(57)【要約】      （修正有）【課題】発熱部にて発生した熱を、より効率良く印刷媒体へと伝えることが可能となるサーマルプリントヘッドを提供する。【解決手段】基材１１と、基材１１に形成された蓄熱部２と、基材１１に形成された抵抗体層４と、基材１１に形成され且つ抵抗体層４に導通する電極層３と、抵抗体層４および電極層３を覆う保護層６と、嵩上げ部３９と、を備えている。抵抗体層４は、基材１１の厚さ方向視において、電極層３のうち互いに離間した２つの部位に跨る複数の発熱部４１を含む。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おり、嵩上げ部３９および複数の発熱部４１のいずれかの間に介在し、且つ、嵩上げ部３９の下面と電極層３の下面とに接する絶縁層５を更に備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【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積層されており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つの部位の間に前記２つの部位とは離間して配置されており、
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し、且つ、前記嵩上げ部の下面と前記電極層の下面とに接する絶縁層を更に備え、
前記絶縁層は、前記厚さ方向において前記基材とは反対側から前記抵抗体層を覆っており、
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おり、
前記電極層のうち互いに離間した２つの部位と前記嵩上げ部とは、前記厚さ方向において前記抵抗体層とは反対側から前記絶縁層にそれぞれ接しており、且つ副走査方向において互いに離間しており、
前記嵩上げ部は、導電性の材料であって前記電極層を構成する材料と同一材料よりなり、
前記嵩上げ部の厚さは、前記電極層の厚さと同一である、サーマルプリントヘッド。
【請求項２】
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４】
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３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】
前記基材は、半導体材料よりなる、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】
前記保護層は、前記絶縁層に直接接している、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項９】
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８のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１０】
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９に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１１】
前記樹脂層は、前記保護層に直接接している、請求項９または請求項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】
前記絶縁層は、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、またはＳｉＡｌＯ2よりなる、請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項１４】
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】
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】
請求項１ないし請求項１６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。
【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、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、気体が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】
【図１】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。
【図２】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３】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】図３の領域ＩＶの部分拡大平面図である。
【図５】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】図３、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分拡大断面図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【図８】図７にＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】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１０】図９に続く一工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く一工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に続く一工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く一工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く一工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に続く一工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に示す工程を行った際の部分平面図である。
【図１７】図１５に続く一工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に続く一工程を示す断面図である。
【図１９】図１８に続く一工程を示す断面図である。
【図２０】図１９に続く一工程を示す断面図である。
【図２１】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。
【発明を実施するための形態】
【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や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、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、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との間に電圧が印加され、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、黒色の樹脂よりなる。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のディープ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の凹凸が形成される。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に変質してゆく。
【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、ダイシング後の製品と、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。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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