JP2023030169A - サーマルプリントヘッド - Google Patents

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Abstract

【課題】印字品質を向上させることが可能な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は、基板と、抵抗体層と、前記基板に支持され且つ前記複数の発熱部への通電経路を構成し、副走査方向における単位長さあたりの抵抗値が前記発熱部よりも小さい第1導電層と、前記発熱部に対して副走査方向に隣接し且つ前記第1導電層に接する副発熱部を有し、副走査方向における単位長さ当たりの抵抗値が前記発熱部と前記第1導電層との間の値をとる第2導電層と、を備え、前記基板は、主面と凸部とを有し、前記凸部は、頂部と、一対の第1傾斜部と、を有し、前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における少なくとも一部に形成されており、前記凸部は、一対の第2傾斜部を有する。【選択図】図30

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、配線層および抵抗体層が形成された主基板と、ドライバICが搭載された副基板とを備える。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。
サーマルプリントヘッドによる印刷においては、抵抗体層の発熱部が、通電により発熱する。この熱が伝達されることにより印刷用紙が発色し、印刷がなされる。
特開2017-65021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、印字品質を向上させることが可能な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。また、本開示は、印字効率を低下させることなく耐久性及び信頼性を向上させることが可能な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、前記基板に支持され且つ主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、前記基板に支持され且つ前記複数の発熱部への通電経路を構成する配線層と、前記基板と前記抵抗体層との間に介在する絶縁層と、を備え、前記絶縁層に対して前記複数の発熱部とは反対側に位置し且つ前記複数の発熱部の厚さ方向視において前記複数の発熱部と重なり、前記絶縁層よりも熱反射率が大きい反射層を備える。
本開示によれば、印字品質を向上させることができる。
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。 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要部平面図である。 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要部拡大平面図である。 図1のIV-IV線に沿う断面図である。 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要部断面図である。 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要部拡大断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係る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。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係る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。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第1変形例を示す要部拡大断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第2変形例を示す要部断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第3変形例を示す要部拡大断面図である。 本開示の第1実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第4変形例を示す要部拡大断面図である。 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要部断面図である。 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3実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第1変形例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の第2変形例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の第3変形例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。 本開示の第6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平面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部断面図である。 本開示の第6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6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの製造方法の一例を示す要部断面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第1変形例を示す要部拡大断面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第2変形例を示す要部断面図である。 本開示の第6実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第3変形例を示す要部拡大断面図である。 本開示の第7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8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8実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第1変形例を示す要部拡大断面図である。 本開示の第8実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第2変形例を示す要部拡大断面図である。 本開示の第8実施形態に係るサーマルプリントヘッドの第3変形例を示す要部拡大断面図である。 本開示の第9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10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11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。
本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
<第1実施形態>
図1~図6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、反射層15、絶縁層19、保護層2、配線層3、抵抗体層4、第2基板5、ドライバIC7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91との間に挟まれ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。このような印刷媒体としては、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を示す要部平面図である。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1のIV-IV線に沿う断面図である。図5は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部断面図である。図6は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部拡大断面図である。図1~図3においては、理解の便宜上、保護層2を省略している。図1および図2においては、理解の便宜上、後述の保護樹脂78を省略している。図2においては、理解の便宜上、後述のワイヤ61を省略している。図1~図3においては、副走査方向yの図中下側が上流側であり、図中上側が下流側である。図4~図6においては、副走査方向yの図中右側が上流側であり、図中左側が下流側である。
第1基板1は、配線層3および抵抗体層4を支持するものであり、本開示の基板に相当する。第1基板1は、主走査方向xを長手方向とし、副走査方向yを幅方向とする細長矩形状である。以降の説明においては、第1基板1の厚さ方向を厚さ方向zとして説明する。第1基板1の大きさは特に限定されないが、一例を挙げると、第1基板1の厚さは、たとえば725μmである。また、第1基板1の主走査方向x寸法は、たとえば100mm~150mmであり、副走査方向y寸法は、たとえば2.0mm~5.0mmである。
本実施形態においては、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4および図5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、厚さ方向zにおいて互いに反対側を向いている。配線層3および抵抗体層4は、第1主面11の側に設けられる。第1主面11は、本開示の主面に相当する。
第1基板1は、凸部13を有する。凸部13は、第1主面11から厚さ方向zに突出しており、主走査方向xに長く延びている。図示された例においては、凸部13は、第1基板1の副走査方向y下流側寄りに形成されている。また、凸部13は、第1基板1の一部であることから、単結晶半導体であるSiからなる。
本実施形態においては、凸部13は、頂部130、一対の第1傾斜部131および一対の第2傾斜部132を有する。
頂部130は、凸部13のうち第1主面11からの距離が最も大きい部分である。本実施形態においては、頂部130は、第1主面11と平行な平面からなる。頂部130は、厚さ方向z視において主走査方向x方向に長く延びる細長矩形状の面である。
一対の第1傾斜部131は、頂部130の副走査方向y両側に繋がっている。一対の第1傾斜部131は、各々が第1主面11に対して角度α1だけ傾斜している。第1傾斜部131は、厚さ方向z視において主走査方向x方向に長く延びる細長矩形状の平面である。なお、凸部13は、一対の第1傾斜部131に繋がり、頂部130の主走査方向x両端に隣接する傾斜部(図示略)を有していてもよい。
一対の第2傾斜部132は、一対の第1傾斜部131に対して副走査方向y両側に繋がっている。一対の第2傾斜部132は、各々が第1主面11に対して角度α1よりも大きい角度α2だけ傾斜している。第2傾斜部132は、厚さ方向z視において主走査方向x方向に長く延びる細長矩形状の平面である。本実施形態においては、一対の第2傾斜部132は、第1主面11に繋がっている。なお、凸部13は、一対の第2傾斜部132に繋がり、頂部130の主走査方向x両端の主走査方向x外方に位置する傾斜部(図示略)を有していてもよい。
本実施形態においては、第1主面11が(100)面である。後述の製造方法例によれば、第1傾斜部131が第1主面11となす角度α1は、30.1度であり、第2傾斜部132が第1主面11となす角度α2は、54.8度である。凸部13の厚さ方向z寸法は、たとえば、150μm~300μmである。
図5および図6に示すように、絶縁層19は、第1主面11および凸部13を覆っており、第1基板1の第1主面11側をより確実に絶縁するためのものである。絶縁層19は、絶縁性材料からなり、たとえばSiO2やSiNまたはTEOS(オルトケイ酸テトラエチル)からなり、本実施形態においては、TEOSが採用されている。絶縁層19の厚さは特に限定されず、その一例を挙げるとたとえば5μm~15μmであり、好ましくは10μm程度である。
反射層15は、絶縁層19に対して抵抗体層4とは反対側に設けられている。本実施形態においては、反射層15は、絶縁層19と第1基板1との間に介在している。反射層15は、絶縁層19よりも熱反射率が大きい材質からなる。本開示において、熱反射率は、物体が熱放射(輻射とも称される)によって受けた熱についての透過率および吸収率との和が1となる物性値である。すなわち、相対的に透過率や吸収率が小さい材質ほど、熱反射率が大きくなる傾向がある。反射層15の材質は特に限定されず、好ましくは金属が用いられる。反射層15を構成する金属としては、たとえばCu、Ti、Al等が挙げられる。図示された例においては、反射層15は、Cuからなる。また、反射層15の厚さは特に限定されず、本実施形態においては、たとえば配線層3よりも薄く、たとえば0.05μm~0.3μmであり、0.1μm程度である。反射層15の形成は、たとえばスパッタリングやCVDを用いることができる。
反射層15は、抵抗体層4のうち後述の発熱部41を構成する部分の厚さ方向視、本実施形態においてはz方向視において、複数の発熱部41と重なる位置に設けられている。図示された例においては、反射層15は、第1基板1の第1主面11および凸部13のすべてを覆っており、反射第1部151、反射第2部152、反射第3部153および反射第4部154を有する。
反射第1部151は、z方向視において発熱部41と重なる部分である。反射第2部152は、z方向視において凸部13と重なる部分である。図示された例においては、反射第1部151は、反射第2部152に含まれている。反射第3部153は、反射第2部152に対してy方向上流側に位置する部分であり、z方向視において第1主面11と重なっている。反射第4部154は、反射第2部152に対してy方向下流側に位置する部分であり、z方向視において第1主面11と重なっている。
本例の反射層15は、配線層3および抵抗体層4から絶縁されている。すなわち、反射層15と配線層3および抵抗体層4との間には、絶縁層19が全域に渡って介在している。
抵抗体層4は、第1基板1に支持されており、本実施形態においては、絶縁層19を介して第1基板1に支持されている。抵抗体層4は、複数の発熱部41を有している。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ものである。複数の発熱部41は、主走査方向xに沿って配置されており、主走査方向xにおいて互いに離間している。発熱部41の形状は特に限定されず、本実施形態においては、厚さ方向z視において副走査方向yを長手方向とする長矩形状である。抵抗体層4は、たとえばTaN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であり、好ましくは0.05μm程度である。
図3および図6に示すように、本実施形態においては、発熱部41は、頂部410、一対の第1部411および一対の第2部412を有する。頂部410は、発熱部41のうち凸部13の頂部130の副走査方向yにおける少なくとも一部に形成された部分である。第1部411は、発熱部41のうち凸部13の第1傾斜部131の副走査方向yにおける少なくとも一部に形成された部分である。第2部412は、発熱部41のうち凸部13の第2傾斜部132の副走査方向yにおける少なくとも一部に形成された部分である。なお、本実施形態においては、第1基板1と抵抗体層4との間に絶縁層19が介在しているが、上述したとおり絶縁層19は十分に薄い層である。このため、発熱部41が、厚さ方向z視もしくは頂部130、第1傾斜部131および第2傾斜部132のそれぞれの法線方向視において重なるように形成されている場合、頂部130、第1傾斜部131および第2傾斜部132に形成されていると説明し、以下も同様である。
本実施形態においては、頂部410は、頂部130の副走査方向y全長にわたって形成されている。また、発熱部41は、頂部130と一対の第1傾斜部131との境界を跨いでいる。また、一対の第1部411は、一対の第1傾斜部131の副走査方向y全長にわたって形成されている。発熱部41は、一対の第1傾斜部131と一対の第2傾斜部132との境界を跨いでいる。また、一対の第2部412は、第2傾斜部132の副走査方向yにおける一部のみに形成されている。
配線層3は、複数の発熱部41に通電するための通電経路を構成するためのものである。配線層3は、第1基板1に支持されており、本実施形態においては、図5および図6に示すように、抵抗体層4上に積層されている。配線層3は、抵抗体層4よりも低抵抗な金属材料からなり、たとえばCuからなる。また、配線層3は、Cuからなる層と、当該層と抵抗体層4との間に介在するTiからなる100nm程度の厚さの層とを有する構成であってもよい。配線層3の厚さは特に限定されず、たとえば0.3μm~2.0μmである。
図1~図3、図5および図6に示すように、本実施形態においては、配線層3は、複数の個別電極31および共通電極32を有する。図3および図6に示すように、抵抗体層4のうち、複数の個別電極31と共通電極32との間において配線層3から露出した部分が、複数の発熱部41となっている。
図3および図6に示すように、複数の個別電極31は、各々が概ね副走査方向y方向に延びる帯状であり、複数の発熱部41に対して副走査方向y上流側に配置されている。本実施形態においては、個別電極31の副走査方向y下流側端は、凸部13の副走査方向y上流側の第2傾斜部132に重なる位置に配置されている。図2および図5に示すように、個別電極31は、個別パッド311を有する。個別パッド311は、ドライバIC7と導通させるためのワイヤ61が接続される部分である。
図2、図3、図5および図6に示すように、共通電極32は、連結部323と複数の帯状部324とを有する。複数の帯状部324は、複数の発熱部41に対して副走査方向y下流側に配置されている。複数の帯状部324の副走査方向y上流側端は、複数の個別電極31の副走査方向y下流側端と、発熱部41を挟んで対向している。帯状部324の副走査方向y上流側端は、凸部13の副走査方向y下流側の第2傾斜部132に重なる位置に配置されている。連結部323は、複数の帯状部324の副走査方向y下流側に位置し、複数の帯状部324が繋がっている。連結部323は、主走査方向xに延びており、帯状部324の主走査方向x方向寸法よりも副走査方向y寸法が大きい、比較的幅広の部分である。図1に示すように、連結部323は、複数の発熱部41の副走査方向y下流側から、主走査方向x両側を迂回して、副走査方向y上流側へと延びている。
本実施形態においては、複数の帯状部324の副走査方向y下流側部分と連結部323とが、第1基板1の第1主面11に形成されている。
保護層2は、配線層3および抵抗体層4を覆っている。保護層2は、絶縁性の材料からなり、配線層3および抵抗体層4を保護している。保護層2の材質は、たとえばSiO2
、SiN、SiC、AlN等であり、これらの単層もしくは複数層によって構成される。保護層2の厚さは特に限定されず、たとえば1.0μm~10μm程度である。
図5に示すように、本実施形態においては、保護層2は、パッド用開口21を有する。パッド用開口21は、保護層2を厚さ方向zに貫通している。複数のパッド用開口21は、個別電極31の複数の個別パッド311を露出させている。
第2基板5は、図1および図4に示すように、第1基板1に対して副走査方向y上流側に配置されている。第2基板5は、たとえばPCB基板であり、ドライバIC7や後述のコネクタ59が搭載される。第2基板5の形状等は特に限定されず、本実施形態においては、主走査方向xを長手方向とする長矩形状である。第2基板5は、第2主面51および第2裏面52を有する。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。本実施形態においては、第2主面51は、第1主面11よりも厚さ方向z図中下方に位置している。
ドライバIC7は、第2基板5の第2主面51に搭載されており、複数の発熱部41に個別に通電させるためのものである。本実施形態においては、ドライバIC7は、複数のワイヤ61によって複数の個別電極31に接続されている。ドライバIC7の通電制御は、第2基板5を介してサーマルプリントヘッドA1外から入力される指令信号に従う。ドライバIC7は、複数のワイヤ62によって第2基板5の配線層(図示略)に接続されている。本実施形態においては、複数の発熱部41の個数に応じて、複数のドライバIC7が設けられている。
ドライバIC7、複数のワイヤ61および複数のワイヤ62は、保護樹脂78に覆われている。保護樹脂78は、たとえば絶縁性樹脂からなりたとえば黒色である。保護樹脂78は、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。
コネクタ59は、サーマルプリントヘッドA1をプリンタ(図示略)に接続するために用いられる。コネクタ59は、第2基板5に取付けられており、第2基板5の配線層(図示略)に接続されている。
放熱部材8は、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によって生じた熱の一部を第1基板1を介して外部へと放熱するためのものである。放熱部材8は、たとえばアルミ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は、放熱部材8は、第1支持面81および第2支持面82を有する。第1支持面81および第2支持面82は、各々が厚さ方向z上側を向いており、副走査方向yに並んで配置されている。第1支持面81には、第1基板1の第1裏面12が接合されている。第2支持面82には、第2基板5の第2裏面52が接合されている。
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7~図16を参照しつつ、以下に説明する。
まず、図7に示すように、基板材料1Aを用意する。基板材料1Aは、単結晶半導体からなり、たとえばSiウエハである。基板材料1Aの厚さは特に限定されず、本実施形態においては、たとえば725μmである。基板材料1Aは、互いに反対側を向く主面11Aおよび裏面12Aを有する。主面11Aは、(100)面である。
次いで、主面11Aを所定のマスク層で覆った後に、たとえばKOHを用いた異方性エッチングを行う。これにより、図8に示すように、基板材料1Aには、凸部13Aが形成される。凸部13Aは、主面11Aから突出しており、主走査方向xに長く延びている。凸部13Aは、頂部130Aおよび一対の傾斜部132Aを有する。頂部130Aは、主面11Aと平行は面であり、本実施形態においては、(100)面である。一対の傾斜部132Aは、頂部130Aの副走査方向y両側に位置しており、頂部130Aと主面11Aとの間に介在している。傾斜部132Aは、頂部130Aおよび主面11Aに対して傾斜した平面である。本実施形態においては、傾斜部132Aと主面11Aおよび頂部130Aがなす角度は、54.8度である。
次いで、前記マスク層を除去した後に、例えばKOHを用いたエッチングを再度行う。これにより、基板材料1Aが、図9および図10に示す第1主面11、第1裏面12および凸部13を有する第1基板1となる。凸部13は、頂部130、一対の第1傾斜部131および一対の第2傾斜部132を有する。頂部130は、頂部130Aであった部分であり、一対の第2傾斜部132は、一対の第2傾斜部132であった部分である。一対の第1傾斜部131は、頂部130Aと一対の傾斜部132Aとの境界がKOHによってエッチングされた部分である。一対の第1傾斜部131が第1主面11となす角度α1は、30.1度であり、一対の第2傾斜部132が第1主面11となす角度α2は、54.8度である。
次いで、図11に示すように、反射層15を形成する。反射層15の形成は、たとえばスパッタリングやCVDを用いて、第1基板1に金属を堆積させることにより行う。反射層15の材質は上述した通り特に限定されず、図示された例においては、Cuを用いている。反射層15の厚さは、たとえば0.05μm~0.3μmであり、たとえば0.1μm程度である。図示された例においては、第1基板1の第1主面11および凸部13の全面に反射層15を形成している。
次いで、図12に示すように、絶縁層19を形成する。絶縁層19の形成は、たとえばCVDを用いて反射層15にTEOSを堆積させることによって行う。
次いで、図13に示すように、抵抗体膜4Aを形成する。抵抗体膜4Aの形成は、たとえば、スパッタリングによって絶縁層19上にTaNの薄膜を形成することによって行う。
次いで、図14に示すように、抵抗体膜4Aを覆う導電膜3Aを形成する。導電膜3Aの形成は、たとえばめっきやスパッタリング等によってCuからなる層を形成することによって行う。また、Cu層を形成する前に、Ti層を形成してもよい。
次いで、図15および図16に示すように、導電膜3Aの選択的なエッチングと抵抗体膜4Aの選択的なエッチングとを施すことにより、配線層3および抵抗体層4が得られる。配線層3は、上述の複数の個別電極31と共通電極32とを有する。抵抗体層4は、複数の発熱部41を有する。
次いで、保護層2を形成する。保護層2の形成は、たとえばCVDを用いて絶縁層19、配線層3および抵抗体層4上にSiNおよびSiCを堆積させることにより実行される。また、保護層2をエッチング等によって部分的に除去することによりパッド用開口21を形成する。この後は、第1支持面81への第1基板1および第2基板5の取付け、ドライバIC7の第2基板5への搭載、複数のワイヤ61および複数のワイヤ62のボンディング、保護樹脂78の形成等を経ることにより、上述の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、絶縁層19を挟んで複数の発熱部41とは反対側に反射層15が設けられている。反射層15は、発熱部41の厚さ方向視であるz方向視において複数の発熱部41と重なっている。そして、反射層15は、絶縁層19よりも熱反射率が大きい材質からなる。これにより、抵抗体層4に通電されることにより複数の発熱部41が発熱した際に、熱放射によって発熱部41から絶縁層19を透過してきた熱を、反射層15によって発熱部41側へと反射することが可能である。これにより、たとえば第1基板1を通じて第1裏面12側へと逃げる熱を抑制することが可能であり、より多くの熱を印刷用紙に伝えることが可能である。したがって、サーマルプリントヘッドA1によれば、印字品質を向上させることができる。
伝熱によって第1基板1を通じて第1裏面12側へと逃げる熱量を抑制するには、絶縁層19の厚さを厚くすることが寄与しうる。しかし、絶縁層19の厚さを厚くするほど、サーマルプリントヘッドA1の製造方法における絶縁層19の形成工程がより長時間を要してしまう。本実施形態においては、反射層15によって熱放射による放熱を抑制することが可能である。このため、絶縁層19の厚さをそれほど厚くすることなく、発熱部41から第1裏面12側へと逃げる熱量を低減させることが可能である。したがって、印刷品質を向上させつつ、製造時間の過度な延長を回避することができる。
反射層15は、反射第2部152を有しており、z方向視において複数の発熱部41よりも大きな領域に設けられている。これにより、発熱部41から第1裏面12側へと逃げる熱のより多くを印刷用紙側に反射することができる。また、反射層15が、反射第3部153および反射第4部154を有する構成は、熱反射の効果をより高めるのに好ましい。
反射層15は、金属からなり、たとえばCuからなる。Cuをはじめとする金属は、SiO2等と比べて、熱反射率が顕著に大きい。このため、反射層15による熱反射効果を高めることができる。また、このような材質からなる反射層15は、厚さを薄くしても熱反射効果が期待できる。したがって、反射層15をより短時間で形成することが可能であり、サーマルプリントヘッドA1の製造効率低下を回避することができる。
また、第1基板1の凸部13は、頂部130および第1傾斜部131を有している。発熱部41は、頂部130に形成された頂部410と第1傾斜部131に形成された第1部411とを有しており、頂部130と第1傾斜部131との境界を跨いで形成されている。このため、図4に示すように、サーマルプリントヘッドA1にプラテンローラ91が押し当てられると、プラテンローラ91の弾性変形により、プラテンローラ91が頂部410および第1部411のいずれか一方または双方に接する。図4に示すように、プラテンローラ91の中心910が副走査方向yにおいて凸部13の中心と一致する構成の場合、プラテンローラ91は、頂部410と強い圧力で接する。一方、プラテンローラ91の中心910が凸部13の中心に対して副走査方向yに意図せずずれてしまうと、プラテンローラ91と頂部410との圧力が低下する。しかしながら、本実施形態においては、発熱部41が第1部411を有するため、プラテンローラ91がずれた場合には、プラテンローラ91が第1部411に対して接する割合が大きくなり、依然として発熱部41に適切に押し当てられる。したがって、サーマルプリントヘッドA1によれば、プラテンローラ91が意図せずにずれた場合や、あるいはプラテンローラ91の直径が異なる場合等であっても、印字品質の低下を抑制することが可能であり、印字品質を向上させることができる。
また、本実施形態においては、頂部410が頂部130の副走査方向y全長にわたって形成されており、頂部410の副走査方向y両側に一対の第1部411が設けられている。このため、プラテンローラ91のずれが、副走査方向yの上流側および下流側のいずれに生じても、印字品質の低下を抑制することができる。また、一対の第1部411は、第1傾斜部131の副走査方向y全長にわたって形成されている。これは、プラテンローラ91が意図せずずれた場合の印字品質の低下を抑制するのに好ましい。
また、本実施形態においては、凸部13は、一対の第2傾斜部132を有している。すなわち、凸部13は、頂部130(第1主面11)に対して2段階の傾斜となった第1傾斜部131および第2傾斜部132が副走査方向yに並んだ構成となっている。このため、頂部130と第1傾斜部131とがなす角度を小さくすることが可能であり、印字品質の向上に好ましい。また、頂部130と第1傾斜部131とのなす角度が小さいほど、印字における印刷用紙の通過による保護層2の摩耗防止を抑制することができる。また、第1部411が第1傾斜部131を副走査方向y全長にわたって設けられていることにより、個別電極31および共通電極32の副走査方向y端が一対の第1傾斜部131上に位置しておらず一対の第2傾斜部132上に位置している。このため、第1傾斜部131と重なる位置に、配線層3の端縁の存在による段差が生じることを回避可能であり、印刷用紙のスムーズな通過や、紙かすの付着防止に有利である。また、一対の第2部412が設けられていることは、プラテンローラ91が意図せずずれた場合の印字品質の低下を抑制するのにさらに好ましい。
共通電極32が複数の発熱部41に対して副走査方向y下流側に位置していることにより、複数の発熱部41の副走査方向y上流側には、複数の個別電極31のみが配列されている。これにより、複数の個別電極31の主走査方向xにおける配列ピッチを縮小することが可能であり、印字の高精細化を図ることができる。
図17~図27は、本開示の変形例および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1実施形態 第1変形例>
図17は、サーマルプリントヘッドA1の第1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においては、反射層15が反射第1層15aおよび反射第2層15bからなる。
反射第1層15aは、第1基板1の第1主面11および凸部13上に直接形成されている。反射第2層15bは、反射第1層15a上に形成されており、絶縁層19に接している。反射第1層15aは、たとえばTiからなる。反射第2層15bは、たとえばCuからなる。本変形例の反射層15の厚さは、上述した例の反射層15の厚さと同程度でもよいし、上述した例の反射層15の厚さよりも厚くてもよい。
本変形例によれば、反射層15のうち第1基板1と接する部分は、反射第1層15aによって構成されている。反射第1層15aは、Tiからなり、Siからなる第1基板1との結合力を高めることが可能である。したがって、反射層15が第1基板1から剥離すること等をより確実に抑制することができる。
<第1実施形態 第2変形例>
図18は、サーマルプリントヘッドA1の第2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A12においては、反射層15が、配線層3の一部に導通している。
本例においては、抵抗体層4に貫通部49が形成されている。また、絶縁層19に貫通部191が形成されている。貫通部49は、抵抗体層4を貫通した孔等である。貫通部191は、絶縁層19を貫通した孔等である。貫通部49と貫通部191は、互いに重なり合っており、図示された例においては、z方向視において貫通部49が貫通部191に内包されている。配線層3の共通電極32は、貫通部191および貫通部49を通じて、反射層15に接している。これにより、反射層15は、共通電極32に導通している。
このような変形例によれば、共通電極32を図4に例示する第2基板5やコネクタ59に導通させるために、個別電極31をx方向において迂回する導通経路を形成する必要がない。したがって、サーマルプリントヘッドA12のz方向視における小型化を図ることができる。また、反射層15は、面積を増大させやすい部位である。このため、共通電極32と第2基板5やコネクタ59との間の導通経路の低抵抗化を図ることができる。
<第1実施形態 第3変形例>
図19は、サーマルプリントヘッドA1の第3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A13においては、反射層15が、反射第1部151および反射第2部152を有するものの、上述した反射第3部153および反射第4部154を有さない構成とされている。
本例においては、反射層15は、z方向視において凸部13と重なる領域に形成されている。一方、反射層15は、z方向視において第1主面11と重なる領域には形成されていない。
このような変形例によっても、印刷品質を向上させることができる。また、反射層15の形成面積を縮小することにより、製造コストの低減を図ることができる。
<第1実施形態 第4変形例>
図20は、サーマルプリントヘッドA1の第4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A14においては、反射層15が、上述した反射第1部151、反射第2部152、反射第3部153および反射第4部154を有しており、さらに複数の貫通部159を有している。
複数の貫通部159は、各々が反射層15を厚さ方向に貫通する孔やスリットである。複数の貫通部159は、z方向視においてx方向やy方向に適宜離散して配置されている。図示された例においては、複数の貫通部159は、反射第3部153および反射第4部154に形成されており、反射第2部152には形成されていない。すなわち、複数の貫通部159は、z方向視において第1主面11と重なるものの、凸部13とは重なっておらず、複数の発熱部41とも重なっていない。
このような変形例によれば、複数の貫通部159を通じて第1基板1と絶縁層19とを互いに接しさせることが可能であり、絶縁層19と第1基板1との結合力を高めることができる。また、複数の貫通部159を通じた結合を確保することにより、反射層15の材質として、第1基板1や絶縁層19との結合力が相対的に低い材質を選択する余地が得られるという利点がある。また、複数の発熱部41と重なる位置に複数の貫通部159が設けられていないことにより、複数の貫通部159による熱反射の低下を防止することができる。
<第2実施形態>
図21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、反射層15が第1基板1の第1裏面12に形成されている点が、上述した実施形態と異なっている。
本実施形態においても、第1基板1は、Siからなる。Siは、たとえばCu等の金属と比べて熱を透過させやすい。第1裏面12に反射層15を設ける構成によっても、第1基板1を透過してきた熱を反射層15によって反射することが可能であり、印刷品質を向上させることができる。
<第3実施形態>
図22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A3は、第1基板1がセラミックスによって形成されている点が、上述した実施形態と異なっている。
第1基板1は、第1主面11および第1裏面12を有しており、上述した実施形態における凸部13を有していない。反射層15は、第1主面11のすべてを覆うように形成されている。反射層15は、そのすべてが絶縁層19によって覆われている。絶縁層19は、全体として厚さが略均一な層とされている。このため、複数の発熱部41は、周辺部位に対して突出した構成とはなっていない。
このような実施形態によっても、反射層15による熱反射によって、印刷品質を向上させることができる。
<第3実施形態 第1変形例>
図23は、サーマルプリントヘッドA3の第1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A31は、絶縁層19が凸部192を有している。凸部192は、絶縁層19が部分的にz方向に突出した部位である。凸部192は、x方向に長く延びる形状である。個別電極31と共通電極32とは、凸部192を挟んでy方向両側に設けられている。複数の発熱部41は、z方向視において凸部192と重なる領域に設けられている。
保護層2は、凸部210を有する。凸部210は、z方向視において凸部192と重なっており、z方向に突出した形状である。凸部210は、第1面211、一対の第2面212および一対の第3面213を有する。第1面211は、凸部210のうちz方向において第1基板1から最も離間した面であり、図示された例においては、z方向に膨出する曲面である。一対の第2面212は、第1面211のy方向両端に繋がっている。第2面212は、z方向に対して略直角な面である。一対の第3面213は、一対の第2面212のy方向外方に繋がっている。一対の第3面213は、y方向において第2面212から離間するほど、z方向において第1基板1に近づくように傾いた面である。
このような変形例によっても、反射層15による熱反射によって、印刷品質を向上させることができる。また、凸部192を設けることにより、保護層2の凸部210の第1面211や一対の第2面212を介して複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能であり、印刷品質の向上に好ましい。
<第3実施形態 第2変形例>
図24は、サーマルプリントヘッドA3の第2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A32は、絶縁層19が、第1主面11のy方向における一部のみを覆うように設けられている。絶縁層19は、z方向に緩やかに膨出した形状であり、x方向に長く延びている。複数の発熱部41は、絶縁層19上に設けられている。反射層15は、z方向視において絶縁層19に内包される領域に設けられている。すなわち、反射層15は、第1基板1の第1主面11と絶縁層19との間のみに形成されており、配線層3および抵抗体層4とは接していない。
保護層2は、凸部220を有する。凸部220は、z方向視において絶縁層19と重なっており、全体としてz方向に膨出した形状である。凸部220は、第1面221、一対の第2面222および一対の第3面223を有する。第1面221は、凸部220のうちy方向略中央に位置する面であり、図示された例においては、z方向に緩やかに膨出する曲面である。一対の第2面222は、第1面221のy方向両端に繋がっている。第2面222は、y方向において第1面221から離間するほどz方向において第1基板1から離間する形状であり、z方向に対してわずかに傾いている。一対の第3面223は、y方向において第2面222から離間するほど、z方向において第1基板1に近づくように緩やかに傾いた面である。
このような変形例によっても、反射層15による熱反射によって、印刷品質を向上させることができる。また、膨出形状の絶縁層19を備えることにより、保護層2の凸部220を介して複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能であり、印刷品質の向上に好ましい。
<第3実施形態 第3変形例>
図25は、サーマルプリントヘッドA3の第3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A33は、絶縁層19が第1主面11のy方向における一部のみを覆うように設けられており、さらに凸部192を有する。凸部192は、絶縁層19の一部が周辺部位よりも突出した形状に形成されている。本変形例においては、複数の発熱部41は、凸部192上に設けられている。反射層15は、サーマルプリントヘッドA32の反射層15と同様に、z方向視において絶縁層19に内包される領域に設けられている。
保護層2は、凸部230を有する。凸部230は、z方向視において絶縁層19と重なっており、全体としてz方向に膨出した形状である。凸部230は、第1面231、一対の第2面232、一対の第3面233、一対の第4面234、一対の第5面235および一対の第6面236を有する。第1面231は、凸部210のうちz方向において第1基板1から最も離間した面であり、図示された例においては、z方向に対して略直角な面である。一対の第2面232は、第1面231のy方向両端に繋がっている。第2面232は、y方向において第1面231から離間するほどz方向において第1基板1に近づく形状であり、z方向に対して若干傾いている。一対の第3面233は、一対の第2面232のy方向外方に繋がっている。第3面233は、y方向において第2面232から離間するほどz方向において第1基板1から離間するように傾いている。第3面233のz方向寸法は第2面232のz方向寸法よりも小さい。一対の第4面234は、一対の第3面233のy方向外方に繋がっている。第4面234は、y方向において第3面233から離間するほどz方向において第1基板1に近づくように傾いており、緩やかな曲面である。一対の第5面235は、一対の第4面234のy方向外方に繋がっている。第5面235は、y方向において第4面234から離間するほどz方向において第1基板1から離間する形状であり、z方向に対して若干傾いている。一対の第6面236は、一対の第5面235のy方向外方に繋がっている。第6面236は、y方向において第5面235から離間するほどz方向において第1基板1に近づくように傾いており、緩やかな曲面である。
このような変形例によっても、反射層15による熱反射によって、印刷品質を向上させることができる。また、絶縁層19が凸部192を備えることにより、保護層2の凸部230を介して複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能であり、印刷品質をさらに向上させることができる。
<第4実施形態>
図26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基板1が、第1主面11、第1裏面12、端面16および傾斜面17を有している。第1基板1は、セラミックスからなる。端面16は、z方向において第1主面11と第1裏面12との間に位置しており、y方向と直角である面である。端面16は、第1裏面12と繋がっている。傾斜面17は、第1主面11と端面16との間に介在しており、第1主面11と端面16とを繋いでいる。傾斜面17は、第1主面11および端面16に対して傾斜している。
絶縁層19は、第1基板1の傾斜面17上に形成されている。絶縁層19は、第1主面11および端面16と面一であり、x方向視において略三角形状である。
抵抗体層4は、第1主面11の少なくとも一部、絶縁層19および端面16の少なくとも一部を覆っている。抵抗体層4は、絶縁層19のすべてを覆っている。
配線層3は、絶縁層19上において抵抗体層4を露出させている。これにより、複数の発熱部41は、絶縁層19上に設けられている。
反射層15は、第1基板1の傾斜面17と絶縁層19との間に設けられている。反射層15は、配線層3および抵抗体層4とは接していない。また、抵抗体層4のうち複数の発熱部41を構成する部分の厚さ方向視、すなわち、y方向およびz方向に対して傾斜した、図26における図中上下方向視において、反射層15は、複数の反射層15と重なっており、反射第1部151を有する。
保護層2は、第1基板1の第1主面11、反射層15、端面16および第1裏面12のそれぞれと重なるように形成されている。保護層2は、凸部240を有する。凸部240は、傾斜面17と直角である方向視において絶縁層19と重なっており、全体として膨出した形状である。凸部240は、第1面241、一対の第2面242および一対の第3面243を有する。第1面241は、凸部240のx方向視略中央に位置しており、図示された例においては、略平面である。一対の第2面242は、第1面241の両側に繋がっており、第1面241から離間するほど傾斜面17から離間する形状の面である。一対の第3面243は、一対の第2面242の外方に繋がっており、x方向視において緩やかに膨出した面である。
また、保護層2は、膨出部249を有する。膨出部249は、第1裏面12のうちy方向において傾斜面17が位置する側の部分を覆っている。膨出部249は、z方向において第1裏面12から離間するように膨出した形状である。
本実施形態によっても、反射層15の熱反射により、印刷品質を向上させることができる。また、複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能である。
<第5実施形態>
図27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、第1基板1が、第1主面11、第1裏面12および端面16を有する。第1基板1は、セラミックスからなる。端面16は、第1主面11および第1裏面12と繋がっている。端面16は、y方向に膨出する曲面である。
反射層15は、端面16の一部を覆うように形成されている。反射層15は、端面16に沿って形成されることにより、y方向寸法が寸法y1となるように全体として湾曲している。絶縁層19は、第1基板1の端面16および反射層15を覆うように形成されている。絶縁層19は、y方向に膨出した形状とされている。
抵抗体層4は、絶縁層19を覆うように形成されている。配線層3は、y方向視において絶縁層19と重なる領域において抵抗体層4を露出させている。これにより、複数の発熱部41は、絶縁層19上に設けられている。
抵抗体層4のうち発熱部41を構成する部分の厚さ方向視、すなわちy方向視において、反射層15は、複数の発熱部41と重なっている。抵抗体層4は、絶縁層19上に形成されることにより全体として湾曲している。抵抗体層4のうち配線層3と重なる部分は、y方向寸法が寸法y2となるように湾曲している。寸法y2は、寸法y1よりも大きい。
保護層2は、第1面251、一対の第2面252、一対の第3面253、第4面254および第5面255を有する。第1面251は、保護層2のうちz方向において略中央に位置する面であり、図示された例においては、y方向に対して略直角である面である。一対の第2面252は、第1面251のz方向両端に繋がっており、z方向において第1面251から離間するほどy方向において第1基板1から離間するように傾いている。一対の第3面253は、一対の第3面253のz方向外方に繋がっている。第3面253は、絶縁層19の形状に概ね沿った膨出形状の曲面である。第4面254は、一端が一方の第3面253に繋がっており、他端が配線層3に接している。第4面254は、第3面253から滑らかに繋がる曲面である。第5面255は、他方の第3面253に繋がっている。第5面255は、第3面253からy方向に離間するほど第1裏面12に近づく形状である。第5面255は、第3面253よりも面積が大きく、略平面である。
本実施形態によっても、反射層15の熱反射により、印刷品質を向上させることができる。また、複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能である。
〔付記A1〕
基板と、
前記基板に支持され且つ主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
前記基板に支持され且つ前記複数の発熱部への通電経路を構成する配線層と、
前記基板と前記抵抗体層との間に介在する絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層に対して前記複数の発熱部とは反対側に位置し且つ前記複数の発熱部の厚さ方向視において前記複数の発熱部と重なり、前記絶縁層よりも熱反射率が大きい反射層を備える、サーマルプリントヘッド。
〔付記A2〕
前記反射層は、前記絶縁層と前記基板との間に介在する、付記A1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A3〕
前記基板は、単結晶半導体からなる、付記A2に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A4〕
前記基板は、Siからなる、付記A3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A5〕
前記反射層は、Cuを含む、付記A3または4に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A6〕
前記反射層は、Tiを含む、付記A3ないし5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A7〕
前記反射層は、前記基板に接する反射第1層と、前記反射第1層上に形成された反射第2層と、を有する、付記A6に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A8〕
前記反射第2層は、前記絶縁層に接する、付記A7に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A9〕
前記反射第1層は、Tiからなり、前記反射第2層は、Cuからなる、付記A7または8に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A10〕
前記反射層は、前記配線層に対して絶縁されている、付記A3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A11〕
前記反射層は、前記配線層の一部と導通している、付記A3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A12〕
前記反射層は、前記基板と前記絶縁層とを接触させる貫通部を有する、付記A3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A13〕
前記基板は、前記絶縁層が形成された主面と、前記主面から突出し且つ主走査方向に延びる凸部を有し、
前記凸部は、前記主面からの距離が最も大きい頂部と、当該頂部に対して副走査方向に繋がり且つ前記主面に対して傾斜した第1傾斜部と、を有し、
前記発熱部は、前記頂部と前記第1傾斜部との境界を跨いで、前記頂部の副走査方向における少なくとも一部と前記第1傾斜部の副走査方向における少なくとも一部とに形成されている、付記A3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A14〕
前記凸部は、当該第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がり且つ前記主面に対して前記第1傾斜部よりも大きな傾斜角度で傾斜した第2傾斜部を有する、付記A13に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A15〕
前記凸部は、前記頂部を挟んで副走査方向両側に位置する一対の前記第1傾斜部を有する、付記A14に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A16〕
前記凸部は、前記一対の第1傾斜部を挟んで副走査方向両側に位置する一対の第2傾斜部を有する、付記A15に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A17〕
前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における全長と、前記一対の第1傾斜部の副走査方向における全長と、に形成されている、付記A16に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記A18〕
前記発熱部は、前記第1傾斜部と前記第2傾斜部との境界を跨いで、前記第2傾斜部の副走査方向における少なくとも一部にさらに形成されている、付記A15ないし17のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
<第6実施形態>
図28~図30は、本開示の第6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A6は、第1基板1、絶縁層19、保護層2、第1導電層3、第2導電層35、抵抗体層4、第2基板5、ドライバIC7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A6は、プラテンローラ91との間に挟まれ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。このような印刷媒体としては、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28は、サーマルプリントヘッドA6を示す要部拡大平面図である。図29は、サーマルプリントヘッドA6を示す要部断面図である。図30は、サーマルプリントヘッドA6を示す要部拡大断面図である。図28においては、理解の便宜上、保護層2を省略している。図28においては、副走査方向yの図中下側が上流側であり、図中上側が下流側である。図29および図30においては、副走査方向yの図中右側が上流側であり、図中左側が下流側である。
第1基板1は、たとえば上述した第1実施形態の第1基板1と同様の構成である。
図29および図30に示すように、絶縁層19は、第1主面11および凸部13を覆っており、第1基板1の第1主面11側をより確実に絶縁するためのものである。絶縁層19は、絶縁性材料からなり、たとえばSiO2やSiNまたはTEOS(オルトケイ酸テトラエチル)からなり、本実施形態においては、TEOSが採用されている。絶縁層19の厚さは特に限定されず、その一例を挙げるとたとえば5μm~15μmであり、好ましくは5μm~10μmである。
抵抗体層4は、第1基板1に支持されており、本実施形態においては、絶縁層19を介して第1基板1に支持されている。抵抗体層4は、複数の発熱部41を有している。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ものである。本実施形態においては、発熱部41は、抵抗体層4のうち第1導電層3および第2導電層35から露出した領域である。複数の発熱部41は、主走査方向xに沿って配置されており、主走査方向xにおいて互いに離間している。発熱部41の形状は特に限定されず、本実施形態においては、厚さ方向z視において副走査方向yを長手方向とする長矩形状である。抵抗体層4は、たとえばTaN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であり、好ましくは0.08μm程度である。
図28および図30に示すように、本実施形態においては、発熱部41は、頂部410、一対の第1部411および一対の第2部412を有する。頂部410は、発熱部41のうち凸部13の頂部130の副走査方向yにおける少なくとも一部に形成された部分である。第1部411は、発熱部41のうち凸部13の第1傾斜部131の副走査方向yにおける少なくとも一部に形成された部分である。第2部412は、発熱部41のうち凸部13の第2傾斜部132の副走査方向yにおける少なくとも一部に形成された部分である。なお、本実施形態においては、第1基板1と抵抗体層4との間に絶縁層19が介在しているが、上述したとおり絶縁層19は十分に薄い層である。このため、発熱部41が、厚さ方向z視もしくは頂部130、第1傾斜部131および第2傾斜部132のそれぞれの法線方向視において重なるように形成されている場合、頂部130、第1傾斜部131および第2傾斜部132に形成されていると説明し、以下も同様である。
本実施形態においては、頂部410は、頂部130の副走査方向y全長にわたって形成されている。また、発熱部41は、頂部130と一対の第1傾斜部131との境界を跨いでいる。また、一対の第1部411は、一対の第1傾斜部131の副走査方向y全長にわたって形成されている。発熱部41は、一対の第1傾斜部131と一対の第2傾斜部132との境界を跨いでいる。また、一対の第2部412は、第2傾斜部132の副走査方向yにおける一部のみに形成されている。
第2導電層35は、副走査方向yにおける単位長さ当たりの抵抗値が抵抗体層4の発熱部41と第1導電層3との間の値をとる層である。図28および図30に示すように、抵抗体層4のうち、第2導電層35から露出した部分が、複数の発熱部41となっている。第2導電層35は、発熱部41に対して副走査方向yに隣接し且つ第1導電層3に接する複数の副発熱部36を有する。副発熱部36は、第2導電層35のうち第1導電層3から露出した部位である。第2導電層35の材質および厚さは、上述した抵抗値の関係を満たすものが適宜採用される。第2導電層35の材質としては、たとえばTiを含むものが挙げられる。第2導電層35の厚さは、抵抗体層4の発熱部41の厚さが0.08μmである場合に、0.02μm~0.06μm程度であり、抵抗体層4の発熱部41よりも薄い。第2導電層35は、抵抗体層4上に形成されており、抵抗体層4に接している。
本実施形態においては、第2導電層35は、一対の副発熱部36を有する。一対の副発熱部36は、それぞれが第1部361および第2部362を有する。第1部361は、凸部13の第1傾斜部131に形成された部位であり、図示された例においては、第1部361は、第1傾斜部131の副走査方向yにおける一部に形成されている。第2部362は、第2傾斜部132に形成された部位であり、図示された例においては、第2傾斜部132の副走査方向yにおける一部に形成されている。また、副発熱部36は、第1傾斜部131と第2傾斜部132との境界を跨いでいる。
第2導電層35の副走査方向yにおける単位長さ当たりの抵抗値が上述した範囲であることにより、発熱部41に通電された際には、副発熱部36における発熱量が発熱部41における発熱量よりも小さく、第1導電層3における発熱量よりも大きくなる。たとえば、発熱部41が200℃程度となる通電条件において、副発熱部36は100℃程度となる。
第1導電層3は、上述した第1ないし第5実施形態における配線層3と類似の構成であり、複数の発熱部41に通電するための通電経路を構成するためのものである。第1導電層3は、第1基板1に支持されており、本実施形態においては、図29および図30に示すように、第2導電層35上に積層されている。第1導電層3は、抵抗体層4および第2導電層35よりも低抵抗な金属材料からなり、たとえばCuからなる。第1導電層3の厚さは特に限定されず、たとえば0.3μm~2.0μmである。このような第1導電層3は、副走査方向yにおける単位長さ当たりの抵抗値が発熱部41および第2導電層35よりも小さい。
図28、図29および図30に示すように、本実施形態においては、第1導電層3は、複数の個別電極31および共通電極32を有する。
図28および図30に示すように、複数の個別電極31は、各々が概ね副走査方向y方向に延びる帯状であり、複数の発熱部41に対して副走査方向y上流側に配置されている。本実施形態においては、個別電極31の副走査方向y下流側端は、凸部13の副走査方向y上流側の第2傾斜部132に重なる位置に配置されている。図29に示すように、個別電極31は、個別パッド311を有する。個別パッド311は、ドライバIC7と導通させるためのワイヤ61が接続される部分である。
図2、図28、図29および図30に示すように、共通電極32は、連結部323と複数の帯状部324とを有する。複数の帯状部324は、複数の発熱部41に対して副走査方向y下流側に配置されている。複数の帯状部324の副走査方向y上流側端は、複数の個別電極31の副走査方向y下流側端と、発熱部41を挟んで対向している。帯状部324の副走査方向y上流側端は、凸部13の副走査方向y下流側の第2傾斜部132に重なる位置に配置されている。連結部323は、複数の帯状部324の副走査方向y下流側に位置し、複数の帯状部324が繋がっている。連結部323は、主走査方向xに延びており、帯状部324の主走査方向x方向寸法よりも副走査方向y寸法が大きい、比較的幅広の部分である。図1に示すように、連結部323は、複数の発熱部41の副走査方向y下流側から、主走査方向x両側を迂回して、副走査方向y上流側へと延びている。
本実施形態においては、複数の帯状部324の副走査方向y下流側部分と連結部323とが、第1基板1の第1主面11に形成されている。
保護層2は、第1導電層3および抵抗体層4を覆っている。保護層2は、絶縁性の材料からなり、第1導電層3および抵抗体層4を保護している。保護層2の材質は、たとえばSiO2、SiN、SiC、AlN等であり、これらの単層もしくは複数層によって構成
される。保護層2の厚さは特に限定されず、たとえば1.0μm~10μm程度である。
図29に示すように、本実施形態においては、保護層2は、パッド用開口21を有する。パッド用開口21は、保護層2を厚さ方向zに貫通している。複数のパッド用開口21は、個別電極31の複数の個別パッド311を露出させている。
第2基板5は、たとえば上述した第1実施形態の第2基板5と同様の構成である。
ドライバIC7は、たとえば上述した第1実施形態のドライバIC7と同様の構成である。
保護樹脂78は、たとえば上述した第1実施形態の保護樹脂78と同様の構成である。
コネクタ59は、たとえば上述した第1実施形態のコネクタ59と同様の構成である。
放熱部材8は、たとえば上述した第1実施形態の放熱部材8と同様の構成である。
次に、サーマルプリントヘッドA6の製造方法の一例について、図31~図36を参照しつつ、以下に説明する。
まず、たとえば図7~図10に示す工程を経ることにより、凸部13を有する第1基板1を用意する。
次いで、図31に示すように、絶縁層19を形成する。絶縁層19の形成は、たとえばCVDを用いて第1基板1の第1主面11側にTEOSを堆積させることによって行う。
次いで、図32に示すように、抵抗体膜4Aを形成する。抵抗体膜4Aの形成は、たとえば、スパッタリングによって絶縁層19上にTaNの薄膜を形成することによって行う。
次いで、図33に示すように第2導電膜35Aを形成する。第2導電膜35Aの形成は、たとえばスパッタリングによって抵抗体膜4A上にTiの薄膜を形成することによって行う。
次いで、図34に示すように、第2導電膜35Aを覆う導電膜3Aを形成する。導電膜3Aの形成は、たとえばめっきやスパッタリング等によってCuからなる層を形成することによって行う。
次いで、図35および図36に示すように、導電膜3Aおよび第2導電膜35Aの選択的なエッチングと抵抗体膜4Aの選択的なエッチングとを施すことにより、第1導電層3、第2導電層35および抵抗体層4が得られる。第1導電層3は、上述の複数の個別電極31と共通電極32とを有する。第2導電層35は、複数の副発熱部36を有する。抵抗体層4は、複数の発熱部41を有する。
次いで、保護層2を形成する。保護層2の形成は、たとえばCVDを用いて絶縁層19、第1導電層3、第2導電層35および抵抗体層4上にSiNおよびSiCを堆積させることにより実行される。また、保護層2をエッチング等によって部分的に除去することによりパッド用開口21を形成する。この後は、第1支持面81への第1基板1および第2基板5の取付け、ドライバIC7の第2基板5への搭載、複数のワイヤ61および複数のワイヤ62のボンディング、保護樹脂78の形成等を経ることにより、上述のサーマルプリントヘッドA6が得られる。
次に、サーマルプリントヘッドA6の作用について説明する。
本実施形態によれば、発熱部41に対して副走査方向yに隣り合う位置に第2導電層35が設けられている。通電時において、第2導電層35は、発熱部41よりも低く、第1導電層3よりも高い温度となる。これにより、発熱部41と第1導電層3とが隣り合う場合と比較して、副走査方向yにおける温度勾配を緩和することが可能である。これにより、熱応力に起因した破損等を抑制することが可能であり、サーマルプリントヘッドA6の耐久性及び信頼性を向上させることができる。発熱部41の副走査方向y両側に副発熱部36が設けられていることは、温度勾配の緩和による耐久性及び信頼性向上に好ましい。
発熱部41に対して副走査方向y上流側に副発熱部36が設けられていることにより、副走査方向yに送られてきた印刷用紙は、副発熱部36によって加熱された後に、より高い温度の発熱部41によって加熱される。第2導電層35は、第1導電層3よりも高い温度となる程度に発熱するものの、たとえば発熱部41が200℃程度となる通電条件において100℃程度となる。この程度の温度であれば、一般的な感熱用紙である印刷用紙は、副発熱部36による加熱によっては、明瞭な発色を生じない。一方、発熱部41によって加熱されると、副発熱部36によって予熱されていたことにより、より迅速かつ明瞭に発色が生じる。したがって、印刷品位や印刷速度の向上を図ることができる。また、副発熱部36を備えない場合と比較して、発熱部41の温度を下げても印刷用紙を発色させることが可能である。これにより、上述した温度勾配をさらに緩和することが可能であり、耐久性及び信頼性向上に寄与する。このことは、エネルギー負荷を発熱部41のみに集中させず副発熱部36に分散させることとなるので、発熱部41の変質や劣化を抑制することに繋がる。更に、上述した温度勾配も緩和することが可能となるため、印字効率を低下させることなく耐久性及び信頼性向上に寄与することになる。
また、第1基板1の凸部13は、頂部130および第1傾斜部131を有している。発熱部41は、頂部130に形成された頂部410と第1傾斜部131に形成された第1部411とを有しており、頂部130と第1傾斜部131との境界を跨いで形成されている。このため、図4に示すサーマルプリントヘッドA1と同様に、サーマルプリントヘッドA6にプラテンローラ91が押し当てられると、プラテンローラ91の弾性変形により、プラテンローラ91が頂部410および第1部411のいずれか一方または双方に接する。図4に示すように、プラテンローラ91の中心910が副走査方向yにおいて凸部13の中心と一致する構成の場合、プラテンローラ91は、頂部410と強い圧力で接する。一方、プラテンローラ91の中心910が凸部13の中心に対して副走査方向yに意図せずずれてしまうと、プラテンローラ91と頂部410との圧力が低下する。しかしながら、本実施形態においては、発熱部41が第1部411を有するため、プラテンローラ91がずれた場合には、プラテンローラ91が第1部411に対して接する割合が大きくなり、依然として発熱部41に適切に押し当てられる。したがって、サーマルプリントヘッドA6によれば、プラテンローラ91が意図せずにずれた場合や、あるいはプラテンローラ91の直径が異なる場合等であっても、印字品質の低下を抑制することが可能であり、印字品質を向上させることができる。
また、本実施形態においては、頂部410が頂部130の副走査方向y全長にわたって形成されており、頂部410の副走査方向y両側に一対の第1部411が設けられている。このため、プラテンローラ91のずれが、副走査方向yの上流側および下流側のいずれに生じても、印字品質の低下を抑制することができる。また、一対の第1部411は、第1傾斜部131の副走査方向y全長にわたって形成されている。これは、プラテンローラ91が意図せずずれた場合の印字品質の低下を抑制するのに好ましい。
また、本実施形態においては、凸部13は、一対の第2傾斜部132を有している。すなわち、凸部13は、頂部130(第1主面11)に対して2段階の傾斜となった第1傾斜部131および第2傾斜部132が副走査方向yに並んだ構成となっている。このため、頂部130と第1傾斜部131とがなす角度を小さくすることが可能であり、印字品質の向上に好ましい。また、頂部130と第1傾斜部131とのなす角度が小さいほど、印字における印刷用紙の通過による保護層2の摩耗防止を抑制することができる。また、第1部411が第1傾斜部131を副走査方向y全長にわたって設けられていることにより、第2導電層35や第1導電層3の副走査方向y端が一対の第1傾斜部131上に位置しておらず一対の第1傾斜部131や一対の第2傾斜部132上に位置している。このため、第1傾斜部131と重なる位置に、第2導電層35や第1導電層3の端縁の存在による段差が生じることを回避可能であり、印刷用紙のスムーズな通過や、紙かすの付着防止に有利である。また、一対の第2部412が設けられていることは、プラテンローラ91が意図せずずれた場合の印字品質の低下を抑制するのにさらに好ましい。
共通電極32が複数の発熱部41に対して副走査方向y下流側に位置していることにより、複数の発熱部41の副走査方向y上流側には、複数の個別電極31のみが配列されている。これにより、複数の個別電極31の主走査方向xにおける配列ピッチを縮小することが可能であり、印字の高精細化を図ることができる。
<第6実施形態 第1変形例>
図37は、サーマルプリントヘッドA6の第1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A61においては、発熱部41および一対の副発熱部36の位置が上述した例と異なる。
本実施形態においては、発熱部41は、頂部410、第1部411および第2部412を有しており、それぞれの個数が1である。頂部410は、頂部130のうち副走査方向yにおける下流側の一部のみに形成されている。すなわち、本実施形態においては、第2導電層35の副走査方向y下流側端が、頂部130に重なる位置に設けられている。第1部411は、副走査方向y下流側に位置する第1傾斜部131の副走査方向yにおける全長にわたって形成されている。発熱部41は、頂部130と第1傾斜部131との境界に跨って形成されている。第2部412は、副走査方向y下流側に位置する第2傾斜部132の副走査方向y上流側の一部のみに形成されている。すなわち、第2導電層35の副走査方向y上流側端は、副走査方向y下流側の第2傾斜部132に重なる位置に設けられている。発熱部41は、副走査方向y下流側の第1傾斜部131と副走査方向y下流側の第2傾斜部132との境界に跨って形成されている。
一対の副発熱部36のうち副走査方向y上流側に位置するものは、頂部360および第1部361を有する。頂部360は、頂部130の副走査方向yにおける一部に形成されており、発熱部41の頂部410と隣接している。頂部360は、副走査方向y寸法が頂部410よりも大きい。第1部361は、第1傾斜部131の副走査方向yにおける一部に形成されている。すなわち、第1導電層3の個別電極31の副走査方向y下流側端が、第1傾斜部131上に位置している。この副発熱部36は、頂部130と第1傾斜部131との境界を跨いでいる。
一対の副発熱部36のうち副走査方向y下流側に位置するものは、第2部362を有する。第2部362は、第2傾斜部132の副走査方向yにおける一部に形成されており、発熱部41の第2部412と隣接している。第2部362は、副走査方向y寸法が第2部412よりも大きい。第2部362は、第1傾斜部131の副走査方向yにおける一部に形成されている。すなわち、第1導電層3の共通電極32の副走査方向y下流側端が、第2傾斜部132上に位置している。
本変形例によっても、サーマルプリントヘッドA61の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、発熱部41が、凸部13の副走査方向y下流側部分に偏って形成されている。これにより、プラテンローラ91の中心910を凸部13に対して副走査方向y下流側に偏らせた場合に、良好な印字品質が得られる。このような配置は、プラテンローラ91と保護樹脂78との干渉を回避するのに有利であり、第1基板1の副走査方向y寸法を縮小することができる。また、発熱部41の副走査方向y長さを縮小することにより、発熱部41のより小さい領域において集中的に発熱が生じる。これは、より鮮明な印字に好ましい。
<第6実施形態 第2変形例>
図38は、サーマルプリントヘッドA6の第2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A62においては、第2導電層35が、1つの発熱部41に対して1つの副発熱部36のみを有する。
本例においては副発熱部36は、発熱部41の副走査方向y上流側にのみ設けられている。副発熱部36は、たとえば第1部361と第2部362とを有している。発熱部41の副走査方向y下流側端においては、第2導電層35の副走査方向y上流側端と第1導電層3の副走査方向y上流側端とが一致しているか、あるいは第1導電層3の副走査方向y上流側端のみが存在する。
このような変形例によっても、サーマルプリントヘッドA62の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、発熱部41の副走査方向y上流側に副発熱部36が設けられていることにより、印刷品位および印刷速度の向上を図ることができる。
<第6実施形態 第3変形例>
図39は、サーマルプリントヘッドA6の第3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A63においては、第2導電層35が、副走査方向yにおける一部のみに形成されている。
本例においては、第2導電層35は、凸部13の一部を覆うように形成されており、第1主面11を覆う領域には形成されていない。図示された例においては、第2導電層35は、凸部13の頂部130および一対の第1傾斜部131それぞれのすべてと、一対の第2傾斜部132の一部ずつとに形成されている。
このような変形例によっても、耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、第2導電層35の形成面積を縮小することにより、製造コストの低減を図ることができる。
<第7実施形態>
図40は、本開示の第7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A7は、第1導電層3、第2導電層35および抵抗体層4の積層構造が、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2導電層35は、抵抗体層4および第2導電層35上に形成されている。図示された例においては、第2導電層35は、第1導電層3のすべてを覆っており、抵抗体層4のうち第1導電層3から露出した部分の一部を覆っている。
本実施形態によっても、サーマルプリントヘッドA7の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、本実施形態から理解されるように、第2導電層35は、第1導電層3と抵抗体層4との間に設けられてもよいし、第2導電層35と保護層2との間に設けられてもよい。
<第8実施形態>
図41は、本開示の第8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A8は、第1基板1がセラミックスによって形成されている点が、上述した実施形態と異なっている。
第1基板1は、第1主面11および第1裏面12を有しており、上述した実施形態における凸部13を有していない。絶縁層19は、全体として厚さが略均一な層とされている。このため、複数の副発熱部36および複数の発熱部41は、周辺部位に対して突出した構成とはなっていない。
このような実施形態によっても、副発熱部36の存在によりサーマルプリントヘッドA8の耐久性及び信頼性を向上させることができる。
<第8実施形態 第1変形例>
図42は、サーマルプリントヘッドA8の第1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A81は、絶縁層19が凸部192を有している。凸部192は、絶縁層19が部分的にz方向に突出した部位である。凸部192は、x方向に長く延びる形状である。個別電極31と共通電極32とは、凸部192を挟んでy方向両側に設けられている。複数の発熱部41は、z方向視において凸部192と重なる領域に設けられている。
保護層2は、凸部210を有する。凸部210は、z方向視において凸部192と重なっており、z方向に突出した形状である。凸部210は、第1面211、一対の第2面212および一対の第3面213を有する。第1面211は、凸部210のうちz方向において第1基板1から最も離間した面であり、図示された例においては、z方向に膨出する曲面である。一対の第2面212は、第1面211のy方向両端に繋がっている。第2面212は、z方向に対して略直角な面である。一対の第3面213は、一対の第2面212のy方向外方に繋がっている。一対の第3面213は、y方向において第2面212から離間するほど、z方向において第1基板1に近づくように傾いた面である。
このような変形例によっても、副発熱部36の存在によりサーマルプリントヘッドA81の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、凸部192を設けることにより、保護層2の凸部210の第1面211や一対の第2面212を介して複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能であり、印刷品質の向上に好ましい。
<第8実施形態 第2変形例>
図43は、サーマルプリントヘッドA8の第2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A82は、絶縁層19が、第1主面11のy方向における一部のみを覆うように設けられている。絶縁層19は、z方向に緩やかに膨出した形状であり、x方向に長く延びている。複数の発熱部41および複数の副発熱部36は、絶縁層19上に設けられている。
保護層2は、凸部220を有する。凸部220は、z方向視において絶縁層19と重なっており、全体としてz方向に膨出した形状である。凸部220は、第1面221、一対の第2面222および一対の第3面223を有する。第1面221は、凸部220のうちy方向略中央に位置する面であり、図示された例においては、z方向に緩やかに膨出する曲面である。一対の第2面222は、第1面221のy方向両端に繋がっている。第2面222は、y方向において第1面221から離間するほどz方向において第1基板1から離間する形状であり、z方向に対してわずかに傾いている。一対の第3面223は、y方向において第2面222から離間するほど、z方向において第1基板1に近づくように緩やかに傾いた面である。
このような変形例によっても、副発熱部36の存在によりサーマルプリントヘッドA82の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、膨出形状の絶縁層19を備えることにより、保護層2の凸部220を介して複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能であり、印刷品質の向上に好ましい。
<第8実施形態 第3変形例>
図44は、サーマルプリントヘッドA8の第3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A83は、絶縁層19が第1主面11のy方向における一部のみを覆うように設けられており、さらに凸部192を有する。凸部192は、絶縁層19の一部が周辺部位よりも突出した形状に形成されている。本変形例においては、複数の発熱部41は、凸部192上に設けられている。一対の副発熱部36は、凸部192の副走査方向y両側に設けられている。
保護層2は、凸部230を有する。凸部230は、z方向視において絶縁層19と重なっており、全体としてz方向に膨出した形状である。凸部230は、第1面231、一対の第2面232、一対の第3面233、一対の第4面234、一対の第5面235および一対の第6面236を有する。第1面231は、凸部210のうちz方向において第1基板1から最も離間した面であり、図示された例においては、z方向に対して略直角な面である。一対の第2面232は、第1面231のy方向両端に繋がっている。第2面232は、y方向において第1面231から離間するほどz方向において第1基板1に近づく形状であり、z方向に対して若干傾いている。一対の第3面233は、一対の第2面232のy方向外方に繋がっている。第3面233は、y方向において第2面232から離間するほどz方向において第1基板1から離間するように傾いている。第3面233のz方向寸法は第2面232のz方向寸法よりも小さい。一対の第4面234は、一対の第3面233のy方向外方に繋がっている。第4面234は、y方向において第3面233から離間するほどz方向において第1基板1に近づくように傾いており、緩やかな曲面である。一対の第5面235は、一対の第4面234のy方向外方に繋がっている。第5面235は、y方向において第4面234から離間するほどz方向において第1基板1から離間する形状であり、z方向に対して若干傾いている。一対の第6面236は、一対の第5面235のy方向外方に繋がっている。第6面236は、y方向において第5面235から離間するほどz方向において第1基板1に近づくように傾いており、緩やかな曲面である。
このような変形例によっても、副発熱部36の存在によりサーマルプリントヘッドA83の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、絶縁層19が凸部192を備えることにより、保護層2の凸部230を介して複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能であり、印刷品質をさらに向上させることができる。
<第9実施形態>
図45は、本開示の第9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A9は、第1基板1が、第1主面11、第1裏面12、端面16および傾斜面17を有している。第1基板1は、セラミックスからなる。端面16は、z方向において第1主面11と第1裏面12との間に位置しており、y方向と直角である面である。端面16は、第1裏面12と繋がっている。傾斜面17は、第1主面11と端面16との間に介在しており、第1主面11と端面16とを繋いでいる。傾斜面17は、第1主面11および端面16に対して傾斜している。
絶縁層19は、第1基板1の傾斜面17上に形成されている。絶縁層19は、第1主面11および端面16と面一であり、x方向視において略三角形状である。
抵抗体層4は、第1主面11の少なくとも一部、絶縁層19および端面16の少なくとも一部を覆っている。抵抗体層4は、絶縁層19のすべてを覆っている。
第2導電層35は、抵抗体層4の発熱部41となるべき部分を露出させている。発熱部41は、絶縁層19上に設けられている。また、一対の副発熱部36が発熱部41の両側に設けられている。
第1導電層3は、絶縁層19上において抵抗体層4および第2導電層35を露出させている。これにより、複数の発熱部41および複数の副発熱部36は、絶縁層19上に設けられている。
保護層2は、第1基板1の第1主面11、端面16および第1裏面12のそれぞれと重なるように形成されている。保護層2は、凸部240を有する。凸部240は、傾斜面17と直角である方向視において絶縁層19と重なっており、全体として膨出した形状である。凸部240は、第1面241、一対の第2面242および一対の第3面243を有する。第1面241は、凸部240のx方向視略中央に位置しており、図示された例においては、略平面である。一対の第2面242は、第1面241の両側に繋がっており、第1面241から離間するほど傾斜面17から離間する形状の面である。一対の第3面243は、一対の第2面242の外方に繋がっており、x方向視において緩やかに膨出した面である。
また、保護層2は、膨出部249を有する。膨出部249は、第1裏面12のうちy方向において傾斜面17が位置する側の部分を覆っている。膨出部249は、z方向において第1裏面12から離間するように膨出した形状である。
本実施形態によっても、副発熱部36の存在により、サーマルプリントヘッドA9の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能である。
<第10実施形態>
図46は、本開示の第10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A10は、第1基板1が、第1主面11、第1裏面12おおび端面16を有する。第1基板1は、セラミックスからなる。端面16は、第1主面11および第1裏面12と繋がっている。端面16は、y方向に膨出する曲面である。
絶縁層19は、第1基板1の端面16を覆うように形成されている。絶縁層19は、y方向に膨出した形状とされている。
抵抗体層4は、絶縁層19を覆うように形成されている。第2導電層35は、y方向において絶縁層19と重なる領域において抵抗体層4を露出させている。これにより、複数の発熱部41は、絶縁層19上に設けられている。第1導電層3は、y方向視において絶縁層19と重なる領域において第2導電層35を露出させている。これにより、複数の副発熱部36は、絶縁層19上に設けられている。
抵抗体層4は、絶縁層19上に形成されることにより全体として湾曲している。抵抗体層4のうち第1導電層3と重なる部分は、y方向寸法が寸法y2となるように湾曲している。寸法y2は、寸法y1よりも大きい。
保護層2は、第1面251、一対の第2面252、一対の第3面253、第4面254および第5面255を有する。第1面251は、保護層2のうちz方向において略中央に位置する面であり、図示された例においては、y方向に対して略直角である面である。一対の第2面252は、第1面251のz方向両端に繋がっており、z方向において第1面251から離間するほどy方向において第1基板1から離間するように傾いている。一対の第3面253は、一対の第3面253のz方向外方に繋がっている。第3面253は、絶縁層19の形状に概ね沿った膨出形状の曲面である。第4面254は、一端が一方の第3面253に繋がっており、他端が第1導電層3に接している。第4面254は、第3面253から滑らかに繋がる曲面である。第5面255は、他方の第3面253に繋がっている。第5面255は、第3面253からy方向に離間するほど第1裏面12に近づく形状である。第5面255は、第3面253よりも面積が大きく、略平面である。
本実施形態によっても、副発熱部36の存在により、サーマルプリントヘッドA10の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、複数の発熱部41を印刷用紙により強く押し当てることが可能である。
<第11実施形態>
図47は、本開示の第11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A11は、第1基板1が、たとえばセラミックス等の絶縁材料からなる。また、保護層2、第1導電層3、第2導電層35および抵抗体層4が、印刷と焼成とを用いた手法によって形成されている。
本実施形態においては、絶縁層19は、ヒーターグレーズ部1901および平坦部1902を有する。ヒーターグレーズ部1901は、z方向に緩やかに膨出した部分である。平坦部1902は、第1主面11のうちヒーターグレーズ部1901から露出した部分を覆っており、平坦な形状である。絶縁層19は、たとえばガラスからなる。
第1導電層3は、たとえばAuを含むレジネートAuペーストを印刷し、これを焼成することによって形成されている。第1導電層3は、ヒーターグレーズ部1901と平坦部1902とに跨って形成されている。第1導電層3の個別電極31および共通電極32は、ヒーターグレーズ部1901の一部ずつに形成されている。
第2導電層35は、たとえばTiや抵抗体材料を含むペーストを印刷し、これを焼成することによって形成されている。第2導電層35は、ヒーターグレーズ部1901に形成されており、個別電極31および共通電極32と一部が重なっている。図示された例においては、第2導電層35は、ヒーターグレーズ部1901と第1導電層3との間に介在している。第2導電層35は、ヒーターグレーズ部1901上において、y方向に離間する2つの領域を有する。
抵抗体層4は、たとえばTaNや抵抗体材料を含むペーストを印刷し、これを焼成することによって形成されている。抵抗体層4は、ヒーターグレーズ部1901上において第2導電層35の一部と重なるように形成されている。抵抗体層4のうち第2導電層35に挟まれた部分が、発熱部41となっている。また、発熱部41のy方向両側において、第2導電層35のうち第1導電層3から露出した部分が一対の副発熱部36を構成している。
保護層2は、たとえばガラスからなり、第1導電層3、第2導電層35および抵抗体層4を覆っている。
本実施形態によっても、副発熱部36の存在により、サーマルプリントヘッドA11の耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、印刷および焼成の手法によって形成された第1導電層3、第2導電層35および抵抗体層4は、摩擦による損傷が生じにくいという利点がある。
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B1〕
基板と、
前記基板に支持され且つ主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
前記基板に支持され且つ前記複数の発熱部への通電経路を構成し、副走査方向における単位長さあたりの抵抗値が前記発熱部よりも小さい第1導電層と、
前記発熱部に対して副走査方向に隣接し且つ前記第1導電層に接する副発熱部を有し、副走査方向における単位長さ当たりの抵抗値が前記発熱部と前記第1導電層との間の値をとる第2導電層と、を備える、サーマルプリントヘッド。
〔付記B2〕
前記基板は、単結晶半導体からなり、主面と前記主面から突出し且つ主走査方向に延びる凸部とを有し、
前記凸部は、前記主面からの距離が最も大きい頂部と、当該頂部に対して副走査方向両側に繋がり且つ前記主面に対して傾斜した一対の第1傾斜部と、を有し、
前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における少なくとも一部に形成されている、付記B1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B3〕
前記凸部は、前記一対の第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がり且つ前記主面に対して前記第1傾斜部よりも大きな傾斜角度で傾斜した一対の第2傾斜部を有する、付記B2に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B4〕
前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における全長に形成されている、付記B3に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B5〕
前記副発熱部は、前記第1傾斜部の副走査方向における少なくとも一部に形成されている、付記B4に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B6〕
前記発熱部は、前記頂部と前記一対の第1傾斜部との境界を跨いで、前記一対の第1傾斜部の副走査方向における一部ずつにさらに形成されている、付記B5に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B7〕
一対の前記副発熱部が、前記一対の第1傾斜部と前記一対の第2傾斜部との境界を各別に跨ぐように形成されている、付記B6に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B8〕
前記副発熱部は、前記第1傾斜部および前記第2傾斜部の副走査方向における一部ずつに形成されている、付記B7に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B9〕
前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における一部と副走査方向下流側に位置する前記第1傾斜部の副走査方向の少なくとも一部とに、前記頂部と当該第1傾斜部との境界を跨ぐように形成されており、
前記副発熱部は、前記頂部の副走査方向における一部と副走査方向上流側に位置する前記第1傾斜部の少なくとも一部とに、前記頂部と当該第1傾斜部との境界を跨ぐように形成されている、付記B2に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B10〕
前記発熱部は、副走査方向下流側に位置する前記第1傾斜部の全長と副走査方向下流側に位置する前記第2傾斜部の一部とに、当該第1傾斜部と当該第2傾斜部との境界を跨ぐように形成されている、付記B9に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B11〕
一対の前記副発熱部を備え、
一方の前記副発熱部は、前記頂部の副走査方向における一部と副走査方向上流側に位置する第1傾斜部の一部とに、前記頂部と当該第1傾斜部との境界を跨ぐように形成されている、付記B10に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B12〕
他方の前記副発熱部は、副走査方向下流側に位置する前記第2傾斜部の一部に形成されている、付記B11に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B13〕
前記抵抗体層は、前記基板と前記第1導電層との間に形成されている、付記B1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B14〕
前記第2導電層は、前記抵抗体層と前記第1導電層との間に形成されている、付記B13に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B15〕
前記第2導電層は、前記抵抗体層および前記第1導電層に対して前記基板とは反対側に形成されている、付記B13に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B16〕
前記抵抗体層は、TaNを含む、付記B1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B17〕
前記第1導電層は、Cuを含む、付記B1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B18〕
前記第2導電層は、Tiを含む、付記B1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B19〕
前記第2導電層は、前記抵抗体層よりも厚さが薄い、付記B1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B20〕
前記基板は、セラミックスからなる、付記B1に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B21〕
前記抵抗体層は、前記基板と前記第1導電層との間に位置する、付記B20に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記B22〕
前記第2導電層は、前記基板と前記抵抗体層との間に介在する部位を有しており、
前記抵抗体層および前記第1導電層は、金属を含有するペーストを焼成することによって形成されている、付記B20に記載のサーマルプリントヘッド。
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。
A1,A10,A11,A12,A13,A14,A2,A3,A31,A32,A33,A4,A5,A6,A61,A62,A63,A7,A8,A81,A82,A83,A9:サーマルプリントヘッド
1 :第1基板
1A :基板材料
2 :保護層
3 :第1導電層
3 :配線層
3A :導電膜
4 :抵抗体層
4A :抵抗体膜
5 :第2基板
7 :ドライバIC
8 :放熱部材
11 :第1主面
11A :主面
12 :第1裏面
12A :裏面
13 :凸部
13A :凸部
15 :反射層
15a :反射第1層
15b :反射第2層
16 :端面
17 :傾斜面
19 :絶縁層
21 :パッド用開口
31 :個別電極
32 :共通電極
35 :第2導電層
35A :第2導電膜
36 :副発熱部
41 :発熱部
49 :貫通部
51 :第2主面
52 :第2裏面
59 :コネクタ
61 :ワイヤ
62 :ワイヤ
78 :保護樹脂
81 :第1支持面
82 :第2支持面
91 :プラテンローラ
130 :頂部
130A :頂部
131 :第1傾斜部
132 :第2傾斜部
132A :傾斜部
151 :反射第1部
152 :反射第2部
153 :反射第3部
154 :反射第4部
159 :貫通部
191 :貫通部
192 :凸部
210 :凸部
211 :第1面
212 :第2面
213 :第3面
220 :凸部
221 :第1面
222 :第2面
223 :第3面
230 :凸部
231 :第1面
232 :第2面
233 :第3面
234 :第4面
235 :第5面
236 :第6面
240 :凸部
241 :第1面
242 :第2面
243 :第3面
249 :膨出部
251 :第1面
252 :第2面
253 :第3面
254 :第4面
255 :第5面
311 :個別パッド
323 :連結部
324 :帯状部
360 :頂部
361 :第1部
362 :第2部
410 :頂部
411 :第1部
412 :第2部
910 :中心
1901 :ヒーターグレーズ部
1902 :平坦部
x :主走査方向
y :副走査方向
y1,y2:寸法
α1,α2:角度

Claims (22)

  1. 基板と、
    前記基板に支持され且つ主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
    前記基板に支持され且つ前記複数の発熱部への通電経路を構成し、副走査方向における単位長さあたりの抵抗値が前記発熱部よりも小さい第1導電層と、
    前記発熱部に対して副走査方向に隣接し且つ前記第1導電層に接する副発熱部を有し、副走査方向における単位長さ当たりの抵抗値が前記発熱部と前記第1導電層との間の値をとる第2導電層と、を備え、
    前記基板は、主面と前記主面から突出し且つ主走査方向に延びる凸部とを有し、
    前記凸部は、前記主面からの距離が最も大きい頂部と、当該頂部に対して副走査方向両側に繋がり且つ前記主面に対して傾斜した一対の第1傾斜部と、を有し、
    前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における少なくとも一部に形成されており、
    前記凸部は、前記一対の第1傾斜部に対して副走査方向において前記頂部とは反対側に繋がり且つ前記主面に対して前記第1傾斜部よりも大きな傾斜角度で傾斜した一対の第2傾斜部を有する、サーマルプリントヘッド。
  2. 前記基板は、単結晶半導体からなる、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
  3. 前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における全長に形成されている、請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。
  4. 前記副発熱部は、前記第1傾斜部の副走査方向における少なくとも一部に形成されている、請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。
  5. 前記発熱部は、前記頂部と前記一対の第1傾斜部との境界を跨いで、前記一対の第1傾斜部の副走査方向における一部ずつにさらに形成されている、請求項4に記載のサーマルプリントヘッド。
  6. 一対の前記副発熱部が、前記一対の第1傾斜部と前記一対の第2傾斜部との境界を各別に跨ぐように形成されている、請求項5に記載のサーマルプリントヘッド。
  7. 前記副発熱部は、前記第1傾斜部および前記第2傾斜部の副走査方向における一部ずつに形成されている、請求項6に記載のサーマルプリントヘッド。
  8. 前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における一部と副走査方向下流側に位置する前記第1傾斜部の副走査方向の少なくとも一部とに、前記頂部と当該第1傾斜部との境界を跨ぐように形成されており、
    前記副発熱部は、前記頂部の副走査方向における一部と副走査方向上流側に位置する前記第1傾斜部の少なくとも一部とに、前記頂部と当該第1傾斜部との境界を跨ぐように形成されている、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
  9. 前記発熱部は、副走査方向下流側に位置する前記第1傾斜部の全長と副走査方向下流側に位置する前記第2傾斜部の一部とに、当該第1傾斜部と当該第2傾斜部との境界を跨ぐように形成されている、請求項8に記載のサーマルプリントヘッド。
  10. 一対の前記副発熱部を備え、
    一方の前記副発熱部は、前記頂部の副走査方向における一部と副走査方向上流側に位置する第1傾斜部の一部とに、前記頂部と当該第1傾斜部との境界を跨ぐように形成されている、請求項9に記載のサーマルプリントヘッド。
  11. 他方の前記副発熱部は、副走査方向下流側に位置する前記第2傾斜部の一部に形成されている、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、前記基板と前記第1導電層との間に形成されている、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. 前記第2導電層は、前記抵抗体層と前記第1導電層との間に形成されている、請求項12に記載のサーマルプリントヘッド。
  14. 前記第2導電層は、前記抵抗体層および前記第1導電層に対して前記基板とは反対側に形成されている、請求項12に記載のサーマルプリントヘッド。
  15. 前記抵抗体層は、TaNを含む、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
  16. 前記第1導電層は、Cuを含む、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
  17. 前記第2導電層は、Tiを含む、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
  18. 前記第2導電層は、前記抵抗体層よりも厚さが薄い、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
  19. 前記基板は、セラミックスからなる、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。
  20. 前記抵抗体層は、前記基板と前記第1導電層との間に位置する、請求項19に記載のサーマルプリントヘッド。
  21. 前記第2導電層は、前記基板と前記抵抗体層との間に介在する部位を有しており、
    前記抵抗体層および前記第1導電層は、金属を含有するペーストを焼成することによって形成されている、請求項19に記載のサーマルプリントヘッド。
  22. 基板と、
    前記基板に支持され且つ主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
    前記基板に支持され且つ前記複数の発熱部への通電経路を構成し、副走査方向における単位長さあたりの抵抗値が前記発熱部よりも小さい第1導電層と、
    前記発熱部に対して副走査方向に隣接し且つ前記第1導電層に接する副発熱部を有し、副走査方向における単位長さ当たりの抵抗値が前記発熱部と前記第1導電層との間の値をとる第2導電層と、を備え、
    前記基板は、単結晶半導体からなり、主面と前記主面から突出し且つ主走査方向に延びる凸部とを有し、
    前記凸部は、前記主面からの距離が最も大きい頂部と、当該頂部に対して副走査方向両側に繋がり且つ前記主面に対して傾斜した一対の第1傾斜部と、を有し、
    前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における少なくとも一部に形成されており、
    前記発熱部は、前記頂部の副走査方向における一部と副走査方向下流側に位置する前記第1傾斜部の副走査方向の少なくとも一部とに、前記頂部と当該第1傾斜部との境界を跨ぐように形成されており、
    前記副発熱部は、前記頂部の副走査方向における一部と副走査方向上流側に位置する前記第1傾斜部の少なくとも一部とに、前記頂部と当該第1傾斜部との境界を跨ぐように形成されている、サーマルプリントヘッド。
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