JP2022012222A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 共通電極の抵抗値を下げるのに適した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Ａ１は、基板１と、基板１に支持されたグレーズ層２と、グレーズ層２に支持され、主走査方向に配列された複数の発熱部４１を含む抵抗体層４と、抵抗体層４に通電するための導電層３と、を備える。導電層３は、第１導電層３１および第２導電層３２を含む。第１導電層３１は、基板１とグレーズ層２との間に介在し、ｚ方向視（基板１の厚さ方向視）においてグレーズ層２と重なる第１部３１１と、ｚ方向視においてグレーズ層２と重ならない第２部３１２と、を有する。第２導電層３２は、グレーズ層２の上に配置される第３部３２１と、第１導電層３１の第２部３１２に積層される第４部３２２と、を有する。
【選択図】 図５

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。同文献に開示のサーマルプリントヘッドは、基板、グレーズ層、電極層（導電層）、および抵抗体層を備える。基板は、絶縁材料からなる板状の部材であり、たとえばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）などのセラミックからなる。グレーズ層は、基板の表面に形成されており、たとえばガラスからなる。電極層は、グレーズ層上に形成されており、抵抗体層に選択的に電流を流すための電流経路を構成している。抵抗体層は、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する。

電極層は、共通電極および複数の個別電極を有する。これら共通電極および複数の個別電極は、互いの間に隙間を有するように、グレーズ層上に平面的に配置されている。複数の個別電極の形成領域は、グレーズ層上の大半を占める。その一方、共通電極は、基板の周縁付近を迂回する電流経路を有し、当該電流経路を介して抵抗体層に通じている。抵抗体層における複数の発熱部を効率よく発熱させるためには、電極層の抵抗値を下げることが望まれる。上記のような共通電極における迂回する電流経路によると、当該電流経路の形成領域は比較的狭くならざるを得ず、電流経路の断面積が比較的小さくなる。このことは、上記電流経路（共通電極）の抵抗値を下げるうえで阻害要因となり、改善の余地があった。

特開２０１９－１４７３００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、共通電極の抵抗値を下げるのに適した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、前記基板に支持されたグレーズ層と、前記グレーズ層に支持され、主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、前記抵抗体層に通電するための導電層と、を備え、前記導電層は、第１導電層および第２導電層を含み、前記第１導電層は、前記基板と前記グレーズ層との間に介在し、前記基板の厚さ方向視において前記グレーズ層と重なる第１部と、前記基板の厚さ方向視において前記グレーズ層と重ならない第２部と、を有し、前記第２導電層は、前記グレーズ層の上に配置される第３部と、前記第１導電層の前記第２部に積層される第４部と、を有する。

本開示によれば、共通電極の抵抗値を下げることが可能であり、サーマルプリントヘッドの消費電力の低減を図ることができる。

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。 第１導電層およびグレーズ層の形成領域を示す平面図である。 第２導電層および第３導電層の形成領域を示す平面図である。 図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う概略断面図である。 図４の部分拡大図である。 図１に示すサーマルプリントヘッドの要部拡大平面図である。 図１のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う部分拡大断面図である。 図１のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う部分拡大断面図である。 図１のＩＸ－ＩＸ線に沿う拡大断面図である。 図１に示すサーマルプリントヘッドの製造方法の一例の一工程を示す断面図である。 図１０に続く工程を示す断面図である。 図１１に続く工程を示す断面図である。 図１２に続く工程を示す断面図である。 図１３に続く工程を示す断面図である。 図１４に続く工程を示す断面図である。 図１に示すサーマルプリントヘッドの変形例を示す図５と同様の断面図である。 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図５と同様の断面図である。 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図６と同様の要部拡大平面図である。

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。

本開示において、「ある物Ａがある物Ｂに形成されている」および「ある物Ａがある物Ｂ上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに直接形成されていること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物を介在させつつ、ある物Ａがある物Ｂに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Ａがある物Ｂに配置されている」および「ある物Ａがある物Ｂ上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに直接配置されていること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物を介在させつつ、ある物Ａがある物Ｂに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Ａがある物Ｂ上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに接して、ある物Ａがある物Ｂ上に位置していること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物が介在しつつ、ある物Ａがある物Ｂ上に位置していること」を含む。また、「ある物Ａがある物Ｂにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂのすべてに重なること」、および、「ある物Ａがある物Ｂの一部に重なること」を含む。

＜第１実施形態＞
図１～図９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、導電層３、抵抗体層４、保護層５、駆動ＩＣ７１、保護樹脂７２およびコネクタ７３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（図４参照）によっ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。

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、後述する第１導電層３１およびグレーズ層２の形成領域を示す平面図である。図３は、後述する第２導電層３２および第３導電層３３の形成領域を示す平面図である。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う概略断面図である。図５は、図４の一部を拡大した断面図である。図６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７～図９は、サーマルプリントヘッドＡ１を示す拡大断面図である。なお、理解の便宜上、図１および図６においては、保護層５を省略している。図５においては、コネクタ７３を省略している。図６においては、保護樹脂７２を省略している。また、これらの図において、基板１の長手方向（主走査方向）をｘ方向とし、短手方向（副走査方向）をｙ方向とし、厚さ方向をｚ方向として説明する。また、ｙ方向については、図１、図６の下方（図４、図５の左方）を印刷媒体が送られてくる「上流」とし、図１、図６の上方（図４、図５の右方）を印刷媒体が排出される「下流」とする。また、ｚ方向については、図４、図５の上方（方向ｚを示す矢印が指す方向）を「上方」とし、その反対方向を「下方」とする。以下の図においても同様である。

基板１は、たとえばＡｌ₂Ｏ₃などのセラミックからなり、その厚さがたとえば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。グレーズ層２、導電層３、抵抗体層４、保護層５、駆動ＩＣ７１および保護樹脂７２は、基板１上に配置されている。コネクタ７３は、外部の機器との接続を行うためのものであり、たとえば、基板１ のｙ方向における図１中下端部に設けられている。

なお、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を有する構造としてもよい。また、基板１の下面に、たとえばＡｌなどの金属からなる放熱部材を設けてもよい。上記配線基板を有する構成においては、たとえば放熱部材上にセラミック製の基板１および上記配線基板が隣接して配置され、基板１上の配線（またはこの配線に接続されたＩＣ）と上記配線基板の配線（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、上記配線基板側にコネクタ７３を設けてもよい。

グレーズ層２は、基板１上に配置されており、ガラス材料からなる。本実施形態において、グレーズ層２は、基板１の図中上面における外周縁付近の部位を除いた領域に配置されている。グレーズ層２は、ｚ方向視においてｘ方向を長手方向とする略長矩形状に形成される。また、本実施形態では、基板１とグレーズ層２との間には後述の第１導電層３１が介在しており、グレーズ層２は第１導電層３１上に形成されている。グレーズ層２の厚さは比較的大きくされており、たとえば３０～２００μｍ程度であり、より好ましくは１００～２００μｍ程度である。

導電層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。本実施形態において、導電層３は、第１導電層３１、第２導電層３２および第３導電層３３を含む。図５、図７から理解されるように、基板１上において、第１導電層３１、グレーズ層２、第２導電層３２および第３導電層３３がこの順に形成されている。

第１導電層３１は、基板１上に形成されている。第１導電層３１は、たとえばＡｇを主成分として含む導電体からなる。第１導電層３１は、たとえば厚膜印刷用のＡｇペーストを印刷および焼成することによって形成された厚膜層である。第１導電層３１の厚さは、たとえば１～２０μｍ程度である。

本実施形態において、第１導電層３１は、ｚ方向視においてグレーズ層２と重なる領域と、ｚ方向視においてグレーズ層２と重ならない領域とに跨って形成される。図２において、第１導電層３１の形成領域には右下がりの斜線を付しており、グレーズ層２の形成領域には右上がりの斜線を付している。より具体的には、第１導電層３１は、第１部３１１および第２部３１２を有する。第１部３１１は、基板１とグレーズ層２と間に介在しており、ｚ方向視においてグレーズ層２と重なる部分である。当該第１部３１１は、図２においてクロスハッチングが付された部分となっている。第２部３１２は、ｚ方向視においてグレーズ層２と重ならない部分であり、グレーズ層２の外周縁の適所からはみ出すように形成されている。当該第２部３１２は、図２において右下がりの斜線が付された部分となっている。

本実施形態において、第２部３１２は、共通電極端子部３１２ａを有する。共通電極端子部３１２ａは、グレーズ層２よりもｙ方向上流側に延出する部分である。本実施形態では、一対の共通電極端子部３１２ａがｘ方向に離間して形成されている。この共通電極端子部３１２ａの形成部位にコネクタ７３が取り付けられている。

第２導電層３２は、図５、図７等に示すように、グレーズ層２上および第１導電層３１上に跨って形成されている。第２導電層３２は、たとえばＡｕを主成分として含む導電体からなる。第２導電層３２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。第２導電層３２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。第２導電層３２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。第２導電層３２の厚さは、たとえば０．６～１．２μｍ程度である。なお、第２導電層３２は、Ａｕを主成分とする導電体に限定されず、たとえばＡｇなど他の金属を主成分として含む導電体により構成してもよい。

図３、図５、図７等に示すように、第２導電層３２は、第３部３２１および第４部３２２を有する。第３部３２１は、グレーズ層２上に配置されており、ｚ方向視においてグレーズ層２と重なっている。第４部３２２は、第１導電層３１の第２部３１２に積層されており、ｚ方向視において第２部３１２と重なっている。図３において、第２導電層３２の形成領域には右上がりの斜線を付している。図３に示された第２導電層３２の形成領域のうち、グレーズ層２の外周縁の内側にある部分が第３部３２１に相当する。また、図３に示された第２導電層３２のうち、グレーズ層２の外周縁よりも外側にある部分が第４部３２２に相当する。また、図２、図３から理解されるように、本実施形態において、第３部３２１は、ｚ方向視において第１導電層３１の第１部３１１と重なっている。

図２、図３、図５～図８等に示すように、本実施形態において、導電層３は、共通電極３５および複数の個別電極３６を有している。

共通電極３５は、第１導電層３１および第２導電層３２の双方に属している。共通電極３５は、第１共通部３５１、第２共通部３５２、第３共通部３５３、第４共通部３５４、第５共通部３５５および複数の共通電極帯状部３５６を有する。

具体的には、図２、図５等に示すように、第１共通部３５１は、第１導電層３１の第１部３１１に属する。本実施形態において、第１部３１１の全体が第１共通部３５１とされている。第１共通部３５１は、ｚ方向視においてグレーズ層２と重なる全領域のうち、ｘ方向両端のｙ方向上流寄り部分とｘ方向中央のｙ方向上流側端部分を除いた領域に配置されている。第１共通部３５１の形成領域は、グレーズ層２と重なる全領域の大半を占める。第１共通部３５１のｙ方向下流側端部は、グレーズ層２のｘ方向略全長にわたって形成されている。第１共通部３５１のｙ方向上流側端部には、一対の共通電極端子部３１２ａが繋がっている。

図２、図５、図６等に示すように、第２共通部３５２は、第１導電層３１の第２部３１２に属する。第２共通部３５２は、抵抗体層４（後述する複数の発熱部４１）に対してｙ方向下流側に配置されている。本実施形態において、第２共通部３５２は、第１導電層３１のｙ方向下流側端に位置し、第１共通部３５１に繋がっている。第２共通部３５２は、ｘ方向に沿って延びており、グレーズ層２のｘ方向略全長にわたって形成されている。なお、図６において、グレーズ層２のｙ方向下流側端においてｘ方向に沿う端縁２ａを破線で表している。

図２、図７、図８等に示すように、第４共通部３５４は、第１導電層３１の第２部３１２に属する。本実施形態において、第４共通部３５４は、第２共通部３５２のｘ方向における両端に繋がり、グレーズ層２のｙ方向に沿う端縁２ｂに沿って配置される。これにより、第４共通部３５４は、ｘ方向において離間する２箇所に配置されている。

図３、図５、図６等に示すように、第３共通部３５３は、第２導電層３２の第４部３２２に属する。第３共通部３５３は、抵抗体層４に対してｙ方向下流側に配置されている。本実施形態において、第３共通部３５３は、第２導電層３２のｙ方向下流側端に位置し、第２共通部３５２に積層されている。第３共通部３５３は、ｘ方向に沿って延びており、グレーズ層２のｘ方向略全長にわたって形成されている。

図３、図７、図８等に示すように、第５共通部３５５は、第２導電層３２の第４部３２２に属する。本実施形態において、第５共通部３５５は、第３共通部３５３のｘ方向における両端に繋がり、グレーズ層２のｙ方向に沿う端縁２ｂに沿って配置される。第５共通部３５５は、第４共通部３５４に積層されており、ｘ方向において互いに離間する２箇所に配置されている。

図５、図６等に示すように、複数の共通電極帯状部３５６は、第２導電層３２の第３部３２１に属する。複数の共通電極帯状部３４は、各々が第３共通部３５３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。

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３５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３６１、連結部３６２およびボンディング部３６３を有している。

各個別電極帯状部３６１は、ｙ方向に延びた帯状部分であり、共通電極３５の隣り合う２つの共通電極帯状部３５６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３６１と共通電極３５の共通電極帯状部３５６との間隔はたとえば４０μｍ以下となっている。

連結部３６２は、個別電極帯状部３６１から駆動ＩＣ７１に向かって延びる部分であり、そのほとんどがｙ方向に沿った部位およびｙ方向に対して傾斜した部位を有している。連結部３６２のほとんどの部位は、その幅がたとえば２０μｍ以下とされており、隣り合う連結部３６２どうしの間隔はたとえば２０μｍ以下となっている。

ボンディング部３６３は、個別電極３６のｙ方向端部に形成されており、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。隣り合う個別電極３６のボンディング部３６３どうしは、ｙ方向に互い違いに配置されている。これにより、ボンディング部３６３は、連結部３６２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３６２のうち隣り合うボンディング部３６３に挟まれた部位は、個別電極３６において最も幅が小さく、その幅がたとえば１０μｍ以下である。また、連結部３６２と隣のボンディング部３６３との間隔もたとえば１０μｍ以下となっている。このように、複数の個別電極３６は、線幅および配線間隔が小さい微細パターンとなっている。

第３導電層３３は、図３、図５、図７、図９等に示すように、基板１上、グレーズ層２上、第１導電層３１上および第２導電層３２上に跨って形成されている。図３において、第３導電層３３の形成領域には右下がりの斜線を付している。第３導電層３３は、たとえばＡｇペーストを印刷および焼成することによって形成されている。第３導電層３３の厚さは、たとえば５～３０μｍ程度である。

第３導電層３３は、ｘ方向において離間する２箇所に形成されており、各箇所は第１端部３３１、第２端部３３２および連絡部３３３を有する。第１端部３３１は、第１導電層３１（第２部３１２）の共通電極端子部３１２ａおよびグレーズ層２に積層されている。第２端部３３２は、共通電極３５の第４共通部３５４およびグレーズ層２に積層されている。連絡部３３３は、第１端部３３１および第２端部３３２の間を繋いでおり、基板１およびグレーズ層２に積層されている。具体的には、連絡部３３３は、グレーズ層２のｙ方向上流側端においてｘ方向に沿う端縁２ｄ、およびｙ方向に沿う端縁２ｂに沿って、基板１およびグレーズ層２の双方に跨って配置される。

なお、本実施形態では、図５に示すように、第３導電層３３上に接続用端子部３９が形成されている。接続用端子部３９は、第３導電層３３の第１端部３３１上の適所に積層されている。接続用端子部３９は、たとえばＡｕ－Ｐｔ合金を主成分とする金属層であり、導電性接合材（図示略）を介してコネクタ７３と導通接続される部位である。

抵抗体層４は、導電層３を構成する材料よりも抵抗率が高い、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。図６に示すように、抵抗体層４は、共通電極３５の複数の共通電極帯状部３５６と複数の個別電極３６の個別電極帯状部３６１とに交差している。さらに、抵抗体層４は、共通電極３５の複数の共通電極帯状部３５６と複数の個別電極３６の個別電極帯状部３６１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３５６と各個別電極帯状部３６１とに挟まれた部位が、導電層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程度である。

保護層５は、導電層３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、たとえば非晶質ガラスからなる。ただし、保護層５は、複数の個別電極３６のボンディング部３６３を含む領域を露出させている。

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。図１、図５に示すように、本実施形態において、グレーズ層２上に複数の駆動ＩＣ７１が配置されている。駆動ＩＣ７１には、複数のパッドが設けられている。図５に示すように、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４および図５に示すように、駆動ＩＣ７１は、保護樹脂７２によって覆われている。保護樹脂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。駆動ＩＣ７１には、コネクタ７３を介して外部から送信される印字信号、制御信号および複数の発熱部４１に供給される電圧が入力される。複数の発熱部４１は、印字信号および制御信号にしたがって個別に通電されることにより、選択的に発熱させられる。

次に、サーマルプリントヘッドＡ１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Ａ１は、プリンタに組み込まれた状態で使用される。図４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Ａ１の各発熱部４１はプラテンローラ８１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８１が回転することにより、感熱紙などの印刷媒体８２が、ｙ方向に沿ってプラテンローラ８１と各発熱部４１との間に一定速度で送給される。印刷媒体８２は、プラテンローラ８１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６に示した各個別電極３６には、駆動ＩＣ７１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３６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８２に伝わる。そして、印刷媒体８２上のｘ方向に線状に延びるライン領域に、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、グレーズ層２にも伝わり、グレーズ層２にて蓄えられる。

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１０～図１５を参照しつつ、以下に説明する。図１０～図１５はそれぞれ、サーマルプリントヘッドＡ１の製造方法の一工程を示す断面図であって、図５に示す断面の部分拡大図に対応する。

まず、図１０に示すように、基板１を準備する。基板１は、たとえばＡｌ₂Ｏ₃などのセラミックからなり、所定の厚さを有する。

次いで、図１１に示すように、基板１上に第１導電層３１を形成する。第１導電層３１の形成は、基板１上の所定領域にＡｇ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行う。

次いで、図１２に示すように、グレーズ層２を形成する。グレーズ層２の形成は、第１導電層３１上ないし基板１上の所定領域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により行う。

次いで、図１３に示すように、第２導電層３２を形成する。ここで、まず第１導電層３１上ないしグレーズ層２上にレジネート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、所定形状の第２導電層３２が形成される。その後、第３導電層３３および接続用端子部３９（ともに図示略）を形成する。

次いで、図１４に示すように、抵抗体層４を形成する。抵抗体層４の形成は、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って行う。

次いで、図１５に示すように、保護層５を形成する。保護層５の形成は、たとえばガラスペーストを厚膜印刷によって保護層５を形成すべき領域に塗布し、これを焼成することによって行う。この後は、駆動ＩＣ７１の実装およびワイヤ６１のボンディング、保護樹脂７２の形成やコネクタ７３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。

導電層３は、抵抗体層４に通電するための経路を構成しており、第１導電層３１および第２導電層３２を含む。第１導電層３１は、基板１とグレーズ層２との間に介在しており、ｚ方向視においてグレーズ層２と重なる第１部３１１を有する。この第１部３１１は、共通電極３５の主要な電流経路（第１共通部３５１）として機能する。一方、第２導電層３２は、グレーズ層２上に配置される第３部３２１を含み、この第３部３２１に複数の個別電極３６を形成することができる。このような構成によれば、第１部３１１（共通電極３５の主要な電流経路）および複数の個別電極３６は、ｚ方向において互いに離間した位置に配置される。したがって、共通電極と複数の個別電極とが平面的に配置される場合と比べて、第１部３１１（共通電極３５の主要な電流経路）の形成領域を広く確保することができ、電流経路の経路幅および断面積を大きくすることができる。これにより、共通電極３５の抵抗値を下げることが可能であり、サーマルプリントヘッドＡ１の消費電力の低減を図ることができる。

第１導電層３１は、たとえば厚膜印刷により形成された厚膜層である。このような構成によれば、共通電極３５の抵抗値を下げるうえで十分な厚さの第１導電層３１を容易に形成することが可能である。

共通電極３５は、第１導電層３１および第２導電層３２の双方に属しており、第１共通部３５１、第２共通部３５２および第３共通部３５３を有する。第１共通部３５１は、第１部３１１に属し、ｚ方向視においてグレーズ層２と重なっている。このため、第１共通部３５１の形成領域を広く確保することができ、当該第１共通部３５１の幅および断面積を大きくすることができる。また、第２共通部３５２は、第１共通部３５１に繋がるとともにからグレーズ層２のｙ方向下流側の端縁２ａから延出し、ｘ方向に沿って延びている。第３共通部３５３は、第２共通部３５２に積層され、かつｘ方向に延びており、この第３共通部３５３から複数の共通電極帯状部３５６がｙ方向に延びている。このような構成によれば、共通電極３５における電流経路は、第１共通部３５１から第２共通部３５２までｙ方向下流側に向かい、第３共通部３５３において折り返してｙ方向上流側に位置する複数の共通電極帯状部３５６および複数の発熱部４１（抵抗体層４）に向かう。これにより、第１共通部３５１、第２共通部３５２、第３共通部３５３の電流経路の経路幅および断面積は相対的に大きくなり、抵抗体層４を基板１のｙ方向下流側端に近づけても上記電流経路の抵抗値を下げることができる。複数の発熱部４１（抵抗体層４）を基板１のｙ方向下流側端に近接させると、サーマルプリントヘッドＡ１の小型化を図ることができる。また、複数の発熱部４１（抵抗体層４）が基板１のｙ方向下流側端に近接する構成によれば、プラテンローラ８１を介して印刷媒体８２を複数の発熱部４１（抵抗体層４）側により強く押しあてることができるので、サーマルプリントヘッドＡ１の印字品質の向上が期待できる。

第１導電層３１の第２部３１２は、共通電極端子部３１２ａを有する。共通電極端子部３１２ａは、共通電極３５の第１共通部３５１に繋がっており、ｚ方向視においてグレーズ層２よりもｙ方向上流側に延出する。また、共通電極３５は、第４共通部３５４を有する。第４共通部３５４は、第２共通部３５２のｘ方向における端部に繋がり、グレーズ層２のｙ方向に沿う端縁２ｂに沿って配置される。そして、本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１は、第３導電層３３を具備する。第３導電層３３の両端部（第１端部３３１および第２端部３３２）が共通電極端子部３１２ａおよび第４共通部３５４に積層されており、当該両端部の間が連絡部３３３によって繋がっている。このため、第３導電層３３は、第１共通部３５１と並行する異なる電流経路を構成する。このような構成によれば、共通電極３５の抵抗値をより下げることが可能であり、サーマルプリントヘッドＡ１の消費電力低減を図るのにより適する。また、本実施形態でにおいて、第３導電層３３は、ｘ方向において離間する２箇所に設けられている。このことは、共通電極３５の抵抗値を下げるうえでより好ましい。

本実施形態において、グレーズ層２の厚さは３０～２００μｍとされている。このような構成によれば、グレーズ層２を間に挟んで配置された第１導電層３１の第１部３１１と第２導電層３２の第３部３２１との電気的絶縁が適切に維持される。

＜第１実施形態の第１変形例＞
図１６は、上記した第１実施形態に係るサーマルプリントヘッドＡ１の変形例を示している。本変形例のサーマルプリントヘッドＡ１１は、グレーズ層２の構成が上記のサーマルプリントヘッドＡ１と異なっている。なお、図１６以降の図面において、上記実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１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おり、適宜説明を省略する。

図１６に示したサーマルプリントヘッドＡ１１において、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、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。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。抵抗体層４（複数の発熱部４１）は、ヒーターグレーズ部２２の上に配置されており、ｚ方向視においてヒーターグレーズ部２２と重なっている。このような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を形成する際には、第１導電層３１上ないし基板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。

本変形例においても、上記実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１と同様に共通電極３５の抵抗値を下げることが可能であり、サーマルプリントヘッドＡ１１の消費電力の低減を図ることができる。その他、サーマルプリントヘッドＡ１１においても、サーマルプリントヘッドＡ１に関して上述したのと同様の作用効果を奏する。また、本変形例によれば、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上に配置されている。したがって、抵抗体層４の発熱部４１を、ｚ方向に突出させて、印刷媒体に対して適切に当接させることができる。

＜第２実施形態＞
図１７、図１８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、導電層３（第２導電層３２）および抵抗体層４の積層構造が上記実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１１と異なっている。

本実施形態において、抵抗体層４は、グレーズ層２に積層されている。第２導電層３２は、抵抗体層４および第１導電層３１の第２部３１２に積層されている。本実施形態においては、抵抗体層４は、グレーズ層２と第２導電層３２の第３部３２１との間に配置されている。

第２導電層３２を構成する材料としては、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ－ＳｉおよびＴｉなどが挙げられる。第２導電層３２は、たとえばスパッタリングなどの薄膜形成技術によって形成される。第２導電層３２の厚さは、たとえば、０．１～１μｍ程度である。抵抗体層４は、導電層３を構成する材料よりも抵抗率が高い材料よりなる。抵抗体層４を構成する材料としては、たとえば、ポリシリコン、ＴａＳｉＯ₂、および、ＴｉＯＮが挙げられる。抵抗体層４は、たとえばスパッタリングなどの薄膜形成技術によって形成される。抵抗体層４の厚さは、たとえば１μｍ以下程度である。

本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ２において、共通電極３５の構成は上記実施形態（サーマルプリントヘッドＡ１）と同様である。共通電極３５のうち第３共通部３５３、第５共通部３５５（図示せず）、および複数の共通電極帯状部３５６は、第２導電層３２に属する。複数の個別電極３６は、上記実施形態と同様にｘ方向に配列されており、各々が個別電極帯状部３６１、連結部３６２およびボンディング部３６３を有している。なお、各個別電極３６の形状は図１８の例示に限定されない。

本実施形態では、複数の共通電極帯状部３５６と複数の個別電極帯状部３６１（複数の個別電極３６）との間において抵抗体層４の一部が露出している。抵抗体層４のうち、当該複数の共通電極帯状部３５６と複数の個別電極帯状部３６１との間において第２導電層３２から露出した部分が、複数の発熱部４１となっている。複数の発熱部４１は、ｘ方向に配列されている。このような所定形状の第２導電層３２および抵抗体層４は、たとえば積層形成された第２導電層３２および抵抗体層４に選択的なエッチングを施し、第２導電層３２および抵抗体層４を部分的に除去することにより形成される。

本実施形態において、グレーズ層２は、上記のサーマルプリントヘッドＡ１１と同様に、ヒーターグレーズ部２２およびガラス層２３を有する。複数の発熱部４１は、ヒーターグレーズ部２２の上に配置されており、ｚ方向視においてヒーターグレーズ部２２と重なっている。

本実施形態においても、上記実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１と同様に共通電極３５の抵抗値を下げることが可能であり、サーマルプリントヘッドＡ２の消費電力の低減を図ることができる。その他、サーマルプリントヘッドＡ２においても、サーマルプリントヘッドＡ１に関して上述したのと同様の作用効果を奏する。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、複数の発熱部４１が当該ヒーターグレーズ部２２上に配置されている。したがって、発熱部４１を、ｚ方向に突出させて、印刷媒体に対して適切に当接させることができる。

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。

上記実施形態において、基板１とグレーズ層２との間に介在する第１導電層３１が主に共通電極３５（第１共通部３５１）として構成される場合について説明したが、これに限定されず、たとえば第１導電層が信号線を含む構成としてもよい。

本開示は、以下の付記に関する構成を含む。

〔付記１〕
基板と、
前記基板に支持されたグレーズ層と、
前記グレーズ層に支持され、主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
前記抵抗体層に通電するための導電層と、を備え、
前記導電層は、第１導電層および第２導電層を含み、
前記第１導電層は、前記基板と前記グレーズ層との間に介在し、前記基板の厚さ方向視において前記グレーズ層と重なる第１部と、前記基板の厚さ方向視において前記グレーズ層と重ならない第２部と、を有し、
前記第２導電層は、前記グレーズ層の上に配置される第３部と、前記第１導電層の前記第２部に積層される第４部と、を有する、サーマルプリントヘッド。
〔付記２〕
前記第１部と前記第３部とは、前記基板の厚さ方向視において重なっている、付記１に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記３〕
前記導電層は、前記第１導電層および前記第２導電層の双方に属する共通電極と、前記第２導電層に属する複数の個別電極と、を含む、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〕
前記共通電極は、前記第１部に属する第１共通部と、前記第１共通部に繋がるとともに前記第２部に属し、前記主査王方向に沿って延びる第２共通部と、前記第４部に属し、かつ前記第２共通部に積層されており、前記主査王方向に沿って延びる第３共通部と、前記第３部に属し、かつ各々が前記第３共通部から副走査方向に延びており、前記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と、を有し、
前記複数の個別電極は、それぞれ前記副走査方向に延びる個別電極帯状部を有し、
複数の前記個別電極帯状部は、前記主走査方向に互いに離間して配置される、付記３に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記５〕
前記第２共通部および前記第３共通部は、前記複数の発熱部に対して前記副走査方向下流側に配置されている、付記４に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記６〕
前記第１導電層の前記第２部は、前記基板の厚さ方向視において前記グレーズ層よりも前記副走査方向上流側に延出し、かつ前記第１共通部に繋がる共通電極端子部を有する、付記５に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記７〕
前記共通電極は、前記第２部に属する第４共通部を有し、
前記第４共通部は、前記第２共通部の前記主走査方向における少なくとも一方の端部に繋がり、前記グレーズ層の前記副走査方向に沿う端縁に沿って配置される、付記６に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記８〕
前記導電層は、第３導電層を含み、
前記第３導電層は、前記共通電極端子部に積層される第１端部と、前記第４共通部に積層される第２端部と、前記第１端部および前記第２端部の間を繋ぐ連絡部と、を有する、付記７に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記９〕
前記連絡部は、前記グレーズ層の前記主走査方向に沿う端縁および前記副走査方向に沿う端縁に沿って、前記基板および前記グレーズ層の双方に跨って配置される、付記８に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１０〕
前記抵抗体層は、前記主走査方向に延びる帯状である、付記４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〕
前記共通電極帯状部および前記個別電極帯状部は、前記主査王方向において交互に前記抵抗体層に交差するように、前記グレーズ層と前記抵抗体層との間に配置される、付記１０に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１２〕
前記抵抗体層は、厚膜印刷された抵抗体ペーストの焼成体である、付記１０または１１に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１３〕
前記抵抗体層は、前記グレーズ層と前記第２導電層の前記第３部との間に配置される、付記４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１４〕
前記グレーズ層は、前記主走査方向に延びる帯状であり、かつ前記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、
前記複数の発熱部は、前記ヒーターグレーズ部の上に配置される、付記４ないし１３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１５〕
前記第１導電層は、厚膜層である、付記１ないし１４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１６〕
前記第１導電層は、Ａｇを含む材料からなる、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。
〔付記１７〕
前記第２導電層は、Ａｕを含む材料からなる、付記１ないし１６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１８〕
前記グレーズ層の厚さは、３０～２００μｍである、付記１ないし１７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１９〕
前記各発熱部に流す電流を制御する駆動ＩＣを備える、付記１ないし１８のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記２０〕
前記駆動ＩＣは、前記グレーズ層の上に配置される、付記１９に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記２１〕
前記抵抗体層を覆う保護層を備える、付記１ないし２０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

Ａ１，Ａ１１，Ａ２：サーマルプリントヘッド
１ ：基板
２ ：グレーズ層
２ａ，２ｂ，２ｄ：端縁
２２ ：ヒーターグレーズ部
２３ ：ガラス層
３ ：導電層
３１ ：第１導電層
３１１ ：第１部
３１２ ：第２部
３１２ａ ：共通電極端子部
３２ ：第２導電層
３２１ ：第３部
３２２ ：第４部
３３ ：第３導電層
３３１ ：第１端部
３３２ ：第２端部
３３３ ：連絡部
３５ ：共通電極
３５１ ：第１共通部
３５２ ：第２共通部
３５３ ：第３共通部
３５４ ：第４共通部
３５５ ：第５共通部
３５６ ：共通電極帯状部
３６ ：個別電極
３６１ ：個別電極帯状部
３６２ ：連結部
３６３ ：ボンディング部
３９ ：接続用端子部
４ ：抵抗体層
４１ ：発熱部
５ ：保護層
６１ ：ワイヤ
７１ ：駆動ＩＣ
７２ ：保護樹脂
７３ ：コネクタ
８１ ：プラテンローラ
８２ ：印刷媒体

Claims (20)

1. 基板と、
   前記基板に支持されたグレーズ層と、
   前記グレーズ層に支持され、主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
   前記抵抗体層に通電するための導電層と、を備え、
   前記導電層は、第１導電層および第２導電層を含み、
   前記第１導電層は、前記基板と前記グレーズ層との間に介在し、前記基板の厚さ方向視において前記グレーズ層と重なる第１部と、前記基板の厚さ方向視において前記グレーズ層と重ならない第２部と、を有し、
   前記第２導電層は、前記グレーズ層の上に配置される第３部と、前記第１導電層の前記第２部に積層される第４部と、を有する、サーマルプリントヘッド。
2. 前記第１部と前記第３部とは、前記基板の厚さ方向視において重なっている、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 前記導電層は、前記第１導電層および前記第２導電層の双方に属する共通電極と、前記第２導電層に属する複数の個別電極と、を含む、請求項１または２に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 前記共通電極は、前記第１部に属する第１共通部と、前記第１共通部に繋がるとともに前記第２部に属し、前記主査王方向に沿って延びる第２共通部と、前記第４部に属し、かつ前記第２共通部に積層されており、前記主査王方向に沿って延びる第３共通部と、前記第３部に属し、かつ各々が前記第３共通部から副走査方向に延びており、前記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と、を有し、
   前記複数の個別電極は、それぞれ前記副走査方向に延びる個別電極帯状部を有し、
   複数の前記個別電極帯状部は、前記主走査方向に互いに離間して配置される、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
5. 前記第２共通部および前記第３共通部は、前記複数の発熱部に対して前記副走査方向下流側に配置されている、請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
6. 前記第１導電層の前記第２部は、前記基板の厚さ方向視において前記グレーズ層よりも前記副走査方向上流側に延出し、かつ前記第１共通部に繋がる共通電極端子部を有する、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
7. 前記共通電極は、前記第２部に属する第４共通部を有し、
   前記第４共通部は、前記第２共通部の前記主走査方向における少なくとも一方の端部に繋がり、前記グレーズ層の前記副走査方向に沿う端縁に沿って配置される、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
8. 前記導電層は、第３導電層を含み、
   前記第３導電層は、前記共通電極端子部に積層される第１端部と、前記第４共通部に積層される第２端部と、前記第１端部および前記第２端部の間を繋ぐ連絡部と、を有する、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
9. 前記連絡部は、前記グレーズ層の前記主走査方向に沿う端縁および前記副走査方向に沿う端縁に沿って、前記基板および前記グレーズ層の双方に跨って配置される、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
10. 前記抵抗体層は、前記主走査方向に延びる帯状である、請求項４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. 前記共通電極帯状部および前記個別電極帯状部は、前記主査王方向において交互に前記抵抗体層に交差するように、前記グレーズ層と前記抵抗体層との間に配置される、請求項１０に記載のサーマルプリントヘッド。
12. 前記抵抗体層は、厚膜印刷された抵抗体ペーストの焼成体である、請求項１０または１１に記載のサーマルプリントヘッド。
13. 前記抵抗体層は、前記グレーズ層と前記第２導電層の前記第３部との間に配置される、請求項４ないし９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
14. 前記グレーズ層は、前記主走査方向に延びる帯状であり、かつ前記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、
    前記複数の発熱部は、前記ヒーターグレーズ部の上に配置される、請求項４ないし１３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
15. 前記第１導電層は、Ａｇを含む材料からなる、請求項１ないし１４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
16. 前記第２導電層は、Ａｕを含む材料からなる、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。
17. 前記グレーズ層の厚さは、３０～２００μｍである、請求項１ないし１６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
18. 前記各発熱部に流す電流を制御する駆動ＩＣを備える、請求項１ないし１７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
19. 前記駆動ＩＣは、前記グレーズ層の上に配置される、請求項１８に記載のサーマルプリントヘッド。
20. 前記抵抗体層を覆う保護層を備える、請求項１ないし１９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

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