JP6368520B2 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、サーマルプリントヘッドに関する。
サーマルプリントヘッドは、感熱紙などに印刷するサーマルプリンタの主要構成デバイスである。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、基材上に抵抗体層および電極層が積層されている。これらの抵抗体層および電極層がパターニングされていることにより、前記抵抗体層によって主走査方向に配列された複数の発熱部が構成されている。また、前記抵抗体層および前記電極層は、絶縁性の保護層によって覆われている。前記保護層は、感熱紙などとの摩擦によって前記電極層や前記抵抗体層が損傷することを回避するためのものである。
前記サーマルプリントヘッドを用いた印刷を行うと、前記保護層と感熱紙などとが継続的に擦れ合う。この摩擦によって、前記保護層に静電気が帯電する。過大な静電気が帯電すると、前記サーマルプリントヘッドが静電破壊を起こすおそれがある。
特開２０１３−２４８７５６号公報
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、静電破壊を抑制す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。
本発明によって提供されるサーマルプリントヘッドは、基材と、前記基材に支持され、かつ主走査方向に配列された複数の発熱部と、前記複数の発熱部を覆う保護層と、を備えたサーマルプリントヘッドであって、前記保護層は、前記複数の発熱部に接する部位が絶縁性材料からなり、かつ厚さ方向において前記複数の発熱部とは反対側に位置する外表面の少なくとも一部が導電性材料からなり、前記保護層のうち前記導電性材料からなる部位がグランド接続されていることを特徴としている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材に支持され、かつグランド接続されるべきグランド接続部を有する配線層を備えている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層の前記グランド接続部と前記保護層の前記外表面とを接続する導電部材を備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電部材は、Ａｇを含む。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護層は、前記複数の発熱部に接する絶縁性材料からなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された導電性材料からなる導電層と、を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層が、前記複数の発熱部を覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層が、前記保護層の全面にわたって形成されている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層および前記導電層のそれぞれは、前記導電部材に覆われており、かつ平面視において一致する端縁を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、前記絶縁層よりも厚い。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、ＳｉＯ2からなる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、Ｃ／ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＡＬＯＮからなる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、前記基材側に位置する下層と、この下層上に形成された上層とを有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電部材は、前記グランド接続部の前記下層のうち前記上層から延出した延出部に接している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電部材を覆う保護部材を備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記保護層の少なくとも一部を覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の少なくとも一部を覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の前記下層の前記延出部のすべてを覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の前記上層の少なくとも一部を覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護層は、前記複数の発熱部に接する絶縁性材料からなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された導電性材料からなる導電層と、を有するとともに、前記グランド接続部の少なくとも一部を覆っており、前記導電層が前記グランド接続部に接している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層が、前記複数の発熱部を覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層が、前記保護層の全面にわたって形成されている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、前記グランド接続部の少なくとも一部を覆っており、かつ前記導電層を前記グランド接続部に接しさせる開口を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層および前記導電層のそれぞれは、平面視において互いに一致しない端縁を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、前記絶縁層よりも厚い。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、ＳｉＯ2からなる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、Ｃ／ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＡＬＯＮからなる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、前記基材側に位置する下層と、この下層上に形成された上層とを有している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、前記グランド接続部の前記下層のうち前記上層から延出した延出部に接している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電部材を覆う保護部材を備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記保護層の少なくとも一部を覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の少なくとも一部を覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の前記下層の前記延出部のすべてを覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の前記上層の少なくとも一部を覆っている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層の前記下層は、前記複数の発熱部を構成する部分を有する抵抗体層である。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記抵抗体層は、ＴａＳｉＯ2またはＴａＮからなる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記上層は、前記抵抗体層よりも電気抵抗が小さい材質からなる電極層である。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、Ａｌからなる。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、各々が前記複数の発熱部へと延びる複数の個別電極を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、副走査方向において前記複数の発熱部を挟んで個別電極と対向配置された複数の櫛歯部を具備する共通電極を有する。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材に対して副走査方向に隣接して配置された副基板と、前記副基板に搭載され、かつ前記複数の発熱部での発熱を制御するドライバＩＣと、を備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ドライバＩＣを封止する封止部材を備えている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記副基板は、グランドラインを有しており、前記グランド接続部と前記グランドラインとは、ワイヤを介して接続されている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止部材は、前記ワイヤを封止している。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材に支持されており、かつ前記複数の発熱部での発熱を制御するドライバＩＣを備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ドライバＩＣは、前記配線層にフリップチップ実装されている。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層に接続されたフレキシブル配線基板を備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材に対して前記複数の発熱部とは反対側に接合された放熱部材を備える。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材は、セラミックスからなる。
本発明によれば、前記保護層の前記外表面が導電性材料からなり、この外表面がグランド接続されている。これにより、前記サーマルプリントヘッドが使用される際に、前記保護層と感熱紙などが継続的に擦れ合っても、これによって生じる静電気は、前記保護層の外表面からグランド接続によって排出される。したがって、前記保護層に過大な静電気が帯電することを防止可能であり、前記サーマルプリントヘッドの静電破壊を抑制することができる。
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。
本発明の第一実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す平面図である。 図１のサーマルプリントヘッドを示す要部平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 図１の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。 本発明の第二実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す平面図である。 本発明の第三実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す平面図である。 図２３のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。 本発明の第四実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 図２５の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。 図２５の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。 図２５の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。 本発明の第五実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す断面図である。 本発明の第五実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す断面図である。
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。
図１〜図６は、本発明の第一実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１は、基材１、配線層２、保護層３、導電部材４、ドライバＩＣ５、副基板６および放熱部材７を備えている。
図１は、本発明の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、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図１のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。図６は、図１のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。これらの図において、主走査方向がｘ方向であり、副走査方向がｙ方向である。また、図１においては、理解の便宜上、３および導電部材４を省略している。
基材１は、サーマルプリントヘッドＡ１の土台となるものであり、好ましくは表面が絶縁性を示す。基材１の材質は特に限定されないが、本実施形態においてはアルミナなどのセラミックスからなる場合を例に説明する。基材１は、ｘ方向に長く延びる長矩形状である。基材１は、ｚ方向において互いに反対側を向く主面１１および裏面１２を有している。基材１の主面１１には、グレーズ層１３が形成されている。グレーズ層１３は、たと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１３は、ｘ方向に長く延びる帯状であり、ｙｚ平面における断面がｚ方向に若干膨出した形状である。なお、グレーズ層１３は、基材１の主面１１の全面に形成されていてもよい。
配線層２は、サーマルプリントヘッドＡ１において電流が流れる経路を構成するものであり、本実施形態においては、基材１の主面１１に形成されている。なお、配線層２は、基材１の主面１１以外の部分に形成された部位を有していてもよい。配線層２は、抵抗体層２１および電極層２２からなる。抵抗体層２１は、本発明で言う下層に相当し、電極層２２は、本発明で言う上層に相当する。本実施形態においては、抵抗体層２１および電極層２２は、いずれもが後述するスパッタリングなどの成膜技術によって形成された構成を例に説明するが、これに限定されない。たとえば、金属成分を含むペーストを微細印刷し、これを焼成するなどによって抵抗体層２１および電極層２２を形成してもよい。また、基材１に対する抵抗体層２１および電極層２２の位置関係は、適宜設定可能である。配線層２は、図１および図２に示す形状にパターン形成されている。
抵抗体層２１は、基材１の主面１１上およびグレーズ層１３上に形成されている。抵抗体層２１は、複数の発熱部２１１を有している。複数の発熱部２１１は、グレーズ層１３上においてｘ方向に一列に配置されている。これらの発熱部２１１に電流が流れることによって生じる熱が、サーマルプリントヘッドＡ１による印刷の熱源となる。このような抵抗体層２１の材質としては、たとえばたとえば、ＴａＳｉＯ2またはＴａＮが挙げられる。また、抵抗体層２１の厚さは特に限定されないが、その一例を挙げると、たとえば０．０５μｍ〜０．２μｍ程度である。
電極層２２は、抵抗体層２１上に形成されており、抵抗体層２１の材質よりも抵抗値が小さい材質からなる。このような電極層２２の材質としては、たとえばＡｌが挙げられるがこれに限定されず、たとえばＣｕまたはＡｕなどが用いられてもよい。電極層２２の厚さは特に限定されないが、その一例を挙げると、たとえば０．５μｍ〜２．０μｍ程度である。
本実施形態においては、図１および図２に示す配線層２が形成された領域すべてに抵抗体層２１が存在している。一方、電極層２２は、抵抗体層２１の一部を適宜露出させている。具体的には、電極層２２は、複数の個別電極２２１および共通電極２２２を有している。複数の個別電極２２１は、各々がｙ方向に沿って延びる帯状であり、複数の発熱部２１１へと延びている。共通電極２２２は、複数の櫛歯部２２３と迂回部２２４とを有している。複数の櫛歯部２２３は、各々がｙ方向において発熱部２１１を挟んで個別電極２２１と対向配置されている。すなわち、抵抗体層２１のうち複数の個別電極２２１と複数の櫛歯部２２３との間において電極層２２から露出した部分が、複数の発熱部２１１である。迂回部２２４は、複数の櫛歯部２２３が繋がっており、基材１の主面１１状をｘ方向に延びる部分と、この端部からｙ方向に延びる部分とを有している。
また、配線層２は、グランド接続部２３を有している。グランド接続部２３は、グランド接続される部分である。グランド接続部２３の形状は特に限定されないが、本実施形態においては、図２に示すように平面視矩形状とされている。また、本実施形態においては、グランド接続部２３は、図１および図２に示すように、基材１のｘ方向一端寄りに配置されている。より具体的には、グランド接続部２３は、ｘ方向において複数の個別電極２２１と共通電極２２２の迂回部２２４のｙ方向に延びる部分との間に配置されている。
図４および図６に示すように、グランド接続部２３は、抵抗体層２１および電極層２２の一部ずつによって形成されている。後述する製造方法における便宜からこのような構成が好ましいが、グランド接続部２３は、抵抗体層２１または電極層２２のいずれかのみによって形成されてもよい。また、本発明で言うグランド接続部は、配線層２とは別の部材によって構成されてもよい。グランド接続部２３においては、抵抗体層２１の一部が電極層２２から延出している。この部分は、延出部２３１とされる。延出部２３１は、抵抗体層２１からｙ方向において複数の発熱部２１１が存在する側に向けて延出している。
保護層３は、抵抗体層２１を保護するためのものである。保護層３は、図２に示すように、少なくとも複数の発熱部２１１を覆っており、本実施形態においては、配線層２のほぼすべてを覆っている。保護層３は、複数の発熱部２１１に接する部位が絶縁性材料からなり、かつ厚さ方向において複数の発熱部２１１とは反対側に位置する外表面３０の少なくとも一部が導電性材料からなる。このような構成を実現する具体的構成として、本実施形態においては、保護層３は、絶縁層３１および導電層３２を有する。
絶縁層３１は、基材１の主面１１上に形成されており、複数の発熱部２１１に接するそうである。絶縁層３１は、絶縁材料からなる。このような絶縁材料は、特に限定されないが、一例としてＳｉＯ2が挙げられる。絶縁層３１の厚さは特に限定されないが、一例を挙げると０．６μｍ〜２．０μｍ程度である。
導電層３２は、絶縁層３１上に形成されており、導電性材料からなる。このような導電性材料は特に限定されないが、一例としてＣ／ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＡＬＯＮが挙げられる。導電層３２の厚さは、特に限定されないが、一例を挙げると４．０〜６．０μｍ程度である。
なお、保護層３は、絶縁層３１および導電層３２のみからなる構成に限定されない。絶縁層３１と導電層３２との間に介在する他の層などをさらに備える構成であってもよい。また、保護層３は、厚さ方向において組成が徐々に変化する構成であることにより、複数の発熱部２１１に接する部分が絶縁性を示し、外表面３０において導電性を示す構成であってもよい。
導電層３２は、少なくとも複数の発熱部２１１を覆う、すなわち平面視において複数の発熱部２１１と重なることが好ましい。さらに、本実施形態においては、導電層３２は、絶縁層３１の全面に形成されている。図６に示すように、絶縁層３１は端縁３１１を有しており、導電層３２は、端縁３２１を有している。端縁３１１および端縁３２１は、ｘ方向に延びており、平面視において互いに一致している。また、本実施形態においては、端縁３１１および端縁３２１は、グランド接続部２３の延出部２３１上に位置する部分を有している。
導電部材４は、配線層２のグランド接続部２３と保護層３の外表面３０とを接続している。導電部材４は、配線層２のグランド接続部２３と保護層３の外表面３０とを導通させる構成であれば特に限定されないが、本実施形態においては、Ａｇを含むことにより導電性を示すエポキシ樹脂からなる。図６に示すように、本実施形態においては、保護層３が絶縁層３１および導電層３２からなるため、導電部材４は、絶縁層３１に接している。また、導電部材４は、グランド接続部２３の延出部２３１に接しており、グランド接続部２３を構成する抵抗体層２１には接していない。また、導電部材４は、絶縁層３１の端縁３１１および導電層３２の端縁３２１の一部ずつを覆っている。
本実施形態においては、導電部材４は、保護部材４１によって覆われている。保護部材４１は、一般的にレジスト層と称される絶縁性の層と同様の材質（絶縁性樹脂）からなる。また、保護部材４１は、保護層３の少なくとも一部を覆っている。また、保護部材４１は、配線層２の少なくとも一部を覆っている。さらに、本実施形態においては、保護部材４１は、グランド接続部２３の延出部２３１のすべてを覆っている。
副基板６は、基材１に対してｙ方向に隣接して設けられており、ｘ方向に長く延びる長矩形状である。副基板６は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基材を有しており、この基材上に配線層６１が形成されている。また、副基板６には、２つのコネクタ６３が取り付けられている。これらのコネクタ６３は、サーマルプリントヘッドＡ１をサーマルプリンタに接続するために用いられる。
図２、図４および図６に示すように、グランド接続部２３には、ワイヤ５２がボンディングされている。このワイヤ５２は、副基板６の配線層６１の一部であるグランドライン６２にボンディングされている。このグランドライン６２は、コネクタ６３を介してサーマルプリンタのグランドラインに接続される。
ドライバＩＣ５は、複数の発熱部２１１に対して選択的に通電することにより、複数の発熱部２１１における発熱分布や発熱タイミングなどを制御するものである。図１に示すように、本実施形態においては、複数のドライバＩＣ５が、副基板６の基材１寄り部分に配置されている。図２および図３に示すように、ドライバＩＣ５の上面に設けられた複数の電極には、複数のワイヤ５２がボンディングされている。これらのワイヤ５２の一部は、配線層２の複数の個別電極２２１に繋がる複数のパッド部にボンディングされている。また、複数のワイヤ５２の他の一部は、副基板６の配線層６１に適宜ボンディングされている。
ドライバＩＣ５は、封止部材５１によって覆われている。封止部材５１は、たとえば黒色の絶縁性樹脂であり、ドライバＩＣ５を保護するためのものであり、基材１および副基板６にまたがるようにしてドライバＩＣ５を覆っている。図３および図４に示すように、封止部材５１は、保護部材４１の一部を覆っている。また、封止部材５１は、グランド接続部２３にボンディングされたワイヤ５２を覆っている。
放熱部材７は、基材１の裏面１２および副基板６の図中下面に接合層７１を介して取り付けられている。放熱部材７は、基材１からの放熱を促進するためのものであり、たとえばＡｌなどの金属からなるブロックである。
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２１を参照しつつ以下に説明する。
まず、図７に示す基材１を用意する。なお、図７は、図５に示す部位を示している。基材１は、たとえばアルミナなどのセラミックスからなる板材である。この基材１の主面１１にグレーズ層１３を形成する。グレーズ層１３の形成は、たとえばガラス成分を含むペーストを主面１１の所定領域に塗布し、これを焼成するなどして硬化させることによってなされる。
次いで、図８および図９に示すように、抵抗体層２１Ａを形成する。なお、図９は、図６に示す部位を示している。抵抗体層２１Ａの形成は、たとえばＴａＳｉＯ2またはＴａＮなどの抵抗体材料を用いたスパッタリングによって行う。これによって形成される抵抗体層２１Ａは、その厚さがたとえば０．０５μｍ〜０．２μｍ程度である。抵抗体層２１Ａは、基材１の主面１１全面に形成される。
次いで、図１０および図１１に示すように、電極層２２Ａを形成する。電極層２２Ａの形成は、たとえばＡｌなどの良導電材料としての金属を用いたスパッタリングによって行う。これによって形成される電極層２２Ａは、その厚さがたとえば０．５μｍ〜２．０μｍ程度である。電極層２２Ａは、抵抗体層２１Ａのすべてを覆うように、その全面に形成される。
次いで、抵抗体層２１Ａおよび電極層２２Ａに対して、パターニングを行う。このパターニングは、たとえば所定の形状に微細加工されたマスクを用いたエッチングによって行う。これにより、抵抗体層２１Ａおよび電極層２２Ａは、図２に示された配線層２とほぼ同様の平面視形状にパターニングされる。これにより、図１２に示すように、抵抗体層２１が形成され、抵抗体層２１および電極層２２Ａは、上述したグランド接続部２３を形成すべき部位を有する構成となる。
次いで、電極層２２Ａに対して選択的にパターニングを施す。これにより、図１３に示すように、複数の個別電極２２１および共通電極２２２を有する電極層２２を形成する。また、複数の個別電極２２１および共通電極２２２が形成されることにより、抵抗体層２１は、複数の発熱部２１１を有する形態となる。また図１４に示すように、抵抗体層２１の一部を電極層２２から延出させることにより、延出部２３１を有するグランド接続部２３を形成する。
次いで、図１５および図１６に示すように、絶縁層３１を形成する。絶縁層３１の形成はたとえばＳｉＯ2に代表されるガラス材料を用いたスパッタリングによって行う。この際、所望の領域に絶縁層３１を形成するためにマスク８１を用いる。マスク８１は、ｘ方向に延びる端縁を有している。この端縁を、グランド接続部２３の延出部２３１に重なるように位置させる。これにより、延出部２３１に重なり、ｘ方向に長く延びる端縁３１１を有する絶縁層３１が形成される。絶縁層３１の厚さは、たとえば０．６μｍ〜２．０μｍ程度である。また、絶縁層３１は、複数の発熱部２１１や複数の個別電極２２１および共通電極２２２を覆っている。
次いで、図１７および図１８に示すように、導電層３２を形成する。導電層３２の形成はたとえばＣ／ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＡＬＯＮに代表される導電性材料を用いたスパッタリングによって行う。この際、上述したマスク８１をそのまま用いる。これにより、導電層３２は、絶縁層３１とまったく同じ領域に形成される。また、導電層３２は、端縁３１１と平面視において一致する端縁３２１を有するものとなる。導電層３２の厚さは、たとえば４．０〜６．０μｍ程度である。
次いで、図１９に示すように、導電部材４を形成する。導電部材４の形成は、たとえばＡｇを比較的高濃度に含むエポキシ樹脂材料を塗布し、これを硬化させることによって行う。前記塗布に置いては、前記エポキシ樹脂材料を絶縁層３１の端縁３１１および導電層３２の端縁３２１に跨るように行う。そして、導電部材４を絶縁層３１（保護層３）の外表面３０とグランド接続部２３の延出部２３１とに接しさせる。なお、導電部材４は、グランド接続部２３を構成する抵抗体層２１には接しさせない。
次いで、図２０に示すように、保護部材４１を形成する。保護部材４１の形成は、一般的にレジスト層と称される層を構成する絶縁性樹脂材料を用いて、導電部材４を覆うことによって行う。なお、本実施形態においては、保護部材４１は、絶縁層３１の一部、グランド接続部２３絶縁層３１の全部およびグランド接続部２３を構成する抵抗体層２１の一部を覆う。
次いで、図２１に示すように、基材１の裏面１２に接合層７１を介して放熱部材７を接合する。この際に、放熱部材７に接合層７１を介して副基板６を取り付ける。この後は、副基板６へのドライバＩＣ５の実装、複数のワイヤ５２のボンディングおよび封止部材５１の形成などを経ることにより、上述した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、保護層３の外表面３０が導電性材料からなり、この外表面３０がグランド接続されている。これにより、サーマルプリントヘッドＡ１が使用される際に、保護層３と感熱紙などが継続的に擦れ合っても、これによって生じる静電気は、保護層３の外表面３０からグランド接続によって排出される。したがって、保護層３に過大な静電気が帯電することを防止可能であり、サーマルプリントヘッドＡ１の静電破壊を抑制することができる。
基材１の主面１１上に形成された配線層２がグランド接続部２３を有することにより、保護層３の外表面３０とグランド接続部２３とを接続させる手段が、不当に長い距離を導通させることを回避することができる。
導電部材４を備えることにより、保護層３の外表面３０とグランド接続部２３とを確実に導通させることができる。
保護層３が絶縁層３１と導電層３２とを有することにより、複数の発熱部２１１を絶縁層３１によって確実に絶縁するとともに、導電層３２によって保護層３の外表面３０が導電性を有する状態を確実に維持することができる。
導電層３２が複数の発熱部２１１を覆っていることにより、感熱紙などが押し付けられる部分に導電層３２を位置させることができる。これにより、静電気の排出をより効果的に行うことができる。導電層３２が保護層３の全面にわたって形成されていることは、静電気の排出促進に好適である。
導電部材４をグランド接続部２３の延出部２３１と接しさせることにより、導電部材４と抵抗体層２１とを接しさせる場合と比較して、導電部材４の剥離防止を図ることができる。
保護部材４１を設けることにより、導電部材４の剥離を抑制することができる。また、保護部材４１がグランド接続部２３の延出部２３１のすべてとグランド接続部２３を構成する抵抗体層２１の一部とを覆うことにより、導電部材４の剥離防止をより確実化することができる。
図２２〜図３０は、本発明の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。
図２２は、本発明の第二実施形態に基づく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、配線層２が２つのグランド接続部２３を有している。これらのグランド接続部２３は、基材１のｘ方向両端寄りに離間して配置されている。各グランド接続部２３は、図６に示した構成とされており、導電部材４を介して保護層３の外表面３０（導電層３２）に導通している。
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドＡ２の静電破壊を抑制することができる。また、保護層３が基材１のｘ方向両端寄りの２箇所においてグランド接続される構成となる。これにより、静電気の排出をより促進することができる。
図２３および図２４は、本発明の第三実施形態に基づく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、配線層２が３つのグランド接続部２３を有している。２つのグランド接続部２３が基材１のｘ方向両端寄りに配置されており、残りの１つのグランド接続部２３が基材１のｘ方向中央付近に配置されている。図２４によく表れているように、１つのグランド接続部２３が、ｘ方向において隣り合う２つのドライバＩＣ５の間に配置されている。各グランド接続部２３は、図６に示した構成とされており、導電部材４を介して保護層３の外表面３０（導電層３２）に導通している。
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドＡ３の静電破壊を抑制することができる。また、保護層３は、基材１のｘ方向中央寄りの箇所においてグランド接続されている。これにより、たとえばサーマルプリントヘッドＡ３のｘ方向長さが相対的に長い構成である場合に、静電気の排出をより確実に実現することが期待できる。
図２５は、本発明の第四実施形態に基づく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、保護層３の外表面３０をグランド接続するための構成が上述したサーマルプリントヘッドＡ１〜Ａ３と異なっている。なお、サーマルプリントヘッドＡ１〜Ａ３に示した配置とされたグランド接続部２３に、本実施形態における保護層３の外表面３０との導通形態を適用した構成を適宜採用してもよい。
本実施形態においては、絶縁層３１に開口３１２が形成されている。開口３１２は、絶縁層３１に設けられた貫通孔である。開口３１２を通じて、導電層３２とグランド接続部２３の延出部２３１とが接している。これが本実施形態における保護層３の外表面３０をグランド接続するための構成である。また、後述する製造方法に関連して、絶縁層３１の端縁３１１と導電層３２の端縁３２１とは必ずしも平面視において一致しない構成である。また、本実施形態においては、絶縁層３１がグランド接続部２３を構成する抵抗体層２１の一部を覆っている。
次に、サーマルプリントヘッドＡ４の製造方法の一例について、図２６〜図２８を参照しつつ、以下に説明する。
図７〜図１６を参照して説明した上述したサーマルプリントヘッドＡ１の製造方法と同様の処理を経ることにより、図２６に示す絶縁層３１Ａを形成する。次いで、エッチングなどの手法によって、図２７に示す開口３１２を形成する。そして、図２８に示すように、導電層３２をスパッタリングなどの手法によって形成する。絶縁層３１Ａを形成する際に使用するマスクと、導電層３２を形成する際に使用するマスクが異なるため、絶縁層３１の端縁３１１と導電層３２の端縁３２１とは平面視において必ずしも一致していない。
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドＡ４の静電破壊を抑制することができる。
図２９および図３０は、本発明の第五実施形態に基づく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、ドライバＩＣ５の実装形態が上述したサーマルプリントヘッドＡ１〜Ａ４と異なっている。ドライバＩＣ５の実装形態以外の構成については、サーマルプリントヘッドＡ１〜Ａ４の構成を適宜組み合わせてサーマルプリントヘッドＡ５に適用可能である。図２９は、図３に対応する断面図であり、図３０は、図４に対応する断面図である。
本実施形態においては、ドライバＩＣ５は、基材１に支持されており、配線層２の適所に導通接合されている。このような実装形態は、フリップチップ実装と称される。また、サーマルプリントヘッドＡ５は、フレキシブル配線基板６５を有している。フレキシブル配線基板６５は、たとえば導体層６５１とこの導体層６５１を挟む２層の絶縁層６５２とからなる。フレキシブル配線基板６５の導体層６５１は、基材１の配線層２の適所に導通接合されている。フレキシブル配線基板６５は、サーマルプリントヘッドＡ５が搭載されるサーマルプリンタとの接続に用いられる。
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドＡ５の静電破壊を抑制することができる。
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 サーマルプリントヘッド
Ａ２ サーマルプリントヘッド
Ａ３ サーマルプリントヘッド
Ａ４ サーマルプリントヘッド
Ａ５ サーマルプリントヘッド
１ 基材
１１ 主面
１２ 裏面
１３ グレーズ層
２ 配線層
２１ 抵抗体層
２１１ 発熱部
２２ 電極層
２２１ 個別電極
２２２ 共通電極
２２３ 櫛歯部
２２４ 迂回部
２３ グランド接続部
２３１ 延出部
３ 保護層
３０ 外表面
３１ 絶縁層
３１１ 端縁
３１２ 開口
３２ 導電層
３２１ 端縁
４ 導電部材
４１ 保護部材
５ ドライバＩＣ
５１ 封止部材
５２ ワイヤ
６ 副基板
６１ 配線層
６２ グランドライン
６３ コネクタ
７ 放熱部材
７１ 接合層
６５ フレキシブル配線基板
６５１ 導体層
６５２ 絶縁層
８１ マスク
２１Ａ 抵抗体層
２２Ａ 電極層
３１Ａ 絶縁層

Claims (29)

  1. 基材と、
    前記基材に支持され、かつ主走査方向に配列された複数の発熱部と、
    前記複数の発熱部を覆う保護層と、
    を備えたサーマルプリントヘッドであって、
    前記保護層は、前記複数の発熱部に接する部位が絶縁性材料からなり、かつ厚さ方向において前記複数の発熱部とは反対側に位置する外表面の少なくとも一部が導電性材料からなり、
    前記基材に支持され、かつグランド接続されるべきグランド接続部を有する配線層と、
    前記配線層の前記グランド接続部と前記保護層の前記外表面とを接続する導電部材と、を備え、
    前記配線層は、前記基材側に位置する下層と、この下層上に形成された上層とを有し、
    前記導電部材は、前記グランド接続部の前記下層のうち前記上層から延出した延出部に接しており、
    前記保護層のうち前記導電性材料からなる部位がグランド接続されていることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
  2. 前記導電部材を覆う保護部材を備える、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
  3. 前記保護部材は、前記保護層の少なくとも一部を覆っている、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
  4. 前記保護部材は、前記配線層の少なくとも一部を覆っている、請求項２または３に記載のサーマルプリントヘッド。
  5. 前記保護部材は、前記配線層の前記下層の前記延出部のすべてを覆っている、請求項２ないし４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  6. 前記保護部材は、前記配線層の前記上層の少なくとも一部を覆っている、請求項２ないし５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  7. 前記導電部材は、Ａｇを含む、請求項１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. 前記保護層は、前記複数の発熱部に接する絶縁性材料からなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された導電性材料からなる導電層と、を有する、請求項１ないし７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  9. 基材と、
    前記基材に支持され、かつ主走査方向に配列された複数の発熱部と、
    前記複数の発熱部を覆う保護層と、
    を備えたサーマルプリントヘッドであって、
    前記保護層は、前記複数の発熱部に接する部位が絶縁性材料からなり、かつ厚さ方向において前記複数の発熱部とは反対側に位置する外表面の少なくとも一部が導電性材料からなり、
    前記基材に支持され、かつグランド接続されるべきグランド接続部を有する配線層を備えており、
    前記保護層は、前記複数の発熱部に接する絶縁性材料からなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された導電性材料からなる導電層と、を有するとともに、前記グランド接続部の少なくとも一部を覆っており、
    前記導電層が前記グランド接続部に接しており、
    前記配線層は、前記基材側に位置する下層と、この下層上に形成された上層とを有しており、
    前記導電層は、前記グランド接続部の前記下層のうち前記上層から延出した延出部に接しており、
    前記保護層のうち前記導電性材料からなる部位がグランド接続されていることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
  10. 前記配線層の前記グランド接続部と前記保護層の前記外表面とを接続する導電部材と、
    前記導電部材を覆う保護部材を備える、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
  11. 前記保護部材は、前記保護層の少なくとも一部を覆っている、請求項１０に記載のサーマルプリントヘッド。
  12. 前記保護部材は、前記配線層の少なくとも一部を覆っている、請求項１０または１１に記載のサーマルプリントヘッド。
  13. 前記保護部材は、前記配線層の前記下層の前記延出部のすべてを覆っている、請求項１０ないし１２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  14. 前記保護部材は、前記配線層の前記上層の少なくとも一部を覆っている、請求項１０ないし１３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  15. 前記配線層の前記下層は、前記複数の発熱部を構成する部分を有する抵抗体層である、請求項９ないし１４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  16. 前記抵抗体層は、ＴａＳｉＯ2またはＴａＮからなる、請求項１５に記載のサーマルプ
    リントヘッド。
  17. 前記上層は、前記抵抗体層よりも電気抵抗が小さい材質からなる電極層である、請求項１５または１６に記載のサーマルプリントヘッド。
  18. 前記電極層は、Ａｌからなる、請求項１７に記載のサーマルプリントヘッド。
  19. 前記電極層は、各々が前記複数の発熱部へと延びる複数の個別電極を有する、請求項１７または１８に記載のサーマルプリントヘッド。
  20. 前記電極層は、副走査方向において前記複数の発熱部を挟んで個別電極と対向配置された複数の櫛歯部を具備する共通電極を有する、請求項１９に記載のサーマルプリントヘッド。
  21. 前記基材に対して副走査方向に隣接して配置された副基板と、
    前記副基板に搭載され、かつ前記複数の発熱部での発熱を制御するドライバＩＣと、を備える、請求項１ないし２０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  22. 前記ドライバＩＣを封止する封止部材を備えている、請求項２１に記載のサーマルプリントヘッド。
  23. 前記副基板は、グランドラインを有しており、
    前記グランド接続部と前記グランドラインとは、ワイヤを介して接続されている、請求項２２に記載のサーマルプリントヘッド。
  24. 前記封止部材は、前記ワイヤを封止している、請求項２３に記載のサーマルプリントヘッド。
  25. 前記基材に支持されており、かつ前記複数の発熱部での発熱を制御するドライバＩＣを備える、請求項１ないし２０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  26. 前記ドライバＩＣは、前記配線層にフリップチップ実装されている、請求項２５に記載のサーマルプリントヘッド。
  27. 前記配線層に接続されたフレキシブル配線基板を備える、請求項２５または２６に記載のサーマルプリントヘッド。
  28. 前記基材に対して前記複数の発熱部とは反対側に接合された放熱部材を備える、請求項１ないし２７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  29. 前記基材は、セラミックスからなる、請求項１ないし２８のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
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