JP6105392B2 - サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタに関する。

従来、ファクシミリあるいはビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。このようなサーマルヘッドは、例えば、基板と、基板上に設けられた電気抵抗層と、電気抵抗層に向けて一方側から延びる櫛歯状の延伸部を有する共通電極と、電気抵抗層に向けて他方側から延伸部の間に延びる一端部を有する個別電極とを備え、延伸部が幅狭部を有している。これにより、電気抵抗層に生じた熱の逃げを抑えることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２４０６４１号公報

しかしながら、上述のサーマルヘッドでは、延伸部に熱伝導した熱を有効に利用することができていない。

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、該基板上に設けられ、基部および該基部上に設けられた頂部を有する電気抵抗層と、該電気抵抗層に向けて一方側から延びる櫛歯状の延伸部を有し、該延伸部の一部が該電気抵抗層上に配置された共通電極と、前記電気抵抗層に向けて他方側から前記延伸部の間に延びる一端部を有し、該一端部の一部が前記電気抵抗層上に配置された個別電極とを備えている。また、前記共通電極の前記延伸部および前記個別電極の前記一端部のうち少なくとも一方が幅狭部を有している。また、幅狭部は、前記電気抵抗層の前記頂部上に配置されている。また、前記共通電極および前記個別電極の少なくとも一方が、幅広部を備えている。

また、本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、上記に記載のサーマルヘッドと、前記共通電極と前記個別電極とで挟持された前記電気抵抗層上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記共通電極と前記個別電極とで挟持された前記電気抵抗層上に、記録媒体を押圧するプラテンローラとを備える。

本発明によれば、延伸部に熱伝導した熱を有効に利用することができる。

本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平面図である。 （ａ）は図１に示すＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。 （ａ）は図１に示すサーマルヘッドの拡大平面図、（ｂ）は図３（ａ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、（ｃ）は図３（ａ）に示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図１に示すサーマルヘッドの変形例を示し、（ｂ）は図３（ｂ）に対応する断面図、（ｃ）は図３（ｃ）に対応する断面図である。 本発明のサーマルプリンタの一実施形態の概略構成を示す図である。 本発明のサーマルヘッドの他の実施形態を示し、（ａ）は拡大平面図、（ｂ）は図５（ａ）に示すＶ−Ｖ線断面図、（ｃ）は図５（ａ）に示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。 本発明のさらに他の実施形態を示し（ａ）は平面図、（ｂ）は幅広部を拡大して示す拡大平面図である。 本発明のさらに他の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の変形例を示す平面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、サーマルヘッドＸ１について図１〜３を参照して説明する。なお、図３において、保護層２５の図示は省略して示している。

サーマルヘッドＸ１は、放熱体１と、放熱体１上に配置されたヘッド基体３と、ヘッド基体３に接続されたフレキシブルプリント配線板５（以下、ＦＰＣ５という）とを備えている。なお、図１では、ＦＰＣ５の図示を省略し、ＦＰＣ５が配置される領域を一点鎖線で示している。

放熱体１は、板状に形成されており、平面視して長方形状をなしている。放熱体１は、例えば、銅、鉄またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、ヘッド基体３の発熱部９で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱を放熱する機能を有している。また、放熱体１の上面には、両面テープあるいは接着剤等（不図示）によってヘッド基体３が接着されている。

ヘッド基体３は、平面視して、板状に形成されており、ヘッド基体３の基板７上にサーマルヘッドＸ１を構成する各部材が設けられている。ヘッド基体３は、外部より供給された電気信号に従い、記録媒体（不図示）に印字を行う機能を有する。

ＦＰＣ５は、ヘッド基体３と電気的に接続されており、絶縁性の樹脂層の内部に、パターニングされたプリント配線が複数設けられており、ヘッド基体３に電流および電気信号を供給する機能を有した配線基板である。プリント配線は、一端部が樹脂層から露出しており、他端部がコネクタ３１と電気的に接続されている。

ＦＰＣ５のプリント配線は、導電性接合材２３を介してヘッド基体３のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１と接続されている。それにより、ヘッド基体３とＦＰＣ５とが電気的に接続されている。導電性接合材２３は、半田材料あるいは電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電材料（ＡＣＦ）を例示することができる。

ＦＰＣ５と放熱体１との間には、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂またはガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる補強板（不図示）を設けてもよい。また、ＦＰＣ５の全域にわたり補強板を接続してもよい。補強板は、ＦＰＣ５の下面に両面テープあるいは接着剤等によって接着されることにより、ＦＰＣ５を補強することができる。

以下、ヘッド基体３を構成する各部材について説明する。

基板７は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料、あるいは単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。基板７は、平面視して、矩形状をなしており、一方の長辺７ａと、他方の長辺７ｂと、一方の短辺７ｃと、他方の短辺７ｄとを有している。

基板７の上面には、蓄熱層１３が全面にわたって形成されている。蓄熱層１３は、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積するこ
とで、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くすることができ、サーマルヘッドＸ１の熱応答特性を高めるように機能する。蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板７の上面に塗布し、これを焼成することで形成される。

なお、蓄熱層１３は、基板７の上面の全域にわたり形成された下地部１３と、複数の発熱部９の配列方向（以下、配列方向と称する場合がある）に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状をなしている隆起部（不図示）とにより構成してもよい。その場合、隆起部は、印画する記録媒体を、発熱部９上に形成された保護層２５に良好に押し当てるように機能する。また、蓄熱層１３として隆起部のみ形成してもよい。

電気抵抗層１５は、蓄熱層１３の上面に設けられており、基板７の一方の長辺７ａから離間した状態で、一方の長辺７ａに沿って帯状に設けられている。電気抵抗層１５の上面には、共通電極１７の延伸部１７ｃおよび個別電極１９の一端部１９ａが配置されており、共通電極１７の延伸部１７ｃおよび個別電極１９の一端部１９ａに挟持される領域が、複数の発熱部９として機能する。複数の発熱部９は、説明の便宜上、図１で簡略化して記載しているが、例えば、６００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。

電気抵抗層１５は、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、蓄熱層１３の上面に形成された基部１５ａと、基部１５ａの上面に形成された頂部１５ｂとを有している。基部１５ａおよび頂部１５ｂは、断面視して、台形状をなしており、基部１５ａの上面と、頂部１５ｂの下面とが一致している。そのため、電気抵抗層１５は、断面視して、台形状をなしている。基部１５ａは、断面視して、台形の底辺の縁となる縁部１５ａ１を有している。頂部１５ｂは、断面視して、台形の上辺の縁となる頂点１５ｂ１を有している。そのため、平面視して、縁部１５ａ１は頂部１５ｂよりも外側に位置している。なお、頂部１５ｂは、電気抵抗層１５の上面から１０〜３０％の領域を示している。

電気抵抗層１５は、例えば、酸化ルテニウムを導電成分とする厚膜抵抗ペーストを印刷および焼成することにより形成される。電気抵抗層１５の幅である、縁部１５ａ１の幅は、例えば、８０〜１１０μｍとすることができ、頂部１５ｂの幅である、頂点１５ｂ１の幅は、例えば、１０〜３０μｍとすることができる。なお、基部１５ａを印刷した後に、頂部１５ｂを印刷して、基部１５ａおよび頂部１５ｂを焼成して電気抵抗層１５を形成してもよい。

図１，２に示すように、電気抵抗層１５の上面には、共通電極１７の延伸部１７ｃ、複数の個別電極１９の一端部１９ａが設けられている。また、蓄熱層１３の上面には、共通電極１７、複数の個別電極１９および複数のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１が設けられている。これらの共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。

共通電極１７は、基板７の一方の長辺に沿って延びる主配線部１７ａと、基板７の一方の短辺７ｃおよび他方の短辺７ｄのそれぞれに沿って延びる２つの副配線部１７ｂと、主配線部１７ａから電気抵抗層１５に向かって個別に延びる複数の延伸部１７ｃと、厚電極部１７ｄとを有している。

複数の延伸部１７ｃは、主配線部１７ａから電気抵抗層１５に向けて延びるように設けられており、平面視して、櫛歯状をなしている。電気抵抗層１５上には、共通電極１７の主配線部１７ａの一部、副配線部１７ｂの一部、および延伸部１７ｃが配置されている。
共通電極１７は、一端部が複数の発熱部９と接続され、他端部がＦＰＣ５に接続されることにより、ＦＰＣ５と各発熱部９との間を電気的に接続している。

厚電極部１７ｄは、基板７の一方の長辺７ａに沿って配置されており、共通電極１７の他の部位に比べて厚みが厚い構成を有している。そのため、厚電極部１７ｄは、電気抵抗が低い構成となり、共通電極１７の電極機能を強化することができる。厚電極部１７ｄの厚さは、例えば０．７〜２．０μｍとすることができ、共通電極１７の他の部位の厚さは０．０５〜１．０μｍとすることができる。

複数の個別電極１９は、一端部１９ａが発熱部９に接続され、他端部１９ｂが駆動ＩＣ１１に接続されることにより、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間を電気的に接続している。個別電極１９の一端部１９ａは、電気抵抗層１５上に配置されており、一端部１９ａ以外の部位は蓄熱層１３上に配置されている。また、個別電極１９は、複数の発熱部９を複数の群に分け、各群の発熱部９を、各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１に電気的に接続している。

複数のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、一端部が駆動ＩＣ１１に接続され、他端部がＦＰＣ５に接続されることにより、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５との間を電気的に接続している。各駆動ＩＣ１１に接続された複数のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。具体的には、ＩＣ電源配線と、グランド電極配線と、ＩＣ制御配線とで構成されている。

駆動ＩＣ１１は、図１に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されているとともに、個別電極１９の他端部とＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１の一端部とに接続されている。駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御する機能を有している。駆動ＩＣとしては、内部に複数のスイッチング素子を有する切替部材を用いればよい。

上記の共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、例えば、厚電極部１７ｄを印刷および焼成することにより設けた後に、各々を構成する材料層を、電気抵抗層１５が形成された蓄熱層１３上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、積層体を従来周知のフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。なお、厚電極部１７ｄは必ずしも設けなくともよい。また、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１は、同じ工程によって同時に形成することができる。

図１，２に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、発熱部９、共通電極１７の一部および個別電極１９の一部を被覆する保護層２５が形成されている。なお、図１では、説明の便宜上、保護層２５の形成領域を一点鎖線で示している。

保護層２５は、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食、あるいは印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。保護層２５は、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、あるいはダイヤモンドライクカーボン等を用いて形成することができ、保護層２５を単層で構成してもよいし、これらの層を積層して構成してもよい。このような保護層２５はスパッタリング法等の薄膜形成技術あるいはスクリーン印刷等の厚膜形成技術を用いて作製することができる。

また、図１，２に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１を部分的に被覆する被覆層２７が設けられている。なお、図１では、説明の便宜上、被覆層２７の形成領域を一点鎖線で示し
ている。

被覆層２７は、共通電極１７、個別電極１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１の被覆した領域を、大気との接触による酸化、あるいは大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。なお、被覆層２７は、共通電極１７および個別電極１９の保護をより確実にするため、図２に示すように保護層２５の端部に重なるようにして形成されている。被覆層２７は、例えば、エポキシ樹脂、あるいはポリイミド樹脂等の樹脂材料をスクリーン印刷法等の厚膜形成技術を用いて形成することができる。

被覆層２７は、駆動ＩＣ１１と接続される個別電極１９、およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１を露出させるための開口部（不図示）が形成されており、開口部を介してこれらの配線が駆動ＩＣ１１に接続されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１の保護、および駆動ＩＣ１１とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって被覆されることで封止されている。

図３に示すように、共通電極１７の延伸部１７ｃは、他の部位よりも幅の狭い幅狭部２を有しており、個別電極１９の一端部１９ａも、他の部位よりも幅の狭い幅狭部４を有している。本実施形態では、幅狭部２，４は、いずれも電気抵抗層１５の頂部１５ｂ上に設けられている。すなわち、幅狭部２，４はいずれも頂点１５ｂ１上に設けられている。

幅狭部２は、共通電極１７の延伸部１７ｃの他の部位よりも幅が狭く構成されている。幅狭部２の幅は、例えば、１０〜３０μｍとすることができ、延伸部１７ｃの他の部位の幅は、３０〜６０μｍとすることができる。同様に、幅狭部４は、個別電極１９の一端部１９ａの他の部位よりも幅が狭く構成されている。幅狭部４の他の部位の幅は、例えば、１０〜３０μｍとすることができ、一端部１９ａの幅は、例えば、６０〜１００μｍとすることができる。

ここで、延伸部１７ｃおよび一端部１９ａは熱伝導率が高いため、発熱部９に生じた熱が、発熱部９から延伸部１７ｃおよび一端部１９ａに伝熱されることとなるが、延伸部１７ｃおよび一端部１９ａは、幅狭部２，４を有するため、幅狭部２よりも発熱部９から遠い共通電極１７、および幅狭部４よりも発熱部９から遠い個別電極１９に伝熱される可能性を低減することができる。そのため、延伸部１７ｃの先端から幅狭部２までの部位、および、一端部１９ａの先端から幅狭部４までの部位の温度は、他の部位に比べて温度が高い構成となっている。

また、記録媒体（不図示）は、共通電極１７側から搬送されて、頂部１５ｂに接触した後に、個別電極１９側に搬送されている。図３（ａ）においては、記録媒体は、紙面の右側より搬送され、頂部１５ｂ上に配置された一端部１９ａ、発熱部９、および頂部１５ｂ上に配置された延伸部１７ｃの順に接触することになる。

サーマルヘッドＸ１は、幅狭部２，４が、電気抵抗層１５の頂部１５ｂ上に設けられていることにより、記録媒体と接触する頂部１５ｂ上に位置する延伸部１７ｃおよび一端部１９ａの温度を高めることができる。それにより、発熱部９に搬送される記録媒体を、頂部１５ｂ上に位置する一端部１９ａにより、予備加熱することができ、記録媒体にしわが生じる可能性を低減することができる。また、発熱部９に搬送された記録媒体を、頂部１５ｂ上に位置する延伸部１７ｃにより加熱することができ、記録媒体が急激に冷やされ、スティッキングが生じる可能性を低減することができる。

このように、幅狭部２，４が、頂点１５ｂ１上に配置されているため、保護層（不図示
）を介して接触する延伸部１７ｃおよび一端部１９ａの温度を高めることができ、発熱部９から延伸部１７ｃおよび一端部１９ａに伝熱した熱を有効に利用することができる。そのため、サーマルヘッドＸ１の熱効率を向上させることができる。

さらにまた、延伸部１７ｃおよび一端部１９ａは、電気抵抗層１５上に配置されているため、延伸部１７ｃおよび一端部１９ａと記録媒体との距離を短くすることができる。そのため、延伸部１７ｃおよび一端部１９ａが電気抵抗層１５の下方に配置された場合に比べて、記録媒体に効率よく熱を与えることができる。

また、延伸部１７ｃの幅狭部２が、頂点１５ｂ１上に配置されているため、記録媒体とサーマルヘッドＸ１とが剥離し始める際の接触している面積を小さくすることができる。そのため、記録媒体とサーマルヘッドＸ１とを効率よく剥離させることができる。

また、サーマルヘッドＸ１は、延伸部１７ｃの先端が電気抵抗層１５上に配置されており、一端部１９ａの先端が電気抵抗層１５上に配置されている。言い換えると、平面視して、延伸部１７ｃの先端および一端部１９ａの先端が、電気抵抗層１５の縁部１５ａ１内に配置されており、平面視して、延伸部１７ｃの先端および一端部１９ａの先端が、電気抵抗層１５から突出していない。

そのため、延伸部１７ｃの先端から幅狭部２までの部位、および一端部１９ａの先端から幅狭部４までの部位が電気抵抗層１５上に配置されることとなる。そのため、発熱部９から延伸部１７ｃおよび一端部１９ａに伝熱された熱が、電気抵抗層１５から、蓄熱層１３および基板７を介して放熱される可能性を低減することができ、サーマルヘッドＸ１の熱効率をさらに向上させることができる。

なお、共通電極１７の延伸部１７ｃと、個別電極１９の一端部１９ａにそれぞれ幅狭部２，４を設けた例を示したが、共通電極１７の延伸部１７ｃのみに幅狭部２を設けてもよいし、個別電極１９の一端部１９ａのみに幅狭部４を設けてもよい。

図４を用いて、サーマルヘッドＸ１の変形例であるサーマルヘッドＸ２について説明する。

サーマルヘッドＸ２は、幅狭部２を構成する延伸部１７ｃの厚みＷ１（以下、厚みＷ１と称する）が、共通電極１７の他の部位の厚みＷ２（以下、厚みＷ２と称する）よりも小さい構成となっている。また、幅狭部４を構成する一端部１９の厚みＷ４（以下、厚みＷ４と称する）が、個別電極１９の他の部位の厚みＷ５（以下、厚みＷ５と称する）よりも小さい構成となっている。

このように、厚みＷ１が厚みＷ２よりも小さい構成であることから、発熱部９からの放熱を幅狭部２によりさらに抑えることができる。また、厚みＷ４が厚みＷ５よりも小さい構成であることから、発熱部９からの放熱を幅狭部４によりさらに抑えることができる。

厚みＷ１は、厚みＷ２よりも例えば、０．０５〜２．０μｍ小さくすることが好ましく、厚みＷ４は、厚みＷ５よりも０．０５〜２．０μｍ小さくすることが好ましい。例えば、厚みＷ１は１．０μｍ、厚みＷ２は１．５μｍ、厚みＷ４は１．０μｍ、厚みＷ５は１．５μｍとすることができる。厚みＷ１および厚みＷ４を、厚みＷ２およびＷ５より小さくするためには、例えば、共通電極１７および個別電極１９の幅狭部２，４となる部位をエッチングすることにより形成することができる。

なお、サーマルヘッドＸ２において、厚みＷ１を厚みＷ２よりも小さい構成とするとと
もに、厚みＷ４を厚みＷ５よりも小さい構成としたが、厚みＷ１を厚みＷ２よりも小さい構成のみとしてもよく、厚みＷ４を厚みＷ５よりも小さい構成のみとしてもよい。

次に、サーマルプリンタＺ１について、図５を参照しつつ説明する。

図５に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＺ１は、上述のサーマルヘッドＸ１と、搬送機構４０と、プラテンローラ５０と、電源装置６０と、制御装置７０とを備えている。サーマルヘッドＸ１は、サーマルプリンタＺ１の筐体（不図示）に設けられた取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、サーマルヘッドＸ１は、発熱部９の配列方向が、後述する記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向である主走査方向に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。

搬送機構４０は、駆動部（不図示）と、搬送ローラ４３，４５，４７，４９とを有している。搬送機構４０は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Ｐを図５の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸ１の複数の発熱部９上に位置する保護層２５上に搬送するためのものである。駆動部は、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を駆動させる機能を有しており、例えば、モータを用いることができる。搬送ローラ４３，４５，４７，４９は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、記録媒体Ｐがインクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸ１の発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルムを搬送する。

プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に位置する保護膜２５上に押圧する機能を有する。プラテンローラ５０は、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Ｐを発熱部９上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持固定されている。プラテンローラ５０は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材５０ｂにより被覆して構成することができる。

電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を発熱させるための電流および駆動ＩＣ１１を動作させるための電流を供給する機能を有している。制御装置７０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を選択的に発熱させるために、駆動ＩＣ１１の動作を制御する制御信号を駆動ＩＣ１１に供給する機能を有している。

サーマルプリンタＺ１は、図５に示すように、プラテンローラ５０によって記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に押圧しつつ、搬送機構４０によって記録媒体Ｐを発熱部９上に搬送しながら、電源装置６０および制御装置７０によって発熱部９を選択的に発熱させることにより、記録媒体Ｐに所定の印画を行う。なお、記録媒体Ｐが受像紙等の場合は、記録媒体Ｐとともに搬送されるインクフィルム（不図示）のインクを記録媒体Ｐに熱転写することによって、記録媒体Ｐへの印画を行う。

＜第２の実施形態＞
図６を用いてサーマルヘッドＸ３について説明する。サーマルヘッドＸ３は、延伸部１７ｃおよび一端部１９ａが、幅広部６，８を備える点で、サーマルヘッドＸ１と異なりその他の点は同様である。なお、サーマルヘッドＸ１と同一の部材については同一の番号を付している。

延伸部１７ｃは幅広部６を備えており、一端部１９ａは幅広部８を備えている。幅広部６は、平面視して、電気抵抗層１５の縁部１５ａ１上に設けられている。同様に、幅広部
８は、平面視して、電気抵抗層１５の縁部１５ａ１上に設けられている。

幅広部６の幅は、例えば、８０〜１１０μｍとすることができ、幅広部８の幅は、例えば、８０〜１１０μｍとすることができる。

ここで、電気抵抗層１５、共通電極１７および個別電極１９上に保護層２５を形成した場合に、共通電極１７および個別電極１９によって生じる、蓄熱層１３との段差に起因して、縁部１５ａ１上に位置する保護層２５にステップカバレッジが悪くなる可能性がある。

しかしながら、サーマルヘッドＸ３は、延伸部１７ｃは幅広部６を備えており、一端部１９ａは幅広部８を備えていることから、隣り合う延伸部１７ｃ間、および隣り合う一端部１９ａの幅を小さくすることができる。そのため、共通電極１７および個別電極１９によって生じる、蓄熱層１３との段差を小さくすることができる。それにより、保護層２５にステップカバレッジを良好にすることができる。

また、サーマルヘッドＸ３は、幅広部６を構成する延伸部１７ｃの厚みＷ３（以下、厚みＷ３と称する）が、厚みＷ２よりも大きい。また、幅広部８を構成する一端部１９ａの厚みＷ６が、厚みＷ５よりも大きい。そのため、縁１５ａ１上に位置する保護層２５に生じている段差を小さくすることができ、さらにステップカバレッジが悪くなる可能性を低減することができる。

厚みＷ３は、厚みＷ２よりも例えば、０．０５〜２．０μｍ大きくすることが好ましく、厚みＷ６は、厚みＷ５よりも０．０５〜２．０μｍ大きくすることが好ましい。例えば、厚みＷ２は１．５μｍ、厚みＷ３は２．０μｍ、厚みＷ５は１．５μｍ、厚みＷ６は２．０μｍとすることができる。厚みＷ３および厚みＷ６を、厚みＷ２およびＷ５より大きくするためには、例えば、共通電極１７および個別電極１９の幅広部６，８となる以外の部位をエッチングすることにより形成することができる。

さらに、幅広部６，８は、延伸部１７ｃおよび一端部１９ａの延びる方向にテーパ形状をなしていることが好ましい。テーパ形状をなすことで、隣り合う延伸部１７ｃ、および隣り合う一端部１９ａの段差を徐々に変化させることができ、さらに、ステップカバレッジを良好にすることができる。

＜第３の実施形態＞
図７を用いてサーマルヘッドＸ４について説明する。サーマルヘッドＸ４は、幅広部６，８の形状がサーマルヘッドＸ３とは異なっており、その他の構成は同一のため説明を省略する。

サーマルヘッドＸ４は、共通電極１７の延伸部１７ｃが幅広部６を有しており、個別電極１９の一端部１９ａが幅広部８を有している。幅広部６，８のすべての領域は、電気抵抗層１５上に配置されている。

図７（ｂ）に示すように、幅広部６，８は、平面視して、正三角形状をなしており、斜辺６ａ，８ａと縁６ｂ，８ｂとにより構成されている。幅広部６，８の縁６ｂ，８ｂは、基部１５ａの縁部１５ａ１に配置されている。そのため、幅広部６，８の全域は、電気抵抗層１５上に配置されることとなる。

共通電極１７および個別電極１９は、熱伝導性がよく、発熱部９にて発生した熱の一部は、共通電極１７の延伸部１７ｃおよび個別電極１９の一端部１９ａに伝熱している。そして、発熱部９から伝わった熱は、延伸部１７ｃおよび一端部１９ａに設けられた幅広部６，８に伝わることとなる。これは、幅広部６，８は、他の部位に比べて面積が大きいため、他の部位に比べて熱容量が大きいことに起因している。

そのため、幅広部６，８よりも発熱部９から遠い位置にある共通電極１７および個別電極１９に熱が伝わることを抑え、発熱部９の熱が放熱することを抑えることができる。

また、幅広部６，８は、すべての部位が電気抵抗層１５上に設けられている。そのため、幅広部６，８に伝わった熱は、基板７に逃げることなく下方に設けられた電気抵抗層１５に熱伝導することとなる。そして、電気抵抗層１５に伝わった熱は、電気抵抗層１５の下方に設けられた蓄熱層１３に熱伝導し、蓄熱層１３にて蓄熱されることとなる。その結果、発熱部９の熱が放熱する可能性を低減することができ、熱応答特性の向上したサーマルヘッドＸ４とすることができる。

幅広部６，８は、斜辺６ａ，８ａと、縁６ｂ，８ｂとにより構成されており、斜辺６ａ，８ａは、発熱部９からの距離が遠くなるにつれて互いに遠ざかるように配置されている。そのため、共通電極１７、個別電極１９、および発熱部９を覆うように保護層２５を塗布した場合に、保護層２５が、斜辺６ａ，８ａに沿って流れることとなり、隣り合う共通電極１７の間、および隣り合う個別電極１９の間に流れこむ。その結果、隣り合う共通電極１７同士の間、および隣り合う個別電極１９同士の間に保護層２５を配置することができる。

なお、幅広部６，８が、基部１５ａの上に設けられた例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、幅広部６，８を頂部１５ｂ上に設けてもよい。具体的には、発熱部９から幅狭部２，４との間に幅広部６，８を設けてもよい。この場合においても、共通電極１７の主配線部１７ａおよび個別電極１９の他端部（不図示）に放熱する可能性を低減することができる。また、幅広部６，８の斜辺６ａ，８ａを、記録媒体を搬送する際にガイドして利用することができ、記録媒体にしわが生じる可能性を低減することができる。

＜第４の実施形態＞
図８を用いてサーマルヘッドＸ５およびその変形例であるサーマルヘッドＸ６について説明する。

サーマルヘッドＸ５は、発熱部９が、第１発熱部９ａと第２発熱部９ｂとを備えている。また、第２発熱部９ｂの配列方向における長さＬｂ１（以下、長さＬｂ１と称する場合がある）は、第１発熱部９ａの、配列方向における長さ（以下、長さＬａと称する場合がある）よりも長くなっている。

発熱部９は、図１に示すように、配列方向に複数配列されている。そして、第１発熱部９ａが所定の数だけ連続した群として配置されており、第１発熱部９ａの群同士の間に第２発熱部９ｂが配置されている。言い換えると、第１発熱部９ａの群と、隣り合うように配置された１つの第２発熱部９ｂとが、繰り返し配置され、発熱部９を形成している。

第１幅広部１０ａは、第１発熱部９ａを形成する共通電極１７の延伸部１７ｃに形成されている。また、第１幅広部１２ａは、第１発熱部９ａを形成する個別電極１９の一端部１９ａに形成されている。

第２幅広部１０ｂは、第２発熱部９ｂを形成する共通電極１７の延伸部１７ｃに形成されている。また、第２幅広部１２ｂは、第２発熱部９ｂを形成する個別電極１９の一端部１９ａに形成されている。

第２発熱部９ｂの長さＬｂ１が、第１発熱部９ａの長さＬａよりも長いことにより、第２発熱部９ｂの電気抵抗値が、第１発熱部９ａの電気抵抗値よりも高いこととなる。そのため、第２発熱部９ｂの印画濃度が、第１発熱部９ａの印画濃度よりも薄くなる可能性がある。

これに対して、サーマルヘッドＸ５は、第２幅広部１０ｂ，１２ｂの面積が、第１幅広部１０ａ，１２ａの面積よりも大きい構成を有している。そのため、第２幅広部１０ｂ，１２ｂが蓄熱する蓄熱量が、第１幅広部１０ａ，１２ａが蓄熱する蓄熱量に比べて多いこととなる。

それにより、第２発熱部９ｂの近傍に配置された蓄熱層１３にこの熱を蓄熱することができ、第２発熱部９ｂの印画濃度を濃くすることができる。その結果、配列方向において印画濃度にばらつきが少ないサーマルヘッドＸ５を提供することができる。

また、第２幅広部１０ｂと個別電極１９の一端部１９ａとの長さＬｂ２（以下、長さＬｂ２と称する場合がある）は、第２発熱部９ｂの長さＬｂ１よりも長いことが好ましい。また、第２幅広部１２ｂと共通電極１７の延伸部１７ｃとの長さＬｂ３（以下、長さＬｂ３と称する場合がある）は、第２発熱部９ｂの長さＬｂ１よりも長いことが好ましい。それにより、第２発熱部９ｂに電流を流れやすくすることができる。

また、第２幅広部１０ｂ，１２ｂの面積は、第２発熱部９ｂの長さＬｂ１が、第１発熱部９ａの長さＬａの１．０１〜１．２５倍のとき、第２幅広部１０ｂ，１２ｂの面積が、第１幅広部１０ａ，１２ａの面積の１．０５〜１．２５倍であることが好ましい。

なお、第１幅広部１０ａ，１０ｂの面積は、第１幅広部１０ａ，１０ｂに対して垂直な方向から見たときの面積を示す。第２幅広部１０ｂ，１２ｂの面積についても同様である。

図８（ｂ）を用いて、サーマルヘッドＸ５の変形例であるサーマルヘッドＸ６について説明する。なお、第１発熱部９ａおよび第１幅広部１０ａについては、サーマルヘッドＸ５と同様のため、説明を省略する。

サーマルヘッドＸ６は、発熱部９が、第１発熱部９ａと第３発熱部９ｃとを備えている。また、第３発熱部９ｃの配列方向における長さＬｃ１（以下、長さＬｃ１と称する場合がある）は、第１発熱部９ａの長さＬａよりも短くなっている。

発熱部９は、図１に示すように、配列方向に複数配列されている。そして、第１発熱部９ａが所定の数だけ連続した群として配置されており、第１発熱部９ａの群同士の間に第３発熱部９ｃが配置されている。言い換えると、第１発熱部９ａの群と、隣り合うように配置された１つの第３発熱部９ｃとが、繰り返し配置され、発熱部９を形成している。

第３幅広部１０ｃは、第３発熱部９ｃを形成する共通電極１７の延伸部１７ｃに形成されている。また、第２幅広部１２ｃは、第３発熱部９ｃを形成する個別電極１９の一端部１９ａに形成されている。

第３発熱部９ｃの長さＬｃ１が、第１発熱部９ａの長さＬａよりも短いことにより、第３発熱部９ｃの電気抵抗値が、第１発熱部９ａの電気抵抗値よりも低いこととなる。そのため、第３発熱部９ｃの印画濃度が、第１発熱部９ａの印画濃度よりも濃くなる可能性がある。

これに対して、サーマルヘッドＸ６は、第３幅広部１０ｃ，１２ｃの面積が、第１幅広部１０ａ，１２ａの面積よりも小さい構成を有している。そのため、第３幅広部１０ｃ，１２ｃが蓄熱する蓄熱量が、第１幅広部１０ａ，１２ａが蓄熱する蓄熱量に比べて少ないこととなる。それにより、第３発熱部９ｃの近傍に配置された蓄熱層１３に蓄熱される熱量を少なくすることができ、第３発熱部９ｃの印画濃度を薄くすることができる。その結果、配列方向において印画濃度にばらつきが少ないサーマルヘッドＸ６を提供することができる。

第３幅広部１０ｃと個別電極１９の一端部１９ａとの長さＬｃ２（以下、長さＬｃ２と称する場合がある）は、第３発熱部９ｃの長さＬｃ１よりも長いことが好ましい。また、第３幅広部１２ｃと共通電極１７の延伸部１７ｃとの長さＬｃ３（以下、長さＬｃ３と称する場合がある）は、第３発熱部９ｃの長さＬｃ１よりも長いことが好ましい。それにより、第３発熱部９ｃに電流を流れやすくすることができる。

なお、第３幅広部１０ｃ，１２ｃの面積は、第３発熱部９ｃの長さＬｃ１が、第１発熱部９ａの長さＬａの０．９５〜０．９９倍のとき、第３幅広部１０ｃ，１２ｃの面積が、第１幅広部１０ａ，１２ａの面積の０．７５〜０．９５倍であることが好ましい。

このように、サーマルヘッドＸ５，Ｘ６においては、第２幅広部１０ｂ，１２ｂ、または第３幅広部１０ｃ，１２ｃを備え、第２幅広部１０ｂ，１２ｂ、または第３幅広部１０ｃ，１２ｃの面積を適宜変更することにより、発熱部９の配列方向における長さの違いに起因する、発熱部９の印画濃度にむらが生じる可能性を低減することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１の実施形態であるサーマルヘッドＸ１を用いたサーマルプリンタＺ１を示したが、これに限定されるものではなく、サーマルヘッドＸ２，Ｘ３〜Ｘ６をサーマルプリンタＺ１に用いてもよい。また、複数の実施形態であるサーマルヘッドＸ１〜Ｘ６を組み合わせてもよい。

電気抵抗層１５を厚膜形成した例を示したが、電気抵抗層１５をスパッタリング等の薄膜形成技術により形成してもよい。

また、発熱部９を基板７の主面上に形成した例を示したが、発熱部９を基板７の端面に形成する端面型サーマルヘッドにおいても、本発明を実施することができる。

なお、配線基板としてＦＰＣ５を用いた例を示したが、可堯性のあるＦＰＣ５でなく、硬質な配線基板を用いてもよい。硬質なプリント配線基板としては、ガラスエポキシ基板あるいはポリイミド基板等の樹脂により形成された基板を例示することができる。

また、ＦＰＣ５を設けずにコネクタ３１をヘッド基体３に直接電気的に接続してもよい。その場合、コネクタ３１のコネクタピン（不図示）と、ヘッド基体３のＩＣ−ＦＰＣ接続電極２１とを導電性接合材２３を介して電気的に接続すればよい。

Ｘ１〜Ｘ６ サーマルヘッド
Ｚ１ サーマルプリンタ
１ 放熱体
２ 幅狭部（共通電極側）
３ ヘッド基体
４ 幅狭部（個別電極側）
５ フレキシブルプリント配線板
６ 幅広部（共通電極側）
７ 基板
８ 幅広部（個別電極側）
９ 発熱部
１１ 駆動ＩＣ
１３ 蓄熱層
１５ 電気抵抗層
１５ａ 基部
１５ｂ 頂部
１７ 共通電極
１９ 個別電極
２１ ＩＣ−ＦＰＣ接続電極
２３ 接合材
２５ 保護層
２７ 被覆層
２９ 被覆部材

Claims (10)

1. 基板と、
   該基板上に設けられ、基部および該基部上に設けられた頂部を有する電気抵抗層と、
   該電気抵抗層に向けて一方側から延びる櫛歯状の延伸部を有し、該延伸部の一部が該電気抵抗層上に配置された共通電極と、
   前記電気抵抗層に向けて他方側から前記延伸部の間に延びる一端部を有し、該一端部の一部が前記電気抵抗層上に配置された個別電極と、を備え、
   前記共通電極の前記延伸部および前記個別電極の前記一端部のうち少なくとも一方が幅狭部を有しており、
   該幅狭部は、前記電気抵抗層の前記頂部上に配置されており、
   前記共通電極および前記個別電極の少なくとも一方が、幅広部を備えていることを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記共通電極の前記延伸部が前記幅狭部を有しており、
   該幅狭部を構成する前記共通電極の厚みが、前記共通電極の前記延伸部における他の部位の厚みよりも小さい、請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記個別電極の前記一端部が前記幅狭部を有しており、
   該幅狭部を構成する前記個別電極の厚みが、前記個別電極の前記一端部における他の部位の厚みよりも小さい、請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 前記共通電極および前記個別電極上に設けられた保護層をさらに備え、
   平面視して、前記電気抵抗層の前記基部が前記頂部よりも外側に位置する縁部を有しており、
   前記幅広部が前記縁部上に設けられている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
5. 前記共通電極の前記延伸部が前記幅広部を有しており、
   該幅広部を構成する前記共通電極の厚みが、前記共通電極の前記延伸部における他の部位の厚みよりも大きい、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
6. 前記個別電極の前記一端部が前記幅広部を有しており、
   該幅広部を構成する前記個別電極の厚みが、前記個別電極の前記一端部における他の部
   位の厚みよりも大きい、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
7. 前記共通電極の前記延伸部と前記個別電極の前記一端部との間に位置する前記電気抵抗層により形成された発熱部を複数有しており、
   複数の該発熱部は、複数の該発熱部の配列方向における長さの等しい第１発熱部と、該第１発熱部よりも前記配列方向における長さの長い第２発熱部と、を備え、
   前記幅広部は、前記電気抵抗層上に設けられ、前記第１発熱部を形成する前記延伸部または前記一端部に設けられた第１幅広部と、前記第２発熱部を形成する前記延伸部または前記一端部に設けられた第２幅広部と、を備え、
   該第２幅広部の面積が、前記１幅広部の面積よりも大きい、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
8. 前記共通電極の前記延伸部と前記個別電極の前記一端部との間に位置する前記電気抵抗層により形成された発熱部を複数有しており、
   複数の該発熱部は、複数の該発熱部の配列方向における長さの等しい第１発熱部と、該第１発熱部よりも前記配列方向における長さの短い第３発熱部と、を備え、
   前記幅広部は、前記電気抵抗層上に設けられ、前記第１発熱部を形成する前記延伸部または前記一端部に設けられた第１幅広部と、前記第３発熱部を形成する前記延伸部または前記一端部に設けられた第３幅広部と、を備え、
   該第３幅広部の面積が、前記１幅広部の面積よりも小さい、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
9. 平面視して、前記延伸部の先端および前記一端部の先端が、前記電気抵抗層から突出していない、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のサーマルヘッド。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載のサーマルヘッドと、
    前記共通電極の前記延伸部と前記個別電極の前記一端部との間に位置する前記電気抵抗層により形成された発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、
    前記発熱部上に、記録媒体を押圧するプラテンローラとを、備えることを特徴とするサーマルプリンタ。

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