JP2009119851A - Heating resistor element, manufacturing method for the same, thermal head, and printer - Google Patents

Heating resistor element, manufacturing method for the same, thermal head, and printer Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve printing quality while suppressing heat accumulation in a gas of a hollow portion. <P>SOLUTION: The heating resistor element 1 includes: an insulating substrate 9; a heat accumulating layer 10 bonded to a surface of the insulating substrate 9; and a heating resistor 11 provided on the heat accumulating layer 10, in which: on a bonded surface 9a between the insulating substrate 9 and the heat accumulating layer 10, at least one of the insulating substrate 9 and the heat accumulating layer 10 is provided with a concave portion 16 in a region opposed to the heating resistor 11 to form a hollow portion 17; and the hollow portion 17 includes an inner surface on a side of the insulating substrate 9, the inner surface being processed to have surface roughness Ra of 0.2 μm or more. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、発熱抵抗素子とその製造方法、サーマルヘッドおよびプリンタに関するものである。   The present invention relates to a heating resistor element, a manufacturing method thereof, a thermal head, and a printer.

従来、プリンタのサーマルヘッドに備えられる発熱抵抗素子は、発熱抵抗体の発熱効率を向上して消費電力の低減を図るために、該発熱抵抗体に対向する領域に空洞部を形成し、該空洞部を熱伝導率の低い断熱層として機能させることにより、発熱抵抗体から絶縁基板側に流れる熱量を制限している(例えば、特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a heating resistor element provided in a thermal head of a printer has a cavity formed in a region facing the heating resistor in order to improve the heating efficiency of the heating resistor and reduce power consumption. The amount of heat flowing from the heating resistor to the insulating substrate is limited by causing the portion to function as a heat insulating layer having a low thermal conductivity (see, for example, Patent Document 1).

その空洞部の形成方法としては、シリコン基板にエッチングやレーザ加工を施すことにより、凹部(深さ1μm以上100μm以下)を形成し、その上に蓄熱層である薄板ガラス(10〜100μm)を700℃以下の陽極接合により接合することが採用されている。この場合の100μm以下の薄板ガラスの製造やハンドリングが困難であるため、比較的扱いやすい厚さの薄板ガラスをシリコン基板の表面に接合した後に、接合面とは反対側の表面をエッチングや研磨等によって削り取ることで所望の厚さ寸法を得ていた。   As a method for forming the cavity, a silicon substrate is etched or laser processed to form a recess (depth 1 μm or more and 100 μm or less), and a thin glass (10 to 100 μm) as a heat storage layer is formed thereon 700 Bonding by anodic bonding at a temperature of ℃ or less is employed. In this case, since it is difficult to manufacture and handle a thin glass having a thickness of 100 μm or less, after a thin glass having a relatively easy thickness is bonded to the surface of the silicon substrate, the surface opposite to the bonding surface is etched or polished. The desired thickness dimension was obtained by scraping.

この場合に、発熱抵抗体から発せられた熱の大部分は、断熱層である空洞部によって絶縁基板側に流れることを制限され、印字のための熱として効率的に使用される。一方、印字に使用されなかった一部の熱は、発熱抵抗体からこれに接触する蓄熱層を介して、空洞部内の気体に伝達され、さらに、空洞部内の気体から絶縁基板へと伝達される。   In this case, most of the heat generated from the heating resistor is restricted from flowing to the insulating substrate side by the cavity that is a heat insulating layer, and is efficiently used as heat for printing. On the other hand, part of the heat not used for printing is transferred from the heating resistor to the gas in the cavity through the heat storage layer in contact with the heat resistor, and further transferred from the gas in the cavity to the insulating substrate. .

特開2007−83532号公報JP 2007-83532 A

しかしながら、従来の発熱抵抗素子では、空洞部の形成をエッチングやレーザ加工により行っているために、空洞部の内表面の絶縁基板側の表面は非常に滑らかに形成されており、空洞部内の熱が絶縁基板側に伝達され難いという不都合がある。すなわち、空洞部内の気体から絶縁基板への熱伝達は、気体分子が絶縁基板に衝突する際に行われるが、絶縁基板の表面が滑らかであると、単位時間当たりに絶縁基板に衝突する気体分子の数が少なくなる。このため、気体に伝達された熱が絶縁基板側に逃げ難く、気体に蓄熱されてしまい、長時間印字が行われると、空洞部が熱源となって、紙の送り方向に印字が連続する尾引現象が発生する等、印字品質が低下するという問題がある。   However, in the conventional heating resistor element, since the cavity is formed by etching or laser processing, the surface on the insulating substrate side of the inner surface of the cavity is formed very smoothly. Is difficult to be transmitted to the insulating substrate side. That is, heat transfer from the gas in the cavity to the insulating substrate is performed when the gas molecules collide with the insulating substrate, but if the surface of the insulating substrate is smooth, the gas molecules that collide with the insulating substrate per unit time. The number of For this reason, the heat transferred to the gas is difficult to escape to the insulating substrate side and is stored in the gas.When printing is performed for a long time, the cavity becomes a heat source, and the print continues in the paper feed direction. There is a problem that the print quality deteriorates, such as a drawing phenomenon.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、空洞部の気体への蓄熱を抑えて、印字品質を向上することができる発熱抵抗素子とその製造方法、サーマルヘッドおよびプリンタを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a heating resistor element, a manufacturing method thereof, a thermal head, and a printer that can suppress heat accumulation in a gas in a cavity and improve printing quality. The purpose is that.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、絶縁基板と、該絶縁基板の表面に接合された蓄熱層と、該蓄熱層上に設けられた発熱抵抗体とを備え、前記絶縁基板と前記蓄熱層との接合面に、前記発熱抵抗体に対向する領域において、これら絶縁基板または蓄熱層の少なくとも一方に凹部を設けることにより空洞部が形成され、該空洞部の絶縁基板側の内表面が、表面粗さRa0.2μm以上に処理されている発熱抵抗素子を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention comprises an insulating substrate, a heat storage layer bonded to the surface of the insulating substrate, and a heating resistor provided on the heat storage layer, and a bonding surface between the insulating substrate and the heat storage layer, In the region facing the heating resistor, a cavity is formed by providing a recess in at least one of the insulating substrate or the heat storage layer, and the inner surface of the cavity on the insulating substrate side has a surface roughness Ra of 0.2 μm or more. A heating resistor element being processed is provided.

本発明によれば、接合面の少なくとも一方に凹部が形成された絶縁基板と蓄熱層とを相互に接合して、絶縁基板と蓄熱層との間に形成された空洞部が、発熱抵抗体に対向する領域に形成されるので、発熱抵抗体からの発熱が絶縁基板側に伝導することが空洞部によって制限され、より効率的に利用することができる。
この場合において、空洞部の絶縁基板側の内表面が表面粗さRa0.2μm以上に処理されているので、エッチング等により滑らかに形成された凹部の内表面と比較して表面積が拡大されており、空洞部に封入されている気体の分子が絶縁基板と衝突する機会を増大させることができる。その結果、気体に伝達された熱を速やかに絶縁基板に伝達して放熱し、空洞部に蓄熱される不都合の発生を未然に防止することができる。
According to the present invention, the insulating substrate in which the concave portion is formed on at least one of the joining surfaces and the heat storage layer are bonded to each other, and the cavity formed between the insulating substrate and the heat storage layer becomes the heating resistor. Since they are formed in the opposing regions, the conduction of heat generated from the heating resistor to the insulating substrate side is limited by the cavity, and can be used more efficiently.
In this case, since the inner surface of the cavity on the insulating substrate side is processed to have a surface roughness Ra of 0.2 μm or more, the surface area is enlarged compared to the inner surface of the recess formed smoothly by etching or the like. The chance that the gas molecules sealed in the cavity collide with the insulating substrate can be increased. As a result, the heat transferred to the gas can be quickly transferred to the insulating substrate to dissipate heat, and the inconvenience that is stored in the cavity can be prevented.

上記発明においては、前記空洞部の深さが、1μm以上100μm以下であってもよい。
このようにすることで、空洞部内の気体の厚さが1μm以上と十分に確保されていて断熱効果が高く、発熱抵抗素子の消費電力を低く抑えることができる。また、空洞部の深さを100μm以下とすることにより、発熱抵抗素子の厚さを薄く抑えることができる。
In the above invention, the depth of the hollow portion may be not less than 1 μm and not more than 100 μm.
By doing in this way, the thickness of the gas in a cavity part is fully ensured with 1 micrometer or more, the heat insulation effect is high, and the power consumption of a heating resistive element can be restrained low. In addition, by setting the depth of the cavity to 100 μm or less, the thickness of the heating resistor element can be reduced.

また、上記発明においては、前記絶縁基板および前記蓄熱層が無アルカリガラスにより構成されていてもよい。
このようにすることで、長時間使用してもアルカリイオンが溶出することがない。したがって、周囲の発熱抵抗体や電極あるいはその近傍に設置されるドライバICに対してアルカリイオンによる悪影響が及ぼされることを防止することができる。
また、無アルカリガラスは、パイレックス(登録商標)ガラスと比較して安価であり、また加工性も良好であるため、発熱抵抗素子を安価に製造することができる。
Moreover, in the said invention, the said insulated substrate and the said thermal storage layer may be comprised with the alkali free glass.
By doing in this way, even if it uses for a long time, an alkali ion does not elute. Therefore, it is possible to prevent adverse effects due to alkali ions on the surrounding heating resistors, electrodes, or driver ICs installed in the vicinity thereof.
Further, alkali-free glass is less expensive than Pyrex (registered trademark) glass and has good workability, so that a heating resistor element can be manufactured at low cost.

また、上記発明においては、前記絶縁基板と前記蓄熱層とが、両者の前記接合面を相互に密着させた状態で、徐冷点から軟化点までの間の温度に加熱することにより接合されていてもよい。
このようにすることで、絶縁基板と蓄熱層とを同一のガラス材料により構成しても容易に接合することができ、絶縁基板と蓄熱層との熱膨張率差をなくして、発熱によるソリや歪みの発生を抑えることができる。
In the above invention, the insulating substrate and the heat storage layer are bonded by heating to a temperature between the annealing point and the softening point in a state where the bonding surfaces of the two are in close contact with each other. May be.
In this way, even if the insulating substrate and the heat storage layer are made of the same glass material, the insulating substrate and the heat storage layer can be easily bonded together, eliminating the difference in thermal expansion coefficient between the insulating substrate and the heat storage layer, Generation of distortion can be suppressed.

また、上記発明においては、前記空洞部が、外部に対して密封され、内部に気体が封入されていてもよい。
このようにすることで、空洞部内に封入された気体の圧力によって、発熱抵抗体にかかる押圧力を支持することができ、耐圧性能の高い発熱抵抗素子を提供することができる。
Moreover, in the said invention, the said cavity part may be sealed with respect to the exterior and gas may be enclosed with the inside.
By doing in this way, the pressing force applied to the heating resistor can be supported by the pressure of the gas sealed in the cavity, and a heating resistor element with high pressure resistance can be provided.

また、上記発明においては、前記気体が、不活性ガスであることが好ましい。
このようにすることで、発熱抵抗体の酸化等の劣化を防止し、信頼性、耐久性を向上することができる。
Moreover, in the said invention, it is preferable that the said gas is an inert gas.
By doing in this way, deterioration, such as oxidation of a heating resistor, can be prevented and reliability and durability can be improved.

また、本発明は、上記いずれかの発熱抵抗素子を備えるサーマルヘッドを提供する。
本発明によれば、長期間使用されても空洞部が熱源となる不都合を防止して、尾引のような現象による印字品質の劣化を防止することができる。
Moreover, this invention provides a thermal head provided with one of the said heating resistance elements.
According to the present invention, it is possible to prevent the inconvenience that the hollow portion becomes a heat source even if it is used for a long time, and to prevent the deterioration of print quality due to a phenomenon such as tailing.

また、本発明は、上記サーマルヘッドを備えるプリンタを提供する。
本発明によれば、低コストに鮮明な印字を長時間継続的に行うことができる。
Moreover, this invention provides a printer provided with the said thermal head.
According to the present invention, clear printing can be continuously performed for a long time at low cost.

また、本発明は、絶縁基板と蓄熱層との接合面の少なくとも一方に凹部を形成する凹部形成ステップと、前記絶縁基板および前記蓄熱層の前記接合面を相互に密着させて接合する接合ステップと、前記蓄熱層上の前記凹部に対向する位置に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成ステップとを備え、前記凹部形成ステップが、前記凹部の前記絶縁基板側の内表面を表面粗さRa0.2μm以上に処理する発熱抵抗素子の製造方法を提供する。   Further, the present invention provides a recess forming step for forming a recess in at least one of the bonding surfaces of the insulating substrate and the heat storage layer, and a bonding step for bonding the bonding surfaces of the insulating substrate and the heat storage layer to each other. A resistor forming step of forming a heating resistor at a position facing the recess on the heat storage layer, and the recess forming step has a surface roughness Ra of 0.2 μm on the inner surface of the recess on the insulating substrate side. Provided is a method for manufacturing a heating resistor element to be processed as described above.

本発明によれば、凹部形成ステップにおいて、絶縁基板側の凹部の内表面の表面粗さをRa0.2μm以上に処理するので、絶縁基板と蓄熱層とを接合することにより形成される空洞部の絶縁基板側の表面をエッチング等により滑らかに形成した場合よりも十分に粗く形成した発熱抵抗素子を製造することができる。その結果、空洞部内の気体の気体分子の絶縁基板との接触の機会を増加させて、気体から絶縁基板へのより積極的な放熱を促し、長期使用によっても空洞部が熱源となる不都合の発生を未然に防止することができる。   According to the present invention, in the recess forming step, the surface roughness of the inner surface of the recess on the insulating substrate side is processed to Ra of 0.2 μm or more, so that the cavity formed by joining the insulating substrate and the heat storage layer A heating resistor element can be manufactured in which the surface on the insulating substrate side is formed sufficiently rougher than when the surface is formed smoothly by etching or the like. As a result, it increases the chance of contact of gas molecules in the cavity with the insulating substrate, promotes more active heat dissipation from the gas to the insulating substrate, and causes the disadvantage that the cavity becomes a heat source even after long-term use. Can be prevented in advance.

上記発明においては、前記凹部形成ステップが、サンドブラストにより凹部を形成することとしてもよい。また、前記凹部形成ステップが、金型を利用した高温加圧成形により凹部を形成することとしてもよい。
このようにすることで、サンドブラストや高温加圧成形により、各角部に10μm以上の曲率半径を有し、かつ、内表面がエッチング等により滑らかに形成した場合よりも十分に粗い凹部を容易に形成することができる。その結果、上記効果に加えて、凹部を閉塞することにより形成される空洞部内の気体の気体分子の絶縁基板との接触の機会を増加させて、気体から絶縁基板へのより積極的な放熱を促し、長期使用によっても空洞部が熱源となる不都合の発生のない発熱抵抗素子を簡易に製造することができる。
In the said invention, the said recessed part formation step is good also as forming a recessed part by sandblasting. Moreover, the said recessed part formation step is good also as forming a recessed part by the high temperature press molding using a metal mold | die.
By doing so, it is possible to easily form a concave portion that has a radius of curvature of 10 μm or more at each corner and is sufficiently rough as compared with the case where the inner surface is formed smoothly by etching or the like by sandblasting or high-temperature pressure molding. Can be formed. As a result, in addition to the above effects, the chance of contact of the gas molecules in the cavity formed by closing the recess with the insulating substrate is increased, and more active heat dissipation from the gas to the insulating substrate is achieved. It is possible to easily manufacture a heating resistor element that does not cause the inconvenience that the cavity becomes a heat source even after long-term use.

本発明によれば、空洞部の気体への蓄熱を抑えて、印字品質を向上することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to suppress the heat accumulation in the gas in the cavity and improve the printing quality.

本発明の一実施形態に係る発熱抵抗素子1とその製造方法、サーマルヘッド2およびサーマルプリンタ(プリンタ)3について、図1〜図7を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る発熱抵抗素子1は、図1に示されるサーマルプリンタ3のサーマルヘッド2に用いられる。
A heating resistor element 1 and a manufacturing method thereof, a thermal head 2 and a thermal printer (printer) 3 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The heating resistor element 1 according to the present embodiment is used in the thermal head 2 of the thermal printer 3 shown in FIG.

サーマルプリンタ3は、本体フレーム4と、水平配置されるプラテンローラ5と、該プラテンローラ5の外周面に対向配置されるサーマルヘッド2と、プラテンローラ5とサーマルヘッド2との間に感熱紙6を送り出す紙送り機構7と、サーマルヘッド2を感熱紙6に対して所定の押圧力で押し付ける加圧機構8とを備えている。   The thermal printer 3 includes a main body frame 4, a horizontally placed platen roller 5, a thermal head 2 arranged to face the outer peripheral surface of the platen roller 5, and a thermal paper 6 between the platen roller 5 and the thermal head 2. And a pressurizing mechanism 8 that presses the thermal head 2 against the thermal paper 6 with a predetermined pressing force.

サーマルヘッド2は、図2の正面図に示されるように平板状に構成され、間隔を空けて複数の発熱抵抗素子1を備えている。各発熱抵抗素子1は、図3の縦断面図に示されるように、絶縁基板9と、蓄熱層10と、発熱抵抗体11と、保護膜層12とを積層状態に備えている。
なお、図示しないが、絶縁基板9は、放熱板に接着されている。
The thermal head 2 is formed in a flat plate shape as shown in the front view of FIG. 2, and includes a plurality of heating resistor elements 1 at intervals. As shown in the longitudinal sectional view of FIG. 3, each heating resistance element 1 includes an insulating substrate 9, a heat storage layer 10, a heating resistor 11, and a protective film layer 12 in a laminated state.
Although not shown, the insulating substrate 9 is bonded to the heat sink.

絶縁基板9および蓄熱層10は、いずれも無アルカリガラス(コーニング1737)により構成されており、それらを密着させた状態で、それらを構成する材料の徐冷点(720℃)から軟化点(975℃)までの間の温度に加熱することにより相互に接合されている。
蓄熱層10は、厚さ2μm以上100μm以下に構成されている。
The insulating substrate 9 and the heat storage layer 10 are both made of non-alkali glass (Corning 1737), and in a state where they are in close contact with each other, the annealing point (720 ° C.) to the softening point (975 ° C.) Are joined to each other by heating to a temperature of up to.
The heat storage layer 10 is configured to have a thickness of 2 μm to 100 μm.

発熱抵抗体11は、蓄熱層10上に所定のパターンで形成される発熱抵抗体層13と、蓄熱層10上に発熱抵抗体層13と接して設けられる個別電極14および共通電極15とを有している。
絶縁基板9と蓄熱層10との少なくともいずれかの接合面(本実施形態においては絶縁基板9の接合面9a)には、各発熱抵抗体11に対向する領域に凹部16が形成されている。絶縁基板9と蓄熱層10とが密着状態に接合されることにより、凹部16の開口部が平坦な蓄熱層10の表面によって閉塞され、これにより、絶縁基板9と蓄熱層10との間の発熱抵抗体11に対向する位置に、密封された空洞部17が設けられている。
The heating resistor 11 has a heating resistor layer 13 formed in a predetermined pattern on the heat storage layer 10, and an individual electrode 14 and a common electrode 15 provided on the heat storage layer 10 in contact with the heating resistor layer 13. is doing.
A recess 16 is formed in a region facing each heating resistor 11 on at least one of the bonding surfaces of the insulating substrate 9 and the heat storage layer 10 (the bonding surface 9a of the insulating substrate 9 in this embodiment). When the insulating substrate 9 and the heat storage layer 10 are bonded in close contact, the opening of the recess 16 is blocked by the flat surface of the heat storage layer 10, thereby generating heat between the insulating substrate 9 and the heat storage layer 10. A sealed cavity 17 is provided at a position facing the resistor 11.

ここで、凹部16の形状は任意であって、その大きさは、発熱抵抗体11の寸法に近ければ、発熱抵抗体11よりも大きくてもよく、小さくてもよい。
凹部16を発熱抵抗体11側から積層方向に見たときに、発熱抵抗体11の発熱有効面積よりも大きくした場合には、発熱抵抗体11と絶縁基板9との間の断熱性能を向上することができる。一方、凹部16の大きさを発熱抵抗体11の発熱有効面積よりも小さくした場合には、積層方向への押圧力に対する発熱抵抗素子1の機械的強度を向上することができる。
Here, the shape of the recess 16 is arbitrary, and the size thereof may be larger or smaller than the heating resistor 11 as long as it is close to the dimension of the heating resistor 11.
When the concave portion 16 is viewed from the side of the heating resistor 11 in the stacking direction, the heat insulating performance between the heating resistor 11 and the insulating substrate 9 is improved when it is larger than the effective heat generation area of the heating resistor 11. be able to. On the other hand, when the size of the recess 16 is made smaller than the effective heating area of the heating resistor 11, the mechanical strength of the heating resistor element 1 against the pressing force in the stacking direction can be improved.

本実施形態においては、凹部16は、絶縁基板9側に設けられており、発熱抵抗体11側から積層方向に見たときに発熱抵抗体11より若干大きな略相似形の四角形に形成されている。また、凹部16の深さDは、1μm以上100μm以下に設定されている。すなわち、この発熱抵抗素子1では、空洞部17内の気体層の厚さが1μm以上と十分に確保されていて、この気体層による断熱効果が高い。また、凹部16の深さDが100μm以下に設定されることにより、発熱抵抗素子1の厚さ寸法を十分に薄く抑えることができる。   In the present embodiment, the recess 16 is provided on the insulating substrate 9 side, and is formed in a substantially similar quadrangle that is slightly larger than the heating resistor 11 when viewed in the stacking direction from the heating resistor 11 side. . The depth D of the recess 16 is set to 1 μm or more and 100 μm or less. That is, in this heat generating resistive element 1, the thickness of the gas layer in the cavity 17 is sufficiently secured to be 1 μm or more, and the heat insulating effect by this gas layer is high. In addition, by setting the depth D of the recess 16 to 100 μm or less, the thickness dimension of the heating resistor element 1 can be sufficiently reduced.

また、本実施形態においては、図4に示されるように、凹部16の各角部R1,R2,R3は、それぞれ10μm以上の曲率半径を有する形状に形成されている。また凹部16の内表面は、表面粗さRa0.2μm以上となるように形成されている。図4(a)は凹部16を開口部側から見た正面図、同図(b)、(c)は、それぞれa−a縦断面図およびb−b縦断面図である。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, each corner R1, R2, R3 of the recess 16 is formed in a shape having a radius of curvature of 10 μm or more. The inner surface of the recess 16 is formed to have a surface roughness Ra of 0.2 μm or more. 4A is a front view of the recess 16 as viewed from the opening side, and FIGS. 4B and 4C are respectively aa longitudinal sectional view and bb longitudinal sectional view.

なお、凹部16の開口部寸法W,Lと各角部の曲率半径R1,R2,R3の間には、以下の関係がある。すなわち、10μm≦R1≦1/2L、10μm≦R2≦1/2W、1
0μm≦R3≦1/2L(L≦Wの場合)または10μm≦R3≦1/2W(W≦Lの場
合)である。
In addition, there exists the following relationship between the opening part dimension W and L of the recessed part 16, and the curvature radius R1, R2, R3 of each corner | angular part. That is, 10 μm ≦ R1 ≦ 1 / 2L, 10 μm ≦ R2 ≦ 1 / 2W,
0 μm ≦ R3 ≦ 1 / 2L (when L ≦ W) or 10 μm ≦ R3 ≦ 1 / 2W (when W ≦ L).

次に、本実施形態に係る発熱抵抗素子1およびサーマルヘッド2の製造方法について説明する。
まず、絶縁基板9の一面の発熱抵抗体11が形成される領域に所定深さの凹部16を形成する(凹部形成ステップ)。
Next, a method for manufacturing the heating resistor element 1 and the thermal head 2 according to the present embodiment will be described.
First, a recess 16 having a predetermined depth is formed in a region where the heating resistor 11 is formed on one surface of the insulating substrate 9 (a recess forming step).

凹部16の形成は、図5に示されるように、(a)絶縁基板9を構成する無アルカリガラス基板の一面に、ウレタン系等の衝撃を吸収可能なフォトレジスト材18を塗布し、(b)このフォトレジスト材18を所定のパターンのフォトマスク(図示略)を用いて露光し、空洞部17を形成する領域以外の部分を固化させ、固化していない領域を除去することにより窓部19を形成する。この状態で、(c)サンドブラスト加工を行うことにより、窓部19に対応する絶縁基板9をサンドによって削り取る。これにより、角部に10μm以上の曲率半径を有し、表面粗さRa0.2μm以上の内表面を有する凹部16を容易に形成することができる。   As shown in FIG. 5, the recess 16 is formed by applying a photoresist material 18 capable of absorbing shock, such as urethane, to one surface of an alkali-free glass substrate constituting the insulating substrate 9 (b) ) The photoresist material 18 is exposed using a photomask (not shown) having a predetermined pattern, the portion other than the region where the cavity 17 is formed is solidified, and the unsolidified region is removed, thereby removing the window portion 19. Form. In this state, (c) sandblasting is performed to scrape the insulating substrate 9 corresponding to the window portion 19 with sand. Thereby, the recessed part 16 which has a curvature radius of 10 micrometers or more in a corner | angular part, and has the inner surface of surface roughness Ra0.2micrometer or more can be formed easily.

角部の曲率半径および表面粗さは、マスク形状、サンド粒子径、ブラスト圧力、サンド粒子量および吹きつけ角度を適宜調節することにより、所望の値に調整することができる。表面粗さは、Ra0.2μm未満の場合には、サンド粒子径を非常に小さくする必要があり、単位時間当たりの加工量(除去量)が相当減るので量産的ではない。この状態で、(d)絶縁基板9の表面からフォトレジスト材18を除去する。なお、サンドブラスト加工に代えて、金型を利用した高温成形によって凹部16を形成してもよい。   The radius of curvature and surface roughness of the corners can be adjusted to desired values by appropriately adjusting the mask shape, sand particle diameter, blast pressure, sand particle amount and spray angle. When the surface roughness is less than Ra 0.2 μm, it is necessary to make the sand particle diameter very small, and the amount of processing (removed amount) per unit time is considerably reduced. In this state, (d) the photoresist material 18 is removed from the surface of the insulating substrate 9. Instead of sandblasting, the recess 16 may be formed by high temperature molding using a mold.

次に、蓄熱層10となる無アルカリガラス基板を用意し、(e)凹部16を形成した絶縁基板9の表面9aに密着させて凹部16を閉塞する。この状態で、絶縁基板9および蓄熱層10を無アルカリガラスの徐冷点(720℃)から軟化点(975℃)の間の温度に加熱して両者を接合する(接合ステップ)。
その後、(f)エッチングや研磨等によって蓄熱層10の接合面とは反対側の表面を除去し、蓄熱層10を所望の厚さ寸法(2μm〜100μm)に加工する。
Next, an alkali-free glass substrate to be the heat storage layer 10 is prepared, and (e) the concave portion 16 is closed by being in close contact with the surface 9a of the insulating substrate 9 on which the concave portion 16 is formed. In this state, the insulating substrate 9 and the heat storage layer 10 are heated to a temperature between the annealing point of non-alkali glass (720 ° C.) and the softening point (975 ° C.) to join them together (bonding step).
Thereafter, (f) the surface opposite to the bonding surface of the heat storage layer 10 is removed by etching or polishing, and the heat storage layer 10 is processed into a desired thickness dimension (2 μm to 100 μm).

そして、発熱抵抗体層13、個別電極14、共通電極15および保護膜層12を順次形成する(抵抗体形成ステップ)。なお、発熱抵抗体層13、個別電極14、共通電極15および保護膜層12を形成する順序は任意でよい。   Then, the heating resistor layer 13, the individual electrode 14, the common electrode 15, and the protective film layer 12 are sequentially formed (resistor forming step). The order in which the heating resistor layer 13, the individual electrode 14, the common electrode 15 and the protective film layer 12 are formed may be arbitrary.

これら、発熱抵抗体層13、個別電極14、共通電極15および保護膜層12は、従来の発熱抵抗素子におけるこれら部材の製造方法を用いて形成することができる。
具体的には、スパッタリングやCVD(化学気相成長法)、蒸着等の薄膜形成法を用いて蓄熱層10上にTa系やシリサイド系等の発熱抵抗体層13の材料の薄膜を成膜し、この発熱抵抗体層13の材料の薄膜をリフトオフ法やエッチング法等を用いて成形することにより所望の形状の発熱抵抗体層13を形成する。
The heating resistor layer 13, the individual electrode 14, the common electrode 15 and the protective film layer 12 can be formed using a method for manufacturing these members in a conventional heating resistor element.
Specifically, a thin film of a material of the heating resistor layer 13 such as a Ta-based or silicide-based film is formed on the heat storage layer 10 by using a thin film forming method such as sputtering, CVD (chemical vapor deposition), or vapor deposition. The heating resistor layer 13 having a desired shape is formed by forming a thin film of the material of the heating resistor layer 13 using a lift-off method, an etching method, or the like.

同様に、蓄熱層10上にAl、Al−Si、Au、Ag、Cu、Pg等の配線材料をスパッタリングや蒸着法等により成膜してこの膜をリフトオフ法やエッチング法等を用いて成形したり、配線材料をスクリーン印刷した後に焼成する等したりして、所望の形状の個別電極14および共通電極15を形成する。   Similarly, a wiring material such as Al, Al-Si, Au, Ag, Cu, Pg or the like is formed on the heat storage layer 10 by sputtering or vapor deposition, and this film is formed by using a lift-off method or etching method. The individual electrode 14 and the common electrode 15 having a desired shape are formed by, for example, firing the wiring material after screen printing.

本実施形態では、1つの発熱抵抗体層13に対して2つの独立した個別電極14を設け、共通電極15を一方の個別電極14上に被せて設けることで、共通電極15の配線抵抗値の低減を図っている。
そして、発熱抵抗体層13、個別電極14および共通電極15を形成した後に、蓄熱層10上にSiO2、Ta2O5、SiAlON、Si3N4、ダイヤモンドライクカーボン等の保護膜層12の材料をスパッタリング、イオンプレーティング、CVD法等により成膜して保護膜層12を形成する。これにより、本実施形態に係る発熱抵抗素子1を複数備えたサーマルヘッド2が製造される。
In the present embodiment, two independent individual electrodes 14 are provided for one heating resistor layer 13, and the common electrode 15 is provided on one individual electrode 14, so that the wiring resistance value of the common electrode 15 can be reduced. We are trying to reduce it.
Then, after forming the heating resistor layer 13, the individual electrode 14, and the common electrode 15, the material of the protective film layer 12 such as SiO2, Ta2O5, SiAlON, Si3N4, diamond-like carbon, etc. is sputtered or ion-plated on the heat storage layer 10. Then, the protective film layer 12 is formed by film formation by a CVD method or the like. Thereby, a thermal head 2 including a plurality of heating resistance elements 1 according to this embodiment is manufactured.

このように構成された本実施形態に係る発熱抵抗素子1およびサーマルヘッド2によれば、絶縁基板9と蓄熱層10との間の発熱抵抗体11に対向する領域に空洞部17が形成されていて、この空洞部17内の気体層は蓄熱層10から絶縁基板9への熱の流入を規制する断熱層として機能する。本実施形態では、凹部16の深さDが1μm以上であるので、十分に厚い気体層が形成され、高い断熱効果を奏する。   According to the heating resistor element 1 and the thermal head 2 according to the present embodiment configured as described above, the cavity portion 17 is formed in a region facing the heating resistor 11 between the insulating substrate 9 and the heat storage layer 10. Thus, the gas layer in the hollow portion 17 functions as a heat insulating layer that restricts the inflow of heat from the heat storage layer 10 to the insulating substrate 9. In the present embodiment, since the depth D of the recess 16 is 1 μm or more, a sufficiently thick gas layer is formed, and a high heat insulating effect is achieved.

さらに、蓄熱層10の厚さが100μm以下に設定されているので、蓄熱層10自体の熱容量が小さく、発熱抵抗体11により発生された熱が蓄熱層10に奪われることが抑制される。
このように、本実施形態に係る発熱抵抗素子1およびサーマルヘッド2では、発熱抵抗体11から発生された熱を蓄熱層10側に逃がすことなく有効に利用することができる。したがって、発熱抵抗体11の発熱効率を向上し、消費電力を低減することができる。
Furthermore, since the thickness of the heat storage layer 10 is set to 100 μm or less, the heat capacity of the heat storage layer 10 itself is small, and the heat generated by the heating resistor 11 is suppressed from being taken away by the heat storage layer 10.
Thus, in the heat generating resistive element 1 and the thermal head 2 according to the present embodiment, the heat generated from the heat generating resistor 11 can be effectively used without releasing it to the heat storage layer 10 side. Therefore, the heat generation efficiency of the heat generating resistor 11 can be improved and the power consumption can be reduced.

また、発熱抵抗体11から発生した熱が絶縁基板9に伝わり難いので、連続して使用してもサーマルヘッド2全体の温度が上昇し難いという利点がある。
さらに、本実施形態に係る発熱抵抗素子1は、蓄熱層10と絶縁基板9とが同一のガラス材料により構成されているので、熱膨張率差がなく、発熱抵抗体11から発生する熱によって、ソリや歪みが発生する不都合がない。
Further, since the heat generated from the heating resistor 11 is not easily transmitted to the insulating substrate 9, there is an advantage that the temperature of the entire thermal head 2 is not easily raised even if it is continuously used.
Furthermore, in the heating resistor element 1 according to the present embodiment, since the heat storage layer 10 and the insulating substrate 9 are made of the same glass material, there is no difference in thermal expansion coefficient, and the heat generated from the heating resistor 11 There is no inconvenience of warping or distortion.

また、本実施形態に係る発熱抵抗素子1は、蓄熱層10と絶縁基板9とが無アルカリガラスにより構成されているので、長時間使用してもアルカリイオンが溶出することがない。したがって、周囲の発熱抵抗体11や電極14,15あるいはその近傍に設置されるドライバICに対してアルカリイオンによる悪影響が及ぼされることを防止することができる。
また、無アルカリガラスは、パイレックス(登録商標)ガラスと比較して安価であり、また加工性も良好であるため、発熱抵抗素子1を安価に製造することができる。
Further, in the heating resistor element 1 according to the present embodiment, the heat storage layer 10 and the insulating substrate 9 are made of non-alkali glass, so that alkali ions do not elute even when used for a long time. Therefore, it is possible to prevent adverse effects due to alkali ions on the surrounding heating resistor 11, the electrodes 14, 15 or the driver IC installed in the vicinity thereof.
In addition, since the alkali-free glass is cheaper than Pyrex (registered trademark) glass and has good workability, the heating resistor element 1 can be manufactured at a low cost.

また、シリコンの熱伝導率が168W/mKであるのに対し、ガラスの熱伝導率が0.9W/mK、空気の熱伝導率が0.02W/mKであり、従来のシリコン基板に代えて、無アルカリガラス基板を採用することで、熱伝導率を十分に低減させて、蓄熱層10から絶縁基板9を介して放熱されるのを防止して、熱効率をさらに向上することができる。   In addition, the thermal conductivity of silicon is 168 W / mK, whereas the thermal conductivity of glass is 0.9 W / mK, and the thermal conductivity of air is 0.02 W / mK, replacing the conventional silicon substrate. By employing an alkali-free glass substrate, it is possible to sufficiently reduce the thermal conductivity and prevent heat from being radiated from the heat storage layer 10 through the insulating substrate 9, thereby further improving the thermal efficiency.

また、本実施形態に係る発熱抵抗素子1は、空洞部17を形成している凹部16の内表面の表面粗さがRa0.2μm以上に設定されているので、エッチング等により滑らかに形成された凹部の内表面と比較して表面積が拡大されており、空洞部17に封入されている気体の分子が絶縁基板9と衝突する機会を増大させることができる。   Moreover, since the surface roughness of the inner surface of the concave portion 16 forming the cavity portion 17 is set to Ra 0.2 μm or more, the heating resistor element 1 according to the present embodiment is formed smoothly by etching or the like. The surface area is enlarged as compared with the inner surface of the recess, and the chance that the gas molecules sealed in the cavity 17 collide with the insulating substrate 9 can be increased.

例えば、図6に、凹部16の表面粗さごとの発熱抵抗素子1の熱応答特性を示す。図6において、グラフt1,t2はサーマルヘッド2に所定の時間だけ電圧を加え、その後所定の時間休止したときのサーマルヘッド2の温度変化を示すものである。また、グラフt3,t4は電圧を加える前のサーマルヘッド2の温度を結んだ仮想の曲線であり、本発明のサーマルヘッド2の説明をわかり易くするために併記したものである。
図6の(a)は、従来の表面粗さ(Ra0.02μm)と、本実施形態の最小表面粗さ(Ra0.2μm)の場合の熱応答特性を対比して示すグラフであり、(b)は従来の表面粗さ(Ra0.02μm)と、本実施形態の最大表面粗さ(Ra3μm)の場合の熱応答特性を対比して示すグラフである。これによれば、本実施形態によれば、長時間の使用による温度上昇が従来よりも低く抑えられることがわかる。
For example, FIG. 6 shows the thermal response characteristics of the heating resistor element 1 for each surface roughness of the recess 16. In FIG. 6, graphs t <b> 1 and t <b> 2 indicate changes in the temperature of the thermal head 2 when a voltage is applied to the thermal head 2 for a predetermined time and then rests for a predetermined time. Graphs t3 and t4 are virtual curves connecting the temperatures of the thermal head 2 before voltage is applied, and are also shown for easy understanding of the thermal head 2 of the present invention.
FIG. 6A is a graph showing a comparison between the thermal response characteristics in the case of the conventional surface roughness (Ra 0.02 μm) and the minimum surface roughness (Ra 0.2 μm) of the present embodiment, (b ) Is a graph showing a comparison between the thermal response characteristics in the case of the conventional surface roughness (Ra 0.02 μm) and the maximum surface roughness (Ra 3 μm) of the present embodiment. According to this, according to this embodiment, it turns out that the temperature rise by long-time use is suppressed lower than before.

また、図7に、図6に示されるように10パルスの繰り返し発熱を行った後(0.025秒後)の発熱抵抗素子1の温度と、空洞部17内表面の表面粗さとの関係を示す。
これらのグラフによれば、本実施形態に係る発熱抵抗素子1により、気体層に伝達された熱を速やかに絶縁基板9に伝達して放熱することができる。
FIG. 7 shows the relationship between the temperature of the heating resistor element 1 after 10 pulses of repeated heat generation (after 0.025 seconds) and the surface roughness of the inner surface of the cavity 17 as shown in FIG. Show.
According to these graphs, the heat transfer element 1 according to the present embodiment can quickly transfer the heat transferred to the gas layer to the insulating substrate 9 for heat dissipation.

また、本実施形態に係る発熱抵抗素子1は、空洞部17を形成している凹部16の角部R1〜R3が10μm以上の曲率半径を有する丸みを帯びた形状に構成されているので、角部R1〜R3における応力集中が抑制され、機械的強度を向上することができる。また、機械的強度が高いので、蓄熱層10の厚さを2〜100μmとしても、十分な機械的強度の発熱抵抗素子1を提供することができる。蓄熱層10を薄くすることにより、発熱効率をさらに向上することができる。   In addition, since the heating element 1 according to the present embodiment is configured to have a rounded shape in which the corners R1 to R3 of the recess 16 forming the cavity 17 have a radius of curvature of 10 μm or more. Stress concentration in the portions R1 to R3 is suppressed, and the mechanical strength can be improved. Moreover, since mechanical strength is high, even if the thickness of the heat storage layer 10 is 2 to 100 μm, it is possible to provide the heating resistor element 1 having sufficient mechanical strength. By making the heat storage layer 10 thinner, the heat generation efficiency can be further improved.

したがって、本実施形態に係るサーマルヘッド2を備えるサーマルプリンタ3によれば、長時間使用されても、発熱抵抗体11からの熱が蓄熱層10や空洞部17に蓄熱され難く、したがって、熱を効率よく使用でき、かつ、空洞部17が熱源となることを防止することができる。その結果、尾引等の現象による印字品質の低下を防止することができる。また、サーマルヘッド2に熱膨張率差によるソリや歪みが発生しないので、サーマルヘッド2と感熱紙6との当たりの変化が発生せず、印字品質の低下を防止することができる。   Therefore, according to the thermal printer 3 including the thermal head 2 according to the present embodiment, even when the thermal printer 3 is used for a long time, the heat from the heating resistor 11 is not easily stored in the heat storage layer 10 or the cavity portion 17. It can be used efficiently, and the cavity 17 can be prevented from becoming a heat source. As a result, it is possible to prevent a decrease in print quality due to a phenomenon such as tailing. Further, since the warp or distortion due to the difference in thermal expansion coefficient does not occur in the thermal head 2, no change in the contact between the thermal head 2 and the thermal paper 6 occurs, and it is possible to prevent deterioration in print quality.

さらに、サーマルヘッド2の機械的強度が高く、長時間にわたって繰り返し押圧力が作用してもサーマルヘッド2を健全な状態に維持することができる。
したがって、長期信頼性を確保した高効率の発熱抵抗素子1、サーマルヘッド2およびサーマルプリンタ3を提供することができる。
Furthermore, the thermal strength of the thermal head 2 is high, and the thermal head 2 can be maintained in a healthy state even when a pressing force is applied repeatedly for a long time.
Therefore, it is possible to provide a highly efficient heating resistor element 1, thermal head 2, and thermal printer 3 that ensure long-term reliability.

また、本実施形態に係る発熱抵抗素子1の製造方法によれば、同一の無アルカリガラスからなる蓄熱層10と絶縁基板9とを無アルカリガラスの徐冷点から軟化点の間の温度に加熱することにより接合するので、接着剤層を必要とせず、接着剤層の材料、接着剤層の形成工程が不要となり、低コストかつ短時間で、簡易に発熱抵抗素子1を製造することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the heating resistor element 1 according to the present embodiment, the heat storage layer 10 and the insulating substrate 9 made of the same alkali-free glass are heated to a temperature between the annealing point and the softening point of the alkali-free glass. Therefore, the adhesive layer is not required, the material of the adhesive layer and the step of forming the adhesive layer are unnecessary, and the heating resistor element 1 can be easily manufactured at low cost and in a short time. .

なお、本実施形態に係る発熱抵抗素子1においては、絶縁基板9および蓄熱層10を同一の無アルカリガラスによって構成したが、これに限定されるものではなく、同一のソーダガラス材料、あるいは、同一のパイレックス(登録商標)ガラス材料により構成してもよい。ソーダガラスの場合には、徐冷点(540℃)〜軟化点(730℃)の間の温度、パイレックス(登録商標)ガラスの場合には、徐冷点(565℃)〜軟化点(820℃)の間の温度に加熱すれば、同様に容易に接合することができる。   In the heating resistor element 1 according to the present embodiment, the insulating substrate 9 and the heat storage layer 10 are made of the same alkali-free glass. However, the invention is not limited to this, and the same soda glass material or the same Pyrex (registered trademark) glass material may be used. In the case of soda glass, the temperature between the annealing point (540 ° C.) and the softening point (730 ° C.), and in the case of Pyrex (registered trademark) glass, the annealing point (565 ° C.) to the softening point (820 ° C.). If it is heated to a temperature between), it can be similarly easily joined.

また、本実施形態においては、絶縁基板9に設けた凹部16を平坦な蓄熱層10によって閉塞することにより、内部に空気を封入した空洞部17を設けたが、これに代えて、図9(a)に示されるように、蓄熱層10に凹部16を設け、平坦な絶縁基板9によって閉塞することにより空洞部17を形成してもよい。また、図9(b)に示されるように、蓄熱層10および絶縁基板9の両方に凹部16を設けて合わせることにより空洞部17を形成してもよい。   Moreover, in this embodiment, the recessed part 16 provided in the insulated substrate 9 was obstruct | occluded with the flat heat storage layer 10, and the cavity part 17 which enclosed air was provided inside, but it replaces with this, FIG. As shown in a), the cavity 17 may be formed by providing the heat storage layer 10 with a recess 16 and closing it with a flat insulating substrate 9. Moreover, as shown in FIG. 9B, the hollow portion 17 may be formed by providing and combining the concave portions 16 in both the heat storage layer 10 and the insulating substrate 9.

いずれの場合においても、蓄熱層10側の空洞部17内表面は滑らかに形成し、絶縁基板9側の空洞部17内表面は表面粗さRa0.2μm以上に形成することが好ましい。これにより、蓄熱層10から空洞部17内の気体層への伝熱を抑制し、気体層から絶縁基板9への伝熱を促進して、空洞部17が熱源となる不都合の発生を未然に防止することができる。
また、蓄熱層10側に凹部16を設ける場合には、蓄熱層10の最も薄い部分の厚さが2μm以上100μm以下であることが好ましい。
In any case, the inner surface of the cavity 17 on the heat storage layer 10 side is preferably formed smoothly, and the inner surface of the cavity 17 on the insulating substrate 9 side is preferably formed with a surface roughness Ra of 0.2 μm or more. As a result, heat transfer from the heat storage layer 10 to the gas layer in the cavity 17 is suppressed, heat transfer from the gas layer to the insulating substrate 9 is promoted, and inconvenience that the cavity 17 becomes a heat source is generated in advance. Can be prevented.
Moreover, when providing the recessed part 16 in the thermal storage layer 10 side, it is preferable that the thickness of the thinnest part of the thermal storage layer 10 is 2 micrometers or more and 100 micrometers or less.

また、絶縁基板9および蓄熱層10の両接合面にそれぞれ凹部16を設けてこれを合わせることにより空洞部17を形成してもよい。
また、空洞部17には、空気に代えて、N2やHe,Ar等の不活性ガスを封入することにしてもよい。これにより、ガスが蓄熱層10を透過して発熱抵抗体11に到達しても、発熱抵抗体11が酸化したり特性劣化したりすることを防止し、信頼性、耐久性を向上することができる。
また、空洞部17を密封し、空洞部17内を大気圧以下に減圧してもよい。これにより、空洞部17による断熱効果を向上することができる。
Alternatively, the hollow portion 17 may be formed by providing the concave portions 16 on both joint surfaces of the insulating substrate 9 and the heat storage layer 10 and combining them.
The hollow portion 17 may be filled with an inert gas such as N 2, He, or Ar instead of air. As a result, even if gas passes through the heat storage layer 10 and reaches the heat generating resistor 11, the heat generating resistor 11 is prevented from being oxidized or deteriorated in characteristics, and reliability and durability can be improved. it can.
Moreover, the cavity part 17 may be sealed and the inside of the cavity part 17 may be depressurized to atmospheric pressure or less. Thereby, the heat insulation effect by the cavity part 17 can be improved.

また、本実施形態においては、空洞部17を、各発熱抵抗体11に対向させて個別に設けることとしたが、これに代えて、図8に示されるように、複数の発熱抵抗体11に対向する共通の凹部16'および空洞部17'を設けることにしてもよい。   Further, in the present embodiment, the cavity portion 17 is individually provided so as to oppose each of the heating resistors 11, but instead, as shown in FIG. You may decide to provide the common recessed part 16 'and cavity part 17' which oppose.

本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタの構成を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a thermal printer according to an embodiment of the present invention. 図1のサーマルプリンタに備えられる本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドを示す正面図である。It is a front view which shows the thermal head which concerns on one Embodiment of this invention with which the thermal printer of FIG. 1 is equipped. 図2のサーマルヘッドに備えられる本発明の一実施形態に係る発熱抵抗素子を示すα−α縦断面図である。FIG. 3 is an α-α longitudinal sectional view showing a heating resistor element according to an embodiment of the present invention provided in the thermal head of FIG. 2. 図3の発熱抵抗素子の空洞部の形状を説明する(a)正面図、(b)a−a縦断面図、(c)b−b縦断面図である。It is (a) front view, (b) aa longitudinal cross-sectional view, (c) bb longitudinal cross-sectional view explaining the shape of the cavity part of the heating resistive element of FIG. 図3の発熱抵抗素子の製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the heating resistive element of FIG. 図1の発熱抵抗素子における空洞部内表面の表面粗さ毎の熱応答特性を示すグラフである。2 is a graph showing thermal response characteristics for each surface roughness of the inner surface of a cavity in the heating resistor element of FIG. 1. 繰り返し発熱後の発熱抵抗素子の温度と空洞部内表面の表面粗さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of the heating resistive element after repeated heat generation, and the surface roughness of the cavity surface. 図2のサーマルヘッドの変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of the thermal head of FIG. 図3の発熱抵抗素子の変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the modification of the heat generating resistive element of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 発熱抵抗素子
2 サーマルヘッド
3 サーマルプリンタ(プリンタ)
9 絶縁基板
9a 接合面
10 蓄熱層
11 発熱抵抗体
16,16' 凹部
17,17' 空洞部
1 Heating resistance element 2 Thermal head 3 Thermal printer (printer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Insulation board | substrate 9a Joint surface 10 Heat storage layer 11 Heating resistor 16, 16 'Concave part 17, 17'

Claims (11)

絶縁基板と、該絶縁基板の表面に接合された蓄熱層と、該蓄熱層上に設けられた発熱抵抗体とを備え、
前記絶縁基板と前記蓄熱層との接合面に、前記発熱抵抗体に対向する領域において、これら絶縁基板または蓄熱層の少なくとも一方に凹部を設けることにより空洞部が形成され、
該空洞部の絶縁基板側の内表面が、表面粗さRa0.2μm以上に処理されている発熱抵抗素子。
An insulating substrate, a heat storage layer bonded to the surface of the insulating substrate, and a heating resistor provided on the heat storage layer,
In the region facing the heat generating resistor on the joint surface between the insulating substrate and the heat storage layer, a cavity is formed by providing a recess in at least one of the insulating substrate or the heat storage layer,
A heating resistance element in which the inner surface of the cavity on the insulating substrate side is processed to have a surface roughness Ra of 0.2 μm or more.
前記空洞部の深さが、1μm以上100μm以下である請求項1に記載の発熱抵抗素子。   The heating resistance element according to claim 1, wherein a depth of the hollow portion is 1 μm or more and 100 μm or less. 前記絶縁基板および前記蓄熱層が無アルカリガラスにより構成されている請求項1または請求項2に記載の発熱抵抗素子。   The heating resistance element according to claim 1 or 2, wherein the insulating substrate and the heat storage layer are made of alkali-free glass. 前記絶縁基板と前記蓄熱層とが、両者の前記接合面を相互に密着させた状態で、徐冷点から軟化点までの間の温度に加熱することにより接合されている請求項1から請求項3のいずれかに記載の発熱抵抗素子。   The said insulated substrate and the said thermal storage layer are joined by heating to the temperature between a slow cooling point and a softening point in the state which mutually contact | adhered the said joint surface of both. 4. The heating resistor element according to any one of 3 above. 前記空洞部が、外部に対して密封され、内部に気体が封入されている請求項1から請求項4のいずれかに記載の発熱抵抗素子。   The heating resistance element according to any one of claims 1 to 4, wherein the hollow portion is sealed with respect to the outside, and gas is sealed inside. 前記気体が、不活性ガスである請求項5に記載の発熱抵抗素子。   The heating resistor element according to claim 5, wherein the gas is an inert gas. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の発熱抵抗素子を備えるサーマルヘッド。   A thermal head comprising the heating resistor element according to any one of claims 1 to 6. 請求項7に記載のサーマルヘッドを備えるプリンタ。   A printer comprising the thermal head according to claim 7. 絶縁基板と蓄熱層との接合面の少なくとも一方に凹部を形成する凹部形成ステップと、
前記絶縁基板および前記蓄熱層の前記接合面を相互に密着させて接合する接合ステップと、
前記蓄熱層上の前記凹部に対向する位置に発熱抵抗体を形成する抵抗体形成ステップとを備え、
前記凹部形成ステップが、前記凹部の前記絶縁基板側の内表面を表面粗さRa0.2μm以上に処理する発熱抵抗素子の製造方法。
A recess forming step for forming a recess in at least one of the joint surfaces of the insulating substrate and the heat storage layer;
A bonding step of bonding the bonding surfaces of the insulating substrate and the heat storage layer to each other and bonding them;
A resistor forming step of forming a heating resistor at a position facing the recess on the heat storage layer;
The method for manufacturing a heating resistor element, wherein the recess forming step treats the inner surface of the recess on the insulating substrate side to a surface roughness Ra of 0.2 μm or more.
前記凹部形成ステップが、サンドブラストにより凹部を形成する請求項9に記載の発熱抵抗素子の製造方法。   The heating resistor element manufacturing method according to claim 9, wherein the recess forming step forms the recess by sandblasting. 前記凹部形成ステップが、金型を利用した高温加圧成形により凹部を形成する請求項9に記載の発熱抵抗素子の製造方法。   The method for manufacturing a heating resistor element according to claim 9, wherein the recess forming step forms the recess by high-temperature pressure molding using a mold.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011126135A (en) * 2009-12-17 2011-06-30 Seiko Instruments Inc Thermal head and printer

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013139095A (en) * 2011-12-28 2013-07-18 Seiko Instruments Inc Thermal head, printer, and method of manufacturing thermal head
CN108248219A (en) * 2016-12-29 2018-07-06 上海新微技术研发中心有限公司 Thermal bubble ink jet print head chip and method of manufacturing the same
CN110139761B (en) * 2017-03-15 2021-08-24 惠普发展公司,有限责任合伙企业 Thermally contacting die
EP3494811B1 (en) * 2017-12-07 2021-03-17 Fontem Holdings 1 B.V. Electronic smoking device with a heating element having a modified surface

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63249664A (en) * 1987-04-06 1988-10-17 Oki Electric Ind Co Ltd Substrate for thermal head and manufacture thereof
JPH08267807A (en) * 1995-03-31 1996-10-15 Kyocera Corp Thermal head
JP2004322450A (en) * 2003-04-24 2004-11-18 Kyocera Corp Thermal head and thermal printer employing it
JP2006035836A (en) * 2004-07-26 2006-02-09 Thermal Printer Institute Inc Thermal print head and its manufacturing method
JP2007083532A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Seiko Instruments Inc Heating resistor element, thermal head, printer, and method for manufacturing heating resistor element

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357271A (en) * 1993-01-19 1994-10-18 Intermec Corporation Thermal printhead with enhanced laterla heat conduction
JP5039940B2 (en) * 2005-10-25 2012-10-03 セイコーインスツル株式会社 Heating resistance element, thermal head, printer, and method of manufacturing heating resistance element
US7843476B2 (en) * 2006-03-17 2010-11-30 Sony Corporation Thermal head and printer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63249664A (en) * 1987-04-06 1988-10-17 Oki Electric Ind Co Ltd Substrate for thermal head and manufacture thereof
JPH08267807A (en) * 1995-03-31 1996-10-15 Kyocera Corp Thermal head
JP2004322450A (en) * 2003-04-24 2004-11-18 Kyocera Corp Thermal head and thermal printer employing it
JP2006035836A (en) * 2004-07-26 2006-02-09 Thermal Printer Institute Inc Thermal print head and its manufacturing method
JP2007083532A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Seiko Instruments Inc Heating resistor element, thermal head, printer, and method for manufacturing heating resistor element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011126135A (en) * 2009-12-17 2011-06-30 Seiko Instruments Inc Thermal head and printer

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