WO2015151856A1 - サーマルプリントヘッド - Google Patents

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WO2015151856A1
WO2015151856A1 PCT/JP2015/058454 JP2015058454W WO2015151856A1 WO 2015151856 A1 WO2015151856 A1 WO 2015151856A1 JP 2015058454 W JP2015058454 W JP 2015058454W WO 2015151856 A1 WO2015151856 A1 WO 2015151856A1
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layer
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thermal print
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conductive
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泰弘 吉川
裕哉 吉田
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ローム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a thermal print head.
  • the thermal print head is the main component device of a thermal printer that prints on thermal paper.
  • Patent Document 1 discloses an example of a conventional thermal print head.
  • a resistor layer and an electrode layer are laminated on a substrate.
  • a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction are constituted by the resistor layers.
  • the resistor layer and the electrode layer are covered with an insulating protective layer.
  • the protective layer is for avoiding damage to the electrode layer and the resistor layer due to friction with thermal paper or the like.
  • the protective layer and the thermal paper rub against each other continuously. Due to this friction, static electricity is charged in the protective layer. If excessive static electricity is charged, the thermal print head may cause electrostatic breakdown.
  • the present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide a thermal print head capable of suppressing electrostatic breakdown.
  • a thermal print head provided by the present invention includes a base material, a plurality of heat generating parts supported by the base material and arranged in a main scanning direction, and a protective layer covering the plurality of heat generating parts.
  • the protective layer is made of an insulating material at a portion in contact with the plurality of heat generating portions, and at least a part of the outer surface located on the opposite side of the plurality of heat generating portions in the thickness direction is made of a conductive material.
  • the portion made of the conductive material in the protective layer is grounded.
  • a wiring layer having a ground connection portion to be supported by the base material and to be grounded is provided.
  • a conductive member that connects the ground connection portion of the wiring layer and the outer surface of the protective layer is provided.
  • the conductive member contains Ag.
  • the protective layer has an insulating layer made of an insulating material in contact with the plurality of heat generating portions, and a conductive layer made of a conductive material formed on the insulating layer.
  • the conductive layer covers the plurality of heat generating portions.
  • the conductive layer is formed over the entire surface of the protective layer.
  • each of the insulating layer and the conductive layer is covered with the conductive member and has an edge that coincides in plan view.
  • the conductive layer is thicker than the insulating layer.
  • the insulating layer is made of SiO 2.
  • the conductive layer is made of C / SiC, SiN or SiALON.
  • the wiring layer has a lower layer located on the substrate side and an upper layer formed on the lower layer.
  • the conductive member is in contact with an extending portion extending from the upper layer in the lower layer of the ground connection portion.
  • a protective member covering the conductive member is provided.
  • the protective member covers at least a part of the protective layer.
  • the protective member covers at least a part of the wiring layer.
  • the protective member covers all of the extending portions of the lower layer of the wiring layer.
  • the protective member covers at least a part of the upper layer of the wiring layer.
  • the protective layer has an insulating layer made of an insulating material in contact with the plurality of heat generating portions, and a conductive layer made of a conductive material formed on the insulating layer.
  • a conductive layer made of a conductive material formed on the insulating layer.
  • at least a part of the ground connection portion is covered, and the conductive layer is in contact with the ground connection portion.
  • the conductive layer covers the plurality of heat generating portions.
  • the conductive layer is formed over the entire surface of the protective layer.
  • the insulating layer covers at least a part of the ground connection portion, and has an opening for contacting the conductive layer with the ground connection portion.
  • each of the insulating layer and the conductive layer has edges that do not coincide with each other in plan view.
  • the conductive layer is thicker than the insulating layer.
  • the insulating layer is made of SiO 2.
  • the conductive layer is made of C / SiC, SiN or SiALON.
  • the wiring layer has a lower layer located on the substrate side and an upper layer formed on the lower layer.
  • the conductive layer is in contact with an extending portion extending from the upper layer in the lower layer of the ground connection portion.
  • a protective member covering the conductive member is provided.
  • the protective member covers at least a part of the protective layer.
  • the protective member covers at least a part of the wiring layer.
  • the protective member covers all of the extending portions of the lower layer of the wiring layer.
  • the protective member covers at least a part of the upper layer of the wiring layer.
  • the lower layer of the wiring layer is a resistor layer having portions constituting the plurality of heat generating portions.
  • the resistor layer is made of TaSiO 2 or TaN.
  • the upper layer is an electrode layer made of a material having an electric resistance smaller than that of the resistor layer.
  • the electrode layer is made of Al.
  • the electrode layer has a plurality of individual electrodes each extending to the plurality of heat generating portions.
  • the electrode layer has a common electrode having a plurality of comb-tooth portions disposed opposite to the individual electrodes across the plurality of heat generating portions in the sub-scanning direction.
  • a sub-board disposed adjacent to the base material in the sub-scanning direction, and a driver mounted on the sub-board and controlling heat generation in the plurality of heat generating portions IC.
  • a sealing member for sealing the driver IC is provided.
  • the sub-board has a ground line, and the ground connection portion and the ground line are connected via a wire.
  • the sealing member seals the wire.
  • a driver IC that is supported by the base material and controls heat generation at the plurality of heat generating portions is provided.
  • the driver IC is flip-chip mounted on the wiring layer.
  • a flexible wiring board connected to the wiring layer is provided.
  • a heat radiating member joined to the base on the opposite side to the plurality of heat generating portions is provided.
  • the substrate is made of ceramics.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a method for manufacturing the thermal print head of FIG. 1. It is a top view which shows the thermal print head based on 2nd embodiment of this invention. It is a top view which shows the thermal print head based on 3rd embodiment of this invention. It is a principal part enlarged plan view which shows the thermal print head of FIG. It is a principal part expanded sectional view which shows the thermal print head based on 4th embodiment of this invention.
  • the thermal print head A1 of the present embodiment includes a base material 1, a wiring layer 2, a protective layer 3, a conductive member 4, a driver IC 5, a sub board 6, and a heat radiating member 7.
  • FIG. 1 is a plan view showing a thermal print head A1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an essential part showing the thermal print head A1.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the thermal print head of FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the thermal print head of FIG.
  • the main scanning direction is the x direction
  • the sub scanning direction is the y direction.
  • 3 and the electrically-conductive member 4 are abbreviate
  • the base material 1 is a base of the thermal print head A1, and the surface preferably exhibits insulating properties.
  • the material of the base material 1 is not specifically limited, In this embodiment, the case where it consists of ceramics, such as an alumina, is demonstrated to an example.
  • the substrate 1 has a long rectangular shape that extends long in the x direction.
  • the substrate 1 has a main surface 11 and a back surface 12 that face opposite sides in the z direction.
  • a glaze layer 13 is formed on the main surface 11 of the substrate 1.
  • the glaze layer 13 is made of a glass material such as amorphous glass.
  • the glaze layer 13 has a strip shape extending long in the x direction, and has a shape in which a cross section in the yz plane slightly bulges in the z direction. Note that the glaze layer 13 may be formed on the entire main surface 11 of the substrate 1.
  • the wiring layer 2 constitutes a path through which a current flows in the thermal print head A1, and is formed on the main surface 11 of the substrate 1 in this embodiment.
  • the wiring layer 2 may have a portion formed in a portion other than the main surface 11 of the substrate 1.
  • the wiring layer 2 includes a resistor layer 21 and an electrode layer 22.
  • the resistor layer 21 corresponds to the lower layer referred to in the present invention
  • the electrode layer 22 corresponds to the upper layer referred to in the present invention.
  • the resistor layer 21 and the electrode layer 22 will be described by taking, as an example, a configuration formed by a film forming technique such as sputtering described later, but is not limited thereto.
  • the resistor layer 21 and the electrode layer 22 may be formed by finely printing a paste containing a metal component and firing the paste. Further, the positional relationship between the resistor layer 21 and the electrode layer 22 with respect to the substrate 1 can be set as appropriate.
  • the wiring layer 2 is patterned in the shape shown in FIGS.
  • the resistor layer 21 is formed on the main surface 11 of the substrate 1 and the glaze layer 13.
  • the resistor layer 21 has a plurality of heat generating portions 211.
  • the plurality of heat generating portions 211 are arranged in a row in the x direction on the glaze layer 13. Heat generated by current flowing through these heat generating portions 211 becomes a heat source for printing by the thermal print head A1.
  • Examples of the material of the resistor layer 21 include TaSiO 2 and TaN.
  • the thickness of the resistor layer 21 is not particularly limited, but an example thereof is, for example, about 0.05 ⁇ m to 0.2 ⁇ m.
  • the electrode layer 22 is formed on the resistor layer 21 and is made of a material having a resistance value smaller than that of the resistor layer 21. Examples of such a material of the electrode layer 22 include Al, but are not limited thereto. For example, Cu or Au may be used.
  • the thickness of the electrode layer 22 is not particularly limited. For example, the thickness is about 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m.
  • the resistor layer 21 exists in the entire region where the wiring layer 2 shown in FIGS. 1 and 2 is formed.
  • the electrode layer 22 exposes part of the resistor layer 21 as appropriate.
  • the electrode layer 22 has a plurality of individual electrodes 221 and a common electrode 222.
  • Each of the plurality of individual electrodes 221 has a strip shape extending along the y direction, and extends to the plurality of heat generating portions 211.
  • the common electrode 222 has a plurality of comb-tooth portions 223 and a detour portion 224.
  • Each of the plurality of comb-tooth portions 223 is disposed to face the individual electrode 221 with the heat generating portion 211 interposed therebetween in the y direction.
  • portions of the resistor layer 21 that are exposed from the electrode layer 22 between the plurality of individual electrodes 221 and the plurality of comb-tooth portions 223 are the plurality of heat generating portions 211.
  • the detour portion 224 is connected to a plurality of comb-tooth portions 223, and has a portion extending in the x direction from the main surface 11 of the substrate 1, and a portion extending from the end portion in the y direction.
  • the wiring layer 2 has a ground connection portion 23.
  • the ground connection portion 23 is a portion that is grounded.
  • the shape of the ground connection portion 23 is not particularly limited, but in the present embodiment, it is rectangular in plan view as shown in FIG.
  • the ground connection part 23 is arrange
  • the ground connection portion 23 is formed by part of the resistor layer 21 and the electrode layer 22. Although such a configuration is preferable for convenience in the manufacturing method described later, the ground connection portion 23 may be formed by only one of the resistor layer 21 and the electrode layer 22. Further, the ground connection portion referred to in the present invention may be configured by a member different from the wiring layer 2. In the ground connection portion 23, a part of the resistor layer 21 extends from the electrode layer 22. This portion is an extended portion 231. The extending portion 231 extends from the resistor layer 21 toward the side where the plurality of heat generating portions 211 exist in the y direction.
  • the protective layer 3 is for protecting the resistor layer 21. As shown in FIG. 2, the protective layer 3 covers at least the plurality of heat generating portions 211, and covers almost all of the wiring layer 2 in this embodiment.
  • the protective layer 3 is made of an insulating material at a portion in contact with the plurality of heat generating portions 211, and at least a part of the outer surface 30 located on the side opposite to the plurality of heat generating portions 211 in the thickness direction is made of a conductive material. .
  • the protective layer 3 includes an insulating layer 31 and a conductive layer 32.
  • the insulating layer 31 is formed on the main surface 11 of the substrate 1 and is in contact with the plurality of heat generating portions 211.
  • the insulating layer 31 is made of an insulating material. Such an insulating material is not particularly limited, and an example thereof is SiO 2 .
  • the thickness of the insulating layer 31 is not particularly limited, but an example is about 0.6 ⁇ m to 2.0 ⁇ m.
  • the conductive layer 32 is formed on the insulating layer 31 and is made of a conductive material.
  • a conductive material is not particularly limited, and examples thereof include C / SiC, SiN, and SiALON.
  • the thickness of the conductive layer 32 is not particularly limited, but an example is about 4.0 to 6.0 ⁇ m.
  • the protective layer 3 is not limited to a configuration including only the insulating layer 31 and the conductive layer 32.
  • the structure which further includes the other layer etc. which intervene between the insulating layer 31 and the conductive layer 32 may be sufficient.
  • the protective layer 3 has a configuration in which the composition gradually changes in the thickness direction, so that the portions in contact with the plurality of heat generating portions 211 exhibit insulation and the outer surface 30 exhibits conductivity. Good.
  • the conductive layer 32 covers at least the plurality of heat generating portions 211, that is, overlaps the plurality of heat generating portions 211 in a plan view. Further, in the present embodiment, the conductive layer 32 is formed on the entire surface of the insulating layer 31. As shown in FIG. 6, the insulating layer 31 has an edge 311, and the conductive layer 32 has an edge 321. The edge 311 and the edge 321 extend in the x direction and coincide with each other in plan view. In the present embodiment, the end edge 311 and the end edge 321 have a portion located on the extended portion 231 of the ground connection portion 23.
  • the conductive member 4 connects the ground connection portion 23 of the wiring layer 2 and the outer surface 30 of the protective layer 3.
  • the conductive member 4 is not particularly limited as long as it is configured to conduct the ground connection portion 23 of the wiring layer 2 and the outer surface 30 of the protective layer 3, but in the present embodiment, an epoxy that exhibits conductivity by containing Ag. Made of resin.
  • the protective layer 3 is composed of the insulating layer 31 and the conductive layer 32
  • the conductive member 4 is in contact with the insulating layer 31.
  • the conductive member 4 is in contact with the extending portion 231 of the ground connection portion 23 and is not in contact with the resistor layer 21 constituting the ground connection portion 23.
  • the conductive member 4 covers each of the edge 311 of the insulating layer 31 and part of the edge 321 of the conductive layer 32.
  • the conductive member 4 is covered with a protective member 41.
  • the protective member 41 is made of the same material (insulating resin) as the insulating layer generally called a resist layer.
  • the protective member 41 covers at least a part of the protective layer 3. Further, the protection member 41 covers at least a part of the wiring layer 2. Furthermore, in the present embodiment, the protection member 41 covers all the extending portions 231 of the ground connection portion 23.
  • the sub-board 6 is provided adjacent to the base material 1 in the y direction and has a long rectangular shape extending long in the x direction.
  • the sub-board 6 has a base material made of glass epoxy resin, for example, and a wiring layer 61 is formed on the base material.
  • two connectors 63 are attached to the sub-board 6. These connectors 63 are used to connect the thermal print head A1 to a thermal printer.
  • a wire 52 is bonded to the ground connection portion 23.
  • the wire 52 is bonded to a ground line 62 that is a part of the wiring layer 61 of the sub-board 6.
  • the ground line 62 is connected to the ground line of the thermal printer via the connector 63.
  • the driver IC 5 controls the heat generation distribution and the heat generation timing in the plurality of heat generating portions 211 by selectively energizing the plurality of heat generating portions 211.
  • a plurality of driver ICs 5 are arranged near the base material 1 of the sub-board 6.
  • a plurality of wires 52 are bonded to the plurality of electrodes provided on the upper surface of the driver IC 5. Some of these wires 52 are bonded to a plurality of pad portions connected to the plurality of individual electrodes 221 of the wiring layer 2. Further, the other part of the plurality of wires 52 is appropriately bonded to the wiring layer 61 of the sub-board 6.
  • the driver IC 5 is covered with a sealing member 51.
  • the sealing member 51 is, for example, a black insulating resin, and is for protecting the driver IC 5, and covers the driver IC 5 so as to straddle the base material 1 and the sub board 6. As shown in FIGS. 3 and 4, the sealing member 51 covers a part of the protection member 41. The sealing member 51 covers the wire 52 bonded to the ground connection portion 23.
  • the heat radiating member 7 is attached to the back surface 12 of the base material 1 and the lower surface of the sub-substrate 6 in the figure via a bonding layer 71.
  • the heat radiating member 7 is for accelerating the heat radiation from the base material 1 and is a block made of a metal such as Al.
  • the base material 1 shown in FIG. 7 is prepared.
  • FIG. 7 has shown the site
  • the base material 1 is a plate material made of ceramics such as alumina, for example.
  • a glaze layer 13 is formed on the main surface 11 of the substrate 1.
  • the glaze layer 13 is formed by, for example, applying a paste containing a glass component to a predetermined region of the main surface 11 and curing it by firing.
  • a resistor layer 21A is formed.
  • FIG. 9 has shown the site
  • the resistor layer 21A is formed by sputtering using a resistor material such as TaSiO 2 or TaN.
  • the resistor layer 21A formed thereby has a thickness of about 0.05 ⁇ m to 0.2 ⁇ m, for example.
  • the resistor layer 21 ⁇ / b> A is formed on the entire main surface 11 of the substrate 1.
  • an electrode layer 22A is formed.
  • the electrode layer 22A is formed by sputtering using a metal as a highly conductive material such as Al.
  • the electrode layer 22A formed thereby has a thickness of about 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m, for example.
  • the electrode layer 22A is formed on the entire surface so as to cover the entire resistor layer 21A.
  • patterning is performed on the resistor layer 21A and the electrode layer 22A.
  • This patterning is performed, for example, by etching using a mask finely processed into a predetermined shape.
  • the resistor layer 21A and the electrode layer 22A are patterned into a plan view shape substantially the same as that of the wiring layer 2 shown in FIG.
  • the resistor layer 21 is formed, and the resistor layer 21 and the electrode layer 22A have a configuration in which the above-described ground connection portion 23 is to be formed.
  • the electrode layer 22A is selectively patterned. Thereby, as shown in FIG. 13, an electrode layer 22 having a plurality of individual electrodes 221 and a common electrode 222 is formed. Further, by forming the plurality of individual electrodes 221 and the common electrode 222, the resistor layer 21 has a plurality of heat generating portions 211. Further, as shown in FIG. 14, by extending a part of the resistor layer 21 from the electrode layer 22, the ground connection portion 23 having the extending portion 231 is formed.
  • an insulating layer 31 is formed. Formation of the insulating layer 31 is performed by sputtering using a glass material typified by SiO 2, for example. At this time, a mask 81 is used to form the insulating layer 31 in a desired region.
  • the mask 81 has an edge extending in the x direction. This end edge is positioned so as to overlap the extended portion 231 of the ground connection portion 23. Thereby, the insulating layer 31 which has the edge 311 which overlaps with the extension part 231 and extends long in the x direction is formed.
  • the thickness of the insulating layer 31 is, for example, about 0.6 ⁇ m to 2.0 ⁇ m.
  • the insulating layer 31 covers the plurality of heat generating portions 211, the plurality of individual electrodes 221, and the common electrode 222.
  • a conductive layer 32 is formed.
  • the conductive layer 32 is formed by sputtering using a conductive material typified by C / SiC, SiN, or SiALON, for example.
  • the mask 81 described above is used as it is.
  • the conductive layer 32 is formed in the same region as the insulating layer 31.
  • the conductive layer 32 has an edge 321 that coincides with the edge 311 in a plan view.
  • the thickness of the conductive layer 32 is, for example, about 4.0 to 6.0 ⁇ m.
  • the conductive member 4 is formed.
  • the conductive member 4 is formed, for example, by applying an epoxy resin material containing Ag at a relatively high concentration and curing it. In the application, the epoxy resin material is straddled across the edge 311 of the insulating layer 31 and the edge 321 of the conductive layer 32. Then, the conductive member 4 is brought into contact with the outer surface 30 of the insulating layer 31 (protective layer 3) and the extending portion 231 of the ground connection portion 23. The conductive member 4 is not brought into contact with the resistor layer 21 constituting the ground connection portion 23.
  • a protective member 41 is formed.
  • the protective member 41 is formed by covering the conductive member 4 with an insulating resin material that forms a layer generally referred to as a resist layer.
  • the protection member 41 covers a part of the insulating layer 31, the whole ground connection part 23, and a part of the resistor layer 21 constituting the ground connection part 23.
  • the heat radiating member 7 is bonded to the back surface 12 of the base material 1 via the bonding layer 71.
  • the sub-board 6 is attached to the heat dissipation member 7 via the bonding layer 71.
  • the above-described thermal print head A1 is obtained by mounting the driver IC 5 on the sub-board 6, bonding a plurality of wires 52, and forming the sealing member 51.
  • the outer surface 30 of the protective layer 3 is made of a conductive material, and the outer surface 30 is grounded. Thereby, even when the protective layer 3 and the thermal paper are continuously rubbed when the thermal print head A1 is used, static electricity generated by this is discharged from the outer surface 30 of the protective layer 3 by ground connection. . Therefore, it is possible to prevent excessive static electricity from being charged in the protective layer 3, and to suppress electrostatic breakdown of the thermal print head A1.
  • the wiring layer 2 formed on the main surface 11 of the substrate 1 has the ground connection portion 23
  • the means for connecting the outer surface 30 of the protective layer 3 and the ground connection portion 23 conducts an unreasonably long distance. Can be avoided.
  • the outer surface 30 of the protective layer 3 and the ground connection portion 23 can be reliably conducted.
  • the protective layer 3 includes the insulating layer 31 and the conductive layer 32, the plurality of heat generating portions 211 are reliably insulated by the insulating layer 31, and the outer surface 30 of the protective layer 3 is conductive by the conductive layer 32. Can be reliably maintained.
  • the conductive layer 32 covers the plurality of heat generating portions 211, the conductive layer 32 can be positioned at a portion to which thermal paper or the like is pressed. Thereby, discharge of static electricity can be performed more effectively.
  • the formation of the conductive layer 32 over the entire surface of the protective layer 3 is suitable for promoting discharge of static electricity.
  • the protective member 41 By providing the protective member 41, peeling of the conductive member 4 can be suppressed. Further, the protective member 41 covers all of the extended portions 231 of the ground connection portion 23 and a part of the resistor layer 21 constituting the ground connection portion 23, thereby further ensuring the prevention of peeling of the conductive member 4. Can do.
  • FIG. 22 shows a thermal print head according to the second embodiment of the present invention.
  • the wiring layer 2 has two ground connection portions 23. These ground connection portions 23 are arranged apart from both ends of the base material 1 in the x direction. Each ground connection portion 23 is configured as shown in FIG. 6, and is electrically connected to the outer surface 30 (conductive layer 32) of the protective layer 3 through the conductive member 4.
  • Such an embodiment can also suppress the electrostatic breakdown of the thermal print head A2.
  • the protective layer 3 is configured to be grounded at two locations near the both ends in the x direction of the substrate 1. Thereby, discharge of static electricity can be further promoted.
  • the wiring layer 2 has three ground connection portions 23.
  • Two ground connection portions 23 are disposed near both ends of the base material 1 in the x direction, and the remaining one ground connection portion 23 is disposed near the center of the base material 1 in the x direction.
  • one ground connection portion 23 is disposed between two driver ICs 5 adjacent in the x direction.
  • Each ground connection portion 23 is configured as shown in FIG. 6, and is electrically connected to the outer surface 30 (conductive layer 32) of the protective layer 3 through the conductive member 4.
  • electrostatic breakdown of the thermal print head A3 can be suppressed.
  • the protective layer 3 is grounded at a location near the center of the base 1 in the x direction. Thereby, for example, when the thermal print head A3 has a relatively long length in the x direction, it can be expected to discharge static electricity more reliably.
  • FIG. 25 shows a thermal print head according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the thermal print head A4 of this embodiment is different from the above-described thermal print heads A1 to A3 in the configuration for connecting the outer surface 30 of the protective layer 3 to the ground. It should be noted that a configuration in which a conduction mode with the outer surface 30 of the protective layer 3 in this embodiment is applied to the ground connection portion 23 arranged as shown in the thermal print heads A1 to A3 may be appropriately employed.
  • an opening 312 is formed in the insulating layer 31.
  • the opening 312 is a through hole provided in the insulating layer 31.
  • the conductive layer 32 and the extending portion 231 of the ground connection portion 23 are in contact with each other through the opening 312.
  • This is a configuration for grounding the outer surface 30 of the protective layer 3 in the present embodiment.
  • the edge 311 of the insulating layer 31 and the edge 321 of the conductive layer 32 do not necessarily match in plan view.
  • the insulating layer 31 covers a part of the resistor layer 21 constituting the ground connection portion 23.
  • the insulating layer 31A shown in FIG. 26 is formed through the same processing as that of the thermal print head A1 described above with reference to FIGS.
  • an opening 312 shown in FIG. 27 is formed by a technique such as etching.
  • the conductive layer 32 is formed by a technique such as sputtering. Since the mask used when forming the insulating layer 31A is different from the mask used when forming the conductive layer 32, the edge 311 of the insulating layer 31 and the edge 321 of the conductive layer 32 are not necessarily identical in plan view. I have not done it.
  • Such an embodiment can also suppress the electrostatic breakdown of the thermal print head A4.
  • FIG. 29 and FIG. 30 show a thermal print head according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the thermal print head A5 of the present embodiment is different from the thermal print heads A1 to A4 described above in the mounting form of the driver IC5.
  • the configuration other than the mounting form of the driver IC 5 can be applied to the thermal print head A5 by appropriately combining the configurations of the thermal print heads A1 to A4.
  • 29 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3
  • FIG. 30 is a cross-sectional view corresponding to FIG.
  • the driver IC 5 is supported by the base material 1 and is conductively joined to an appropriate position of the wiring layer 2.
  • the thermal print head A5 has a flexible wiring board 65.
  • the flexible wiring board 65 includes, for example, a conductor layer 651 and two insulating layers 652 sandwiching the conductor layer 651.
  • the conductor layer 651 of the flexible wiring board 65 is conductively joined to an appropriate place of the wiring layer 2 of the base 1.
  • the flexible wiring board 65 is used for connection with a thermal printer on which the thermal print head A5 is mounted.
  • electrostatic breakdown of the thermal print head A5 can be suppressed.
  • the thermal print head according to the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the specific configuration of each part of the thermal print head according to the present invention can be variously modified.

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Abstract

　本発明の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、を備えている。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る。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。

Description

サーマルプリントヘッド
　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、を備えており、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。
　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。

Claims (48)

  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、
    を備えており、
    　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、サーマルプリントヘッド。
  2. 　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、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
  3. 　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、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
  4. 　前記導電部材は、Ａｇを含む、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
  5. 　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３または４に記載のサーマルプリントヘッド。
  6. 　前記導電層が、前記複数の発熱部を覆っている、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。
  7. 　前記導電層が、前記保護層の全面にわたって形成されている、請求項５または６に記載のサーマルプリントヘッド。
  8. 　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、請求項５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. 　前記導電層は、前記絶縁層よりも厚い、請求項５ないし８のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  10. 　前記絶縁層は、ＳｉＯ2からなる、請求項５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. 　前記導電層は、Ｃ／ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＡＬＯＮからなる、請求項５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、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、請求項３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、請求項１２に記載のサーマルプリントヘッド。
  14. 　前記導電部材を覆う保護部材を備える、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッド。
  15. 　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１４に記載のサーマルプリントヘッド。
  16. 　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１４または１５に記載のサーマルプリントヘッド。
  17. 　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。
  19. 　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、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
  20. 　前記導電層が、前記複数の発熱部を覆っている、請求項１９に記載のサーマルプリントヘッド。
  21. 　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、請求項１９または２０に記載のサーマルプリントヘッド。
  22. 　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、請求項１９ないし２１のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  23. 　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、請求項１９ないし２２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  24. 　前記導電層は、前記絶縁層よりも厚い、請求項１９ないし２３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  25. 　前記絶縁層は、ＳｉＯ2からなる、請求項１９ないし２４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  26. 　前記導電層は、Ｃ／ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＡＬＯＮからなる、請求項１９ないし２５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  27. 　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、請求項１９ないし２６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  28. 　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、請求項２７に記載のサーマルプリントヘッド。
  29. 　前記導電部材を覆う保護部材を備える、請求項２８に記載のサーマルプリントヘッド。
  30. 　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２９に記載のサーマルプリントヘッド。
  31. 　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２９または３０に記載のサーマルプリントヘッド。
  32. 　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２９ないし３１のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  33. 　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２９ないし３２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  34. 　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１２ないし１８および２７ないし３３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  35. 　前記抵抗体層は、ＴａＳｉＯ2またはＴａＮからなる、請求項３４に記載のサーマルプリントヘッド。
  36. 　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、請求項請求項１２ないし１８および２７ないし３５に記載のサーマルプリントヘッド。
  37. 　前記電極層は、Ａｌからなる、請求項３６に記載のサーマルプリントヘッド。
  38. 　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３６または３７に記載のサーマルプリントヘッド。
  39. 　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３８に記載のサーマルプリントヘッド。
  40. 　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２ないし３９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  41. 　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４０に記載のサーマルプリントヘッド。
  42. 　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４０または４１に記載のサーマルプリントヘッド。
  43. 　前記封止部材は、前記ワイヤを封止している、請求項４２に記載のサーマルプリントヘッド。
  44. 　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２ないし３９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  45. 　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４４に記載のサーマルプリントヘッド。
  46. 　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４４または４５に記載のサーマルプリントヘッド。
  47. 　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４６のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
  48. 　前記基材は、セラミックスからなる、請求項１ないし４７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
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