JP2009119852A

JP2009119852A - Heating resistor element, manufacturing method for the same, thermal head, and printer

Info

Publication number: JP2009119852A
Application number: JP2008218637A
Authority: JP
Inventors: Keitaro Koroishi; 圭太郎頃石; Noriyoshi Shoji; 法宜東海林; Toshimitsu Morooka; 利光師岡; Norimitsu Sanhongi; 法光三本木; Yoshinori Sato; 義則佐藤
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2009-06-04
Also published as: CN101417544A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability while suppressing occurrence of stress concentration caused by heat or a load, and to realize both a sufficient strength and heating efficiency. 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, wherein 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 concave portion 16 has a curvature radius of 10 μm or more at each corner thereof. 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 hollow portion, a silicon substrate is etched 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 with a temperature of 700 ° C. or less. Bonding by anodic bonding 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.

特開２００７−８３５３２号公報JP 2007-83532 A

しかしながら、異方性エッチングを行うことにより、発熱抵抗体とほぼ同等の大きさの開口部を有し、深さ寸法の深い凹部を形成することができるが、形成される凹部は、鋭く屈曲する角部を有する形状となるため、熱または荷重によって角部に応力集中が発生し、割れやクラックが発生する不都合が考えられる。また、この場合に、シリコン基板に接合されて凹部の開口を閉塞している薄板ガラスも、シリコン基板の凹部の開口部近傍の角部に発生する応力集中によって応力を受けるので、１０μｍ以下の厚さ寸法のものを使用することができず、発熱効率の向上が制限されるという不都合がある。 However, by performing anisotropic etching, it is possible to form a recess having an opening having a size substantially the same as that of the heating resistor and having a deep depth, but the formed recess is sharply bent. Since the shape has corners, stress concentration occurs in the corners due to heat or load, and there is a problem that cracks and cracks occur. Further, in this case, the thin glass that is bonded to the silicon substrate and closes the opening of the recess is also stressed by the stress concentration generated at the corner near the opening of the recess of the silicon substrate, so that the thickness is 10 μm or less. There is an inconvenience that it is not possible to use one having a small size, and the improvement in heat generation efficiency is limited.

一方、等方性エッチングを行う場合には、凹部は、その角部が所定以上の曲率半径を有する形状となる。しかしながら、この場合には、凹部の深さ寸法を凹部の開口部寸法の約１／２にしか設定できず、深い凹部を設けたい場合には、開口部寸法が発熱抵抗体に対して大きくなってしまい、所望の強度が得られないという不都合がある。 On the other hand, when isotropic etching is performed, the concave portion has a shape in which the corner portion has a curvature radius of a predetermined value or more. However, in this case, the depth dimension of the recess can only be set to about ½ of the opening dimension of the recess, and when it is desired to provide a deep recess, the opening dimension becomes larger than the heating resistor. Therefore, there is a disadvantage that a desired strength cannot be obtained.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、熱や荷重による応力集中の発生を抑制して、耐久性を向上することができ、かつ、十分な強度と発熱効率とを両立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, can suppress the occurrence of stress concentration due to heat and load, improve durability, and achieve both sufficient strength and heat generation efficiency. It is an object of the present invention to provide a heating resistor element, a manufacturing method thereof, a thermal head, and a printer.

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、前記凹部が、各角部に１０μｍ以上の曲率半径を有す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 recess provides a heating resistor element having a radius of curvature of 10 μm or more at each corner. To do.

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、凹部が各角部に１０μｍ以上の曲率半径を有することにより、発熱抵抗体が発熱しても、あるいは荷重が作用しても、凹部の各角部に発生する応力集中が抑制され、絶縁基板および蓄熱層が健全な状態に維持される。また、開口部寸法の１／２より大きい深さ寸法の凹部は、従来の等方性エッチングによっては形成することができない。
したがって、本発明によれば、熱や荷重による応力集中の発生を抑制して、耐久性を向上することができ、かつ、十分な強度と発熱効率とを両立することができる。 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 recess has a radius of curvature of 10 μm or more at each corner, even if the heating resistor generates heat or a load is applied, stress concentration generated at each corner of the recess is suppressed. The insulating substrate and the heat storage layer are maintained in a healthy state. Further, a recess having a depth larger than ½ of the size of the opening cannot be formed by conventional isotropic etching.
Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of stress concentration due to heat and load, improve durability, and achieve both sufficient strength and heat generation efficiency.

上記発明においては、前記空洞部の深さが、１μｍ以上１００μｍ以下としてもよい。
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 said invention, the depth of the said cavity part is good also as 1 micrometer or more and 100 micrometers or less.
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、前記蓄熱層の厚さが、２μｍ以上１００μｍ以下としてもよい。
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 thickness of the said thermal storage layer is good also as 2 micrometers or more and 100 micrometers or less.
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。
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, 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.
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、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、内部が大気圧以下に減圧されていてもよい。
このようにすることで、発熱抵抗体の作動による温度変化によっても空洞部内の内圧の変化を抑制することができる。 Moreover, in the said invention, the said cavity part may be sealed with respect to the exterior, and the inside may be pressure-reduced below to atmospheric pressure.
By doing in this way, the change of the internal pressure in a cavity part can be suppressed also by the temperature change by the action | operation of a heating resistor.

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。 The present invention also provides a printer comprising the above 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いずれかの接合面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、各角部に１０μｍ以上の曲率半径を有する凹部を形成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 on any joint surface between the insulating substrate and the heat storage layer, and a bonding step for bonding the insulating substrate and the heat storage layer to each other so as to adhere 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 forms a recess having a curvature radius of 10 μm or more at each corner. An element manufacturing method is provided.

本発明によれば、凹部形成ステップにおいて、各角部に１０μｍ以上の曲率半径を有する凹部を形成するので、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各角部における応力集中を抑制し、かつ、断熱効率を向上した発熱抵抗素子を製造することができる。 According to the present invention, in the recess forming step, a recess having a radius of curvature of 10 μm or more is formed at each corner, and therefore stress at each corner of the cavity formed by joining the insulating substrate and the heat storage layer. A heating resistor element that suppresses concentration and improves heat insulation efficiency can be manufactured.

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、サンドブラストや恒温加圧成形により、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, concave portions that are sufficiently rough compared to the case where each corner has a radius of curvature of 10 μm or more and the inner surface is formed smoothly by etching or the like are easily made by sandblasting or isothermal pressing. 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、熱や荷重による応力集中の発生を抑制して、耐久性を向上することができ、かつ、十分な強度と発熱効率とを両立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 occurrence of stress concentration due to heat and load, improve durability, and achieve both sufficient strength and heat generation efficiency.

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１μｍ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 1 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。また、サンドブラスト加工によれば、凹部１６の深さＤは、いずれの開口部寸法Ｗ，Ｌの１／２よりも大きく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. Moreover, according to the sandblasting, the depth D of the recess 16 can be formed to be larger than ½ of any of the opening dimensions W and L.

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 1 and t 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.

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

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 concave portion has a radius of curvature of 10 μm or more at each corner.

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.

The heating resistance element according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the heat storage layer is 2 µm or more and 100 µm or less.

The heating resistor element according to any one of claims 1 to 3, wherein the insulating substrate and the heat storage layer are made of alkali-free glass.

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. 5. The heating resistor element according to any one of 4 above.

The heating resistance element according to any one of claims 1 to 5, wherein the hollow portion is sealed with respect to the outside, and gas is sealed inside.

The heating resistor element according to claim 6, wherein the gas is an inert gas.

The heating resistance element according to any one of claims 1 to 5, wherein the hollow portion is sealed with respect to the outside, and the inside is decompressed to an atmospheric pressure or lower.

A thermal head comprising the heating resistor element according to claim 1.

A printer comprising the thermal head according to claim 9.

A recessed portion forming step for forming a recessed portion on any joint surface between 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 of manufacturing a heating resistor element, wherein the recess forming step forms a recess having a radius of curvature of 10 μm or more at each corner.

The method for manufacturing a heating resistor element according to claim 11, wherein the recess forming step forms the recess by sandblasting.

The method for manufacturing a heating resistor element according to claim 11, wherein the recess forming step forms the recess by high-temperature pressure molding using a mold.