(57)【要約】【課題】  外部物体との干渉を回避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。【解決手段】  半導体基板１と、半導体基板１に支持され且つ通電によって発熱する主走査方向ｘに配列された複数の発熱部４１を有する抵抗体層４と、半導体基板１に支持され且つ複数の発熱部４１に通電するための導通経路に含まれる配線層３と、配線層３および抵抗体層４を覆う絶縁性保護層５と、備えるサーマルプリントヘッドＡ１であって、半導体基板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と、当該主面１１から厚さ方向ｚに突出し且つ主走査方向ｘに長く延びる凸状部１３と、を有し、凸状部１３は、主面１１と平行であり且つ主面１１から厚さ方向ｚに離間した天面１３０、当該天面１３０を挟んで副走査方向ｙに離間配置され且つ主面１１に対して傾斜した第１傾斜側面１３１および第２傾斜側面１３２を有しており、複数の発熱部４１は、厚さ方向視ｚにおいて第１傾斜側面１３１に重なる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板に支持され且つ通電によって発熱する主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
前記半導体基板に支持され且つ前記複数の発熱部に通電するための導通経路に含まれる配線層と、
前記配線層および前記抵抗体層を覆う絶縁性保護層と、備えるサーマルプリントヘッドであって、
前記半導体基板は、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面と、当該主面から前記厚さ方向に突出し且つ主走査方向に長く延びる凸状部と、を有し、
前記凸状部は、前記主面と平行であり且つ前記主面から厚さ方向に離間した天面、当該天面を挟んで副走査方向に離間配置され且つ前記主面に対して傾斜した第１傾斜側面および第２傾斜側面を有しており、
前記複数の発熱部は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面に重なることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記配線層は、前記複数の発熱部に各別に繋がる複数の個別電極と、前記複数の発熱部を挟んで前記複数の個別電極とは反対側に配置されており且つ前記複数の発熱部と導通する共通電極とを有している、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記導通経路が、前記半導体基板を含んでおり、
前記共通電極と前記半導体基板とが導通している、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記半導体基板と前記配線層および前記抵抗体層との間に設けられた絶縁層を備えており、
前記絶縁層は、前記半導体基板と前記共通電極とを導通させる共通電極用第１開口を有する、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
前記共通電極用第１開口は、主走査方向に長く延びる形状である、請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項６】
前記抵抗体層は、前記共通電極用第１開口を通じて前記半導体基板に接する抵抗側第１貫通導通部を有する、請求項４または５に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項７】
前記共通電極は、前記抵抗側第１貫通導通部に接する配線側第１貫通導通部を有する、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項８】
前記絶縁層は、前記複数の発熱部を挟んで副走査方向において前記共通電極用第１開口とは反対側に位置し且つ前記半導体基板と前記共通電極とを導通させる共通電極用第２開口を有する、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項９】
前記抵抗体層は、前記共通電極用第２開口を通じて前記半導体基板に接する抵抗側第２貫通導通部を有する、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１０】
前記共通電極は、前記抵抗側第２貫通導通部に接する配線側第２貫通導通部を有する、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１１】
厚さ方向視において複数の発熱部と重なり且つ絶縁性保護層上に積層された導電性保護
層を備える、請求項１０に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１２】
前記導電性保護層は、ＴｉＮ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】
前記絶縁性保護層は、前記導電性保護層と前記共通電極とを導通させる導電性保護層用開口を有する、請求項１２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１４】
前記主面は、前記第１傾斜側面に繋がる第１領域と前記第２傾斜側面に繋がる第２領域とを有する、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１５】
前記複数の個別電極および前記共通電極は、前記第１傾斜側面に重なる部分を有する、請求項１４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１６】
前記共通電極用第１開口は、前記厚さ方向視において前記第１領域と重なる、請求項１５に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１７】
前記導電性保護層用開口は、前記厚さ方向視において前記第１領域と重なる、請求項１６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１８】
前記主面は、前記第２傾斜側面に繋がる第２領域のみを有する、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１９】
前記複数の個別電極および前記共通電極は、前記第１傾斜側面に重なる部分を有する、請求項１８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２０】
前記共通電極用第１開口は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面と重なる、請求項１９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２１】
前記導電性保護層用開口は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面と重なる、請求項２０に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２２】
前記配線層に導通し且つ前記複数の発熱部に個別に通電させる複数の制御素子を備える、請求項１４ないし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】
前記複数の制御素子は、厚さ方向視において第２領域と重なる、請求項２２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２４】
前記共通電極用第２開口は、前記厚さ方向視において前記制御素子と重なる、請求項２３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２５】
前記絶縁性保護層は、前記複数の個別電極および前記共通電極の少なくとも一方の一部ずつを露出させる制御素子用開口を有する、請求項２４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２６】
前記制御素子用開口に形成された制御素子用パッドを備える、請求項２５に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２７】
前記制御素子は、前記制御素子用パッドに導通接合されている、請求項２６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２８】
前記絶縁性保護層は、副走査方向において前記制御素子に対して前記複数の発熱部とは反対側に位置し且つ前記配線層を露出させる配線部材用開口を有する、請求項２７に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２９】
前記配線部材用開口に形成された配線部材用パッドを備える、請求項２８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３０】
前記配線部材用パッドに接合された配線部材を有する、請求項２９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３１】
前記配線部材は、フレキシブル配線基板である、請求項３０に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３２】
前記半導体基板は、Ｓｉに金属元素がドープされた材質からなる、請求項３ないし３１のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３３】
前記抵抗体層は、ＴａＮからなる、請求項３ないし３２のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３４】
前記配線層は、Ｃｕからなる、請求項３ないし３３のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【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、抵抗体層と、配線層と、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、抵抗体層および配線層は、基板に形成されている。抵抗体層は、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する。
【０００３】
サーマルプリントヘッドは、印字対象である印字媒体や印字媒体を複数の発熱部に押し付けるためのプラテンローラに近接して配置される。これらの外部物体とサーマルプリントヘッドが干渉すると、印字処理が妨げられる等、好ましくない事態を招来する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５１３１９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、上記した事情のもとで考え出されたものであって、外部物体との干渉を回避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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供されるサーマルプリントヘッドは、半導体基板と、前記半導体基板に支持され且つ通電によって発熱する主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、前記半導体基板に支持され且つ前記複数の発熱部に通電するための導通経路に含まれる配線層と、前記配線層および前記抵抗体層を覆う絶縁性保護層と、備えるサーマルプリントヘッドであって、前記半導体基板は、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面と、当該主面から前記厚さ方向に突出し且つ主走査方向に長く延びる凸状部と、を有し、前記凸状部は、前記主面と平行であり且つ前記主面から厚さ方向に離間した天面、当該天面を挟んで副走査方向に離間配置され且つ前記主面に対して傾斜した第１傾斜側面および第２傾斜側面を有しており、前記複数の発熱部は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面に重な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、前記配線層は、前記複数の発熱部に各別に繋がる複数の個別電極と、前記複数の発熱部を挟んで前記複数の個別電極とは反対側に配置されており且つ前記複数の発熱部と導通する共通電極とを有している。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導通経路が、前記半導体基板を含んでおり、前記共通電極と前記半導体基板とが導通している。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体基板と前記配線層および前記抵抗体層との間に設けられた絶縁層を備えており、前記絶縁層は、前記半導体基板と前記共通電極とを導通させる共通電極用第１開口を有する。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記共通電極用第１開口は、主走査方向に長く延びる形状である。
【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、前記共通電極用第１開口を通じて前記半導体基板に接する抵抗側第１貫通導通部を有する。
【００１２】
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、前記抵抗側第１貫通導通部に接する配線側第１貫通導通部を有する。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、前記複数の発熱部を挟んで副走査方向において前記共通電極用第１開口とは反対側に位置し且つ前記半導体基板と前記共通電極とを導通させる共通電極用第２開口を有する。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記抵抗体層は、前記共通電極用第２開口を通じて前記半導体基板に接する抵抗側第２貫通導通部を有する。
【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、前記抵抗側第２貫通導通部に接する配線側第２貫通導通部を有する。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、厚さ方向視において複数の発熱部と重なり且つ絶縁性保護層上に積層された導電性保護層を備える。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電性保護層は、ＴｉＮからなる。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁性保護層は、前記導電性保護層と前記共通電極とを導通させる導電性保護層用開口を有する。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記主面は、前記第１傾斜側面に繋がる第１領域と前記第２傾斜側面に繋がる第２領域とを有する。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の個別電極および前記共通電極は、前記第１傾斜側面に重なる部分を有する。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記共通電極用第１開口は、前記厚さ方向視において前記第１領域と重なる。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電性保護層用開口は、前記厚さ方向視において前記第１領域と重なる。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記主面は、前記第２傾斜側面に繋がる第２領域のみを有する。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の個別電極および前記共通電極は、前記第１傾斜側面に重なる部分を有する。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記共通電極用第１開口は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面と重なる。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電性保護層用開口は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面と重なる。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層に導通し且つ前記複数の発熱部に
個別に通電させる複数の制御素子を備える。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の制御素子は、厚さ方向視において第２領域と重なる。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記共通電極用第２開口は、前記厚さ方向視において前記制御素子と重なる。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁性保護層は、前記複数の個別電極および前記共通電極の少なくとも一方の一部ずつを露出させる制御素子用開口を有する。
【００３１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御素子用開口に形成された制御素子用パッドを備える。
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御素子は、前記制御素子用パッドに導通接合されている。
【００３３】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁性保護層は、副走査方向において前記制御素子に対して前記複数の発熱部とは反対側に位置し且つ前記配線層を露出させる配線部材用開口を有する。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線部材用開口に形成された配線部材用パッドを備える。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線部材用パッドに接合された配線部材を有する。
【００３６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線部材は、フレキシブル配線基板である。
【００３７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記半導体基板は、Ｓｉに金属元素がドープされた材質からなる。
【００３８】
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、ＴａＮからなる。
【００３９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、Ｃｕからなる。
【００４０】
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】
【００４１】
【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平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】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４】図１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。
【図５】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６】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７】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８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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】
【００４２】
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。
【００４３】
図１〜図４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、半導体基板１、絶縁層２、配線層３、抵抗体層４、絶縁性保護層５、導電性保護層６、複数の制御素子７、保護樹脂８、支持部材９１および配線部材９２を備えている。サーマルプリントヘッドＡ１は、プラテンローラ９９１との間に挟まれて搬送される印刷媒体９９２に印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。このような印刷媒体９９２としては、たとえばバーコードシートやレシートを作成するための感熱紙が挙げられる。
【００４４】
図１は、サーマルプリントヘッドＡ１を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。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を示す要部拡大平面図である。なお、理解の便宜上、図３においては、支持部材９１を省略している。また、図４は、サーマルプリントヘッドＡ１の一部を示している。
【００４５】
半導体基板１は、通電を許容する抵抗率を有する半導体材料からなる。このような半導体材料としては、たとえば、Ｓｉに金属元素がドープされた材質が挙げられる。半導体基板１は、主面１１、裏面１２および凸状部１３を有する。
【００４６】
主面１１および裏面１２は、厚さ方向ｚにおいて互いに反対側を向く。凸状部１３は、主面１１から厚さ方向ｚに突出した部位である。凸状部１３は、主走査方向ｘに長く延びている。
【００４７】
主面１１は、凸状部１３を挟んで副走査方向に互いに離間する第１領域１１１および第２領域１１２を有する。
【００４８】
凸状部１３は、天面１３０、第１傾斜側面１３１および第２傾斜側面１３２を有する。天面１３０は、主面１１と平行であり且つ主面１１から厚さ方向に離間している。第１傾斜側面１３１は、天面１３０と第１領域１１１との間に介在しており、主面１１に対して傾斜している。第２傾斜側面１３２は、天面１３０と第２領域１１２との間に介在しており、主面１１に対して傾斜している。
【００４９】
本実施形態においては、主面１１として、（１００）面が選択されている。また、第１傾斜側面１３１および第２傾斜側面１３２が天面１３０および主面１１となす角度は、同一であり、たとえば５４．７度である。
【００５０】
主面１１は、第１領域１１１および第２領域１１２を有する。第１領域１１１と第２領域１１２とは、凸状部１３によって互いに区画された領域である。本実施形態においては、第２領域１１２は、第１領域１１１よりも副走査方向ｙ寸法および面積が大である。
【００５１】
半導体基板１の大きさは特に限定されないが、一例を挙げると、半導体基板１の副走査方向ｙ寸法が、２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ程度、ｘ方向寸法が、１００ｍｍ〜１５０ｍｍ程度である。主面１１と裏面１２との厚さ方向ｚ距離が、４００μｍ〜５００μｍ程度、凸状部１３の厚さ方向ｚ高さが、２５０μｍ〜４００μｍ程度である。
【００５２】
絶縁層２は、半導体基板１の主面１１および凸状部１３と配線層３および抵抗体層４との間に設けられている。絶縁層２は、絶縁性材料からなり、たとえばＳｉＯ2やＳｉＮか
らなる。絶縁層２の厚さは特に限定されず、その一例を挙げるとたとえば５μｍ〜１０μｍ程度である。
【００５３】
絶縁層２は、共通電極用第１開口２１および共通電極用第２開口２２を有する。共通電極用第１開口２１は、絶縁層２を厚さ方向ｚに貫通している。本実施形態においては、共通電極用第１開口２１は、厚さ方向ｚ視において第１領域１１１と重なっている。また、共通電極用第１開口２１は、主走査方向ｘに長く延びる形状であり、たとえばスリット状である。
【００５４】
共通電極用第２開口２２は、絶縁層２を厚さ方向ｚに貫通している。本実施形態においては、共通電極用第２開口２２は、厚さ方向ｚ視において第２領域１１２と重なっている。
【００５５】
抵抗体層４は、半導体基板１に支持されており、本実施形態においては、絶縁層２上に形成されている。抵抗体層４は、複数の発熱部４１を有している。複数の発熱部４１は、各々に選択的に通電されることにより、印刷媒体９９２を局所的に加熱するものである。複数の発熱部４１は、主走査方向ｘに沿って配置されている。本実施形態においては、複数の発熱部４１は、厚さ方向ｚ視において凸状部１３に重なっており、より具体的には第１傾斜側面１３１にその全てが重なっている。抵抗体層４は、たとえばＴａＮからなる。
【００５６】
発熱部４１の形状は特に限定されないが、図４に示す例においては、発熱部４１は、屈曲形状とされている。
【００５７】
本実施形態においては、抵抗体層４は、抵抗側第１貫通導通部４２１および抵抗側第２貫通導通部４２２を有する。抵抗側第１貫通導通部４２１は、共通電極用第１開口２１を通じて半導体基板１の主面１１の第１領域１１１に接している。抵抗側第２貫通導通部４２２は、共通電極用第２開口２２を通じて半導体基板１の主面１１の第２領域１１２に接している。
【００５８】
配線層３は、複数の発熱部４１に通電するための導通経路を構成するためのものである。配線層３は、半導体基板１に支持されており、本実施形態においては、抵抗体層４上に積層されている。なお、配線層３は、半導体基板１と抵抗体層４との間に介在してもよい。配線層３は、抵抗体層４よりも低抵抗な金属材料からなり、たとえばＣｕからなる。また、配線層３は、Ｃｕからなる層と、当該層と抵抗体層４との間に介在するＴｉからなる
層とを有する構成であってもよい。
【００５９】
配線層３は、複数の個別電極３１および共通電極３２を有する。複数の個別電極３１は、複数の発熱部４１に各別に繋がっている。本実施形態においては、複数の個別電極３１は、複数の発熱部４１に対して、副走査方向ｙにおいて第２領域１１２側に位置している。また、複数の個別電極３１の一部ずつは、厚さ方向ｚ視において第１傾斜側面１３１と重なる。
【００６０】
共通電極３２は、複数の発熱部４１を挟んで複数の個別電極３１とは副走査方向ｙにおいて反対側に配置された部分を有している。また、実施形態の共通電極３２は、複数の個別電極３１よりも副走査方向ｙ方向において第２領域１１２側（図３における図中左方側）に位置する部分を有している。共通電極３２は、複数の発熱部４１のすべてと導通している。なお、図３は、理解の便宜上、第２領域１１２において共通電極３２を横切る断面を示しているが、主走査方向ｘにおける他の位置における断面では、配線層３は、共通電極３２とは電位が異なり絶縁された複数の部分を有している。共通電極３２の一部は、厚さ方向ｚ視において第１傾斜側面１３１と重なる。
【００６１】
図３および図４から理解されるように、本実施形態においては、抵抗体層４のうち複数の個別電極３１と共通電極３２との間において配線層３から露出した部分が、複数の発熱部４１となっている。
【００６２】
本実施形態においては、共通電極３２は、配線側第１貫通導通部３２１および配線側第２貫通導通部３２２を有する。配線側第１貫通導通部３２１は、抵抗体層４の抵抗側第１貫通導通部４２１に接している。配線側第２貫通導通部３２２は、抵抗体層４の抵抗側第２貫通導通部４２２に接している。このような構成により、配線層３の共通電極３２のうち厚さ方向ｚ視において第１領域１１１と重なる部分は、絶縁層２の共通電極用第１開口２１を通じて、抵抗側第１貫通導通部４２１を介することにより、半導体基板１と導通している。また、共通電極３２のうち厚さ方向ｚ視において第２領域１１２と重なる部分は、絶縁層２の共通電極用第２開口２２を通じて、抵抗側第２貫通導通部４２２を介することにより、半導体基板１と導通している。この結果、本実施形態においては、複数の発熱部４１に通電するための導通経路が、配線層３と半導体基板１とを含んでいる。より具体的には、共通電極３２に流れる電流が半導体基板１を経由する構成となっている。
【００６３】
絶縁性保護層５は、配線層３および抵抗体層４を覆っている。絶縁性保護層５は、絶縁性の材料からなり、配線層３および抵抗体層４を保護している。絶縁性保護層５の材質は、たとえばＳｉＯ2である。
【００６４】
絶縁性保護層５は、導電性保護層用開口５１、複数の制御素子用開口５２および複数の配線部材用開口５３を有する。導電性保護層用開口５１は、厚さ方向ｚ視において第１領域１１１と重なっており、共通電極３２を露出させている。導電性保護層用開口５１は、たとえば主走査方向ｘに長く延びる形状である。図示された例においては、導電性保護層用開口５１は、厚さ方向ｚ視において共通電極用第１開口２１と重なっている。制御素子用開口５２は、厚さ方向ｚ視において第２領域１１２と重なっており、複数の個別電極３１および共通電極３２をそれぞれ露出させている。
【００６５】
複数の配線部材用開口５３は、複数の制御素子用開口５２に対して複数の発熱部４１とは副走査方向ｙにおいて反対側に設けられている。複数の配線部材用開口５３は、配線層３の共通電極３２や、ｘ方向において共通電極３２とは異なる位置に設けられ且つ共通電極３２とは絶縁された配線層３の他の部分をそれぞれ露出させている。
【００６６】
導電性保護層６は、厚さ方向ｚ視において複数の発熱部４１と重なり且つ絶縁性保護層５上に積層されている。導電性保護層６は、導電性材料からなり、たとえばＡｌＮからなる。導電性保護層６は、厚さ方向ｚ視において第１領域１１１と重なる部分を有しており、保護層貫通導電部６１を有する。保護層貫通導電部６１は、導電性保護層用開口５１を通じて共通電極３２に接している。
【００６７】
複数の制御素子７は、配線層３に導通し且つ複数の発熱部４１に個別に通電させるためのものである。複数の制御素子７は、主走査方向ｘに配列されている。複数の制御素子７は、厚さ方向ｚ視において共通電極用第２開口２２と重なっている。
【００６８】
本実施形態においては、サーマルプリントヘッドＡ１は、制御素子用パッド３８１を有する。制御素子用パッド３８１は、Ｃｕ，Ｎｉ等の金属からなり、制御素子用開口５２に形成されている。制御素子７は、複数の制御素子電極７１を有している。制御素子電極７１は、制御素子用パッド３８１に導電性接合材７９を介して導通接合されている。導電性接合材７９は、たとえばはんだである。
【００６９】
本実施形態においては、制御素子７は、導電性保護層６の厚さ方向ｚ上方の面である導電性保護層表面Ｓ６よりも、厚さ方向ｚにおいて半導体基板１側に位置している。また、制御素子７は、抵抗体層４の厚さ方向ｚ上方の面である抵抗体層表面Ｓ４よりも、厚さ方向ｚにおいて半導体基板１側に位置している。
【００７０】
配線部材９２は、配線層３とたとえばプリンタの電源部（図示略）とを導通させるためのものである。配線部材９２は、たとえばプリント配線基板である。このような配線部材９２は、たとえば樹脂層９２１、配線層９２２および保護層９２３を有する。樹脂層９２１は、可撓性を有する樹脂からなる。配線層９２２は、樹脂層９２１に積層されており、たとえばＣｕ等の金属からなる。保護層９２３は、樹脂層９２１に対して配線層９２２とは反対側に積層されており、樹脂層９２１および配線層９２２を保護する層である。
【００７１】
サーマルプリントヘッドＡ１は、配線部材用パッド３８２を有している。配線部材用パッド３８２は、絶縁性保護層５の配線部材用開口５３に形成されており、Ｃｕ，Ｎｉ等の金属からなる。配線部材９２の配線層９２２は、配線部材用パッド３８２に対して導通接合されている。なお、サーマルプリントヘッドＡ１は、複数の配線部材用パッド３８２を有している。図３に示す配線部材用パッド３８２は、共通電極３２と導通している。複数の配線部材用パッド３８２の幾つかは、配線層３のうち共通電極３２とは絶縁された、図３とは異なる位置に設けられた他の部分に導通している。
【００７２】
支持部材９１は、半導体基板１を支持している。支持部材９１は、たとえばＡｌ等の金属からなる。支持部材９１は、凹部９１１を有している。凹部９１１は、半導体基板１を収容する部位であり、半導体基板１を支持している。半導体基板１は、凹部９１１に対してたとえば接合層９１９によって接合されている。接合層９１９は、半導体基板１からの熱を支持部材９１に伝えるとともに、半導体基板１と支持部材９１とを絶縁しうるものが好ましい。このような接合層９１９として、たとえば樹脂系接着剤が挙げられる。
【００７３】
支持部材９１の寸法は、特に限定されず、その一例を挙げると、副走査方向ｙ寸法が、５．０ｍｍ〜８．０ｍｍ程度、ｘ方向寸法が、１００ｍｍ〜１５０ｍｍ程度である。また、厚さ方向ｚ寸法が、２．０〜４．０ｍｍ程度である。
【００７４】
保護樹脂８は、制御素子７を保護しており、たとえば絶縁性の樹脂からなる。また、保護樹脂８は、厚さ方向ｚ視において凸状部１３の第２傾斜側面１３２と重なり、天面１３０を露出させている。本実施形態においては、保護樹脂８は、配線部材９２の一部を覆っ
ている。
【００７５】
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５〜１３を参照しつつ以下に説明する。
【００７６】
まず、半導体基板材料を用意する。半導体基板材料は、低抵抗な半導体材料からなりたとえばＳｉに金属元素がドープされた材質からなる。また、この半導体基板材料は、（１００）面を有する。この（１００）面を所定のマスク層で覆った後に、たとえばＫＯＨを用いた異方性エッチングを行う。これにより、図５に示す半導体基板１が得られる。主面１１および天面１３０は、（１００）面である。第１傾斜側面１３１および第２傾斜側面１３２は、異方性エッチングによって形成された傾斜面であり、主面１１となす角度が、それぞれ５４．７度である。なお、本手法と異なり、切削加工等を用いて半導体基板１を形成してもよい。
【００７７】
次いで、図６に示すように、絶縁層２を形成する。絶縁層２の形成は、たとえばＣＶＤを用いてＳｉＯ2を堆積させることによって行う。また、エッチング等によって、共通電
極用第１開口２１および共通電極用第２開口２２を形成する。
【００７８】
次いで、図７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、スパッタリングによって絶縁層２上にＴａＮの薄膜を形成することによって行う。
【００７９】
次いで、図８に示すように、抵抗体層４を覆う配線層３を形成する。配線層３の形成は、たとえばめっきやスパッタリング等によってＣｕからなる層を形成することによって行う。また、Ｃｕ層を形成する前に、Ｔｉ層を形成してもよい。そして、配線層３の選択的なエッチングと抵抗体層４の選択的なエッチングとを施すことにより、図９に示す配線層３および抵抗体層４が得られる。配線層３は、複数の個別電極３１と共通電極３２とを有する。抵抗体層４は、複数の発熱部４１を有する。複数の発熱部４１は、厚さ方向ｚ視において第１傾斜側面１３１と重なる。また、共通電極３２は、配線側第１貫通導通部３２１および配線側第２貫通導通部３２２を有する。抵抗体層４は、抵抗側第１貫通導通部４２１および抵抗側第２貫通導通部４２２を有する。
【００８０】
次いで、図１０に示すように、絶縁性保護層５を形成する。絶縁性保護層５の形成は、たとえばＣＶＤを用いて絶縁層２、配線層３および抵抗体層４上にＳｉＯ2を堆積させた
後に、エッチング等を行うことにより実行される。
【００８１】
次いで、図１１に示すように、導電性保護層６を形成する。また、図１２に示すように、制御素子用パッド３８１および配線部材用パッド３８２を形成する。次いで、図１３に示すように配線部材９２を配線部材用パッド３８２に接合する。そして、半導体基板１を支持部材９１に接合層９１９を用いて接合した後に保護樹脂８を形成する。以上の工程を経ることにより、サーマルプリントヘッドＡ１が得られる。
【００８２】
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。
【００８３】
本実施形態によれば、複数の発熱部４１が厚さ方向ｚ視において第１傾斜側面１３１と重なる。このため、図２に示すように、プラテンローラ９９１や印刷媒体９９２は、サーマルプリントヘッドＡ１に対して傾いた姿勢で押し付けられる。これにより、プラテンローラ９９１や印刷媒体９９２と、たとえば複数の制御素子７との干渉を回避することができる。
【００８４】
複数の制御素子７を第２領域１１２に配置することにより、プラテンローラ９９１や印
刷媒体９９２と複数の制御素子７とを凸状部１３を挟んで配置することができる。これは、上述した干渉の回避に好ましい。また、制御素子７は、厚さ方向ｚにおいて導電性保護層表面Ｓ６よりも主面１１側に位置している。これは干渉を回避するのに好ましい。さらに、制御素子７が、厚さ方向ｚにおいて抵抗体層表面Ｓ４よりも主面１１側に位置していることは、制御素子７とプラテンローラ９９１や印刷媒体９９２との干渉を回避するのに好適である。
【００８５】
また、複数の発熱部４１に通電するための導通経路が、半導体基板１を含んでいる。半導体基板１によって導通が図られることにより、それに相当する部分を配線層３の一部として形成する必要が無い。これにより、主面１１側に設けるべき配線層３の面積を縮小することが可能である。この結果、配線層３を形成するための領域を拡大することが可能であり、複数の発熱部４１を小型化および挟ピッチ化することに対応して、配線層３をより容易に形成することができる。したがって、印字の精細化を図ることができる。
【００８６】
また、半導体基板１は、共通電極３２と導通している。共通電極３２は、複数の発熱部４１のすべてと導通する部位である。このため、半導体基板１を、互いに絶縁された複数の部位に分割するなどを強いられない。
【００８７】
半導体基板１は、共通電極用第１開口２１および共通電極用第２開口２２を通じて配線側第１貫通導通部３２１および配線側第２貫通導通部３２２と接している。共通電極用第１開口２１および共通電極用第２開口２２と配線側第１貫通導通部３２１および配線側第２貫通導通部３２２は、複数の発熱部４１を副走査方向ｙに挟んでいる。このような配置により、導通経路のうち半導体基板１によって構成される部分は、複数の発熱部４１を厚さ方向ｚにおいてバイパスする格好となる。これは、複数の発熱部４１の小型化および挟ピッチ化に好ましい。
【００８８】
さらに、導通経路のうち半導体基板１によって構成される部分は、厚さ方向ｚ視において複数の制御素子７に重なっている。これにより、配線層３と複数の制御素子７との干渉を抑制することが可能である。
【００８９】
共通電極用第１開口２１は、主走査方向ｘに長く延びている。これにより、配線層３と半導体基板１との接触抵抗を低減することができる。
【００９０】
絶縁性保護層５は、保護層貫通導電部６１を通じて配線層３の共通電極３２と導通している。絶縁性保護層５は、印刷媒体９９２と擦れ合う部分であり、静電気が帯電しやすい。この帯電した電荷を配線層３の共通電極３２へと適切に逃がすことが可能である。
【００９１】
図１４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、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。
【００９２】
図１４に示すサーマルプリントヘッドＡ２においては、半導体基板１の主面１１が第２領域１１２のみを有しており、上述したサーマルプリントヘッドＡ１における第１領域１１１を有していない。このため、凸状部１３の第１傾斜側面１３１が半導体基板１の副走査方向ｙ端部に位置している。
【００９３】
本実施形態においては、絶縁層２の共通電極用第１開口２１、配線層３の配線側第１貫通導通部３２１、抵抗体層４の抵抗側第１貫通導通部４２１、絶縁性保護層５の導電性保護層用開口５１および導電性保護層６の保護層貫通導電部６１が、厚さ方向ｚ視において第１傾斜側面１３１と重なっている。
【００９４】
このような実施形態によっても、外部物体との干渉を回避することができる。特に、第１傾斜側面１３１が半導体基板１の副走査方向ｙ端部に位置することにより、外部物体との干渉をより確実に回避することができる。
【００９５】
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。
【符号の説明】
【００９６】
Ａ１，Ａ２    ：サーマルプリントヘッド
１      ：半導体基板
２      ：絶縁層
３      ：配線層
４      ：抵抗体層
５      ：絶縁性保護層
６      ：導電性保護層
７      ：制御素子
８      ：保護樹脂
１１    ：主面
１２    ：裏面
１３    ：凸状部
２１    ：共通電極用第１開口
２２    ：共通電極用第２開口
３１    ：個別電極
３２    ：共通電極
４１    ：発熱部
５１    ：導電性保護層用開口
５２    ：制御素子用開口
５３    ：配線部材用開口
６１    ：保護層貫通導電部
７１    ：制御素子電極
７９    ：導電性接合材
９１    ：支持部材
９２    ：配線部材
１１１  ：第１領域
１１２  ：第２領域
１３０  ：天面
１３１  ：第１傾斜側面
１３２  ：第２傾斜側面
３２１  ：配線側第１貫通導通部
３２２  ：配線側第２貫通導通部
３８１  ：制御素子用パッド
３８２  ：配線部材用パッド
４２１  ：抵抗側第１貫通導通部
４２２  ：抵抗側第２貫通導通部
９１１  ：凹部
９１９  ：接合層
９２１  ：樹脂層
９２２  ：配線層
９２３  ：保護層
９９１  ：プラテンローラ
９９２  ：印刷媒体
Ｓ４    ：抵抗体層表面
Ｓ６    ：導電性保護層表面
ｘ      ：主走査方向
ｙ      ：副走査方向
ｚ      ：方向
【図１】
2020073344.tif 000003
【図２】
2020073344.tif 000004
【図３】
2020073344.tif 000005
【図４】
2020073344.tif 000006
【図５】
2020073344.tif 000007
【図６】
2020073344.tif 000008
【図７】
2020073344.tif 000009
【図８】
2020073344.tif 000010
【図９】
2020073344.tif 000011
【図１０】
2020073344.tif 000012
【図１１】
2020073344.tif 000013
【図１２】
2020073344.tif 000014
【図１３】
2020073344.tif 000015
【図１４】
2020073344.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月28日(2020.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板に支持され且つ通電によって発熱する主走査方向に配列された複数の発熱部を有する抵抗体層と、
前記半導体基板に支持され且つ前記複数の発熱部に通電するための導通経路に含まれる配線層と、
前記配線層および前記抵抗体層を覆う絶縁性保護層と、備えるサーマルプリントヘッドであって、
前記半導体基板は、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面と、当該主面から前記厚さ方向に突出し且つ主走査方向に長く延びる凸状部と、を有し、
前記凸状部は、前記主面と平行であり且つ前記主面から厚さ方向に離間した天面、当該天面を挟んで副走査方向に離間配置され且つ前記主面に対して傾斜した第１傾斜側面および第２傾斜側面を有しており、
前記複数の発熱部は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面に重なり、
前記半導体基板と前記配線層および前記抵抗体層との間に設けられた絶縁層を備えており、
前記第１傾斜側面が、前記半導体基板の副走査方向端部に位置していることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記配線層は、前記複数の発熱部に各別に繋がる複数の個別電極と、前記複数の発熱部を挟んで前記複数の個別電極とは反対側に配置されており且つ前記複数の発熱部と導通する共通電極とを有している、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記導通経路が、前記半導体基板を含んでおり、
前記共通電極と前記半導体基板とが導通している、請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記絶縁層は、前記半導体基板と前記共通電極とを導通させる共通電極用第１開口を有する、請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
前記共通電極用第１開口は、主走査方向に長く延びる形状である、請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項６】
前記抵抗体層は、前記共通電極用第１開口を通じて前記半導体基板に接する抵抗側第１貫通導通部を有する、請求項４または５に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項７】
前記共通電極は、前記抵抗側第１貫通導通部に接する配線側第１貫通導通部を有する、請求項６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項８】
前記絶縁層は、前記複数の発熱部を挟んで副走査方向において前記共通電極用第１開口とは反対側に位置し且つ前記半導体基板と前記共通電極とを導通させる共通電極用第２開口を有する、請求項７に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項９】
前記抵抗体層は、前記共通電極用第２開口を通じて前記半導体基板に接する抵抗側第２貫通導通部を有する、請求項８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１０】
前記共通電極は、前記抵抗側第２貫通導通部に接する配線側第２貫通導通部を有する、請求項９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１１】
厚さ方向視において複数の発熱部と重なり且つ絶縁性保護層上に積層された導電性保護層を備える、請求項１０に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１２】
前記導電性保護層は、ＴｉＮ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】
前記絶縁性保護層は、前記導電性保護層と前記共通電極とを導通させる導電性保護層用開口を有する、請求項１２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１４】
前記主面は、前記第２傾斜側面に繋がる第２領域のみを有する、請求項１３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１５】
前記複数の個別電極および前記共通電極は、前記第１傾斜側面に重なる部分を有する、請求項１４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１６】
前記共通電極用第１開口は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面と重なる、請求項１５に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１７】
前記導電性保護層用開口は、前記厚さ方向視において前記第１傾斜側面と重なる、請求項１６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１８】
前記配線層に導通し且つ前記複数の発熱部に個別に通電させる複数の制御素子を備える、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。
【請求項１９】
前記複数の制御素子は、厚さ方向視において第２領域と重なる、請求項１８に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２０】
前記共通電極用第２開口は、前記厚さ方向視において前記制御素子と重なる、請求項１９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２１】
前記絶縁性保護層は、前記複数の個別電極および前記共通電極の少なくとも一方の一部ずつを露出させる制御素子用開口を有する、請求項２０に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２２】
前記制御素子用開口に形成された制御素子用パッドを備える、請求項２１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２３】
前記制御素子は、前記制御素子用パッドに導通接合されている、請求項２２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２４】
前記絶縁性保護層は、副走査方向において前記制御素子に対して前記複数の発熱部とは反対側に位置し且つ前記配線層を露出させる配線部材用開口を有する、請求項２３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２５】
前記配線部材用開口に形成された配線部材用パッドを備える、請求項２４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２６】
前記配線部材用パッドに接合された配線部材を有する、請求項２５に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２７】
前記配線部材は、フレキシブル配線基板である、請求項２６に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２８】
前記半導体基板は、Ｓｉに金属元素がドープされた材質からなる、請求項３ないし２７のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項２９】
前記抵抗体層は、ＴａＮからなる、請求項３ないし２８のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３０】
前記配線層は、Ｃｕからなる、請求項３ないし２９のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。