JP4746134B2 - 記録ヘッドおよびこれを備える記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ファクシミリ、バーコードプリンタ、ビデオプリンタあるいはデジタルフォトプリンタなどの印画デバイスとして用いられるサーマルヘッドおよびインクジェットヘッドなどの記録ヘッドおよびそれを備える記録装置に関する。
サーマルプリンタとしては、複数の発熱部が配列形成されたサーマルヘッドと、このサーマルヘッドの発熱部に向けて記録媒体を搬送する搬送機構とを備えており、サーマルヘッドに入力される信号に応じて各発熱部で発生する熱を感熱紙などの記録媒体に伝達させることで画像を形成するものがある(例えば特許文献1参照)。このような構成のサーマルプリンタに搭載されるサーマルヘッドの発熱部は、導電パターンに対して電気的に接続されており、この導電パターンを介して所望の画像に応じた電力が供給される。
しかしながら、上述のサーマルヘッドでは、発熱部で発生する熱が導電パターンを介して放熱してしまう。そのため、上述のサーマルヘッドでは、発熱部で発生する熱が記録媒体に対して有効に伝達されない場合があった。上述のサーマルヘッドにおいて、記録媒体に対して必要量の熱を伝達するには、発熱部における発熱量を過度に多くさせる必要があり、結果として多大な電力を消費することとなる。そこで、導電パターンを介しての放熱を抑制すべく、発熱部近傍における導電パターンの平面視幅を他の部位に比べて細くしたサーマルヘッドが開発されている(例えば特許文献2,3参照)。
特開昭53−016638号公報 実開昭54−122728号公報 特開2000−62230号公報
本発明は、発熱部で発生する熱を有効利用しつつ、電気的信頼性を高めることが可能な記録ヘッド、およびこれを備える記録装置を提供すること、を目的とする。
本発明の記録ヘッドは、基板と、該基板上に配列されている複数の発熱部と、該各発熱
部に対して電気的に接続されている導電層とを有する記録ヘッドであって、前記導電層は、前記発熱部に対して電気的に接続されている接続部と、該接続部に対して電気的に接続されている、前記発熱部の配列方向に沿う前記接続部の断面積に比べて前記配列方向に沿う断面積の小さい配線部とを含んでなり、前記配線部は、前記配列方向に沿う前記接続部の平面視幅に比べて前記配列方向に沿う平面視幅の短い第1部位と、該第1部位の平面視幅に比べて前記配列方向に沿う平面視幅の長い第2部位とを有し、前記第1部位は、全体が前記第2部位上に位置し、該第2部位の平面視幅は、前記接続部の平面視幅以下の長さであることを特徴としている。
本発明の記録装置は、上述の本発明の記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送機構とを備えることを特徴としている。
本発明の記録ヘッドでは、導電層が発熱部に対して電気的に接続されている接続部と、該接続部に比べて発熱部の配列方向に沿った断面積の短い配線部とを有している。そのため、本記録ヘッドでは、発熱部で発生する熱が配線部側に伝達し難い。したがって、本記録ヘッドでは、発熱部で発生する熱が配線部を介して放熱するのを低減することができるため、発熱部で発生する熱を有効利用することができる。
本記録ヘッドにおける配線部は、接続部の平面視幅に比べて平面視幅の短い第1部位と、該第1部位に対して重なるように位置している、第1部位の平面視幅に比べて平面視幅の長い第2部位とを有している。そのため、本記録ヘッドでは、プラテンローラなどにより発熱部近傍に対して押圧力を作用させた場合に該押圧力が作用し易い第1部位と第2部位との重なり領域にクラックなどが発生したとしても、平面視において第1部位からはみ出す第2部位のはみ出し領域において所定の電気的導通を確保することが可能となる。したがって、本記録ヘッドでは、配線部における電気的信頼性を高めることができる。
本発明の記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッドX1の概略構成を示す平面図である。 図2Aは図1に示した基体の要部拡大平面図であり、図2Bは図2Aに示したIIb−IIb線に沿った断面図である。 図3Aは図2A示したIIIa−IIIa線に沿った断面図であり、図3Bは図2Aに示したIIIb−IIIb線に沿った断面図であり、図3Cは図2Aに示したIIIc−IIIc線に沿った断面図であり、図3Dは図2Aに示したIIId−IIId線に沿った断面図である。 本発明の記録ヘッドの実施形態の他の例であるサーマルヘッドX2の概略構成を示す平面図である。 図4に示した基体の概略構成を示す要部拡大平面図である。 図4は図5に示したVIa−VIa線に沿った断面図であり、図6Bは図5に示したVIb−VIb線に沿った断面図であり、図6Cは図5に示したVIc−VIc線に沿った断面図であり、図6Dは図5に示したVId−VId線に沿った断面図である。 図7Aは図5に示したVIIa−VIIa線に沿った断面図であり、図7Bは図5に示したVIIb−VIIb線に沿った断面図であり、図7Cは図5に示したVIIc−VIIc線に沿った断面図であり、図7Dは図5に示したVIId−VIId線に沿った断面図である。 図8Aは図5に示したVIIIa−VIIIa線に沿った断面図であり、図8Bは図5に示したVIIIb−VIIIb線に沿った断面図である。 図5に示したIX−IX線に沿った断面図である。 本発明の記録装置の実施形態の一例であるサーマルプリンタの概略構成を示す全体図である。 図1に示したサーマルヘッドの第1導電層の変形例を示す図である。 図1に示したサーマルヘッドの第1導電層の変形例を示す図である。 図1に示したサーマルヘッドの導電層の変形例を示す図である。 図14Aは図1に示したサーマルヘッドの導電層の変形例を示す平面図であり、図14Bは図14Aに示したXIVb−XIVb線に沿った断面図である。 図1に示したサーマルヘッドの第1導電層の変形例を示す図である。 図1に示したサーマルヘッドの第1導電層の変形例を示す図である。
符号の説明
X1,X2 サーマルヘッド
Y サーマルプリンタ
11 基板
12 蓄熱層
13 抵抗体層
131 発熱部
14 導電層
141 第1導電層
141a 第1上部層
141b 第1下部層
1411 第1接続部
1412 第1配線部
1413A 第1伝送部
142 第2導電層
142a 第2上部層
142b 第2下部層
1421 第2接続部
1422 第2配線部
1423 共通接続部
30 搬送機構
P 記録媒体
T 導電層の厚み
発熱部の平面視長さ
発熱部の平面視幅
11 第1接続部の平面視幅
11a 第1下部層の第1接続部に対応する部分おける平面視幅
12a 第1下部層の第1配線部に対応する部分おける平面視幅
11b 第1上部層の第1接続部に対応する部分おける平面視幅
11b 第1上部層の第1配線部に対応する部分おける平面視幅
21 第2接続部の平面視幅
21a 第2下部層の第1接続部に対応する部分おける平面視幅
21b 第2下部層の第1配線部に対応する部分おける平面視幅
22a 第2上部層の第1接続部に対応する部分おける平面視幅
22b 第2上部層の第1配線部に対応する部分おける平面視幅
<第1の実施形態>
図1に示したサーマルヘッドX1は、基体10、駆動IC20、および外部接続用部材21を備えたものである。
図2Aおよび図2Bに示したように、基体10は、基板11、蓄熱層12、抵抗体層13、導電層14、および保護層15を含んでいる。なお、図2Aでは、保護層15を省略している。
基板11は、蓄熱層12、抵抗体層13、導電層14、保護層15、および駆動IC20を支持する機能を有するものである。基板11は、例えば電気絶縁材料により、平面視において矢印方向D1,D2に延びる長矩形状に構成されている。ここで、「電気絶縁材料」とは、電気を通し難い材料をいい、例えば抵抗率が1.0×1012[Ω・cm]以上であるものをいう。このような電気絶縁材料としては、例えばアルミナセラミックスなどのセラミックス、エポキシ系樹脂およびシリコン系樹脂などの樹脂材料、シリコン材料、ならびにガラス材料が挙げられる。基板11のための材料としては、アルミナセラミックスが好ましい。
蓄熱層12は、抵抗体層13の後述する発熱部131において発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有するものである。すなわち、蓄熱層12は、発熱部131の温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッドX1の熱応答特性を高める役割を担うものである。この蓄熱層12は、基板11上に位置しており、矢印方向D1,D2に延びる帯状に構成されている。蓄熱層12は、矢印方向D1,D2に直交する直交方向における断面形状が略半楕円状に構成されている。蓄熱層12を形成する材料としては、基板11に比べて熱伝導率の小さい材料が挙げられる。このような材料としては、例えばエポキシ系樹脂およびポリイミド系樹脂などの樹脂材料、ならびにガラス材料が挙げられる。
抵抗体層13は、蓄熱層12上に位置するとともに、導電層14に対して電気的に接続されている。抵抗体層13を形成する材料としては、導電層14に比べて抵抗率の大きい電気抵抗材料が挙げられる。この電気抵抗材料としては、例えばTaN系材料、TaSiO系材料、TaSiNO系材料、TiSiO系材料、TiSiCO系材料、およびNbSiO系材料が挙げられる。この抵抗体層13は、導電層14から電圧が印加されたときに発熱する発熱部131を含んでいる。
発熱部131は、導電層14からの電圧印加による発熱温度が例えば200℃以上450℃以下の範囲となるように構成されている。この発熱部131は、蓄熱層12の上方において、サーマルヘッドX1における主走査方向(基板11の長手方向)D1,D2に列状に並んでいる。
発熱部131の各々は、主走査方向D1,D2に沿った平面視幅W、および副走査方向方向(基板11の短手方向)D3,D4に沿った平面視長さLの各々の長さが略同一である平面視矩形状に形成されている。平面視幅Wは、例えば5.2[μm]以上76[μm]以下の範囲とされる。平面視長さLは、例えば12[μm]以上175[μm]以下の範囲とされる。ここで、「略同一」とは、一般的な製造誤差範囲内のものが含まれ、例えば各部位の寸法の平均値に対する誤差が10[%]以内の範囲が挙げられる。ここで、「平面視」とは、矢印D6方向視のことをいう。
導電層14は、発熱部131に対して電圧を印加する機能を有するものである。この導電層14は、矢印D4方向側に位置する第1導電層141、および矢印D3方向側に位置する第2導電層142を含んでいる。この導電層14(141,142)の厚みTは、全体として略一様の厚さに構成されている。そのため、導電層14の各部位における矢印方向D1,D2に沿った断面積は、各部位における矢印方向D1,D2に沿った平面視幅に依存している。ここで、「矢印方向D1,D2に沿った断面積」とは、矢印方向D1,D2に沿った厚み方向における断面積をいい、例えば矢印D3,D4−矢印D5,D6で規定される断面(基板11の厚み方向の断面)における面積のことをいう。
第1導電層141は、第1接続部1411、および第1配線部1412を含んでいる。
第1接続部1411は、その一端部が発熱部131の矢印D4方向側の一端部に対して電気的に接続されている。第1接続部1411は、その矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W11が発熱部131の平面視幅Wと略同一の長さに構成されている(図2Aおよび図3B参照)。
第1配線部1412は、一端部が第1接続部1411の他端部に対して電気的に接続されている一方で、他端部が駆動IC20に対して電気的に接続されている。この第1配線部1412は、矢印方向D1,D2における第1接続部1411の中央部分から矢印D4方向に向かって延出している。また、この第1配線部1412は、矢印方向D1,D2に沿った断面積が第1接続部1411の矢印方向D1,D2に沿った断面積に比べて小さく構成されている(図2Aおよび図3A参照)。
第1導電層141はまた、第1下部層141aおよび第1上部層141bを含んでおり、平面視において第1下部層141aの一部が第1上部層141bからはみ出している。
第1下部層141aは、一部が蓄熱層12上に位置しているが、大部分が基板11上に位置している。この第1下部層141aは、第1接続部1411に対応する部分における矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W11aが第1接続部1411の平面視幅W11
略同一の長さに構成されている。また、この第1下部層141aは、第1配線部1412に対応する部分における矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W12aが第1接続部1411の平面視幅W11以下の長さに構成されている(図2A、図3A、および図3B参照)。
第1下部層141aを形成するための材料としては、例えば第1上部層141bを形成する材料に比べて電気伝導率および熱伝導率の小さい導電材料が挙げられる。このような導電材料としては、例えばTaN系材料、TaSiO系材料、TaSiNO系材料、TiSiO系材料、TiSiCO系材料、およびNbSiO系材料が挙げられる。
第1上部層141bは、全体が第1下部層141a上に位置している。第1上部層141bの全体が第1下部層141a上に位置していれば、蓄熱層12に対する第1配線部1412の接触面積を大きくすることができる。
この第1上部層141bは、第1接続部1411に対応する部分における矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W11bが第1接続部1411の平面視幅W11略同一の長さに構成されている(図2Aおよび図3B参照)。また、第1上部層141bは、第1配線部1412に対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W12bが第1接続部1411の平面視幅W11および第1下部層141aの平面視幅W12aに比べて短く構成されている(図2A、図3A、および図3B参照)。
第1上部層141bを形成するための材料としては、例えば金属を主成分とする導電材料が挙げられる。この導電材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅、およびこれらの合金が挙げられる。
第2導電層142は、第2接続部1421、第2配線部1422、および共通接続部1423を含んでなる。
第2接続部1421は、一端部が発熱部131の矢印D3方向側の他端部に対して電気的に接続されている。この第2接続部1421は、その矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W21が発熱部131の平面視幅Wと略同一の長さに構成されている(図2Aおよび図3C参照)。
第2配線部1422は、一端部が第2接続部1421の他端部に対して電気的に接続されているとともに、矢印方向D1,D2における第2接続部1421の中央部分から共通接続部1423に向けて矢印D3方向に延出している。第2配線部1422は、矢印方向D1,D2に沿った断面積が第2接続部1421の矢印方向D1,D2に沿った断面積に比べて小さく構成されている(図2Aおよび図3D参照)。
共通接続部1423は、第2配線部1422の他端部に対して電気的に接続されている。この共通接続部1423は、図示しない電源に対して電気的に接続されている。
第2導電層142はまた、第2下部層142aおよび第2上部層142bを含んでおり、平面視において第2下部層142aの一部が第2上部層142bからはみ出している。
第2下部層142aは、一部が蓄熱層12上に位置しているが、大部分が基板11上に位置している。この第2下部層142aは、第2接続部1421に対応する部分における矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W21aが第2接続部1421の平面視幅W21
略同一の長さに構成されている。また、この第2下部層142aは、第2配線部1422に対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W22aが第2接続部1421の平面視幅W21以下の長さに構成されている(図2A、図3Cおよび図3D参照)。
第2下部層142aを形成するための材料としては、例えば第2上部層142bを形成する材料に比べて電気伝導率および熱伝導率の小さい導電材料が用いられている。このような導電材料としては、例えばTaN系材料、TaSiO系材料、TaSiNO系材料、TiSiO系材料、TiSiCO系材料、およびNbSiO系材料が挙げられる。
第2上部層142bは、全体が第2下部層142a上に位置している。第2上部層142b全体が第2下部層142a上に位置していれば、蓄熱層12に対する第2配線部1422の接触面積を大きくすることができる。
この第2上部層142bは、第2接続部1421に対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W21bが第2接続部1421の平面視幅W21と略同一の長さに構成されている(図2Aおよび図3C参照)。また、第2上部層142bは、第2配線部1422に対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W22bが第2接続部1421の平面視幅W21および第2下部層142aの平面視幅W22aに比べて短い長さに構成されている(図2Aおよび図3D参照)。
好ましくは、第2上部層142bは、平面視幅W22bが第1上部層141bの平面視幅W12bに比べて長い長さに構成される。
第2上部層142bを形成するための材料としては、例えば金属を主成分とする導電材料が挙げられる。このような導電材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅、およびこれらの合金が挙げられる。
保護層15は、発熱部131および導電層14を保護する機能を有するものである。保護層15を形成するための材料としては、例えば電気絶縁材料が挙げられる。このような電気絶縁材料としては、例えばSiO、窒化珪素(Si)などのSiN系材料、サイアロン(Si・Al・O・N)などのSiNO系材料、およびSiC系材料が挙げられる。
駆動IC20は、複数の発熱部131の電力供給状態を制御する機能を有するものである。この駆動IC20は、導電層14および外部接続用部材21に対して電気的に接続されている。外部接続用部材21は、発熱部131を駆動するための電気信号を供給する機能を有するものである。外部接続用部材21としては、例えばフレキシブルプリント基板(Flexible Printed Circuits)および配線基板が挙げられる。このような外部接続用部材21と駆動IC20とを接続した場合、駆動IC20は外部接続用部材21を介して供給される画像情報に基づいて発熱部131を選択的に発熱させることができる。
以上に説明したサーマルヘッドX1では、導電層14における第1および第2配線部1412,1422は、矢印方向D1,D2に沿った断面積が第1および第2接続部1411,1421に比べて小さく構成されている。そのため、サーマルヘッドX1では、発熱部131で発生する熱が各配線部1412,1422側に伝達し難く、発熱部131で発生する熱が各配線部1412,1422において放熱するのを低減することができる。したがって、サーマルヘッドX1では、発熱部131で発生する熱を有効利用することができる。
導電層14は、第1および第2下部層141a,142aにおける各配線部1412,1422に対応する平面視幅W12a,W22aが、第1および第2上部層141b,142bにおける各配線部1412,1422に対応する平面視幅W12b,W22bに比べて長く構成されている。そのため、各上部層141b,142bにおいて発熱部131で発生する熱を有効利用しつつ、各下部層141a,142aにおいて、例えばプラテンローラなどにより発熱部131近傍に対して押圧力を作用させた場合に該押圧力が作用し易い各下部層141a,142aと各上部層141b,142bとの重なり領域にクラックなどが発生したとしても、各上部層141b,142bからはみ出す各下部層141a,142aによって所定の電気的導通を確保することが可能となる。したがって、サーマルヘッドX1では、発熱部131で発生する熱を有効利用しつつ、各配線部1412,1422における電気的信頼性を高めることが可能となる。
導電層14は、各上部層141b,142bが各下部層141a,142a上に位置しているので、蓄熱層12に対する第1および第2配線部1412,1422の接触面積が良好に確保されている。そのため、サーマルヘッドX1では、各配線部1412,1422と蓄熱層12との密着性を高めることができる。したがって、サーマルヘッドX1では、蓄熱層12から第1配線部1412または第2配線部1422が剥離するのを低減することができ、ひいては、電気的信頼性を高めることができる。
<第2の実施形態>
図4に示したサーマルヘッドX2は、導電層14A(図5から図9参照)の構成の異なる基体10Aを採用した点において、図1から図3を参照して先に説明したサーマルヘッドX1とは異なっている。一方、サーマルヘッドX2における基体10A(導電層14A)以外の構成については、サーマルヘッドX1と同様である。
図5、図8A、図8B、および図9に示したように、導電層14Aは、第1導電層141Aおよび第2導電層142Aを含んでいる。なお、図5では、保護層15を省略している。
第1導電層141Aは、第1接続部1411A、第1配線部1412A、および第1伝送部1413Aを含んでいる。
第1接続部1411Aは、一端部が発熱部131の矢印D4方向側の一端部に対して電気的に接続されている。第1接続部1411Aは、矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W11Aが発熱部131の平面視幅Wと略同一の長さに構成されている。
第1配線部1412Aは、一端部が第1接続部1411Aの他端部に対して電気的に接続され、他端部が第1伝送部1413Aの一端部に対して電気的に接続されている。第1配線部1412Aは、第1接続部1411Aに対する接続端において、矢印方向D1,D2に沿った断面積が第1接続部1411Aの矢印方向D1,D2に沿った断面積に比べて小さく構成されている。一方、第1配線部1412Aは、第1伝送部1413Aに対する接続端における矢印方向D1,D2に沿った断面積(図6B参照)が、第1接続部1411Aに対する接続端における矢印方向D1,D2に沿った断面積、および第1接続部1411Aにおける矢印方向D1,D2に沿った断面積(図6D参照)に比べて大きく構成されている。
第1伝送部1413Aは、一端部が第1配線部1412Aの他端部に対して電気的に接続され、他端部が駆動IC20に対して電気的に接続されている。この第1伝送部1413Aは、矢印方向D1,D2に沿った断面積(図6A参照)が、第1配線部1412Aおよび第1接続部1411Aの矢印方向D1,D2に沿った断面積に比べて大きい。
第1導電層141Aはまた、第1下部層141Aa、第1上部層141Ab、および第1中部層141Acを含んでおり、平面視において第1下部層141Aaの一部が第1上部層141Abからはみ出している。
第1下部層141Aaは、一部が蓄熱層12上に位置しているものの、大部分が基板11上に位置している。この第1下部層141Aaは、第1接続部1411Aに対応する部分における矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W11Aaが第1接続部1411Aの平面視幅W11Aと略同一の長さに構成されている(図5および図6D参照)。第1下部層141Aaは、第1配線部1412Aに対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W12Aaが第1接続部1411Aの平面視幅W11A以下の長さに構成されている(図5、図6Cおよび図6D参照)。第1下部層141Aaは、第1伝送部1413Aにおける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W13Aaが第1接続部1411の平面視幅W11Aと略同一の長さに構成されている(図5、図6A、および図6D参照)。
第1下部層141Aaを形成するための材料としては、例えば第1上部層141Abを形成する材料に比べて電気伝導率および熱伝導率の小さい導電材料が挙げられる。このような導電材料としては、例えばTaN系材料、TaSiO系材料、TaSiNO系材料、TiSiO系材料、TiSiCO系材料、およびNbSiO系材料が挙げられる。
第1上部層141Abは、全体が第1下部層141Aa上に位置している。この第1上部層141Abは、全体として厚みが一様とされており、第1接続部1411A、第1配線部1412A、および第1伝送部1413Aにおける各厚みT11A,T12A,T13Aがそれぞれ略同一の厚さに構成されている(図6Aないし図6D、および図9参照)。
第1上部層141Abは、第1接続部1411Aにおける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W11Abが第1接続部1411Aの平面視幅W11Aと略同一の長さに構成されている(図6D参照)。第1上部層141Abは、第1配線部1412Aにおける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W12Abが第1接続部1411Aの平面視幅W11Aおよび第1下部層141Aaの平面視幅W12Aa以下の長さに構成されている(図5、図6C、および図6D参照)。そのため、第1配線部1412Aにおいては、第1下部配線141Aaが第1上部配線141Abからはみ出している。第1上部層141Abはさらに、第1伝送部1413Aにおける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W13Abが第1接続部1411Aの平面視幅W11Aと略同一の長さに構成されている(図5、図6A、および図6D)。
この第1上部層141Abの第1伝送部1413Aおける平面視幅W13Abは、第1配線部1412Aからの一定の範囲までは、第1配線部1412Aとの接続端から矢印D4方向側に向かうにつれて(第1配線部1412Aから離れるにしがたって)長くなるように構成されている。
第1上部層141Abを形成するための材料としては、例えば金属を主成分とする導電材料が挙げられる。このような導電材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅、およびこれらの合金が挙げられる。
第1中部層141Acは、第1伝送部1413Aに対応する部分において第1下部層141Aaおよび第1上部層141Ab間に位置しており、第1接続部1411Aおよび第1配線部1412Aに対応する部分には存在していない。この第1中部層141Acは、第1伝送部1413Aとは異なり、矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W13Acが一様の長さであり、第1下部層141Aaの平面視幅W13Aaと略同一の長さに構成されている。そのため、第1中部層141Aは、第1上部層141Abにおける第1伝送部1413Aに対応する部分の平面視幅W13Abが、第1配線部1412Aに対する接続端から第1接続部1411Aの平面視幅W11Aの長さと略同一になるまでの間の領域においては、第1上部層141Abからはみ出している。このはみ出し領域1413Aaの厚みは、少なくとも一部が矢印D3方向側に向かうにつれて薄くなっているとともに、他の領域の厚みに比べて薄くなっている。好ましくは、このはみ出し領域1413Aaは、第1上部層141Abに比べて表面粗さが小さくされる。ここで、「表面粗さ」とは、例えばJIS規格B0601:2001に規定されているものをいう。
第1中部層141Acを形成するための材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅、およびこれらの合金が挙げられる。
第2導電層142Aは、第2接続部1421A、第2配線部1422A、および共通接続部1423Aを含んでいる。
第2接続部1421Aは、一端部が発熱部131の矢印D3方向側の他端部に対して電気的に接続されている。この第2接続部1421Aは、矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W21Aが発熱部131の平面視幅Wと略同一の長さに構成されている。
第2配線部1422Aは、一端部が第2接続部1421Aの他端部に対して電気的に接続されている。この第2配線部1422Aは、矢印方向D1,D2に沿った断面積が第2接続部1421Aの矢印方向D1,D2に沿った断面積に比べて小さく構成されている。
共通接続部1423Aは、第2配線部1422Aを相互に電気的に接続するものであり、図示しない電源に対して電気的に接続されている。
第2導電層142Aはまた、第2下部層142Aa、第2上部層142Ab、および第2中部層142Acを含んでおり、平面視において第2下部層142Aaの一部が第1上部層142Abからはみ出している。
第2下部層142Aaは、一部が蓄熱層12上に位置しているが、大部分が基板11上に位置している。第2接続部1421Aに対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W21Aaが第2接続部1421Aの平面視幅W21Aの寸法と略同一の長さに構成されている。第2下部層142Aaは、第2配線部1422Aにおける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W22Aaが第2接続部1421Aの平面視幅W21A以下の長さに構成されている。
この第2下部層142Aaは、共通接続部1423Aに対する第2配線部1422Aの接続端部において、矢印方向D1,D2に隣接する他の第2配線部1422Aと互いに接続している。
第2下部層142Aaを形成するための材料としては、例えば第2上部層142Abを形成する材料に比べて電気伝導率および熱伝導率の小さい導電材料が用いられている。このような導電材料としては、例えばTaN系材料、TaSiO系材料、TaSiNO系材料、TiSiO系材料、TiSiCO系材料、およびNbSiO系材料が挙げられる。
第2上部層142Abは、全体が第2下部層142Aa上に位置している。この第2上部層142Abは、全体として厚みが一様とされており、第2接続部1421A、第2配線部1422A、および共通接続部1421Aにおける各厚みT21A,T22A,T23Aがそれぞれ略同一の厚さに構成されている(図7Aないし図7D、および図8B参照)。
この第2上部層142Abは、第2接続部1421Aに対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W21Abが第2接続部1421Aの平面視幅W21Aと略同一の長さに構成されている(図5および図7A参照)。第2上部層142Abは、第2配線部1422Aに対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W22Abが第2接続部1421Aの平面視幅W21Aおよび第2下部層142Aaの第2配線部1422Aにおける平面視幅W22Aaに比べて短く構成されている(図5、図7A、および図7B)。そのため、第2配線部1422Aにおいては、第2下部配線142Aaが第2上部配線142Abからはみ出している。
好ましくは、第2上部層142Abは、平面視幅W22Abが第1上部層141Abの平面視幅W12Abに比べて長く構成される。
第2上部層142Abはさらに、共通接続部1423Aに対応する部分おける矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W23Abは、第2配線部1422Aからの一定の範囲までは、第2配線部1422Aとの接続端から矢印D3方向側に向かうにつれて(第2配線部1422Aから離れるにしがたって)長くなるように構成されている。
第2上部層142Abを形成するための材料としては、例えば金属を主成分とする導電材料が挙げられる。この導電材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅、およびこれらの合金が挙げられる。
第2中部層142Acは、第2共通接続部1423Aに対応する部分おいて第2下部層142Aaおよび第1上部層141Ab間に位置しており、第2接続部1421Aおよび第2配線部1422Aに対応する部分には存在していない。この第2中部層142Acは、共通接続部1423Aにおける矢印D4方向側の端が矢印方向D1,D2に沿っている。そのため、本実施形態では、第2上部層142Abにおいて共通接続部1423Aの第2配線部1422Aに対する接続端部が互いに接続されるまでの間の領域で、第2中部層142Acが第2上部層142Abからはみ出している。また、このはみ出し領域1423Aaは、第2上部層142Abにおける第2配線部1422Aなどの他の領域に比べて厚みが小さい。さらに、このはみ出し領域1423Aaは、第2上部層142Abに比べて表面粗さが小さい。またさらに、このはみ出し領域1423Aaは、はみ出し領域1413Aaに比べて平面視面積が大きい。加えて、本実施形態では、このはみ出し領域1423Aaの間に位置する第2中部層142Acの一部が矢印D4方向側に向かうにつれて厚みが薄くなるように構成されている。
第2中部層142Acを形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅、およびこれらの合金が挙げられる。
サーマルヘッドX2において、第2配線部1422Aが複数設けられており、第2導電層142Aが、複数の第2配線部1422Aに対して接続されている共通接続部1423Aをさらに含んでなる。一方、第2配線部1422Aの第2下部層142Aが、共通接続部1423Aとの接続端部において、矢印方向D1,D2に隣接する第2配線部1422Aの第2下部層142Aaと互いに接続している。そのため、第2配線部1422Aと共通接続部1423Aとの接続領域における段差を小さくすることができるため、サーマルヘッドX2では、複数の第2配線部1422Aおよび共通接続部1423A上に跨って保護層15を設ける場合でも良好に形成することができる。したがって、サーマルヘッドX2では、発熱部131および導電層14を良好に保護することができる。
サーマルヘッドX2はさらに、共通接続部1423Aが、第2配線部1422Aとの接続端間の厚みが第2上部層142Abにおける第2配線部1422Aと接続されている領域の厚みよりも小さい。そのため、第2配線部1422Aと共通接続部1423Aとの接続領域における段差を小さくすることができるため、サーマルヘッドX2では、例えば複数の第2配線部1422Aおよび共通接続部1423A上に跨って保護層15を設ける場合でも良好に形成することができる。したがって、サーマルヘッドX2では、発熱部131および導電層14を良好に保護することができる。
サーマルヘッドX2は、第1配線部1412Aの他端に対して各々の一端が接続されている複数の第1伝送部1413Aをさらに含んでいる。第1配線部1412Aは、第1接続部1411Aとの接続端における矢印方向D1,D2に沿った断面積が発熱部131に対する第1接続部1411Aの接続端における矢印方向D1,D2に沿った断面積に比べて小さく、且つ第1伝送部1413Aとの接続端における矢印方向D1,D2に沿った断面積が発熱部131に対する第1接続部1413Aの接続端における矢印方向D1,D2に沿った断面積に比べて大きい。第1伝送部1413Aは、第1配線部1312Aとの接続端部に、第1配線部1412Aに対応する部分における平面視幅W12aより長い平面視幅W13Aaを有する第1下部層141Aaと、該第1下部層141Aa上に位置しており、第1配線部1412Aにおける平面視幅W12Abと略同一の長さの平面視幅W13Abを有する第1上部層141Abと、を含んでなる。そのため、サーマルヘッドX2では、第1配線部1412Aと第1伝送部1413Aとの接続領域における段差を小さくすることができるため、例えば複数の第1配線部1412Aおよび第1伝送部1413A上に跨って保護層15を設ける場合でも良好に形成することができる。したがって、サーマルヘッドX2では、発熱部131および導電層14を良好に保護することができる。
サーマルヘッドX2において、第2導電層142Aは、はみ出し領域1423Aaにおける表面粗さが第2上部層142Aaの表面粗さに比べて小さいので、第2上部層142Aa上に設けられる保護層15の表面粗さを小さくすることができる。そのため、サーマルヘッドX2では、例えば記録媒体を押し当てた際に押圧力が相対的に大きくなる角部に位置するはみ出し領域1423Aa上における摩擦力を低減し、記録媒体を良好に摺動させることができる。したがって、サーマルヘッドX2では、記録媒体を良好に搬送することができるとともに、角部に位置するはみ出し領域1423Aに記録媒体のカスが付着するのを低減することができる。
サーマルヘッドX2において、第1導電層141Aは、はみ出し領域1413Aaにおける表面粗さが第1上部層141Aaの表面粗さに比べて小さいので、第1上部層141Aa上に設けられる保護層15の表面粗さを小さくすることができる。そのため、サーマルヘッドX2では、例えば記録媒体を押し当てた際に押圧力が相対的に大きくなる角部に位置するはみ出し領域1413Aa上における摩擦力を低減し、記録媒体を良好に摺動させることができる。したがって、サーマルヘッドX2では、記録媒体を良好に搬送することができるとともに、角部に位置するはみ出し領域1413Aに記録媒体のカスが付着するのを低減することができる。
サーマルヘッドX2は、平面視幅において、はみ出し領域1413Aaの面積に比べてはみ出し領域1423Aaの面積が大きいので、例えば記録媒体を矢印D3方向に摺動させながら搬送した場合でも搬送方向に交わる矢印方向D1,D2に延びるはみ出し領域1413Aa上での摩擦力を良好に低減することができる。
<プリンタ>
図10は、本実施形態に係るサーマルプリンタYの概略構成を示す全体図である。
サーマルプリンタYは、サーマルヘッドX1、搬送機構30、および駆動手段40を備え、矢印D3方向に搬送される記録媒体Pに対して印画を行うためのものである。
なお、本実施形態においては、サーマルヘッドとしてサーマルヘッドX1を採用したが、サーマルヘッドX1に代えてサーマルヘッドX2を採用してもよい。
ここで記録媒体Pとしては、例えば加熱によって表面の濃淡が変動する感熱紙または感熱フィルム、および熱伝導によって溶融したインクフィルムのインク成分を転写用紙に転写することによって像を形成するものが挙げられる。
搬送機構30は、記録媒体Pを矢印D3方向に搬送しつつ、該記録媒体PをサーマルヘッドX1の発熱部131に接触させる機能を有するものである。この搬送機構30は、プラテンローラ31、および搬送ローラ32,33,34,35を含んで構成されている。
プラテンローラ31は、記録媒体Pを発熱部131に押し付ける機能を有するものである。このプラテンローラ31は、保護層15の発熱部131の上方に位置する部位に接触した状態で回転可能に支持されている。このプラテンローラ31は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されている。この弾性部材は、例えば厚みの寸法が3[mm]以上15[mm]以下の範囲のブタジエンゴムにより形成されている。
搬送ローラ32,33,34,35は、記録媒体Pを搬送する機能を有するものである。すなわち、搬送ローラ32,33,34,35は、サーマルヘッドX1の発熱部131とプラテンローラ31との間に記録媒体Pを供給するとともに、サーマルヘッドX1の発熱部131とプラテンローラ31との間から記録媒体Pを引き抜く役割を担うものである。これらの搬送ローラ32,33,34,35は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ31と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。
駆動手段40は、駆動IC20に画像情報を供給する機能を有するものである。つまり、駆動手段40は、外部接続用部材21を介して、発熱部131を選択的に駆動する画像情報を駆動IC20に供給する役割を担うものである。
サーマルプリンタYは、サーマルヘッドX1を備えているため、サーマルヘッドX1の有する効果を享受することができる。つまり、サーマルプリンタYは、発熱部131で生じる熱を有効に利用しつつ、電気的な信頼性を高めることができる。
また、サーマルヘッドX1は、第1配線部1412の断面積が第2配線部1422の断面積に比べて小さく構成されている。そのため、サーマルヘッドX1では、例えばサーマルヘッドX1のヒートスポットの位置を発熱部131の中心から矢印D4方向側にずらすことができる。したがって、サーマルプリンタYでは、例えばインクリボンおよび普通紙を記録媒体Pとして発熱部131上に押圧して転写する場合でもプラテンローラ31による押圧力が最も大きくなる位置よりも矢印D4方向側にヒートスポットをずらすことにより、インクを充分に溶融させたうえで普通紙に転写することができ、ひいては、良好に画像を形成することができる。
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
基体10は、例えば孔を有する天板を備えたインクジェットヘッドとして用いても良い。基体10をインクジェットヘッドに用いた場合は、インクの飛翔に伴う圧力や、インクの流圧が加わっても電気的信頼性を充分に確保することができる。
導電層14は、例えば第1下部層141aと第1上部層141bとが同じ形成材料によって形成されていたり、第2下部層142aと第2上部層142bとが同じ形成材料によって形成されていたりしてもよい。
図11Aに示すように、導電層14は、例えば導電層14Bが、駆動IC20に対して電気的に接続されている電極144Bと、2つの発熱部131を電気的に接続する電極145Bと、2つの発熱部131に電力を供給する電極146Bとを含んで構成されていてもよい。また、図11Bに示すように導電層14Cが、駆動IC20に対して電気的に接続されている電極144Cと、2つの発熱部131を電気的に接続する電極145Cと、2つの発熱部131に電力を供給する電極146Cとを含んで構成されていてもよい。
図12Aに示したように、第1導電層141は、第1下部層141Daが第1層141Daと、該第1層141Daとは異なる形成材料により形成されており、第1上部層141Dbと一体の第2層141Dbとを含んで構成されいてもよい。このような構造の場合は、異なる材料からなる部位間における接触面積を大きくすることができるので、第1配線部における異なる材料からなる部位間の密着性が高まる。そのため、このような構成のサーマルヘッドでは、第1配線部における異なる材料からなる部位間の剥離を低減することができ、ひいては電気的信頼性を高めることができる。また、第2導電層にこのような構成を採用してもよい。
図12Bに示したように第1下部層141Eaおよび第1上部層141Ebが複数の構成材料により一体形成されていてもよい。このような構造の場合も、各構成材料の接触面積を大きくすることができるので、第1下部層141Eaと第1上部層141Ebとの密着性を高め、電気的な信頼性を高めることができる。また、第2導電層にこのような構成を採用してもよい。
図13に示したように、第1上部層141bの平面視幅W12bは、第1上部層141Fbの平面視幅W12Fbが第2下部層141Faの平面視幅W12Faに比べて長くなるように構成されていてもよい。
なお、このような構造の基体10Fは、例えば保護膜15Fa、15Fbを積層したり、第1下部層141Faの間に樹脂層を形成したり、第1下部層141Faを絶縁化処理したりすることで形成できる。
本実施形態に係る導電層14は、第1導電層141が第1下部層141aおよび第1上部層141aを、第2導電層142が第2下部層142aおよび第2上部層142bを、含んで構成されているが、このような構造に限るものではなく、三以上の電極が重なって配置されていてもよい。
図14に示したように、第1導電層141および第2導電層142は、第1上部層141Gbや第2上部層142Gbのそれぞれが第1導電路141Gb,142Gbと、該第1導電路141Gb,142Gbとは電気的に並列な第2導電路141Gb,142Gbとを含んで構成されていてもよい。
このような構造の場合は、第1導電路141Gb,142Gbおよび第2導電路141Gb,142Gbのいずれか一方が切断されたとしても、残りの一方の導電路において所定の電気的導通を確保することが可能となるので、配線部における電気的信頼性を高めるうえで好適である。
各下部層141Ga,142Gaが、平面視において、第1導電路141Gb,142Gbと第2導電路141Gb,142Gbとの間に延在している場合、各下部層141Gb,142Gbにおける各上部層141Ga,142Gaより平面視幅の大きい領域を各上部層141Ga,142Gaの外側に設けずに済むため、発熱部131の狭ピッチ化を図ることができる。このような場合、第1配線部1412Gおよび第2配線部1422Gにおける平面視幅は、第1導電路141Gb,142Gbおよび第2導電路141Gb,142Gbの各平面視幅の第1配線部1412Gおよび第2配線部1422Gにおける和となる。
サーマルヘッドX1は、例えば抵抗体層13と、第1下部層141aおよび第2下部層142aの少なくとも一方とが一体されていてもよい。このような構成では、発熱部131と導電層14における各下部層141b,142bとを電気的に良好に接続することができるので、電気的信頼性を高めるうえで好適である。
図15に示したようにサーマルヘッドX1における第1および第2導体層141,142は、第1および第2接続部1411,1421における矢印D3,D4方向の寸法が第1および第2配線部1412,1422における矢印D3,D4方向の寸法よりも長くなるように構成されていてもよい。
図16に示したように、サーマルヘッドX1における第1および第2導体層141,142は、第1および第2配線部1412,1422における平面視幅が、第1および第2接続部1411,1421における平面視幅W11,W21よりも短く構成されていてもよい。この場合、導体層14における第1および第2上部層141b,142bは、各配線部1412,1422に対応する部分における平面視幅W12b,W22bが、第1および第2下部層141a,142aの各平面視幅W12a,W22aよりも短く構成される。

Claims (10)

  1. 基板と、該基板上に配列されている複数の発熱部と、該各発熱部に対して電気的に接続されている導電層とを有する記録ヘッドであって、
    前記導電層は、前記発熱部に対して電気的に接続されている接続部と、該接続部に対して電気的に接続されている、前記発熱部の配列方向に沿う前記接続部の断面積に比べて前記配列方向に沿う断面積の小さい配線部とを含んでなり、
    前記配線部は、前記配列方向に沿う前記接続部の平面視幅に比べて前記配列方向に沿う平面視幅の短い第1部位と、該第1部位の平面視幅に比べて前記配列方向に沿う平面視幅の長い第2部位とを有し
    前記第1部位は、全体が前記第2部位上に位置し、
    該第2部位の平面視幅は、前記接続部の平面視幅以下の長さである、記録ヘッド。
  2. 前記第2部位は、第1層と、該第1層とは異なる材料により形成される、前記第1部位と一体の第2層とを含んでなる、請求項1に記載の記録ヘッド。
  3. 前記発熱部は、前記第2部位と一体である、請求項1に記載の記録ヘッド。
  4. 前記第1部位は、第1導電路と、該第1導電路と電気的に並列な第2導電路とを含んでなる、請求項1に記載の記録ヘッド。
  5. 前記第2部位は、平面視において、前記第1導電路および前記第2導電路の間に延在している、請求項に記載の記録ヘッド。
  6. 前記配線部は、複数設けられており、
    前記導電層は、複数の前記配線部がそれぞれ接続されている共通接続部をさらに含んでなり、
    前記配線部の第2部位は、前記共通接続部との接続端部において、前記配列方向に隣接する他の前記配線部の第2部位と接続している、請求項1に記載の記録ヘッド。
  7. 前記配線部は、複数設けられており、
    前記導電層は、複数の前記配線部がそれぞれ接続されている共通接続部をさらに含んでなり、
    前記共通接続部は、前記配線部との接続端および前記配列方向に隣接する他の前記配線部との接続端の間の厚みが前記接続端のうち前記配線部の第1部位と接続されている領域の厚みよりも薄い、請求項1に記載の記録ヘッド。
  8. 各々の一端が前記配線部に接続されている複数の伝送部をさらに含んでおり、
    前記配線部は、前記接続部との接続端における前記配列方向に沿う断面積が前記発熱部に対する前記接続部の接続端部における前記配列方向に沿う断面積に比べて小さく、且つ前記伝送部との接続端における前記配列方向に沿う断面積が前記発熱部に対する前記接続部の接続端部における前記配列方向に沿う断面積に比べて大きく、
    前記伝送部は、前記配線部との接続端部に、前記第1部位の平面視幅より長い平面視幅を有する下層と、該下層上に位置し且つ前記第1部位の平面視幅と略同一の平面視幅を有する上層とを含んでなる、請求項1に記載の記録ヘッド。
  9. 前記導電層は、前記発熱部の一端側に接続されている第1導電層と、前記発熱部の他端側に接続されている第2導電層とを有しており、
    前記第1導電層における前記配線部の前記配列方向に沿う断面積は、前記第2導電層における前記配線部の前記配列方向に沿う断面積に比べて小さい、請求項1に記載の記録ヘッド。
  10. 請求項1に記載の記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送機構とを備える、記録装置。
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