特許 6676369 サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6676369

(24)【登録日】2020年3月16日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタ

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/335 20060101AFI20200330BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/335 101C

   B41J2/335 101J

   B41J2/335 101E

   B41J2/335 101A

【請求項の数】21

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-254498(P2015-254498)

(22)【出願日】2015年12月25日

(65)【公開番号】特開2017-114071(P2017-114071A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年11月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(72)【発明者】

【氏名】西 宏治

(72)【発明者】

【氏名】山本 忠司

【審査官】 加藤 昌伸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１３２８７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−０４７９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／１２０８４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２７２８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７７５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０３５７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５２２９７８８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０３２８２８６０（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／３１５ − ２／３４５

Ｂ４１Ｊ ２／４２ − ２／４２５

Ｂ４１Ｊ ２／４７５ − ２／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主面を有する主基板と、
前記主基板の前記主面に支持され、且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、
を備えたサーマルプリントヘッドであって、
前記主基板の前記主面と前記複数の発熱部との間に介在し、前記主基板の厚さ方向視において主走査方向に延びる帯状であり且つ前記主面が向く側に膨出する形状とされた発熱部グレーズ層と、
前記主面上において前記発熱部グレーズ層に対して副走査方向に離間した位置に形成されたボンディング部グレーズ層と、
前記主面のうち前記発熱部グレーズ層と前記ボンディング部グレーズ層とに挟まれた領域を覆い、且つ前記発熱部グレーズ層および前記ボンディング部グレーズ層を構成するガラスよりも焼成温度が低いガラスからなる補助ガラス層と、
前記複数の発熱部に電力供給するための電極層と、
前記複数の発熱部での発熱を制御するドライバＩＣと、
前記電極層と前記ドライバＩＣとを接続する複数の導電性部材と、を備えており、
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し、
前記複数の個別電極は、各々が前記ボンディング部グレーズ層上に形成されたボンディング部を有し、
前記ドライバＩＣと前記複数の個別電極の前記ボンディング部とは、前記複数の導電性部材によって接続されており、
前記保護層の表面形状は、前記厚さ方向視において前記発熱部グレーズ層を含む部分の最大膨出高さの１／４の高さと、前記保護層表面の最大膨出部から前記最大膨出高さの１／４の位置での副走査方向幅と、に基づいて算出された相当曲率半径が、６，２００μｍ以上１５，０００μｍ以下であることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。

【請求項2】

前記複数の発熱部を構成する抵抗体層を備える、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項3】

前記抵抗体層は、前記主基板の前記主面と前記電極層との間に介在する、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項4】

前記主基板は、セラミックスからなる、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項5】

前記抵抗体層は、ＴａＳｉＯ₂またはＴａＮからなる、請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項6】

前記電極層は、Ａｌからなる、請求項５に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項7】

前記電極層は、前記複数の発熱部に対して前記複数の個別電極と異なる極性に設定される共通電極を有する、請求項１ないし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】

前記共通電極は、各々が主走査方向において隣り合う２つの前記個別電極に挟まれ且つ主走査方向において隣り合う２つの前記発熱部に繋がる２つの枝部を含む複数の分岐部を有している、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項9】

前記電極層は、各々が隣り合う前記個別電極と前記枝部とに繋がる２つの前記発熱部に副走査方向において前記枝部とは反対側から繋がる複数の中間電極を有する、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項10】

前記複数の中間電極は、前記厚さ方向視において前記発熱部グレーズ層に内包されている、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項11】

前記主基板に対して副走査方向に隣接して配置された副基板を備え、
前記ドライバＩＣは、前記副基板に搭載されている、請求項１ないし１０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項12】

前記副基板は、ガラスエポキシ樹脂からなる、請求項１１に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項13】

前記複数の導電性部材は、複数のワイヤであり、
前記複数のワイヤは、前記厚さ方向視において前記主基板の端縁と前記副基板の端縁とを跨いでいる、請求項１１または１２に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項14】

前記複数のワイヤを覆う封止部材を備える、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項15】

前記封止部材は、前記ドライバＩＣを覆う、請求項１４に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項16】

前記副基板に接続された外部接続部を備える、請求項１１ないし１５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項17】

前記外部接続部は、フレキシブル配線基板である、請求項１６に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項18】

前記主基板および前記副基板を、前記主面とは反対側から支持する支持部材を備える、請求項１１ないし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】

前記支持部材は、金属からなる、請求項１８に記載のサーマルプリントヘッド。

【請求項20】

請求項１ないし１９のいずれかに記載の前記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の前記複数の発熱部に向けて押し付けられ且つ印刷対象材を搬送するためのプラテンローラと、
を備えることを特徴とする、サーマルプリンタ。

【請求項21】

前記プラテンローラの半径は、前記相当曲率半径の２７％以上６５％以下である、請求項２０に記載のサーマルプリンタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタに関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

サーマルプリントヘッドと感熱紙等との押付状態が適切でないと、印刷品質が低下してしまう。例えば、サーマルプリントヘッドと感熱紙等との押付力が不足すると、印刷が薄くなるという不具合が生じる。また、サーマルプリントヘッドのサーマルプリンタに対する取り付け精度は、印刷品質を左右する要因となりうる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２４８７５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前記した事情のもとで考え出されたものであって、印刷品質を向上させることが可能なサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタを提供することをその課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドは、主面を有する主基板と、前記主基板の前記主面に支持され、且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、を備えたサーマルプリントヘッドであって、前記主基板の前記主面と前記複数の発熱部との間に介在し、前記主基板の厚さ方向視において主走査方向に延びる帯状であり且つ前記主面が向く側に膨出する形状とされた発熱部グレーズ層を備えており、前記保護層の表面形状は、前記厚さ方向視において前記発熱部グレーズ層を含む部分の最大膨出高さの１／４の高さと、前記保護層表面の最大膨出部から前記最大膨出高さの１／４の位置での副走査方向幅と、に基づいて算出された相当曲率半径が、６，２００μｍ以上１５，０００μｍ以下であることを特徴としている。

【0007】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の発熱部を構成する抵抗体層を備える。

【0008】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の発熱部に電力供給するための電極層を備える。

【0009】

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、前記主基板の前記主面と前記電極層との間に介在する。

【0010】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記主基板は、セラミックスからなる。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、前記複数の発熱部に対して前記複数の個別電極と異なる極性に設定される共通電極を有する。

【0015】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記共通電極は、各々が主走査方向において隣り合う２つの前記個別電極に挟まれ且つ主走査方向において隣り合う２つの前記発熱部に繋がる２つの枝部を含む複数の分岐部を有している。

【0016】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、各々が隣り合う前記個別電極と前記枝部とに繋がる２つの前記発熱部に副走査方向において前記枝部とは反対側から繋がる複数の中間電極を有する。

【0017】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の中間電極は、前記厚さ方向視において前記発熱部グレーズ層に内包されている。

【0018】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記主基板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。

【0019】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記副基板は、ガラスエポキシ樹脂からなる。

【0020】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層と前記ドライバＩＣとを接続する複数のワイヤを備える。

【0021】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数のワイヤは、前記厚さ方向視において前記主基板の端縁と前記副基板の端縁とを跨いでいる。

【0022】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数のワイヤを覆う封止部材を備える。

【0023】

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、前記ドライバＩＣを覆う。

【0024】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記副基板に接続された外部接続部を備える。

【0025】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記外部接続部は、フレキシブル配線基板である。

【0026】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記主基板および前記副基板を、前記主面とは反対側から支持する支持部材を備える。

【0027】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記支持部材は、金属からなる

【0028】

本発明の第２の側面によって提供されるサーマルプリンタは、本発明の第１の側面によって提供される前記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の前記複数の発熱部に向けて押し付けられ且つ印刷対象材を搬送するためのプラテンローラと、を備えることを特徴としている。

【0029】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記プラテンローラの半径は、前記相当曲率半径の２７％以上６５％以下である。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、前記相当曲率半径が６，２００μｍ以上１５，０００μｍ以下であることにより、印刷品質を向上させることができる。

【0031】

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】

【0032】

【図1】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す要部平面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタを示す図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す要部平面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す要部拡大平面図である。

【図6】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドの最大膨出部の測定例を示すグラフである。

【図7】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドの最大膨出部の他の測定例を示すグラフである。

【図8】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドの最大膨出部の他の測定例を示すグラフである。

【図9】相当曲率半径と印字品質との関係を示すグラフである。

【図10】良好な印字結果例を示す平面図である。

【図11】不良な印字結果例を示す平面図である。

【図12】不良な印字結果例を示す平面図である。

【図13】良好な印字結果例を示す平面図である。

【図14】不良な印字結果例を示す平面図である。

【図15】本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドの変形例を示す要部拡大平面図である。

【図16】本発明の第２実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

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。

【0034】

図１〜図５は、本発明の第１実施形態に基づくサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタを示している。本実施形態のサーマルプリンタＢ１は、サーマルプリントヘッドＡ１およびプラテンローラ９１を備えている。サーマルプリントヘッドＡ１は、主基板１、発熱部グレーズ層２、抵抗体層３、電極層４、保護層５、副基板６、ドライバＩＣ６１、ワイヤ６２、外部接続部６３、封止部材７および支持部材８を備えている。

【0035】

図１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２は、サーマルプリントヘッドＡ１およびサーマルプリンタＢ１を示す図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。図３は、サーマルプリントヘッドＡ１を示す要部拡大断面図である。図４は、サーマルプリントヘッドＡ１を示す要部平面図である。図５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。

【0036】

主基板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。主基板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。主基板１は、主走査方向ｘに長く延びる長矩形状である。主基板１は、厚さ方向ｚにおいて互いに反対側を向く主面１１および裏面１２を有する。

【0037】

発熱部グレーズ層２は、主基板１の主面１１に形成されており、厚さ方向ｚ視において主走査方向ｘに長く延びる帯状である。発熱部グレーズ層２は、主面１１が向く側（厚さ方向ｚにおける図中上側）に膨出する形状とされている。発熱部グレーズ層２は、たとえばガラスからなる。

【0038】

また、本実施形態においては、主面１１上にボンディング部グレーズ層２１および補助ガラス層２２が形成されている。ボンディング部グレーズ層２１は、発熱部グレーズ層２に対して副走査方向ｙに離間した位置に形成されており、たとえば主走査方向ｘに長く延びる帯状である。ボンディング部グレーズ層２１は、たとえばガラスからなる。補助ガラス層２２は、主面１１のうち発熱部グレーズ層２とボンディング部グレーズ層２１とに挟まれた領域を覆っている。補助ガラス層２２の厚さは、発熱部グレーズ層２の最大厚さよりも薄い。補助ガラス層２２は、たとえば発熱部グレーズ層２およびボンディング部グレーズ層２１を構成するガラスよりも焼成温度が低いガラスからなる。

【0039】

抵抗体層３は、主基板１の主面１１に支持されている。本実施形態においては、抵抗体層３は、発熱部グレーズ層２、ボンディング部グレーズ層２１および補助ガラス層２２上に形成されている。抵抗体層３は、複数の発熱部３１を有する。複数の発熱部３１は、主走査方向ｘに配列されており、サーマルプリントヘッドＡ１（サーマルプリンタＢ１）を用いた印刷において、印刷媒体９２へと伝える熱を発する部位である。抵抗体層３の材質としては、たとえば、ＴａＳｉＯ₂またはＴａＮが挙げられる。また、抵抗体層３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。

【0040】

電極層４は、抵抗体層３上に積層されており、抵抗体層３よりも抵抗値が小さい材質からなる。このような電極層４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やＡｕ等が用いられてもよい。電極層４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。

【0041】

本実施形態においては、電極層４が形成された領域すべてに抵抗体層３が存在している。一方、電極層４は、抵抗体層３を部分的に露出させている。電極層４のうち抵抗体層３から露出した部分が、複数の発熱部３１とされている。

【0042】

図４および図５に示すように、本実施形態においては、電極層４は、複数の個別電極４１、共通電極４２および複数の中間電極４３を有する。

【0043】

複数の個別電極４１は、各々が概ね副走査方向ｙに沿って延びる帯状であり、主走査方向ｘに配列されている。個別電極４１の副走査方向ｙ図中上端から発熱部３１が露出している。これにより、個別電極４１は、発熱部３１に繋がる構成となっている。

【0044】

共通電極４２は、複数の個別電極４１と異なる極性に設定される電極である。共通電極４２は、複数の分岐部４２１を有する。各分岐部４２１は、隣り合う２つの個別電極４１に挟まれている。分岐部４２１は、２つの枝部４２２を有する。２つの枝部４２２は、隣り合う２つの発熱部３１に繋がっている。

【0045】

複数の中間電極４３は、各々が隣り合う４１と枝部４２２とに繋がる２つの発熱部３１に副走査方向ｙにおいて枝部４２２とは反対側から繋がる。中間電極４３は、たとえば厚さ方向ｚ視においてコの字状である。本実施形態においては、複数の中間電極４３は、そのすべてが厚さ方向ｚ視において発熱部グレーズ層２に内包されている。

【0046】

このような構成により、いずれかの個別電極４１が選択的に導通状態に置かれると、当該個別電極４１、発熱部３１、中間電極４３、隣り合う発熱部３１および枝部４２２から構成される導通経路に通電される。この結果、この導通経路に含まれる２つの発熱部３１が発熱する。

【0047】

複数の個別電極４１は、各々がワイヤボンディング部４８を有する。ワイヤボンディング部４８は、個別電極４１のうち副走査方向ｙにおいて発熱部３１とは反対側の部分である。本実施形態においては、複数のワイヤボンディング部４８は、ボンディング部グレーズ層２１上に形成されている。ワイヤボンディング部４８は、主走査方向ｘ寸法が相対的に大である。

【0048】

図４に示すように、共通電極４２は、帯状部４２３を有している。帯状部４２３は、複数のワイヤボンディング部４８よりも副走査方向ｙ図中下方に位置し、且つ主走査方向ｘに長く延びる帯状である。複数の分岐部４２１は、帯状部４２３に繋がっており、互いに導通している。

【0049】

保護層５は、複数の発熱部３１を覆っており、複数の発熱部３１を保護するためのものである。本実施形態においては、保護層５は、抵抗体層３および電極層４のほぼ全体を覆っている。たとえば、複数のワイヤボンディング部４８は、保護層５から露出している。保護層５は、たとえばガラス等からなる絶縁層を含む。この絶縁層は、抵抗体層３および電極層４に直接当接する。この絶縁層の材質としては、たとえばＳｉＯ₂が挙げられる。この絶縁層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。また、保護層５は、前記絶縁層上に積層された導電層を含む構成であってもよい。この導電層の材質としては、たとえばＣ／ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＡＬＯＮが挙げられる。この導電層の厚さは、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。

【0050】

上述した構成の保護層５の形状は、主基板１、ボンディング部グレーズ層２１、抵抗体層３および電極層４の影響を受ける。特に保護層５の形状は、ボンディング部グレーズ層２１によって概略が決定される。このため、保護層５の保護層表面５１のうち厚さ方向ｚ視においてボンディング部グレーズ層２１と重なる部分の形状は、主面１１が向く側に膨出した形状となっている。保護層表面５１のうち主面１１から厚さ方向ｚに最も離間した部位が、最大膨出部５１１とされている。

【0051】

副基板６は、主基板１に対して副走査方向ｙに隣接して設けられている。副基板６は、主走査方向ｘ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が形成されている。

【0052】

ドライバＩＣ６１は、複数の発熱部３１に対して選択的に通電することにより、複数の発熱部３１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。本実施形態においては、複数のドライバＩＣ６１が、副基板６上に配置されている。ドライバＩＣ６１には、複数のワイヤ６２がボンディングされている。これらのワイヤ６２は、厚さ方向ｚ視において主基板１の端縁と副基板６の端縁とに跨っており、電極層４の複数の個別電極４１のワイヤボンディング部４８にボンディングされている。また、ドライバＩＣ６１と副基板６の前記配線層の適所とは、他の複数のワイヤによって接続されていてもよい。

【0053】

外部接続部６３は、副基板６に接続されており、たとえばサーマルプリントヘッドＡ１をサーマルプリンタＢ１に組み込む際に、サーマルプリンタＢ１の制御部（図示略）や電源部（図示略）と電気的に接続するために用いられる。外部接続部６３の具体的構成は特に限定されず、図示された例においては、たとえばフレキシブル配線基板である。

【0054】

封止部材７は、複数のワイヤ６２を覆っており、本実施形態においては、ドライバＩＣ６１をさらに覆っている。封止部材７は、たとえば黒色の樹脂からなる。

【0055】

支持部材８は、主基板１および副基板６を支持している。支持部材８の材質は特に限定されず、本実施形態においては、ＦｅやＡｌ等の金属からなる。図１に示された支持部材８の厚さ方向ｚ視形状は一例であり、支持部材８の形状や大きさは特に限定されない。

【0056】

プラテンローラ９１は、サーマルプリンタＢ１において、印刷媒体９２を搬送するための部品である。プラテンローラ９１は、たとえば表層がゴムや樹脂等の材質からなり、主走査方向ｘに延びる軸を有する円柱形状である。本実施形態のプラテンローラ９１は、その半径Ｒｐが４ｍｍとされている。

【0057】

図６〜図８や、サーマルプリントヘッドＡ１の保護層表面５１の形状の計測結果例を示している。当該計測においては、接触式の表面形状計測器を用いた。なお、これらの図においては、副走査方向ｙ方向における向きは、図３と同様であり、理解の便宜上、厚さ方向ｚの大きさを副走査方向ｙに対して２０倍程度に拡大して示している。

【0058】

図６に示す例においては、保護層表面５１は、発熱部グレーズ層２の膨出形状によって図中上方（厚さ方向ｚ上方）に膨出した部分と、発熱部グレーズ層２に対して副走査方向ｙにおいて隣接する主面１１の部位によって形作られた比較的平坦な部分と、を有している。最大膨出部５１１は、保護層表面５１のうち主面１１から厚さ方向ｚに最も離間した部位である。最大高さＨｍは、保護層表面５１の前記平坦な部分から最大膨出部５１１までの高さである。１／４高さＨｑは、最大高さＨｍの１／４の高さである。１／４値幅Ｗｑは、最大膨出部５１１から１／４高さＨｑだけ厚さ方向ｚ下方の位置における保護層表面５１の副走査方向ｙにおける幅である。

【0059】

発熱部グレーズ層２によって概ね形作られる保護層表面５１の形状は、緩やかに膨出した形状である。保護層表面５１のうち最大膨出部５１１を含む領域を、円弧形状であると仮定した場合に、その仮想的な曲率半径である相当曲率半径Ｒｅは、以下の数式１で定義される。

【0060】

【数1】

【0061】

図６に示す例においては、最大高さＨｍが５４．８μｍ、１／４高さＨｑが１３．７μｍ、１／４値幅Ｗｑが９７０μｍであり、相当曲率半径Ｒｅは、８，５９２μｍであった。図７に示す例においては、最大高さＨｍが５４．１μｍ、１／４高さＨｑが１３．５μｍ、１／４値幅Ｗｑが９５９μｍであり、相当曲率半径Ｒｅは、８，５２２μｍであった。図８に示す例においては、最大高さＨｍが５４．１μｍ、１／４高さＨｑが１３．５μｍ、１／４値幅Ｗｑが９５５μｍであり、相当曲率半径Ｒｅは、８，４５１μｍであった。

【0062】

図９は、相当曲率半径Ｒｅと、印刷品質指標Ｓａおよび許容シフト量Ｓｂの関係を示している。図中の黒四角のマークが印刷品質指標Ｓａを示しており、黒丸のマークが許容シフト量Ｓｂを示している。

【0063】

印刷品質指標Ｓａは、印刷媒体９２に印刷した際の印刷品質を所定の基準によって数値化した指標である。図１０は、印刷品質指標Ｓａが、１，８００以上である場合の印刷例を示している。図１１は、印刷品質指標Ｓａが、１，８００未満である場合の印刷例を示している。それぞれの印刷例における複数の点状部分は、複数の発熱部３１に対応する印刷ドットである。図１０に示す印刷例においては、複数の印刷ドットが適切な大きさおよび濃さで印刷されている。複数の印刷ドットの大きさにばらつきが少なく、隣り合う印刷ドットの隙間が少ない。一方、図１１に示す印刷例においては、複数の印刷ドットの大きさが図１０の印刷ドットよりも小であり、ばらつきもが大きい。また、隣り合う印刷ドットの間に隙間が散見される。

【0064】

図１０の印刷例は、サーマルプリントヘッドＡ１の複数の発熱部３１がプラテンローラ９１に対して適切な圧力で押し付けられている場合である。一方、図１１の印刷例は、複数の発熱部３１に対するプラテンローラ９１の押し付け圧力が不足している場合である。プラテンローラ９１の押し付け圧力は、保護層表面５１の相当曲率半径Ｒｅが小さいほど高めやすく、相当曲率半径Ｒｅが大であるほど低くなる傾向にある。このため、図９においては、相当曲率半径Ｒｅが大きくなるにしたがって、印刷品質指標Ｓａが低下している。印刷品質指標Ｓａを許容範囲である１，８００以上に維持するためには、相当曲率半径Ｒｅは、１５，０００μｍ以下であることが必要である。なお、この場合、プラテンローラ９１の半径Ｒｐ（４ｍｍ）は、相当曲率半径Ｒｅの２７％以上である。

【0065】

許容シフト量Ｓｂは、良好な印刷結果を維持するのに許容される、プラテンローラ９１の中心軸と最大膨出部５１１との副走査方向ｙにおけるシフト量である。プラテンローラ９１の中心軸と最大膨出部５１１との副走査方向ｙ位置が一致する場合、図１３に示す印刷例が得られている。一方、プラテンローラ９１の中心軸に対して最大膨出部５１１を副走査方向ｙ一方側に０．３ｍｍシフトさせた場合、図１２に示す印刷例が得られた。また、プラテンローラ９１の中心軸に対して最大膨出部５１１を副走査方向ｙ他方側に０．３ｍｍシフトさせた場合、図１４に示す印刷例が得られた。図１３に示す印刷例が良好な印刷ドットが得られているのに対し、図１２および図１４に示す印刷例においては、プラテンローラ９１と複数の発熱部３１との押し付け状態が不適切な状態となったため、印刷ドットが不鮮明である。

【0066】

図１０においては、図１３に示す良好な印刷例を維持し得る許容シフト量Ｓｂを、相当曲率半径Ｒｅごとに試験した結果を示している。同図から理解されるように、相当曲率半径Ｒｅが大きくなるにしたがって、許容シフト量Ｓｂは大きくなる傾向がみられる。プラテンローラ９１の中心軸と最大膨出部５１１とが副走査方向ｙにずれる要因としては、サーマルプリンタＢ１に対するサーマルプリントヘッドＡ１の取り付け精度が挙げられる。サーマルプリントヘッドＡ１の取り付け精度として実用的である０．５ｍｍを許容シフト量Ｓｂの基準とした場合、相当曲率半径Ｒｅは、６，２００μｍ以上であることが必要である。なお、この場合、プラテンローラ９１の半径Ｒｐ（４ｍｍ）は、相当曲率半径Ｒｅの６５％以下である。

【0067】

次に、サーマルプリントヘッドＡ１およびサーマルプリンタＢ１の作用について説明する。

【0068】

本実施形態によれば、相当曲率半径Ｒｅが６，２００μｍ以上であることにより、サーマルプリントヘッドＡ１の取り付け精度が０．５ｍｍ以下であれば、プラテンローラ９１を複数の発熱部３１に対して適切に押し付けることが可能であり、図１３に示す良好な印刷結果が得られる。また、相当曲率半径Ｒｅが１５，０００μｍ以下であることにより、プラテンローラ９１と複数の発熱部３１との押し付け圧力を適切に高めることが可能であり、図１０に示す良好な印刷結果が得られる。したがって、サーマルプリントヘッドＡ１およびサーマルプリンタＢ１によれば、印刷品質を向上させることができる。

【0069】

また、プラテンローラ９１の半径Ｒｐが、相当曲率半径Ｒｅの２７％以上６５％以下であることは、印刷品質の向上に好ましい。

【0070】

発熱部グレーズ層２上に抵抗体層３および電極層４を積層させた構成は、保護層５の保護層表面５１に過大な凹凸が生じることを抑制するのに好ましい。

【0071】

複数の発熱部３１を挟んで、複数の個別電極４１および複数の分岐部４２１と複数の中間電極４３とが離間配置されている。これにより、主走査方向ｘ視において複数の発熱部３１と電極層４とは重ならない。このため、保護層表面５１のうち厚さ方向ｚ視において複数の発熱部３１と重なる主走査方向ｘに長く延びる帯状部分は、比較的平坦な形状となる。これは、プラテンローラ９１に対して保護層５（保護層表面５１）ひいては複数の発熱部３１を均一に押し付けるのに適している。

【0072】

補助ガラス層２２を設けることにより、発熱部グレーズ層２と主面１１との境界に抵抗体層３および電極層４を形成することを回避することができる。補助ガラス層２２と発熱部グレーズ層２との境界部分は、発熱部グレーズ層２と主面１１との境界部分よりも滑らかな形状に仕上げやすい。これは、抵抗体層３および電極層４に亀裂等が生じることを抑制するのに好ましい。

【0073】

図１５および図１６は、本発明の変形例および他の実施形態を示している。なお、同図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。

【0074】

図１５は、サーマルプリントヘッドＡ１の変形例を示す要部拡大平面図である。本変形例においては、複数の個別電極４１が互いの間に共通電極４２を介在させることなく主走査方向ｘに配列されている。共通電極４２は、複数の櫛歯部４２４および帯状部４２５を有する。

【0075】

複数の櫛歯部４２４は、副走査方向ｙにおいて複数の発熱部３１を挟んで複数の個別電極４１とは反対側に配置されている。各櫛歯部４２４は、副走査方向ｙに延びる形状であり、発熱部３１に繋がっている。帯状部４２５は、副走査方向ｙにおいて複数の発熱部３１に対して複数の櫛歯部４２４と同じ側に配置されており、主走査方向ｘに長く延びる帯状である。複数の櫛歯部４２４は、帯状部４２５に繋がっている。

【0076】

帯状部４２５は、厚さ方向ｚ視において発熱部グレーズ層２と重なる位置に形成されてもよいし、発熱部グレーズ層２を避けた位置に形成されてもよい。また、帯状部４２５に、たとえばＡｇからなる金属層を積層させてもよい。この金属層を設けることにより、導通経路の低抵抗化を図ることが可能であり、通電による発熱損失を抑制することができる。

【0077】

このような変形例によっても、サーマルプリントヘッドＡ１およびサーマルプリンタＢ１による印刷品質を向上することができる。

【0078】

図１６は、本発明の第２実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドＡ２は、上述した補助ガラス層２２を備えていない。抵抗体層３および電極層４は、主面１１のうち発熱部グレーズ層２とボンディング部グレーズ層２１とに挟まれた領域上にも形成されている。

【0079】

本実施形態によっても、サーマルプリントヘッドＡ２およびサーマルプリントヘッドＡ２を用いたサーマルプリンタによる印刷品質を向上することができる。

【0080】

本発明に係るサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタは、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およびサーマルプリンタの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【0081】

抵抗体層および電極層の形状等の構成は、上述した構成に限定されず、複数の発熱部に通電可能な構成であればよい。また、抵抗体層と主基板の主面との間に、電極層が介在する構成であってもよい。

【符号の説明】

【0082】

Ａ１，Ａ２：サーマルプリントヘッド
Ｂ１ ：サーマルプリンタ
１ ：主基板
２ ：発熱部グレーズ層
３ ：抵抗体層
４ ：電極層
５ ：保護層
６ ：副基板
７ ：封止部材
８ ：支持部材
１１ ：主面
１２ ：裏面
２１ ：ボンディング部グレーズ層
２２ ：補助ガラス層
３１ ：発熱部
４１ ：個別電極
４２ ：共通電極
４３ ：中間電極
４８ ：ワイヤボンディング部
５１ ：保護層表面
６１ ：ドライバＩＣ
６２ ：ワイヤ
６３ ：外部接続部
９１ ：プラテンローラ
９２ ：印刷媒体
４２１ ：分岐部
４２２ ：枝部
４２３ ：帯状部
４２４ ：櫛歯部
４２５ ：帯状部
５１１ ：最大膨出部
Ｈｍ ：最大高さ
Ｒｅ ：相当曲率半径
Ｒｐ ：半径
Ｓａ ：印刷品質指標
Ｓｂ ：許容シフト量
ｘ ：主走査方向
ｙ ：副走査方向
ｚ ：方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】