JP7037941B2 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

Description

本開示は、サーマルプリントヘッドに関する。

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、基板、グレーズ層、電極層、抵抗体層および保護層を備えている。基板は、絶縁材料からなる板状の部材である。グレーズ層は、基板の表面に形成されており、たとえばガラスからなる。電極層は、グレーズ層上に形成されており、抵抗体層に選択的に電流を流すための電流経路を構成している。電極層は、共通電極および複数の個別電極を有している。共通電極と個別電極とは、電気的に対極となる。抵抗体層のうち共通電極の一部と個別電極とによって主走査方向に挟まれた部位が発熱部となる。保護層は、電極層を保護するためのものであり、たとえばガラスからなる。

サーマルプリントヘッドは、使用状態において、所定箇所に電圧が印加され、これにより発熱する。このため、電極層が導通経路を適切に構成し、電極層と抵抗体層とが十分に導通することが好ましい。

特開平１０－１６２６８号公報

本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、電極層によって導通経路を適切に構成し、電極層と抵抗体層とを十分に導通させ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。

本開示によって提供されるサーマルプリントヘッドは、基板と、電極層と、主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、前記基板に形成されたグレーズ層と、を備えるサーマルプリントヘッドであって、前記グレーズ層は、前記抵抗体層が形成され且つ副走査方向一方側に位置するグレーズ第１端縁を有するヒーターグレーズ部を含み、前記基板は、前記ヒーターグレーズ部の前記グレーズ第１端縁に隣接し且つ前記グレーズ層から露出した第１領域を有しており、前記電極層は、前記抵抗体層と前記ヒーターグレーズ部との間に介在する第１層と、前記抵抗体層から離間し且つ前記第１層の一部を覆う第２層と、を有し、前記第１層に含まれる第１金属は、前記第２層に含まれる第２金属よりも前記抵抗体層への拡散度合いが小であり、前記第１層は、少なくとも一部が前記抵抗体層と前記基板との間に介在する第１部と、前記第２層に覆われ且つ前記ヒーターグレーズ部上に形成された第２部と、を有し、前記第２層は、前記第２部を覆う第３部と、前記基板の前記第１領域に形成された第４部と、を有し、前記グレーズ第１端縁を跨いでいることを特徴としている。

本開示によれば、電極層によって導通経路を適切に構成し、電極層と抵抗体層とを十分に導通させることができる。

本開示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。

本開示の第１実施形態に係る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拡大平面図である。 図４のＶ－Ｖ線に沿う要部拡大断面図である。 図４のＶＩ－ＶＩ線に沿う要部拡大断面図である。 図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。 図４のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ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製造方法の一例を示す要部拡大平面図である。 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平面図である。 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平面図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ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製造方法の一例を示す要部拡大平面図である。 本開示の第２実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。 本開示の第３実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。 本開示の第４実施形態に係るサーマルプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。

以下、本開示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。

＜第１実施形態＞
図１～図８は、本開示に係るサーマルプリントヘッドの一例を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ１は、基板１、グレーズ層２、電極層３、抵抗体層４、保護層５５、駆動ＩＣ７１、封止樹脂７２、コネクタ７３、配線基板７４および放熱部材７５を備えている。サーマルプリントヘッドＡ１は、たとえばバーコードシートやレシートを作成するために感熱紙に対する印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。なお、理解の便宜上、図１、図３および図４においては、保護層５５を省略している。これらの図においては、主走査方向をｘ方向、副走査方向をｙ方向、基板１の厚さ方向をｚ方向としている。

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る。図３は、サーマルプリントヘッドＡ１を示す要部拡大平面図である。図４は、サーマルプリントヘッドＡ１を示す要部拡大平面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿う要部拡大断面図である。図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線に沿う要部拡大断面図である。図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。図８は、図４のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。

基板１は、たとえばＡｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ジルコニア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。図１に示すように、基板１は、ｘ方向に長く延びる長矩形状とされている。セラミックからなる基板１の表面は、たとえばグレーズ層２の表面と比べて微細な凹凸を有する粗い面である。図５においては、基板１の上面が粗い面である状態を模式的に示している。基板１の下面が、同様の粗い面であってもよい。

基板１に加えて、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基材層とＣｕなどからなる配線層とが積層された配線基板７４を有する構造としてもよい。基板１の下面には、たとえばＡｌなどの金属からなる放熱部材７５が設けられている。配線基板７４を有する構成においては、たとえば放熱部材７５上に基板１および配線基板７４が隣接して配置され、基板１上の電極層３と配線基板７４の配線（またはこの配線に接続されたＩＣ）とが、たとえばワイヤボンディングなどにより接続される。さらに、配線基板７４に、図１に示すコネクタ７３を設けてもよい。

基板１は、第１領域１１および第２領域１２を有している。第１領域１１および第２領域１２は、基板１のうちグレーズ層２から露出した領域である。第１領域１１と第２領域１２とは、ｙ方向に互いに離間している。

グレーズ層２は、基板１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２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。

本実施形態においては、図５に示すように、グレーズ層２は、ヒーターグレーズ部２２およびボンディンググレーズ部２４を有する。ヒーターグレーズ部２２は、ｘ方向と直角である断面形状がｚ方向に膨出した形状であり、ｘ方向に長く延びるｚ方向視帯状である。図３～図５に示すように、図示された例においては、ヒーターグレーズ部２２は、グレーズ第１端縁２２１、グレーズ第２端縁２２２、グレーズ第１部２２３、グレーズ第２部２２４およびグレーズ第３部２２５を有する。

グレーズ第１端縁２２１は、ｙ方向上流側（図中左側）に位置するヒーターグレーズ部２２の端縁である。グレーズ第２端縁２２２は、ｙ方向下流側（図中右側）に位置するヒーターグレーズ部２２の端縁である。

グレーズ第１部２２３は、ｚ方向に膨出した形状である部分である。グレーズ第２部２２４は、グレーズ第１部２２３に対してｙ方向上流側（図５における図中左側）に位置する。グレーズ第２部２２４は、グレーズ第１端縁２２１を含む。グレーズ第２部２２４は、ｚ方向において凹んだ凹曲面形状である。グレーズ第３部２２５は、グレーズ第１部２２３に対してｙ方向下流側（図５における図中右側）に位置する。グレーズ第３部２２５は、グレーズ第２端縁２２２を含む。グレーズ第３部２２５は、ｚ方向において凹んだ凹曲面形状である。

ボンディンググレーズ部２４は、ヒーターグレーズ部２２に対してｙ方向上流側（図２における図中左側）に位置している。ボンディンググレーズ部２４は、上面が平坦な形状である。

電極層３は、抵抗体層４に通電するための経路を構成するためのものであり、導電性材料によって形成されている。電極層３は、第１層３ａおよび第２層３ｂを有する。

第１層３ａは、たとえば添加元素としてロジウム、バナジウム、ビスマス、シリコンなどが添加されたレジネートＡｕからなる。本実施形態においては、第１層３ａの主成分は、Ａｕであり、Ａｕが本開示の第１金属に相当する。第１層３ａは、レジネートＡｕの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。第１層３ａは、複数のＡｕ層を積層させることによって構成してもよい。第１層３ａの厚さは、たとえば０．６～１．２μｍ程度である。本実施形態においては、第１層３ａは、グレーズ層２上に形成されている。

第２層３ｂは、一部が第１層３ａ上に形成されており、他の部分がｚ方向視において第１層３ａと重ならない領域に形成されている。また、第２層３ｂは、グレーズ層２上に形成された部分と、基板１上に形成された部分とを有する。また、第２層３ｂは、抵抗体層４から離間している。第２層３ｂは、たとえば有機Ａｇ化合物を含むペーストあるいはＡｇ粒子、ガラスフリット、Ｐｄ、および樹脂を含む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。本実施形態においては、第２層３ｂの主成分はＡｇであり、Ａｇが本開示の第２金属に相当する。そして、第１金属としてのＡｕは、第２金属としてのＡｇよりも後述する抵抗体層４への拡散度合いが小である。また、第２層３ｂは、Ｐｄ等の添加元素を含んでいてもよい。また、第２層３ｂは、ガラスを含んでいてもよい。第２層３ｂの厚さは、たとえば２μｍ～１０μｍであり、好ましくは３μｍ～５μｍである。

図３に示すように、電極層３は、共通電極３３および複数の個別電極３６を有している。

共通電極３３は、複数の共通電極帯状部３４および連結部３５を有している。連結部３５は、グレーズ層２のヒーターグレーズ部２２のｙ方向下流側端寄りに配置されており、ｘ方向に延びる帯状である。複数の共通電極帯状部３４は、各々が連結部３５からｙ方向に延びており、ｘ方向に等ピッチで配列されている。また、本実施形態においては、連結部３５には、Ａｇ層３５１が積層されている。Ａｇ層３５１は、連結部３５の抵抗値を低減させるためのものである。

複数の個別電極３６は、抵抗体層４に対して部分的に通電するためのものであり、共通電極３３に対して逆極性となる部位である。個別電極３６は、抵抗体層４から駆動ＩＣ７１に向かって延びている。複数の個別電極３６は、ｘ方向に配列されており、各々が個別電極帯状部３８、連結部３７およびボンディング部３９を有している。

各個別電極帯状部３８は、ｙ方向に延びた帯状部分であり、共通電極３３の隣り合う２つの共通電極帯状部３４の間に位置している。隣り合う個別電極３６の個別電極帯状部３８と共通電極３３の共通電極帯状部３４との間隔はたとえば４０μｍ以下となっている。

連結部３７は、個別電極帯状部３８から駆動ＩＣ７１に向かって延びる部分である。連結部３７は、平行部３７１および斜行部３７２を有する。平行部３７１は、一端がボンディング部３９につながり、かつｙ方向に沿っている。斜行部３７２は、ｙ方向に対して傾斜している。斜行部３７２は、ｙ方向において平行部３７１と、個別電極帯状部３８との間に挟まれている。また、複数の個別電極３６は、駆動ＩＣ７１に集約される。このため、図３におけるｘ方向における一端側での平行部３７１および斜行部３７２の境界と、他端側での平行部３７１および斜行部３７２の境界とは、ｙ方向にずれＬが生じている。

ボンディング部３９は、個別電極３６のｙ方向端部に形成されており、平行部３７１に繋がっている。ボンディング部３９は、グレーズ層２のボンディンググレーズ部２４上に形成されている。ボンディング部３９には、個別電極３６と駆動ＩＣ７１とを接続するためのワイヤ６１がボンディングされている。複数のボンディング部３９は、第１ボンディング部３９Ａと第２ボンディング部３９Ｂとを含む。隣り合う２つの第１ボンディング部３９Ａに挟まれた平行部３７１の幅（ｘ方向における長さ）は、たとえば１０μｍ以下とされている。また、第２ボンディング部３９Ｂは、ｙ方向において第１ボンディング部３９Ａよりも抵抗体層４から遠ざかる側に位置する。第２ボンディング部３９Ｂは、隣り合う２つの第１ボンディング部３９Ａに挟まれた平行部３７１につながっている。このような構成により、複数のボンディング部３９は、連結部３７のほとんどの部位よりも幅が大きいにも関わらず、たがいに干渉することが回避されている。

連結部３７のうち隣り合うボンディング部３９に挟まれた部位は、個別電極３６において最も幅が小さい。

図３～図５に示すように、共通電極３３の複数の共通電極帯状部３４は、第１層３ａのみによって構成されている。個別電極３６の連結部３７は、第２層３ｂのみによって構成されている。個別電極３６の個別電極帯状部３８は、第１層３ａおよび第２層３ｂによって構成されている。

図４および図５に示すように、第１層３ａのうち個別電極帯状部３８を構成する部分は、第１部３１ａおよび第２部３２ａを有する。第１部３１ａは、抵抗体層４と基板１との間に介在する部分であり、より具体的には、抵抗体層４とグレーズ層２のヒーターグレーズ部２２との間に介在している。また、第１部３１ａは、第２層３ｂから露出している。第２部３２ａは、第１部３１ａに対してｙ方向上流側に配置されており、第２層３ｂによって覆われている。第１部３１ａおよび第２部３２ａの形状は特に限定されず、図示された例においては、第１部３１ａおよび第２部３２ａは、ｘ方向の幅が一定であり、その大きさは幅Ｗ１である。第２部３２ａの先端３２１は、ヒーターグレーズ部２２のグレーズ第１端縁２２１からｙ方向下流側に離間している。

第２層３ｂのうち個別電極帯状部３８を構成する部分は、第３部３１ｂ、第４部３２ｂおよび第５部３３ｂを有する。

第３部３１ｂは、ｙ方向における先端である先端３１１ｂを有しており、ヒーターグレーズ部２２上において第１層３ａの第２部３２ａの一部を覆っている。図示された例においては、第３部３１ｂは、グレーズ第１端縁２２１からｙ方向に離間している。第３部３１ｂは、一対の端縁３１２ｂおよび一対の曲線部３１３ｂを有する。一対の端縁３１２ｂは、ｘ方向の端縁であり、ｙ方向に沿っている。一対の曲線部３１３ｂは、先端３１１ｂと一対の端縁３１２ｂとの間に介在している。曲線部３１３ｂは、ｚ方向視において外側に膨出する曲線である。図７に示すように、第３部３１ｂは、凹部３０３ｂを有する。凹部３０３ｂは、ｚ方向視において第２部３２ａのｘ方向両端に重なるか、あるいは第２部３２ａのｘ方向両側に位置している。凹部３０３ｂは、緩やかに凹んだ曲面である。

第４部３２ｂは、基板１の第１領域１１上に形成されており、第３部３１ｂおよび第１層３ａに対してｙ方向上流側に位置している。図示された例においては、第４部３２ｂは、ｙ方向に沿って延びる帯状であり、ｘ方向の幅が一定である。図８に示すように、第４部３２ｂは、ｚ方向厚さが概ね一定である。なお、第４部３２ｂの形状はこれに限定されない。

第５部３３ｂは、第３部３１ｂと第４部３２ｂとの間に介在しており、ヒーターグレーズ部２２上に形成されている。第５部３３ｂは、ｚ方向視において第２部３２ａとグレーズ第１端縁２２１との間に位置する。第３部３１ｂ、第４部３２ｂおよび第５部３３ｂを有する第２層３ｂは、グレーズ第１端縁２２１を跨いで第１領域１１上とヒーターグレーズ部２２上とに形成された部分を有するものとなっている。

また、本実施形態においては、第２層３ｂは、第６部３４ｂを有する。図示された例においては、第６部３４ｂは、第３部３１ｂのｙ方向における一部と第５部３３ｂのｙ方向における一部とを含む。すなわち、第６部３４ｂは、ヒーターグレーズ部２２上に位置している。第６部３４ｂの幅Ｗ５は、第３部３１ｂの幅Ｗ３および第４部３２ｂの幅Ｗ４のいずれよりも小さい。図示された例においては、第６部３４ｂは、一対の端縁３４１ｂを有する。一対の端縁３４１ｂは、ｘ方向において内方に凹む曲線である。本例において、幅Ｗ５は、第６部３４ｂの最小幅である。また、図示された例においては、第６部３４ｂは、第１層３ａの第２部３２ａの一部を覆っている。すなわち、第６部３４ｂと第２部３２ａとは、ｙ方向において互いの一部同士が重なっている。

第２層３ｂは、第１層３ａの一部を覆うことにより、図５に示す段差３０２ｂを有する。段差３０２ｂは、第１層３ａの厚さに起因している。図示された例においては、段差３０２ｂは、第５部３３ｂに含まれている。

抵抗体層４は、電極層３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。抵抗体層４は、共通電極３３の複数の共通電極帯状部３４と複数の個別電極３６の個別電極帯状部３８とに交差している。さらに、抵抗体層４は、共通電極３３の複数の共通電極帯状部３４と複数の個別電極３６の個別電極帯状部３８に対して基板１とは反対側に積層されている。すなわち、抵抗体層４は、電極層３の第１層３ａのみに接している。

抵抗体層４のうち各共通電極帯状部３４と各個別電極帯状部３８とに挟まれた部位が、電極層３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４１とされている。発熱部４１の発熱によって印字ドットが形成される。抵抗体層４の厚さは、たとえば４μｍ～６μｍである。本実施形態においては、抵抗体層４は、ｚ方向視においてグレーズ層２のヒーターグレーズ部２２と重なる領域に設けられている。図示された例においては、抵抗体層４は、ｚ方向視においてグレーズ層２のヒーターグレーズ部２２のグレーズ第１部２２３と重なる領域に設けられている。

ここで、各部の寸法の一例を挙げる。幅Ｗ１は、たとえば２０μｍ～３０μｍであり、たとえば２５μｍ程度である。幅Ｗ３は、たとえば８０μｍ～１００μｍである。幅Ｗ４は、８０μｍ～１００μｍである。幅Ｗ５は、７０μｍ～８０μｍである。また、第１層３ａ（第２部３２ａ）と第２層３ｂ（第３部３１ｂ）とが重なる長さは、たとえば１５０μｍ～３００μｍであり、好ましくは２００μｍ程度である。

保護層５５は、電極層３および抵抗体層４を保護するためのものである。保護層５５は、たとえば非晶質ガラスからなる。ただし、保護層５５は、複数の個別電極３６のボンディング部３９を含む領域を露出させている。保護層５５は、曲面５５１を有する。曲面５５１は、保護層５５のｙ方向一端に位置する面であり、凸状の曲面である。

駆動ＩＣ７１は、複数の個別電極３６を選択的に通電させることにより、抵抗体層４を部分的に発熱させる機能を果たす。駆動ＩＣ７１には、複数のパッドが設けられている。駆動ＩＣ７１のパッドと複数の個別電極３６とは、それぞれにボンディングされた複数のワイヤ６１を介して接続されている。ワイヤ６１は、Ａｕからなる。図１および図２に示すように、駆動ＩＣ７１およびワイヤ６１は、封止樹脂７２によって覆われている。封止樹脂７２は、たとえば黒色の軟質樹脂からなる。また、駆動ＩＣ７１とコネクタ７３とは、図示しない信号線によって接続されている。

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９～図１３を参照しつつ以下に説明する。

まず、図９に示すように、たとえばＡｌ₂Ｏ₃からなる基板１を用意する。次いで、基板１上にガラスペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成することにより、ヒーターグレーズ部２２およびボンディンググレーズ部２４を有するグレーズ層２を形成する。次いで、レジネートＡｕのペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成することにより、第１金属膜３０ａを形成する。図示された例においては、第１金属膜３０ａの形成領域は、ｙ方向において限定された領域である。第１金属膜３０ａは、ｘ方向に延びる端縁３０１ａを有する。端縁３０１ａは、ヒーターグレーズ部２２のグレーズ第１端縁２２１から離間している。

次いで、第１金属膜３０ａに対してたとえばエッチング等を用いたパターニングを施すことにより、図１０に示す第１層３ａを形成する。第１層３ａは、複数の共通電極帯状部３４、複数の個別電極帯状部３８、連結部３５等になる部位を有している。先端３２１は、第１金属膜３０ａの端縁３０１ａの一部が残存した部位である。すなわち、先端３２１は、第１金属膜３０ａをパターニングするためのエッチング等によって形成されたものではない。

次いで、図１１および図１２に示すように、第２金属膜３０ｂを形成する。第２金属膜３０ｂの形成は、所定領域に上述したＡｇを含むペーストを厚膜印刷した後に、これを焼成することにより行う。図示された例においては、第２金属膜３０ｂは、第１層３ａの一部を覆うように形成されている。すなわち、第２金属膜３０ｂのｙ方向の端縁３０１ｂは、第２部３２ａと交差している。これにより、第１層３ａには、第１部３１ａおよび第２部３２ａが形成される。図１２に示すように、第２金属膜３０ｂは、第１層３ａを覆う部分と第１層３ａと重ならない部分との間に段差３０２ｂが生じている。この段差３０２ｂは、第１層３ａの厚さに起因している。また、第２金属膜３０ｂと同じ手法によって、第１層３ａの連結部３５上に金属膜３５ｂを第２金属膜３０ｂとともに形成してもよい。なお、図１２においては、第２金属膜３０ｂのうち第３部３１ｂ、第４部３２ｂおよび第５部３３ｂとなる部分にかっこ付きの符号を付している。

次いで、第２金属膜３０ｂに対してエッチング等を用いたパターニングを施す。これにより、図１３に示す第２層３ｂが得られ、第１層３ａおよび第２層３ｂからなる電極層３が得られる。第２層３ｂは、上述した第３部３１ｂ、第４部３２ｂ、第５部３３ｂおよび第６部３４ｂを有する。なお、第６部３４ｂは、図１２に示す第２金属膜３０ｂに段差３０２ｂに形成されたことに起因して形成される場合がある。すなわち、第２金属膜３０ｂに対するパターニングにおいてウエットエッチングを用いた場合、段差３０２ｂにエッチング液が溜まる傾向が見られる。このエッチング液の滞留が、周辺部分よりもエッチングを促進させる要因となりうる。これにより、たとえばｙ方向に沿う直線上の端縁を形成するパターニングを実施した場合に、周囲部分に対して部分的に凹んだ形状である第６部３４ｂが形成されうる。

この後は、たとえば酸化ルテニウムなどの抵抗体を含む抵抗体ペーストを厚膜印刷し、これを焼成することにより、抵抗体層４を形成する。また、たとえばガラスペーストを厚膜印刷し、これを焼成することにより、保護層５５を形成する。

そして、駆動ＩＣ７１の実装およびワイヤ６１のボンディング、基板１および配線基板７４の放熱部材７５への取り付けなどを行うことにより、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、抵抗体層４には、第１層３ａが接しており、第２層３ｂは接していない。第１層３ａに含まれる第１金属としてのＡｕは、第２層３ｂに含まれる第２金属としてのＡｇよりも抵抗体層４への拡散の度合いが小である。このため、抵抗体層４への金属拡散を抑制することが可能であり、抵抗体層４と電極層３との導通が阻害されることを回避することができる。また、基板１のうちグレーズ層２から露出した第１領域１１には、第２層３ｂのみが接しており、第１層３ａは接していない。第１領域１１は、グレーズ層２に比べて、表面が粗いことが懸念される。第２層３ｂは、抵抗体層４に接しないものであるため、第１領域１１に形成するのに適した第２金属を選択可能である。これにより、第１領域１１に形成された電極層３が断線すること等を抑制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、電極層３によって導通経路を適切に構成し、電極層３と抵抗体層４とを十分に導通させることができる。

第２層３ｂが、ヒーターグレーズ部２２上に形成された第５部３３ｂを有することにより、第２部３２ａが第１領域１１から確実に離間した構成となっている。第１層３ａの第１金属は、抵抗体層４に拡散しにくい材質が選択される。このような第１金属は、表面が粗い第１領域１１上に形成されると、断線等の不具合を生じるおそれがある。このような第１層３ａが第１領域１１から確実に離間していることは、電極層３の断線等を防止するのに好ましい。

たとえば第２層３ｂ、抵抗体層４および保護層５５を形成するための焼成工程が繰り返されると、昇温と冷却とが繰り返されることとなる。第２層３ｂに含まれる第２金属が第１層３ａを含まれる第１金属と異なる場合、昇温と冷却との繰り返しにより、第２層３ｂによって第１層３ａが副走査方向に引っ張られる挙動が生じうる。第２層３ｂは、第６部３４ｂを有する。第６部３４ｂの幅Ｗ５は、第３部３１ｂの幅Ｗ３および第４部３２ｂの幅Ｗ４よりも小さい。これにより、上述した第２層３ｂが第１層３ａを引っ張る挙動が生じた際に、この引張応力が第１層３ａに伝達されることを第６部３４ｂによって緩和することが可能である。したがって、第１層３ａの断線等の破損を抑制することができる。

第６部３４ｂが、曲線からなる一対の端縁３４１ｂを有することにより、第２層３ｂにおいて過度な応力集中が生じることを防止することができる。また、第３部３１ｂが一対の曲線部３１３ｂを有することにより、第２層３ｂのうち抵抗体層４への通電経路として積極的に機能しない部分を縮小するとともに、第２層３ｂから第１層３ａに作用する引張応力を抑制することが期待できる。

ヒーターグレーズ部２２は、グレーズ第１部２２３とグレーズ第２部２２４とを有する。グレーズ第１部２２３は、ｚ方向に膨出した曲面形状である。このグレーズ第１部２２３に抵抗体層４を形成することにより、保護層５５を介して印刷媒体８２へと抵抗体層４をより強く押し付けることが可能であり、印刷の高速化および高精細化に好ましい。また、グレーズ第２部２２４は、凹曲面形状である。このようなグレーズ第２部２２４は、グレーズ第１端縁２２１において、顕著な段差や屈曲部分を生じにくく、基板１の第１領域１１とより滑らかに繋がりやすい形状である。これにより、グレーズ第１端縁２２１をまたぐように形成された第２層３ｂに断線等が生じることをより確実に回避することができる。

図１４～図１６は、本開示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。

＜第２実施形態＞
図１４は、本開示の第２実施形態に係る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においては、第６部３４ｂが、第３部３１ｂの一部と、第５部３３ｂと、第４部３２ｂの一部とによって構成されている。すなわち、第６部３４ｂは、グレーズ第１端縁２２１を跨いでおり、ヒーターグレーズ部２２上に形成された部分と、第１領域１１上に形成された部分とを有する。このような実施形態によっても、電極層３によって導通経路を適切に構成し、電極層３と抵抗体層４とを十分に導通させることができる。また、引張応力が第１層３ａに伝達されることを第６部３４ｂによって緩和することが可能であり、第１層３ａの断線等の破損を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
図１５は、本開示の第３実施形態に係る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、第２層３ｂが、上述した実施形態における第６部３４ｂを有していない。すなわち、第３部３１ｂ、第４部３２ｂおよび第５部３３ｂは、互いのｘ方向における幅が略同じである。このような実施形態によっても、電極層３によって導通経路を適切に構成し、電極層３と抵抗体層４とを十分に導通させることができる。

＜第４実施形態＞
図１６は、本開示の第４実施形態に係る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、第１層３ａが、第７部３３ａおよび第８部３４ａを有している。図示された例においては、第７部３３ａは、第１部３１ａの一部からなり、第８部３４ａは、第１部３１ａの一部と第２部３２ａとからなる。

第７部３３ａは、ｘ方向の幅が幅Ｗ１で略一定である。第８部３４ａの幅Ｗ２は、第７部３３ａの幅Ｗ１よりも大きい。

第８部３４ａは、ｙ方向におけるいずれの部分であっても、ｘ方向幅が第７部３３ａよりも大きい。第８部３４ａの具体的形状は特に限定されず、本実施形態においては、第８部３４ａは、第７部３３ａから離間するほどｘ方向の幅が大きくなっている。図示された幅Ｗ２は、第８部３４ａの最大幅である。第７部３３ａの具体的形状は特に限定されず、本実施形態においては、幅Ｗ１は一定である。

このような実施形態によっても、電極層３によって導通経路を適切に構成し、電極層３と抵抗体層４とを十分に導通させることができる。また、たとえば第２層３ｂ、抵抗体層４および保護層５５を形成するための焼成工程が繰り返されると、昇温と冷却とが繰り返されることとなる。第２層３ｂに含まれる第２金属が第１層３ａを含まれる第１金属と異なる場合、昇温と冷却との繰り返しにより、第２層３ｂによって第１層３ａが副走査方向に引っ張られる挙動が生じうる。本実施形態においては、相対的に幅が大きい第８部３４ａが設けられていることにより、このような引張応力に起因して第１層３ａに断線等の破損が生じることを抑制することができる。

本実施形態においては、第８部３４ａが、第７部３３ａから離間するほどｘ方向の幅が大きくなるテーパ形状とされている。これは、上述した引張応力が生じた際に、局所的な応力集中が生じることを回避するのに適しており、断線等の破損防止に好ましい。

本開示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。本開示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。

〔付記１〕
基板と、
電極層と、
主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
前記基板に形成されたグレーズ層と、
を備えるサーマルプリントヘッドであって、
前記グレーズ層は、前記抵抗体層が形成され且つ副走査方向一方側に位置するグレーズ第１端縁を有するヒーターグレーズ部を含み、
前記基板は、前記ヒーターグレーズ部の前記グレーズ第１端縁に隣接し且つ前記グレーズ層から露出した第１領域を有しており、
前記電極層は、前記抵抗体層と前記ヒーターグレーズ部との間に介在する第１層と、前記抵抗体層から離間し且つ前記第１層の一部を覆う第２層と、を有し、
前記第１層に含まれる第１金属は、前記第２層に含まれる第２金属よりも前記抵抗体層への拡散度合いが小であり、
前記第１層は、少なくとも一部が前記抵抗体層と前記基板との間に介在する第１部と、前記第２層に覆われ且つ前記ヒーターグレーズ部上に形成された第２部と、を有し、
前記第２層は、前記第２部を覆う第３部と、前記基板の前記第１領域に形成された第４部と、を有し、前記グレーズ第１端縁を跨いでいることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
〔付記２〕
前記電極層は、主走査方向に延びる連結部およびこの連結部から副走査方向に延びる複数の共通電極帯状部を有する共通電極と、各々が副走査方向に延びており且つ主走査方向において隣り合う前記共通電極帯状部どうしの間に位置する個別電極帯状部を各々が有する複数の個別電極と、を有しており、
前記個別電極帯状部が、前記第１層の前記第１部および前記第２部と、前記第２層の前記第３部および前記第４部と、を含む、付記１に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記３〕
前記抵抗体層は、前記複数の共通電極帯状部と前記個別電極帯状部と交差している、付記２に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記４〕
前記第２層は、前記第３部と前記第４部との間に位置し且つ前記ヒーターグレーズ部上に形成された第５部を有する、付記２に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記５〕
前記ヒーターグレーズ部は、前記基板の厚さ方向に膨出した形状であるグレーズ第１部を有する、付記４に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記６〕
前記抵抗体層は、前記ヒーターグレーズ部の前記グレーズ第１部に形成されている、付記５に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記７〕
前記ヒーターグレーズ部は、前記グレーズ第１部に対して副走査方向一方側に位置するとともに前記グレーズ第１端縁を含み且つ前記厚さ方向において凹んだ凹曲面形状であるグレーズ第２部を有する、付記６に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記８〕
前記第２層は、主走査方向における幅が部分的に小である第６部を有する、付記２ないし７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記９〕
前記第６部の主走査方向における両端縁は、主走査方向内方に凹む曲線である、付記８に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１０〕
前記第６部は、その一部が前記第１層の前記第２部と重なる、付記８または９に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１１〕
前記第６部は、前記ヒーターグレーズ部上に位置する部分を有する、付記８ないし１０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１２〕
前記第６部は、前記基板の前記第１領域上に位置する部分を有する、付記８ないし１１のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１３〕
前記第３部は、副走査方向における先端と主走査方向における両端縁とを繋ぐ一対の曲線部を有する、付記２ないし１２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１４〕
前記第２部は、前記第１部から離間するほど主走査方向における幅が大である、付記３に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１５〕
前記第１部は、主走査方向における幅が一定である、付記３または４に記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１６〕
前記第１金属は、Ａｕである、付記１ないし１５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１７〕
前記第２金属は、Ａｇである、付記１ないし１６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１８〕
前記抵抗体層は、酸化ルテニウムを含む、付記１ないし１７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記１９〕
前記基板は、セラミックスからなる、付記１ないし１８のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４：サーマルプリントヘッド
１ ：基板
２ ：グレーズ層
３ ：電極層
３ａ ：第１層
３ｂ ：第２層
４ ：抵抗体層
１１ ：第１領域
１２ ：第２領域
２２ ：ヒーターグレーズ部
２４ ：ボンディンググレーズ部
３０ａ ：第１金属膜
３０ｂ ：第２金属膜
３１ａ ：第１部
３１ｂ ：第３部
３２ａ ：第２部
３２ｂ ：第４部
３３ ：共通電極
３３ａ ：第７部
３３ｂ ：第５部
３４ ：共通電極帯状部
３４ａ ：第８部
３４ｂ ：第６部
３５ ：連結部
３５ｂ ：金属膜
３６ ：個別電極
３７ ：連結部
３８ ：個別電極帯状部
３９ ：ボンディング部
３９Ａ ：第１ボンディング部
３９Ｂ ：第２ボンディング部
４１ ：発熱部
５５ ：保護層
６１ ：ワイヤ
７１ ：駆動ＩＣ
７２ ：封止樹脂
７３ ：コネクタ
７４ ：配線基板
７５ ：放熱部材
８２ ：印刷媒体
２２１ ：グレーズ第１端縁
２２２ ：グレーズ第２端縁
２２３ ：グレーズ第１部
２２４ ：グレーズ第２部
２２５ ：グレーズ第３部
２３１ ：平坦グレーズ部
３０１ａ ：端縁
３０１ｂ ：端縁
３０２ｂ ：段差
３０３ｂ ：凹部
３１１ｂ ：先端
３１２ｂ ：端縁
３１３ｂ ：曲線部
３２１ ：先端
３４１ｂ ：端縁
３５１ ：Ａｇ層
３７１ ：平行部
３７２ ：斜行部
５５１ ：曲面
Ａｕ ：レジネート
Ｌ ：ずれ

Claims (17)

1. 基板と、
   電極層と、
   主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、
   前記基板に形成されたグレーズ層と、
   を備えるサーマルプリントヘッドであって、
   前記グレーズ層は、前記抵抗体層が形成され且つ副走査方向一方側に位置するグレーズ第１端縁を有するヒーターグレーズ部を含み、
   前記基板は、前記ヒーターグレーズ部の前記グレーズ第１端縁に隣接し且つ前記グレーズ層から露出した第１領域を有しており、
   前記電極層は、前記抵抗体層と前記ヒーターグレーズ部との間に介在する第１層と、前記抵抗体層から離間し且つ前記第１層の一部を覆う第２層と、を有し、
   前記第１層の主成分である第１金属は、前記第２層の主成分である第２金属よりも前記抵抗体層への拡散度合いが小であり、
   前記第１金属は、Ａｕであり、
   前記第２金属は、Ａｇであり、
   前記第１層は、少なくとも一部が前記抵抗体層と前記基板との間に介在する第１部と、前記第２層に覆われ且つ前記ヒーターグレーズ部上に形成された第２部と、を有し、
   前記第２層は、前記第２部を覆う第３部と、前記基板の前記第１領域に形成された第４部と、を有し、前記グレーズ第１端縁を跨いでいることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
2. 前記電極層は、主走査方向に延びる連結部およびこの連結部から副走査方向に延びる複数の共通電極帯状部を有する共通電極と、各々が副走査方向に延びており且つ主走査方向において隣り合う前記共通電極帯状部どうしの間に位置する個別電極帯状部を各々が有する複数の個別電極と、を有しており、
   前記個別電極帯状部が、前記第１層の前記第１部および前記第２部と、前記第２層の前記第３部および前記第４部と、を含む、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
3. 前記抵抗体層は、前記複数の共通電極帯状部と前記個別電極帯状部と交差している、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
4. 前記第２層は、前記第３部と前記第４部との間に位置し且つ前記ヒーターグレーズ部上に形成された第５部を有する、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
5. 前記ヒーターグレーズ部は、前記基板の厚さ方向に膨出した形状であるグレーズ第１部を有する、請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
6. 前記抵抗体層は、前記ヒーターグレーズ部の前記グレーズ第１部に形成されている、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
7. 前記ヒーターグレーズ部は、前記グレーズ第１部に対して副走査方向一方側に位置するとともに前記グレーズ第１端縁を含み且つ前記厚さ方向において凹んだ凹曲面形状であるグレーズ第２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. 前記第２層は、主走査方向における幅が部分的に小である第６部を有する、請求項２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. 前記第６部の主走査方向における両端縁は、主走査方向内方に凹む曲線である、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
10. 前記第６部は、その一部が前記第１層の前記第２部と重なる、請求項８または９に記載のサーマルプリントヘッド。
11. 前記第６部は、前記ヒーターグレーズ部上に位置する部分を有する、請求項８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. 前記第６部は、前記基板の前記第１領域上に位置する部分を有する、請求項８ないし１１のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
13. 前記第３部は、副走査方向における先端と主走査方向における両端縁とを繋ぐ一対の曲線部を有する、請求項２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. 前記第２部は、前記第１部から離間するほど主走査方向における幅が大である、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
15. 前記第１部は、主走査方向における幅が一定である、請求項３または４に記載のサーマルプリントヘッド。
16. 前記抵抗体層は、酸化ルテニウムを含む、請求項１ないし１５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
17. 前記基板は、セラミックスからなる、請求項１ないし１６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

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