(57)【要約】【課題】高い信頼性を有する高解像度のサーマルプリントヘッドおよび該サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタを提供する。【解決手段】主走査方向Ｓ１に配列された複数の発熱素子１８を有するヘッド基板１３と、ヘッド基板１３と副走査方向Ｓ２に隣り合い、接続回路が設けられた回路基板１４と、入力端子と、複数の出力端とを有し、複数の出力端子のそれぞれが対応する複数の発熱素子１８に第１ワイヤ２４を介して電気的に接続され、入力端子が接続回路に第２ワイヤ２５を介して電気的に接続された制御素子１５と、第１ワイヤ２４、第２ワイヤ２５および制御素子１５を覆うように設けられた封止体２６とを具え、平面視で隣接する第１ワイヤ２４同士の間の平均距離が４μｍ以下であり、封止体２６は、粒径が１乃至３０μｍの範囲に分布し、平均粒径が２乃至７μｍであるフィラーを重量比で５０％乃至７０％含有するエポキシ系樹脂である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板と、
前記放熱板に載置された支持基板と、前記支持基板に積層されたグレーズ層と、前記グレーズ層上に設けられ主走査方向に配列された複数の発熱素子とを有するヘッド基板と、
前記放熱板に前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように載置され、接続回路が設けられた回路基板と、
入力端子と、複数の出力端とを有し、前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面または前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に載置されるとともに、前記複数の出力端子のそれぞれが対応する前記複数の発熱素子に第１ワイヤを介して電気的に接続され、前記入力端子が前記接続回路に第２ワイヤを介して電気的に接続された制御素子と、
前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面および前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に、前記第１ワイヤ、前記第２ワイヤおよび前記制御素子を覆うように設けられた封止体と、
を具備し、
平面視で隣接する前記第１ワイヤ同士の間の平均距離が４μｍ以下であり、
前記封止体は、粒径が１乃至３０μｍの範囲に分布し、平均粒径が２乃至７μｍであるフィラーを、重量比で５０％乃至７０％含有するエポキシ系樹脂であるサーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記複数の発熱素子の配列ピッチは、２４μｍ以下であり、前記第１ワイヤの径は２０μｍ以上である請求項１記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記複数の出力端子のボンディングパッドおよび前記複数の発熱素子のボンディングパッドは、それぞれ千鳥状に配置されている請求項１または２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記複数の第１ワイヤは、前記主走査方向および前記副走査方向に直交する方向に階層的に配置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
前記フィラーは、少なくともシリカ、炭酸カルシウムのいずれかである請求項１乃至４のいずれか１項に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサーマルプリントヘッドと、
受像紙とインクリボンを前記複数の発熱素子との間に挟持し、前記受像紙と前記インクリボンを前記第２の方向に移動させるプラテンローラと、
を具備するサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、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（ＴＰＨ）は、発熱領域に配列された複数の抵抗体を発熱させ、その熱により感熱記録媒体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンタ、イメージャ、シールプリンタなどの記録機器に広く利用されている。
【０００３】
サーマルプリントヘッドは、放熱板と、放熱板上に設けられたヘッド基板および回路基板を備えている。ヘッド基板の上にはグレーズ層が設けられ、グレーズ層の上に複数の発熱素子が設けられている。回路基板には、複数の発熱素子の発熱を制御するための駆動用ＩＣが実装されている。複数の発熱素子と駆動用ＩＣとは、ボンディングワイヤにより電気的に接続されている。
【０００４】
近年、サーマルプリントヘッドの高解像度化が求められている。サーマルプリントヘッドを高解像度化するほどボンディングワイヤの密度が増加するので、ボンディングワイヤ間の空隙が狭くなる。
【０００５】
充填材（フィラー）を含有する封止材には、ボンディングワイヤ間の空隙が狭くなるほど、封止材がボンディングワイヤ間に充填されにくくなる問題がある。その結果、ボンディングワイヤがフリーな状態となり、サーマルプリントヘッド使用中にワイヤ倒れ、ワイヤ外れ等が生じると、印画不具合が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−６５２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高い信頼性を有する高解像度のサーマルプリントヘッドおよび該サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施形態によれば、サーマルプリントヘッドは、放熱板と、前記放熱板に載置された支持基板と、前記支持基板に積層されたグレーズ層と、前記グレーズ層上に設けられ主走査方向に配列された複数の発熱素子とを有するヘッド基板と、前記放熱板に前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように載置され、接続回路が設けられた回路基板と、入力端子と、複数の出力端とを有し、前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面または前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に載置されるとともに、前記複数の出力端子のそれぞれが対応する前記複数の発熱素子に第１ワイヤを介して電気的に接続され、前記入力端子が前記接続回路に第２ワイヤを介して電気的に接続された制御素子と、前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面および前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に、前記第１ワイヤ、前記第２ワイヤおよび前記制御素子を覆うように設けられた封止体と、を具備し、平面視で隣接する前記第１ワイヤ同士の間の平均距離が４μｍ以下であり、前記封止体は、粒径が１乃至３０μｍの範囲に分布し、平均粒径が２乃至７μｍであるフィラーを、重量比で５０％乃至７０％含有するエポキシ系樹脂である。
【発明の効果】
【０００９】
本実施形態によれば、高い信頼性を有する高解像度のサーマルプリントヘッドおよび該サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドを示す図。
【図２】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの解像度と発熱抵抗体の配列ピッチとの関係を示す図。
【図３】実施形態１に係るボンディングパッドおよびボンディングワイヤの配置を説明するための図。
【図４】実施形態１に係るサーマルプリントヘッドの要部を比較例のサーマルプリントヘッドの要部と対比して示す断面図。
【図５】実施形態１に係るフィラーの粒度分布を示す図。
【図６】実施形態１に係るフィラーの品種と封止体の空隙発生頻度との関係を説明するための模式図。
【図７】実施形態１に係るフィラーの含有率と封止体の空隙発生頻度との関係を説明するための模式図。
【図８】実施形態１に係るフィラーの含有率と封止体の特性との関係を説明するための模式図。
【図９】実施形態２に係るサーマルプリンタを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施形態１）
本実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図１乃至図４を用いて説明する。図１はサーマルプリントヘッドを示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＶ１−Ｖ１矢視断面図である。図２はサーマルプリントヘッドの解像度と発熱抵抗体の配列ピッチとの関係を示す図である。図３はボンディングパッドおよびボンディングワイヤの配置を説明するための図で、図３（ａ）はその平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＶ２−Ｖ２矢視断面図である。図４はサーマルプリントヘッドの要部を比較例のサーマルプリントヘッドの要部と対比して示す断面図である。
【００１３】
なお本実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。
【００１４】
始めに、サーマルプリントヘッドの概要を説明する。
【００１５】
図１に示すように、サーマルプリントヘッド１０は、その要部として、放熱板１２、ヘッド基板１３、回路基板１４、駆動用ＩＣ１５、ボンディングワイヤ（第１ワイヤ）２４およびボンディングワイヤ（第２ワイヤ）２５を有する。ここで、放熱板１２の主面に、互いに隣接するヘッド基板１３および回路基板１４が接着剤２３を介し接着し載置される。
【００１６】
そして、回路基板１４上に制御素子である駆動用ＩＣ１５が搭載され、硬性封止材料である例えばエポキシ系樹脂からなる封止体２６により気密封止されている。この封止体２６は回路基板１４およびヘッド基板１３に跨って設けられる。
【００１７】
放熱板１２は、例えばアルミニウム、ステンレスなどの金属からなり、主走査方向Ｓ１に延びた短冊状になっている。そして、接着剤２３は、両面接着テープ、軟性のある例えばシリコン樹脂等の熱硬化性樹脂接着剤からなる。
【００１８】
ヘッド基板１３は、主走査方向Ｓ１に延びて放熱板１２上に取り付けられている。ヘッド基板１３は、支持基板１６およびグレーズ層１７を有する。支持基板１６は、耐熱性を有する絶縁体材料からなり、例えばアルミナなどのセラミックスにより構成されている。その他に、ＳｉＮ、ＳｉＣ、石英、ＡｌＮ、あるいはＳｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ等を含むファインセラミックスであってもよい。グレーズ層１７は、例えばＳｉＯ２からなるガラス膜あるいは樹脂膜等からなり、支持基板１６に積層されている。
【００１９】
グレーズ層１７の上面には、主走査方向Ｓ１に垂直で印刷媒体が走行する副走査方向Ｓ２に延びて、互いに主走査方向Ｓ１に間隔を空けて配列された複数の発熱抵抗体（発熱素子）１８が形成されている。そして、発熱抵抗体１８上に、個別電極２０および共通電極１９が間隙Ｇを挟んで対向して配設される。
【００２０】
ここで、個別電極２０および共通電極１９からなる一対の電極は発熱抵抗体１８に重層し電気接続する。そして、これ等の間隙Ｇで露出する発熱抵抗体１８が発熱抵抗部となる。この発熱抵抗部は、その通電電極となる一対の電極と共に１つの発熱素子を構成し、主走査方向Ｓ１に所要ピッチ（ｄｐｉ：ドット／インチ）で帯状に配列され、発熱領域２１になる。個別電極２０は、後述の通り、ボンディングワイヤ２４を介して、駆動用ＩＣ１５に電気的に接続される。
【００２１】
ヘッド基板１３は、例えば以下のようにして形成される。例えばアルミナセラミックスからなる板厚が０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の細長の支持基板１６を用意し、その上面にガラスからなるグレーズ層１７を融着し焼成する。次に、グレーズ層１７の上面全体に、スパッタ装置等の薄膜形成装置により、抵抗体層および導電体層を順に積層する。その後、フォトエングレービングプロセスにより、導電体層および抵抗体層を発熱抵抗体部の形状パターンに加工する。続いて、間隙Ｇの導電体層をエッチング除去して所定の個別電極２０および共通電極１９にする。更に、個別電極２０、共通電極１９および発熱抵抗部を覆う保護膜２２を形成し、個別電極２０のボンディングワイヤ２４との接続箇所の上の保護膜２２に開口を形成する。
【００２２】
抵抗体層は、例えばＴａＳｉＯ、ＮｂＳｉＯ、ＴａＳｉＮＯ、ＴｉＳｉＣＯ系の電気抵抗体材料からなる。導電体層は、例えば、Ａｌ、ＣｕあるいはＡｌＣｕ合金等の金属を主材料に構成される。そして、保護膜２２は、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜あるいはＳｉＣ膜等の硬質で緻密な熱伝導性のある絶縁体材料から成る。ここで、保護膜２２の最表面に少なくともＳｉと炭素が含まれていると熱伝導性が高くなり好適である。この保護膜２２は、発熱素子アレイの一対の電極および発熱領域２１を少なくとも被覆し、記録媒体の圧接あるいは摺接による磨耗、並びに大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護する機能を有する。
【００２３】
回路基板１４は、ヘッド基板１３と副走査方向Ｓ２に隣り合うように放熱板１２の主面に配置され、ヘッド基板１３と並行して主走査方向Ｓ１に配列されている。
【００２４】
回路基板１４のヘッド基板１３寄りの上面には、主走査方向Ｓ１に沿って所要数の駆動用ＩＣ１５が実装されている。駆動用ＩＣ１５は、発熱素子を制御可能なスイッチング機能を有する制御素子である。ボンディングワイヤ２４を介して、個別電極２０に電気的に接続している。
【００２５】
駆動用ＩＣ１５およびボンディングワイヤ２４、２５は、エポキシ系樹脂からなる封止体２６によって封止されている。封止体２６は、ヘッド基板１３の回路基板１４寄りの上面に対して、駆動用ＩＣ１５およびボンディングワイヤ２４、２５を封止している。この封止体２６は、熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂塗液の塗布、１００℃程度における数時間の加熱処理による熱硬化を通して、所定箇所に形成される。
【００２６】
封止体２６は、熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂塗液を主に用い、加熱処理による熱硬化により、駆動用ＩＣ１５およびボンディングワイヤ２４、２５がヘッド基板１３および回路基板１４上に保持形成（保護）する事を目的としている。この封止体２６は、熱硬化後にある柔らかさを持つシリコン系樹脂等を用いる事もある。
【００２７】
封止体２６は、駆動用ＩＣ１５およびボンディングワイヤ２４、２５を保持および保護することが目的であることから、絶縁性、耐熱性、アスペクト比、濡れ性、表面張力、耐溶剤性等の特性を必要としており、さまざまな充填剤（フィラー）を混合して特性を満たしている。
【００２８】
ほとんどの樹脂には何らかの充填剤（フィラー）が添加されていることが多く、同じ樹脂でもフィラーが違えば、性質も変わってくる。したがって、樹脂系の材料を検討する際には、どのような充填剤（フィラー）をどう添加するのかという点が重要となる。種類としては、セラミックス系や繊維系のもの、酸化物などが多く見受けられるが、基本的にはこの充填剤（フィラー）の持つ性質がそのまま反映されてくる。ただし同じ充填剤（フィラー）でも、大きさや形状、添加の仕方でも発揮される性質が異なる。
【００２９】
実用上、充填剤（フィラー）の存在なしでは樹脂は工業的にも使うことが困難といえるほど重要な役割を果たしている。
【００３０】
前述した、充填剤（フィラー）を樹脂に入れることで、もともとの材料になかった機能や性質、物性を付与できる。具体的使用されている充填剤としては、主に充填剤（フィラー）の種類・大きさ・形状によって決まるが、一種類のフィラーでも複数の性質を得られるものもある。
【００３１】
たとえば、増量用としては炭酸カルシウム・タルク・シリカ・クレー等、補強用としては、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、ゾノトライト、石膏繊維、アルミボレート、ＭＯＳ、アラミド繊維、各種ファイバー系、カーボンファイバー（炭素繊維）、グラスファイバー（ガラス繊維）、タルク、マイカ、ガラスフレーク、ポリオキシベンゾイルウィスカー等が、導電性を付与する為には、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、金属粉、金属繊維、金属箔等、難燃性付与としては、酸化アンチモン、水酸化アルミ、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、赤燐、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、ドーソナイト等が挙げられる。
【００３２】
充填剤（フィラー）は、通常１００μｍから１０ｎｍ程度まで大きさにかなりの幅のある材料であり、マクロフィラー（１００μｍ〜１０μｍ）、ミクロフィラー（１０μｍ〜１００ｎｍ）、ナノフィラー（１００ｎｍ〜１０ｎｍ）に分類される。粒子の大きさは、性能に直接影響を及ぼすため、得たい特性に応じて使い分けていくことが必要となっている。
【００３３】
一般に、粒子が小さいほど、充填剤（フィラー）の持っている性能の発現が高くなり、例えば機械的強度の向上などが見られるが、ハンドリングは難しくなる。充填剤（フィラー）は基本的には、粒子、粉体の形状で使うので、他の粉体と同様に、ある大きさになるとこれらは固体とも液体とも異なる挙動を見せるようになる。粉体制御、粉体加工の技術が関係してくる。
【００３４】
従来のサーマルプリントヘッドに使用される封止体では、樹脂に添加される充填剤（フィラー）の粒子径は平均２０μｍ（１μｍ〜１００μｍ）程度である。
【００３５】
次に、サーマルプリントヘッドの詳細を説明する。
【００３６】
本実施形態のサーマルプリントヘッド１０は、公称１２００ｄｐｉの解像度を有するサーマルプリントヘッドである。即ち、サーマルプリントヘッド１０においては、発熱抵抗体１８が主走査方向Ｓ１に１インチ当り公称１２００個配列されている。
【００３７】
図２は、サーマルプリントヘッドの解像度と発熱抵抗体の配列ピッチの関係を示す図である。
【００３８】
図２に示すように、発熱抵抗体の配列ピッチは解像度に応じて狭くなる。例えば、発熱抵抗体の配列ピッチは、解像度が３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉのとき、それぞれ８４．６７μｍ、４２．３３μｍ、２１．１６μｍとなる。
【００３９】
一方、ボンディングワイヤは、一般に線径が２０μｍ〜３０μｍ程度なので、高解像度化するほどボンディングパッドを横一列に配置することが難しくなる。そのため、本実施形態においては、ボンディングパッドを千鳥状に配置するとともに、ボンディングワイヤを高さ方向に階層的に配置している。
【００４０】
図３は、ボンディングパッドおよびボンディングワイヤの配置を説明するための図で、図３（ａ）はその平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＶ２−Ｖ２矢視断面図である。尚、発熱抵抗体１８の配列ピッチは２４μｍであり、ボンディングワイヤの線径は２０μｍであるとする。
【００４１】
駆動用ＩＣ１５は、入力端子と、複数の発熱抵抗体１８のそれぞれに対応する複数の出力端子とを有している。駆動用ＩＣ１５は、例えば発熱抵抗体１８を駆動するためのシリアル信号をパラレル信号に変換して出力するＩＣである。
【００４２】
図３（ａ）に示すように、駆動用ＩＣ１５には、出力端子のボンディングパッド３０が複数千鳥状に配置されている。具体的には、複数のボンディングパッド３０が主走査方向Ｓ１に第１のピッチＰ１で配列されている。主走査方向Ｓ１に配列されたボンディングパッド３０の１群を列と称する。複数の列が副走査方向Ｓ２に第２のピッチＰ２で配列されるとともに、隣り合う列は主走査方向Ｓ１に第３のピッチＰ３だけずれて配置されている。列は４列設けられ、各列はそれぞれ３００のボンディングパッド３０を有している。
【００４３】
換言すると、複数のボンディングパッド３０は、主走査方向Ｓ１に第１のピッチＰ１で、副走査方向Ｓ２に第２のピッチＰ２で斜格子状に配列されている。斜格子点の数は、主走査方向Ｓ１に３００、副走査方向Ｓ２に４で、計１２００である。
【００４４】
第１のピッチＰ１は発熱抵抗体１８の配列ピッチの約３倍の７６μｍであり、第３のピッチＰ３は発熱抵抗体１８の配列ピッチと同じ２４μｍである。第２のピッチＰ２は、副走査方向Ｓ２に隣り合うボンディングパッド３０同士の絶縁性が保持される程度であれば良く、特に制限は無い。
【００４５】
ヘッド基板１３には、個別電極２０のボンディングパッド４０が複数千鳥状に配置されている。複数のボンディングパッド４０の配列は、複数のボンディングパッド３０の配列と同様であり、その説明は省略する。
【００４６】
副走査方向Ｓ２に対向するボンディングパッド３０とボンディングパッド４０とが、ボンディングワイヤ２４で接続される。ボンディングワイヤ２４は、一端がボンディングパッド３０にボールボンディングされ、他端がボンディングパッド４０にステッチボンディングされる。
【００４７】
図３（ｂ）に示すように、ボンディングワイヤ２４は主走査方向Ｓ１および副走査方向Ｓ２に直交する高さ方向Ｓ３に４層に配置されている。各層において、主走査方向Ｓ１に隣り合うボンディングワイヤ２４同士の間隔は、第１のピッチＰ１に略等しい。高さ方向Ｓ３に隣り合う層同士の距離Ｈは、ボンディングワイヤ２４同士が接触しない程度であればよく、特に制限は無い。
【００４８】
従って、サーマルプリントヘッド１０では、平面視で隣接するボンディングワイヤ２４同士の平均距離δが４μｍに設定されている。
【００４９】
サーマルプリントヘッド１０は、ボンディングワイヤ２４、２５のボンディングが終了すると、ボンディングワイヤ２４、２５および駆動用ＩＣ１５を覆うように封止体２６が設けられる。
【００５０】
封止体２６は、粒径が１乃至３０μｍの範囲に分布し、平均粒径が２乃至７μｍであるフィラーを、重量比で５０％乃至７０％含有するエポキシ系樹脂を、例えばポッティングにより複数の駆動用ＩＣ１５、複数のボンディングワイヤ２４、２５と共にヘッド基板１３の一面及び回路基板１４の一面の境界付近に塗布し、熱硬化させることにより形成される。
【００５１】
エポキシ系樹脂は、ボンディングワイヤ同士の間隔が狭いほど、フィラーの平均粒径が大きくなるほどボンディングワイヤ間に充填されにくくなるので、ボンディングワイヤと、ヘッド基板および回路基板との間の領域にエポキシ系樹脂が充填されない空隙が生じやすくなる。
【００５２】
図４は、サーマルプリントヘッド１０の要部を、比較例のサーマルプリントヘッドの要部と対比して示す断面図で、図４（ａ）が本実施形態のサーマルプリントヘッドの要部を示す断面図、図４（ｂ）が比較例のサーマルプリントヘッドの要部を示す断面図である。
【００５３】
比較例のサーマルプリントヘッドとは、上述した一般的な粒径分布（１μｍ〜１００μｍ）および平均粒径（２０μｍ程度）を有するフィラーを含有するエポキシ系樹脂を用いて、ボンディングワイヤおよび駆動用ＩＣを覆う封止体が形成されたサーマルプリントヘッドのことである。始めに、比較例のサーマルプリントについて説明する。
【００５４】
図４（ｂ）に示すように、比較例のサーマルプリントヘッド５０には、ボンディングワイヤ２４、２５および駆動用ＩＣ１５を覆う封止体５１が設けられている。然しながら、ボンディングワイヤ２４と、ヘッド基板１３および回路基板１４との間の領域にエポキシ系樹脂が充填されない空隙５２が生じており、封止体５１はボンディングワイヤ２４および駆動用ＩＣ１５を隙間無く覆っていない。
【００５５】
その結果、エポキシ系樹脂が充填されない空隙５２に露出したボンディングワイヤ２４がフリーな状態となり、サーマルプリントヘッド５０の使用中にボンディングワイヤ２４の倒れ、ボンディングワイヤ２４の外れ等が生じると、印画不具合が発生する。
【００５６】
一方、図４（ａ）に示すように、サーマルプリントヘッド１０では、ボンディングワイヤ２４と、ヘッド基板１３および回路基板１４との間の領域にもエポキシ系樹脂が十分に充填されており、封止体２６はボンディングワイヤ２４および駆動用ＩＣ１５を隙間無く覆っている。
【００５７】
その結果、サーマルプリントヘッド１０の使用中にボンディングワイヤ２４の倒れ、ボンディングワイヤ２４の外れ等に起因する印画不具合は発生しない。
【００５８】
即ち、平面視で隣接するボンディングワイヤ２４同士の間の平均距離が４μｍ以下とボンディングワイヤが密集していても、粒径が１乃至３０μｍの範囲に分布し、平均粒径が２乃至７μｍであるフィラーを、重量比で５０％乃至７０％含有するエポキシ系樹脂を用いることにより、ボンディングワイヤ２４と、ヘッド基板１３および回路基板１４との間、特に破線２７で囲まれた領域に、空隙を生じさせること無く、エポキシ系樹脂を充填することができる。
【００５９】
次に、封止体２６について説明する。
【００６０】
図５は種々のフィラーの粒度分布を示す図である。ここで、横軸は粒径、縦軸は頻度である。比較例とは上述した一般的な粒径分布（１μｍ〜１００μｍ）および平均粒径（２０μｍ程度）を有するフィラーである。サンプルＡからサンプルＤは、比較例のフィラーをメッシュサイズが順に小さくなる篩にかけて得られたフィラーである。
【００６１】
図５に示すように、比較例では、フィラーの粒径が１μｍ〜１００μｍ程度の範囲に分布しており、粒径２０μｍ付近に大きな第１のピークと、粒径２μｍ〜３μｍ付近に小さな第２のピークが見られる。
【００６２】
サンプルＡおよびサンプルＢでは、フィラーの粒径が１μｍ〜１００μｍ程度の範囲に分布し、粒径２０μｍ付近に大きな第１のピークがあることは変わっていない。然し、粒径が大きいフィラーの頻度が若干減少し、第２のピーク付近の粒径を有するフィラーが増加している。粒径の大きなフィラーは、まだ十分に取り除かれていない。
【００６３】
サンプルＣおよびサンプルＤでは、フィラーの粒径が１μｍ〜３０μｍ程度の範囲に分布しており、粒度分布に顕著な変化がみられる。メッシュサイズが小さくなったことで、粒径の大きなフィラーが十分に取り除かれている。
【００６４】
サンプルＣでは、粒径１０μｍ付近に大きな第１のピークと、粒径２μｍ〜３μｍ付近に中程度の第２のピークを有している。粒度分布の基本的なパターンは変わっていないが、第１のピークと第２のピークにおける頻度の差は少ない。
【００６５】
一方、サンプルＤでは、粒度分布に第１のピークおよび第２のピークは見られない。粒度分布は単峰性で、粒径２μｍ〜７μｍ付近に略フラットな頂上がある。フィラーの粒径が揃ってきたことがわかる。
【００６６】
サンプルＤのフィラーは、おおよそ粒径が１乃至３０μｍ程度の範囲に分布し、粒径が２乃至７μｍ程度のフィラーの占有率が重量比で６７％程度のフィラーである。なお、粒径が２乃至７μｍ程度のフィラーの占有率は固定されたものではなく、篩の条件等によっても異なり一般的には１０％程度の変動が見込まれるものである。
【００６７】
上述したように、フィラーの平均粒径は、比較例、サンプルＡ乃至サンプルＤの順に小さくなっている。
【００６８】
図６はフィラーの平均粒径と空隙発生頻度との関係を説明するための模式図である。図６において、横軸は図５に示したフィラーの品種、縦軸は空隙発生頻度を示している。
【００６９】
図６に示すように、粒径が１乃至１００μｍの範囲に分布し、平均粒径が１０μｍより大きい比較例、サンプルＡおよびサンプルＢでは空隙発生頻度は高く、空隙の発生は避けらないことがわかる。
【００７０】
粒径が１乃至３０μｍの範囲に分布しているが、平均粒径が１０μｍ程度のサンプルＣでは、比較例、サンプルＡおよびサンプルＢより空隙発生頻度は低減しているが、十分とは言えない。
【００７１】
一方、粒径が１乃至３０μｍの範囲に分布し、平均粒径が２乃至７μｍのサンプルＤでは空隙発生頻度は十分に低減しており、空隙の発生は無視できるレベルであることがわかる。
【００７２】
次に、サンプルＤのフィラーを用いて、エポキシ樹脂中の含有率を変えながら空隙発生頻度を種々調べた。図７はエポキシ樹脂中のフィラーの含有率と空隙発生頻度との関係を説明するための模式図である。図７において、横軸はフィラー含有率、縦軸は空隙発生頻度を示している。
【００７３】
図７に示すように、フィラーの含有率と空隙発生頻度との関係は、フィラーの含有率が７０％程度を境にして変化している。フィラーの含有率が７０％程度以上になると、空隙発生頻度は急激に増大する。
【００７４】
これは、フィラー同士が密着して、見かけ上粒径の大きなフィラーの割合が増加するためと推察される。見かけ上粒径が大きなフィラーは、平面視で隣接するボンディングワイヤ同士の間の平均距離が４μｍとボンディングワイヤが密集した領域を通過できなくなる。
【００７５】
一方、フィラーの含有率が７０％程度以下では、図６で説明した通り空隙発生頻度は十分に低減している。フィラーはエポキシ樹脂中に適度に分散しており、上述のボンディングワイヤが密集した領域を難なく通過することができる。
【００７６】
更に、フィラーの含有率が５０％以下になると、空隙発生頻度は変わらないが、封止体としての実用性に問題が生じることが判明した。
【００７７】
例えば、後述するように、サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタにはプラテンローラが備えられている。サーマルプリンタはプラテンローラの回転によって、プラテンローラと発熱領域２１の間に挿入された受像紙とインクリボンを副走査方向Ｓ２に移動させる。
【００７８】
一般にインクリボンは、耐熱・滑性層（厚さ０．１〜２μｍ程度）をコーティングした樹脂製のベースフィルム（厚さ２．５〜１２μｍ程度）とインク層（厚さ１〜１０μｍ程度）とで構成されている。
【００７９】
インクリボンのベースフィルムは、封止体のエポキシ系樹脂より柔らかい。インクリボンの背面が封止体に擦られると、インクリボンが封止体の表面粗さに応じて削られ、カスが発生する。カスはベースフィルムから耐熱・滑性層が剥離したものおよびベースフィルム基材の切削屑と推定される。このカスはインクリボンの移動とともに、発熱素子まで運ばれ、発熱素子に付着する。その結果、発熱素子とインクリボンとの一様な接触が阻害され、画像の画質の低下をもたらす。
【００８０】
従って、サーマルプリントヘッドの封止体には、インクリボンが封止体に接触しても、インクリボンが削られないだけの平滑性が更に要求される。
【００８１】
図８はエポキシ樹脂中のフィラーの含有率と封止体の特性の関係を説明するための模式図である。ここで、横軸はフィラーの含有率、左の縦軸は平滑性、右の縦軸は耐久性を示している。平滑性とは、表面粗さの逆数を意味している。
【００８２】
封止体には、表面粗さが小さい（平滑性）ことの他に強度（耐久性）が要求されている。図８に示すように、平滑性はフィラーの含有率が少ないほど良好であるが、フィラーの含有率が過剰になると急激に悪化する特性を示す。
【００８３】
一方、耐久性はフィラーの含有率が少ないと補強効果がなく樹脂本来の特性を示し、フィラーの含有率がある値以上では十分な耐久性が得られる。
【００８４】
即ち、フィラーの含有率に対して平滑性と耐久性とはトレードオフの関係にあるので、両方の特性を満たすようにフィラーの含有率を定めることが望ましい。サンプルＤのフィラーを用いて、含有率を変えながら平滑性と耐久性を種々調べたところ、含有率として５０％乃至７０％程度が好ましく、より最適には６０％程度が好ましい結果が得られた。
【００８５】
従って、空隙発生頻度だけで無く、平滑性と耐久性の要求を満たすためには、フィラーの含有率は５０％乃至７０％程度が好ましく、より最適には６０％程度が好ましい。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態のサーマルプリントヘッド１０では、平面視で隣接するボンディングワイヤ２４同士の間の平均距離が４μｍ以下とボンディングワイヤ２４が密集しており、封止体２６であるエポキシ系樹脂には、粒径が１μｍ〜３０μｍの範囲に分布し、平均粒径が２μｍ〜７μｍであるフィラーが、重量比で５０％乃至７０％含まれている。
【００８７】
その結果、ボンディングワイヤ２４と、ヘッド基板１３および回路基板１４との間に空隙を生じさせること無く、エポキシ系樹脂を充填することができるので、サーマルプリントヘッド１０の使用中にボンディングワイヤ２４の倒れ、ボンディングワイヤ２４の外れ等に起因する印画不具合は発生しない。さらに、封止体２６は平滑性と耐久性を備えている。従って、高い信頼性を有する高解像度のサーマルプリントヘッドが得られる。
【００８８】
本実施形態においては、サーマルプリントヘッドの解像度が公称１２００ｄｐｉ（発熱抵抗体の配列ピッチ２４μｍ）、ボンディングワイヤ（第１ワイヤ）の線径が２０μｍの場合について説明したが、これには限定されない。平面視で隣接するボンディングワイヤ２４同士の間の平均距離が４μｍ以下であるサーマルプリントヘッドであれば同様に適用することができる。
【００８９】
例えば、解像度が公称６００ｄｐｉ（発熱抵抗体の配列ピッチ３４μｍ）で、ボンディングワイヤの線径が３０μｍのサーマルプリントヘッドに適用できる。また、解像度が公称１８００ｄｐｉ（発熱抵抗体の配列ピッチ１４μｍ）で、ボンディングワイヤの線径が１０μｍのサーマルプリントヘッドにも適用できる可能性がある。
【００９０】
フィラーは、シリカ、炭酸カルシウムなどの一種類に限られず、複数種類のフィラーを混合しても構わない。
【００９１】
（実施形態２）
本実施形態に係るサーマルプリンタについて説明する。図９は本実施形態のサーマルプリンタを示す断面図である。
【００９２】
図９に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ６０は、図１に示すボンディングワイヤ２４および封止体２６を有するサーマルプリントヘッド１０を用いている。サーマルプリンタ６０はプラテンローラ６１を備えている。このプラテンローラ６１は、主走査方向Ｓ１を軸として、側面が発熱領域（複数の発熱素子が配列された帯状の領域）２１に接するように配置され、その軸６２を中心に回転可能に設けられている。
【００９３】
サーマルプリンタ６０は、プラテンローラ６１の回転によって、プラテンローラ６１と発熱領域２１の間に挿入された受像紙６３とインクリボン６４を主走査方向Ｓ１に対して垂直な副走査方向Ｓ２に移動させる。この受像紙６３とインクリボン６４の移動に伴って、複数の発熱抵抗体１８を選択的に発熱させることにより、所望の画像を形成する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態のサーマルプリンタ６０は、図１に示すボンディングワイヤ２４および封止材２６を有する高解像度のサーマルプリントヘッド１０を用いている。
【００９５】
その結果、ボンディングワイヤ２４と、ヘッド基板１３および回路基板１４との間に空隙に起因する印画不具合は発生しない。従って、高い信頼性を有する高解像度のサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタが得られる。
【００９６】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９７】
１０、５０  サーマルプリントヘッド
１１  ヘッドユニット
１２  放熱板
１３  ヘッド基板
１４  回路基板
１５  駆動用ＩＣ
１６  支持基板
１７  グレーズ層
１８  発熱素子
１９  共通電極
２０  個別電極
２１  発熱領域
２２  保護膜
２２ａ  凹部
２３  接着剤
２４、２５  ボンディングワイヤ
２６、５１  封止体
３０、４０  ボンディングパッド
５２  空隙
６０  サーマルプリンタ
６１  プラテンローラ
６２  軸
６３  受像紙
６４  インクリボン
Ｓ１  主走査方向
Ｓ２  副走査方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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