JP2019147300A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】印字速度の高速化に適したサーマルプリントヘッドを提供すること。【解決手段】サーマルプリントヘッドＡ１において、基板１と、基板１に配置された抵抗体層４と、抵抗体層４に通電するための電極層３と、少なくとも抵抗体層４を覆う保護層５とを備えた。保護層５は、ｚ方向視において抵抗体層４に重なる第１部５１１、および、抵抗体層４に重ならない第２部５１２を有する第１保護層５１と、第１保護層５１の基板１とは反対側に配置され、ｚ方向視において少なくとも抵抗体層４に重なる第２保護層５２とを備える。第１部５１１は、第２保護層５２より熱伝導率が低く、第２保護層５２より薄い。【選択図】図４

Description

本開示は、サーマルプリントヘッドに関する。

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、基板、電極層、抵抗体層および保護層を備えている。電極層はフォトエッチングによって基板に積層され、抵抗体層は電極層の上面に配設されている。保護層は、抵抗体層および電極層を覆うように積層されている。保護層は、ガラスを主成分としたガラスペーストを塗布して焼成することにより形成されている。

近年、印刷速度の高速化が求められている。印字速度が高速化すると、抵抗体層の熱が印刷媒体に十分伝わらない場合があり、書き出しの発色性が悪くなったり、にじみが出やすくなったりする（図１１（ｂ）参照）。

特開２０１２−１６２０１８号公報

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、印字速度の高速化に適した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。

本開示によって提供されるサーマルプリントヘッドは、基板と、前記基板に配置された抵抗体層と、前記抵抗体層に通電するための電極層と、少なくとも前記抵抗体層を覆う保護層とを備え、前記保護層は、前記基板の厚さ方向視において前記抵抗体層に重なる第１部、および、前記抵抗体層に重ならない第２部を有する第１保護層と、前記第１保護層の前記基板とは反対側に配置され、前記基板の厚さ方向視において少なくとも前記抵抗体層に重なる第２保護層とを備え、前記第１部は、前記第２保護層より熱伝導率が低く、前記第２保護層より薄いことを特徴とする。

本開示のサーマルプリントヘッドによれば、印字速度が高速であっても、印字性能が低下することを抑制できる。

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。

本開示の第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う要部拡大断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドの要部拡大断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドの要部拡大断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドの要部拡大断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部拡大断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドによる印字例を示している。 本開示の第２実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 本開示の第３実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 本開示の第４実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 本開示の第５実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。

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７は、本開示に係るサーマルプリントヘッドの一例を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１は、基板１、グレーズ層２、電極層３、抵抗体層４、保護層５、駆動ＩＣ７１、封止樹脂７２、コネクタ７３、配線基板７４および放熱部材７５を備えている。サーマルプリントヘッドＡ１は、プラテンローラ８１との間に挟まれて搬送される印刷媒体８２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８２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。なお、理解の便宜上、図１および図３においては、保護層５を省略している。これらの図においては、主走査方向をｘ方向、副走査方向をｙ方向、基板１の厚さ方向をｚ方向としている。

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、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。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４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う要部拡大断面図である。図５〜図７は、サーマルプリントヘッドＡ１を示す要部拡大断面図である。

基板１は、たとえばＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、ジルコニアなどのセラミックからなり、たとえばその厚さが０．６〜１．０ｍｍ程度とされている。図１に示すように、基板１は、ｘ方向に長く延びる長矩形状とされている。基板１は、ヒーターグレーズ形成領域１１を有する。ヒーターグレーズ形成領域１１は、後述するヒーターグレーズ部２２が形成される領域である。また、基板１は、第２保護層形成領域１２を有する。第２保護層形成領域１２は、ｚ方向視において、第２保護層５２に重なる領域である。基板１に加えて、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基材層とＣｕなどからなる配線層とが積層された配線基板７４を有する構造としてもよい。基板１の下面には、たとえばＡｌなどの金属からなる放熱部材７５が設けられている。配線基板７４を有する構成においては、たとえば放熱部材７５上に基板１および配線基板７４が隣接して配置され、基板１上の電極層３と配線基板７４の配線（またはこの配線に接続されたＩＣ）とが、たとえばワイヤボンディングなどにより接続される。さらに、配線基板７４に、図１に示すコネクタ７３を設けてもよい。

グレーズ層２は、基板１上に形成されており、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。このガラス材料の軟化点は、たとえば８００〜８５０℃である。グレーズ層２は、ガラスペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより形成されている。本実施形態においては、基板１の図中上面すべてがグレーズ層２によって覆われている。

本実施形態においては、図４に示すように、グレーズ層２は、ヒーターグレーズ部２２およびガラス層２３を有する。ヒーターグレーズ部２２は、ｘ方向と直角である断面形状がｚ方向に膨出した形状であり、ｘ方向に長く延びるｚ方向視帯状である。ヒーターグレーズ部２２は、露出領域２２１を有する。露出領域２２１は、後述の個別電極帯状部３８のｙ方向先端から露出した領域である。また、ヒーターグレーズ部２２は、露出面２２２を有する。露出面２２２は、ガラス層２３に重ならず、ガラス層２３から露出した面である。ガラス層２３は、ヒーターグレーズ部２２に隣接して形成されており、上面が平坦な形状である。ガラス層２３は、ヒーターグレーズ部２２の一部に重なっている。ガラス層２３は、曲面２３１を有する。曲面２３１は、ガラス層２３のｙ方向一端に位置する面であり、凸状の曲面である。

なお、グレーズ層２の構成は特に限定されず、様々な構成とすることができる。また、グレーズ層２は、基板１の一部のみを覆う構成であってもよい。

電極層３は、抵抗体層４に通電するための経路を構成するためのものであり、導電性材料によって形成されている。電極層３は、たとえば添加元素としてロジウム、バナジウム、ビスマス、シリコンなどが添加されたレジネートＡｕからなる。電極層３は、レジネートＡｕのペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより形成されている。電極層３は、複数のＡｕ層を積層させることによって構成してもよい。電極層３の厚さは、たとえば０．６〜１．２μｍ程度である。本実施形態においては、電極層３は、グレーズ層２上に形成されている。図３に示すように、電極層３は、共通電極３３および複数の個別電極３６を有している。

共通電極３３は、複数の共通電極帯状部３４および連結部３５を有している。連結部３５は、基板１のｙ方向下流側端寄りに配置されており、ｘ方向に延びる帯状である。複数の共通電極帯状部３４は、各々が連結部３５からｙ方向に延びており、ｘ方向に等ピッチで配列されている。また、本実施形態においては、連結部３５には、Ａｇ層３５１が積層されている。Ａｇ層３５１は、連結部３５の抵抗値を低減させるためのものである。

複数の個別電極３６は、抵抗体層４に対して部分的に通電するためのものであり、共通電極３３に対して逆極性となる部位である。個別電極３６は、抵抗体層４から駆動ＩＣ７１に向かって延びている。複数の個別電極３６は、ｘ方向に配列されており、各々が個別電極帯状部３８、連結部３７およびボンディング部３９を有している。

各個別電極帯状部３８は、ｙ方向に延びた帯状部分であり、共通電極３３の隣り合う２つの共通電極帯状部３４の間に位置している。隣り合う個別電極３６の個別電極帯状部３８と共通電極３３の共通電極帯状部３４との間隔はたとえば４０μｍ以下となっている。

連結部３７は、個別電極帯状部３８から駆動ＩＣ７１に向かって延びる部分である。連結部３７は、平行部３７１および斜行部３７２を有する。平行部３７１は、一端がボンディング部３９につながり、かつｙ方向に沿っている。斜行部３７２は、ｙ方向に対して傾斜している。斜行部３７２は、ｙ方向において平行部３７１と、個別電極帯状部３８との間に挟まれている。また、複数の個別電極３６は、駆動ＩＣ７１に集約される。このため、図３におけるｘ方向における一端側での平行部３７１および斜行部３７２の境界と、他端側での平行部３７１および斜行部３７２の境界とは、ｙ方向にずれＬが生じている。

ボンディング部３９は、個別電極３６のｙ方向端部に形成されており、平行部３７１に繋がっている。ボンディング部３９には、個別電極３６と駆動ＩＣ７１とを接続するためのワイヤ６１がボンディングされている。複数のボンディング部３９は、第１ボンディング部３９Ａと第２ボンディング部３９Ｂとを含む。隣り合う２つの第１ボンディング部３９Ａに挟まれた平行部３７１の幅（ｘ方向における長さ）は、たとえば１０μｍ以下とされている。また、第２ボンディング部３９Ｂは、ｙ方向において第１ボンディング部３９Ａよりも抵抗体層４から遠ざかる側に位置する。第２ボンディング部３９Ｂは、隣り合う２つの第１ボンディング部３９Ａに挟まれた平行部３７１につながっている。このような構成により、複数のボンディング部３９は、連結部３７のほとんどの部位よりも幅が大きいにも関わらず、たがいに干渉することが回避されている。

連結部３７のうち隣り合う第１ボンディング部３９Ａに挟まれた部位は、個別電極３６において最も幅が小さい。

なお、電極層３の各部の形状および配置は特に限定されず、様々な構成とすることができる。また、電極層３の各部の材質も限定されない。

抵抗体層４は、電極層３を構成する材料よりも抵抗率が大であるたとえば酸化ルテニウムなどからなり、ｘ方向に延びる帯状に形成されている。抵抗体層４は、共通電極３３の複数の共通電極帯状部３４と複数の個別電極３６の個別電極帯状部３８とに交差している。さらに、抵抗体層４は、共通電極３３の複数の共通電極帯状部３４と複数の個別電極３６の個別電極帯状部３８に対して基板１とは反対側に積層されている。抵抗体層４のうち各共通電極帯状部３４と各個別電極帯状部３８とに挟まれた部位が、電極層３によって部分的に通電されることにより発熱する発熱部４１とされている。発熱部４１の発熱によって印字ドットが形成される。抵抗体層４の厚さは、たとえば３〜１０μｍである。本実施形態においては、抵抗体層４は、ｚ方向視においてグレーズ層２のヒーターグレーズ部２２と重なる領域に設けられている。

保護層５は、電極層３および抵抗体層４を保護するためのものであり、抵抗体層４および電極層３のほぼ全体を覆っている。ただし、保護層５は、複数の個別電極３６のボンディング部３９を含む領域を露出させている。保護層５は、曲面５５を有する。曲面５５は、保護層５のｙ方向一端に位置する面であり、凸状の曲面である。保護層５は、第１保護層５１および第２保護層５２を備えている。

第１保護層５１は、抵抗体層４および電極層３に直接当接する。図４に示すように、第１保護層５１は、ｙ方向において、基板１の下流側端縁手前（たとえば端縁より０．１〜０．５ｍｍ手前）から個別電極３６のボンディング部３９の手前にわたる領域に形成されており、電極層３の大部分を覆っている。なお、第１保護層５１は、ｙ方向において、基板１の下流側端縁まで形成されていてもよい。第１保護層５１は、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。このガラス材料の軟化点は、たとえば７００℃程度である。第１保護層５１は、図４に示すように、第１部５１１および第２部５１２を備えている。

第１部５１１は、第１保護層５１のうち相対的に薄く形成されている部分である。第１部５１１は、ｚ方向視において抵抗体層４の印字に寄与する部分の全体を覆っている。本実施形態では、第１部５１１は、ヒーターグレーズ部２２上に形成されている。第１部５１１の厚さｔ１（図５参照）は、たとえば０．５〜３．５μｍ程度であり、第２保護層５２の厚さｔ２より薄い。本実施形態では、第１部５１１の厚さｔ１は２μｍ程度であり、第２保護層５２の厚さｔ２の半分以下である。第１部５１１の厚さｔ１は、より薄い方が好ましく、少なくとも２μｍ以下であるのが望ましい。

第２部５１２は、第１保護層５１のうち相対的に厚く形成されている部分である。第２部５１２は、ｚ方向視において抵抗体層４に重ならない。第２部５１２は、第３部５１２１および第４部５１２２を備えている。図６および図７に示すように、第３部５１２１は、ｚ方向視においてヒーターグレーズ部２２に重なる部分である。また、第４部５１２２は、ｚ方向視においてヒーターグレーズ部２２に重ならない部分である。つまり第２部５１２は、ｚ方向視において、ヒーターグレーズ部２２に重なっている。なお、第２部５１２は、ヒーターグレーズ部２２に重なっていなくてもよい。

本実施形態においては、第１部５１１および第２部５１２を有する第１保護層５１を形成する手法として、第１層５１ａおよび第２層５１ｂを形成する手法を採用している。より具体的には、第１保護層５１は、第２層５１ｂを形成した後、第１層５１ａを形成することで形成される。この手法では、まず、ガラスペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することによって、第２層５１ｂが形成される。そして、第２層５１ｂが形成された後、ガラスペーストを厚膜印刷し、これを焼成することによって、第１層５１ａが形成される。本実施形態では、第１層５１ａおよび第２層５１ｂは同じ材料からなるので、第１保護層５１において、第１層５１ａと第２層５１ｂとの境界は識別できない。図３、図６および図７においては、第１層５１ａと第２層５１ｂとの境界を破線で示している。なお、第１層５１ａおよび第２層５１ｂの材質および形成方法は限定されない。第１層５１ａと第２層５１ｂとが異なる材質で形成されてもよい。

第１層５１ａは、第１保護層５１が形成されるすべての領域に及んでいる。第１層５１ａの厚さｔ１は、たとえば０．５〜３．５μｍ程度であり、本実施形態では２μｍ程度である。

第２層５１ｂは、第１層５１ａと電極層３との間に介在し、第２層第１部５１ｂ１および第２層第２部５１ｂ２を備えている。図６および図７に示すように、第２層第１部５１ｂ１は、ｚ方向視においてヒーターグレーズ部２２に重なる部分である。また、第２層第２部５１ｂ２は、ｚ方向視においてヒーターグレーズ部２２に重ならない部分である。つまり、第２層５１ｂは、ｚ方向視において、ヒーターグレーズ部２２に重なっている。なお、第２層５１ｂは、ヒーターグレーズ部２２に重なっていなくてもよい。第２層５１ｂの厚さは、たとえば５〜１０μｍ程度であり、本実施形態では７．５μｍ程度である。第２層５１ｂの厚さは、第２保護層５２より厚いのが望ましい。

第２層第１部５１ｂ１と第１層５１ａとが重なった部分が第３部５１２１になり、第２層第２部５１ｂ２と第１層５１ａとが重なった部分が第４部５１２２になる。つまり、第２層５１ｂと第１層５１ａとが重なった部分が第２部５１２になる。したがって、第２部５１２の厚さｔ３は、第１層５１ａと第２層５１ｂとを合わせた厚さである。また、第１層５１ａのうち第２層５１ｂと重ならない部分が第１部５１１になる。つまり、第１部５１１は、第１層５１ａのみからなる。したがって、第１部５１１の厚さｔ１は、第１層５１ａの厚さｔ１である。また、第１層５１ａは第１部５１１および第２部５１２にわたって延びており、第２層５１ｂは第２部５１２にのみ存在するとも言える。

第１保護層５１は、凸部５１６を有する。凸部５１６は、第２層５１ｂのｙ方向において抵抗体層４側を向く端部上に第１層５１ａが形成されたことで生成された、ｚ方向下流側に突出した部分である。凸部５１６は、ｘ方向に延びている。また、第１保護層５１は、薄保護膜領域５１３および突出領域５１４を有する。薄保護膜領域５１３は、第１部５１１の一部である。第１部５１１は、第１層５１ａのうち第２層５１ｂと重ならない部分であり、第２部５１２と比べて薄くなっている部分である。第１部５１１のうち第２部５１２に隣接している部分では、第２部５１２の厚さから徐々に薄くなって、第１層５１ａの厚さｔ１になる。薄保護膜領域５１３は、この隣接部分を含まない領域である。突出領域５１４は、図６および図７に示すように、第１保護層５１のうち、凸部５１６が形成された領域であり、第１部５１１と第２部５１２とにまたがる領域である。また、第１保護層５１は、第２保護層形成領域５１５を有している。第２保護層形成領域５１５は、第２保護層５２が形成される領域である。

第２保護層５２は、第１保護層５１の外側（基板１とは反対側）に形成されている。また、第２保護層５２は、ｚ方向視において、第１保護層５１の第１部５１１の全体を覆って、第２部５１２に重なるように形成されている。本実施形態では、第２保護層５２は、ｙ方向において、第１保護層５１のｙ方向下流側の端縁から個別電極３６の斜行部３７２の中央付近にわたる領域に形成されている。また、本実施形態では、第２保護層５２は、第１保護層５１のｙ方向下流側の端部を覆って基板１に接しており、第１保護層５１の端部から第２保護層５２の厚みの分だけｙ方向下流側まで形成されている。したがって、基板１の第２保護層形成領域１２は、第１保護層５１の第２保護層形成領域５１５より、ｙ方向下流側まで広がっている。なお、第２保護層５２が形成される範囲は限定されず、第２保護層５２は、ｚ方向視において、少なくとも抵抗体層４の印字に寄与する部分の全体を覆っていればよい。ただし、第２保護層５２は、ｚ方向視において第１部５１１の全体を覆うように形成されるのが望ましい。第２保護層５２は、第１保護層５１の全体を覆ってもよい。第２保護層５２は、曲面５２１を有する。曲面５２１は、第２保護層５２のｙ方向上流側端部に位置する面であり、凸状の曲面である。また、第２保護層５２は、凸部５２２を有する。凸部５２２は、ｚ方向視において第１保護層５１の凸部５１６に重なる部分であり、ｚ方向下流側に突出した部分である。凸部５２２は、ｘ方向に延びている。

本実施形態では、第２保護層５２は、例えばＳｉＡＬＯＮにより形成されている。ＳｉＡＬＯＮは、チッ化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）にアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）とシリカ（ＳｉＯ₂）を合成したチッ化珪素系のエンジニアリングセラミックスである。第２保護層５２は、例えばスパッタリング法によって形成される。第２保護層５２の厚さｔ２は、たとえば３〜６μｍ程度であり、第１保護層５１の第１部５１１の厚さｔ１より厚い。つまり、第１保護層５１の第１部５１１の厚さｔ１は、第２保護層５２の厚さｔ２より薄い。第２保護層５２は、熱伝導率が第１保護層５１の第１部５１１の熱伝導率の７０〜８０倍であり、熱伝導性に優れている。なお、第２保護層５２は、熱伝導率が第１部５１１の熱伝導率よりも高い材質であればよく、たとえばＳｉＣなどにより形成されていてもよい。また、第２保護層５２は、Ｓｉを主成分とするものに限られず、たとえばＣ（炭素）を主成分とするものなどの他の材質により形成されていてもよい。第２保護層５２は、熱伝導性、耐摩耗性、耐熱性に優れているものが望ましい。特に、第２保護層５２の熱伝導率は、少なくとも第１保護層５１の熱伝導率の１０倍以上であるのが望ましい。

駆動ＩＣ７１は、複数の個別電極３６を選択的に通電させることにより、抵抗体層４を部分的に発熱させる機能を果たす。駆動ＩＣ７１には、複数のパッドが設けられている。駆動ＩＣ７１のパッドと複数の個別電極３６とは、それぞれにボンディングされた複数のワイヤ６１を介して接続されている。ワイヤ６１は、Ａｕからなる。図１および図２に示すように、駆動ＩＣ７１およびワイヤ６１は、封止樹脂７２によって覆われている。封止樹脂７２は、たとえば黒色の軟質樹脂からなる。また、駆動ＩＣ７１とコネクタ７３とは、図示しない信号線によって接続されている。

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８〜図１０を参照しつつ以下に説明する。図８〜図１０は、図４に相当する要部拡大断面図である。

まず、たとえばＡｌＮからなる基板１を用意する。次いで、基板１上にガラスペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成することを複数回繰り返すことにより、ヒーターグレーズ部２２およびガラス層２３を有するグレーズ層２を形成する。次いで、レジネートＡｕのペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成することにより、金属膜を形成する。次いで、金属膜に対してたとえばエッチング等を用いたパターニングを施すことにより、電極層３を形成する。次いで、電極層３の連結部３５上の所定領域にＡｇを含むペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成することにより、Ａｇ層３５１を形成する。そして、図８に示すように、たとえば酸化ルテニウムなどの抵抗体を含む抵抗体ペーストを厚膜印刷し、これを焼成することにより、抵抗体層４を形成する。

次いで、第１保護層５１を形成する。まず、図９に示すように、たとえばガラスペーストを厚膜印刷し、これを焼成することにより、第２層５１ｂを形成する。このとき、ガラスペーストは、ヒーターグレーズ部２２上の第１部５１１が形成される領域を除いた領域に印刷される。これにより、第２層５１ｂは、当該領域を除く領域に形成される。

次いで、図１０に示すように、たとえばガラスペーストを厚膜印刷し、これを焼成することにより、第１層５１ａを形成する。このとき、ガラスペーストは、ｙ方向において、基板１の下流側端縁手前から個別電極３６のボンディング部３９の手前にわたる領域に印刷される。これにより、第１層５１ａが形成される。以上により、第１保護層５１が形成される。第１層５１ａの形成後は、第１層５１ａと第２層５１ｂとが一体化している。第１層５１ａのうち第２層５１ｂに重ならない部分は、抵抗体層４を覆う、厚さの薄い第１部５１１になる。また、第１保護層５１のうち第２層５１ｂに重なる部分と第２層５１ｂとは、抵抗体層４に重ならない、厚さの厚い第２部５１２になる。

次いで、第２保護層５２をスパッタリング法により形成する。そして、駆動ＩＣ７１の実装およびワイヤ６１のボンディング、基板１および配線基板７４の放熱部材７５への取り付けなどを行うことにより、サーマルプリントヘッドＡ１が得られる。

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。

本実施形態によれば、第１保護層５１のうち抵抗体層４を覆う第１部５１１は、第２保護層５２と比較して、熱伝導率が低いが、厚さが薄い。相対的に熱伝導率が低い第１保護層５１の第１部５１１が相対的に薄く形成され、相対的に熱伝導率が高い第２保護層５２が相対的に厚く形成されている。これにより、抵抗体層４からの熱をより速やかに印刷媒体８２に伝えつつ、抵抗体層４や電極層３を適切に保護することができる。したがって、印字速度が高速化した場合でも、従来のものと比較して、書き出しの発色性を改善できる。また、第１部５１１は、抵抗体層４から伝わった熱を放熱しやすい。したがって、印字速度が高速化した場合でも、従来のものと比較して、にじみを抑制できる。つまり、第１部５１１は熱しやすく冷めやすいので、本実施形態においては、印字速度が高速であっても、印字性能が低下することを抑制できる。

図１１は、サーマルプリントヘッドＡ１による印字例を示している。同図（ａ）は、印字を行う印字パターンを示している。同図（ｂ）〜同図（ｄ）は、紙面の上から下に向かって印字されたものである。同図（ｂ）は、比較のために従来のサーマルプリントヘッドを用いて印字した印字結果を示している。同図（ｃ）および同図（ｄ）は、サーマルプリントヘッドＡ１を用いて印字した印字結果を示している。同図（ｃ）は第１層５１ａの厚さｔ１を０．５μｍとした場合のものであり、同図（ｄ）は第１層５１ａの厚さｔ１を１．７μｍとした場合のものである。その他の条件は統一しており、印字速度は６００ｍｍ／ｓであり、印字パルス幅は０．１７ｍｓとしている。

同図（ｂ）では、印字開始箇所の発色性が悪くなっており、印字終了箇所ににじみが生じている。各文字の上端部分と下端部分がぼやけているので、文字を認識することが難しい。一方、同図（ｃ）および同図（ｄ）では、書き出しの発色性が向上され、印字後のにじみも抑制できている。以上のように、本実施形態においては、高速印字における印字性能を向上することが可能である。

また、本実施形態によれば、第１保護層５１のうち抵抗体層４に重ならない第２部５１２は、第１部５１１より厚さが厚い。したがって、第２部５１２は、電極層３を適切に保護することができる。また、本実施形態によれば、第２保護層５２は、ｚ方向視において、第１保護層５１の第１部５１１の全体を覆って、第２部５１２に重なるように形成されている。したがって、電極層３は、第２保護層５２および第２部５１２の少なくとも一方により保護される。

また、本実施形態によれば、ヒーターグレーズ部２２が形成され、抵抗体層４が当該ヒーターグレーズ部２２上に形成されている。したがって、抵抗体層４の発熱部４１を、ｚ方向下流側に突出させて、印刷媒体８２に対して適切に当接させることができる。

図１２〜図１５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１２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を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ２は、第１保護層５１の構成が上述した実施形態と異なっている。

本実施形態においては、第１保護層５１の第１層５１ａと第２層５１ｂとが、異なる材質からなる。第２層５１ｂは、第１実施形態と同様、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。一方、第１層５１ａは、ＳｉＯ₂からなる。第１保護層５１は、ガラスペーストの厚膜印刷および焼成により第２層５１ｂを形成した後、たとえばスパッタリング法によりＳｉＯ₂を成膜することで形成される。なお、第１層５１ａの材質および形成方法は限定されない。

本実施形態によっても、第１部５１１は第２保護層５２と比較して、熱伝導率が低いが、厚さが薄い。したがって、抵抗体層４からの熱をより速やかに印刷媒体８２に伝えつつ、抵抗体層４や電極層３を適切に保護することができる。よって、本実施形態においても、高速印字において印字性能が低下することを抑制できる。

＜第３実施形態＞
図１３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を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ３は、第１保護層５１の構成が上述した実施形態と異なっている。

本実施形態においては、第１保護層５１の第２層５１ｂが、第１層５１ａと第２保護層５２との間に介在する。第１保護層５１は、第１層５１ａを形成した後、第２層５１ｂを形成することで形成される。具体的には、まず、ガラスペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することによって、第１層５１ａが形成される。そして、第１層５１ａが形成された後、ガラスペーストを厚膜印刷し、これを焼成することによって、第２層５１ｂが形成される。

本実施形態によっても、第１部５１１は第２保護層５２と比較して、熱伝導率が低いが、厚さが薄い。したがって、抵抗体層４からの熱をより速やかに印刷媒体８２に伝えつつ、抵抗体層４や電極層３を適切に保護することができる。よって、本実施形態においても、高速印字において印字性能が低下することを抑制できる。

＜第４実施形態＞
図１４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を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ４は、第１保護層５１の構成が上述した実施形態と異なっている。

本実施形態においては、第１保護層５１は第１層５１ａのみからなり、第２層５１ｂを備えていない。つまり、第１保護層５１は、全体が厚さの薄い第１部５１１からなる。本実施形態においては、電極層３の保護の強化のために、第２保護層５２は、第１保護層５１の全体を覆うように形成されるのが望ましい。

本実施形態によっても、第１部５１１（第１保護層５１）は第２保護層５２と比較して、熱伝導率が低いが、厚さが薄い。したがって、抵抗体層４からの熱をより速やかに印刷媒体８２に伝えつつ、抵抗体層４や電極層３を適切に保護することができる。よって、本実施形態においても、高速印字において印字性能が低下することを抑制できる。また、本実施形態においては、第２層５１ｂを形成する工程を省略できるので、製造工程を簡略化できる。

＜第５実施形態＞
図１５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を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ５は、グレーズ層２の構成が上述した実施形態と異なっている。

本実施形態においては、グレーズ層２は、全体が平坦な形状とされており、上述したヒーターグレーズ部２２を有していない。電極層３は、平坦な形状のグレーズ層２上に形成されている。

本実施形態によっても、第１部５１１は第２保護層５２と比較して、熱伝導率が低いが、厚さが薄い。したがって、抵抗体層４からの熱をより速やかに印刷媒体８２に伝えつつ、抵抗体層４や電極層３を適切に保護することができる。よって、本実施形態においても、高速印字において印字性能が低下することを抑制できる。

本開示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。本開示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。

〔付記１〕
基板と、
前記基板に配置された抵抗体層と、
前記抵抗体層に通電するための電極層と、
少なくとも前記抵抗体層を覆う保護層と、
を備え、
前記保護層は、
前記基板の厚さ方向視において前記抵抗体層に重なる第１部、および、前記抵抗体層に重ならない第２部を有する第１保護層と、
前記第１保護層の前記基板とは反対側に配置され、前記基板の厚さ方向視において少なくとも前記抵抗体層に重なる第２保護層と、
を備え、
前記第１部は、前記第２保護層より熱伝導率が低く、前記第２保護層より薄い、
ことを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
〔付記２〕
前記第１部の厚さは、前記第２保護層の厚さの半分以下である、
付記１に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記３〕
前記第１部の厚さは、２μｍ以下である、
付記１または２に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記４〕
前記第２保護層の熱伝導率は、前記第１部の熱伝導率の１０倍以上である、
付記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。
〔付記５〕
前記第１保護層は、第１層および第２層を備えており、
前記第１層は、前記第１部および前記第２部にわたって延びており、
前記第２層は、前記第２部にのみ存在する、
付記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。
〔付記６〕
前記第２層は、前記第１層と前記電極層との間に介在する、
付記５に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記７〕
前記第２層は、前記第１層と前記第２保護層との間に介在する、
付記５に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記８〕
前記第１層は、非晶質ガラスにより形成されている、
付記５ないし７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記９〕
前記第２層は、非晶質ガラスにより形成されている、
付記５ないし８のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１０〕
前記第２層は、前記第２保護層より厚い、
付記５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〕
前記第２層の厚さは、５〜１０μｍである、
付記５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１２〕
前記基板の厚さ方向視において、前記第１部の全体は、前記第２保護層に重なる、
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。
〔付記１３〕
前記基板に形成されたグレーズ層をさらに備え、
前記グレーズ層は、主走査方向に延びる帯状であり且つ主走査方向と直角である断面形状が前記基板の厚さ方向に膨出した形状であるヒーターグレーズ部を含み、
前記抵抗体層は、前記ヒーターグレーズ部に形成されている、
付記１ないし１２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１４〕
前記第２部は、前記基板の厚さ方向視において、前記ヒーターグレーズ部に重なる、
付記１３に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１５〕
前記第２部は、前記基板の厚さ方向視において、前記ヒーターグレーズ部に重ならない、
付記１３に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１６〕
前記電極層は、
副走査方向に延び、主走査方向に互いに離間して配置される複数の共通電極帯状部、および、複数の前記共通電極帯状部と接続し、主走査方向に延びる連結部を有する共通電極と、
副走査方向に延びる個別電極帯状部をそれぞれ有し、主走査方向に互いに離間して配置される複数の個別電極と、
を備え、
前記抵抗体層は、主走査方向に延びる帯状であり、
前記共通電極帯状部および前記個別電極帯状部は、主走査方向において交互に前記抵抗体層に交差するように、前記抵抗体層と前記基板との間に配置される、
付記１ないし１５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６：サーマルプリントヘッド
１ ：基板
１１ ：ヒーターグレーズ形成領域
１２ ：第２保護層形成領域
２ ：グレーズ層
２２ ：ヒーターグレーズ部
２２１ ：露出領域
２２２ ：露出面
２３ ：ガラス層
２３１ ：曲面
３ ：電極層
３３ ：共通電極
３４ ：共通電極帯状部
３５ ：連結部
３５１ ：Ａｇ層
３６ ：個別電極
３７ ：連結部
３７１ ：平行部
３７２ ：斜行部
３８ ：個別電極帯状部
３９ ：ボンディング部
３９Ａ ：第１ボンディング部
３９Ｂ ：第２ボンディング部
４ ：抵抗体層
４１ ：発熱部
４２ ：露出領域
５ ：保護層
５１ ：第１保護層
５１ａ ：第１層
５１ｂ ：第２層
５１ｂ１ ：第２層第１部
５１ｂ２ ：第２層第２部
５１１ ：第１部
５１２ ：第２部
５１２１ ：第３部
５１２２ ：第４部
５１３ ：薄保護膜領域
５１４ ：突出領域
５１５ ：第２保護層形成領域
５１６ ：凸部
５２ ：第２保護層
５２１ ：曲面
５２２ ：凸部
５５ ：曲面
６１ ：ワイヤ
７１ ：駆動ＩＣ
７２ ：封止樹脂
７３ ：コネクタ
７４ ：配線基板
７５ ：放熱部材
８１ ：プラテンローラ
８２ ：印刷媒体

Claims (16)

1. 基板と、
   前記基板に配置された抵抗体層と、
   前記抵抗体層に通電するための電極層と、
   少なくとも前記抵抗体層を覆う保護層と、
   を備え、
   前記保護層は、
   前記基板の厚さ方向視において前記抵抗体層に重なる第１部、および、前記抵抗体層に重ならない第２部を有する第１保護層と、
   前記第１保護層の前記基板とは反対側に配置され、前記基板の厚さ方向視において少なくとも前記抵抗体層に重なる第２保護層と、
   を備え、
   前記第１部は、前記第２保護層より熱伝導率が低く、前記第２保護層より薄い、
   ことを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
2. 前記第１部の厚さは、前記第２保護層の厚さの半分以下である、
   請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 前記第１部の厚さは、２μｍ以下である、
   請求項１または２に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 前記第２保護層の熱伝導率は、前記第１部の熱伝導率の１０倍以上である、
   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。
5. 前記第１保護層は、第１層および第２層を備えており、
   前記第１層は、前記第１部および前記第２部にわたって延びており、
   前記第２層は、前記第２部にのみ存在する、
   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. 前記第２層は、前記第１層と前記電極層との間に介在する、
   請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
7. 前記第２層は、前記第１層と前記第２保護層との間に介在する、
   請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
8. 前記第１層は、非晶質ガラスにより形成されている、
   請求項５ないし７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
9. 前記第２層は、非晶質ガラスにより形成されている、
   請求項５ないし８のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
10. 前記第２層は、前記第２保護層より厚い、
    請求項５ないし９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
11. 前記第２層の厚さは、５〜１０μｍである、
    請求項５ないし９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
12. 前記基板の厚さ方向視において、前記第１部の全体は、前記第２保護層に重なる、
    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. 前記基板に形成されたグレーズ層をさらに備え、
    前記グレーズ層は、主走査方向に延びる帯状であり且つ主走査方向と直角である断面形状が前記基板の厚さ方向に膨出した形状であるヒーターグレーズ部を含み、
    前記抵抗体層は、前記ヒーターグレーズ部に形成されている、
    請求項１ないし１２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
14. 前記第２部は、前記基板の厚さ方向視において、前記ヒーターグレーズ部に重なる、
    請求項１３に記載のサーマルプリントヘッド。
15. 前記第２部は、前記基板の厚さ方向視において、前記ヒーターグレーズ部に重ならない、
    請求項１３に記載のサーマルプリントヘッド。
16. 前記電極層は、
    副走査方向に延び、主走査方向に互いに離間して配置される複数の共通電極帯状部、および、複数の前記共通電極帯状部と接続し、主走査方向に延びる連結部を有する共通電極と、
    副走査方向に延びる個別電極帯状部をそれぞれ有し、主走査方向に互いに離間して配置される複数の個別電極と、
    を備え、
    前記抵抗体層は、主走査方向に延びる帯状であり、
    前記共通電極帯状部および前記個別電極帯状部は、主走査方向において交互に前記抵抗体層に交差するように、前記抵抗体層と前記基板との間に配置される、
    請求項１ないし１５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。