CN115362066A - 热敏头以及热敏打印机 - Google Patents

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Abstract

热敏头具备基板、电极以及间隙。电极位于基板之上。间隙位于基板与电极之间。热敏头的玻璃位于间隙的内部。

Description

热敏头以及热敏打印机
技术领域
公开的实施方式涉及热敏头以及热敏打印机。
背景技术
以往，作为传真机或者视频打印机等的打印器件，提出了各种热敏头。
此外，已知在基板上涂敷了含有玻璃的电极的热敏头(例如，专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-110751号公报
发明内容
实施方式的一个方式所涉及的热敏头具备基板、电极和间隙。电极位于基板之上。间隙位于基板与电极之间。热敏头的玻璃位于间隙的内部。
此外，本发明的一个方式所涉及的热敏打印机具备上述记载的热敏头、搬运机构以及压印辊。搬运机构在位于基板之上的发热部之上搬运记录介质。压印辊将记录介质按压于发热部之上。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的热敏头的概略的立体图。
图2是表示图1所示的热敏头的概略的剖视图。
图3是表示图1所示的头基体的概略的俯视图。
图4是图2所示的区域A的放大剖视图。
图5是说明基板的主面的形状的放大剖视图。
图6是图2所示的区域B的放大剖视图。
图7是图2所示的区域C的放大剖视图。
图8是表示实施方式的变形例所涉及的热敏头的主要部位的俯视图。
图9是图8所示的E-E线的剖视图。
图10是图8所示的F-F线的剖视图。
图11是实施方式所涉及的热敏打印机的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本申请所公开的热敏头以及热敏打印机的实施方式进行说明。另外，本发明并不限定于以下所示的各实施方式。
<实施方式>
图1是表示实施方式所涉及的热敏头的概略的立体图。如图1所示，实施方式所涉及的热敏头X1具备散热体1、头基体3、FPC(柔性印刷布线板)5。头基体3位于散热体1上。FPC5与头基体3电连接。头基体3具备基板7、发热部9、驱动IC11以及覆盖构件29。
散热体1为板状，在俯视时具有长方形状。散热体1具有对在头基体3的发热部9产生的热中无助于压印的热进行散热的功能。在散热体1的上表面通过双面胶带或者粘接剂等(未图示)粘接有头基体3。散热体1例如由铜、铁或者铝等金属材料制作。
头基体3为板状，在俯视时呈长方形状。构成热敏头X1的各构件位于头基体3的基板7上。头基体3根据从外部供给的电信号，对记录介质P(参照图8)进行打印。
驱动IC11位于基板7上，在主扫描方向上排列有多个。驱动IC11是具有控制各发热部9的通电状态的功能的电子部件。作为驱动IC11，也可以使用在内部具有多个开关元件的切换构件。
驱动IC11被以环氧树脂、硅酮树脂等树脂为材料的覆盖构件29覆盖。覆盖构件29遍及多个驱动IC11地配置。覆盖构件29是密封材料的一例。
FPC5的一端与头基体3电连接，另一端与连接器31电连接。
FPC5通过导电性接合材料23(参照图2)与头基体3电连接。导电性接合材料23能够例示在焊料材料或者电绝缘性的树脂中混入导电性粒子的各向异性导电膜。
以下，使用图1～图3，对构成头基体3的各构件进行说明。图2是表示图1所示的热敏头的概略的剖视图。图3是表示图1所示的头基体的概略的俯视图。
头基体3还具备基板7、共用电极17、单独电极19、第一电极12、第二电极14、端子2、发热电阻器15、保护层25以及覆盖层27。另外，在图1中，省略了保护层25以及覆盖层27。此外，图3简化示出了头基体3的布线，省略了驱动IC11、保护层25以及覆盖层27。此外，在图3中，简化示出了第二电极14的结构。
基板7在俯视时呈长方形状，基板7的主面(上表面)7e具有作为一个长边的第一长边7a、作为另一个长边的第二长边7b、第一短边7c以及第二短边7d。基板7由氧化铝陶瓷等电绝缘性材料、或者单晶硅等半导体材料等制作。
此外，基板7也可以具有蓄热层13。蓄热层13是从主面7e向基板7的厚度方向突出并沿着第二方向D2(主扫描方向)呈带状延伸的部分。蓄热层13发挥功能，以使得将进行压印的记录介质良好地按压到位于发热部9上的保护层25。如图2所示，蓄热层13位于发热部9(发热电阻器15)之下。虽然未图示，但在图1以及图3中的俯视时，蓄热层13位于与发热部9(发热电阻器15)相同的位置的、发热部9(发热电阻器15)之下。另外，蓄热层13不仅可以位于发热部9(发热电阻器15)的正下方的区域，也可以位于包括正下方的区域的更宽的区域。以下，有时将主面7e中的不配置蓄热层13的部分称为“蓄热层13的非配置区域”。
另外，蓄热层13也可以具有基底部。在这种情况下，基底部是遍及基板7的主面7e侧的整个区域地配置的部分。
蓄热层13例如含有玻璃成分。蓄热层13暂时蓄积由发热部9产生的热的一部分，能够缩短使发热部9的温度上升所需的时间。由此，以提高热敏头X1的热响应特性地发挥功能。
蓄热层13例如通过利用以往公知的丝网印刷等将在玻璃粉末中混合适当的有机溶剂而得到的给定的玻璃膏涂敷在基板7的主面7e侧并进行烧成来制作。另外，基板7也可以仅具有基底部作为蓄热层13。
如图2所示，共用电极17位于基板7的主面7e。共用电极17由具有导电性的材料制作，例如能够例示铝、金、银以及铜中的任一种金属或者它们的合金。
如图3所示，共用电极17具有第一共用电极17a、第二共用电极17b、第三共用电极17c以及端子2。共用电极17与具有多个元件的发热部9共同电连接。
第一共用电极17a位于基板7的第一长边7a与发热部9之间，在主扫描方向上延伸。第二共用电极17b分别沿着基板7的第一短边7c和第二短边7d而配置有多个。第二共用电极17b分别连接对应的端子2和第一共用电极17a。第三共用电极17c从第一共用电极17a朝向发热部9的各元件分别延伸，一部分插通于发热部9的相反一侧。第三共用电极17c在第二方向D2(主扫描方向)上相互隔开间隔地分别配置。
单独电极19位于基板7的主面7e。单独电极19含有金属成分，具有导电性。单独电极19例如由铝、镍、金、银、铂、钯、铜等金属、以及它们的合金形成。若单独电极19由金形成则具有高的导电率。单独电极19在主扫描方向上配置多个，位于相邻的第三共用电极17c之间。因此，热敏头X1的第三共用电极17c和单独电极19在主扫描方向上交替地排列。单独电极19在基板7的第二长边7b侧连接有电极焊盘10。
第一电极12与电极焊盘10连接，在副扫描方向上延伸。如上所述，在电极焊盘10上搭载有驱动IC11。
第二电极14在主扫描方向上延伸，并遍及多个第一电极12地配置。第二电极14通过端子2与外部连接。
端子2位于基板7的第二长边7b侧。端子2通过导电性接合材料23(参照图2)与FPC5连接。由此，头基体3与外部电连接。
上述的单独电极19以及第一电极12能够将例如在有机溶剂中含有金属成分和粒径为0.01～10μm左右的玻璃成分的导体膏用作为电极材料。此外，单独电极19以及第一电极12能够通过例如丝网印刷法、柔版印刷法、凹版印刷法、凹版胶印法等在基板7上制作构成各个电极的材料层。另外，单独电极19以及第一电极12的厚度例如为0.5～5μm左右。此外，例如也可以通过溅射法等以往公知的薄膜成形技术依次层叠后，使用以往公知的光蚀刻等将层叠体加工成给定的图案来制作。
此外，构成单独电极19以及第一电极12的材料层例如能够使用在有机溶剂中含有金属成分和粒径为0.01～10μm左右的玻璃成分的导体膏。
此外，上述的第一共用电极17a、第二共用电极17b、第三共用电极17c、第二电极14以及端子2能够在基板7上通过例如丝网印刷法来制作构成各个电极的材料层。第一共用电极17a、第二共用电极17b、第三共用电极17c、第二电极14以及端子2的厚度例如为5～20μm左右。这样，通过形成厚度厚的电极，能够减小头基体3的布线电阻。另外，厚度厚的电极的部分在图3中用点表示，在以下的附图中也同样。
发热电阻器15横跨第三共用电极17c和单独电极19，以从基板7的第一长边7a离开的状态配置。发热电阻器15中的位于第三共用电极17c与单独电极19之间的部分作为发热部9的各元件发挥功能。发热部9的各元件在图3中简化记载，但例如以100dpi～2400dpi(dot per inch)等密度进行配置。
发热电阻器15例如也可以在已图案化各种电极的基板7上，通过丝网印刷法或者分配装置等使以氧化钌为导电成分的材料膏配置成在主扫描方向上较长的长带状。
此外，保护层25位于形成在基板7的主面7e(参照图1)的蓄热层13上，覆盖发热部9。保护层25遍及基板7的主扫描方向而配置，以使得从基板7的第一长边7a离开电极焊盘10。
保护层25具有绝缘性，保护所覆盖的区域不受由包含在大气中的水分等的附着引起的腐蚀、或者与压印的记录介质的接触引起的磨损。保护层25例如能由玻璃制作，能够使用印刷等厚膜形成技术来制作。
此外，保护层25也可以使用SiN、SiO2、SiON、SiC、或者类金刚石碳等来制作。另外，保护层25可以由单层构成，也可以层叠多个保护层25而构成。这样的保护层25能够使用溅射法等薄膜形成技术来制作。
覆盖层27位于基板7上，以使得局部覆盖共用电极17、单独电极19、第一电极12以及第二电极14。覆盖层27保护所覆盖的区域不受由与大气的接触引起的氧化、或者由大气中所含的水分等的附着引起的腐蚀。覆盖层27能够由环氧类树脂、聚酰亚胺类树脂或者硅酮类树脂等树脂材料制作。
接下来，使用图4、图5，对实施方式所涉及的热敏头X1的主要部位进行详细说明。图4是图2所示的区域A的放大剖视图。图5是说明基板的主面的形状的放大剖视图。
在区域A中，如图4所示，分别配置基板7、单独电极19、保护层25以及覆盖层27。
单独电极19位于基板7之上。间隙20位于基板7与单独电极19之间。
如图5所示，在基板7的主面7e具有凹凸，多个凸部702～704以及多个凹部705、706交替地配置。单独电极19例如配置为：在电极材料的印刷以及烧成中无法追随主面7e的凹凸，而被主面7e的凸部702～704支承。由此，间隙20位于基板7与单独电极19之间。
此外，玻璃21位于间隙20的内部。通过玻璃21位于间隙20的内部，与不配置玻璃21的情况相比，经由玻璃21的基板7与单独电极19的接触面积变大。因此，不容易产生单独电极19从基板7的剥离、断线。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
在此，“间隙20的内部”是指，例如如图5所示，在对基板7进行剖视观察时，在间隙20A中，与连接凸部702和凸部703的线段707相比更靠凹部705侧的部分。例如，即使在如凸部704那样比凸部702、703更靠基板7的厚度方向的尺寸不同的间隙20B的情况下，将与连接相邻的凸部703和凸部704的线段708相比更靠凹部706侧的部分称为间隙20B的内部。
如图4所示，位于间隙20的内部的玻璃21也可以从单独电极19突出(例如，参照间隙20e)。这样，玻璃21从单独电极19突出而位于间隙20的内部，由此基板7与单独电极19的接触面积变大。因此，不容易产生单独电极19从基板7的剥离、断线。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
此外，玻璃21也可以填充于间隙20(例如，参照间隙20c)。在此，“填充于间隙20”是指，例如，如图5所示，在对基板7进行剖视观察时，在间隙20A中，玻璃21位于比连接凸部702和凸部703的线段707更靠凹部705侧的部分中的80面积％以上。这样，通过将玻璃21填充于间隙20，基板7与单独电极19的接触面积进一步变大。因此，不容易产生单独电极19从基板7的剥离、断线。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
此外，玻璃21也可以跨越间隙20而连接单独电极19以及基板7(例如，参照间隙20b)。这样，通过玻璃21跨过间隙20而连接单独电极19以及基板7，基板7以及单独电极19与玻璃21的接触面积变大。因此，不容易产生单独电极19从基板7的剥离、断线。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
此外，玻璃21也可以仅位于间隙20的内部(例如，参照间隙20f)。这样，即使在玻璃21不与单独电极19接触而仅位于间隙20的内部的情况下，玻璃21也从图示面向进深方向与单独电极19接触。因此，与玻璃21不位于间隙20的内部的情况相比，不易产生单独电极19从基板7的剥离、断线。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
此外，多个玻璃21也可以位于一个间隙20(例如，参照间隙20d)。这样，即使在多个玻璃21位于一个间隙20的内部的情况下，基板7与单独电极19的接触面积也变大。因此，与玻璃21不位于间隙20的内部的情况相比，不易产生单独电极19从基板7的剥离、断线。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
此外，导电成分190也可以与玻璃21一起位于间隙20的内部(例如，参照间隙20a)。导电成分190例如可以是铝、镍、金、银、铂、钯、铜等金属以及它们的合金。作为电极的单独电极19含有导电成分190以及玻璃成分191。玻璃成分191的一部分经过烧成工序而成为位于间隙20的内部的玻璃21。此时，即使在构成单独电极19的导电成分190的一部分位于间隙20的内部的情况下，与玻璃21不位于间隙20的内部的情况相比，也难以产生单独电极19从基板7的剥离、断线。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。另外，位于间隙20的内部的导电成分190也可以具有与单独电极19所具有的导电成分190不同的组成。
此外，玻璃21a也可以位于基板7的内部。玻璃21a位于在基板7的主面7e开口的孔部7f的内部。通过玻璃21a位于孔部7f的内部，基板7的绝缘性提高。此外，通过玻璃21a位于孔部7f的内部，也能够期待蓄热性的提高。
此外，保护层25位于单独电极19之上。例如，在保护层25含有玻璃成分的情况下，保护层25覆盖含有玻璃成分191的单独电极19，由此单独电极19与保护层25的密接性提高。特别是玻璃成分191位于面向保护层25的单独电极19的上层部分，由此，单独电极19与保护层25的密接性进一步提高。因此，根据实施方式的热敏头X1，耐久性提高。
此外，基板7也可以含有玻璃成分。例如，基板7的基底部含有玻璃成分。通过单独电极19位于含有玻璃成分的基板7上，单独电极19与基板7的密接性进一步提高。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
接下来，使用图6、图7进一步进行说明。图6是图2所示的区域B的放大剖视图。图7是图2所示的区域C的放大剖视图。
在区域B中，如图6所示，分别配置有基板7、单独电极19以及覆盖层27。在区域B中，除了保护层25不位于单独电极19之上以外，具有与图2所示的区域A同样的结构。
如图6所示，覆盖层27位于单独电极19之上。例如，面向覆盖层27的单独电极19的上表面19e的表面粗糙度比基板7的主面7e的表面粗糙度小。因此，难以产生覆盖层27的膜缺陷。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
此外，在区域C中，如图7所示，分别配置有蓄热层13、单独电极19、发热部9以及覆盖层27。
如图7所示，单独电极19位于蓄热层13之上。间隙20位于蓄热层13与单独电极19之间。
此外，玻璃21位于间隙20的内部。通过玻璃21位于间隙20的内部，与不配置玻璃21的情况相比，经由玻璃21的蓄热层13与单独电极19的接触面积变大。因此，不容易产生单独电极19从蓄热层13的剥离、断线。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
此外，如上所述，蓄热层13含有玻璃成分。因此，单独电极19位于蓄热层13之上，从而单独电极19与蓄热层13的密接性提高。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
此外，发热电阻器15(发热部9)位于单独电极19之上。通过发热电阻器15位于含有玻璃成分191的单独电极19之上，单独电极19与发热电阻器15的密接性提高。特别是玻璃成分191位于面向发热电阻器15的单独电极19的上层部分，从而进一步提高单独电极19与发热电阻器15的密接性。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
(变形例)
图8是表示实施方式的变形例所涉及的热敏头的主要部位的俯视图。图9是图8所示的E-E线的剖视图。图10是图8所示的F-F线的剖视图。另外，在图8、图9中，对于图10所示的一部分结构，省略了图示。
在图8中，俯视位于基板7的主面7e中的未配置蓄热层13的部分即蓄热层13的非配置区域的单独电极19。在蓄热层13的非配置区域中，如图8～图10所示，也可以具有位于基板7与单独电极19之间的接合层777。此外，也可以在单独电极19之上依次配置保护层25和覆盖层27。
接合层777是从主面7e向基板7的厚度方向突出且位于基板7与单独电极19之间的部分。单独电极19位于接合层777之上。如图10所示，间隙20位于基板7与接合层777之间。
接合层777例如含有玻璃成分。来自接合层777的玻璃21位于间隙20的内部。通过玻璃21位于间隙20的内部，与不配置玻璃21的情况相比，经由玻璃21的接合层777与基板7的接触面积变大。
此外，由于接合层777含有玻璃成分，因此通过单独电极19位于接合层777之上，单独电极19与接合层777的密接性提高。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
接合层777例如通过将在玻璃粉末中混合适当的有机溶剂而得到的给定的玻璃膏通过以往公知的丝网印刷等涂敷在基板7的主面7e侧并进行烧成来制作。
另外，在蓄热层13的非配置区域中，接合层777在单独电极的非配置区域888具有非配置区域999。非配置区域999的宽度w1可以比非配置区域888的宽度w2大、也可以比非配置区域888的宽度w2小、也可以是相同的。通过非配置区域999位于单独电极19的非配置区域888，能够减少经由接合层777的单独电极19的电极材料的扩散引起的迁移的产生。因此，根据实施方式所涉及的热敏头X1，耐久性提高。
接下来，参照图8对具有热敏头X1的热敏打印机Z1进行说明。图8是实施方式所涉及的热敏打印机的示意图。
实施方式所涉及的热敏打印机Z1具备上述的热敏头X1、搬运机构40、压印辊50、电源装置60以及控制装置70。热敏头X1安装于在热敏打印机Z1的壳体(未图示)配置的安装构件80的安装面80a。另外，热敏头X1安装于安装构件80，以使得沿着与搬运方向S正交的方向即主扫描方向。
搬运机构40具有驱动部(未图示)以及搬运辊43、45、47、49。搬运机构40以沿着箭头所示的搬运方向S地将热敏纸、转印有油墨的显像纸等记录介质P搬运至位于热敏头X1的多个发热部9上的保护层25上。驱动部具有使搬运辊43、45、47、49驱动的功能，例如，能够使用马达。搬运辊43、45、47、49例如也可以利用以丁二烯橡胶等为材料的弹性构件43b、45b、47b、49b覆盖以不锈钢等金属为材料的圆柱状的轴体43a、45a、47a、49a。另外，在记录介质P为转印有油墨的显像纸等的情况下，在记录介质P与热敏头X1的发热部9之间，与记录介质P一起搬运油墨膜(未图示)。
压印辊50具有将记录介质P按压在位于热敏头X1的发热部9上的保护层25上的功能。压印辊50被配置为沿着与搬运方向S正交的方向延伸，两端部被支承固定为能够在将记录介质P按压于发热部9上的状态下旋转。压印辊50例如能够通过包括丁二烯橡胶等的弹性构件50b覆盖包括不锈钢等金属的圆柱状的轴体50a而构成。
如上所述，电源装置60具有供给用于使热敏头X1的发热部9发热的电流以及用于使驱动IC11动作的电流的功能。如上所述，为了使热敏头X1的发热部9选择性地发热，控制装置70具有向驱动IC11供给控制驱动IC11的动作的控制信号的功能。
热敏打印机Z1一边利用压印辊50将记录介质P向热敏头X1的发热部9上按压、同时通过搬运机构40将记录介质P向发热部9上搬运，一边通过电源装置60以及控制装置70使发热部9选择性地发热，由此对记录介质P进行给定的压印。另外，在记录介质P为显像纸等的情况下，通过将与记录介质P一起被搬运的油墨膜(未图示)的油墨向记录介质P热转印，从而进行向记录介质P的压印。
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。例如，示出了发热部9、蓄热层13、共用电极17、单独电极19、接合层777等位于基板7的主面7e之上的例子，但也可以位于基板7的主面7e以外的表面。
此外，使用通过印刷形成发热电阻器15的所谓厚膜头进行了说明，但并不限定于厚膜头。也可以用于通过溅射形成发热电阻器15的所谓的薄膜头。
此外，也可以不设置FPC5而将连接器31与头基体3直接电连接。在这种情况下，只要将连接器31的连接器引脚(未图示)与电极焊盘10电连接即可。
此外，例示了具有覆盖层27的热敏头X1，但也可以不必具备覆盖层27。在这种情况下，只要使保护层25延伸至设置有覆盖层27的区域即可。
本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果、变形例。因此，本公开的更广泛的方式并不限定于以上所示且记述的特定的详细以及代表性的实施方式。因此，能够在不脱离由所附的权利要求书以及其等同物定义的总括的发明的概念的精神或者范围的情况下进行各种变更。
-符号说明-
X1 热敏头
Z1 热敏打印机
1 散热体
3 头基体
7 基板
9 发热部
10 电极焊盘
11 驱动IC
12 第一电极
14 第二电极
15 发热电阻器
17 共用电极
19 单独电极
20 间隙
21 玻璃
25 保护层
27 覆盖层
29 覆盖构件。

Claims (13)

1.一种热敏头，具备：
基板；
位于所述基板之上的电极；以及
位于所述基板与所述电极之间的间隙，
玻璃位于所述间隙的内部。
2.根据权利要求1所述的热敏头，其中，
所述玻璃从所述电极突出。
3.根据权利要求1或2所述的热敏头，其中，
所述玻璃横跨所述间隙并连接所述电极以及所述基板。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的热敏头，其中，
所述玻璃被填充于所述间隙。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的热敏头，其中，
所述电极含有玻璃成分。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的热敏头，其中，
具有在所述基板的主面开口的孔部，
玻璃位于所述孔部的内部。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的热敏头，其中，
所述基板含有玻璃成分。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的热敏头，其中，
具备位于所述基板之上并覆盖所述电极的密封材料。
9.根据权利要求8所述的热敏头，其中，
所述密封材料含有玻璃成分。
10.根据权利要求8或9所述的热敏头，其中，
具有位于所述电极与所述密封材料之间的发热部，
所述电极是与所述发热部相连的共用电极。
11.根据权利要求10所述的热敏头，其中，
基板具有向所述基板的厚度方向突出的蓄热层，
所述电极位于所述蓄热层之上，
所述间隙位于所述蓄热层与所述电极之间。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的热敏头，其中，
基板具有向所述基板的厚度方向突出的蓄热层，
在所述蓄热层的非配置区域具有位于所述基板与所述电极之间的接合层，
所述间隙位于所述基板与所述接合层之间，
在所述电极的非配置区域具有所述接合层的非配置区域。
13.一种热敏打印机，具备：
权利要求1～12中任一项所述的热敏头；
搬运机构，将记录介质搬运至位于所述基板之上的发热部之上；以及
压印辊，将所述记录介质按压于所述发热部之上。
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