JP6618932B2 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

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の使用時には、前記複数の発熱部およびその周辺が、感熱紙などと擦れ合う。このため、前記サーマルプリントヘッドのうち前記複数の発熱部およびその周辺が選択的に劣化する。しかし、これらの部分が想定された寿命を迎えた場合、前記サーマルプリントヘッドの全体を前記サーマルプリンタなどから取り外し、前記新しいサーマルプリントヘッドを装着することが強いられる。これは、廃棄負担の増大を招来してしまう。

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、廃棄負担を軽減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、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する印字基板と、放熱部材と、機外との接続に供される主コネクタが設けられたコネクタ基板と、を備え、前記印字基板は、前記放熱部材に対して取り外し可能であり、前記印字基板の前記放熱部材に対する副走査方向における位置を規定する位置規定手段を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記印字基板に実装されたドライバＩＣを備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記印字基板と前記コネクタ基板とを導通させる副コネクタを備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位置規定手段は、前記放熱部材に設けられた、前記印字基板に対して副走査方向下流側に位置する当接面を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記当接面は、平面視において前記印字基板の主走査方向下流側端面を覆うように傾斜している。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記印字基板の前記主走査方向下流側端面は、前記当接面に対して平行である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位置規定手段は、前記印字基板を前記当接面に当接させる押圧力を付勢する付勢機構を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位置規定手段は、前記コネクタ基板を前記放熱部材に取り付けるコネクタ基板用弾性部材を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記コネクタ基板用弾性部材は、前記コネクタ基板を介して前記押圧力を付勢する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記付勢機構は、前記印字基板と前記コネクタ基板との間に介在する中間弾性部材を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位置規定手段は、前記印字基板に設けられた位置決め凹部と、前記放熱部材に設けられ、且つ前記位置決め凹部に進入する位置決め凸部と、を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位置規定手段は、複数の前記位置決め凹部と複数の前記位置決め凸部とを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の位置決め凹部と前記複数の位置決め凸部とは、主走査方向において互いに離間するものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の位置決め凹部と前記複数の位置決め凸部とは、副走査方向において互いに離間するものを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位置決め凹部は、前記印字基板の厚さ方向に凹んでおり、前記位置決め凸部は、前記印字基板の厚さ方向に突出している。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記副コネクタと前記コネクタ基板とを接続する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、前記印字基板は、基材、前記基材に支持されたグレーズ層、前記グレーズ層に形成された配線層を備えており、前記配線層は、前記複数の発熱部を構成する抵抗体層およびこの抵抗体層に導通する電極層を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、薄膜形成手法によって形成されており、前記抵抗体層は、前記配線層と前記グレーズ層との間に介在している。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、厚膜印刷されたペーストを焼成することによって形成されており、前記抵抗体層は、主走査方向に長く延びる帯状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記印字基板は、半導体からなる基材、前記基材上に形成された絶縁層、前記絶縁層上に形成された電極層および抵抗体層からなる配線層を含み、前記抵抗体層が前記複数の発熱部を構成する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＧａＮのいずれかから選択された材料からなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、ＳｉＯ₂またはＳｉＡｌＯ₂からなる。

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、ポリシリコン、ＴａＳｉＯ₂、および、ＴｉＯＮの少なくともいずれかからなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ−Ｓｉ、および、Ｔｉの少なくともいずれかからなる。

本発明によれば、前記位置規定手段によって、前記印字基板の副走査方向における位置が規定される。前記印字基板には、前記複数の発熱部が設けられている。印刷時においてはサーマルプリンタに設けられたたとえばプラテンローラによって感熱紙等が前記サーマルプリントヘッドに押し付けられる。前記複数の発熱部の副走査方向における位置が正確であるほど、前記プラテンローラによって感熱紙等が効果的に押し付けられる。これは、印字の正確さおよび鮮明さに資する。そして、前記サーマルプリントヘッドにおいては、前記印字基板が前記放熱部材に対して取り外し可能である。このため、使用による劣化等によって、前記発熱部や保護層が交換すべき状態となった際には、前記印字基板を前記放熱部材から取り外し、新しい前記印字基板と交換することが可能である。したがって、本発明にかかるサーマルプリントヘッドによれば、廃棄負担を軽減することができる。

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１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ＩＩ−ＩＩ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の組立工程を示す断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドの組立工程を示す断面図である。 図１のサーマルプリントヘッドの変形例を示す要部拡大平面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う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他の変形例を示す要部拡大断面図である。 本発明の第２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。 図９のサーマルプリントヘッドの組立工程を示す断面図である。 本発明の第３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４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。 図１２のサーマルプリントヘッドの組立工程を示す断面図である。 本発明の第５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１４のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。

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３は、本発明の第１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、印字基板１、コネクタ基板用弾性部材４１、コネクタ基板６および放熱部材７を備えている。

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、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、図３は、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。ｙ方向については、図１の図中下方およ図２の図中右方が、感熱紙などが送られてくる上流側であり、図１の図中上方および図２の図中左方が、感熱紙などが排出される下流側である。また、図１においては、理解の便宜上、後述する保護層３を省略している。

印字基板１は、基材１０、配線層２、保護層３、ドライバＩＣ５および副コネクタ６２を備えている。

基材１０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１０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１０は、ｘ方向に長く延びる長矩形状である。基材１０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１０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、主面１１の前面を覆うとともに、ｘ方向に長く延び、且つｙｚ平面における断面がｚ方向に若干膨出した帯状部分を有している。なお、グレーズ層１３は、基材１０の主面１１の一部に形成されていてもよい。また、基材１０は、端面１４を有している。端面１４は、ｙ方向において下流側に位置する端面である。

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１０の主面１１のグレーズ層１３上に形成されている。なお、配線層２は、基材１０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。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薄膜形成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。

抵抗体層２１は、基材１０の主面１１のグレーズ層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、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（図示略）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。前記迂回部は、複数の櫛歯部２２３が繋がっており、たとえば、基材１０の主面１１上を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。

保護層３は、配線層２を保護するためのものである。保護層３は、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、発熱部２１１に接する層であり、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。

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、基材１０のｙ方向上方寄り部分に配置されている。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、電極層２２の他の部分に接合されている。

図２に示すように、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、ドライバＩＣ５を覆っている。

副コネクタ６２は、印字基板１とコネクタ基板６とを電気的に接続するためのものである。副コネクタ６２は、配線層２の電極層２２の適所にたとえばハンダを介して接合されている。また、副コネクタ６２は、配線層２の電極層２２を介して、ドライバＩＣ５と導通している。本実施形態においては、副コネクタ６２は、基材１０のｙ方向上流側端部付近に配置されている。

コネクタ基板６は、印字基板１に対してｙ方向上流側に隣接して配置されている。コネクタ基板６は、主コネクタ６１および副コネクタ６２を備えている。主コネクタ６１は、サーマルプリントヘッドＡ１を機外のたとえばサーマルプリンタに接続するために用いられる。副コネクタ６２は、印字基板１の副コネクタ６２との接続に用いられる。主コネクタ６１は、コネクタ基板６のｙ方向上流側端部付近に配置されている。副コネクタ６２は、コネクタ基板６のｙ方向下流側端部付近に配置されている。コネクタ基板６においては、主コネクタ６１および副コネクタ６２を支持する基材が採用されている。この基材は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる。また、この基材上に、主コネクタ６１および副コネクタ６２を適宜導通させる配線パターンが形成されている。

放熱部材７は、印刷時において印字基板１から発生する熱を外部に放散するためのものである。本実施形態においては、放熱部材７は、支持面７１、当接面７２および凹部７３を有しており、ｘ方向に長く延びる形状である。支持面７１は、ｚ方向図中上方を向く面であり、印字基板１およびコネクタ基板６を支持する。当接面７２は、ｙ方向下流側において、ｙ方向上流側を向く面である。本実施形態においては、当接面７２は、支持面７１に繋がっている。凹部７３は、放熱部材７のうちｚ方向において支持面７１とは反対側に位置する部位に設けられている。また、凹部７３は、放熱部材７のうちｙ方向上流側部分に設けられている。凹部７３は、ｚ方向上方に凹んでいる。放熱部材７は、金属からなるものが好ましく、たとえばアルミからなる。また、放熱部材７は、アルミの押出成形によって形成されることが好ましい。この場合、図２に示された断面は、ｘ方向において一定である。

コネクタ基板用弾性部材４１は、印字基板１の放熱部材７に対するｙ方向における位置を規定する位置規定手段の一例である。さらに、本実施形態においては、コネクタ基板用弾性部材４１は、印字基板１を放熱部材７の当接面７２に当接させる押圧力を付勢する付勢機構の一例である。

コネクタ基板用弾性部材４１は、たとえばバネ鋼からなる板材を切断および折り曲げることにより形成されている。コネクタ基板用弾性部材４１の一端は、たとえばボルトなどによってコネクタ基板６のｚ方向図中下面に固定されている。コネクタ基板用弾性部材４１の一端と他端との間には、図示された複数の屈曲部が形成されている。これらの屈曲部は、コネクタ基板用弾性部材４１の他端が放熱部材７の凹部７３に嵌めこまれた場合に、コネクタ基板６とともに放熱部材７をｚ方向において挟むように作用する弾性力が付勢されるように形成されている。また、前記複数の屈曲部は、コネクタ基板用弾性部材４１の他端が放熱部材７の凹部７３に嵌めこまれた場合に、コネクタ基板６を介して印字基板１の端面１４を放熱部材７の当接面７２に押し当てる弾性力が付勢されるように形成されている。

次に、サーマルプリントヘッドＡ１の組立工程の一例について、図４および図５を参照しつつ、以下に説明する。

まず、図４に示すように、印字基板１および放熱部材７を用意する。印字基板１は、上述した通り基材１０に配線層２、保護層３、ドライバＩＣ５および副コネクタ６２が設けられた状態である。そして、印字基板１を放熱部材７の支持面７１に置く。この際、放熱部材７の支持面７１には、基材１０を固定するための接着剤等が塗布されていてもよい。ただし、この接着剤は、置かれた基材１０を即座に支持面７１に固定するものではなく、意図したタイミングで固化するものが好ましい。意図したタイミングでの固化を実現しうる接着剤として、後述するコネクタ基板６の取り付けに要する時間より大幅に長い固化時間を有するもの、あるいは、赤外線、加熱などによって所望のタイミングで固化するもの、などが挙げられる。また、この接着剤は、使用者や製造者らの意図によって、放熱部材７から印字基板１を取り外し可能なものが採用されるべきである。

次いで、図５に示すように、印字基板１のｙ方向上流からコネクタ基板６を接近させる。この際、コネクタ基板用弾性部材４１の他端をｚ方向下方に押し下げることにより、コネクタ基板用弾性部材４１の他端とコネクタ基板６との間に放熱部材７を進入させうる状態をとらせる。そして、放熱部材７をｙ方向下流側に進行させ、コネクタ基板用弾性部材４１の他端部分を放熱部材７の凹部７３に嵌めこむ。また、これとほぼ同時に、コネクタ基板６が印字基板１に当接するとともに、印字基板１の副コネクタ６２とコネクタ基板６の副コネクタ６２とを結合する。この結果、コネクタ基板６が放熱部材７に取り付けられるとともに、印字基板１とコネクタ基板６とが接続される。さらに、コネクタ基板用弾性部材４１によって付勢される弾性力によって、印字基板１が放熱部材７からｙ方向下流側に押されることにより、基材１０の端面１４が放熱部材７の当接面７２に当接される。こののちに、上述した接着剤等を固化させることにより、サーマルプリントヘッドＡ１が完成する。

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、コネクタ基板用弾性部材４１によって、印字基板１のｙ方向における位置が規定される。印字基板１には、複数の発熱部２１１が設けられている。印刷時においてはサーマルプリンタに設けられたたとえばプラテンローラによって感熱紙等がサーマルプリントヘッドＡ１に押し付けられる。複数の発熱部２１１のｙ方向における位置が正確であるほど、前記プラテンローラによって感熱紙等が効果的に押し付けられる。これは、印字の正確さおよび鮮明さに資する。そして、サーマルプリントヘッドＡ１においては、印字基板１が放熱部材７に対して取り外し可能である。このため、使用による劣化等によって、発熱部２１１や保護層３が交換すべき状態となった際には、印字基板１を放熱部材７から取り外し、新しい印字基板１と交換す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、廃棄負担を軽減することができる。

放熱部材７に当接面７２が設けられていることにより、印字基板１のｙ方向における位置をより正確に規定することができる。

コネクタ基板用弾性部材４１は、コネクタ基板６を放熱部材７に固定する弾性力と、印字基板１を放熱部材７の当接面７２に押圧する弾性力とを付勢する。これにより、放熱部材７の固定と、印字基板１の位置規定とを合理的に達成することができる。

図６〜図１５は、本発明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。

図６および図７は、サーマルプリントヘッドＡ１の変形例を示している。本変形例は、特に、サーマルプリントヘッドＡ１の印字基板１についての変形例を示す。

図６は、本変形例を示す要部平面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。

基材１０は、たとえばＡｌ₂Ｏ₃などのセラミックからなり、たとえばその厚さが０．６〜１．０ｍｍ程度とされている。基材１０は、ｘ方向に長く延びる長矩形状とされている。あるいは、基材１０は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる構成であってもよい。

グレーズ層１３は、基材１０上に形成されており、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。このガラス材料の軟化点は、たとえば８００〜８５０℃である。グレーズ層１３のうち上方に膨出する帯状部分は、ガラスペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより形成されている。

配線層２は、抵抗体層２１および電極層２２を有する。

電極層２２は、抵抗体層２１に通電するための経路を構成するためのものであり、たとえばＡｇを主成分とした導電体からなる。電極層２２は、たとえば厚膜印刷用のＡｇペーストを印刷および焼成することによって形成されている。

図６に示すように、電極層２２は、共通電極２２２および複数の個別電極２２１を有している。共通電極２２２は、複数の櫛歯部２２３および迂回部２２４を有している。迂回部２２４は、基材１０のｙ方向下流側端部寄りに配置されており、ｘ方向に延びる帯状である。複数の櫛歯部２２３は、各々が迂回部２２４からｙ方向上流側に延びており、ｘ方向に等ピッチで配列されている。

複数の個別電極２２１は、抵抗体層２１に対して部分的に通電するためのものであり、共通電極２２２に対して逆極性となる部位である。個別電極２２１は、抵抗体層２１からドライバＩＣ５に向かって延びている。複数の個別電極２２１は、複数のワイヤ５２によってドライバＩＣ５に接続されている。

抵抗体層２１は、電極層２２を構成する材料よりも抵抗率が大であるたとえば酸化ルテニウムなどからなり、ｘ方向に延びる帯状に形成されている。本変形例に置いては、抵抗体層２１は、酸化ルテニウムなどを含む厚膜印刷用のペーストを印刷および焼成することによって形成されている。抵抗体層２１は、共通電極２２２の複数の櫛歯部２２３と複数の個別電極２２１とに交差している。抵抗体層２１のうち各櫛歯部２２３と各個別電極２２１とに挟まれた部位が、電極層２２によって部分的に通電されることにより発熱する発熱部２１１であり、この発熱によって印字ドットが形成される。

保護層３は、抵抗体層２１および電極層２２を保護するためのものである。保護層３は、たとえば非晶質ガラスからなる。

図８は、サーマルプリントヘッドＡ１の他の変形例を示している。本変形例は、特に、サーマルプリントヘッドＡ１の印字基板１についての変形例を示す。

図８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。

本変形例においては、印字基板１は、基材１０、絶縁層１５、配線層２および保護層３の構成が上述した例と異なっている。

基材１０は板状を呈している。本変形例においては、基材１０は半導体材料よりなる。基材１０を構成する半導体材料としては、たとえば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＧａＮが挙げられる。基材１０の厚さはたとえば０．６２５〜０．７２０ｍｍである。基材１０は、ｘ方向に長く延びる平板状である。基材１０の幅（ｙ方向における寸法）は、たとえば、３〜２０ｍｍである。基材１０のｘ方向における寸法は、たとえば、１０〜３００ｍｍである。

絶縁層１５は基材１０の主面１１に形成されている。絶縁層１５は、基材１０の主面１１の全体を覆っている。絶縁層１５は、発熱部２１１にて発生した熱を蓄えるためのものである。絶縁層１５の厚さは、たとえば、３μｍ以上である。絶縁層１５は、たとえば、ＳｉＯ₂またはＳｉＡｌＯ₂からなる。

配線層２は、抵抗体層２１および電極層２２からなる。電極層２２は基材１０の主面１１に形成されている。図３における電極層２２には、具体的には、電極層２２は絶縁層１５に積層されている。また、電極層２２は抵抗体層２１に積層されている。本変形例においては、電極層２２と絶縁層１５との間に、抵抗体層２１が介在している。電極層２２は、抵抗体層２１に導通している。電極層２２は、抵抗体層２１に通電するための経路を構成している。電極層２２を構成する材料としては、たとえば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ−Ｓｉ、および、Ｔｉが挙げられる。本変形例とは異なり、電極層２２は、絶縁層１５と抵抗体層２１との間に介在していてもよい。

本変形例においても、電極層２２は、複数の発熱部２１１と共通電極２２２とを有している。共通電極２２２は、複数の櫛歯部２２３を有している。各個別電極２２１と各櫛歯部２２３とは、抵抗体層２１の発熱部２１１を挟んで、ｙ方向に対向配置されている。

抵抗体層２１は基材１０に形成されている。本変形例では、抵抗体層２１は、絶縁層１５に直接形成されている。抵抗体層２１は、電極層２２からの電流が流れた部分が複数の発熱部２１１として発熱する。このように発熱することによって印字ドットが形成される。抵抗体層２１は、電極層２２を構成する材料よりも抵抗率が高い材料よりなる。抵抗体層２１を構成する材料としては、たとえば、ポリシリコン、ＴａＳｉＯ₂、および、ＴｉＯＮが挙げられる。本実施形態においては、抵抗体層２１には、抵抗値の調整のため、イオン（たとえば、ホウ素）がドーピングされている。抵抗体層２１の厚さは、たとえば、０．２μｍ〜１μｍである。

保護層３は、絶縁材料からなり、たとえば、ＳｉＯ₂、および、ＳｉＡｌＯ₂からなる。

以上に説明した変形例は、以降に説明する実施形態においても適宜採用することができる。

図９は、本発明の第２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、主にコネクタ基板６の構成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、コネクタ基板６には、フレキシブル配線基板６３が取り付けられている。フレキシブル配線基板６３は、可撓性に富む絶縁樹脂製フィルムと、配線パターン層とが積層されている。フレキシブル配線基板６３は、使用者等の任意で屈曲自在であるとともに、導通経路を構成する。フレキシブル配線基板６３は、一端が副コネクタ６２に接続されており、他端がコネクタ基板６の配線パターン（図示略）に接続されている。

図１０は、サーマルプリントヘッドＡ２の組立工程を示している。本実施形態においては、コネクタ基板用弾性部材４１によって付勢される弾性力によって、印字基板１およびコネクタ基板６が放熱部材７に対して固定されるまでの間、印字基板１の副コネクタ６２とコネクタ基板６の副コネクタ６２とは接続されていない。印字基板１およびコネクタ基板６の取り付け工程に於いては、フレキシブル配線基板６３の可撓性を利用して、コネクタ基板６の副コネクタ６２を退避させておく。そして、印字基板１およびコネクタ基板６の放熱部材７への取り付けが完了した後に、副コネクタ６２同士を接続する。

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による廃棄負担を軽減することができる。また、フレキシブル配線基板６３を設けておくことにより、放熱部材７に対して印字基板１およびコネクタ基板６を固定した後に、副コネクタ６２同士の接続を行うことができる。

図１１は、本発明の第３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、印字基板１の基材１０および放熱部材７の構成が、上述した実施形態と異なっている。

放熱部材７の当接面７２は、ｘ方向およびｚ方向に対して傾斜している。すなわち、ｚ方向視において、当接面７２は、基材１０の端面１４の一部を覆うように傾斜している。言い換えると、当接面７２は、支持面７１からｚ方向上方に向かうほどｙ方向上流側に位置するように傾斜している。

基材１０の端面１４は、放熱部材７の当接面７２と平行である。すなわち、端面１４は、裏面１２からｚ方向上方に向かうほどｙ方向上流側に位置するように傾斜している。

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による廃棄負担を軽減することができる。また、支持面７１および端面１４が上述した傾斜面とされている。このため、コネクタ基板用弾性部材４１による弾性力によって印字基板１の端面１４が放熱部材７の当接面７２に押圧されると、印字基板１を放熱部材７の支持面７１に押し付ける分力が生じる。これにより、印字基板１を放熱部材７に対してより確実に固定することができる。

図１２は、本発明の第４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、本発明で言う位置規定手段である付勢機構の構成が、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、本発明で言う位置規定手段である付勢機構として、中間弾性部材４２を備えている。中間弾性部材４２は、コネクタ基板６のｙ方向下流側に突出する棒状部材と、この棒状部材を囲むバネからなる。図示された状態においては、前記バネが自然長から圧縮されており、前記棒状部材をｙ方向下流へと押し出す弾性力を付勢している。この弾性力により、印字基板１の端面１４が放熱部材７の当接面７２に押圧されている。また、コネクタ基板６は、たとえば接着テープ等によって、放熱部材７に固定されている。

図１３は、サーマルプリントヘッドＡ４の組立工程を示している。同図においては、まず、印字基板１に放熱部材７を固定しておく。この際、中間弾性部材４２の前記バネは自然長であり、前記棒状部材がｙ方向下流側に大きく突出している。この棒状部材をｙ方向上流側に退避させるように前記バネを収縮させる。次いで、放熱部材７の当接面７２とコネクタ基板６との間に印字基板１を置く。この際、前記バネの圧縮が解かれ、前記傍受上部材がｙ方向下流側に前進する。そして、前記棒状部材が印字基板１に当接することにより、前記バネの弾性力が印字基板１に伝えられる。この結果、印字基板１の端面１４が放熱部材７の当接面７２に押圧される。

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Ａ４による廃棄負担を軽減することができる。

図１４および図１５は、本発明の第５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、本発明で言う位置規定手段の構成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、位置規定手段として、複数の位置決め凸部７４および複数の位置決め凹部１７が設けられている。複数の位置決め凸部７４は、放熱部材７の一部である。位置決め凸部７４は、放熱部材７の支持面７１から突出している。より具体的には、位置決め凸部７４は、ｚ方向に沿って突出しており、ｚ方向視形状がたとえば円形状である。

複数の位置決め凹部１７は、印字基板１の基材１０に形成されている。位置決め凹部１７は、基材１０の裏面１２から凹んでいる。より具体的には、位置決め凹部１７は、ｚ方向に沿って凹んでおり、ｚ方向視形状がたとえば円形状である。各位置決め凸部７４は、各位置決め凹部１７に進入しており、より好ましくは嵌合している。

本実施形態においては、複数の位置決め凸部７４および複数の位置決め凹部１７は、ｘ方向に離間して配置されたものを含んでいる。また、複数の位置決め凸部７４および複数の位置決め凹部１７は、ｙ方向に離間して配置されたものを含んでいる。図示された例においては、４つの位置決め凸部７４および４つの位置決め凹部１７が、ｚ方向視において四隅に配置されている。なお、本実施形態においては、基材１０を放熱部材７に接合する手段として、図示された接合層７５を用いてもよい。接合層７５は、接着剤または接着テープなどであり、使用者または製造者の任意で剥離可能なものを選択すべきである。

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による廃棄負担を軽減することができる。

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。

Claims (18)

1. 主走査方向に配列された複数の発熱部を有する印字基板と、
   放熱部材と、
   機外との接続に供される主コネクタが設けられたコネクタ基板と、を備え、
   前記印字基板は、前記放熱部材に対して取り外し可能であり、
   前記印字基板の前記放熱部材に対する副走査方向における位置を規定する位置規定手段を備え、
   前記位置規定手段は、
   前記放熱部材に設けられ、前記印字基板が当接することにより前記印字基板の前記副走査方向における位置を決定する当接面と、
   前記当接面に当接するよう前記印字基板を前記副走査方向に押圧する付勢機構と、を含む、サーマルプリントヘッド。
2. 前記印字基板に実装されたドライバＩＣを備える、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 前記印字基板と前記コネクタ基板とを導通させる副コネクタを備える、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 前記当接面は、前記印字基板に対して前記副走査方向下流側に位置する、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
5. 前記当接面は、平面視において前記印字基板の前記副走査方向下流側端面を覆うように傾斜している、請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
6. 前記印字基板の前記副走査方向下流側端面は、前記当接面に対して平行である、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
7. 前記位置規定手段は、前記コネクタ基板を前記放熱部材に取り付けるコネクタ基板用弾性部材を含む、請求項４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. 前記コネクタ基板用弾性部材は、前記付勢機構として作用し、前記コネクタ基板を介して前記当接面に当接するよう前記印字基板を前記副走査方向に押圧する、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
9. 前記付勢機構は、前記印字基板と前記コネクタ基板との間に介在する中間弾性部材を含む、請求項４ないし６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
10. 前記副コネクタと前記コネクタ基板とを接続するフレキシブル配線基板を備える、請求項３ないし９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
11. 前記印字基板は、基材、前記基材に支持されたグレーズ層、前記グレーズ層に形成された配線層を備えており、
    前記配線層は、前記複数の発熱部を構成する抵抗体層およびこの抵抗体層に導通する電極層を含む、請求項１ないし１０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
12. 前記配線層は、薄膜形成手法によって形成されており、
    前記抵抗体層は、前記配線層と前記グレーズ層との間に介在している、請求項１１に記載のサーマルプリントヘッド。
13. 前記配線層は、厚膜印刷されたペーストを焼成することによって形成されており、
    前記抵抗体層は、前記主走査方向に長く延びる帯状である、請求項１１に記載のサーマルプリントヘッド。
14. 前記印字基板は、半導体からなる基材、前記基材上に形成された絶縁層、前記絶縁層上に形成された電極層および抵抗体層からなる配線層を含み、前記抵抗体層が前記複数の発熱部を構成する、請求項１ないし１０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
15. 前記半導体は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＧａＮのいずれかから選択された材料からなる、請求項１４に記載のサーマルプリントヘッド。
16. 前記絶縁層は、ＳｉＯ2またはＳｉＡｌＯ₂からなる、請求項１４または１５に記載のサーマルプリントヘッド。
17. 前記抵抗体層は、ポリシリコン、ＴａＳｉＯ₂、および、ＴｉＯＮの少なくともいずれかからなる、請求項１４ないし１６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
18. 前記電極層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ−Ｓｉ、および、Ｔｉの少なくともいずれかからなる、請求項１４ないし１７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

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