリンタは、絶縁基板と、互いに間隔を空けて主走査方向に配列された複数の積層配線パターンを有し、前記絶縁基板の表面に形成された積層配線層と、前記積層配線層の表面を覆う保護層とを具備し、各前記積層配線パターンは、主発熱部および前記主発熱部に電力を供給する主電極を有する第１配線パターンと、互いに間隔を空けて配列されて前記第１発熱部を主走査方向に挟むように配置された一対の第２発熱部と前記第２発熱部に電力を供給する第１電極を有する第２配線パターンと、前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとに挟まれた絶縁層とを備え、記録媒体に１ドットを印画するサーマルプリントヘッドを用いたことを特徴とする。

本発明によれば、画点の形状を容易にデザインできる。

本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの斜視図である。本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリンタの部分断面図である。本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。図３のIV−IV矢視断面図である。本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第１配線パターンを示した部分平面図である。本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第２配線パターンを示した部分平面図である。図３のVII−VII矢視断面図である。本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱体板の表面温度分布を示した図である。本発明の第２の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。本発明の第２の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱体板の表面温度分布を示した図である。本発明の第３の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。本発明の第３の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第２配線パターンを示した部分平面図である。本発明の第３の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱体板の表面温度分布を示した図である。本発明の第４の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。本発明の第５の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。本発明の第５の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第２配線パターンを示した部分平面図である。本発明の第５の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第１配線パターンを示した部分平面図である。本発明の第６の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。本発明の第６の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第１配線パターンを示した部分平面図である。従来のサーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図とともに発熱体板の表面温度分布を示した図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態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について説明する。

まず、第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０およびサーマルプリンタの概要について、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の斜視図である。図２は、サーマルプリンタの部分断面図である。

サーマルプリントヘッド１０は、放熱板１２、発熱体板１４、および、回路基板１８を備えている。発熱体板１４および回路基板１８は、放熱板１２の同一表面上に載置されている。発熱体板１４は、記録媒体８２の進行方向である記録媒体８２の排出側（副走査方向９２の下流側）に配置されている。回路基板１８は、発熱体板１４と隣接して、記録媒体８２の供給側（副走査方向９２の上流側）に配置されている。

放熱板１２は、例えばＡｌなどの金属からなり、副走査方向９２に直交する主走査方向９１に延びている。放熱板１２は、発熱体板１４からの熱をサーマルプリントヘッド１０の外部に放つ役割を果たす。

発熱体板１４は、放熱板１２上に載置されていて、主走査方向９１に延びている。発熱体板１４には、主走査方向９１に延びた発熱領域１６が形成されている。

回路基板１８は、放熱板１２上に載置されていて、発熱体板１４と並行して主走査方向９１に延びている。回路基板１８には、駆動用ＩＣ７０およびコネクタ７２などが実装されている。駆動用ＩＣ７０は、発熱領域１６を発熱させる駆動回路としての役割を果たす。発熱領域１６に所定の発熱パターンを形成するための制御信号や駆動電力は、コネクタ７２を介して入力される。

発熱体板１４に形成された配線パターンと駆動用ＩＣ７０とは、例えばボンディングワイヤ７４ａによって電気的に接続されている。回路基板１８に形成された配線パターンと駆動用ＩＣ７０とは、例えばボンディングワイヤ７４ｂによって電気的に接続されている。駆動用ＩＣ７０およびボンディングワイヤ７４ａ，７４ｂは、樹脂からなる封止材７６によって封刺され、保護されている。

サーマルプリンタは、プラテンローラ８０を備えている。プラテンローラ８０は、所定の弾性を持つ材料からなり、円筒状に形成されている。プラテンローラ８０は、主走査方向９１に延びた軸８０ａを有し、軸中心に回転可能に設置されている。プラテンローラ８０は、その外周面８０ｂが発熱領域１６に接するように設置されている。

サーマルプリンタの使用時には、プラテンローラ８０と発熱領域１６との間に、熱印刷温度以上に加熱されると発色する感熱紙などの記録媒体８２が挿入される。サーマルプリンタは、プラテンローラ８０を回転させることによって、記録媒体８２を発熱領域１６に押し付けつつ、記録媒体８２を副走査方向９２に移動させる。加えて、サーマルプリンタは、記録媒体８２の移動に伴って、発熱領域１６の発熱パターンを変化させることによって、所望の画像を記録媒体８２上に形成する。

次に、本実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０の発熱体板１４の詳細について、図３ないし図７を用いて説明する。図３は、サーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。図４は、図３のIV−IV矢視断面図である。図５は、第１配線パターンを示した部分平面図である。図６は、第２配線パターンを示した部分平面図である。図７は、図３のVII−VII矢視断面図である。

発熱体板１４は、絶縁基板２０、複数の積層配線パターン、絶縁層５０、ならびに、保護層５２を備えている。

絶縁基板２０は、図４に示したように、支持基板２２およびグレーズ層２４を有している。支持基板２２は、例えば、アルミナなどの絶縁材からなり、厚さが０．８ｍｍに設計されている。グレーズ層２４は、支持基板２２上に積層されている。グレーズ層２４は、ガラスからなり、例えば、厚さが４０μｍに設計されている。

複数の積層配線パターンは、絶縁基板２０上（グレーズ層２４上）に互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。各積層配線パターンは、第１配線パターン（主配線パターン）３０、絶縁層５０、および、第２配線パターン（副配線パターン）４０を備えている。

絶縁基板２０上には、第１抵抗体層３１が積層され、さらに、第１抵抗体層３１上には、第１導電体層が積層されている。第１抵抗体層３１および第１導電体層は、絶縁基板２０上に複数の第１配線パターン３０を形成している。第１抵抗体層３１は、例えば、ＴａなどがドープされたＳｉＯ_２からなり、厚さが０．１μｍに設計されている。第１導電体層は、例えば、Ａｌからなり、厚さが０．８μｍに設計されている。

複数の第１配線パターン３０は、図５に示したように、絶縁基板２０上に互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。各第１配線パターン３０は、第１発熱部３２、第１個別電極３４、および、第１共通電極３６を有している。

第１抵抗体層３１上に第１導電体層が積層されていない部分が、第１発熱部３２となる。第１発熱部３２は、副走査方向９２に直線的に延びている。複数の第１発熱部３２は、互いに間隔を空けて主走査方向９１に配置されている。例えば、解像度３００ｄｐｉの場合には、第１発熱部３２の長さ（副走査方向９２の長さ）が４０μｍ、第１発熱部３２の幅（主走査方向９１の長さ）が２０μｍに設計されている。隣接する第１発熱部３２間の間隙は、６４．５μｍに設計されている。

第１個別電極３４および第１共通電極３６は、導電体層により形成されている。第１個別電極３４および第１共通電極３６は、第１発熱部３２に電力を供給し、第１発熱部３２を発熱させる（１画素１素子型パターン）。第１個別電極３４は、第１発熱部３２の記録媒体８２の供給側の端部に接続されていて、記録媒体８２の供給側に向かって直線的に延びている。第１共通電極３６は、第１発熱部３２の記録媒体８２の排出側の端部に接続されていて、記録媒体８２の排出側に向かって延びている。複数の第１共通電極３６は、絶縁基板２０上で互いに接続され、グラウンドレベルに接地されている。

絶縁層５０は、第１配線パターン３０と第２配線パターン４０とを絶縁する役割を果たす。絶縁層５０は、図４に示したように、第１配線パターン３０と第２配線パターン４０との間に挟まれている。絶縁層５０は、絶縁基板２０および第１配線パターン３０上に積層されていて、絶縁基板２０および第１配線パターン３０の露出面を覆っている。絶縁層５０は、例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＡｌＯＮ、あるいは、ＳｉＯＮを主成分とした材料からなる。絶縁層５０の厚さは、例えば３．０μｍに設計されている。

絶縁層５０上には、第２抵抗体層４１が積層され、さらに、第２抵抗体層４１上には、第２導電体層が積層されている。第２抵抗体層４１および第２導電体層は、絶縁層５０上に複数の第２配線パターン４０を形成している。第２抵抗体層４１は、例えば、ＴａなどがドープされたＳｉＯ_２からなり、厚さが０．１μｍに設計されている。第２導電体層は、例えば、Ａｌからなり、厚さが０．８μｍに設計されている。

複数の第２配線パターン４０は、図６に示したように、絶縁層５０上に互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。各第２配線パターン４０は、一対の第２発熱部４２、第２個別電極４４、第２共通電極４６、および、第２折返し電極４８を有している。

第２抵抗体層４１上に第２導電体層が積層されていない部分が、第２発熱部４２となる。第２発熱部４２は、副走査方向９２に直線的に延びている。一対の第２発熱部４２は、互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。また、複数対の第２発熱部４２同士は、互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。

例えば、解像度３００ｄｐｉの場合には、第２発熱部４２の長さ（副走査方向９２の長さ）が５０μｍ、第２発熱部４２の幅（主走査方向９１の長さ）が１０μｍに設計されている。一対の第２発熱部４２間の間隙は、４４．５μｍに設計されている。

第２折返し電極４８は、第２導電体層により形成されている。第２折返し電極４８は、一対の第２発熱部４２の記録媒体８２の排出側に形成されている。第２折返し電極４８は、一対の第２発熱部４２の記録媒体８２の排出側の端部同士を直列に接続している。

第２個別電極４４および第２共通電極４６は、第２導電体層により形成されている。第２個別電極４４および第２共通電極４６は、直列に接続された一対の第２発熱部４２に電力を供給し、一対の第２発熱部４２を同時に発熱させる（１画素２素子型パターン）。

第２個別電極４４は、一対の第２発熱部４２のうちの一方の記録媒体８２の供給側の端部に接続されていて、記録媒体８２の供給側に延びている。第２共通電極４６は、一対の第２発熱部４２のうちの他方の記録媒体８２の供給側の端部に接続されていて、記録媒体８２の供給側に延びている。複数の第２共通電極４６は、グラウンドレベルに接地されている。

保護層５２は、絶縁層５０および第２配線パターン４０上に積層されていて、絶縁層５０および第２配線パターン４０の露出面を覆っている。保護層５２は、発熱体板１４の最表面を形成している。保護層５２は、例えば、絶縁層５０と同一の材料からなり、厚さが５．０μｍに設計されている。保護層５２は、サーマルプリンタの使用時における記録媒体８２との摩擦などから、積層配線パターンを保護する役割を果たす。

ここで、第１配線パターン３０と第２配線パターン４０との位置関係について、１個の積層配線パターンを例にして説明する。第１配線パターン３０と第２配線パターン４０とは、同数形成されている。１組の第１配線パターン３０と第２配線パターン４０とが、１個の積層配線パターンを構成し、記録媒体８２に１ドットを印画する。

１組の第１配線パターン３０と第２配線パターン４０とは、絶縁層５０を挟むように配置されている。本実施形態では、第２配線パターン４０は、絶縁層５０を介して、第１配線パターン３０の上方に形成されている。

一対の第２発熱部４２は、第１発熱部３２を主走査方向９１に挟むように配置されている。一対の第２発熱部４２は、それぞれ、第１発熱部３２の主走査方向９１の両端近傍に配置されている。一対の第２発熱部４２は、互いに第１発熱部３２を中心に主走査方向９１に対称な位置に設けられている。本実施形態では、第２発熱部４２は、第１発熱部３２と部分的にオーバーラップするように、第１発熱部３２の主走査方向９１の両端部の上方に形成されている。

第１発熱部３２と第２発熱部４２とは、互いに主走査方向９１に配列されている。本実施形態では、第１発熱部３２と第２発熱部４２とは、同一の長さ（副走査方向９２の長さ）に形成されている。第１発熱部３２と第２発熱部４２とは、それぞれ、互いに主走査方向９１に直線的に配列されている。なお、発熱領域１６とは、複数の第１配線パターン３０の第１発熱部３２と複数の第２配線パターン４０の第２発熱部４２が配列された帯状の領域を指す。

第２個別電極４４は、記録媒体８２の供給側の端部が第１個別電極３４の上方に位置するように、第２発熱部４２の一端から記録媒体８２の供給側に向かって延びている。第１個別電極３４と第２個別電極４４とは、図７に示したように、記録媒体８２の供給側の端部において、通電体６０によって電気的に接続されている。通電体６０には、ボンディングワイヤ７４ａが接続されている。

詳しくは、保護層５２、第２配線パターン４０、および、絶縁層５０には、それぞれ、同心円状の開口が形成されている。保護層５２の開口径は、第２配線パターン４０および絶縁層５０の開口径より大きく設計されている。開口に埋め込まれた通電体６０は、第１導電層および第２導電層に同時に接触し、第１個別電極３４と第２個別電極４４とを電気的に接続している。通電体６０は、例えばＡｌなどの金属からなる。ボンディングワイヤ７４ａは、通電体６０の上面に接続されている。

駆動用ＩＣ７０からの電力は、ボンディングワイヤ７４ａおよび通電体６０を通って、１個の積層配線パターンの第１個別電極３４および第２個別電極４４に同時に供給される。そのため、１個の積層配線パターンの第１発熱部３２および一対の第２発熱部４２は、同時に発熱する。すなわち、本実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０の積層配線パターンは、１画素３素子型パターンとなっている。

次に、発熱体板１４の形成方法の一例について説明する。

まず、セラミックスを成形して支持基板２２を得て、支持基板２２上にガラスを融着させてグレーズ層２４を形成して、絶縁基板２０を得る。

次に、絶縁基板２０上に、スパッタ装置などの薄膜形成装置を用いて、第１抵抗体層３１および第１導電体層を順に積層する。積層後、フォトエングレービングプロセスによって、第１抵抗体層３１および第１導電体層から複数の第１配線パターン３０を形成する。

次に、絶縁基板２０および第１配線パターン３０上に絶縁層５０を形成する。続けて、絶縁層５０上に、スパッタ装置などの薄膜形成装置を用いて、第２抵抗体層４１および第２導電体層を順に積層する。積層後、フォトエングレービングプロセスによって、第２抵抗体層４１および第２導電体層から複数の第２配線パターン４０を形成する。

続いて、絶縁層５０および第２配線パターン４０上に保護層５２を形成する。その後、第１個別電極３４および第２個別電極４４の記録媒体８２の供給側の端部にボンディングワイヤ７４ａを接続するために、フォトエングレービングプロセスによって、保護層５２、第２導電体層、第２抵抗体層４１、および、絶縁層５０に開口を形成する。また、第２共通電極４６の記録媒体８２の供給側の端部にボンディングワイヤ７４ａを接続するために、フォトエングレービングプロセスによって、保護層５２に開口を形成する。

本実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０およびサーマルプリンタの効果について、図８を用いて説明する。図８は、発熱体板の表面温度分布を示した図である。図８（ａ）は、第１発熱部３２および一対の第２発熱部のそれぞれの発熱に起因した発熱体板１４の表面温度分布（保護層５２の表面温度分布）の等温線３２ａ，４２ａを模式的に示す。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、第１発熱部３２および一対の第２発熱部４２のそれぞれの発熱に起因した発熱体板１４の表面温度分布３２ｂ，４２ｂを模式的に示す。

１個の画点（ドット）を１個の発熱部１３２の熱のみで形成する従来のサーマルプリントヘッドでは、上述したように、所定の大きさの画点を得ようとすると、画点の中央部での過熱により、記録媒体８２の焼付けが生じやすく、かつ、消費電力の無駄が多い。

一方、本実施形態では、一対の第２発熱部４２が第１発熱部３２を主走査方向９１に挟むように配置されていて、絶縁層５０を介して、第１発熱部３２の主走査方向９１の両端部上に位置している。そのため、発熱体板１４の正味の表面温度分布９４は、第１発熱部３２の発熱に起因した表面温度分布３２ｂと一対の第２発熱部４２の発熱に起因した表面温度分布４２ｂとの足し合せとなる。そのため、正味の表面温度分布９４は、図８（ｂ）に一点鎖線で模式的に示したように、その中央部が平坦化される。したがって、所定の大きさの画点を得る場合にも、発熱体板１４の表面温度が高くなり過ぎず、画点の中央部での記録媒体８２の焼付けが生じにくく、かつ、消費電力の無駄を低減できる。

また、従来のサーマルプリントヘッドでは、上述したように、１個の発熱部１３２の熱により印画される画点の形状が楕円形になり、複数の画点が記録媒体上に密に印画されにくい。

一方、本実施形態では、温度が低下しやすい第１発熱部３２の主走査方向９１の両端部上に、一対の第２発熱部４２が配置されている。そのため、記録媒体８２に印画される画点の形状が、楕円形から長方形に近づく。その結果、複数の画点が記録媒体上に密に印画されやすく、画質が向上される。

さらに、第１発熱部３２および第２発熱部４２の材料、長さ（副走査方向９２の長さ）、幅（主走査方向９１の長さ）を変えて、第１発熱部３２および第２発熱部４２の抵抗値、すなわち、第１発熱部３２および第２発熱部４２の発熱量を調節することにより、正味の表面温度分布および画点の形状を容易にデザインすることができる。

また、一般的に、１画素複数型の配線パターンを採用すると、１個の配線パターンの幅（主走査方向９１の長さ）が大きくなるため、サーマルプリントヘッドの画素数が低下する。しかし、本実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０は、１画素３素子型の配線パターンを採用しているにもかかわらず、第１配線パターン３０と第２配線パターン４０とが積層されているため、画素数が大きく低下することがない。さらに、本実施形態では、第１発熱部３２と第２発熱部４２とが主走査方向９１に部分的にオーバーラップしているため、画素数の低下を極力抑えることができる。

また、本実施形態では、絶縁層５０と保護層５２とが同一の樹脂材料からなるため、絶縁層５０と保護層５２との接着性が高く、保護層５２が剥がれにくい。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図９および図１０を用いて説明する。図９は、サーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。図１０は、発熱体板の表面温度分布を示した図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。

第１の実施形態では、第１発熱部３２の長さ（副走査方向９２の長さ）と第２発熱部４２の長さ（副走査方向９２の長さ）とは、同一に設計されている。一方、本実施形態では、第２発熱部４２の長さは、第１発熱部３２の長さに比べて、大きく設計されている。例えば、第１発熱部３２の長さが４０μｍ、第２発熱部４２の長さが５０μｍに設計されている。

上述したように、従来のサーマルプリントヘッドでは、発熱部１３２からの熱の一部は、絶縁基板１２０、電極１３４，１３６、および、保護層１５２を伝わって拡散する。そのため、発熱体板の表面温度が発熱部１３２の四隅の上方で特に低くなり、画点の形状が楕円形になってしまう。

一方、本実施形態では、第２発熱部４２は、第１発熱部３２に比べて、副走査方向９２に長く延びている。そのため、第１発熱部３２の四隅の上方での表面温度が第２発熱部４２の発熱により補填されて、第１発熱部３２の四隅の上方での表面温度の低下が抑制される。その結果、画点の形状をより長方形に近づけることができる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図１１ないし図１３を用いて説明する。図１１は、サーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。図１２は、第２配線パターンを示した部分平面図である。図１３は、発熱体板の表面温度分布を示した図である。なお、本実施形態は、第２の実施形態の変形例であって、第２の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。

本実施形態では、第２発熱部４２は、副走査方向９２において、分割されている。具体的には、非発熱部６２は、第２発熱部４２の副走査方向９２の中央に配置されている。非発熱部６２の長さ（副走査方向９２の長さ）は、例えば１０μｍに設計されている。非発熱部６２は、第２導電体層により形成されていて、第２個別電極４４と第２共通電極４６との間に電圧が印加されても、発熱しない。したがって、一対の第２発熱部４２は、第１発熱部３２の四隅の上方で発熱する。

本実施形態では、分割された一対の第２発熱部４２は、第１発熱部３２の四隅の上方に配置されている。そのため、第１発熱部３２の四隅の上方での表面温度のみが第２発熱部４２の発熱により補填されて、第１発熱部３２の四隅の上方での表面温度の低下が抑制される。その結果、画点の形状をより長方形に近づけることができる。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図１４を用いて説明する。図１４は、サーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。

第１の実施形態では、第１発熱部３２と第２発熱部４２とは、主走査方向９１においてオーバーラップしている。一方、本実施形態では、第１発熱部３２と第２発熱部４２とは、主走査方向９１においてオーバーラップしていない。本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図１５ないし図１７を用いて説明する。図１５は、サーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。図１６は、第２配線パターンを示した部分平面図である。図１７は、第１配線パターンを示した部分平面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。

第１の実施形態では、絶縁基板２０上に第１配線パターン３０、絶縁層５０、第２配線パターン４０、保護層５２の順に積層されている。一方、本実施形態では、絶縁基板２０上に第２配線パターン４０、絶縁層５０、第１配線パターン３０、保護層５２の順に積層されている。本実施形態によっても、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。

［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図１８および図１９を用いて説明する。図１８は、サーマルプリントヘッドの保護層を省略した発熱体板の部分平面図である。図１９は、第１配線パターンを示した部分平面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。

第１の実施形態では、第１配線パターン３０が１画素１素子型パターン、第２配線パターン４０が１画素２素子型となっていて、積層配線パターンが１画素３素子型パターンとなっている。一方、本実施形態では、第１配線パターン３０と第２配線パターン４０とがともに１画素２素子型となっていて、積層配線パターンが１画素４素子型パターンとなっている。

具体的には、本実施形態では、各第１配線パターン３０は、第２配線パターンと同様に、一対の第１発熱部３２、第１個別電極３４、第１共通電極３６、および、第１折返し電極３８を有している。

第１発熱部３２は、副走査方向９２に直線的に延びている。一対の第１発熱部３２は、互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。また、複数対の第１発熱部３２同士は、互いに間隔を空けて主走査方向９１に配列されている。例えば、解像度３００ｄｐｉの場合には、第１発熱部３２の長さ（副走査方向９２の長さ）が４０μｍ、第１発熱部３２の幅（主走査方向９１の長さ）が１０μｍに設計されている。一対の第１発熱部３２間の間隙は、５８．５μｍに設計されている。

第１折返し電極３８は、一対の第１発熱部３２の記録媒体８２の排出側の端部同士を直列に接続している。第１個別電極３４は、一対の第１発熱部３２のうちの一方の記録媒体８２の供給側の端部に接続されていて、記録媒体８２の供給側に延びている。第１共通電極３６は、一対の第１発熱部３２のうちの他方の記録媒体８２の供給側の端部に接続されていて、記録媒体８２の供給側に延びている。複数の第１共通電極３６は、グラウンドレベルに接地されている。第１個別電極３４および第１共通電極３６は、直列に接続された一対の第１発熱部３２に電力を供給し、一対の第１発熱部３２を同時に発熱させる（１画素２素子型パターン）。

ここで、第１配線パターン３０と第２配線パターン４０との位置関係について、１個の積層配線パターンを例にして説明する。一対の第２発熱部４２は、一対の第１発熱部３２を主走査方向９１に挟むように配置されている。一対の第２発熱部４２は、それぞれ、一対の第１発熱部３２の主走査方向９１の外側の端部近傍に配置されている。一対の第２発熱部４２は、互いに一対の第１発熱部３２を中心に主走査方向９１に対称な位置に設けられている。

本実施形態では、第１配線パターンが１画素２素子型パターンであるため、主走査方向９１の表面温度分布９４がより平坦化される。

［他の実施形態］
上記の実施形態は、単なる例示であって、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、平坦なグレーズ層２４を採用したが、発熱領域１６に沿って盛り上がった、凸状のグレーズ層を採用しても良い。

また、上記の実施形態では、絶縁層５０と保護層５２とは、同一の樹脂材からなるが、異なる材料を採用しても良い。さらに、上記の実施形態では、第１抵抗体層３１と第２抵抗体層４１とは、同一の材料からなるが、抵抗値の異なる材料を採用しても良い。

さらに、上記の複数の実施形態を組み合わせても良い。第３の実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０において、第５の実施形態のように、第１配線パターンと第２配線パターンとの積層の順序を入れ替えても良い。

１０…サーマルプリントヘッド、１２…放熱板、１４…発熱体板、１６…発熱領域、１８…回路基板、２０…絶縁基板、２２…支持基板、２４…グレーズ層、３０…第１配線パターン、３１…第１抵抗体層、３２…第１発熱部、３４…第１個別電極、３６…第１共通電極、４０…第２配線パターン、４１…第２抵抗体層、４２…第２発熱部、４４…第２個別電極、４６…第２共通電極、４８…第２折返し電極、５０…絶縁層、５２…保護層、６０…通電体、６２…非発熱部、７０…駆動用ＩＣ、７２…コネクタ、７４ａ，７４ｂ…ボンディングワイヤ、７６…封止材、８０…プラテンローラ、８０ａ…プラテンローラの軸、８０ｂ…プラテンローラの外周面、８２…記録媒体、９１…主走査方向、９２…副走査方向

Claims

絶縁基板と、
互いに間隔を空けて主走査方向に配列された複数の積層配線パターンを有し、前記絶縁基板の表面に形成された積層配線層と、
前記積層配線層の表面を覆う保護層と、
を具備し、
各前記積層配線パターンは、
第１発熱部および前記第１発熱部に電力を供給する第１電極を有する第１配線パターンと、
互いに間隔を空けて配列されて前記第１発熱部を主走査方向に挟むように配置された一対の第２発熱部と前記第２発熱部に電力を供給する第２電極を有する第２配線パターンと、
前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとに挟まれた絶縁層と、
を備え、記録媒体に１画点を印画することを特徴とするサーマルプリントヘッド。
前記第１電極と前記第２電極とが通電体に介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
前記第２発熱部の副走査方向の長さが前記第１発熱部の副走査方向の長さに比べて大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルプリントヘッド。
前記第２発熱部の副走査方向の中央に非発熱部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。
前記第１発熱部と前記第２発熱部とが部分的にオーバーラップしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。
前記第１配線パターンが１画素１素子型のパターンであって、前記一対の第２発熱部のそれぞれが前記絶縁層を介して前記第１発熱部の主走査方向の両端上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。
前記第１配線パターンが互いに間隔を空けて主走査方向に配列されて前記第１電極が供給する電力により同時に発熱する一対の前記第１発熱部を有した１画素２素子型のパターンであって、前記一対の第２発熱部のそれぞれが前記絶縁層を介して前記一対の第１発熱部の主走査方向の外側の端部上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。
前記絶縁基板、前記第１配線パターン、前記絶縁層、前記第２配線パターン、前記保護層の順に積層されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。
前記絶縁基板、前記第２配線パターン、前記絶縁層、前記第１配線パターン、前記保護層の順に積層されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。
絶縁基板と、互いに間隔を空けて主走査方向に配列された複数の積層配線パターンを有し、前記絶縁基板の表面に形成された積層配線層と、前記積層配線層の表面を覆う保護層とを具備し、各前記積層配線パターンは、主発熱部および前記主発熱部に電力を供給する主電極を有する第１配線パターンと、互いに間隔を空けて配列されて前記第１発熱部を主走査方向に挟むように配置された一対の第２発熱部と前記第２発熱部に電力を供給する第１電極を有する第２配線パターンと、前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとに挟まれた絶縁層とを備え、記録媒体に１ドットを印画するサーマルプリントヘッドを用いたことを特徴とするサーマルプリンタ。