JP2022052452A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 プラテンローラとの干渉などの不具合を防止す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、互いに反対側を向く第１主面１１および第１裏面１２を有する第１基板１と、第１主面１１の上に配置され、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、第１主面１１の上に配置され、且つ抵抗体層４に導通する電極層３と、第１基板１に対してｙ方向（副走査方向）の上流側に隣接して配置され、互いに反対側を向く第２主面５１および第２裏面５２を有する第２基板５と、第２主面５１の上に配置された配線パターン５３と、電極層３および配線パターン５３それぞれに導通し、且つ第１主面１１の上および第２主面５１の上に跨って配置されており、電極層３よりも可撓性が高い可撓性配線層６と、を備える。【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。サーマルプリントヘッドは一般に、基板上に主走査方向に並ぶ多数の発熱部を備えている。各発熱部は、基板の主面上に形成された抵抗体層上に、抵抗体層の一部を露出させるように電極層を積層することで形成されている。電極層に通電することにより、上記抵抗体層の露出部（発熱部）がジュール熱により発熱する。発熱部にはプラテンローラによって印刷媒体が押圧され、当該発熱部の発熱によって、印刷媒体に印字ドットが形成される。

特許文献１に開示されたサーマルプリントヘッドは、複数の発熱部が配置された基板（第１基板）と、駆動ＩＣ等が搭載された基板（第２基板）と、を備えている。駆動ＩＣは、複数のボンディングワイヤによって、第１基板上の電極層および第２基板上の配線パターンに接続されている。駆動ＩＣおよび複数のボンディングワイヤは、保護樹脂によって覆われており、当該保護樹脂は、第１基板上および第２基板上に配置されている。

上記構成によれば、保護樹脂は、複数のボンディングワイヤを覆うために、基板から突出する高さが比較的大きくなる。そうすると、印刷媒体を搬送するためのプラテンローラが上記保護樹脂に干渉するおそれがあった。

特開２０１９－１６６８２４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、プラテンローラとの干渉を抑制し、不具合を回避す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、互いに反対側を向く第１主面および第１裏面を有する第１基板と、前記第１主面の上に配置され、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、前記第１主面の上に配置され、且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、前記第１基板に対して副走査方向の上流側に隣接して配置され、互いに反対側を向く第２主面および第２裏面を有する第２基板と、前記第２主面の上に配置された配線パターンと、前記電極層および前記配線パターンそれぞれに導通し、且つ前記第１主面の上および前記第２主面の上に跨って配置されており、前記電極層よりも可撓性が高い可撓性配線層と、を備える。

本開示によれば、プラテンローラとの干渉などの不具合を防止することができる。

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。 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ＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う概略断面図である。 図３の部分拡大図である。 伸縮性配線部の形成手順を説明するための部分拡大平面図である。 図５のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。 伸縮性配線部の形成手順を示し、図５に続く手順を表す部分拡大平面図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 伸縮性配線部の形成手順を示し、図７に続く手順を表す部分拡大平面図である。 図９のＸ－Ｘ線に沿う断面図である。 伸縮性配線部の形成手順を示し、図９に続く手順を表す部分拡大平面図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示すサーマルプリントヘッドの変形例を示す、図３と同様の断面図である。 図１に示すサーマルプリントヘッドの変形例を示す、図２と同様の要部拡大平面図である。 図１４のＸＶ－ＸＶ線に沿う断面図である。 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平面図である。 図１６のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿う概略断面図である。 図１７の部分拡大図である。

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。図面の各々は、模式的に描かれている。さらに各図面は、省略された部分および誇張された部分を含むことがある。

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４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、第１基板１、絶縁層１９、保護層２、電極層３、抵抗体層４、第２基板５、可撓性配線層６、複数の駆動ＩＣ７、樹脂部７１、保護樹脂７８および放熱部材８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９９（図３参照）によって搬送される印刷媒体（図示略）に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。印刷媒体としては、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、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３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う概略断面図である。図４は、サーマルプリントヘッドＡ１の要部断面図であり、図３の一部を拡大した断面図である。図１および図２においては、理解の便宜上、保護層２を省略している。図２においては、理解の便宜上、保護樹脂７８を省略している。また、これらの図において、第１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２の下方（図３、図４の右方）を印刷媒体が送られてくる「上流」とし、図１、図２の上方（図３、図４の左方）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３、図４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。

図３に示すように、サーマルプリントヘッドＡ１において、第１基板１および第２基板５は、放熱部材８上で、ｙ方向に隣接して搭載されている。第１基板１上には、後に詳説する構成により、ｘ方向に配列される複数の発熱部４１が配置されている。この発熱部４１は、第２基板５に搭載された駆動ＩＣ７により選択的に発熱駆動され、後述するコネクタ５９を介して外部から送信される印字信号にしたがって、プラテンローラ９９によって発熱部４１に押圧される印刷媒体に印字を行う。

第１基板１は、電極層３および抵抗体層４を支持するものである。第１基板１の大きさは限定されないが、一例を挙げると、ｘ方向の寸法は、たとえば５０ｍｍ～１５０ｍｍ程度、ｙ方向の寸法は、たとえば３ｍｍ～５ｍｍ程度、ｚ方向の寸法は、たとえば７２５μｍ程度である。第１基板１において、ｙ方向の駆動ＩＣ７に近い側が上流側であり、駆動ＩＣ７から遠い側が下流側である。印刷媒体は、プラテンローラ９９によって、ｙ方向の上流側から下流側に搬送される。

本実施形態において、第１基板１は、単結晶半導体からなり、たとえばＳｉによって形成されている。図３および図４に示すように、第１基板１は、第１主面１１および第１裏面１２を有する。第１主面１１および第１裏面１２は、ｚ方向において互いに反対側を向いている。第１主面１１はｚ方向の上方を向き、第１裏面１２はｚ方向の下方を向く。第１主面１１は、ｘ－ｙ平面（ｘ方向とｙ方向で規定される平面、他の平面も同様）に沿って広がっており、ｘ－ｙ平面に略平行な平面である。第１主面１１は、（１００）面である。電極層３および抵抗体層４は、第１主面１１側に設けられている。

第１基板１は、凸部１３を有する。凸部１３は、第１主面１１からｚ方向に突出しており、ｘ方向に延びている。凸部１３は、第１主面１１のｙ方向下流側寄りに形成されている。凸部１３は、ｙ－ｚ平面に沿う断面の形状が、ｘ方向に一様である。凸部１３は、ｚ方向下方側の端部におけるｙ方向の寸法が、たとえば５００μｍ程度であり、ｚ方向上方側の端部（後述する頂面１３１）におけるｙ方向の寸法が、たとえば２００μｍ程度である。また、凸部１３のｚ方向の寸法は、たとえば１５０μｍ程度である。

図４に示すように、凸部１３は、頂面１３１および一対の傾斜面１３２を有する。頂面１３１は、第１主面１１と平行であり、略平面である。頂面１３１は、ｚ方向視において、ｘ方向に長く延びる細長矩形状である。上記凸部１３のｚ方向の寸法は、頂面１３１と第１主面１１とのｚ方向における離間距離である。一対の傾斜面１３２は、ｙ方向において頂面１３１を挟んでいる。また、一対の傾斜面１３２はそれぞれ、第１主面１１と頂面１３１とに繋がり、ｙ方向においてこれらに挟まれている。各傾斜面１３２は、頂面１３１からｙ方向に離れるほど低位となるように第１主面１１および頂面１３１に対して傾斜している。換言すると、一対の傾斜面１３２は、第１主面１１からｚ方向に遠ざかるにつれて（図中で上方に移動するにつれて）、ｙ方向において互いに近づく。各傾斜面１３２は、略平面である。第１主面１１に対する各傾斜面１３２の傾斜角は、たとえば５４．７度である。各傾斜面１３２は、（１１１）面である。

上記構成の凸部１３は、たとえば第１基板１の基板材料の表面の一部に所定のマスクを配置し、当該基板材料の表面に異方性エッチングを施すことにより形成される。凸部１３の形成の際には、たとえばアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングを行う。このアルカリ水溶液としては、たとえばＫＯＨ（水酸化カリウム）やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などが挙げられる。

図４に示すように、絶縁層１９は、第１主面１１および凸部１３を覆っている。絶縁層１９は、第１基板１を抵抗体層４および電極層３に対してより確実に絶縁するためのものである。絶縁層１９は、第１基板１において抵抗体層４または電極層３が形成される領域に形成されていればよい。絶縁層１９は、絶縁性材料からなり、たとえばＳｉＯ₂またはＳｉＮ（窒化ケイ素）からなり、好適にはＴＥＯＳ－ＳｉＯ₂（ＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）を原材料として形成されたＳｉＯ₂）が採用される。絶縁層１９の厚さは特に限定されず、たとえば１μｍ～１５μｍ程度である。上記絶縁層１９は、たとえばＣＶＤを用いて第１主面１１上および凸部１３上にＴＥＯＳ－ＳｉＯ₂を堆積させることにより形成される。

抵抗体層４は、図４に示すように、絶縁層１９上に形成され、第１基板１の第１主面１１の上に配置されている。抵抗体層４は、絶縁層１９を挟んで、第１主面１１および凸部１３にわたって形成されている。抵抗体層４は、たとえばＴａＮ（窒化タンタル）からなる。抵抗体層４の厚さは特に限定されず、たとえば０．０２μｍ～０．１μｍ程度である。

抵抗体層４は、図２および図４に示すように、複数の発熱部４１を含む。複数の発熱部４１は、抵抗体層４のうち後述する電極層３に覆われずに露出する部分である。複数の発熱部４１は、各々に選択的に通電されることにより、印刷媒体を局所的に加熱する。複数の発熱部４１は、ｘ方向に沿って並んで配列されており、ｘ方向において互いに離間している。複数の発熱部４１は、凸部１３の頂面１３１に配置されている。複数の発熱部４１のｙ方向における形成領域は、凸部１３の頂面１３１のｙ方向の一部または全部を含んだ領域とされる。

電極層３は、抵抗体層４（複数の発熱部４１）に通電するための導通経路を構成する。電極層３は、抵抗体層４に積層され、第１主面１１上に配置されている。電極層３は、抵抗体層４よりも抵抗値が小さい金属材料からなり、たとえばＣｕ（銅）からなる。電極層３の厚さは特に限定されず、たとえば０．３μｍ～２．０μｍ程度である。なお、電極層３は、Ｃｕ層と、Ｔｉ（チタン）層とが積層された構成であってもよい。この場合、Ｔｉ層は、Ｃｕ層と抵抗体層４との間に介在し、たとえば厚さ１００ｎｍ程度である。

電極層３は、図１、図２および図４に示すように、複数の個別電極３１および共通電極３２を含んでいる。抵抗体層４のうち、複数の個別電極３１と共通電極３２との間において電極層３から露出した部分が、複数の発熱部４１となっている。ｚ方向視における各個別電極３１および共通電極３２の各形状、すなわち、各個別電極３１および共通電極３２の形成領域は、図１および図２の例示に限定されない。

複数の個別電極３１はそれぞれ、概ねｙ方向に延びる帯状である。複数の個別電極３１は、ｘ方向において互いに分離している。各個別電極３１は、各発熱部４１よりもｙ方向上流側に配置されている。図４に表れているように、本実施形態では、各個別電極３１のｙ方向下流側の先端は、ｙ方向上流側の傾斜面１３２上まで延びている。各個別電極３１のｙ方向上流側の先端には、電極パッド部３１１が形成されている。電極パッド部３１１は、第２基板５に搭載される駆動ＩＣ７と後述する可撓性配線部６１を介して接続される部分である。

共通電極３２は、図２および図４に示すように、共通部３２１および複数の共通電極帯状部３２２を含んでいる。共通部３２１は、複数の共通電極帯状部３２２を共通に繋げる。共通部３２１は、図１に示すように、複数の発熱部４１のｙ方向下流側に形成された領域と、複数の発熱部４１のｘ方向の両側に形成された領域と、を含み第１基板１の周縁付近を迂回するように形成されている。

図２に示すように、複数の共通電極帯状部３２２は、互いに離間し、ｘ方向に沿って並んでいる。各共通電極帯状部３２２のｙ方向上流側の先端は、各個別電極３１のｙ方向下流側の先端に対して所定間隔を隔てて対向させられている。よって、各共通電極帯状部３２２のｙ方向上流側の先端と、各個別電極３１のｙ方向下流側の先端との間において、個別の抵抗体層４である各発熱部４１が電極層３から露出する。図４に表れているように、図示した例では、共通電極帯状部３２２のｙ方向上流側の先端は、ｙ方向下流側の傾斜面１３２上まで延びている。

上記抵抗体層４および上記電極層３は、絶縁層１９上に抵抗体膜および電極膜を形成し、当該電極膜および抵抗体膜に選択的なエッチングを施すことにより形成される。上記抵抗体膜の形成は、たとえばスパッタリングなどの薄膜形成技術により、絶縁層１９上にＴａＮの薄膜を形成することによって行う。上記抵抗体膜は、絶縁層１９の全面を覆う。上記電極膜の形成は、たとえばめっきやスパッタリングによりＣｕからなる層を形成することによって行う。上記電極膜は、上記抵抗体膜の全面を覆う。なお、上記電極膜の形成では、上記抵抗体膜上にＴｉ層を形成した後、Ｃｕ層を形成した構成でもよい。上記電極膜および上記抵抗体膜に選択的なエッチングを施すと、上記電極膜および上記抵抗体膜が部分的に除去される。これにより、ｘ方向に分離された抵抗体層４と、複数の発熱部４１を残して抵抗体層４を覆う電極層３とが形成される。複数の発熱部４１は、凸部１３の上に形成される。

保護層２は、図４に示すように、電極層３および抵抗体層４を覆っている。保護層２は、絶縁性材料からなり、たとえばＳｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）のいずれかあるいはそれら２つ以上の積層体からなる。保護層２の厚さは特に限定されず、たとえば１μｍ～５μｍ程度である。保護層２は、図４に示すように、ｚ方向に貫通するパッド用開口２１を有する。パッド用開口２１は、複数の個別電極３１に設けた電極パッド部３１１をそれぞれ露出させている。

上記保護層２の形成は、たとえばＣＶＤを用いて、第１基板１上の絶縁層１９、電極層３および抵抗体層４のそれぞれの上にたとえばＳｉＮを堆積させることにより行われる。その後、パッド用開口２１を形成するために、保護層２をエッチング等により部分的に除去する。

第２基板５は、図１および図３に示すように、第１基板１に対してｙ方向上流側に隣接して配置されている。第２基板５は、たとえばＰＣＢ基板である。第２基板５の形状等に特に限定されず、本実施形態において、第２基板５は、図１に示すように、ｚ方向視においてｘ方向を長手方向とする細長矩形状である。図３に示すように、第２基板５には、駆動ＩＣ７およびコネクタ５９が搭載されている。

第２基板５は、第２主面５１および第２裏面５２を有する。本実施形態において、第２主面５１は、第１基板１の第１主面１１と同じ側を向く面であり、第２裏面５２は、第１基板１の第１裏面１２と同じ側を向く面である。第２基板５には、配線パターン５３が形成されている。詳細形状は図示しないが、配線パターン５３は、第２基板５の少なくとも第２主面５１上に配置されており、複数の個別配線部５３１および複数の信号配線部５３２を含む。配線パターン５３は、たとえばＣｕなどの抵抗値が小さい金属材料からなる。

複数の個別配線部５３１は、複数の個別電極３１それぞれと駆動ＩＣ７との導通経路を構成する。複数の個別配線部５３１は、第２主面５１のｙ方向下流側端部付近に配置されており、ｘ方向に配列されるとともに各々がｙ方向に延びている。各個別配線部５３１のｙ方向上流側端部は、ｚ方向に見て駆動ＩＣ７と重なっている。

複数の信号配線部５３２は、複数の個別配線部５３１に対してｙ方向上流側に配置されており、たとえば駆動ＩＣ７とコネクタ５９とに接続される。複数の信号配線部５３２は、ｘ方向に配列されるとともに各々がｙ方向に延びている。各信号配線部５３２のｙ方向下流側端部は、ｚ方向に見て駆動ＩＣ７と重なっている。

駆動ＩＣ７は、図１～図４に示すように、第２基板５の第２主面５１上に搭載されている。駆動ＩＣ７は、各個別電極３１にそれぞれ電流を流すか否かを制御する。詳細には、駆動ＩＣ７は、各個別電極３１と接地電極との間の接続をオンまたはオフにすることによって、各発熱部４１に電流を流すか否かを制御する。図１に示すように、本実施形態では、第２基板５上に複数の駆動ＩＣ７が搭載されている。当該複数の駆動ＩＣ７は、ｘ方向において間隔を隔てて配置される。本実施形態において、駆動ＩＣ７は、フリップチップ実装により第２主面５１上に配置される。図４に示すように、駆動ＩＣ７の実装面（第２基板５と対向する面）には、たとえばはんだバンプからなる複数の導電性接合材７０が配置されており、導電性接合材７０は、配線パターン５３（個別配線部５３１あるいは信号配線部５３２）に導通接合されている。

コネクタ５９は、サーマルプリントヘッドＡ１をプリンタの制御部（図示略）に電気的に接続するために用いられる。コネクタ５９は、図３に示すように、第２基板５に取り付けられており、第２基板５の配線パターン（図示略）に接続されている。

放熱部材８は、図３および図４に示すように、第１基板１および第２基板５を支持しており、複数の発熱部４１により生じた熱の一部を外部へと放熱するために設けられる。放熱部材８はたとえばＡｌ（アルミニウム）等の金属からなるブロック状の部材である。本実施形態において、放熱部材８は、第１支持面８１を有する。第１支持面８１は、平坦面であり、ｚ方向の上方を向いている。第１支持面８１には、第１基板１の第１裏面１２および第２基板５の第２裏面５２が接合されている。これにより、第１基板１の第１裏面１２および第２基板５の第２裏面５２は、第１支持面８１に支持されている。

図４に示すように、第１基板１および第２基板５は、ｙ方向において隙間Ｇ１を介して並んでいる。当該隙間Ｇ１は、第１基板１および第２基板５を放熱部材８上に配置する際に形成される。隙間Ｇ１のｙ方向の寸法は特に限定されず、たとえば１０μｍ～２０μｍ程度である。

本実施形態において、上記隙間Ｇ１には、樹脂部７１が充填されている。樹脂部７１は、たとえばエポキシ樹脂などの絶縁性材料からなり、隙間Ｇ１を埋めている。

可撓性配線層６は、第１基板１側と第２基板５側とを接続する配線であり、第１基板１の第１主面１１上および第２基板５の第２主面５１上に跨って配置されている。可撓性配線層６は、電極層３および配線パターン５３それぞれに接続されており、電極層３よりも可撓性が高い導電性材料により構成される。より具体的には、可撓性配線層６は、電極層３などの金属配線層と比べて柔軟性が大きく、伸縮や捻りを繰り返しても顕著な抵抗値の上昇は生じない性質を有する。

このような可撓性配線層６は、フレキシブル導電ペーストの塗膜からなる。可撓性配線層６の構成材料は特に限定されないが、たとえばシリコーン系樹脂やポリエステル系樹脂などの柔軟性を有する樹脂系材料とＡｇ（銀）、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｌなどの導電性金属粉末とを含んで構成される。可撓性配線層６の材料としては、たとえば信越化学工業社製のフレキシブルシリコーン銀ペースト（型番：ＳＣＰ－１０１、ＳＣＰ－２０１、Ｘ－３２－３８１４－３）や東洋紡社製のストレッチャブル導電ペーストを採用することができる。なお、可撓性配線層６の厚さは特に限定されず、たとえば１μｍ～２０μｍ程度である。

図２、図４に示すように、本実施形態では、可撓性配線層６は、複数の可撓性配線部６１を含む。複数の可撓性配線部６１は、ｘ方向に間隔を隔てて並んでおり、各々がｙ方向に延びている。複数の可撓性配線部６１は、複数の個別電極３１それぞれと、複数の個別配線部５３１それぞれと、に接する。より具体的には、可撓性配線部６１は、第１端部６１１、第２端部６１２および連絡部６１３を有する。第１端部６１１は、可撓性配線部６１のｙ方向下流側の端部であり、個別電極３１の電極パッド部３１１上に積層されている。第２端部６１２は、可撓性配線部６１のｙ方向上流側の端部であり、個別配線部５３１上に積層されている。連絡部６１３は、第１端部６１１および第２端部６１２の双方に繋がる。連絡部６１３は、第１主面１１上、第２主面５１上および樹脂部７１上に跨って積層されている。

駆動ＩＣ７は、複数の個別配線部５３１および複数の可撓性配線部６１を介して、各個別電極３１の各電極パッド部３１１にそれぞれ接続されている。また、駆動ＩＣ７は、複数の信号配線部５３２を介してコネクタ５９に接続されている。駆動ＩＣ７には、コネクタ５９を介して外部から送信される印字信号、制御信号および駆動ＩＣ７を動作させるための電源（接地電位を含む）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。

保護樹脂７８は、図３および図４に示すように、駆動ＩＣ７および複数の可撓性配線部６１を覆っており、第１基板１と第２基板５とに跨るように形成されている。保護樹脂７８の構成材料は特に限定されず、たとえばエポキシ樹脂などの黒色の絶縁性材料が用いられる。この保護樹脂７８と比べて上記の可撓性配線層６は可撓性が高い。

次に、可撓性配線層６の形成手順の一例について、図５～図１２を参照しつつ、以下に説明する。

図５、図６は、放熱部材８の第１支持面８１上に第１基板１および第２基板５が接合された状態を示す。第１基板１の第１主面１１には、上記の抵抗体層４、電極層３および保護層２が配置されている。第２基板５の第２主面５１には、上記の配線パターン５３および駆動ＩＣ７が配置されている。第１基板１および第２基板５は、ｙ方向において隙間Ｇ１を介して並んでいる。

次に、図７、図８に示すように、隙間Ｇ１に樹脂部７１を構成する樹脂材料を充填し、硬化させる。これにより、隙間Ｇ１を埋める樹脂部７１が形成される。

次いで、図９、図１０に示すように、可撓性導電膜６Ａを形成する。可撓性導電膜６Ａの形成は、たとえばＡｇを主成分として含むフレキシブルＡｇペースト（フレキシブル導電ペースト）を印刷し、硬化させることによって行う。当該硬化させる処理としては、たとえば加熱やＵＶ照射を挙げることができる。可撓性導電膜６Ａは、第１基板１の第１主面１１上、第２主面５１の第２主面５１上および樹脂部７１上に跨って形成される。ここで、可撓性導電膜６Ａは、第１基板１、第２基板５および樹脂部７１に密着している。また、可撓性導電膜６Ａは、ｙ方向に一定幅でｘ方向に延びており、複数の個別電極３１それぞれの電極パッド部３１１と複数の個別配線部５３１それぞれのｙ方向下流側端部とに重なっている。

次いで、図１１、図１２に示すように、可撓性導電膜６Ａを部分的に除去することにより、複数の可撓性配線部６１を含む可撓性配線層６を形成する。可撓性配線層６の形成は、たとえば可撓性導電膜６Ａの適所にレーザを照射することにより行う。当該レーザ照射により、可撓性導電膜６Ａのうち複数の電極パッド部３１１の隣接相互間ないし複数の個別配線部５３１の隣接相互間が除去される。これにより、各々がｙ方向に延び、且つｘ方向において互いに分離された複数の可撓性配線部６１が形成される。

ここで、各可撓性配線部６１のｙ方向下流側の端部（第１端部６１１）は電極パッド部３１１上に積層されており、各可撓性配線部６１のｙ方向上流側の端部（第２端部６１２）は個別配線部５３１上に積層されている。第１端部６１１と第２端部６１２とに繋がる連絡部６１３は、第１主面１１上、第２主面５１上および樹脂部７１上に跨って積層されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

サーマルプリントヘッドＡ１は、第１基板１の第１主面１１上および第２基板５の第２主面５１上に跨って配置された可撓性配線層６を備える。可撓性配線層６は、第１主面１１上に配置された電極層３、および第２主面５１上に配置された配線パターン５３それぞれに導通している。可撓性配線層６は、電極層３よりも可撓性が高い。本実施形態では、第１基板１上の電極層３と第２基板５側とを導通接続するために、可撓性配線層６が用いられ、この可撓性配線層６を保護樹脂７８が覆っている。可撓性配線層６は、第１基板１および第２基板５の双方に密着しており、第１基板１および第２基板５による拘束を受けやすい。可撓性配線層６は、可撓性に優れるため、第１基板１と第２基板５との相対位置が変化しても当該相対位置の変化に追従しやすい。このような構成によれば、サーマルプリントヘッドＡ１の製造時において、たとえば可撓性配線層６の形成後に第１基板１および第２基板５の間で相対位置に変化が生じても、可撓性配線層６は当該相対位置の変化に追従しやすい。また、サーマルプリントヘッドＡ１の使用時においては、たとえば発熱部４１の発熱によって第１基板１や第２基板５の温度が上昇し、これら第１基板１および第２基板５の間で歪が生じても、可撓性配線層６は当該歪に追従しやすい。したがって、第１基板１および第２基板５の間で生じた歪等に起因して可撓性配線層６が断線するといった不具合を回避することができる。

また、可撓性配線層６は、第１主面１１および第２主面５１上に形成されたフレキシブル導電ペーストの塗膜からなり、たとえばボンディングワイヤと比べて、第１主面１１および第２主面５１からｚ方向の上方に突出する高さが低い。このような構成によれば、可撓性配線層６を覆う保護樹脂７８のｚ方向上方への突出高さを低くすることができ、印刷媒体を搬送するためのプラテンローラ９９との干渉を防止することができる。

可撓性配線層６は、ｘ方向に間隔を隔てて並んだ複数の可撓性配線部６１を含む。複数の可撓性配線部６１は、電極層３の複数の個別電極３１それぞれに接する。第２基板の第２主面５１上には駆動ＩＣ７が配置されている。第２主面５１上に形成された配線パターン５３は、複数の個別配線部５３１を含み、複数の可撓性配線部６１は、複数の個別配線部５３１それぞれに接する。このような構成によれば、複数の個別電極３１それぞれに接する複数の発熱部４１は、複数の可撓性配線部６１を介して選択的に発熱させることができる。

可撓性配線部６１は、第１端部６１１、第２端部６１２および連絡部６１３を有する。第１端部６１１は電極パッド部３１１（個別電極３１）上に積層されており、第２端部６１２は個別配線部５３１上に積層されている。連絡部６１３は、第１端部６１１および第２端部６１２の双方に繋がり、第１主面１１上および第２主面５１上に積層されている。このような構成によれば、各可撓性配線部６１によって、第１主面１１上の個別電極３１と第２主面５１上の個別配線部５３１とを適切に導通接続することができる。

サーマルプリントヘッドＡ１において、保護樹脂７８は、フリップチップ実装された駆動ＩＣ７および複数の可撓性配線部６１を覆っている。このような構成によれば、たとえばボンディングワイヤおよび駆動ＩＣを保護樹脂で覆う場合と比べて、保護樹脂７８がｚ方向の上方へ突出する高さを低くすることができる。このような構成によれば、印刷媒体を搬送するためのプラテンローラ９９との干渉を防止することができる。

第１基板１の第１裏面１２および第２基板５の第２裏面５２は、放熱部材８の第１支持面８１に支持されている。第１基板１および第２基板５はｙ方向において隙間Ｇ１を介して並んでおり、樹脂部７１が当該隙間Ｇ１を埋めている。可撓性配線部６１は、第１基板１上および第２基板５上に加え、樹脂部７１上にも跨って配置される。このような構成によれば、ｘ方向に並んだ複数の可撓性配線部６１について、ｘ方向において互いに分離した状態で適切に配置することができる。

＜第１実施形態の変形例＞
図１３～図１５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。なお、図１３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。

本変形例のサーマルプリントヘッドＡ１１においては、電極層３および抵抗体層４の構成が上記実施形態と異なり、グレーズ層２３を更に備えている。

本変形例において、第１基板１は、たとえばＡｌ₂Ｏ₃などのセラミックからなる。第１基板１の第１主面１１上には、グレーズ層２３、電極層３、抵抗体層４および保護層２が配置されている。第１基板１の寸法は特に限定されないが、第１基板１のｚ方向の寸法は、たとえば０．６ｍｍ～１ｍｍ程度とされる。

グレーズ層２３は、第１基板１上に配置されており、例えば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。グレーズ層２３は、一定の厚みを有するように形成されており、グレーズ層２３の厚みは、たとえば５０μｍ～２００μｍ程度である。グレーズ層２３は、ガラスペーストを第１基板１の第１主面１１上に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。なお、本変形例で図示したグレーズ層２３は、平らな膜状とされている。平らな膜状のグレーズ層２３に代えて、緩やかな円弧を含む弓形の断面形状を有するグレーズ層を形成してもよい。また、平らな膜状のグレーズ層２３の上に、緩やかな円弧を含む弓形の断面形状を有するグレーズ層を形成してもよい。上記弓形の断面形状を有するグレーズ層は、第１基板１上においてｘ方向に沿って延びる帯状とされ、上記弓形の断面形状を有するグレーズ層の上に後述の抵抗体層４（複数の発熱部４１）が配置される。

電極層３は、図１４に示すように、複数の個別電極３１および共通電極３２を含んでいる。各個別電極３１は、電極パッド部３１１および個別電極帯状部３１２を有する。個別電極帯状部３１２は、ｙ方向に延びた帯状部分である。複数の個別電極３１における個別電極帯状部３１２は、ｙ方向下流側に延びており、ｘ方向に等ピッチで配列されている。

共通電極３２は、共通部３２１および複数の共通電極帯状部３２２を含んでいる。複数の共通電極帯状部３２２は、各々が共通部３２１からｙ方向上流側に延びており、個別電極３１の隣り合う２つの個別電極帯状部３１２の間に位置している。

抵抗体層４は、電極層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方向に沿って延びる帯状に形成されている。図１４に示すように、抵抗体層４は、共通電極３２の複数の共通電極帯状部３２２と複数の個別電極３１の個別電極帯状部３１２とに交差している。さらに、抵抗体層４は、共通電極３２の複数の共通電極帯状部３２２と複数の個別電極３１の個別電極帯状部３１２に対して第１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３２２と各個別電極帯状部３１２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。１個の個別電極帯状部３１２を挟んで隣り合う２個の発熱部４１の発熱によって１個の印字ドットが形成される。

抵抗体層４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形成される。抵抗体層４の厚さは特に限定されず、たとえば３μｍ～１０μｍ程度である。

本変形例のサーマルプリントヘッドＡ１１においても、可撓性配線層６は、第１主面１１上の電極層３および第２主面５１上の配線パターン５３それぞれに導通している。また、可撓性配線層６は、第１基板１および第２基板５の双方に密着しており、当該可撓性配線層６を保護樹脂７８が覆っている。このような構成によれば、サーマルプリントヘッドＡ１１の製造時や使用時において、たとえば第１基板１と第２基板５との相対位置に変化が生じても、当該相対位置の変化に起因して可撓性配線層６が断線するといった不具合を回避することができる。また、可撓性配線層６は、第１主面１１および第２主面５１上に形成されたフレキシブル導電ペーストの塗膜からなり、たとえばボンディングワイヤと比べて、第１主面１１および第２主面５１からｚ方向の上方に突出する高さが低い。このような構成によれば、可撓性配線層６を覆う保護樹脂７８のｚ方向上方への突出高さを低くすることができ、印刷媒体を搬送するためのプラテンローラ９９との干渉を防止することができる。その他、サーマルプリントヘッドＡ１１においても、上記実施形態の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。

＜第２実施形態＞
図１６～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、第２基板５の配置が上記実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１と異なっている。

本実施形態において、放熱部材８は、図１７、図１８に示すように、第２支持面８２を有する。第２支持面８２は、第１支持面８１に対して直角であり、ｙ方向上流側を向く平坦面である。本実施形態では、この放熱部材８の第２支持面８２に第２基板５の第２裏面５２が接合されており、第２裏面５２は第２支持面８２に支持されている。第２基板５の厚さ方向はｙ方向に沿っており、第２主面５１がｙ方向上流側を向き、第２裏面５２がｙ方向下流側を向く。

本実施形態では、第２基板５は、ｙ方向に見てｚ方向の上方（第１基板１の第１基板１よりも第１裏面１２から遠ざかる方向）へ突出しない。図示した例では、第１基板１において第１主面１１および第１裏面１２の双方に繋がり、且つｙ方向上流側に位置する端面１４は、第２支持面８２と面一状である。また、第２基板５において第２主面５１および第２裏面５２の双方に繋がり、且つｚ方向の上方に位置する端面５４は、第１支持面８１と面一状である。

詳細な図示は省略するが、本実施形態においても、複数の可撓性配線部６１は、ｘ方向に間隔を隔てて配置される。図１８に示すように、可撓性配線部６１の連絡部６１３は、第１主面１１上、第２主面５１上および端面１４，５４に跨って形成されている。保護樹脂７８は、駆動ＩＣ７および複数の可撓性配線部６１を覆っている。本実施形態では、保護樹脂７８は、第１主面１１上、第２主面５１上および端面１４，５４に跨るように形成されている。

本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ２においても、可撓性配線層６は、第１主面１１上の電極層３および第２主面５１上の配線パターン５３それぞれに導通している。また、可撓性配線層６は、第１基板１および第２基板５の双方に密着しており、当該可撓性配線層６を保護樹脂７８が覆っている。このような構成によれば、サーマルプリントヘッドＡ２の製造時や使用時において、たとえば第１基板１と第２基板５との相対位置に変化が生じても、当該相対位置の変化に起因して可撓性配線層６が断線するといった不具合を回避することができる。可撓性配線層６は、フレキシブル導電ペーストの塗膜からなり、本実施形態のように第１主面１１および第２主面５１が異なる方向を向く場合でも第１主面１１上および第２主面５１上に跨って形成することができる。

また、第２基板５の第２裏面５２が放熱部材８の第２支持面８２（ｙ方向を向く面）に支持された構成によれば、図示されたように第１主面１１からｚ方向の上方に突出する高さをより低く抑えることができる。このことは、プラテンローラ９９との干渉を防止するうえでより好ましい。さらに、本実施形態の第２基板５の配置によれば、サーマルプリントヘッドＡ２のｚ方向視（第１基板１の厚さ方向視）のサイズを小さくすることができる。その他、サーマルプリントヘッドＡ２においても、上記実施形態の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。

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。

本開示は、以下の付記に関する構成を含む。

〔付記１〕
互いに反対側を向く第１主面および第１裏面を有する第１基板と、
前記第１主面の上に配置され、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、
前記第１主面の上に配置され、且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、
前記第１基板に対して副走査方向の上流側に隣接して配置され、互いに反対側を向く第２主面および第２裏面を有する第２基板と、
前記第２主面の上に配置された配線パターンと、
前記電極層および前記配線パターンそれぞれに導通し、且つ前記第１主面の上および前記第２主面の上に跨って配置されており、前記電極層よりも可撓性が高い可撓性配線層と、を備える、サーマルプリントヘッド。
〔付記２〕
前記電極層は、各々が前記発熱部に接する複数の個別電極を含み、
前記可撓性配線層は、前記複数の個別電極それぞれに接し、且つ前記主走査方向に間隔を隔てて並んだ複数の可撓性配線部を含む、付記１に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記３〕
前記第２主面の上に配置され、前記各発熱部に電流を流すか否かを制御する駆動ＩＣを備え、
前記配線パターンは、前記駆動ＩＣに接続された複数の個別配線部を含み、
前記複数の可撓性配線部は、前記複数の個別配線部それぞれに接する、付記２に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記４〕
前記可撓性配線部は、前記個別電極の上に積層された第１端部と、前記個別配線部の上に積層された第２端部と、前記第１端部および第２端部の双方に繋がり、前記第１主面の上および前記第２主面の上に積層された連絡部と、を有する、付記３に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記５〕
前記駆動ＩＣを覆う保護樹脂を備える、付記３または４に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記６〕
前記保護樹脂は、前記複数の可撓性配線部を覆う、付記５に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記７〕
前記第１基板および前記第２基板を支持する放熱部材を備える、付記３ないし６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記８〕
前記放熱部材は、平坦な第１支持面を有し、
前記第１基板の前記第１裏面が前記第１支持面に支持されている、付記７に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記９〕
前記第２基板は、前記第１基板に対して前記副走査方向の上流側に並んでおり、
前記第２基板の前記第２裏面が前記第１支持面に支持されている、付記８に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１０〕
前記第１基板および前記第２基板は、前記副走査方向において隙間を介して並び、
前記隙間を埋める樹脂部を備え、
前記可撓性配線部は、前記樹脂部の上に跨って配置される、付記９に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１１〕
前記放熱部材は、前記第１支持面に対して直角であり、且つ前記副走査方向の上流側を向く平坦な第２支持面を有し、
前記第２基板の前記第２裏面が前記第２支持面に支持されており、
前記第２基板は、前記副走査方向に見て前記第１主面よりも前記第１裏面から遠ざかる方向へ突出しない、付記８に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１２〕
前記可撓性配線層は、Ａｇを含む材料からなる、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〕
前記可撓性配線層は、フレキシブル導電ペーストの塗膜からなる、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。

Ａ１，Ａ１１，Ａ２：サーマルプリントヘッド
１ ：第１基板
１１ ：第１主面
１２ ：第１裏面
１３ ：凸部
１３１ ：頂面
１３２ ：傾斜面
１４ ：端面
１９ ：絶縁層
２ ：保護層
２１ ：パッド用開口
２３ ：グレーズ層
３ ：電極層
３１ ：個別電極
３１１ ：電極パッド部
３１２ ：個別電極帯状部
３２ ：共通電極
３２１ ：共通部
３２２ ：共通電極帯状部
３４ ：櫛歯部
４ ：抵抗体層
４１ ：発熱部
５ ：第２基板
５１ ：第２主面
５２ ：第２裏面
５３ ：配線パターン
５３１ ：個別配線部
５３２ ：信号配線部
５４ ：端面
５９ ：コネクタ
６ ：可撓性配線層
６Ａ ：可撓性導電膜
６１ ：可撓性配線部
６１１ ：第１端部
６１２ ：第２端部
６１３ ：連絡部
７ ：駆動ＩＣ７
７０ ：導電性接合材
７１ ：樹脂部
７８ ：保護樹脂
８ ：放熱部材
８１ ：第１支持面
８２ ：第２支持面
９９ ：プラテンローラ

Claims (13)

1. 互いに反対側を向く第１主面および第１裏面を有する第１基板と、
   前記第１主面の上に配置され、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、
   前記第１主面の上に配置され、且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、
   前記第１基板に対して副走査方向の上流側に隣接して配置され、互いに反対側を向く第２主面および第２裏面を有する第２基板と、
   前記第２主面の上に配置された配線パターンと、
   前記電極層および前記配線パターンそれぞれに導通し、且つ前記第１主面の上および前記第２主面の上に跨って配置されており、前記電極層よりも可撓性が高い可撓性配線層と、を備える、サーマルプリントヘッド。
2. 前記電極層は、各々が前記発熱部に接する複数の個別電極を含み、
   前記可撓性配線層は、前記複数の個別電極それぞれに接し、且つ前記主走査方向に間隔を隔てて並んだ複数の可撓性配線部を含む、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 前記第２主面の上に配置され、前記各発熱部に電流を流すか否かを制御する駆動ＩＣを備え、
   前記配線パターンは、前記駆動ＩＣに接続された複数の個別配線部を含み、
   前記複数の可撓性配線部は、前記複数の個別配線部それぞれに接する、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 前記可撓性配線部は、前記個別電極の上に積層された第１端部と、前記個別配線部の上に積層された第２端部と、前記第１端部および第２端部の双方に繋がり、前記第１主面の上および前記第２主面の上に積層された連絡部と、を有する、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
5. 前記駆動ＩＣを覆う保護樹脂を備える、請求項３または４に記載のサーマルプリントヘッド。
6. 前記保護樹脂は、前記複数の可撓性配線部を覆う、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
7. 前記第１基板および前記第２基板を支持する放熱部材を備える、請求項３ないし６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
8. 前記放熱部材は、平坦な第１支持面を有し、
   前記第１基板の前記第１裏面が前記第１支持面に支持されている、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
9. 前記第２基板は、前記第１基板に対して前記副走査方向の上流側に並んでおり、
   前記第２基板の前記第２裏面が前記第１支持面に支持されている、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
10. 前記第１基板および前記第２基板は、前記副走査方向において隙間を介して並び、
    前記隙間を埋める樹脂部を備え、
    前記可撓性配線部は、前記樹脂部の上に跨って配置される、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
11. 前記放熱部材は、前記第１支持面に対して直角であり、且つ前記副走査方向の上流側を向く平坦な第２支持面を有し、
    前記第２基板の前記第２裏面が前記第２支持面に支持されており、
    前記第２基板は、前記副走査方向に見て前記第１主面よりも前記第１裏面から遠ざかる方向へ突出しない、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
12. 前記可撓性配線層は、Ａｇを含む材料からなる、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. 前記可撓性配線層は、フレキシブル導電ペーストの塗膜からなる、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。

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