JP7001390B2 - 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、感熱紙などの記録媒体に印字するサーマルプリンタの主たる構成要素である。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。同文献に開示されているサーマルプリントヘッドは、基板と、基板に配置された電極と、電極に導通し、かつ主走査方向に配列された複数の発熱部（電気抵抗体）とが配置されている。複数の発熱部が選択的に発熱することによって、記録媒体に印字される。

ここで、高緯度地域での低温環境下においては、複数の発熱部の温度が極度に低下した状態となり、サーマルプリントヘッドの使用の初期段階において、記録媒体への印字が薄くなることや、印字のかすれといった不具合が発生することが懸念される。こうした不具合は、特に電力が低い乾電池式のサーマルプリンタにおいて発生することが想定される。

特開２０１３－２４８７５６号公報

本発明は上述の事情に鑑み、低温環境下において安定した印字を行う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。

本発明によれば、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する基板と、前記主面に配置された電極と、主走査方向に沿って前記主面に配列され、かつ各々が前記電極に導通する複数の発熱部を含む抵抗体と、前記裏面に配置された副抵抗体と、を備えることを特徴とするサーマルプリントヘッドが提供される。

本発明の実施において好ましくは、前記基板の厚さ方向視において、前記副抵抗体は、複数の前記発熱部に重なる部分を有する。

本発明の実施において好ましくは、前記副抵抗体は、ＡｇおよびＰｄを含む。

本発明の実施において好ましくは、前記基板の前記裏面に配置され、かつ前記副抵抗体に導通する裏面配線と、前記裏面において前記裏面配線の一部および前記副抵抗体とを覆う裏面保護層と、をさらに備える。

本発明の実施において好ましくは、前記副抵抗体は、主走査方向に沿って配列された複数の領域を有し、前記基板の厚さ方向視において、各々の領域は、複数の前記発熱部に重なる部分を有する。

本発明の実施において好ましくは、前記副抵抗体は、複数の第１抵抗体および複数の第２抵抗体を含み、複数の前記第１抵抗体は、主走査方向に沿って配列され、前記基板の厚さ方向視おいて、各々の前記第１抵抗体は、複数の前記発熱部に重なる部分を有し、複数の前記第２抵抗体は、主走査方向に沿って配列され、かつ複数の前記第１抵抗体から副走査方向に離間している。

本発明の実施において好ましくは、複数の前記第１抵抗体と複数の前記第２抵抗体とが、ともに前記裏面配線により直列接続された場合では、複数の前記第１抵抗体の合成電気抵抗は、複数の前記第２抵抗体の合成電気抵抗よりも高い。

本発明の実施において好ましくは、前記裏面保護層に接合された放熱板をさらに備える。

本発明の実施において好ましくは、前記裏面保護層は、第１領域および第２領域を有し、前記第１領域は、前記裏面に接し、前記基板の厚さ方向視において、前記第２領域は、前記副抵抗体に重なる部分を有し、前記第２領域の熱伝導率は、前記第１領域の熱伝導率よりも低い。

本発明の実施において好ましくは、前記基板の前記裏面に配置され、かつ前記裏面配線に導通するサーミスタをさらに備え、前記サーミスタは、前記副抵抗体から副走査方向に離間している。

本発明の実施において好ましくは、前記基板の前記主面に形成されたグレーズ層をさらに備え、前記電極および前記抵抗体は、ともに前記グレーズ層の表面に配置されている。

本発明の実施において好ましくは、前記電極は、共通電極および複数の個別電極を有し、前記共通電極は、主走査方向に沿って延びる連結部と、前記連結部から副走査方向に沿って延びる複数の共通電極帯状部と、を有し、各々の前記個別電極は、副走査方向に沿って延び、かつ主走査方向において、隣り合う２つの前記共通電極帯状部の間に位置する個別電極帯状部を有する。

本発明の実施において好ましくは、前記抵抗体は、複数の前記共通電極帯状部および複数の前記個別電極帯状部の双方に交差している。

本発明の実施において好ましくは、前記共通電極帯状部および前記個別電極帯状部は、ともに前記グレーズ層と前記抵抗体との間に介在する区間を有する。

本発明の実施において好ましくは、前記基板の前記主面において、前記グレーズ層と、前記電極の一部と、前記抵抗体と、を覆う主面保護層をさらに備える。

本発明の実施において好ましくは、前記電極および前記裏面配線の双方に導通するコネクタをさらに備える。

本発明にかかるサーマルプリントヘッドによれば、記録媒体への印字に関わる複数の発熱部が副抵抗体により予熱されるため、低温環境下において安定した印字を行うことが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき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実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの平面図である。 図１に示すサーマルプリントヘッドの底面図である。 図２に対し、放熱板、接合層および裏面保護層を透過した図である。 図１のＩＶ―ＩＶ線に沿う断面図である。 図１に示すサーマルプリントヘッドの要部平面図（主面保護層を透過）である。 図５の部分拡大図である。 図６のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの底面図（放熱板、接合層および裏面保護層を透過）である。 図８に示すサーマルプリントヘッドの断面図である。 図８に示すサーマルプリントヘッドの部分拡大断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるサーマルプリントヘッドの平面図である。 図１１に示すサーマルプリントヘッドの底面図（放熱板、接合層および裏面保護層を透過）である。 図１１に示すサーマルプリントヘッドの要部平面図（主面保護層を透過）である。 図１３のＸＩＶ―ＸＩＶ線に沿う断面図である。 図１３のＸＶ―ＸＶ線に沿う断面図である。 図１４の部分拡大図である。 図１５の部分拡大図である。

本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１～図７に基づき、本発明の第１実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ１０について説明する。サーマルプリントヘッドＡ１０は、基板１０、電極２０、主抵抗体３１および副抵抗体３２を備える。本実施形態では、サーマルプリントヘッドＡ１０は、グレーズ層１１、裏面配線２９、サーミスタ３９、放熱板４０、主面保護層５１、裏面保護層５２、駆動ＩＣ６１、封止樹脂６３およびコネクタ７０をさらに備える。ここで、図３は、理解の便宜上、放熱板４０、接合層４９（詳細は後述）および裏面保護層５２を透過し、透過した裏面保護層５２を想像線（二点鎖線）で示している。図５は、理解の便宜上、主面保護層５１を透過している。

これらの図に示すサーマルプリントヘッドＡ１０は、主抵抗体３１に含まれる複数の発熱部３１１（詳細は後述）を選択的に発熱させることによって、感熱記録紙などの記録媒体８０に印字を施す電子デバイスである。サーマルプリントヘッドＡ１０の構造は、いわゆる平面型であるため、適用される記録媒体８０は、ロール紙など予め曲げられたものに限定される。また、サーマルプリントヘッドＡ１０は、印刷塗布および焼成により主抵抗体３１が形成された、いわゆる厚膜型である。ここで、説明の便宜上、サーマルプリントヘッドＡ１０の主走査方向を「ｘ方向」と呼び、サーマルプリントヘッドＡ１０の副走査方向を「ｙ方向」と呼ぶ。また、基板１０の厚さ方向を「ｚ方向」と呼ぶ。ｚ方向は、ｘ方向およびｙ方向の双方に対して直交している。さらに、以下の説明では、基板１０の厚さ方向視を「平面視」と呼ぶ。

基板１０は、図１および図３に示すように、ｘ方向に延びる帯状とされている。基板１０は、たとえばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ₂Ｏ₃（アルミナ）などの熱伝導率が比較的高いセラミックスから構成される。図４に示すように、基板１０は、ｚ方向において互いに反対側を向く主面１０１および裏面１０２を有する。主面１０１には、電極２０および主抵抗体３１が配置されている。裏面１０２には、接合層４９を介して放熱板４０が接合されている。

グレーズ層１１は、図７に示すように、基板１０の主面１０１に形成されている。このため、電極２０および主抵抗体３１は、ともにグレーズ層１１の表面に配置された構成となっている。グレーズ層１１は、たとえばガラスペーストなどの非晶質ガラスから構成される。当該ガラス材料のガラス転移点は、たとえば８００～８５０°である。グレーズ層１１は、ガラスペーストを印刷塗布した後に、これを焼成することにより形成される。本実施形態では、主面１０１は、全てグレーズ層１１に覆われた構成となっている。

電極２０は、図１、図５および図６に示すように、主抵抗体３１に含まれる複数の発熱部３１１に導通しており、各々の発熱部３１１に通電するための導電経路を構成している。電極２０は、共通電極２１および複数の個別電極２２を有する。共通電極２１および複数の個別電極２２は、互いに異なる極性を持つ。電極２０では、複数の個別電極２２から主抵抗体３１を介して共通電極２１に向けて電流が流れる。電極２０は、たとえばＡｕ（金）を主成分とするレジネートペーストから構成される。電極２０は、当該レジネートペーストを印刷塗布した後に、これを焼成することにより形成される。電極２０の厚さは、たとえば０．６～１．２μｍである。

図５および図６に示すように、共通電極２１は、複数の共通電極帯状部２１１と、連結部２１２とを有する。連結部２１２は、ｙ方向における基板１０の一端寄りに配置されている。連結部２１２の位置は、ｙ方向において電極２０に流れる電流の下流端にあたる。連結部２１２は、ｘ方向に沿って延びる帯状である。複数の共通電極帯状部２１１は、各々が連結部２１２からｙ方向に沿って延び、かつ等間隔となるようにｘ方向に沿って配列されている。各々の共通電極帯状部２１１の幅は、たとえば２５μｍ以下とされている。

本実施形態では、図６および図７に示すように、共通電極２１の連結部２１２には、金属薄層２０１が積層されている。金属薄層２０１は、Ａｇ（銀）粒子およびガラスフリットを含むペーストから構成される。金属薄層２０１は、当該ペーストを印刷塗布した後に、これを焼成することにより形成される。金属薄層２０１の電気抵抗率は、電極２０の電気抵抗率よりも低いため、金属薄層２０１は、連結部２１２の電気抵抗を低減させることができる。このため、共通電極２１において電流をより速やかに流下させることができる。

図５および図６に示すように、複数の個別電極２２は、主抵抗体３１から駆動ＩＣ６１に向けて延びている。複数の個別電極２２は、主抵抗体３１において選択された部分に電圧を印加する。複数の個別電極２２は、ｘ方向に沿って配列されている。各々の個別電極２２は、個別電極帯状部２２１、連結部２２２および接続部２２３を有する。

図５および図６に示すように、個別電極帯状部２２１は、ｙ方向に沿って延びる帯状であり、かつｘ方向において隣り合う２つの共通電極帯状部２１１の間に位置する。個別電極帯状部２２１の幅は、たとえば２５μｍ以下とされている。

図５に示すように、連結部２２２は、個別電極帯状部２２１から駆動ＩＣ６１に向けて延びる部分であり、個別電極帯状部２２１と接続部２２３とを連結している。連結部２２２は、その大半がｙ方向に沿った区間と、ｙ方向に対して傾斜した区間とを有する。連結部２２２において、ｙ方向に沿った区間の幅は、たとえば２０μｍ以下とされている。

図５に示すように、接続部２２３は、ｙ方向において連結部２２２に対し個別電極帯状部２２１とは反対側に位置する。接続部２２３には、ワイヤ６２（詳細は後述）が接続されている。接続部２２３は、ｘ方向に沿って千鳥配列されている。接続部２２３の幅は、接続部２２３との境界付近に位置する連結部２２２の幅よりも大である。このため、接続部２２３は、互いに干渉することを避けるため、ｘ方向に沿って千鳥配列されている。

主抵抗体３１は、図１、図５および図６に示すように、ｘ方向に沿って延びる帯状である。主抵抗体３１は、共通電極２１を構成する複数の共通電極帯状部２１１と、複数の個別電極２２を構成する複数の個別電極帯状部２２１との双方に交差している。また、図６および図７に示すように、共通電極帯状部２１１および個別電極帯状部２２１は、ともにグレーズ層１１と主抵抗体３１との間に介在する区間を有する。平面視において、隣り合う２つの当該区間により挟まれた主抵抗体３１の領域が、電極２０によって選択的に通電されることにより発熱する発熱部３１１とされている。発熱部３１１が発熱することによって、図４に示す記録媒体８０に印字ドットが形成される。主抵抗体３１は、電極２０を構成する材料よりも電気抵抗率が高い材料から構成される。主抵抗体３１は、たとえばＲｕＯ₂（酸化ルテニウム）およびガラスから構成される。主抵抗体３１の厚さは、たとえば４～６μｍである。本実施形態では、主抵抗体３１は、印刷塗布および焼成により形成される。

副抵抗体３２は、図３に示すように、ｘ方向に沿って配列された複数の領域３２Ａを有する。本実施形態では、複数の領域３２Ａは、裏面配線２９により直列接続されている。副抵抗体３２は、ｚ方向において基板１０に対し主抵抗体３１とは反対側に配置された構成となっている。副抵抗体３２は、たとえばＡｇおよびＰｄ（パラジウム）を含む合金（Ａｇ－Ｐｄ合金）と、ガラスとから構成される。副抵抗体３２は、印刷塗布および焼成により形成される。また、図３に示すように、平面視において、副抵抗体３２は、主抵抗体３１に含まれる複数の発熱部３１１に重なる部分を有する。本実施形態では、平面視において、副抵抗体３２を構成する各々の領域３２Ａは、複数の発熱部３１１に重なる部分を有する。なお、複数の領域３２Ａは、裏面配線２９により並列接続された構成をとってもよい。

サーミスタ３９は、図３および図４に示すように、基板１０の裏面１０２において副抵抗体３２からｙ方向に離間して配置されている。本実施形態では、サーミスタ３９は、ｘ方向に沿って複数配列され、ｘ方向における各々のサーミスタ３９の位置は、副抵抗体３２の各々の領域３２Ａの位置に対応している。また、本実施形態では、複数のサーミスタ３９は、裏面配線２９により直列接続されている。サーミスタ３９は、正の温度係数（Positive Temperature Coefficient：ＰＴＣ）を有する。このため、サーミスタ３９は、ある温度まで抵抗値は一定であり、ある温度を超えると急激に抵抗値が上昇する特性を持つ。各々のサーミスタ３９は、表面実装型のパッケージである。

裏面配線２９は、図３に示すように、副抵抗体３２およびサーミスタ３９に導通しており、これらに通電するための導電経路を構成している。裏面配線２９は、たとえばＡｇ粒子にガラスフリットを含有させたペーストから構成される。裏面配線２９は、当該ペーストを印刷塗布した後に、これを焼成することにより形成される。

放熱板４０は、図２、図４および図７に示すように、基板１０の裏面１０２に設けられた裏面保護層５２に接合層４９を介して接合されている。放熱板４０は、熱伝導率が基板１０よりも高い材料から構成される。放熱板４０は、たとえばＡｌから構成される。また、接合層４９は、たとえば両面テープから構成される。接合層４９は、耐熱性を有する材料から構成されることが好ましい。

主面保護層５１は、図４および図７に示すように、基板１０の主面１０１において、グレーズ層１１、電極２０の一部および主抵抗体３１を覆っている。ワイヤ６２が接続される個別電極２２の接続部２２３を含む電極２０の領域は、主面保護層５１から露出している。主面保護層５１は、たとえばガラスペーストなどの非晶質ガラスから構成される。

裏面保護層５２は、図４および図７に示すように、基板１０の裏面１０２において、裏面配線２９の一部および副抵抗体３２を覆っている。本実施形態では、裏面保護層５２は、サーミスタ３９も覆っている。裏面保護層５２は、第１領域５２１および第２領域５２２を有する。

図７に示すように、第１領域５２１は、基板１０の裏面１０２に接する領域である。本実施形態では、第１領域５２１は、裏面配線２９の一部、副抵抗体３２およびサーミスタ３９を覆っている。第１領域５２１は、たとえばガラスペーストなどの非晶質ガラスから構成される。本実施形態では、第１領域５２１には、裏面１０２に向けて凹む凹部５２１Ａが形成されている。

図７に示すように、第２領域５２２は、平面視において副抵抗体３２に重なる部分を有する領域である。本実施形態では、第２領域５２２は、凹部５２１Ａに充填されている。第２領域５２２は、たとえばエポキシ樹脂から構成される。第２領域５２２の熱伝導率は、第１領域５２１の熱伝導率よりも低い。

裏面保護層５２は、凹部５２１Ａが設けられた第１領域５２１を形成した後、エポキシ樹脂など第１領域５２１を構成する材料よりも熱伝導率が低い材料を凹部５２１Ａにディスペンサなどにより充填し、これを硬化させることにより形成することができる。凹部５２１Ａが設けられた第１領域５２１は、ガラスペーストなど第１領域５２１を構成する材料を２層に分けて印刷塗布および焼成することにより形成することができる。具体的には、第１領域５２１の１層目は、第１領域５２１を構成する材料が裏面配線２９の一部、副抵抗体３２およびサーミスタ３９を全て覆うように形成する。第１領域５２１の２層目は、凹部５２１Ａを設ける箇所に第１領域５２１を構成する材料が印刷塗布されないように形成する。これにより、凹部５２１Ａが設けられた第１領域５２１を形成することができる。

駆動ＩＣ６１は、図１および図４に示すように、基板１０の主面１０１に搭載され、かつ複数の個別電極２２を選択的に通電させる。このため、主抵抗体３１に含まれる複数の発熱部３１１が選択的に発熱する。駆動ＩＣ６１には、複数のパッド（図示略）が設けられている。ワイヤ６２は、図４に示すように、駆動ＩＣ６１の当該パッドと、個別電極２２の接続部２２３とを接続している。このため、駆動ＩＣ６１は、ワイヤ６２を介して個別電極２２に導通している。また、ワイヤ６２は、駆動ＩＣ６１の当該パッドと、主面１０１に配置された配線パターン（図示略）とを接続している。ワイヤ６２は、たとえばＡｕから構成される。なお、駆動ＩＣ６１は、基板１０とは分離され、かつ放熱板４０に支持された配線基板に搭載することができる。当該配線基板は、たとえばガラスエポキシ樹脂から構成される基材に、Ｃｕから構成される配線パターンが積層されたものである。

封止樹脂６３は、図１および図４に示すように、駆動ＩＣ６１およびワイヤ６２を覆っている。主面保護層５１に覆われていない、個別電極２２の接続部２２３を含む電極２０の領域は、ワイヤ６２とともに封止樹脂６３に覆われている。封止樹脂６３は、たとえばアンダーフィルの用途にされる黒色で、かつ軟質である合成樹脂から構成される。

コネクタ７０は、図１および図４に示すように、ｙ方向において駆動ＩＣ６１に対し主抵抗体３１とは反対側に位置する基板１０の端部に設けられている。コネクタ７０は、サーマルプリントヘッドＡ１０をプリンタなどの電子機器に接続するための外部接続端子である。コネクタ７０は、基板１０の主面１０１に配置された配線パターン、駆動ＩＣ６１およびワイヤ６２を介して電極２０に導通している。また、コネクタ７０は、信号線（図示略）を介して裏面配線２９に導通している。コネクタ７０は、いわゆるフリップブロック型である。

次に、サーマルプリントヘッドＡ１０の作用効果について説明する。

サーマルプリントヘッドＡ１０は、基板１０の主面１０１に配列された複数の発熱部３１１を含む主抵抗体３１と、基板１０の裏面１０２に配置された副抵抗体３２とを備える。このような構成をとることによって、記録媒体８０への印字に関わる複数の発熱部３１１の温度が、低温環境により極度に低下した状態であっても、副抵抗体３２が発熱することにより複数の発熱部３１１が基板１０を介して予熱される。このため、複数の発熱部３１１の温度が通常の使用状態の温度まで上昇するため、サーマルプリントヘッドＡ１０の使用の初期段階において、記録媒体８０への印字が薄くなることや、印字のかすれといった不具合を解消することができる。したがって、サーマルプリントヘッドＡ１０によれば、低温環境下において安定した印字を行うことが可能となる。

サーマルプリントヘッドＡ１０では、平面視において副抵抗体３２は、複数の発熱部３１１に重なる部分を有する。このような構成をとることによって、副抵抗体３２から複数の発熱部３１１に到達する距離がより短くなるため、複数の発熱部３１１をより効率よく予熱することができる。

サーマルプリントヘッドＡ１０は、基板１０の裏面１０２において、裏面配線２９の一部および副抵抗体３２を覆う裏面保護層５２を備える。あわせて、サーマルプリントヘッドＡ１０は、裏面保護層５２に接合された放熱板４０を備える。この場合において、裏面保護層５２は、裏面１０２に接する第１領域５２１と、平面視において副抵抗体３２に重なる部分を有する第２領域５２２とを有する。第２領域５２２の熱伝導率は、第１領域５２１の熱伝導率よりも低い。このような構成をとることによって、副抵抗体３２から発せられた熱の大半が放熱板４０を介して外部に放出されることを抑制しつつ、当該熱が基板１０を介して複数の発熱部３１１に供給されることを促進できる。

サーマルプリントヘッドＡ１０は、基板１０の裏面１０２に配置され、かつ副抵抗体３２からｙ方向に離間したサーミスタ３９を備える。このような構成をとることによって、副抵抗体３２の発熱による複数の発熱部３１１への過度な予熱を、サーミスタ３９のスイッチング機能により防止できる。また、副抵抗体３２の発熱に伴い放熱板４０が加熱されるため、サーミスタ３９のスイッチング機能により放熱板４０の温度上昇を抑制できる。このため、放熱板４０の放熱性能の低下を防ぐことができる。

〔第２実施形態〕
図８～図１０に基づき、本発明の第２実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ２０について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図８は、理解の便宜上、放熱板４０、接合層４９および裏面保護層５２を透過し、透過した裏面保護層５２を想像線で示している。図９の断面位置は、図４の断面位置と同一である。図１０の断面位置は、図７の断面位置と同一である。

サーマルプリントヘッドＡ２０は、副抵抗体３２の構成が、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と異なる。なお、サーマルプリントヘッドＡ２０は、サーマルプリントヘッドＡ１０と同じく、いわゆる厚膜型である。

図８および図９に示すように、副抵抗体３２は、複数の第１抵抗体３２１および複数の第２抵抗体３２２を含む。複数の第１抵抗体３２１は、ｘ方向に沿って配列されている。ｚ方向において、各々の第１抵抗体３２１は、主抵抗体３１に含まれる複数の発熱部３１１に重なる部分を有する。第２抵抗体３２２は、ｘ方向に沿って配列され、かつ複数の第１抵抗体３２１からサーミスタ３９に向けてｙ方向に離間している。なお、第１抵抗体３２１および第２抵抗体３２２を構成する材料は、サーマルプリントヘッドＡ１０の副抵抗体３２と同一である。

図８に示すように、複数の第１抵抗体３２１および複数の第２抵抗体３２２は、ともに裏面配線２９により直列接続されている。この場合において、複数の第１抵抗体３２１の合成電気抵抗Ｒ１は、複数の第２抵抗体３２２の合成電気抵抗Ｒ２よりも高い。なお、合成電気抵抗Ｒ１は、各々の第１抵抗体３２１の総和であり、合成電気抵抗Ｒ２は、各々の第２抵抗体３２２の総和である。このような合成電気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、第１抵抗体３２１および第２抵抗体３２２を構成する材料がともに同一、すなわち電気抵抗率がともに同一であれば、第１抵抗体３２１および第２抵抗体３２２が互いに異なる形状をとることによって設定できる。

図１０に示すように、平面視において、裏面保護層５２の第２領域５２２は、複数の第１抵抗体３２１および複数の第２抵抗体３２２の双方に重なる部分を有する。

次に、サーマルプリントヘッドＡ２０の作用効果について説明する。

サーマルプリントヘッドＡ２０は、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同じく、基板１０の主面１０１に配列された複数の発熱部３１１を含む主抵抗体３１と、基板１０の裏面１０２に配置された副抵抗体３２とを備える。したがって、サーマルプリントヘッドＡ２０によっても、低温環境下において安定した印字を行うことが可能となる。

サーマルプリントヘッドＡ２０では、副抵抗体３２は、ともにｘ方向に沿って配列された複数の第１抵抗体３２１および複数の第２抵抗体３２２を含む。平面視において、各々の第１抵抗体３２１は、複数の発熱部３１１に重なる部分を有する。複数の第２抵抗体３２２は、複数の第１抵抗体３２１からｙ方向に離間している。このような構成をとることによって、複数の第２抵抗体３２２から発せられた熱が、基板１０を加熱する。このため、複数の第１抵抗体３２１から発せられた熱が、複数の発熱部３１１に十分に供給されず、基板１０の内部において拡散することを回避することができる。

また、複数の第１抵抗体３２１と複数の第２抵抗体３２２とが、ともに裏面配線２９により直列接続された場合では、複数の第１抵抗体３２１の合成電気抵抗Ｒ１は、複数の第２抵抗体３２２の合成電気抵抗Ｒ２よりも高い。このことは、複数の第１抵抗体３２１からの発熱量は、複数の第２抵抗体３２２からの発熱量よりも大となることを意味する。このような構成をとることによって、複数の第１抵抗体３２１から発せられた熱が基板１０の内部に拡散することを回避しつつ、当該熱が基板１０を介して複数の発熱部３１１に供給されることをより効率的に促進できる。

〔第３実施形態〕
図１１～図１７に基づき、本発明の第３実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ３０について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１２は、理解の便宜上、放熱板４０、接合層４９および裏面保護層５２を透過し、透過した裏面保護層５２を想像線（二点鎖線）で示している。図１３は、理解の便宜上、主面保護層５１を透過している。

サーマルプリントヘッドＡ３０は、グレーズ層１１、電極２０および主抵抗体３１の構成と、グランド接続部２３および導電部材２４を備える点とが、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と異なる。なお、サーマルプリントヘッドＡ３０は、サーマルプリントヘッドＡ１０とは異なり、いわゆる薄膜型である。薄膜型は、スパッタリング法およびフォトリソグラフィなどの成膜技術により主抵抗体３１が形成されたものである。薄膜型では、主抵抗体３１を構成する複数の発熱部３１１が、厚膜型よりも高密度に分布され、かつ抵抗値のばらつきが少ないという特色を有する。

図１４～図１６に示すように、グレーズ層１１は、ｘ方向に沿って延びる帯状であり、かつｙ方向およびｚ方向に沿った断面が、ｚ方向に若干膨出した形状である。なお、グレーズ層１１は、基板１０の主面１０１の全体にわたって形成してもよい。

図１１および図１３～図１５に示すように、本実施形態では、電極２０は、基板１０の主面１０１と、グレーズ層１１の表面とに形成された主抵抗体３１の上に形成されている。このため、平面視において電極２０が形成された領域の直下に、主抵抗体３１が存在している。電極２０を構成する材料は、たとえばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕのいずれかから選択される。電極２０の厚さは、たとえば０．５～２．０μｍである。電極２０は、主抵抗体３１と同じくスパッタリング法およびフォトリソグラフィなどの成膜技術により形成される。電極２０は、共通電極２１および複数の個別電極２２を有する。また、主抵抗体３１を構成する材料は、たとえばＴａＳｉＯ₂やＴａＮ（窒化タンタル）である。主抵抗体３１の厚さは、たとえば０．０５～０．２μｍである。

図１１および図１３～図１５に示すように、電極２０は、共通電極２１および複数の個別電極帯状部２２１を有する。共通電極２１は、複数の櫛歯部２１３と迂回部２１４とを有する。複数の櫛歯部２１３は、ｘ方向に沿って配列され、かつｙ方向に向けて延びる帯状である。迂回部２１４は、ｙ方向に沿って延びる帯状であり、かつ複数の櫛歯部２１３の一端を相互に連結している。また、迂回部２１４は、ｘ方向に沿って延びる部分の一端につながり、かつｙ方向に沿って延びる部分を有する。複数の個別電極２２は、各々がｙ方向に沿って延びる帯状である。各々の個別電極２２は、櫛歯部２１３に対向している。ｙ方向において、各々の個別電極２２と櫛歯部２１３との間に挟まれ、かつ電極２０から露出する主抵抗体３１の領域が、本実施形態にかかる発熱部３１１である。

グランド接続部２３は、図１３に示すように、平面視において矩形状であり、かつｘ方向において、共通電極２１の迂回部２１４のｙ方向に沿って延びる部分と、個別電極２２との間に位置する。グランド接続部２３は、コネクタ７０の内部に配置されたグランド端子に導通する部分である。図１７に示すように、グランド接続部２３は、主抵抗体３１および導電層２３０から構成される。導電層２３０を構成する材料は、電極２０と同一である。図１５に示すように、導電層２３０にワイヤ６２の一端が接続され、ワイヤ６２の他端は、基板１０の主面１０１に配置されたグランド配線７２に接続されている。グランド配線７２は、コネクタ７０の内部に配置されたグランド端子に導通している。また、図１３および図１５に示すように、グランド接続部２３は、複数の発熱部３１１に向けてｙ方向に沿って延びる延出部２３１を有する。延出部２３１は、主抵抗体３１から構成される。延出部２３１には、導電部材２４が接続されている。

主面保護層５１は、図１４～図１７に示すように、基板１０の主面１０１と、電極２０の一部と、複数の発熱部３１１とを覆っている。主面保護層５１は、絶縁層５１１および導電層５１２を有する。また、導電層５１２は、外部に露出した外表面５１０を有する。

絶縁層５１１は、主面保護層５１の下層であり、基板１０の主面１０１と、電極２０の一部と、複数の発熱部３１１とに接する。絶縁層５１１は、電気絶縁性を有する材料から構成され、当該材料は、たとえばＳｉＯ₂（二酸化ケイ素）である。絶縁層５１１の厚さは、たとえば０．６～２．０μｍである。

導電層５１２は、主面保護層５１の上層であり、絶縁層５１１に接する。導電層５１２は、導電層５１２は、導電性を有する材料から構成され、当該材料は、たとえばＣ／ＳｉＣ（炭素と炭化ケイ素との混合圧粉体）、Ｓｉ₃Ｎ₄（窒化ケイ素）またはＳｉＡｌＯＮのいずれかから選択される。導電層５１２の厚さは、たとえば４．０～６．０μｍである。なお、図１４および図１５に示すように、サーマルプリントヘッドＡ３０の使用時は、記録媒体８０が複数の発熱部３１１の上方の位置する導電層５１２の外表面５１０に接する構成となる。

導電部材２４は、図１７に示すように、グランド接続部２３の延出部２３１と、導電層５１２（主面保護層５１）の外表面５１０とを接続している。あわせて、導電部材２４は、絶縁層５１１（主面保護層５１）の端面にも接している。導電部材２４は、たとえばＡｇ粒子が含有されたエポキシ樹脂から構成される。本実施形態では、導電部材２４は、保護部材２４１に覆われている。保護部材２４１は、電気絶縁性を有する材料から構成され、当該材料は、たとえばソルダーレジストである。保護部材２４１は、延出部２３１を全てと、各々の個別電極２２の一部とを覆っている。

図１３および図１４に示すように、複数の個別電極２２は、駆動ＩＣ６１およびワイヤ６２を介して、基板１０の主面１０１に配置された配線７１に導通している。配線７１は、コネクタ７０に導通している。

次に、サーマルプリントヘッドＡ３０の作用効果について説明する。

サーマルプリントヘッドＡ３０は、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同じく、基板１０の主面１０１に配列された複数の発熱部３１１を含む主抵抗体３１と、基板１０の裏面１０２に配置された副抵抗体３２とを備える。したがって、サーマルプリントヘッドＡ３０によっても、低温環境下において安定した印字を行うことが可能となる。

サーマルプリントヘッドＡ３０は、絶縁層５１１および導電層５１２を有する主面保護層５１を備える。導電層５１２は、絶縁層５１１に積層された構成となっている。このような構成をとることによって、サーマルプリントヘッドＡ３０の使用時に、主面保護層５１の外表面５１０に記録媒体８０が繰り返し接触し、外表面５１０に静電気が帯電した場合であっても、導電層５１２により静電気を速やかに外部へ流すことができる。このため、当該静電気によって、サーマルプリントヘッドＡ３０が静電破壊することを防止できる。

本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１０，Ａ２０，Ａ３０：サーマルプリントヘッド
１０：基板
１０１：主面
１０２：裏面
１１：グレーズ層
２０：電極
２０１：金属薄層
２１：共通電極
２１１：共通電極帯状部
２１２：連結部
２１３：櫛歯部
２１４：迂回部
２２：個別電極
２２１：個別電極帯状部
２２２：連結部
２２３：接続部
２３：グランド接続部
２３０：導電層
２３１：延出部
２４：導電部材
２４１：保護部材
２９：裏面配線
３１：主抵抗体
３１１：発熱部
３２：副抵抗体
３２Ａ：領域
３２１：第１抵抗体
３２２：第２抵抗体
３９：サーミスタ
４０：放熱板
４９：接合層
５１：主面保護層
５１０：外表面
５１１：絶縁層
５１２：導電層
５２：裏面保護層
５２１：第１領域
５２１Ａ：凹部
５２２：第２領域
６１：駆動ＩＣ
６２：ワイヤ
６３：封止樹脂
７０：コネクタ
７１：配線
７２：グランド配線
８０：記録媒体
Ｒ１，Ｒ２：合成電気抵抗
ｘ：ｘ方向（主走査方向）
ｙ：ｙ方向（副走査方向）
ｚ：ｚ方向（基板１０の厚さ方向）

Claims (11)

1. 厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する基板と、
   前記主面に配置された電極と、
   主走査方向に沿って前記主面に配列され、かつ各々が前記電極に導通する複数の発熱部を含む抵抗体と、
   前記裏面に配置された副抵抗体と、
   前記裏面に配置され、かつ前記副抵抗体に導通する裏面配線と、
   前記裏面配線の一部、および前記副抵抗体を覆う裏面保護層と、を備え、
   前記副抵抗体は、複数の第１抵抗体および複数の第２抵抗体を含み、
   前記複数の第１抵抗体は、前記主走査方向に沿って配列され、
   前記厚さ方向に沿って視て、複数の第１抵抗体の各々は、前記複数の発熱部に重なる部分を有し、
   前記複数の第２抵抗体は、前記主走査方向に沿って配列され、かつ副走査方向において前記複数の第１抵抗体から離れて位置する、サーマルプリントヘッド。
2. 前記裏面配線により直列接続された前記複数の第１抵抗体の合成電気抵抗は、前記裏面配線により直列接続された前記複数の第２抵抗体の合成電気抵抗よりも高い、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する基板と、
   前記主面に配置された電極と、
   主走査方向に沿って前記主面に配列され、かつ各々が前記電極に導通する複数の発熱部を含む抵抗体と、
   前記裏面に配置された副抵抗体と、
   前記裏面に配置され、かつ前記副抵抗体に導通する裏面配線と、
   前記裏面配線の一部、および前記副抵抗体を覆う裏面保護層と、
   前記裏面保護層に接合された放熱板と、を備え、
   前記厚さ方向に沿って視て、前記副抵抗体は、前記複数の発熱部に重なる部分を有し、
   前記裏面保護層は、第１領域および第２領域を含み、
   前記第１領域は、前記裏面に接しており、
   前記厚さ方向に沿って視て、前記第２領域は、前記副抵抗体に重なる部分を有し、
   前記第２領域の熱伝導率は、前記第１領域の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッド。
4. 前記副抵抗体は、ＡｇおよびＰｄを含む、請求項１ないし３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
5. 前記裏面に配置され、かつ前記裏面配線に導通するサーミスタをさらに備え、
   前記サーミスタは、副走査方向において前記副抵抗体から離れて位置する、請求項１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. 前記主面の上に形成されたグレーズ層をさらに備え、
   前記電極および前記抵抗体は、前記グレーズ層の表面に配置されている、請求項１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. 前記電極は、共通電極および複数の個別電極を含み、
   前記共通電極は、前記主走査方向に沿って延びる連結部と、前記連結部から副走査方向に沿って延びる複数の共通電極帯状部と、を有し、
   前記複数の個別電極の各々は、副走査方向に沿って延びるとともに、前記複数の共通電極帯状部のうち前記主走査方向において隣り合う２つの共通電極帯状部の間に位置する個別電極帯状部を有する、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
8. 前記抵抗体は、前記複数の共通電極帯状部、および前記複数の個別電極の前記個別電極帯状部の双方に対して交差している、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
9. 前記複数の共通電極帯状部、および前記複数の個別電極の前記個別電極帯状部の各々は、前記グレーズ層と前記抵抗体との間に介在する区間を有する、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
10. 前記グレーズ層、前記電極の一部、および前記抵抗体を覆う主面保護層をさらに備える、請求項６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. 前記電極および前記裏面配線に導通するコネクタをさらに備える、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。
    

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