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技術 サーマルプリントヘッド、サーマルプリンタ

出願人 ローム株式会社
発明者 高橋晴夫
出願日 2015年4月10日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-513760
公開日 2017年4月13日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 WO2015-159819
状態 拒絶査定
技術分野 サーマルプリンタ(構造)
主要キーワード 電極帯 スキャロップ 貫通窓 バーコードシート 部分平面 介在部 離間寸法 ボッシュプロセス
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年4月13日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

サーマルプリントヘッドは、基材と、前記基材に形成された蓄熱部と、前記基材に形成された抵抗体層と、前記基材に形成され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、嵩上げ部と、を備えている。前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に跨る複数の発熱部を含む。前記嵩上げ部は、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位の間に配置されている。

概要

背景

従来から知られているサーマルプリントヘッドは、基板と、グレーズ層と、発熱抵抗体と、電極と、を備える。このようなサーマルプリントヘッドは、たとえば特許文献1に開示されている。同文献に開示のサーマルプリントヘッドにおいて、グレーズ層は基板に形成されている。グレーズ層は、発熱抵抗体にて発生した熱を蓄熱する役割を果たす。発熱抵抗体は、グレーズ層に形成されている。発熱抵抗体は、複数の発熱部を含む。各発熱部は、電極のうち互いに離間した2つの部分に跨るように、形成されている。保護層は、たとえばガラス製であり、電極の2つの部分の両方を覆うように形成されており、両者に跨る発熱部も覆っている。

このようなサーマルプリントヘッドにおいて、発熱部で生じた熱が保護層を経由して印刷媒体へ伝わる。しかしながら、発熱部で生じた熱の一部はグレーズ層の方に伝わり、また、保護層内を伝わる過程でも熱が拡散するため、印刷媒体に効率的に熱量を伝えることが困難であり、発熱部で発熱する熱量を大きくする必要があった。発熱部での発熱量を増やすには、電極に流す電力をある程度大きくしなければならない。このことは、印刷時の消費電力の削減を図るうえで障害となっていた。

概要

サーマルプリントヘッドは、基材と、前記基材に形成された蓄熱部と、前記基材に形成された抵抗体層と、前記基材に形成され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、嵩上げ部と、を備えている。前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に跨る複数の発熱部を含む。前記嵩上げ部は、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位の間に配置されている。

目的

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、消費電力の削減を図ることが可能なサーマルプリントヘッドを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基材と、前記基材に形成された蓄熱部と、前記基材に形成された抵抗体層と、前記基材に形成され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、嵩上げ部と、を備え、前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に跨る複数の発熱部を含み、前記嵩上げ部は、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位の間に配置されている、サーマルプリントヘッド

請求項2

前記嵩上げ部および前記複数の発熱部のいずれかの間に介在する絶縁層を更に備える、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。

請求項3

前記嵩上げ部は、導電性の材料よりなる、請求項1または請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。

請求項4

前記嵩上げ部は、前記電極層を構成する材料と同一材料よりなる、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項5

前記嵩上げ部は、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項6

前記嵩上げ部は、前記発熱部および前記電極層のいずれからも絶縁されている、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項7

前記嵩上げ部の厚さは、前記電極層の厚さと同一である、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項8

前記嵩上げ部は、前記絶縁層に接している、請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。

請求項9

前記嵩上げ部と、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位の一方との離間距離は、0.5〜50μmである、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。

請求項10

前記保護層は、前記厚さ方向に隆起する隆起部を含み、前記隆起部の少なくとも一部は、主走査方向に直交する断面において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に挟まれた領域内に位置している、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項11

前記保護層は、前記厚さ方向に隆起する隆起部を含み、前記隆起部の全体は、主走査方向に直交する断面において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に挟まれた領域内に位置している、請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項12

前記抵抗体層は、前記電極層および前記蓄熱部の間に介在している、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項13

前記基材は、半導体材料よりなる、請求項1ないし請求項12のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項14

前記保護層は、前記絶縁層に直接接している、請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。

請求項15

配線基板と、複数のワイヤと、前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える、請求項1ないし請求項14のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項16

前記保護層には、貫通窓が形成されており、前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている、請求項15に記載のサーマルプリントヘッド。

請求項17

前記樹脂層は、前記保護層に直接接している、請求項15または請求項16に記載のサーマルプリントヘッド。

請求項18

前記電極層に電流を流す駆動ICを更に備える、請求項1ないし請求項17のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項19

前記絶縁層は、SiO2、Si3N4、またはSiAlO2よりなる、請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。

請求項20

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よりなる、請求項1ないし請求項19のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項21

前記電極層は、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる、請求項1ないし請求項20のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項22

前記基材を支持する放熱板を更に備える、請求項1ないし請求項21のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

請求項23

請求項1ないし請求項22のいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、前記サーマルプリントヘッドに正対するプラテンローラと、を備える、サーマルプリンタ

技術分野

0001

本発明は、サーマルプリントヘッドと、サーマルプリンタと、に関する。

背景技術

0002

従来から知られているサーマルプリントヘッドは、基板と、グレーズ層と、発熱抵抗体と、電極と、を備える。このようなサーマルプリントヘッドは、たとえば特許文献1に開示されている。同文献に開示のサーマルプリントヘッドにおいて、グレーズ層は基板に形成されている。グレーズ層は、発熱抵抗体にて発生した熱を蓄熱する役割を果たす。発熱抵抗体は、グレーズ層に形成されている。発熱抵抗体は、複数の発熱部を含む。各発熱部は、電極のうち互いに離間した2つの部分に跨るように、形成されている。保護層は、たとえばガラス製であり、電極の2つの部分の両方を覆うように形成されており、両者に跨る発熱部も覆っている。

0003

このようなサーマルプリントヘッドにおいて、発熱部で生じた熱が保護層を経由して印刷媒体へ伝わる。しかしながら、発熱部で生じた熱の一部はグレーズ層の方に伝わり、また、保護層内を伝わる過程でも熱が拡散するため、印刷媒体に効率的に熱量を伝えることが困難であり、発熱部で発熱する熱量を大きくする必要があった。発熱部での発熱量を増やすには、電極に流す電力をある程度大きくしなければならない。このことは、印刷時の消費電力の削減を図るうえで障害となっていた。

先行技術

0004

特開2012−51319号公報

発明が解決しようとする課題

0005

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、消費電力の削減を図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主たる課題とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の第1の側面によると、基材と、前記基材に形成された蓄熱部と、前記基材に形成された抵抗体層と、前記基材に形成され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、嵩上げ部と、を備え、前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に跨る複数の発熱部を含み、前記嵩上げ部は、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位の間に配置されている、サーマルプリントヘッドが提供される。

0007

好ましくは、前記嵩上げ部および前記複数の発熱部のいずれかの間に介在する絶縁層を更に備える。

0008

好ましくは、前記嵩上げ部は、導電性の材料よりなる。

0009

好ましくは、前記嵩上げ部は、前記電極層を構成する材料と同一材料よりなる。

0010

好ましくは、前記嵩上げ部は、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる。

0011

好ましくは、前記嵩上げ部は、前記発熱部および前記電極層のいずれからも絶縁されている。

0012

好ましくは、前記嵩上げ部の厚さは、前記電極層の厚さと同一である。

0013

好ましくは、前記嵩上げ部は、前記絶縁層に接している。

0014

好ましくは、前記嵩上げ部と、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位の一方との離間距離は、0.5〜50μmである。

0015

好ましくは、前記保護層は、前記厚さ方向に隆起する隆起部を含み、前記隆起部の少なくとも一部は、主走査方向に直交する断面において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に挟まれた領域内に位置している。

0016

好ましくは、前記保護層は、前記厚さ方向に隆起する隆起部を含み、前記隆起部の全体は、主走査方向に直交する断面において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に挟まれた領域内に位置している。

0017

好ましくは、前記抵抗体層は、前記電極層および前記蓄熱部の間に介在している。

0018

好ましくは、前記基材は、半導体材料よりなる。

0019

好ましくは、前記保護層は、前記絶縁層に直接接している。

0020

好ましくは、配線基板と、複数のワイヤと、前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える。

0021

好ましくは、前記保護層には、貫通窓が形成されており、前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている。

0022

好ましくは、前記樹脂層は、前記保護層に直接接している。

0023

好ましくは、前記電極層に電流を流す駆動ICを更に備える。

0024

好ましくは、前記絶縁層は、SiO2、Si3N4、またはSiAlO2よりなる。

0025

好ましくは、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よりなる。

0026

好ましくは、前記電極層は、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる。

0027

好ましくは、前記基材を支持する放熱板を更に備える。

0028

本発明の第2の側面によると、基材と、前記基材に形成された蓄熱部と、前記基材に形成された抵抗体層と、前記基材に形成され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、を備え、前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に跨る複数の発熱部を含み、前記蓄熱部には、複数の空隙が形成されており、前記発熱部は、前記厚さ方向視において、前記複数の空隙のいずれかに重なっている、サーマルプリントヘッドが提供される。

0029

好ましくは、前記複数の空隙は、前記厚さ方向視において、散在している。

0030

好ましくは、前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向における寸法は、前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向に直交する方向における最大寸法よりも、大きい。

0031

好ましくは、前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向における寸法は、20〜40μmである。

0032

好ましくは、前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向に直交する方向における最大寸法は、0.5〜5μmである。

0033

好ましくは、前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向における寸法に対する、前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向に直交する方向における最大寸法の比は、10:1〜80:1である。

0034

好ましくは、前記複数の空隙は、前記厚さ方向視において、互いに異なる位置に配置されている。

0035

好ましくは、前記複数の空隙のうち互いに離間する空隙どうしの離間距離は、0.5〜2μmである。

0036

好ましくは、前記複数の空隙は、気体充填された状態あるいは真空状態となっている。

0037

好ましくは、前記基材には凹部が形成されており、前記蓄熱部は、前記凹部に充填された第1部分を含む。

0038

好ましくは、前記第1部分は、前記凹部の底に位置する底部と、前記底部から前記電極層の側に向かって起立する起立壁と、を有し、前記起立壁は、前記複数の空隙を規定している。

0039

好ましくは、前記起立壁の幅は、前記底部から前記電極層の側に向かうにつれて変化する。

0040

好ましくは、前記起立壁の幅は、前記底部から前記電極層の側に向かうにつれて、小さくなる。

0041

好ましくは、前記起立壁の幅は、前記底部から前記電極層の側に向かうにつれて、大きくなる。

0042

好ましくは、前記第1部分は、前記基材を構成する材料の酸化物よりなる。

0043

好ましくは、前記蓄熱部は、第2部分を含み、前記第2部分は、前記第1部分と、前記複数の発熱部との間に位置している。

0044

好ましくは、前記第2部分は、前記厚さ方向に垂直な平面に沿った形状である。

0045

好ましくは、前記第2部分は、上層および下層を有し、前記上層の一部および前記下層の一部は、前記複数の空隙の一部分を規定している。

0046

好ましくは、前記上層は、SiO2あるいはSiNよりなる。

0047

好ましくは、前記抵抗体層は、前記電極層および前記蓄熱部の間に介在している。

0048

好ましくは、前記基材は、半導体材料よりなる。

0049

好ましくは、配線基板と、複数のワイヤと、前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える。

0050

好ましくは、前記保護層には、貫通窓が形成されており、前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている。

0051

好ましくは、前記樹脂層は、前記保護層に直接接している。

0052

好ましくは、前記電極層に電流を流す駆動ICを更に備える。

0053

好ましくは、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よりなる。

0054

好ましくは、前記電極層は、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる。

0055

好ましくは、前記基材を支持する放熱板を更に備える。

0056

本発明の第3の側面によると、基材と、前記基材に形成された蓄熱部と、前記基材に形成された抵抗体層と、前記基材に形成され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、を備え、前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に跨る複数の発熱部を含み、前記蓄熱部は、前記厚さ方向において、前記保護層の側に膨出している膨出部を含み、前記膨出部は、前記厚さ方向視において、前記複数の発熱部のいずれかに重なっている、サーマルプリントヘッドが提供される。

0057

好ましくは、前記蓄熱部は、前記基材とは反対側を向く蓄熱部表面を有し、前記膨出部は、前記蓄熱部表面の一部を構成している。

0058

好ましくは、前記蓄熱部表面は、頂面と、第1傾斜面と、第2傾斜面と、を有し、前記膨出部は、前記頂面と、前記第1傾斜面と、前記第2傾斜面と、を構成しており、前記頂面は、副走査方向において、前記第1傾斜面および前記第2傾斜面の間に位置しており、前記第1傾斜面および前記第2傾斜面はいずれも、前記頂面から離れるにつれて前記基材に近づくように、前記頂面に対し傾斜している。

0059

好ましくは、前記頂面は、前記厚さ方向視において、前記複数の発熱部のいずれかに重なっている。

0060

好ましくは、前記頂面は、平坦である。

0061

好ましくは、前記頂面の副走査方向における寸法は、20〜150μmである。

0062

好ましくは、前記蓄熱部表面は、基面を有し、前記膨出部は、前記基面から膨出する形状である。

0063

好ましくは、前記膨出部は、ウェットエッチングにより形成される。

0064

好ましくは、前記複数の発熱部は各々、前記電極層に当接する第1当接部および第2当接部を含み、前記第1当接部および前記第2当接部は、互いに副走査方向に離間しており、前記膨出部は、前記副走査方向において、前記第1当接部および前記第2当接部の間に位置している。

0065

好ましくは、前記膨出部の全体は、前記副走査方向において、前記第1当接部および前記第2当接部の間に位置している。

0066

好ましくは、前記抵抗体層は、前記電極層および前記蓄熱部の間に介在している。

0067

好ましくは、前記基材は、半導体材料よりなる。

0068

好ましくは、配線基板と、複数のワイヤと、前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える。

0069

好ましくは、前記保護層には、貫通窓が形成されており、前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている。

0070

好ましくは、前記樹脂層は、前記保護層に直接接している。

0071

好ましくは、前記電極層に電流を流す駆動ICを更に備える。

0072

好ましくは、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よりなる。

0073

好ましくは、前記電極層は、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる。

0074

好ましくは、前記基材を支持する放熱板を更に備える。

0075

本発明の第4の側面によると、本発明の第1〜第3のいずれかの側面によって提供されるサーマルプリントヘッドと、前記サーマルプリントヘッドに正対するプラテンローラと、を備える、サーマルプリンタが提供される。

0076

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。

図面の簡単な説明

0077

本発明の第1実施形態のサーマルプリンタの部分断面図である。
本発明の第1実施形態のサーマルプリントヘッドの平面図である。
図2に示したサーマルプリントヘッドの部分拡大平面図(一部構成省略)である。
図3の領域IVの部分拡大平面図である。
図4から、電極層、嵩上げ部、および絶縁層等を省略して示す平面図である。
図3図4のVI−VI線に沿う部分拡大断面図である。
図6部分拡大図である。
図7にVIII−VIII線に沿う断面図である。
本発明の第1実施形態のサーマルプリントヘッドの製造工程の一工程を示す断面図である。
図9に続く一工程を示す断面図である。
図10に続く一工程を示す断面図である。
図11に続く一工程を示す断面図である。
図12に続く一工程を示す断面図である。
図13に続く一工程を示す断面図である。
図14に続く一工程を示す断面図である。
図15に示す工程を行った際の部分平面図である。
図15に続く一工程を示す断面図である。
図17に続く一工程を示す断面図である。
図18に続く一工程を示す断面図である。
図19に続く一工程を示す断面図である。
本発明の第1実施形態の変形例にかかるサーマルプリントヘッドの部分拡大断面図である。

実施例

0078

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

0079

<第1実施形態>
図1図21を用いて、本発明の第1実施形態について説明する。

0080

図1は、本発明の第1実施形態のサーマルプリンタの部分断面図である。

0081

同図に示すサーマルプリンタ800は印刷媒体801に印刷を施す。印刷媒体801としては、たとえばバーコードシートレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。サーマルプリンタ800は、サーマルプリントヘッド100と、プラテンローラ802と、を備える。

0082

サーマルプリントヘッド100は、基材11と、配線基板12と、放熱板13と、蓄熱部2と、電極層3と、嵩上げ部39と、抵抗体層4と、絶縁層5と、保護層6と、駆動IC7と、複数のワイヤ81と、樹脂層82と、コネクタ83とを備える。

0083

放熱板13は、基材11からの熱を放散させるためのものである。放熱板13を構成する材料としては、たとえば、Al、AlN、Ag、あるいは、Cuが挙げられる。放熱板13は、基材11および配線基板12を支持している。

0084

図2は、本発明の第1実施形態のサーマルプリントヘッドの平面図(保護層6は省略している)である。

0085

基材11は板状を呈している。本実施形態においては、基材11は半導体材料よりなる。基材11を構成する半導体材料としては、たとえば、Si、SiC、GaPGaAsInP、およびGaNが挙げられる。本実施形態においては、基材11は半導体材料よりなるが、基材11は半導体材料からなっていなくてもよい。たとえば、基材11は、セラミックなどの絶縁材料よりなっていてもよい。基材11を構成する材料の熱伝導率は、100〜300W/(m・K)であることが好ましい。たとえば、基材11がSiよりなる場合を想定すると、Siの熱伝導率は、140〜170W/(m・K)である。蓄熱部2(後述)を構成する材料の熱伝導率は、0.5〜5W/(m・K)である。たとえば、蓄熱部2がSiO2よりなる場合を想定すると、SiO2の熱伝導率は、1.1W/(m・K)である。蓄熱部2を構成する材料の熱伝導率と基材11を構成する材料の熱伝導率との比は、1:10〜600であることが好ましく、1:100〜200であることが更に好ましい。基材11の厚さは、たとえば0.625〜0.720mmである。図2に示すように、基材11は、主走査方向Yに長く延びる平板状である。基材11の幅(基材11の副走査方向Xにおける寸法)は、たとえば、3〜20mmである。基材11の主走査方向Yにおける寸法は、たとえば、10〜300mmである。

0086

基材11は、基材表面111を有する。基材表面111は、副走査方向Xと主走査方向Yとに広がる平面状である。基材表面111は、主走査方向Yに沿って長手状に延びる。基材表面111は、基材11の厚さ方向Zの一方(以下、方向Zaと言う。図1では上方)を向く。すなわち、基材表面111は、抵抗体層4の位置する側を向く面である。基材裏面112は、副走査方向Xと主走査方向Yとに広がる平面状である。基材裏面112は、主走査方向Yに沿って長手状に延びる。基材裏面112は、基材11の厚さ方向Zの他方(以下、方向Zbと言う。図1では下方)を向く。すなわち、基材裏面112は、抵抗体層4の位置する側とは反対側を向く面である。

0087

図3は、図2に示したサーマルプリントヘッドの部分拡大平面図(一部構成省略)である。図4は、図3の領域IVの部分拡大平面図である。図5は、図4から、電極層、嵩上げ部、および絶縁層等を省略して示す平面図である。図6は、図3図4のVI−VI線に沿う部分拡大断面図である。図7は、図6の部分拡大図である。図8は、図7にVIII−VIII線に沿う断面図である。

0088

図6に示すように、基材11には凹部113aが形成されている。凹部113aは、基材表面111から凹んでいる。本実施形態においては、凹部113aは、主走査方向Yに沿って延びる形状である。

0089

図6に示すように、蓄熱部2は基材11に形成されている。本実施形態においては、蓄熱部2は、凹部113aに形成されている。蓄熱部2は、発熱部41(後述)にて発生した熱を蓄えるためのものである。蓄熱部2は、基材11を構成する材料の熱伝導率よりも小さい熱伝導率の材料よりなる。蓄熱部2は、たとえば、SiO2よりなる。蓄熱部2は蓄熱部表面21を有する。蓄熱部表面21は、抵抗体層4の位置する側を向く面である。

0090

蓄熱部2には、複数の空隙26が形成されている。図3には、複数の空隙26が形成されている領域Rをハッチングにより示している。厚さ方向Z視において、複数の空隙26のいずれかに、発熱部41が重なっている。複数の空隙26は、厚さ方向Z視において、互いに異なる位置に配置されている。そして、複数の空隙26は、幅が、たとえば300〜500μmの主走査方向Yに沿う帯状に、配置されている。複数の空隙26は、気体が充填された状態あるいは真空状態となっている。

0091

図7に示すように、複数の空隙26の各々の厚さ方向Zにおける寸法L11は、複数の空隙26の各々の厚さ方向Zに直交する方向における最大寸法L12よりも、大きい。複数の空隙26の各々の厚さ方向Zにおける寸法L11は、たとえば、20〜40μmである。複数の空隙26の各々の厚さ方向Zに直交する方向における最大寸法L12は、たとえば、0.5〜5μmである。複数の空隙26の各々の厚さ方向Zにおける寸法L11に対する、複数の空隙26の各々の厚さ方向Zに直交する方向における最大寸法L12の比は、たとえば、10:1〜80:1である。図8に示すように、複数の空隙26のうち互いに離間する空隙26どうしの離間距離L18は、0.5〜2μmである。

0092

蓄熱部2は、第1部分281および第2部分282を有する。

0093

第1部分281は、凹部113aに充填されている。第1部分281は、厚さ方向Z視において、発熱部41に重なっている。第1部分281は、基材11を構成する材料の酸化物よりなる。第1部分281は、底部281Aおよび起立壁281Bを有する。底部281Aは、凹部113aの底に位置する。起立壁281Bは、底部281Aから電極層3の側に向かって起立する。起立壁281Bは、複数の空隙26を規定している。起立壁281Bの幅(厚さ方向Zに直交する方向における寸法)は、底部281Aから電極層3の側に向かうにつれて変化する。本実施形態では、図7に示すように、起立壁281Bの幅は、底部281Aから電極層3の側に向かうにつれて、小さくなる。本実施形態とは異なり、図21に示すように、起立壁281Bの幅は、底部281Aから電極層3の側に向かうにつれて、大きくなっていてもよい。

0094

第2部分282は、第1部分281と、複数の発熱部41との間に位置している。第2部分282は、厚さ方向Zに垂直な平面に沿った形状である。第2部分282は、上層23および下層24を有する。上層23の一部および下層24の一部は、複数の空隙26の一部分を規定している。上層23は、たとえば、SiO2あるいはSiNよりなる。下層24は、第1部分281を構成する材料と同一材料よりなり、たとえばSiO2よりなる

0095

図6に示すように、本実施形態では、蓄熱部2は、膨出部25を含む。

0096

膨出部25は、厚さ方向Zにおいて、保護層6の側に膨出している。膨出部25は、厚さ方向Z視において、複数の発熱部41のいずれかに重なっている。膨出部25は蓄熱部表面21の一部を構成している。膨出部25はウェットエッチングにより形成される。本実施形態においては、膨出部25は上層23によって構成されている。

0097

蓄熱部表面21は、基面211と、頂面213と、第1傾斜面215と、第2傾斜面216と、を有する。

0098

基面211からは膨出部25が膨出している。頂面213と、第1傾斜面215と、第2傾斜面216とは、膨出部25に構成されている。頂面213は、副走査方向Xにおいて、第1傾斜面215および第2傾斜面216の間に位置している。頂面213は、厚さ方向Z視において、複数の発熱部41のいずれかに重なっている。本実施形態では頂面213は平坦であるが、頂面213は平坦でなくてもよい。図6に示す頂面213の副走査方向Xにおける寸法は、たとえば、20〜150μmである。第1傾斜面215および第2傾斜面216はいずれも、頂面213から離れるにつれて基材11に近づくように、頂面213に対し傾斜している。

0099

図1図3図6に示す電極層3は基材11に形成されている。図3における電極層3には、理解の便宜上、ハッチを付している。電極層3は抵抗体層4に積層されている。本実施形態においては、電極層3と蓄熱部2との間に、抵抗体層4が介在している。電極層3は、抵抗体層4に導通している。電極層3は、抵抗体層4に通電するための経路を構成している。電極層3を構成する材料としては、たとえば、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiが挙げられる。本実施形態とは異なり、電極層3は、蓄熱部2と抵抗体層4との間に介在していてもよい。

0100

図4図5に示すように、電極層3は、第1導電部31と第2導電部32とを含む。第1導電部31および第2導電部32は、互いに離間している。第1導電部31と第2導電部32の副走査方向Xにおける離間寸法は、たとえば、105μmである。

0101

本実施形態においては、図3に示すように、電極層3は、複数の個別電極33(同図には6つ示す)と、一つの共通電極35と、複数の中継電極37(同図には6つ示す)とを含む。より具体的には、次のとおりである。以下に述べる電極層3のパターン形状は一例にすぎず、他のパターン形状であってもよい。

0102

複数の個別電極33は、互いに導通していない。そのため、各個別電極33には、サーマルプリントヘッド100の組み込まれたサーマルプリンタ800が使用される際に、個別に、互いに異なる電位が付与されうる。各個別電極33は、個別電極帯状部331と、屈曲部333と、直行部334と、斜行部335と、ボンディング部336とを有する。図4図5に示すように、各個別電極帯状部331は、電極層3における第1導電部31を構成しており、副走査方向Xに沿って延びる帯状である。各個別電極帯状部331は、抵抗体層4に積層されている。屈曲部333は、個別電極帯状部331につながり、主走査方向Yおよび副走査方向Xのいずれに対しても傾斜している。直行部334は、副走査方向Xに平行にまっすぐ延びている。斜行部335は、主走査方向Yおよび副走査方向Xのいずれに対しても傾斜した方向に延びている。ボンディング部336は、ワイヤ81がボンディングされる部分である。本実施形態においては、個別電極帯状部331、屈曲部333、直行部334、および斜行部335の幅が、たとえば47.5μm程度であり、ボンディング部336の幅がたとえば80μm程度である。

0103

共通電極35は、サーマルプリントヘッド100の組み込まれたサーマルプリンタ800が使用される際に複数の個別電極33に対して電気的に逆極性となる部位である。共通電極35は、複数の共通電極帯状部351と、複数の分岐部353と、複数の直行部354と、複数の斜行部355と、複数の延出部356と、一つの基幹部357とを有する。各共通電極帯状部351は、副走査方向Xに延びる帯状である。図4図5に示すように、各共通電極35において、複数の共通電極帯状部351は、電極層3における第1導電部31を構成しており、主走査方向Yに互いに離間し、且つ、互いに導通している。各共通電極帯状部351は、抵抗体層4に積層されている。各共通電極帯状部351は、個別電極帯状部331と主走査方向Yに離間している。本実施形態においては、互いに隣接した2つずつの共通電極帯状部351が、2つの個別電極帯状部331に挟まれている。複数の共通電極帯状部351、および複数の個別電極帯状部331は、主走査方向Yに沿って配列されている。分岐部353は、2つの共通電極帯状部351と1つの直行部354をつなぐ部分であり、Y字状である。直行部354は、副走査方向Xに平行にまっすぐ延びている。斜行部355は、主走査方向Yおよび副走査方向Xのいずれに対しても傾斜した方向に延びている。延出部356は、斜行部355につながり、副走査方向Xに沿って延びている。基幹部357は、主走査方向Yに延びる帯状であり、複数の延出部356がつながっている。

0104

複数の中継電極37はそれぞれ、複数の個別電極33のうちの一つと共通電極35との間に電気的に介在する。複数の中継電極37はそれぞれ、複数の発熱部41(後述)のうち主走査方向Yにおいて互いに隣接するいずれか2つの発熱部41を、連結している。各中継電極37は、2つの中継電極帯状部371と連結部373とを有する。図4図5に示すように、各中継電極帯状部371は、電極層3における第2導電部32を構成しており、副走査方向Xに延びる帯状である。すなわち、電極層3における第2導電部32と第1導電部31とは、互いに離間しており、本実施形態においては、副走査方向Xに互いに離間している。複数の中継電極帯状部371は、主走査方向Yに互いに離間している。各中継電極帯状部371は、抵抗体層4に積層されている。複数の中継電極帯状部371は、抵抗体層4上において、複数の帯状部331,351とは副走査方向Xにおいて反対側に配置されている。各中継電極37における2つの中継電極帯状部371の一方は、複数の共通電極帯状部351のいずれか一つと、副走査方向Xに互いに離間している。各中継電極37における2つの中継電極帯状部371の他方は、複数の個別電極帯状部331のいずれか一つと、副走査方向Xに互いに離間している。複数の連結部373はそれぞれ、主走査方向Yに沿って延びている。各連結部373は、各中継電極37における2つの中継電極帯状部371につながる。これにより、各中継電極37における2つの中継電極帯状部371どうしが互いに導通している。

0105

なお、電極層3は、必ずしも中継電極37を含む必要はなく、たとえば、複数の個別電極と、これらの個別電極に隣接する共通電極と、を含むものであってもよい。

0106

図1図3図6に示す抵抗体層4は基材11に形成されている。図4図5に示すように、本実施形態においては、抵抗体層4は、複数の矩形状の部分を有する。抵抗体層4は、電極層3からの電流が流れた部分が発熱する。このように発熱することによって印刷ドットが形成される。抵抗体層4は、電極層3を構成する材料よりも抵抗率が高い材料よりなる。抵抗体層4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4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4の厚さは、たとえば、0.2μm〜1μmである。

0107

抵抗体層4は、サーマルプリントヘッド100の使用時に発熱する複数の発熱部41を含む。各発熱部41は、電極層3のうち互いに離間した2つの部位に跨る。本実施形態では、各発熱部41は、基材11の厚さ方向Z視において、第1導電部31および第2導電部32に跨っている。複数の発熱部41は、一方向(主走査方向Y)に沿って配列されている。

0108

図6に示すように、各発熱部41は、基材11の厚さ方向Z視において、凹部113aに重なる位置に位置している。各発熱部41は、第1当接部411および第2当接部412を含んでいる。第1当接部411は、電極層3における第1導電部31に当接している。第2当接部412は、電極層3における第2導電部32に当接している。副走査方向Xにおいて、第1当接部411および第2当接部412の間に、膨出部25が位置している。本実施形態では、副走査方向Xにおいて、第1当接部411および第2当接部412の間に、膨出部25の全体が位置している。

0109

図6に示すように、絶縁層5は、電極層3と基材11との間に介在している。絶縁層5は、発熱部41および電極層3の間に介在している部分を有する。絶縁層5を構成する材料としては、たとえば、SiO2、Si3N4、および、SiAlO2が挙げられる。絶縁層5は、第1介在部51と、第2介在部52と、中間部53とを含む。第1介在部51は、第1導電部31および発熱部41の間に介在している部位である。第2介在部52は、第2導電部32および発熱部41の間に介在している。中間部53は、基材11の厚さ方向Z視において、第1介在部51と第2介在部52とに挟まれている。中間部53は、第1介在部51および第2介在部52につながっている。

0110

図4図6に示すように、本実施形態において、第1介在部51には、少なくとも1以上の第1開口511が形成されている。図4にて第1開口511は矩形状である例を示しているが、第1開口511の形状は矩形状に限られない。たとえば、第1開口511は円形状であってもよい。図4にて第1介在部51に第1開口511が1つ形成されている例を示しているが、第1介在部51に形成されている第1開口511の個数は、複数であってもよい。第1開口511と重なる位置に、上述の発熱部41における第1当接部411が位置している。図6に示すように、本実施形態においては更に、第1開口511内に、第1導電部31の一部が形成されている。

0111

本実施形態において、第2介在部52には、少なくとも1つの第2開口521が形成されている。図4図6にて第2開口521は矩形状である例を示しているが、第2開口521の形状は矩形状に限られない。たとえば、第2開口521は円形状であってもよい。図4にて第2介在部52に第2開口521が1つ形成されている例を示しているが、第2介在部52に形成されている第2開口521の個数は、複数であってもよい。第2開口521と重なる位置に、上述の発熱部41における第2当接部412が位置している。図6に示すように、本実施形態においては更に、第2開口521内に、第2導電部32の一部が形成されている。

0112

本実施形態とは異なり、絶縁層5が、発熱部41および電極層3の間に介在している部分を有していなくてもよい。

0113

嵩上げ部39は、電極層3のうち互いに離間した2つの部位の間に配置されている。嵩上げ部39および複数の発熱部41の間には、絶縁層5が介在している。嵩上げ部39は、絶縁層5に接している。嵩上げ部39は、電極層3を構成する材料と同一材料よりなる。本実施形態においては、嵩上げ部39は、たとえば、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる。嵩上げ部39は、発熱部41および電極層3のいずれからも絶縁されている。嵩上げ部39は、電極層3と同時に形成するとよい。この場合、嵩上げ部39の厚さは、電極層3の厚さと同一である。嵩上げ部39と第1導電部31あるいは第2導電部32との離間距離L19(図6参照)は、0.5〜50μmである。

0114

図1図6に示す保護層6は、電極層3と抵抗体層4と絶縁層5とを覆っており、電極層3と抵抗体層4と絶縁層5とを保護するためのものである。保護層6は、絶縁材料よりなる。保護層6を構成する絶縁材料としては、たとえば、ポリイミドポリアミドポリエチレン、SiNおよびSiO2が挙げられる。本実施形態においては、保護層6は、電極層3および絶縁層5に直接接している。保護層6の厚さは、たとえば、1〜20μmである。

0115

保護層6には、複数の貫通窓61(図1には1つ示す)が形成されている。各貫通窓61からは、ボンディング部336が露出している。

0116

図6に示すように、保護層6は、厚さ方向Zに隆起する隆起部68を含む。隆起部68の少なくとも一部は、主走査方向Yに直交する断面において、電極層3のうち互いに離間した2つの部位に挟まれた領域内に位置している。本実施形態では、隆起部68の全体は、主走査方向Yに直交する断面において、電極層3のうち互いに離間した2つの部位に挟まれた領域内に位置している。保護層6および膨出部25の間には、絶縁層5が介在する。隆起部68の副走査方向Xにおける寸法は、たとえば50〜100μmであり、厚さ方向Zにおける寸法は、たとえば、1〜5μmである。

0117

本実施形態では保護層6は二層構造である。具体的には、保護層6は、第1保護膜63および第2保護膜64を有する。

0118

第1保護膜63および第2保護膜64は互いに積層されている。第1保護膜63および第2保護膜64はいずれも、厚さ方向Z視において、少なくとも一部が発熱部41に重なっている。本実施形態では、第1保護膜63は、第2保護膜64と発熱部41との間に介在している。第1保護膜63および第2保護膜64は、隆起部68を構成している。第1保護膜63のうち隆起部68を構成している部位の厚さ(厚さ方向Zにおける寸法)は、第1保護膜63のうち隆起部68を構成していない部位の厚さ(厚さ方向Zにおける寸法)よりも、厚い。第2保護膜64と基材11との間に、第1保護膜63が配置されている。第2保護膜64の厚さは、全体にわたって略一様である。

0119

本実施形態では、第1保護膜63を構成する材料と第2保護膜64を構成する材料とが、異なっている。第1保護膜63を構成する材料は、たとえば、Si3N4であり、第2保護膜64を構成する材料は、たとえば、SiCである。

0120

本実施形態とは異なり、保護層6は二層構造ではなく、一層構造であってもよい。

0121

図1に示す配線基板12は、たとえば、プリント配線基板である。配線基板12は、基材層と図示しない配線層とが積層された構造を有する。基材層は、たとえばガラスエポキシ樹脂よりなる。配線層は、たとえばCuよりなる。

0122

図1図2に示す駆動IC7は、各個別電極33にそれぞれ電位を付与し、各発熱部41に流す電流を制御するものである。各個別電極33にそれぞれ電位が付与されることにより、共通電極35と各個別電極33との間に電圧印加され、各発熱部41に選択的に電流が流れる。駆動IC7は、配線基板12に搭載されている。図3に示すように、駆動IC7は、複数のパッド71を含む。複数のパッド71は、たとえば、2列に形成されている。

0123

図1図3に示す複数のワイヤ81は、たとえば、Auなどの導体よりなる。複数のワイヤ81のうちワイヤ811はそれぞれ、駆動IC7にボンディングされ、且つ、電極層3にボンディングされている。より具体的には、各ワイヤ811は、駆動IC7におけるパッド71にボンディングされ、且つ、ボンディング部336にボンディングされている。これにより、駆動IC7と各個別電極33とが導通している。図3に示すように、複数のワイヤ81のうちワイヤ812は、それぞれ、駆動IC7におけるパッド71にボンディングされ、且つ、配線基板12における配線層にボンディングされている。これにより、当該配線層を介して、駆動IC7とコネクタ83とが導通している。同図に示すように、複数のワイヤ81のうちワイヤ813は、共通電極35における基幹部357にボンディングされ、且つ、配線基板12における配線層にボンディングされている。これにより、共通電極35と上記配線層とが導通している。

0124

図1に示す樹脂層82は、たとえば、黒色樹脂よりなる。樹脂層82は、駆動IC7、複数のワイヤ81、および、保護層6を覆っており、駆動IC7および複数のワイヤ81を保護している。樹脂層82は保護層6に直接接する。コネクタ83は、配線基板12に固定されている。コネクタ83は、サーマルプリントヘッド100の外部からサーマルプリントヘッド100へ電力を供給するためのものである。

0125

次に、サーマルプリントヘッド100の使用方法の一例について簡単に説明する。

0126

サーマルプリントヘッド100は、サーマルプリンタ800に組み込まれた状態で使用される。図1に示したように、サーマルプリンタ800内において、サーマルプリントヘッド100は、プラテンローラ802に正対している。サーマルプリンタ800の使用時には、プラテンローラ802が回転することにより、印刷媒体801が、副走査方向Xに沿ってプラテンローラ802と各発熱部41との間に一定速度で送給される。印刷媒体801は、プラテンローラ802によって保護層6のうち各発熱部41を覆う部分に押しあてられる。一方、図3に示した各個別電極33には、駆動IC7によって選択的に電位が付与される。これにより、共通電極35と複数の個別電極33の各々との間に電圧が印加される。そして、複数の発熱部41には選択的に電流が流れ、熱が発生する。そして、各発熱部41にて発生した熱は、保護層6を介して印刷媒体801に伝わる。そして、印刷媒体801上の主走査方向Yに線状に延びる第1ライン領域に、複数のドットが印刷される。また、各発熱部41にて発生した熱は、蓄熱部2にも伝わり、蓄熱部2にて蓄えられる。

0127

更に、プラテンローラ802が回転することにより、印刷媒体801が、副走査方向Xに沿って一定速度で引き続き送給される。そして、上述の第1ライン領域への印刷と同様に、印刷媒体801上の主走査方向Yに線状に延びる、第1ライン領域に隣接する第2ライン領域への印刷が行われる。第2ライン領域への印刷の際、印刷媒体801には、各発熱部41にて発生した熱に加え、第1ライン領域への印刷時に蓄熱部2にて蓄えられた熱が伝わる。このようにして、第2ライン領域への印刷が行われる。以上のように、印刷媒体801上の主走査方向Yに線状に延びるライン領域ごとに、複数のドットを印刷することにより、印刷媒体801への印刷が行われる。

0128

次に、サーマルプリントヘッド100の製造方法の一例について簡単に説明する。本実施形態においてサーマルプリントヘッド100を製造するには、主として半導体プロセスを用いる。

0129

まず、図9に示すように、半導体基板19を用意する。本実施形態において半導体基板19はSiよりなる。

0130

次に、図10に示すように、半導体基板19にトレンチ113fを形成する。これにより基材11が形成される。半導体基板19にトレンチ113fを形成するには、たとえば、半導体基板19をエッチングすることにより行う。本実施形態では、レジストパターン(図示略)をマスクとする異方性ディープRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)によって、具体的にはボッシュプロセスにより、半導体基板19を掘り下げる。トレンチ113fは、具体的には、平面視において、ドット状の水玉模様パターン(たとえば、行列状、千鳥状等)に配列されるように形成する。

0131

また、ボッシュプロセスでは、SF6(六フッ化硫黄)を使用して半導体基板19をエッチングする工程と、C4F8(パーフルオロシクロブタン)を使用してエッチング面に保護膜を形成する工程とが交互に繰り返される。これにより、高いアスペクト比で半導体基板19をエッチングすることができるが、エッチング面(トレンチ113fの内周面113g)にスキャロップと呼ばれる波状凹凸が形成される。トレンチ113fの形成後、レジストパターン(図示略)を剥離する。本実施形態では、トレンチ113fの内周面113gは、図10の上側に向かうほど、開口面積が大きくなる形状である。

0132

次に、図11に示すように、基材11に、蓄熱部2の第1部分281と、蓄熱部2の第2部分282の一部と、を形成する。蓄熱部2の第1部分281と、蓄熱部2の第2部分282の一部と、の形成は、熱酸化によって行う。具体的には、たとえば真空中で、基材11を熱酸化(たとえば、1100℃〜1150℃で24時間)する。基材11を熱酸化すると、基材11(本実施形態ではSiよりなる)の一部が、各トレンチ113fの内周面から同心円状に酸化シリコン膜変質してゆく。

0133

次に、図12に示すように、蓄熱部2の第2部分282の残りを形成する。第2部分282の残りの形成は、たとえば、熱酸化、スパッタリングCVD、あるいは、印刷により行う。本実施形態では、第2部分282は、LTO(low temperature oxide)膜である。第2部分282を形成した後、第2部分282の上面を平坦化する。このとき、トレンチ113fの上部が塞がれ、空隙26が形成されている。

0134

次に、図13に示すように、第2部分282の一部をウェットエッチングにより除去することにより、膨出部25を形成する。

0135

次に、図14に示すように、抵抗体層4’を形成する。抵抗体層4’の形成は、たとえば、CVDもしくはスパッタにより行う。抵抗体層4’は、基材11の表面の全面に形成する。

0136

次に、図15図16に示すように、抵抗体層4’をエッチングすることにより、抵抗体層4’’を形成する。抵抗体層4’のエッチングは、フォトリソグラフィーを経ることにより行う。図16に示すように、本実施形態では、抵抗体層4’’は、一方向に沿って帯状に延びる形状である。次に、抵抗体層4が所望の抵抗値になるように、抵抗体層4’’にイオンを打ち込む(図示略)。

0137

次に、図17に示すように、絶縁層5’を形成する。絶縁層5’の形成は、たとえば、CVDもしくはスパッタにより行う。

0138

次に、図18に示すように、絶縁層5’をエッチングすることにより、上述の絶縁層5を形成する。絶縁層5’をエッチングする当該工程を経ることにより、上述の第1開口511および第2開口521が形成される。

0139

次に、図19に示すように、電極層3’を形成する。電極層3’の形成は、たとえば、スパッタもしくはCVDにより行う。

0140

次に、図20に示すように、電極層3’をエッチングすることにより、上述の形状の電極層3を形成する。電極層3’のエッチングは、フォトリソグラフィーを経ることにより行う。本実施形態では、電極層3’のエッチングによって、嵩上げ部39も形成される。

0141

次に、図示は省略するが、抵抗体層4’’のうち、電極層3とは重ならない部分をエッチングすることにより、複数の矩形状の部分を有する上述の抵抗体層4を形成する。これは、サーマルプリントヘッド100の使用時において、抵抗体層4内を横方向に電流が流れることを防止するためである。なお、本実施形態とは異なり、帯状の抵抗体層4’’を形成することなく、抵抗体層4’を一度エッチングすることにより、複数の矩形状の部分を有する上述の抵抗体層4を形成してもよい。

0142

次に、図示は省略するが、第1保護膜63および第2保護膜64を形成することにより、保護層6を形成する。なお、第1保護膜63は、一旦比較的厚い層を形成した後に、隆起部68となるべき部分以外の部分をエッチングすることにより、形成する。次に、基材11の裏面を研磨することにより、基材11の厚みを低減させる。次に、抵抗体層4の抵抗値の測定、および、基材11のダイシングを行ったのち、ダイシング後製品と、配線基板12とを放熱板13に配置する。次に、図1に示した、駆動IC7を配線基板12に搭載し、ワイヤ81を所望の箇所にボンディングし、樹脂層82を形成する。これらの工程を経るなどして、図1に示したサーマルプリントヘッド100が製造される。

0143

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

0144

本実施形態においては、蓄熱部2には、複数の空隙26が形成されている。発熱部41は、厚さ方向Z視において、複数の空隙26のいずれかに重なっている。このような構成によれば、空隙26が、発熱部41にて発生した熱が基材11に伝わることを抑制する。その結果、基材11を構成する材料の熱伝導率が大きくても発熱部41にて発生した熱が基材11に逃げてしまうことを防止でき、発熱部41にて発生した熱を、より多く印刷媒体801へと伝えることが可能となる。これにより、印刷媒体801への印刷品位を向上させることができる。また、発熱部41にて発生した熱を、より多く印刷媒体801へと伝えることが可能となると、サーマルプリントヘッド100の消費電力を削減できる。

0145

本実施形態においては、複数の空隙26は、厚さ方向Z視において、散在している。このような構成によれば、発熱部41にて発生した熱が基材11に伝わることを抑制しつつ、発熱部41にて発生した熱を蓄熱部2へと好適に伝えることもできる。よって、蓄熱部2が蓄熱する機能を好適に果たすことができる。

0146

本実施形態においては、複数の空隙26の各々の厚さ方向Zにおける寸法は、複数の空隙26の各々の厚さ方向Zに直交する方向における寸法よりも、大きい。このような構成によると、発熱部41にて発生した熱が、厚さ方向Zのうち方向Zb側に伝わることを、防止できる。これにより、発熱部41にて発生した熱を、より多く印刷媒体801へと伝えることが可能となる。これにより、印刷媒体801への印刷品位を向上させることができる。また、発熱部41にて発生した熱を、より多く印刷媒体801へと伝えることが可能となると、サーマルプリントヘッド100の消費電力を削減できる。

0147

本実施形態においては、起立壁281Bの幅は、底部281Aから電極層3の側に向かうにつれて、小さくなる。このような構成によると、サーマルプリントヘッド100の製造の際の洗浄工程において、起立壁281Bが折れることを防止できる。本実施形態とは異なり、図21に示す場合には、空隙26を第2部分282にて塞ぐ工程を削減してもよい。また、図21に示す場合には、蓄熱部表面21を平坦に形成しやすい。

0148

本実施形態においては、嵩上げ部39は、電極層3のうち互いに離間した2つの部位の間に配置されている。このような構成は、保護層6のうち発熱部41を覆っている部分を、隆起した形状に形成するのに適する。これにより、印刷媒体801に保護層6を当接させやすくなる。その結果、発熱部41にて発生した熱を、より効率良く印刷媒体801へと伝えることが可能となる。

0149

また、本実施形態によると、隆起部68を有する保護層6を三層構造とする必要がなく、保護層6の製造の効率化を図ることができる。

0150

本実施形態においては、嵩上げ部39は、導電性の材料よりなる。このような構成によると、嵩上げ部39は、保護層6よりも熱を伝えやすい。そのため、発熱部41にて発生した熱を、より効率的に印刷媒体801に伝えることができる。したがって、サーマルプリントヘッド100のエネルギ効率の向上を図ることができる。

0151

本実施形態においては、嵩上げ部39は、電極層3の形成と同時に形成される。このような構成によると、嵩上げ部39の製造の効率化を図ることができる。

0152

本実施形態においては、膨出部25は、厚さ方向Z視において、複数の発熱部41のいずれかに重なっている。このような構成によると、発熱部41を印刷媒体801により接近させることが可能となる。これにより、発熱部41にて発生した熱をより多く印刷媒体801に伝達することができる。

0153

また、蓄熱部2に膨出部25が形成されていると、隆起部68を有する保護層6を三層構造とする必要がなく、保護層6の製造の効率化を図ることができる。更に本実施形態によると、保護層6のうち、厚さ方向Zにおいて発熱部41に重なる部位を薄くすることができ、発熱部41にて発生した熱をより多く印刷媒体801に伝達することが可能となる。

0154

本実施形態においては、第1傾斜面215および第2傾斜面216はいずれも、頂面213から離れるにつれて基材11に近づくように、頂面213に対し傾斜している。このような構成によると、膨出部25によって急峻な段差が形成されることを防止することができる。これにより、膨出部25上に形成される電極層3や抵抗体層4の断線を防止できる。

0155

本実施形態においては、膨出部25の全体は、副走査方向Xにおいて、第1当接部411および第2当接部412の間に位置している。このような構成によると、保護層6の狭い領域を印刷媒体801に当接させることができる。これにより、より微細な印刷が可能となる。

0156

本実施形態においては、サーマルプリントヘッド100は絶縁層5を備える。絶縁層5は、電極層3および発熱部41の間に介在している部分を有する。このような構成によると、電極層3と発熱部41とが接触する領域を小さくすることができる。そうすると、発熱部41に電流が流れて発熱した際に、電極層3と発熱部41とが共晶してしまう領域を小さくすることができる。電極層3と発熱部41とが共晶する領域を小さくできると、サーマルプリントヘッド100の使用時に、サーマルプリントヘッド100の抵抗値が変化してしまう不具合を抑制できる。

0157

本実施形態においては、絶縁層5は、第1介在部51と第2介在部52とを有する。第1介在部51は、第1導電部31および発熱部41の間に介在している。このような構成によると、第1導電部31と発熱部41とが共晶することを、抑制できる。本実施形態においては、第2介在部52は、第2導電部32および発熱部41の間に介在している。このような構成によると、第2導電部32と発熱部41とが共晶することを、抑制できる。第1導電部31と発熱部41とが共晶すること、または、第2導電部32と発熱部41とが共晶することを防止できると、電極層3と発熱部41とが共晶する領域を小さくできる。これにより、サーマルプリントヘッド100の使用時に、サーマルプリントヘッド100の抵抗値が変化してしまう不具合を抑制できる。

0158

仮に、電極層3が抵抗体層4と蓄熱部2との間に介在している場合には、抵抗体層4における発熱部41にて発生した熱は、電極層3に逃げてしまうおそれがある。電極層3に逃げてしまった熱は、印刷媒体801への伝熱には寄与しない。一方、本実施形態においては、抵抗体層4は、電極層3および蓄熱部2の間に介在している。このような構成によると、抵抗体層4における発熱部41にて発生した熱が電極層3に伝わっても、電極層3に伝わった熱は、印刷媒体801への伝熱に寄与しうる。そのため、発熱部41にて発生した熱をより効率的に、印刷媒体801に伝えることができる。すなわち、サーマルプリントヘッド100における印刷媒体801に接触する部位(保護層6)を、より速く、高温にすることが可能となる。これにより、印刷媒体801への高速印刷が可能となる。

0159

本実施形態では、基材11は、Siよりなる。Siは、熱伝導率が大きいため、発熱部41にて発生した熱を、より速く基材11の外部(本実施形態では放熱板13)へと伝えることができる。そのため、高温になった発熱部41の温度を、より速く、低下させることができる。このことは、印刷媒体801への印刷の高速化に適する。

0160

本発明は、上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。

0161

本発明の他の側面にかかるサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタの技術的特徴を、以下に付記として記載する。

0162

〔付記1A]
基材と、
前記基材に形成された蓄熱部と、
前記基材に形成された抵抗体層と、
前記基材に形成され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、を備え、
前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に跨る複数の発熱部を含み、
前記蓄熱部には、複数の空隙が形成されており、前記発熱部は、前記厚さ方向視において、前記複数の空隙のいずれかに重なっている、サーマルプリントヘッド。
〔付記2A]
前記複数の空隙は、前記厚さ方向視において、散在している、付記1Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3A]
前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向における寸法は、前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向に直交する方向における最大寸法よりも、大きい、付記1Aまたは付記2Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4A]
前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向における寸法は、20〜40μmである、付記3Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5A]
前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向に直交する方向における最大寸法は、0.5〜5μmである、付記3Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6A]
前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向における寸法に対する、前記複数の空隙の各々の前記厚さ方向に直交する方向における最大寸法の比は、10:1〜80:1である、付記3Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7A]
前記複数の空隙は、前記厚さ方向視において、互いに異なる位置に配置されている、付記1Aないし付記6Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8A]
前記複数の空隙のうち互いに離間する空隙どうしの離間距離は、0.5〜2μmである、付記1Aないし付記7Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記9A]
前記複数の空隙は、気体が充填された状態あるいは真空状態となっている、付記1Aないし付記8Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10A]
前記基材には凹部が形成されており、
前記蓄熱部は、前記凹部に充填された第1部分を含む、付記1Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記11A]
前記第1部分は、前記凹部の底に位置する底部と、前記底部から前記電極層の側に向かって起立する起立壁と、を有し、
前記起立壁は、前記複数の空隙を規定している、付記10Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記12A]
前記起立壁の幅は、前記底部から前記電極層の側に向かうにつれて変化する、付記11Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記13A]
前記起立壁の幅は、前記底部から前記電極層の側に向かうにつれて、小さくなる、付記12Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記14A]
前記起立壁の幅は、前記底部から前記電極層の側に向かうにつれて、大きくなる、付記12Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記15A]
前記第1部分は、前記基材を構成する材料の酸化物よりなる、付記10Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記16A]
前記蓄熱部は、第2部分を含み、
前記第2部分は、前記第1部分と、前記複数の発熱部との間に位置している、付記11Aないし付記15Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記17A]
前記第2部分は、前記厚さ方向に垂直な平面に沿った形状である、付記16Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記18A]
前記第2部分は、上層および下層を有し、
前記上層の一部および前記下層の一部は、前記複数の空隙の一部分を規定している、付記16Aまたは付記17Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記19A]
前記上層は、SiO2あるいはSiNよりなる、付記18Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記20A]
前記抵抗体層は、前記電極層および前記蓄熱部の間に介在している、付記1Aないし付記19Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記21A]
前記基材は、半導体材料よりなる、付記1Aないし付記20Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記22A]
配線基板と、
複数のワイヤと、
前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、
前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える、付記1Aないし付記21Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記23A]
前記保護層には、貫通窓が形成されており、
前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、
前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている、付記22Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記24A]
前記樹脂層は、前記保護層に直接接している、付記22Aまたは付記23Aに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記25A]
前記電極層に電流を流す駆動ICを更に備える、付記1Aないし付記24Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記26A]
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よりなる、付記1Aないし付記25Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記27A]
前記電極層は、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる、付記1Aないし付記26Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記28A]
前記基材を支持する放熱板を更に備える、付記1Aないし付記27Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記29A]
付記1Aないし付記28Aのいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、
前記サーマルプリントヘッドに正対するプラテンローラと、を備える、サーマルプリンタ。

0163

〔付記1B〕
基材と、
前記基材に形成された蓄熱部と、
前記基材に形成された抵抗体層と、
前記基材に形成され且つ前記抵抗体層に導通する電極層と、
前記抵抗体層および前記電極層を覆う保護層と、を備え、
前記抵抗体層は、前記基材の厚さ方向視において、前記電極層のうち互いに離間した2つの部位に跨る複数の発熱部を含み、
前記蓄熱部は、前記厚さ方向において、前記保護層の側に膨出している膨出部を含み、
前記膨出部は、前記厚さ方向視において、前記複数の発熱部のいずれかに重なっている、サーマルプリントヘッド。
〔付記2B〕
前記蓄熱部は、前記基材とは反対側を向く蓄熱部表面を有し、
前記膨出部は、前記蓄熱部表面の一部を構成している、付記1Bに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記3B〕
前記蓄熱部表面は、頂面と、第1傾斜面と、第2傾斜面と、を有し、
前記膨出部は、前記頂面と、前記第1傾斜面と、前記第2傾斜面と、を構成しており、
前記頂面は、副走査方向において、前記第1傾斜面および前記第2傾斜面の間に位置しており、
前記第1傾斜面および前記第2傾斜面はいずれも、前記頂面から離れるにつれて前記基材に近づくように、前記頂面に対し傾斜している、付記2Bに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記4B〕
前記頂面は、前記厚さ方向視において、前記複数の発熱部のいずれかに重なっている、付記3Bに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記5B〕
前記頂面は、平坦である、付記3Bまたは付記4Bに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記6B〕
前記頂面の副走査方向における寸法は、20〜150μmである、付記3Bないし付記5Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記7B〕
前記蓄熱部表面は、基面を有し、
前記膨出部は、前記基面から膨出する形状である、付記2Bないし付記6Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記8B〕
前記膨出部は、ウェットエッチングにより形成される、付記1Bないし付記7Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記9B〕
前記複数の発熱部は各々、前記電極層に当接する第1当接部および第2当接部を含み、
前記第1当接部および前記第2当接部は、互いに副走査方向に離間しており、
前記膨出部は、前記副走査方向において、前記第1当接部および前記第2当接部の間に位置している、付記1Bないし付記8Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記10B〕
前記膨出部の全体は、前記副走査方向において、前記第1当接部および前記第2当接部の間に位置している、付記9Bに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記11B〕
前記抵抗体層は、前記電極層および前記蓄熱部の間に介在している、付記1Bないし付記10Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記12B〕
前記基材は、半導体材料よりなる、付記1Bないし付記11Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記13B〕
配線基板と、
複数のワイヤと、
前記配線基板、前記複数のワイヤ、および、前記保護層を覆う樹脂層と、を更に備える、付記1Bないし付記12Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記14B〕
前記保護層には、貫通窓が形成されており、
前記電極層は、前記貫通窓から露出するボンディング部を含み、
前記ボンディング部には、前記複数のワイヤのいずれかがボンディングされている、付記13Bに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記15B〕
前記樹脂層は、前記保護層に直接接している、付記13Bまたは付記14Bに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記16B〕
前記電極層に電流を流す駆動ICを更に備える、付記1Bないし付記15Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記17B〕
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よりなる、付記1Bないし付記16Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記18B〕
前記電極層は、Au、Ag、Cu、Cr、Al−Si、W、Al−Cu、および、Tiの少なくともいずれかよりなる、付記1Bないし付記17Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記19B〕
前記基材を支持する放熱板を更に備える、付記1Bないし付記18Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
〔付記20B〕
付記1Bないし付記19Bのいずれかに記載のサーマルプリントヘッドと、
前記サーマルプリントヘッドに正対するプラテンローラと、を備える、サーマルプリンタ。

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