JP2018130831A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動ＩＣが過熱されることによる不都合を改善するのに適するサーマルプリントヘッドを提供すること。【解決手段】 基板１１と、基板１１の主走査方向Ｙに沿って配列された複数の発熱部４１と、複数の発熱部４１に電流をながす経路である配線３と、複数の発熱部４１に電力を供給するための駆動ＩＣ６と、外部接続用のコネクタ８３と、を備え、配線３は、コネクタ８３から駆動ＩＣ６まで導通可能な電源配線と、駆動ＩＣ６から複数の発熱部４１を介してコネクタ８３まで導通可能な電極配線３Ｂと、を含み、前記電源配線には、コネクタ８３と駆動ＩＣ６とを電気的に分離可能とするヒューズ７が接続されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、サーマルプリントヘッドに関する。

従来からサーマルプリントヘッドが知られている（たとえば特許文献１参照）。同文献に開示のサーマルプリントヘッドは、基板、抵抗体層、電極層、および駆動ＩＣを備える。抵抗体層および電極層は、基板上に形成されている。抵抗体層は複数の発熱部を有する。複数の発熱部はそれぞれ、抵抗体層のうち電極層から露出した部分である。複数の発熱部は主走査方向に沿って配置されている。駆動ＩＣは、複数の発熱部に電力を供給する。サーマルプリントヘッドの使用の際には、各発熱部からの熱が感熱紙などの印刷媒体に伝わり、印刷媒体にドットが印刷される。印刷媒体は、複数の発熱部に対向配置されたプラテンローラによって複数の発熱部側に押し当てられる。印刷媒体は、プラテンローラの回転によって副走査方向に送給される。

印刷条件によっては、発熱部で生じた熱が基板等を介して駆動ＩＣに伝わり、駆動ＩＣが過熱される場合がある。駆動ＩＣが過熱されて高温になると、駆動ＩＣの高温状態が継続し、駆動ＩＣの周囲の配線が熱の影響により変位して断線等の不具合が生じる虞れがあった。駆動ＩＣの高温状態が継続する原因としては、駆動ＩＣが過熱されると駆動ＩＣに定格電流を超える大電流が流れて自己発熱を繰り返し、駆動ＩＣが本来の機能を果たせずに高温状態が続くものと考えられる。

特開２０１５−１３６８３２号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、駆動ＩＣが過熱されることによる不都合を改善するのに適するサーマルプリントヘッドを提供することを主たる課題とする。

本発明よって提供されるサーマルプリントヘッドは、基板と、前記基板の主走査方向に沿って配列された複数の発熱部と、前記複数の発熱部に電流をながす経路である配線と、前記複数の発熱部に電力を供給するための駆動ＩＣと、外部接続用のコネクタと、を備え、前記配線は、前記コネクタから前記駆動ＩＣまで導通可能な電源配線と、前記駆動ＩＣから前記複数の発熱部を介して前記コネクタまで導通可能な電極配線と、を含み、前記電源配線には、前記コネクタと前記駆動ＩＣとを電気的に分離可能とするヒューズが接続されている。

好ましくは、前記ヒューズは、電流ヒューズである。

好ましくは、前記基板に前記駆動ＩＣが複数設けられており、前記電源配線は、共通電源配線と、各々が前記共通電源配線から分岐しており、複数の前記駆動ＩＣそれぞれに導通する複数の個別電源配線と、を含む。

好ましくは、前記ヒューズは、前記共通電源配線に接続される。

好ましくは、前記基板は、厚さ方向の一方側を向く基板表面および他方側を向く基板裏面を有し、前記駆動ＩＣは、前記基板表面に搭載されている。

好ましくは、前記ヒューズは、前記基板表面に設けられている。

好ましくは、前記電源配線は、前記基板裏面に形成された裏面電源配線部と、この裏面電源配線部に各々が導通しており、前記基板表面まで貫通状に形成された第１貫通電源配線部および第２貫通電源配線部と、を含み、前記コネクタと前記ヒューズとの間には、前記裏面電源配線部、前記第１貫通電源配線部および前記第２貫通電源配線部が介在する。

好ましくは、前記基板は、回路基板と、当該回路基板の厚さ方向視において前記回路基板に対して副走査方向に連続するヘッド基板と、を含み、前記駆動ＩＣは前記回路基板に搭載されており、前記複数の発熱部は前記ヘッド基板に設けられている。

好ましくは、前記回路基板は、厚さ方向の一方側を向く回路基板表面および他方側を向く回路基板裏面を有し、前記駆動ＩＣは、前記回路基板表面に搭載されている。

好ましくは、前記ヒューズは、前記回路基板表面に設けられている。

好ましくは、前記電源配線は、前記回路基板裏面に形成された裏面電源配線部と、この裏面電源配線部に各々が導通しており、前記回路基板表面まで貫通状に形成された第１貫通電源配線部および第２貫通電源配線部と、を含み、前記コネクタと前記ヒューズとの間には、前記裏面電源配線部、前記第１貫通電源配線部および前記第２貫通電源配線部が介在する。

好ましくは、前記基板を支持する放熱板をさらに備える。

好ましくは、前記基板表面に形成された抵抗体層を備え、前記抵抗体層は前記複数の発熱部を含む。

好ましくは、前記電極配線は、共通電極と、複数の個別電極と、を含む。

好ましくは、前記個別電極は、ワイヤを介して前記駆動ＩＣに接続される。

好ましくは、前記ワイヤは、前記共通電極を跨ぐ。

好ましくは、前記共通電極は、前記基板裏面に形成された裏面電極と、この裏面電極に各々が導通しており、前記基板表面まで貫通状に形成された第１貫通電極および第２貫通電極と、を含む。

好ましくは、前記裏面電極の一部は、前記基板の厚さ方向視において前記駆動ＩＣと重なる。

好ましくは、前記ヘッド基板は、厚さ方向の一方側を向くヘッド基板表面および他方側を向くヘッド基板裏面を有し、前記ヘッド基板表面に形成された抵抗体層を備え、前記抵抗体層は前記複数の発熱部を含む。

好ましくは、前記電極配線は、前記ヘッド基板に形成されたヘッド基板側共通電極と、前記ヘッド基板に形成された複数の個別電極と、前記回路基板に形成された回路基板側共通電極と、を含む。

好ましくは、前記個別電極は、ワイヤを介して前記駆動ＩＣに接続される。

好ましくは、前記ワイヤは、前記ヘッド基板側共通電極を跨ぐ。

好ましくは、前記回路基板側共通電極は、前記回路基板裏面に形成された裏面電極と、この裏面電極に各々が導通しており、前記回路基板表面まで貫通状に形成された第１貫通電極および第２貫通電極と、を含む。

好ましくは、前記裏面電極の一部は、前記回路基板の厚さ方向視において前記駆動ＩＣと重なる。

本発明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。

本発明の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示したサーマルプリントヘッドの部分拡大平面図（一部構成省略）である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分拡大断面図である。 電源配線の経路を説明するための模式的な断面図である。 図１のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分拡大断面図である。 本発明の実施形態に基づくサーマルプリントヘッドの製造工程の一工程を示す部分拡大断面図である。 図７に続く工程を示す部分拡大断面図である。 図８に続く工程を示す部分拡大断面図である。 図９に続く工程を示す部分拡大断面図である。 図１０に続く工程を示す部分拡大断面図である。 図１１に続く工程を示す断面図である。

以下、本発明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。

図１および図２は、本発明の実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。図１は、サーマルプリントヘッドの平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

本実施形態のサーマルプリントヘッド１０１は、ヘッド基板１１と、回路基板１２と、放熱板１３と、蓄熱部２１と、配線３と、抵抗体層４と、保護層５と、複数の駆動ＩＣ６と、ヒューズ７と、複数のワイヤ８１と、樹脂部８２と、コネクタ８３とを備える。なお、理解の便宜上、図１では、保護層５を省略している。図３では、保護層５、および、樹脂部８２を省略している。サーマルプリントヘッド１０１は、印刷媒体８０１に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。このような印刷媒体８０１としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。

図１、図２、図４等に示すヘッド基板１１は、たとえばセラミックよりなる。ヘッド基板１１を構成するセラミックとしては、たとえば、アルミナや窒化アルミニウムが挙げられる。ヘッド基板１１の厚さはたとえば０．６〜１．０ｍｍ程度である。図１に示すように、ヘッド基板１１は、主走査方向Ｙに長く延びる平板状である。

図２〜図４等に示すように、ヘッド基板１１は、厚さ方向Ｚにおいて互いに反対を向くヘッド基板表面１１１およびヘッド基板裏面１１２を有する。ヘッド基板表面１１１およびヘッド基板裏面１１２は、副走査方向Ｘと、主走査方向Ｙとに広がる平面状である。ヘッド基板表面１１１およびヘッド基板裏面１１２は、主走査方向Ｙに沿って長手状に延びる。ヘッド基板表面１１１は、ヘッド基板１１の厚さ方向Ｚの一方（図２、図４では上方）を向く。ヘッド基板裏面１１２は、ヘッド基板１１の厚さ方向Ｚの他方（図２では下方）を向く。

図１、図２等に示す回路基板１２は、たとえば、プリント配線基板である。回路基板１２は、基材層と図示しない配線層とが積層された構造を有する。基材層は、たとえばガラスポキシ樹脂よりなる。配線層は、たとえばＣｕよりなる。回路基板１２は、厚さ方向Ｚにおいて互いに反対を向く回路基板表面１２１および回路基板裏面１２２を有する。回路基板表面１２１および回路基板裏面１２２は、副走査方向Ｘと、主走査方向Ｙとに広がる平面状である。回路基板表面１２１および回路基板裏面１２２は、主走査方向Ｙに沿って長手状に延びる。回路基板表面１２１は、回路基板１２の厚さ方向Ｚの一方（図２では上方）を向く。回路基板裏面１２２は、回路基板１２の厚さ方向Ｚの他方（図２では下方）を向く。

図１、図２等に示す放熱板１３は、ヘッド基板１１からの熱を放散させるためのものである。放熱板１３は、たとえばＡｌなどの金属よりなる。放熱板１３にはヘッド基板１１および回路基板１２が取り付けられている。具体的には、ヘッド基板１１のヘッド基板裏面１１２および回路基板１２の回路基板裏面１２２が、それぞれ放熱板１３の上面に接合されている。これにより、放熱板１３は、ヘッド基板１１および回路基板１２を支持している。また、図２に示すように、ヘッド基板１１は、副走査方向Ｘにおいて、回路基板１２と隣接して並んでいる。これにより、ヘッド基板１１は、厚さ方向Ｚ視において回路基板１２に対して副走査方向Ｘに連続している。

図３、図４等に示すように、蓄熱部２１は、ヘッド基板１１に形成されている。蓄熱部２１は、ヘッド基板表面１１１に形成されている。蓄熱部２１は、ヘッド基板表面１１１の一部を覆っている。蓄熱部２１はグレーズ層と称されることもある。蓄熱部２１は、主走査方向Ｙに沿って帯状に延びている。本実施形態では、蓄熱部２１は、一部が図４の上方向に隆起した形状となっている。これにより、蓄熱部２１は、保護層５のうち発熱部４１（後述）を覆う部分を、印刷媒体８０１に対し適切に当接させることができる。蓄熱部２１は、たとえば、非晶質ガラスなどのガラス材料よりなる。このガラス材料の軟化点は、たとえば、８００〜８５０℃である。なお、本実施形態においては、図４に示すように、蓄熱部２１の右側および左側には、ガラス層２９が形成されている。本実施形態とは異なり、蓄熱部２１は、ヘッド基板表面１１１の全面にわたって形成されていてもよい。

図３、図４等に示す抵抗体層４は、配線３からの電流が流れた部分が発熱する。このように発熱することによって印字ドットが形成される。抵抗体層４は、配線３を構成する材料よりも抵抗率が高い材料よりなる。このような材料としては、たとえば、ＴａＳｉＯ₂またはＴａＮが挙げられる。本実施形態では、抵抗体層４は薄膜であるので、抵抗体層４の厚さは、たとえば０．０５〜０．２μｍ程度である。本実施形態においては、抵抗体層４は、配線３（後述の電極配線３Ｂ）とヘッド基板１１との間に介在する。より具体的には、抵抗体層４は、配線３とヘッド基板表面１１１との間に介在する。

図３、図４に示すように、抵抗体層４は、複数の発熱部４１を含む。図３における複数の発熱部４１には、理解の便宜上、斜線を付している。

複数の発熱部４１は、主走査方向Ｙに沿って配列されている。各発熱部４１は、蓄熱部２１に積層されている。図４に示すように、複数の発熱部４１とヘッド基板表面１１１との間には、蓄熱部２１が介在する。各発熱部４１は、配線３のうち互いに離間した部位に跨る形状である。

図２〜図４等に示す配線３は、抵抗体層４に通電するための経路を構成している。配線３は、導電体よりなる。このような導電体としては、たとえば、Ａｌが主に用いられるが、Ｃｕや、Ａｕが用いられても構わない。配線３は、電源配線３Ａおよび電極配線３Ｂを含む。電源配線３Ａは、コネクタ８３から駆動ＩＣ６まで導通可能な経路である。電極配線３Ｂは、駆動ＩＣ６から複数の発熱部４１を介してコネクタ８３まで導通可能な経路である。なお、図１、図２においては、配線３の記載を適宜省略している。

図５は、電源配線３Ａを説明するための模式的な断面図である。同図に示すように、電源配線３Ａは、回路基板１２に形成されており、共通電源配線３１と、複数の個別電源配線３２と、を含む。共通電源配線３１は、コネクタ８３の端子部８３１につながっている。詳細は後述するが、本実施形態において、駆動ＩＣ６は複数設けられており、回路基板表面１２１に設けられている。複数の個別電源配線３２は、各々が共通電源配線３１から分岐するとともに複数の駆動ＩＣ６それぞれに導通している。なお、図５の断面図に示した複数（２つ）の駆動ＩＣ６は、回路基板１２において互いに分離した箇所の断面として表されたものである。

また、本実施形態において、共通電源配線３１（電源配線３Ａ）は、裏面電源配線部３３１と、第１貫通電源配線部３３２および第２貫通電源配線部３３３と、を含む。裏面電源配線部３３１は、回路基板裏面１２２に形成されている。第１貫通電源配線部３３２および第２貫通電源配線部３３３は、各々、裏面電源配線部３３１に導通しており、回路基板表面１２１まで貫通状に形成されている。裏面電源配線部３３１、第１貫通電源配線部３３２および第２貫通電源配線部３３３は、コネクタ８３とヒューズ７との間に介在する。

図２〜図４、図６等に示すように、電極配線３Ｂは、ヘッド基板１１および回路基板１２に形成されている。電極配線３Ｂは、その大半がヘッド基板表面１１１に形成されている。また、図４に示した電極配線３Ｂは、蓄熱部２１に積層されている。本実施形態において、電極配線３Ｂは、抵抗体層４に積層されている。本実施形態では、図４に示した電極配線３Ｂは薄膜であるので、電極配線３Ｂの厚さは、たとえば０．２〜０．８μｍ程度である。

本実施形態においては、図３に示すように、電極配線３Ｂは、複数の個別電極３４（同図には６つ示す）と、共通電極３５と、複数の中継電極３６（同図には６つ示す）とを含む。より具体的には、次のとおりである。

複数の個別電極３４は、ヘッド基板１１のヘッド基板表面１１１に形成されている。複数の個別電極３４は、互いに導通していない。そのため、各個別電極３４には、サーマルプリントヘッド１０１の組み込まれたプリンタが使用される際に、個別に、互いに異なる電位が付与されうる。各個別電極３４は、個別電極帯状部３４１と、幅広部３４２と、ボンディング部３４３とを有する。図３、図４に示すように、各個別電極帯状部３４１は、副走査方向Ｘに沿って延びる帯状である。個別電極帯状部３４１は、抵抗体層４に積層されている。幅広部３４２は、個別電極帯状部３４１につながり、副走査方向Ｘに沿って延びている。幅広部３４２の幅寸法（主走査方向Ｙにおける寸法）は、個別電極帯状部３４１の幅寸法（主走査方向Ｙにおける寸法）よりも大きい。ボンディング部３４３は、ワイヤ８１がボンディングされる部分である。

共通電極３５は、サーマルプリントヘッド１０１の組み込まれたプリンタが使用される際に複数の個別電極３４に対して電気的に逆極性となる部位である。共通電極３５は、ヘッド基板１１に形成されたヘッド基板側共通電極３５Ａと、回路基板１２に形成された回路基板側共通電極３５Ｂと、を含む。

ヘッド基板側共通電極３５Ａは、ヘッド基板１１のヘッド基板表面１１１に形成されている。ヘッド基板側共通電極３５Ａは、複数の共通電極帯状部３５１と、複数の分岐部３５２と、複数の幅広部３５３と、基幹部３５４とを有する。各共通電極帯状部３５１は、副走査方向Ｘに延びる帯状である。図３等に示すように、ヘッド基板側共通電極３５Ａにおいて、複数の共通電極帯状部３５１は、主走査方向Ｙに互いに離間し、且つ、互いに導通している。各共通電極帯状部３５１は、抵抗体層４に積層されている。各共通電極帯状部３５１は、個別電極帯状部３４１と主走査方向Ｙに離間している。本実施形態においては、互いに隣接した２つずつの共通電極帯状部３５１が、２つの個別電極帯状部３４１に挟まれている。複数の共通電極帯状部３５１、および複数の個別電極帯状部３４１は、主走査方向Ｙに沿って配列されている。分岐部３５２は、２つの共通電極帯状部３５１と１つの幅広部３５３をつなぐ部分であり、Ｙ字状である。幅広部３５３は、副走査方向Ｘに沿って延びている。基幹部３５４は、主走査方向Ｙに延びる帯状であり、複数の幅広部３５３がつながっている。

図３に示すように、複数の中継電極３６は、主走査方向Ｙに沿って配列されている。複数の中継電極３６は、副走査方向Ｘにおいて、複数の発熱部４１を挟んでヘッド基板側共通電極３５Ａおよび複数の個別電極３４とは反対側に位置する。各中継電極３６は、隣接する２つ（一対）の発熱部４１と接している。複数の中継電極３６はそれぞれ、複数の個別電極３４のうちの一つとヘッド基板側共通電極３５Ａとの間に電気的に介在する。各中継電極３６は、２つ（一対）の中継電極帯状部３６１と、連結部３６２と、を有する。

図３、図４に示すように、各中継電極帯状部３６１は、副走査方向Ｘに延びる帯状である。複数の中継電極帯状部３６１は、主走査方向Ｙに互いに離間している。各中継電極帯状部３６１は、抵抗体層４に積層されている。複数の中継電極帯状部３６１は、抵抗体層４上において、複数の個別電極帯状部３４１および複数の共通電極帯状部３５１とは副走査方向Ｘにおいて反対側に配置されている。各中継電極３６を構成する一対の中継電極帯状部３６１は各々、隣接する一対の発熱部４１に各別に接している。各中継電極３６における一対の中継電極帯状部３６１の一方は、副走査方向Ｘにおいて発熱部４１を挟んで複数の共通電極帯状部３５１のいずれか一つに対向配置されている。各中継電極３６における一対の中継電極帯状部３６１の他方は、副走査方向Ｘにおいて発熱部４１を挟んで複数の個別電極帯状部３４１のいずれか一つに対向配置されている。なお、各中継電極帯状部３６１は、蓄熱部２１上に位置する。

複数の連結部３６２はそれぞれ、主走査方向Ｙに沿って延びている。各連結部３６２は、各中継電極３６における一対の中継電極帯状部３６１につながる。これにより、各中継電極３６における一対の中継電極帯状部３６１どうしが互いに導通している。なお、各連結部３６２は、蓄熱部２１上に位置する。

回路基板側共通電極３５Ｂは、回路基板１２に形成されている。本実施形態において、図１、６に示すように、回路基板側共通電極３５Ｂは、裏面電極３７１と、第１貫通電極３７２および第２貫通電極３７３と、を含む。裏面電極３７１は、回路基板裏面１２２に形成されている。第１貫通電極３７２および第２貫通電極３７３は、各々、裏面電極３７１に導通しており、回路基板表面１２１まで貫通状に形成されている。図６に示すように、裏面電極３７１の一部は、回路基板１２の厚さ方向Ｚ視において駆動ＩＣ６と重なっている。

図２、図４等に示す保護層５は、電極配線３Ｂ（個別電極３４、ヘッド基板側共通電極３５Ａおよび中継電極３６）および抵抗体層４を覆っており、電極配線３Ｂおよび抵抗体層４を保護するためのものである。保護層５は、絶縁性の材料よりなり、たとえば、ＳｉＯ₂よりなる。保護層５と抵抗体層４との間に、電極配線３Ｂ（個別電極３４、ヘッド基板側共通電極３５Ａおよび中継電極３６）が位置する。保護層５の厚さは、たとえば５〜１０μｍ程度である。

図１〜図３等に示す駆動ＩＣ６は、各個別電極３４にそれぞれ電位を付与し、各発熱部４１に流す電流を制御するものである。各個別電極３４にそれぞれ電位が付与されることにより、各個別電極３４と共通電極３５（ヘッド基板側共通電極３５Ａ）との間に電圧が印加され、各発熱部４１に選択的に電流が流れる。本実施形態において、駆動ＩＣ６は複数設けられている。図１等に示したサーマルプリントヘッド１０１は模式的に表されており、図１では４個の駆動ＩＣ６が表されているが、駆動ＩＣ６の数量はこれに限定されず、たとえば１０個以上の駆動ＩＣ６を設けてもよい。また、これとは異なり、単一の駆動ＩＣ６のみを設ける構成としてもよい。

複数の駆動ＩＣ６は、回路基板１２に配置されている。図３に示すように、駆動ＩＣ６は、複数のパッド６１を含む。複数のパッド６１は、たとえば、２列に形成されている。なお、本実施形態とは異なり、駆動ＩＣ６が、ヘッド基板１１に配置されていてもよい。

図５等に示すヒューズ７は、電源配線３Ａに接続されており、コネクタ８３と駆動ＩＣ６とを電気的に分離可能である。ヒューズ７は、たとえば電流ヒューズであり、所定の電流値を越える過電流が流れたときに電気的導通を遮断するものである。図５に示すように、本実施形態において、ヒューズ７は共通電源配線３１に接続される。なお、本実施形態とは異なり、ヒューズ７は、個別電源配線３２に接続してもよい。ヒューズ７が個別電源配線３２に接続される場合、たとえば複数の駆動ＩＣ６の各々に対応するように複数のヒューズ７が設けられる。また、ヒューズ７として温度ヒューズを用いてもよい。ヒューズ７が温度ヒューズである場合、たとえばヒューズ７は駆動ＩＣ６の近傍に設けられ、好ましくは１個または２個の駆動ＩＣ６に対して１個のヒューズ７が割り当てられるように複数のヒューズ７を配置する。

図２、図３等に示す複数のワイヤ８１は、たとえば、Ａｕなどの導体よりなる。あるワイヤ８１（８１１）は、駆動ＩＣ６におけるパッド６１にボンディングされ、且つ、ボンディング部３４３にボンディングされている。これにより、駆動ＩＣ６と各個別電極３４とが導通している。また、図３に示すように、ワイヤ８１１は、基幹部３５４（ヘッド基板側共通電極３５Ａ）を跨いでいる。図３に示すように、あるワイヤ８１（８１２）は、駆動ＩＣ６におけるパッド６１にボンディングされ、且つ、回路基板１２における電源配線３Ａ（個別電源配線３２）にボンディングされている。これにより、当該電源配線３Ａを介して、駆動ＩＣ６とコネクタ８３とが導通している。同図に示すように、あるワイヤ８１（８１３）は、ヘッド基板側共通電極３５Ａ（基幹部３５４）にボンディングされ、且つ、回路基板１２における回路基板側共通電極３５Ｂにボンディングされている。これにより、ヘッド基板側共通電極３５Ａと回路基板側共通電極３５Ｂとが導通している。

図２に示す樹脂部８２は、たとえば、黒色の樹脂よりなる。樹脂部８２は、駆動ＩＣ６、複数のワイヤ８１、および、保護層５を覆っており、駆動ＩＣ６および複数のワイヤ８１を保護している。コネクタ８３は、回路基板１２に固定されている。コネクタ８３は、サーマルプリントヘッド１０１の外部からサーマルプリントヘッド１０１へ電力を供給し、もしくは、駆動ＩＣ６を制御するためのものである。

次に、サーマルプリントヘッド１０１の使用方法の一例について簡単に説明する。

サーマルプリントヘッド１０１は、プリンタに組み込まれた状態で使用される。図２に示したように、当該プリンタ内において、サーマルプリントヘッド１０１の各発熱部４１はプラテンローラ８０２に対向している。当該プリンタの使用時には、プラテンローラ８０２が回転することにより、印刷媒体８０１が、副走査方向Ｘに沿ってプラテンローラ８０２と各発熱部４１との間に一定速度で送給される。印刷媒体８０１は、プラテンローラ８０２によって保護層５のうち各発熱部４１を覆う部分に押しあてられる。一方、図３に示した各個別電極３４には、駆動ＩＣ６によって選択的に電位が付与される。これにより、共通電極３５と複数の個別電極３４の各々との間に電圧が印加される。そして、複数の発熱部４１には選択的に電流が流れ、熱が発生する。そして、各発熱部４１にて発生した熱は、保護層５を介して印刷媒体８０１に伝わる。そして、印刷媒体８０１上の主走査方向Ｙに線状に延びる第１ライン領域に、複数のドットが印刷される。また、各発熱部４１にて発生した熱は、蓄熱部２１にも伝わり、蓄熱部２１にて蓄えられる。

更に、プラテンローラ８０２が回転することにより、印刷媒体８０１が、副走査方向Ｘに沿って一定速度で引き続き送給される。そして、上述の第１ライン領域への印刷と同様に、印刷媒体８０１上の主走査方向Ｙに線状に延びる、第１ライン領域に隣接する第２ライン領域への印刷が行われる。第２ライン領域への印刷の際、印刷媒体８０１には、各発熱部４１にて発生した熱に加え、第１ライン領域への印刷時に蓄熱部２１にて蓄えられた熱が伝わる。このようにして、第２ライン領域への印刷が行われる。以上のように、印刷媒体８０１上の主走査方向Ｙに線状に延びるライン領域ごとに、複数のドットを印刷することにより、印刷媒体８０１への印刷が行われる。

次に、図７〜図１２を用いて、サーマルプリントヘッド１０１の製造方法について説明する。

まず、図７に示す基材１１’を用意する。基材は、のちに複数のヘッド基板１１となる基板材料である。次に、蓄熱部２１を基材１１’に形成する。蓄熱部２１の形成は、たとえば、ガラスを含むペーストを基材１１’に厚膜印刷した後に、厚膜印刷されたペーストを焼成することにより行う。当該ペーストを焼成する時の温度は、たとえば、８００〜８５０℃である。なお、本実施形態では、蓄熱部２１の形成の後に、ガラス層２９を形成する。

次に、図８に示すように、抵抗体層４’を形成する。抵抗体層４’は、基材表面１１１’全体に形成する。抵抗体層４’の形成は、たとえば、ＴａＳｉＯ₂またはＴａＮを材料としてスパッタリングを施すことによって行う。

次に、図９に示すように、抵抗体層４’上に電極配線層３Ｂ’を形成する。電極配線層３Ｂ’は、基材表面１１１’全体に形成する。電極配線層３Ｂ’の形成は、たとえば、導電材料をスパッタリングを施すことにより行う。

次に、図１０に示すように、電極配線層３Ｂ’の一部をエッチングする。電極配線層３Ｂ’のエッチングは、たとえば、電極配線層３Ｂ’上にレジスト層（図示略）を形成し、当該レジスト層に対し露光する工程等を経ることにより、行われる。これにより、電極配線層３Ｂ’のうち、発熱部４１に重なる部位が一括してエッチングされ、電極配線３Ｂが形成される。そして、発熱部４１が電極配線３Ｂから露出する。そして、図３に示した所定形状の電極配線３Ｂが形成される。

次に、図１１に示すように、保護層５を形成する。保護層５の形成は、所望の領域を露出させるマスクを形成した後に、たとえば、ＳｉＯ₂を用いたスパッタリングまたはＣＶＤを施すことによって行う。

次に、基材１１’を切断して複数のヘッド基板１１とした後（図示略）、図１２に示すように、ヘッド基板１１と、電源配線３Ａ等が形成され、且つ、コネクタ８３が取り付けられた回路基板１２とを、放熱板１３に接合する。次に、回路基板１２に駆動ＩＣ６およびヒューズ７を配置する。次に、複数のワイヤ８１をそれぞれ、駆動ＩＣ６にボンディングするなどしたのち、複数のワイヤ８１、駆動ＩＣ６およびヒューズ７を樹脂部８２（図２参照）で覆う。以上の工程を経ることにより、サーマルプリントヘッド１０１が完成する。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

サーマルプリントヘッド１０１を使用する際、印刷条件によっては、複数の発熱部４１で発生した熱が、ヘッド基板１１、放熱板１３、回路基板１２等を介して駆動ＩＣ６に伝わり、駆動ＩＣ６が過熱される場合がある。駆動ＩＣ６が過熱されると駆動ＩＣ６自体の温度が過度に上昇し、駆動ＩＣ６に想定以上の大電流が流れて駆動ＩＣ６の高温状態が継続する虞れがある。

本実施形態において、コネクタ８３と駆動ＩＣ６とを導通させる電源配線３Ａには、ヒューズ７が接続されている。駆動ＩＣ６へ大電流が流れることで電源配線３Ａおよびヒューズ７に過電流が流れてヒューズ７内での電気的導通が遮断される。これにより、駆動ＩＣ６は、コネクタ８３から電気的に分離され、電流が流れなくなる。本実施形態によれば、駆動ＩＣ６の過熱状態を停止させることができる。その結果、熱の影響により駆動ＩＣ６の周囲の配線が断線する等の不具合を抑制または回避することができる。

本実施形態においては、ヒューズ７が電流ヒューズであることから、当該電流ヒューズに過電流が流れることでコネクタ８３と駆動ＩＣ６との電気的導通が遮断される。これにより、駆動ＩＣ６の過熱による不都合を回避することができる。

本実施形態において、ヒューズ７は、電源配線３Ａにおける共通電源配線３１に接続されている。電源配線３Ａにおける複数の個別電源配線３２は、各々が共通電源配線３１から分岐しており、複数の駆動ＩＣ６それぞれに導通している。このような構成によれば、１つのヒューズ７における電気的遮断によって、複数の駆動ＩＣ６すべてに電流が流れなくなる。したがって、複数の駆動ＩＣ６に対して過電流が流れるのを、効率よく且つ同時に遮断することができる。

本実施形態において、ヒューズ７は回路基板表面１２１に設けられており、コネクタ８３とヒューズ７との間には、裏面電源配線部３３１と、これにつながる第１貫通電源配線部３３２および第２貫通電源配線部３３３とが介在する。即ち、コネクタ８３からヒューズ７に至るまでの電源配線３Ａにおいては、回路基板裏面１２２側に迂回している。このような構成によれば、ヒューズ７については、回路基板表面１２１に形成された配線３との干渉を避けつつ、回路基板表面１２１の所望の位置に配置することができる。

本発明に係るサーマルプリントヘッドは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るサーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

上記実施形態のサーマルプリントヘッドにおいては、基板について、構成材料の異なるヘッド基板１１および回路基板１２を備える場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。基板として、単一の構成材料からなるものを用いてもよく、たとえばシリコンからなる基板を用いてもよい。

１０１ サーマルプリントヘッド
１１ ヘッド基板（基板）
１１１ ヘッド基板表面
１１２ ヘッド基板裏面
１２ 回路基板（基板）
１２１ 回路基板表面
１２２ 回路基板裏面
１３ 放熱板
２１ 蓄熱部
２９ ガラス層
３ 配線
３Ａ 電源配線
３Ｂ 電極配線
３１ 共通電源配線
３２ 個別電源配線
３３１ 裏面電源配線部
３３２ 第１貫通電源配線部
３３３ 第２貫通電源配線部
３４ 個別電極
３４１ 個別電極帯状部
３４２ 幅広部
３４３ ボンディング部
３５ 共通電極
３５Ａ ヘッド基板側共通電極
３５Ｂ 回路基板側共通電極
３５１ 共通電極帯状部
３５２ 分岐部
３５３ 幅広部
３５４ 基幹部
３６ 中継電極
３６１ 中継電極帯状部
３６２ 連結部
３７１ 裏面電極
３７２ 第１貫通電極
３７３ 第２貫通電極
４ 抵抗体層
４１ 発熱部
５ 保護層
６ 駆動ＩＣ
６１ パッド
７ ヒューズ
８１，８１１，８１２，８１３ ワイヤ
８２ 樹脂部
８３ コネクタ
８３１ 端子部
８０１ 印刷媒体
８０２ プラテンローラ
Ｘ 副走査方向
Ｙ 主走査方向
Ｚ 厚さ方向

Claims (24)

1. 基板と、
   前記基板の主走査方向に沿って配列された複数の発熱部と、
   前記複数の発熱部に電流をながす経路である配線と、
   前記複数の発熱部に電力を供給するための駆動ＩＣと、
   外部接続用のコネクタと、を備え、
   前記配線は、前記コネクタから前記駆動ＩＣまで導通可能な電源配線と、前記駆動ＩＣから前記複数の発熱部を介して前記コネクタまで導通可能な電極配線と、を含み、
   前記電源配線には、前記コネクタと前記駆動ＩＣとを電気的に分離可能とするヒューズが接続されている、サーマルプリントヘッド。
2. 前記ヒューズは、電流ヒューズである、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 前記基板に前記駆動ＩＣが複数設けられており、
   前記電源配線は、共通電源配線と、各々が前記共通電源配線から分岐しており、複数の前記駆動ＩＣそれぞれに導通する複数の個別電源配線と、を含む、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 前記ヒューズは、前記共通電源配線に接続される、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
5. 前記基板は、厚さ方向の一方側を向く基板表面および他方側を向く基板裏面を有し、
   前記駆動ＩＣは、前記基板表面に搭載されている、請求項１ないし４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
6. 前記ヒューズは、前記基板表面に設けられている、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
7. 前記電源配線は、前記基板裏面に形成された裏面電源配線部と、この裏面電源配線部に各々が導通しており、前記基板表面まで貫通状に形成された第１貫通電源配線部および第２貫通電源配線部と、を含み、
   前記コネクタと前記ヒューズとの間には、前記裏面電源配線部、前記第１貫通電源配線部および前記第２貫通電源配線部が介在する、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
8. 前記基板は、回路基板と、当該回路基板の厚さ方向視において前記回路基板に対して副走査方向に連続するヘッド基板と、を含み、
   前記駆動ＩＣは前記回路基板に搭載されており、前記複数の発熱部は前記ヘッド基板に設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
9. 前記回路基板は、厚さ方向の一方側を向く回路基板表面および他方側を向く回路基板裏面を有し、
   前記駆動ＩＣは、前記回路基板表面に搭載されている、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
10. 前記ヒューズは、前記回路基板表面に設けられている、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
11. 前記電源配線は、前記回路基板裏面に形成された裏面電源配線部と、この裏面電源配線部に各々が導通しており、前記回路基板表面まで貫通状に形成された第１貫通電源配線部および第２貫通電源配線部と、を含み、
    前記コネクタと前記ヒューズとの間には、前記裏面電源配線部、前記第１貫通電源配線部および前記第２貫通電源配線部が介在する、請求項１０に記載のサーマルプリントヘッド。
12. 前記基板を支持する放熱板をさらに備える、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。
13. 前記基板表面に形成された抵抗体層を備え、
    前記抵抗体層は前記複数の発熱部を含む、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
14. 前記電極配線は、共通電極と、複数の個別電極と、を含む、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッド。
15. 前記個別電極は、ワイヤを介して前記駆動ＩＣに接続される、請求項１４に記載のサーマルプリントヘッド。
16. 前記ワイヤは、前記共通電極を跨ぐ、請求項１５に記載のサーマルプリントヘッド。
17. 前記共通電極は、前記基板裏面に形成された裏面電極と、この裏面電極に各々が導通しており、前記基板表面まで貫通状に形成された第１貫通電極および第２貫通電極と、を含む、請求項１６に記載のサーマルプリントヘッド。
18. 前記裏面電極の一部は、前記基板の厚さ方向視において前記駆動ＩＣと重なる、請求項１７に記載のサーマルプリントヘッド。
19. 前記ヘッド基板は、厚さ方向の一方側を向くヘッド基板表面および他方側を向くヘッド基板裏面を有し、
    前記ヘッド基板表面に形成された抵抗体層を備え、
    前記抵抗体層は前記複数の発熱部を含む、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
20. 前記電極配線は、前記ヘッド基板に形成されたヘッド基板側共通電極と、前記ヘッド基板に形成された複数の個別電極と、前記回路基板に形成された回路基板側共通電極と、を含む、請求項１９に記載のサーマルプリントヘッド。
21. 前記個別電極は、ワイヤを介して前記駆動ＩＣに接続される、請求項２０に記載のサーマルプリントヘッド。
22. 前記ワイヤは、前記ヘッド基板側共通電極を跨ぐ、請求項２１に記載のサーマルプリントヘッド。
23. 前記回路基板側共通電極は、前記回路基板裏面に形成された裏面電極と、この裏面電極に各々が導通しており、前記回路基板表面まで貫通状に形成された第１貫通電極および第２貫通電極と、を含む、請求項２２に記載のサーマルプリントヘッド。
24. 前記裏面電極の一部は、前記回路基板の厚さ方向視において前記駆動ＩＣと重なる、請求項２３に記載のサーマルプリントヘッド。

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