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特開2023-109032サーマルプリントヘッド、およびサーマルプリントヘッドの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023109032
(43)【公開日】2023-08-07
(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トヘッドの製造方法
(51)【国際特許分類】
B41J 2/335 20060101AFI20230731BHJP
【ＦＩ】
B41J2/335 101C
B41J2/335 101H
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022010399
(22)【出願日】2022-01-26
(71)【出願人】
【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】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(74)【代理人】
【識別番号】100200609
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 智和
(72)【発明者】
【氏名】仲谷 吾郎
【テーマコード（参考）】
2C065
【Ｆターム（参考）】
2C065GA01
2C065GB01
2C065JC02
2C065JC07
2C065JC14
2C065JH05
2C065JH10
2C065JH14
(57)【要約】
【課題】 基板の蓄熱性能の向上を図ることにより、印字効率の低下を抑制することが可能なサーマルプリントヘッドおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 サーマルプリントヘッドＡ１０は、第１方向ｚを向く主面１１を有する基板１と、複数の発熱部３１を含むとともに、主面１１の上に配置された抵抗体層３と、複数の発熱部３１に導通し、かつ抵抗体層３に接して形成された配線層４とを備える。基板１は、主面１１を含む第１層１０１と、第１方向ｚにおいて第１層１０１を基準として抵抗体層３とは反対側に位置する第２層１０２と、第１層１０１と第２層１０２との間に位置する中間層１０３とを含む。中間層１０３の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。
【選択図】 図５
【解決手段】 サーマルプリントヘッドＡ１０は、第１方向ｚを向く主面１１を有する基板１と、複数の発熱部３１を含むとともに、主面１１の上に配置された抵抗体層３と、複数の発熱部３１に導通し、かつ抵抗体層３に接して形成された配線層４とを備える。基板１は、主面１１を含む第１層１０１と、第１方向ｚにおいて第１層１０１を基準として抵抗体層３とは反対側に位置する第２層１０２と、第１層１０１と第２層１０２との間に位置する中間層１０３とを含む。中間層１０３の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。
【選択図】 図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向を向く主面を有する基板と、
前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含むとともに、前記主面の上に配置された抵抗体層と、
前記複数の発熱部に導通し、かつ前記抵抗体層に接して配置された配線層と、を備え、
前記基板は、前記主面を含む第１層と、前記第１方向において前記第１層を基準として前記抵抗体層とは反対側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する中間層と、を含み、
前記中間層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッド。
前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含むとともに、前記主面の上に配置された抵抗体層と、
前記複数の発熱部に導通し、かつ前記抵抗体層に接して配置された配線層と、を備え、
前記基板は、前記主面を含む第１層と、前記第１方向において前記第１層を基準として前記抵抗体層とは反対側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する中間層と、を含み、
前記中間層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッド。
【請求項2】
前記第１方向において前記主面から前記中間層に至る前記第１層の第１寸法は、前記第１方向における前記第２層の第２寸法と異なる、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項3】
前記第２寸法は、前記第１寸法よりも大きい、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項4】
前記第１方向における前記中間層の寸法は、前記第１寸法および前記第２寸法の各々よりも小さい、請求項２または３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項5】
前記基板は、前記第１方向において前記第２層を基準として前記中間層とは反対側に位置する外部層をさらに含み、
前記外部層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い、請求項１ないし４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
前記外部層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い、請求項１ないし４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項6】
前記第１層および前記第２層の組成は、ケイ素を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項7】
前記中間層の組成は、二酸化ケイ素を含む、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項8】
前記基板は、前記主面から突出し、かつ前記第２方向に延びる凸部を有し、
前記複数の発熱部は、前記凸部の上に位置しており、
前記凸部は、頂面、第１傾斜面および第２傾斜面を有し、
前記頂面は、前記第１方向を向き、かつ前記主面から離れて位置しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記主面と前記頂面との間に位置し、かつ前記主面に対して傾斜しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記第１方向および前記第２方向に対して直交する第３方向において互いに離れて位置しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記主面から前記頂面に向かうほど互いに近づく、請求項６または７に記載のサーマルプリントヘッド。
前記複数の発熱部は、前記凸部の上に位置しており、
前記凸部は、頂面、第１傾斜面および第２傾斜面を有し、
前記頂面は、前記第１方向を向き、かつ前記主面から離れて位置しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記主面と前記頂面との間に位置し、かつ前記主面に対して傾斜しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記第１方向および前記第２方向に対して直交する第３方向において互いに離れて位置しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記主面から前記頂面に向かうほど互いに近づく、請求項６または７に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項9】
前記凸部は、前記第３方向において前記頂面を基準として前記第１傾斜面と同じ側に位置し、かつ前記主面に対して傾斜した第３傾斜面を有し、
前記第３傾斜面は、前記第１傾斜面と前記頂面との間に位置しており、
前記主面に対する前記第３傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第１傾斜面の傾斜角よりも小さい、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
前記第３傾斜面は、前記第１傾斜面と前記頂面との間に位置しており、
前記主面に対する前記第３傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第１傾斜面の傾斜角よりも小さい、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項10】
前記凸部は、前記第３方向において前記頂面を基準として前記第３傾斜面とは反対側に位置し、かつ前記主面に対して傾斜した第４傾斜面を有し、
前記第４傾斜面は、前記第２傾斜面と前記頂面との間に位置しており、
前記主面に対する前記第４傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第２傾斜面の傾斜角よりも小さい、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
前記第４傾斜面は、前記第２傾斜面と前記頂面との間に位置しており、
前記主面に対する前記第４傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第２傾斜面の傾斜角よりも小さい、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項11】
前記主面および前記凸部を覆う絶縁層をさらに備え、
前記絶縁層は、前記第１層と前記抵抗体層との間に位置する、請求項８ないし１０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
前記絶縁層は、前記第１層と前記抵抗体層との間に位置する、請求項８ないし１０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項12】
前記絶縁層の熱伝導率は、前記中間層の熱伝導率よりも高い、請求項１１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項13】
前記複数の発熱部、および前記配線層を覆う保護層をさらに備える、請求項１ないし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】
前記配線層は、共通配線と、複数の個別配線と、を含み、
前記共通配線は、前記複数の発熱部に導通しており、
前記複数の個別配線は、前記複数の発熱部に個別に導通している、請求項１ないし１３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
前記共通配線は、前記複数の発熱部に導通しており、
前記複数の個別配線は、前記複数の発熱部に個別に導通している、請求項１ないし１３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項15】
放熱部材をさらに備え、
前記基板は、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く裏面を有し、
前記裏面は、前記放熱部材に接合されている、請求項１ないし１４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
前記基板は、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く裏面を有し、
前記裏面は、前記放熱部材に接合されている、請求項１ないし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】
第１方向を向く主面を有する基材を形成する工程と、
前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を前記主面の上に形成する工程と、
前記複数の発熱部に導通する配線層を前記抵抗体層に接して形成する工程と、を備え、
前記基材は、前記主面を含むとともに、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く第１面を有する第１基材と、前記第１面に対向する第２面を有する第２基材と、を含み、
前記基材を形成する工程は、前記第１面および前記第２面の少なくともいずれかを覆う被覆層を形成する工程と、前記被覆層を間に挟んで前記第１基材を前記第２基材に貼り合わせる工程と、を含み、
前記被覆層の熱伝導率は、前記第１基材および前記第２基材の各々の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッドの製造方法。
前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を前記主面の上に形成する工程と、
前記複数の発熱部に導通する配線層を前記抵抗体層に接して形成する工程と、を備え、
前記基材は、前記主面を含むとともに、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く第１面を有する第１基材と、前記第１面に対向する第２面を有する第２基材と、を含み、
前記基材を形成する工程は、前記第１面および前記第２面の少なくともいずれかを覆う被覆層を形成する工程と、前記被覆層を間に挟んで前記第１基材を前記第２基材に貼り合わせる工程と、を含み、
前記被覆層の熱伝導率は、前記第１基材および前記第２基材の各々の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項17】
前記第１基材および前記第２基材の組成は、ケイ素を含み、
前記被覆層は、熱酸化法により形成される、請求項１６に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
前記被覆層は、熱酸化法により形成される、請求項１６に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【請求項18】
前記基材を形成する工程は、前記第１基材を前記第２基材に貼り合わせる工程の後に、前記主面から突出し、かつ前記第２方向に延びる凸部を前記第１基材に形成する工程を含む、請求項１７に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、サーマルプリントヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ケイ素（シリコン）を含む材料からなる基板を備えるサーマルプリントヘッドが開示されている。当該サーマルプリントヘッドの基板は、主面と、主走査方向に延び、かつ主面から突出する凸部とを有する。特許文献１の図６などに示すように、複数の発熱部は、凸部の上において主走査方向に沿って配列されている。このような構成によれば、複数の発熱部が配置された凸部に記録媒体を的確に接触させることができるため、印字品質の向上が期待できる。
【0003】
しかし、特許文献１に開示されているサーマルプリントヘッドの基板の熱伝導率は、窒化アルミニウムを含む基板と同程度の熱伝導率となっている。このため、当該サーマルプリントヘッドの基板においては、熱が伝導しやすい。したがって、寒冷地において当該サーマルプリントヘッドを使用する場合、凸部の上に主走査方向に沿って配列された複数の発熱部の温度が低下しやすくなる。これにより、印字速度が低下するため、印字効率が低下することが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１６６８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は上述の事情に鑑み、基板の蓄熱性能の向上を図ることにより、印字効率の低下を抑制することが可能なサーマルプリントヘッドおよびその製造方法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】
本開示の第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、第１方向を向く主面を有する基板と、前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含むとともに、前記主面の上に配置された抵抗体層と、前記複数の発熱部に導通し、かつ前記抵抗体層に接して配置された配線層と、を備え、前記基板は、前記主面を含む第１層と、前記第１方向において前記第１層を基準として前記抵抗体層とは反対側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する中間層と、を含み、前記中間層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い。
【0007】
本開示の第２の側面によって提供されるサーマルプリントヘッドの製造方法は、第１方向を向く主面を有する基材を形成する工程と、前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を前記主面の上に形成する工程と、前記複数の発熱部に導通する配線層を前記抵抗体層に接して形成する工程と、を備え、前記基材は、前記主面を含むとともに、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く第１面を有する第１基材と、前記第１面に対向する第２面を有する第２基材と、を含み、前記基材を形成する工程は、前記第１面および前記第２面の少なくともいずれかを覆う被覆層を形成する工程と、前記被覆層を間に挟んで前記第１基材を前記第２基材に貼り合わせる工程と、を含み、前記被覆層の熱伝導率は、前記第１基材および前記第２基材の各々の熱伝導率よりも低い。
【発明の効果】
【0008】
本開示にかかるサーマルプリントヘッドおよびその製造方法によれば、基板の蓄熱性能の向上を図ることにより、印字効率の低下を抑制することが可能となる。
【0009】
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。
【0012】
〔第１実施形態〕
図１～図６に基づき、本開示の第１実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ１０について説明する。サーマルプリントヘッドＡ１０は、後述するサーマルプリンタＢ１０の主要部をなす。サーマルプリントヘッドＡ１０は、要部および付随部により構成される。サーマルプリントヘッドＡ１０の要部は、基板１、絶縁層２、抵抗体層３、配線層４および保護層５を備える。サーマルプリントヘッドＡ１０の付随部は、配線基板７１、放熱部材７２、複数の駆動素子７３、複数の第１ワイヤ７４、複数の第２ワイヤ７５、封止樹脂７６およびコネクタ７７を備える。ここで、図１においては、理解の便宜上、保護層５、複数の第１ワイヤ７４、複数の第２ワイヤ７５、および封止樹脂７６の図示を省略している。図２および図３においては、理解の便宜上、保護層５の図示を省略している。
図１～図６に基づき、本開示の第１実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ１０について説明する。サーマルプリントヘッドＡ１０は、後述するサーマルプリンタＢ１０の主要部をなす。サーマルプリントヘッドＡ１０は、要部および付随部により構成される。サーマルプリントヘッドＡ１０の要部は、基板１、絶縁層２、抵抗体層３、配線層４および保護層５を備える。サーマルプリントヘッドＡ１０の付随部は、配線基板７１、放熱部材７２、複数の駆動素子７３、複数の第１ワイヤ７４、複数の第２ワイヤ７５、封止樹脂７６およびコネクタ７７を備える。ここで、図１においては、理解の便宜上、保護層５、複数の第１ワイヤ７４、複数の第２ワイヤ７５、および封止樹脂７６の図示を省略している。図２および図３においては、理解の便宜上、保護層５の図示を省略している。
【0013】
ここで、説明の便宜上、後述する基板１の主面１１の法線方向を「第１方向ｚ」と呼ぶ。サーマルプリントヘッドＡ１０の主走査方向を「第２方向ｘ」と呼ぶ。サーマルプリントヘッドＡ１０の副走査方向を「第３方向ｙ」と呼ぶ。第１方向ｚは、第２方向ｘおよび第３方向ｙに対して直交している。
【0014】
サーマルプリントヘッドＡ１０においては、図４に示すように、サーマルプリントヘッドＡ１０の要部をなす基板１は、放熱部材７２に接合されている。さらに、配線基板７１は、第３方向ｙにおいて基板１の隣に位置する。配線基板７１は、基板１と同じく放熱部材７２に接合されている。基板１の上には、抵抗体層３の一部をなし、かつ第２方向ｘに沿って配列された複数の発熱部３１（詳細は後述）が形成されている。複数の発熱部３１は、配線基板７１に搭載された複数の駆動素子７３により選択的に発熱する。複数の駆動素子７３は、コネクタ７７を介して外部から送信される印字信号にしたがって駆動する。
【0015】
さらに、本開示にかかるサーマルプリンタＢ１０は、図４に示すように、サーマルプリントヘッドＡ１０と、プラテンローラ７９とを備える。サーマルプリンタＢ１０において、プラテンローラ７９は、感熱紙などの記録媒体を送り出すローラ状の機構である。プラテンローラ７９が記録媒体を複数の発熱部３１に押し当てることにより、当該複数の発熱部３１が当該記録媒体に印字を行う。
【0016】
基板１は、図１に示すように、第１方向ｚに視て第２方向ｘに延びる矩形状である。したがって、第２方向ｘが基板１の長辺方向に相当する。第３方向ｙが基板１の短辺方向に相当する。基板１は、半導体材料を含む。当該半導体材料は、ケイ素（Ｓｉ）を組成とする単結晶材料を含む。
【0017】
図５に示すように、基板１は、第１層１０１、第２層１０２および中間層１０３を含む。第２層１０２は、第１方向ｚにおいて第１層１０１を基準として抵抗体層３とは反対側に位置する。第１層１０１および第２層１０２の組成は、ケイ素（Ｓｉ）を含む。第１層１０１および第２層１０２のうち少なくとも第１層１０１は、ケイ素を組成とする単結晶の半導体材料を含む。中間層１０３は、第１方向ｚにおいて第１層１０１と第２層１０２との間に位置する。中間層１０３の組成は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を含む。これにより、中間層１０３の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。さらに、中間層１０３は、第１層１０１および第２層１０２とは異なり、電気絶縁性を有する。
【0018】
図５に示すように、基板１は、第１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。第１層１０１は、主面１１を含む。第２層１０２は、裏面１２を含む。第１層１０１の結晶構造に基づく主面１１の面方位は、（１００）である。図４に示すように、サーマルプリントヘッドＡ１０においては、主面１１がプラテンローラ７９に対向し、かつ裏面１２が配線基板７１に対向する。
【0019】
図５に示すように、第１方向ｚにおいて主面１１から中間層１０３に至る第１層１０１の第１寸法Ｔ１は、第１方向ｚにおける第２層１０２の第２寸法Ｔ２と異なる。サーマルプリントヘッドＡ１０においては、第２寸法Ｔ２は、第１寸法Ｔ１よりも大きい。さらに第１方向ｚにおける中間層１０３の寸法ｔは、第１寸法Ｔ１および第２寸法Ｔ２の各々よりも小さい。
【0020】
【0021】
図５および図６に示すように、凸部１３は、頂面１３０、第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２を有する。頂面１３０、第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２は、第２方向ｘに延びている。頂面１３０は、第１方向ｚを向き、かつ主面１１から離れて位置する。第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２は、主面１１と頂面１３０との間に位置する。サーマルプリントヘッドＡ１０においては、第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２は、主面１１および頂面１３０につながっている。第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２は、第３方向ｙにおいて互いに離れて位置する。第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２は、主面１１に対して傾斜している。第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２は、主面１１から頂面１３０に向かうほど互いに近づいている。主面１１に対する第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２の各々の傾斜角αは、互いに等しい。
【0022】
絶縁層２は、図５および図６に示すように、基板１の主面１１および凸部１３を覆っている。絶縁層２は、基板１の第１層１０１と、抵抗体層３と間に位置する。絶縁層２により、基板１は、抵抗体層３および配線層４に対して電気絶縁されている。絶縁層２は、たとえば、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を原材料とした二酸化ケイ素からなる。絶縁層２の厚さの例は、１μｍ以上１５μｍ以下である。絶縁層２の熱伝導率は、基板１の中間層１０３の熱伝導率よりも高い。
【0023】
抵抗体層３は、図５および図６に示すように、基板１の主面１１および凸部１３の上に配置されている。抵抗体層３は、絶縁層２に接している。これにより、サーマルプリントヘッドＡ１０において、絶縁層２は、基板１と抵抗体層３との間に挟まれている。抵抗体層３は、たとえば窒化タンタル（ＴａＮ）からなる。抵抗体層３の厚さの例は、０．０２μｍ以上０．１μｍ以下である。
【0024】
図２、図３および図６に示すように、抵抗体層３は、複数の発熱部３１を含む。抵抗体層３において、複数の発熱部３１は、配線層４から露出する部分である。複数の発熱部３１に対して配線層４から選択的に通電されることによって、複数の発熱部３１は、記録媒体を局所的に加熱する。複数の発熱部３１は、第２方向ｘに沿って配列されている。複数の発熱部３１のうち、第２方向ｘにおいて隣り合う２つの発熱部３１は、互いに離れて位置する。複数の発熱部３１は、絶縁層２に接して形成されている。サーマルプリントヘッドＡ１０においては、複数の発熱部３１は、基板１の凸部１３の頂面１３０の上に形成されている。複数の発熱部３１は、頂面１３０の第３方向ｙの中央に位置する。図４に示すように、サーマルプリンタＢ１０において、複数の発熱部３１は、プラテンローラ７９に対向している。
【0025】
配線層４は、図５および図６に示すように、抵抗体層３に接して配置されている。配線層４は、抵抗体層３の複数の発熱部３１に導通している。配線層４の電気抵抗率は、抵抗体層３の電気抵抗率よりも低い。配線層４は、たとえば銅（Ｃｕ）からなる金属層である。配線層４の厚さの例は、０．３μｍ以上２．０μｍ以下である。この他、配線層４は、抵抗体層３の上に積層されたチタン（Ｔｉ）層と、当該チタン層の上に積層された銅層との２つの金属層からなる構成でもよい。この場合のチタン層の厚さの例は、０．１μｍ以上０．２μｍ以下である。図１に示すように、配線層４は、基板１の主面１１の周縁から離れて位置する。
【0026】
図１に示すように、配線層４は、共通配線４１、および複数の個別配線４２を含む。共通配線４１は、第３方向ｙにおいて抵抗体層３の複数の発熱部３１を基準として複数の駆動素子７３とは反対側に位置する。複数の個別配線４２は、第３方向ｙにおいて複数の発熱部３１を基準として共通配線４１とは反対側に位置する。共通配線４１は、複数の発熱部３１に導通している。複数の個別配線４２は、複数の発熱部３１に個別に導通している。
【0027】
図２および図３に示すように、共通配線４１は、基部４１１と、基部４１１につながる複数の延出部４１２とを有する。基部４１１は、第３方向ｙにおいて複数の延出部４１２を基準として抵抗体層３の複数の発熱部３１とは反対側に位置する。基部４１１は、第２方向ｘに延びる帯状である。複数の延出部４１２は、基板１の凸部１３に対向する基部４１１の端部から、複数の発熱部３１に向けて第３方向ｙに延びる帯状である。複数の延出部４１２は、第２方向ｘに沿って配列されている。複数の延出部４１２の各々の一部は、凸部１３の第２傾斜面１３２の上に位置する。共通配線４１においては、基部４１１から複数の延出部４１２を介して複数の発熱部３１に電流が流れる。
【0028】
図２および図３に示すように、複数の個別配線４２の各々は、基部４２１と、基部４２１につながる延出部４２２を有する。基部４２１は、第３方向ｙにおいて延出部４２２を基準として抵抗体層３の複数の発熱部３１とは反対側に位置する。複数の個別配線４２の各々の基部４２１は、第３方向ｙにおいて互いに離れた２つの列をなす。当該２つの列の各々は、第２方向ｘに沿って配列されている。当該２つの列のうち複数の発熱部３１から最も近くに位置する列においては、隣り合う２つの基部４２１の間に延出部４２２が位置する。
【0029】
図２および図３に示すように、延出部４２２は、基板１の凸部１３に対向する基部４２１の端部から、複数の発熱部３１に向けて第３方向ｙに延びる帯状である。複数の個別配線４２の各々の延出部４２２は、第２方向ｘに沿って配列されている。複数の個別配線４２の各々の延出部４２２の一部は、凸部１３の第１傾斜面１３１の上に位置する。複数の個別配線４２の各々においては、複数の発熱部３１のいずれかから延出部４２２を介して基部４２１に電流が流れる。第１方向ｚに視て、複数の発熱部３１の各々は、複数の個別配線４２のいずれかの延出部４２２と、共通配線４１の複数の延出部４１２のいずれかとに挟まれている。図２および図３に示す配線層４、および複数の発熱部３１の構成は一例である。したがって、本開示における配線層４、および複数の発熱部３１の構成は、図２および図３に示す構成に限定されない。
【0030】
保護層５は、図５に示すように、絶縁層２の一部、抵抗体層３の複数の発熱部３１、および配線層４を覆っている。保護層５は、電気絶縁性を有する。保護層５の組成は、ケイ素を含む。保護層５は、たとえば、二酸化ケイ素および窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）のいずれかからなる。あるいは、保護層５は、これらの物質のうち複数種類からなる積層体でもよい。サーマルプリンタＢ１０においては、図４に示すプラテンローラ７９によって、複数の発熱部３１を覆う保護層５の部位に記録媒体が押し当てられる。
【0031】
図５に示すように、保護層５は、配線開口５１を有する。配線開口５１は、第１方向ｚに保護層５を貫通している。配線開口５１から、複数の個別配線４２の各々の基部４２１と、複数の個別配線４２の各々の延出部４２２一部とが露出している。
【0032】
配線基板７１は、図４に示すように、第３方向ｙにおいて基板１の隣に位置する。図１に示すように、第１方向ｚに視て、複数の個別配線４２は、第３方向ｙにおいて抵抗体層３の複数の発熱部３１と、配線基板７１との間に位置する。第１方向ｚに視て、配線基板７１の面積は、基板１の面積よりも大である。さらに、第１方向ｚに視て、配線基板７１は、第２方向ｘを長手方向とする矩形状である。配線基板７１は、たとえばＰＣＢ基板である。配線基板７１には、複数の駆動素子７３、およびコネクタ７７が搭載されている。
【0033】
放熱部材７２は、図４に示すように、基板１の裏面１２と対向している。裏面１２は、放熱部材７２に接合されている。配線基板７１は、ねじなどの締結部材により放熱部材７２に接合されている。サーマルプリントヘッドＡ１０の使用時において、抵抗体層３の複数の発熱部３１から発生した熱の一部は、基板１を介して放熱部材７２に伝導される。放熱部材７２に伝導された熱は、外部へと放熱される。放熱部材７２は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）からなる。
【0034】
複数の駆動素子７３は、図１および図４に示すように、電気絶縁性を有するダイボンディング材（図示略）を介して配線基板７１に搭載されている。複数の駆動素子７３は、種々の回路が構成された半導体素子である。複数の駆動素子７３には、複数の第１ワイヤ７４の一端と、複数の第２ワイヤ７５の一端とが導電接合されている。複数の第１ワイヤ７４の他端は、複数の個別配線４２の各々の基部４２１に個別に導電接合されている。複数の第２ワイヤ７５の他端は、配線基板７１に設けられ、かつコネクタ７７に導通する配線（図示略）に導電接合されている。
【0035】
上述により、印字にかかる電気信号と、複数の駆動素子７３の制御にかかる電気信号とが、外部からコネクタ７７を介して複数の駆動素子７３に入力される。複数の駆動素子７３は、これらの電気信号に基づき、複数の個別配線４２に電圧を選択的に印加させる。さらに、外部からコネクタ７７を介して共通配線４１に定電圧が印加される。この場合において、共通配線４１と、複数の個別配線４２のいずれかとの間に電位差が生じることによって、抵抗体層３の複数の発熱部３１が選択的に発熱する。
【0036】
封止樹脂７６は、図４に示すように、複数の駆動素子７３、複数の第１ワイヤ７４、および複数の第２ワイヤ７５を覆っている。さらに封止樹脂７６は、絶縁層２および配線基板７１の各々の一部と、複数の個別配線４２の各々の一部とを覆っている。封止樹脂７６は、電気絶縁性を有する。封止樹脂７６は、たとえばアンダーフィルに用いられる黒色かつ軟質の合成樹脂である。この他、封止樹脂７６は、黒色かつ硬質の合成樹脂でもよい。
【0037】
コネクタ７７は、図１および図４に示すように、配線基板７１の第３方向ｙの一端に取り付けられている。コネクタ７７は、サーマルプリンタＢ１０に接続される。コネクタ７７は、複数のピン（図示略）を有する。当該複数のピンの一部は、配線基板７１において、複数の第２ワイヤ７５が導電接合された配線（図示略）に導通している。さらに、当該複数のピンの別の一部は、配線基板７１において、共通配線４１の基部４１１に導通する配線（図示略）に導通している。これにより、外部からコネクタ７７を介して共通配線４１に定電圧が印加される。
【0038】
【0039】
最初に、図７～図１１に示すように、主面１１を有する基材８１を形成する。第１方向ｚに対して直交する方向において、複数の基板１にそれぞれ相当する領域が複数個連なったものが、基材８１に相当する。基材８１を形成する工程は、図７に示す被覆層８１３を形成する工程と、図８に示す第１基材８１１を第２基材８１２に貼り合わせる工程と、図９および図１０に示す第１基材８１１にマスク層８９を形成する工程と、図１１に示す凸部１３を第１基材８１１に形成する工程とを含む。
【0040】
まず、図７に示すように、第１基材８１１の第１面８１Ａ、および第２基材８１２の第２面８１Ｂの少なくともいずれかを覆う被覆層８１３を形成する。基材８１は、第１基材８１１および第２基材８１２を含む。第１基材８１１および第２基材８１２の組成は、ケイ素を含む。第１基材８１１および第２基材８１２は、シリコンウエハである。第１基材８１１および第２基材８１２のうち少なくとも第１基材８１１は、ケイ素を組成とする単結晶材料を含む。第１基材８１１は、第１方向ｚにおいて互いに反対側を向く第１面８１Ａおよび第３面８１Ｃを有する。第１基材８１１の結晶構造に基づく第１面８１Ａおよび第３面８１Ｃの面方位は、ともに（１００面）である。第２基材８１２は、第１方向ｚにおいて互いに反対側を向く第２面８１Ｂおよび第４面８１Ｄを有する。第２面８１Ｂは、第１面８１Ａに対向する。サーマルプリントヘッドＡ１０の製造においては、被覆層８１３は、第２面８１Ｂおよび第４面８１Ｄを覆うように形成する。したがって、被覆層８１３は、第２基材８１２の表面のみを覆う。被覆層８１３は、熱酸化法により形成される。
【0041】
次いで、図８に示すように、被覆層８１３を間に挟んで第１基材８１１を第２基材８１２に貼り合わせる。本工程においては、まず、第１基材８１１と、被覆層８１３に覆われた第２基材８１２とを洗浄する。洗浄にあたっては、超音波振動が与えられた洗浄液を用いる。当該洗浄液は、たとえば純水である。当該超音波の周波数は、メガヘルツ帯である。その後、被覆層８１３に第１基材８１１の第１面８１Ａを接触させた後、第１基材８１１の第３面８１Ｃにピンを用いて衝撃を与える。これにより、第１面８１Ａにおける結晶と、被覆層８１３の表面における結晶とが結合する。以上により、被覆層８１３を間に挟んで第１基材８１１および第２基材８１２が一体となった基材８１が得られる。本工程により、被覆層８１３は、基材８１の一要素となる。
【0042】
次いで、図９および図１０に示すように、第１基材８１１にマスク層８９を形成する。マスク層８９の形成にあたっては、まず、図９に示すように、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により基材８１の第３面８１Ｃの全体を覆うマスク層８９を形成する。マスク層８９は、窒化ケイ素の薄膜、および二酸化ケイ素の薄膜のいずれかである。その後、図１１に示すように、リソグラフィパターニングと、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）とにより、第３面８１Ｃの全体を覆うマスク層８９を部分除去する。以上により、マスク層８９の形成が完了する。マスク層８９は、被覆部８９１および開口部８９２を有する。被覆部８９１は、第３面８１Ｃを覆っている。開口部８９２からは、第３面８１Ｃが露出している。
【0043】
次いで、図１１に示すように、異方性エッチングにより主面１１および凸部１３を第１基材８１１に形成した後、マスク層８９を除去する。主面１１は、第１方向ｚにおいて第１基材８１１の第３面８１Ｃと同じ向きを向くとともに、第３面８１Ｃと被覆層８１３との間に位置する。凸部１３は、主面１１から第１方向ｚに突出し、かつ第２方向ｘに延びている。主面１１および凸部１３は、マスク層８９の開口部８９２から露出した第３面８１Ｃに対して異方性エッチングを行うことにより、第１基材８１１に主面１１および凸部１３が形成される。異方性エッチングに用いられるエッチング液は、たとえば水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液である。その後、フッ化水素酸を用いたウェットエッチングによりマスク層８９と、被覆層８１３のうち第２基材８１２の第４面８１Ｄを覆う部位とを除去する。以上により、主面１１を有する基材８１が得られるとともに、第１基材８１１に凸部１３が形成される。さらに、第４面８１Ｄは、基板１の裏面１２となる。マスク層８９の被覆部８９１に覆われていた第３面８１Ｃの領域が、凸部１３の頂面１３０となる。凸部１３が異方性エッチングにより形成されるため、主面１１に対する凸部１３の第１傾斜面１３１および第２傾斜面１３２の各々の傾斜角αは互いに等しくなる。
【0044】
次いで、図１２に示すように、基材８１の主面１１および凸部１３を覆う絶縁層２を形成する。絶縁層２は、プラズマＣＶＤによりオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を原料ガスとして形成された二酸化ケイ素の薄膜を複数回にわたって積層させることによって形成される。
【0045】
次いで、図１３～図１５に示すように、抵抗体層３および配線層４を形成する。抵抗体層３は、第２方向ｘに沿って配列された複数の発熱部３１を含む。配線層４は、複数の発熱部３１に導通する。さらに、配線層４を形成する工程では、共通配線４１、および複数の個別配線４２を形成する工程を含む。基材８１において、共通配線４１は、図１７に示す抵抗体層３の複数の発熱部３１に対して第３方向ｙの一方側に位置する。基材８１において、複数の個別配線４２は、第３方向ｙにおいて図１７に示す複数の発熱部３１を基準として共通配線４１とは反対側に位置する。
【0046】
まず、図１３に示すように、基材８１の主面１１および凸部１３の上に抵抗体膜８２を形成する。抵抗体膜８２は、絶縁層２の全面を覆うように形成される。抵抗体膜８２は、スパッタリング法により窒化タンタルの薄膜を絶縁層２に積層させることによって形成される。
【0047】
次いで、図１４に示すように、抵抗体膜８２の全面を覆う導電層８３を形成する。導電層８３は、スパッタリング法により銅の薄膜を複数回にわたって抵抗体膜８２に積層させることによって形成される。この他、導電層８３の形成にあたっては、スパッタリング法によりチタンの薄膜を抵抗体膜８２に積層させた後、当該チタンの薄膜に対してスパッタリング法により銅の薄膜を複数回にわたって積層させる手法を採ってもよい。
【0048】
次いで、図１５に示すように、導電層８３に対してリソグラフィパターニングを施した後、導電層８３の一部を除去する。当該除去は、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）および過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）の混合溶液を用いたウェットエッチングにより行われる。これにより、共通配線４１、および複数の個別配線４２が、抵抗体膜８２に接して形成される。あわせて、基材８１の凸部１３の頂面１３０の上に形成された抵抗体膜８２の領域が配線層４から露出する。その後、抵抗体膜８２および配線層４に対してリソグラフィパターニングを施した後、抵抗体膜８２の一部を除去する。当該除去は、反応性イオンエッチングにより行われる。これにより、抵抗体層３が、基材８１の主面１１および凸部１３の上に形成される。基材８１の頂面１３０の上には、複数の発熱部３１が現れる。
【0049】
次いで、図１６に示すように、絶縁層２の一部と、抵抗体層３の複数の発熱部３１、および配線層４とを覆う保護層５を形成する。保護層５は、プラズマＣＶＤにより窒化ケイ素の薄膜を複数積層させることによって形成される。この他、保護層５は、スパッタリング法により二酸化ケイ素の薄膜を複数積層させることによっても形成可能である。
【0050】
次いで、図１７に示すように、保護層５を第１方向ｚに貫通する配線開口５１を形成する。配線開口５１は、保護層５に対してリソグラフィパターニングを施した後、保護層５の一部を除去することにより形成される。当該除去は、反応性イオンエッチングにより行われる。これにより、配線開口５１から複数の個別配線４２の各々の一部が露出する。配線開口５１から露出する複数の個別配線４２の各々の一部とは、図５に示す複数の個別配線４２の各々の基部４２１と、図５に示す複数の個別配線４２の各々の延出部４２２の一部とである。配線開口５１から露出する複数の個別配線４２の各々の一部には、めっきにより金などの金属層を積層してもよい。
【0051】
次いで、第２方向ｘおよび第３方向ｙに沿って基材８１を厚さ方向に切断する。これにより得られた個片が、基板１を含むサーマルプリントヘッドＡ１０の要部となる。基材８１の切断装置の一例としてダイシングソーが挙げられる。基材８１の切断線は、基材８１の凸部１３から離れた位置に設定する。これにより、切断装置の刃が凸部１３に接触しないようにする。本工程により、第１基材８１１は、基板１の第１層１０１となる。第２基材８１２は、基板１の第２層１０２となる。被覆層８１３は、基板１の中間層１０３となる。
【0052】
次いで、配線基板７１に複数の駆動素子７３を搭載する。次いで、基板１の裏面１２、および配線基板７１を放熱部材７２に接合させる。次いで、配線基板７１、複数の駆動素子７３、および複数の個別配線４２の各々の基部４２１に対して、複数の第１ワイヤ７４、および複数の第２ワイヤ７５の導電接合を行う。最後に、複数の駆動素子７３、複数の第１ワイヤ７４、および複数の第２ワイヤ７５を覆う封止樹脂７６の形成を行う。最後に、配線基板７１にコネクタ７７を取り付ける。以上の工程を経ることによって、サーマルプリントヘッドＡ１０が得られる。
【0053】
次に、サーマルプリントヘッドＡ１０の作用効果について説明する。
【0054】
サーマルプリントヘッドＡ１０は、第１層１０１、第２層１０２および中間層１０３を含む基板１を備える。第１層１０１は、主面１１を含む。主面１１の上には、抵抗体層３が配置されている。第２層１０２は、第１方向ｚにおいて第１層１０１を基準として抵抗体層３とは反対側に位置する。中間層１０３は、第１層１０１と第２層１０２との間に位置する。中間層１０３の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。本構成をとることにより、抵抗体層３から第１層１０１に伝導した熱は、中間層１０３により第２層１０２には即時に伝導しにくくなる。これにより、第１層１０１から熱が即時に放出されない構成となるため、基板１の蓄熱性能が向上する。したがって、サーマルプリントヘッドＡ１０によれば、基板１の蓄熱性能の向上を図ることにより、印字効率の低下を抑制することが可能となる。
【0055】
第１方向ｚにおいて主面１１から中間層１０３に至る第１層１０１の第１寸法Ｔ１は、第１方向ｚにおける第２層１０２の第２寸法Ｔ２と異なる。本構成をとることにより、第１層１０１の蓄熱性能を自在に調整することができる。たとえば、第１寸法Ｔ１を第２寸法Ｔ２よりも小さくすると、第１層１０１の第１方向ｚにおける熱抵抗が増加するため、第１層１０１の蓄熱性能をより向上させることができる。
【0056】
上述の場合において、第２層１０２の第２寸法Ｔ２は、第１層１０１の第１寸法Ｔ１よりも大きい。本構成をとることにより、第１寸法Ｔ１をできるだけ小さく設定した場合であっても、基板１の曲げ破壊を防止することが可能である。ここで、基板１が凸部１３を具備する構成とするためには、少なくとも第１層１０１が単結晶の半導体材料を含むことが必須となることから、第１寸法Ｔ１が大きくなるほど基板１のコストが増大する。そこで、第１寸法Ｔ１をできるだけ小さく設定することにより、基板１のコスト縮減を図ることができる。
【0057】
第１方向ｚにおける中間層１０３の寸法ｔは、第１層１０１の第１寸法Ｔ１、および第２層１０２の第２寸法Ｔ２の各々よりも小さい。本構成をとることにより、中間層１０３の第１方向ｚにおける熱抵抗が増加するため、第１層１０１の蓄熱性能をより向上させることができる。
【0058】
基板１は、主面１１から第１方向ｚに突出する凸部１３を有する。抵抗体層３の複数の発熱部３１は、凸部１３の上に形成されている。本構成をとることにより、図４に示す記録媒体への印字の際、サーマルプリントヘッドＡ１０に対する記録媒体の接触面積を最小限に抑えつつ、複数の発熱部３１からの熱を記録媒体に伝えることができる。これにより、記録媒体への印字品位の向上が図られる。
【0059】
サーマルプリントヘッドＡ１０は、基板１の主面１１および凸部１３を覆う絶縁層２をさらに備える。絶縁層２は、第１層１０１と抵抗体層３との間に位置する。本構成をとることにより、第１層１０１が半導体材料を含むものであっても、基板１と、抵抗体層３および配線層４との電気絶縁を図ることができる。さらに、絶縁層２の熱伝導率は、中間層１０３の熱伝導率よりも高い。本構成をとることにより、複数の発熱部３１からの熱を速やかに第１層１０１に伝導させることができる。
【0060】
サーマルプリントヘッドＡ１０は、抵抗体層３の複数の発熱部３１と、配線層４とを覆う保護層５をさらに備える。これにより、複数の発熱部３１、および配線層４が保護層５により保護されるとともに、サーマルプリントヘッドＡ１０に対する記録媒体の接触がより円滑となる。
【0061】
サーマルプリントヘッドＡ１０は、放熱部材７２をさらに備える。基板１の裏面１２は、放熱部材７２に接合されている。本構成をとることにより、中間層１０３から第２層１０２に伝導した熱は、放熱部材７２を介して速やかに外部に放出される。これにより、基板１の蓄熱性能の過度な向上を抑制できる。
【0062】
〔第２実施形態〕
図１８および図１９に基づき、本開示の第２実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ２０について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１８の断面位置は、サーマルプリントヘッドＡ１０の要部を示す図５の断面位置と同一である。
図１８および図１９に基づき、本開示の第２実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ２０について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１８の断面位置は、サーマルプリントヘッドＡ１０の要部を示す図５の断面位置と同一である。
【0063】
サーマルプリントヘッドＡ２０においては、基板１の中間層１０３の構成がサーマルプリントヘッドＡ１０の当該構成と異なる。
【0064】
図１８および図１９に示すように、中間層１０３は、第１中間層１０３Ａと、第１中間層１０３Ａに積層された第２中間層１０３Ｂとを含む。第１中間層１０３Ａは、基板１の第１層１０１に接している。第２中間層１０３Ｂは、基板１の第２層１０２に接している。第１方向ｚにおける第２中間層１０３Ｂの寸法は、第１方向ｚにおける第１中間層１０３Ａの寸法に略等しい。
【0065】
次に、図２０および図２１に基づき、サーマルプリントヘッドＡ２０の製造方法の一例について説明する。ここで、図２０および図２１の断面位置は、サーマルプリントヘッドＡ２０の要部を示す図１８の断面位置と同一である。
【0066】
最初に、図２０に示すように、第１基材８１１の第１面８１Ａ、および第２基材８１２の第２面８１Ｂの少なくともいずれかを覆う被覆層８１３を形成する。サーマルプリントヘッドＡ２０の製造においては、被覆層８１３は、第１被覆層８１３Ａおよび第２被覆層８１３Ｂを含む。第１被覆層８１３Ａは、第１面８１Ａと、第１基材８１１の第３面８１Ｃとを覆う。第２被覆層８１３Ｂは、第２面８１Ｂと、第１基材８１１の第４面８１Ｄとを覆う。第１基材８１１および第２基材８１２は、熱酸化法により形成される。
【0067】
次いで、図２１に示すように、被覆層８１３を間に挟んで第１基材８１１を第２基材８１２に貼り合わせる。本構成においては、第１被覆層８１３Ａに覆われた第１基材８１１と、第２被覆層８１３Ｂに覆われた第２基材８１２とをサーマルプリントヘッドＡ１０の製造と同一方法により洗浄する。第１被覆層８１３Ａを第２被覆層８１３Ｂに第１方向ｚに接触させた後、第１基材８１１の第３面８１Ｃを覆う第１被覆層８１３Ａの部位にピンを用いて衝撃を与える。これにより、第１被覆層８１３Ａと第２被覆層８１３Ｂとの界面において、第１被覆層８１３Ａの結晶と、第２被覆層８１３Ｂの結晶とが結合する。最後に、反応性イオンエッチングにより第３面８１Ｃを覆う第１被覆層８１３Ａの部位の全体を除去する。以上により、第１被覆層８１３Ａおよび第２被覆層８１３Ｂを間に挟んで第１基材８１１および第２基材８１２が一体となった基材８１が得られる。これより後の工程は、サーマルプリントヘッドＡ１０の製造にかかる工程と同様である。したがって、第１基材８１１にマスク層８９を形成する工程（図９および図１０参照）から以後の工程におけるサーマルプリントヘッドＡ２０の製造方法の説明は省略する。
【0068】
次に、サーマルプリントヘッドＡ２０の作用効果について説明する。
【0069】
サーマルプリントヘッドＡ２０は、第１層１０１、第２層１０２および中間層１０３を含む基板１を備える。第１層１０１は、主面１１を含む。主面１１の上には、抵抗体層３が配置されている。第２層１０２は、第１方向ｚにおいて第１層１０１を基準として抵抗体層３とは反対側に位置する。中間層１０３は、第１層１０１と第２層１０２との間に位置する。中間層１０３の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。したがって、サーマルプリントヘッドＡ２０によっても、基板１の蓄熱性能の向上を図ることにより、印字効率の低下を抑制することが可能となる。さらにサーマルプリントヘッドＡ２０は、サーマルプリントヘッドＡ１０と共通する構成を具備することにより、サーマルプリントヘッドＡ１０と同等の作用効果を奏する。
【0070】
サーマルプリントヘッドＡ２０においては、中間層１０３は、第１中間層１０３Ａと、第１中間層１０３Ａに積層された第２中間層１０３Ｂとを含む。本構成をとることにより、第１方向ｚにおける中間層１０３の寸法ｔをより大きく設定できる。これにより、第１層１０１の蓄熱性能をさらに向上させることが可能となる。
【0071】
〔第３実施形態〕
図２２に基づき、本開示の第３実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ３０について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２２の断面位置は、サーマルプリントヘッドＡ１０の要部を示す図５の断面位置と同一である。
図２２に基づき、本開示の第３実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ３０について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２２の断面位置は、サーマルプリントヘッドＡ１０の要部を示す図５の断面位置と同一である。
【0072】
サーマルプリントヘッドＡ３０においては、基板１の構成がサーマルプリントヘッドＡ１０の当該構成と異なる。
【0073】
図２２に示すように、基板１は、外部層１０４をさらに含む。外部層１０４は、第１方向ｚにおいて第２層１０２を基準として中間層１０３とは反対側に位置する。外部層１０４は、裏面１２を含む。外部層１０４の組成は、二酸化ケイ素を含む。これにより、外部層１０４の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。第１方向ｚにおける外部層１０４の寸法ｔ２は、第１方向ｚにおける中間層１０３の寸法ｔ１（サーマルプリントヘッドＡ１０においては寸法ｔと等価）に略等しい。
【0074】
【0075】
図２３は、異方性エッチングにより主面１１および凸部１３を基材８１の第１基材８１１に形成した後の状態を示している。主面１１および凸部１３を第１基材８１１に形成する前までの工程は、サーマルプリントヘッドＡ１０の製造にかかる工程と同様である。主面１１および凸部１３の形成をした後、反応性イオンエッチングによりマスク層８９を除去する。この際、第２基材８１２の第４面８１Ｄを覆う被覆層８１３の部位を除去しない。これにより、当該部位が基板１の外部層１０４となる。これより後の工程は、サーマルプリントヘッドＡ１０の製造にかかる工程と同様である。したがって、絶縁層２を形成する工程（図１２参照）から以後の工程におけるサーマルプリントヘッドＡ３０の製造方法の説明は省略する。
【0076】
次に、サーマルプリントヘッドＡ３０の作用効果について説明する。
【0077】
サーマルプリントヘッドＡ３０は、第１層１０１、第２層１０２および中間層１０３を含む基板１を備える。第１層１０１は、主面１１を含む。主面１１の上には、抵抗体層３が配置されている。第２層１０２は、第１方向ｚにおいて第１層１０１を基準として抵抗体層３とは反対側に位置する。中間層１０３は、第１層１０１と第２層１０２との間に位置する。中間層１０３の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。したがって、サーマルプリントヘッドＡ３０によっても、基板１の蓄熱性能の向上を図ることにより、印字効率の低下を抑制することが可能となる。さらにサーマルプリントヘッドＡ３０は、サーマルプリントヘッドＡ１０と共通する構成を具備することにより、サーマルプリントヘッドＡ１０と同等の作用効果を奏する。
【0078】
サーマルプリントヘッドＡ３０においては、基板１は、外部層１０４をさらに含む。外部層１０４は、第１方向ｚにおいて第２層１０２を基準として中間層１０３とは反対側に位置する。外部層１０４の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。本構成をとることにより、中間層１０３から第２層１０２に伝導した熱が即時に外部に放出されないため、第１層１０１に加えて第２層１０２の蓄熱性能も向上させることができる。
【0079】
〔第４実施形態〕
図２４および図２５に基づき、本開示の第４実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ４０について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２４の断面位置は、サーマルプリントヘッドＡ１０の要部を示す図５の断面位置と同一である。
図２４および図２５に基づき、本開示の第４実施形態にかかるサーマルプリントヘッドＡ４０について説明する。これらの図において、先述したサーマルプリントヘッドＡ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２４の断面位置は、サーマルプリントヘッドＡ１０の要部を示す図５の断面位置と同一である。
【0080】
サーマルプリントヘッドＡ４０においては、基板１の凸部１３の構成と、抵抗体層３の複数の発熱部３１の構成とが、サーマルプリントヘッドＡ１０の当該構成と異なる。
【0081】
図２４および図２５に示すように、凸部１３は、第３傾斜面１３３および第４傾斜面１３４を有する。第３傾斜面１３３および第４傾斜面１３４は、凸部１３の頂面１３０につながり、かつ基板１の主面１１、および頂面１３０に対して傾斜している。第３傾斜面１３３は、第３方向ｙにおいて頂面１３０を基準として第１傾斜面１３１が位置する側に位置する。第４傾斜面１３４は、第３方向ｙにおいて頂面１３０を基準として第３傾斜面１３３とは反対側に位置する。第３傾斜面１３３および第４傾斜面１３４は、主面１１から頂面１３０に向かうほど互いに近づいている。
【0082】
図２５に示すように、主面１１に対する第３傾斜面１３３および第４傾斜面１３４の各々の傾斜角γは、互いに等しい。第３傾斜面１３３の傾斜角γは、主面１１に対する第１傾斜面１３１の傾斜角αよりも小さい。第４傾斜面１３４の傾斜角γは、主面１１に対する第２傾斜面１３２の傾斜角αよりも小さい。第３傾斜面１３３および第４傾斜面１３４は、サーマルプリントヘッドＡ１０の製造にかかる図１１に示す工程と図１２に示す工程との間に次の工程を行うことにより形成することができる。この工程は、頂面１３０と第１傾斜面１３１との境界と、頂面１３０と第２傾斜面１３２との境界とに、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液を用いたウェットエッチングを施すものである。
【0083】
図２５に示すように、抵抗体層３の複数の発熱部３１は、凸部１３の頂面１３０、第４傾斜面１３４および第２傾斜面１３２の上に形成されている。この他、複数の発熱部３１は、凸部１３の頂面１３０、第３傾斜面１３３および第１傾斜面１３１の上に形成される構成でもよい。
【0084】
次に、サーマルプリントヘッドＡ４０の作用効果について説明する。
【0085】
サーマルプリントヘッドＡ４０は、第１層１０１、第２層１０２および中間層１０３を含む基板１を備える。第１層１０１は、主面１１を含む。主面１１の上には、抵抗体層３が配置されている。第２層１０２は、第１方向ｚにおいて第１層１０１を基準として抵抗体層３とは反対側に位置する。中間層１０３は、第１層１０１と第２層１０２との間に位置する。中間層１０３の熱伝導率は、第１層１０１および第２層１０２の各々の熱伝導率よりも低い。したがって、サーマルプリントヘッドＡ４０によっても、基板１の蓄熱性能の向上を図ることにより、印字効率の低下を抑制することが可能となる。さらにサーマルプリントヘッドＡ４０は、サーマルプリントヘッドＡ１０と共通する構成を具備することにより、サーマルプリントヘッドＡ１０と同等の作用効果を奏する。
【0086】
サーマルプリントヘッドＡ４０においては、凸部１３は、第３傾斜面１３３および第４傾斜面１３４を有する。第３傾斜面１３３および第４傾斜面１３４は、凸部１３の頂面１３０につながり、かつ基板１の主面１１、および頂面１３０に対して傾斜している。第３傾斜面１３３の傾斜角γは、主面１１に対する第１傾斜面１３１の傾斜角αよりも小さい。第４傾斜面１３４の傾斜角γは、主面１１に対する第２傾斜面１３２の傾斜角αよりも小さい。本構成をとることにより、凸部１３に沿って形成された配線層４の一部の形状が、より滑らかなものとなる。あわせて、凸部１３に沿って形成された配線層４において、配線パターンの欠損や断線などの発生が抑制される。
【0087】
本開示は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【0088】
本開示によって提供されるサーマルプリントヘッドおよびその製造方法の技術的構成について、以下に付記する。
［付記１］
第１方向を向く主面を有する基板と、
前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含むとともに、前記主面の上に配置された抵抗体層と、
前記複数の発熱部に導通し、かつ前記抵抗体層に接して配置された配線層と、を備え、
前記基板は、前記主面を含む第１層と、前記第１方向において前記第１層を基準として前記抵抗体層とは反対側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する中間層と、を含み、
前記中間層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッド。
［付記２］
前記第１方向において前記主面から前記中間層に至る前記第１層の第１寸法は、前記第１方向における前記第２層の第２寸法と異なる、付記１に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記３］
前記第２寸法は、前記第１寸法よりも大きい、付記２に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記４］
前記第１方向における前記中間層の寸法は、前記第１寸法および前記第２寸法の各々よりも小さい、付記２または３に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記５］
前記基板は、前記第１方向において前記第２層を基準として前記中間層とは反対側に位置する外部層をさらに含み、
前記外部層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い、付記１ないし４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記６］
前記第１層および前記第２層の組成は、ケイ素を含む、付記１ないし５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記７］
前記中間層の組成は、二酸化ケイ素を含む、付記６に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記８］
前記基板は、前記主面から突出し、かつ前記第２方向に延びる凸部を有し、
前記複数の発熱部は、前記凸部の上に位置しており、
前記凸部は、頂面、第１傾斜面および第２傾斜面を有し、
前記頂面は、前記第１方向を向き、かつ前記主面から離れて位置しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記主面と前記頂面との間に位置し、かつ前記主面に対して傾斜しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記第１方向および前記第２方向に対して直交する第３方向において互いに離れて位置しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記主面から前記頂面に向かうほど互いに近づく、付記６または７に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記９］
前記凸部は、前記第３方向において前記頂面を基準として前記第１傾斜面と同じ側に位置し、かつ前記主面に対して傾斜した第３傾斜面を有し、
前記第３傾斜面は、前記第１傾斜面と前記頂面との間に位置しており、
前記主面に対する前記第３傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第１傾斜面の傾斜角よりも小さい、付記８に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１０］
前記凸部は、前記第３方向において前記頂面を基準として前記第３傾斜面とは反対側に位置し、かつ前記主面に対して傾斜した第４傾斜面を有し、
前記第４傾斜面は、前記第２傾斜面と前記頂面との間に位置しており、
前記主面に対する前記第４傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第２傾斜面の傾斜角よりも小さい、付記９に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１１］
前記主面および前記凸部を覆う絶縁層をさらに備え、
前記絶縁層は、前記第１層と前記抵抗体層との間に位置する、付記８ないし１０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１２］
前記絶縁層の熱伝導率は、前記中間層の熱伝導率よりも高い、付記１１に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１３］
前記複数の発熱部、および前記配線層を覆う保護層をさらに備える、付記１ないし１２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１４］
前記配線層は、共通配線と、複数の個別配線と、を含み、
前記共通配線は、前記複数の発熱部に導通しており、
前記複数の個別配線は、前記複数の発熱部に個別に導通している、付記１ないし１３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１５］
放熱部材をさらに備え、
前記基板は、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く裏面を有し、
前記裏面は、前記放熱部材に接合されている、付記１ないし１４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１６］
第１方向を向く主面を有する基材を形成する工程と、
前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を前記主面の上に形成する工程と、
前記複数の発熱部に導通する配線層を前記抵抗体層に接して形成する工程と、を備え、
前記基材は、前記主面を含むとともに、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く第１面を有する第１基材と、前記第１面に対向する第２面を有する第２基材と、を含み、
前記基材を形成する工程は、前記第１面および前記第２面の少なくともいずれかを覆う被覆層を形成する工程と、前記被覆層を間に挟んで前記第１基材を前記第２基材に貼り合わせる工程と、を含み、
前記被覆層の熱伝導率は、前記第１基材および前記第２基材の各々の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッドの製造方法。
［付記１７］
前記第１基材および前記第２基材の組成は、ケイ素を含み、
前記被覆層は、熱酸化法により形成される、付記１６に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
［付記１８］
前記基材を形成する工程は、前記第１基材を前記第２基材に貼り合わせる工程の後に、前記主面から突出し、かつ前記第２方向に延びる凸部を前記第１基材に形成する工程を含む、付記１７に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
［付記１］
第１方向を向く主面を有する基板と、
前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含むとともに、前記主面の上に配置された抵抗体層と、
前記複数の発熱部に導通し、かつ前記抵抗体層に接して配置された配線層と、を備え、
前記基板は、前記主面を含む第１層と、前記第１方向において前記第１層を基準として前記抵抗体層とは反対側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する中間層と、を含み、
前記中間層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッド。
［付記２］
前記第１方向において前記主面から前記中間層に至る前記第１層の第１寸法は、前記第１方向における前記第２層の第２寸法と異なる、付記１に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記３］
前記第２寸法は、前記第１寸法よりも大きい、付記２に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記４］
前記第１方向における前記中間層の寸法は、前記第１寸法および前記第２寸法の各々よりも小さい、付記２または３に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記５］
前記基板は、前記第１方向において前記第２層を基準として前記中間層とは反対側に位置する外部層をさらに含み、
前記外部層の熱伝導率は、前記第１層および前記第２層の各々の熱伝導率よりも低い、付記１ないし４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記６］
前記第１層および前記第２層の組成は、ケイ素を含む、付記１ないし５のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記７］
前記中間層の組成は、二酸化ケイ素を含む、付記６に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記８］
前記基板は、前記主面から突出し、かつ前記第２方向に延びる凸部を有し、
前記複数の発熱部は、前記凸部の上に位置しており、
前記凸部は、頂面、第１傾斜面および第２傾斜面を有し、
前記頂面は、前記第１方向を向き、かつ前記主面から離れて位置しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記主面と前記頂面との間に位置し、かつ前記主面に対して傾斜しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記第１方向および前記第２方向に対して直交する第３方向において互いに離れて位置しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記主面から前記頂面に向かうほど互いに近づく、付記６または７に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記９］
前記凸部は、前記第３方向において前記頂面を基準として前記第１傾斜面と同じ側に位置し、かつ前記主面に対して傾斜した第３傾斜面を有し、
前記第３傾斜面は、前記第１傾斜面と前記頂面との間に位置しており、
前記主面に対する前記第３傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第１傾斜面の傾斜角よりも小さい、付記８に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１０］
前記凸部は、前記第３方向において前記頂面を基準として前記第３傾斜面とは反対側に位置し、かつ前記主面に対して傾斜した第４傾斜面を有し、
前記第４傾斜面は、前記第２傾斜面と前記頂面との間に位置しており、
前記主面に対する前記第４傾斜面の傾斜角は、前記主面に対する前記第２傾斜面の傾斜角よりも小さい、付記９に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１１］
前記主面および前記凸部を覆う絶縁層をさらに備え、
前記絶縁層は、前記第１層と前記抵抗体層との間に位置する、付記８ないし１０のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１２］
前記絶縁層の熱伝導率は、前記中間層の熱伝導率よりも高い、付記１１に記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１３］
前記複数の発熱部、および前記配線層を覆う保護層をさらに備える、付記１ないし１２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１４］
前記配線層は、共通配線と、複数の個別配線と、を含み、
前記共通配線は、前記複数の発熱部に導通しており、
前記複数の個別配線は、前記複数の発熱部に個別に導通している、付記１ないし１３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１５］
放熱部材をさらに備え、
前記基板は、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く裏面を有し、
前記裏面は、前記放熱部材に接合されている、付記１ないし１４のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
［付記１６］
第１方向を向く主面を有する基材を形成する工程と、
前記第１方向に対して直交する第２方向に沿って配列された複数の発熱部を含む抵抗体層を前記主面の上に形成する工程と、
前記複数の発熱部に導通する配線層を前記抵抗体層に接して形成する工程と、を備え、
前記基材は、前記主面を含むとともに、前記第１方向において前記主面とは反対側を向く第１面を有する第１基材と、前記第１面に対向する第２面を有する第２基材と、を含み、
前記基材を形成する工程は、前記第１面および前記第２面の少なくともいずれかを覆う被覆層を形成する工程と、前記被覆層を間に挟んで前記第１基材を前記第２基材に貼り合わせる工程と、を含み、
前記被覆層の熱伝導率は、前記第１基材および前記第２基材の各々の熱伝導率よりも低い、サーマルプリントヘッドの製造方法。
［付記１７］
前記第１基材および前記第２基材の組成は、ケイ素を含み、
前記被覆層は、熱酸化法により形成される、付記１６に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
［付記１８］
前記基材を形成する工程は、前記第１基材を前記第２基材に貼り合わせる工程の後に、前記主面から突出し、かつ前記第２方向に延びる凸部を前記第１基材に形成する工程を含む、付記１７に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
【符号の説明】
【0089】
Ａ１０，Ａ２０，Ａ３０，Ａ４０：サーマルプリントヘッド
Ｂ１０：サーマルプリンタ
１：基板
１０１：第１層
１０２：第２層
１０３：中間層
１０３Ａ：第１中間層
１０３Ｂ：第２中間層
１０４：外部層
１１：主面
１２：裏面
１３：凸部
１３０：頂面
１３１：第１傾斜面
１３２：第２傾斜面
１３３：第３傾斜面
１３４：第４傾斜面
２：絶縁層
３：抵抗体層
３１：発熱部
４：配線層
４１：共通配線
４１１：基部
４１２：延出部
４２：個別配線
４２１：基部
４２２：延出部
５：保護層
５１：配線開口
７１：配線基板
７２：放熱部材
７３：駆動素子
７４：第１ワイヤ
７５：第２ワイヤ
７６：封止樹脂
７７：コネクタ
７９：プラテンローラ
８１：基材
８１１：第１基材
８１２：第２基材
８１３：被覆層
８１３Ａ：第１被覆層
８１３Ｂ：第２被覆層
８１Ａ：第１面
８１Ｂ：第２面
８１Ｃ：第３面
８１Ｄ：第４面
８２：抵抗体膜
８３：導電層
８９：マスク層
８９１：被覆部
８９２：開口部
ｚ：第１方向
ｘ：第２方向
ｙ：第３方向
Ｂ１０：サーマルプリンタ
１：基板
１０１：第１層
１０２：第２層
１０３：中間層
１０３Ａ：第１中間層
１０３Ｂ：第２中間層
１０４：外部層
１１：主面
１２：裏面
１３：凸部
１３０：頂面
１３１：第１傾斜面
１３２：第２傾斜面
１３３：第３傾斜面
１３４：第４傾斜面
２：絶縁層
３：抵抗体層
３１：発熱部
４：配線層
４１：共通配線
４１１：基部
４１２：延出部
４２：個別配線
４２１：基部
４２２：延出部
５：保護層
５１：配線開口
７１：配線基板
７２：放熱部材
７３：駆動素子
７４：第１ワイヤ
７５：第２ワイヤ
７６：封止樹脂
７７：コネクタ
７９：プラテンローラ
８１：基材
８１１：第１基材
８１２：第２基材
８１３：被覆層
８１３Ａ：第１被覆層
８１３Ｂ：第２被覆層
８１Ａ：第１面
８１Ｂ：第２面
８１Ｃ：第３面
８１Ｄ：第４面
８２：抵抗体膜
８３：導電層
８９：マスク層
８９１：被覆部
８９２：開口部
ｚ：第１方向
ｘ：第２方向
ｙ：第３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】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】