JP2011110752A

JP2011110752A - Thermal head

Info

Publication number: JP2011110752A
Application number: JP2009267473A
Authority: JP
Inventors: Emi Nimiya; 恵美仁宮; Katsuhiko Igarashi; 克彦五十嵐; Hiroshi Yamada; 寛山田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2011-06-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal head having sufficiently excellent adhesion between a common electrode and a glaze layer and a heating resistor. <P>SOLUTION: The thermal head includes: a substrate 7; the glaze layer 3 provided on the substrate 7; the common electrode 4 provided on the glaze layer 3; the heating resistor 1 provided on the common electrode 4 and the glaze layer 3; and lead electrodes 2a, 2b provided on the heating resistor 1. The common electrode 4 includes: a first electrode layer 4a; and a second electrode layer 4b provided on the first electrode layer 4a and having a content of a glass component 11 less than that of the first electrode layer 4a. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、サーマルヘッドに関する。 The present invention relates to a thermal head.

リライトプリンタ、カードプリンタ、ビデオプリンタ、バーコードプリンタ、ラベルプリンタ、ファクシミリ、券売機等の印画装置の感熱記録にサーマルヘッドが用いられている。 Thermal heads are used for thermal recording of printing apparatuses such as rewrite printers, card printers, video printers, barcode printers, label printers, facsimiles, and ticket vending machines.

この種のサーマルヘッドは、印字部分を所定温度まで加熱させることにより、メディアに印字したり、印字された情報を消去したりする。具体的には、サーマルヘッドは、直線的に設けられた単体又は複数の発熱抵抗体に選択的に電位を与えて発熱させ、得られた熱エネルギーによって、反応するメディアに文字や絵を印刷したり、印刷されているものを消去したりする。 This type of thermal head prints on a medium or erases printed information by heating a printing portion to a predetermined temperature. Specifically, a thermal head selectively generates a potential by applying a potential to a linear heating element or a plurality of heating resistors, and prints characters and pictures on the reaction medium using the obtained thermal energy. Or erase what is printed.

特許文献１には、アルミナ等のセラミックス基板上に導電体及び発熱抵抗体がこの順に形成されたサーマルヘッドが開示されている。 Patent Document 1 discloses a thermal head in which a conductor and a heating resistor are formed in this order on a ceramic substrate such as alumina.

また、特許文献１には、サーマルヘッドに備えられる導電体として、ガラス成分を含む銀電極が開示されている。このようなサーマルヘッドにおけるコモン電極やリード電極の形成方法としては、スクリーン印刷法、電解めっき法及びフォトリソグラフィによりパターニングする方法が用いられている。 Patent Document 1 discloses a silver electrode containing a glass component as a conductor provided in a thermal head. As a method for forming the common electrode and the lead electrode in such a thermal head, a screen printing method, an electrolytic plating method, and a patterning method by photolithography are used.

特開平１０−７１７３７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-71737

上述したコモン電極やリード電極の形成方法のうち、コストの点からスクリーン印刷法が好ましい。しかしながら、特許文献１に記載された導電体を用い、スクリーン印刷法によって電極を形成する場合、コモン電極と発熱抵抗体との密着性が十分でなく、コモン電極と発熱抵抗体との間の剥離が生じやすくなることがわかった。 Among the methods for forming the common electrode and the lead electrode described above, the screen printing method is preferable from the viewpoint of cost. However, when an electrode is formed by screen printing using the conductor described in Patent Document 1, the adhesion between the common electrode and the heating resistor is not sufficient, and peeling between the common electrode and the heating resistor is performed. It turned out that it becomes easy to occur.

そこで、本発明は、コモン電極とグレーズ層及び発熱抵抗体との密着性に十分に優れたサーマルヘッドを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a thermal head that is sufficiently excellent in adhesion between the common electrode, the glaze layer, and the heating resistor.

本発明は、基板と、基板の上に設けられたグレーズ層と、グレーズ層の上に設けられたコモン電極と、コモン電極及びグレーズ層の上に設けられた発熱抵抗体と、発熱抵抗体の上に設けられたリード電極と、を備えるサーマルヘッドであって、コモン電極は、第一電極層と、第一電極層の上に設けられ、第一電極層よりもガラス成分の含有量が少ない第二電極層とを有する、サーマルヘッドを提供する。 The present invention relates to a substrate, a glaze layer provided on the substrate, a common electrode provided on the glaze layer, a heating resistor provided on the common electrode and the glaze layer, and a heating resistor. The common electrode is provided on the first electrode layer and the first electrode layer, and has a glass component content smaller than that of the first electrode layer. A thermal head having a second electrode layer is provided.

本発明のサーマルヘッドは、コモン電極が第一電極層と第二電極層の二層から構成されている。第一電極層はグレーズ層上に設けられており、第一電極層に含まれるガラス成分の含有量が第二電極層に含まれるガラス成分の含有量よりも多い。そのため、グレーズ層のガラス成分のうち第一電極層に含まれるガラス成分中の特定成分と同じ成分が、熱拡散等により第一電極層表面に拡散し、Ｂ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２で形成されたガラスの網目構造中に入り込むと考えられる。これによりガラスの網目が拡がり、網目構造が軟らかくなるような反応が生じるため、コモン電極とグレーズ層との密着性が向上すると考えられる。 In the thermal head of the present invention, the common electrode is composed of two layers, a first electrode layer and a second electrode layer. The first electrode layer is provided on the glaze layer, and the content of the glass component contained in the first electrode layer is greater than the content of the glass component contained in the second electrode layer. Therefore, the same component as the specific component in the glass component contained in the first electrode layer among the glass components of the glaze layer diffuses to the surface of the first electrode layer by thermal diffusion or the like, and B ₂ O ₃ , SiO ₂ , Al ₂ It is thought that it enters into the network structure of the glass formed with O ₃ and ZrO ₂ . As a result, the network of the glass spreads and a reaction that softens the network structure occurs, which is considered to improve the adhesion between the common electrode and the glaze layer.

一方、第二電極層は発熱抵抗体の下側に設けられており、かつ第二電極層に含まれるガラス成分の含有量が第一電極層に含まれるガラス成分の含有量よりも少なくなっている。そのため、発熱抵抗体と第二電極層との界面への、第二電極層に由来するガラス成分の析出が抑制されることとなる。したがって、ガラス成分の析出により生じると考えられるコモン電極と発熱抵抗体との間の剥離が抑制され、コモン電極と発熱抵抗体との密着性に優れたサーマルヘッドを得ることができる。なお、本発明の効果が得られる理由は、上述のものに限定されるものではない。 On the other hand, the second electrode layer is provided below the heating resistor, and the content of the glass component contained in the second electrode layer is less than the content of the glass component contained in the first electrode layer. Yes. Therefore, precipitation of the glass component derived from the second electrode layer at the interface between the heating resistor and the second electrode layer is suppressed. Therefore, peeling between the common electrode and the heating resistor, which is considered to be caused by the precipitation of the glass component, is suppressed, and a thermal head having excellent adhesion between the common electrode and the heating resistor can be obtained. The reason why the effect of the present invention is obtained is not limited to the above.

第一電極層におけるガラス成分の含有量は、第一電極層における導電材の全質量を基準として、３〜１０質量％以下であることが好ましく、第二電極層におけるガラス成分の含有量は、第二電極層における導電材の全質量を基準として、３質量％以下であることが好ましい。但し、第一電極層及び第二電極層におけるガラス成分の含有量が、導電材の全質量を基準として、共に３質量％となる場合は除くものとする。 The glass component content in the first electrode layer is preferably 3 to 10% by mass or less based on the total mass of the conductive material in the first electrode layer, and the glass component content in the second electrode layer is It is preferably 3% by mass or less based on the total mass of the conductive material in the second electrode layer. However, the case where the content of the glass component in the first electrode layer and the second electrode layer is 3% by mass based on the total mass of the conductive material is excluded.

第一電極層に含まれるガラス成分の含有量が上記の範囲を下回ると、コモン電極とグレーズ層との十分な密着性が得られ難くなる傾向がある。これは、第一電極層内に十分なガラスの網目構造が形成されないためであると考えられる。一方、第一電極層に含まれるガラス成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、第一電極層に含有されているガラス成分が第二電極層に浸透して、第二電極層と発熱抵抗体との界面にガラス成分が析出される。また、第二電極層に含まれるガラス成分の含有量が上記の範囲を超えると、第二電極層と発熱抵抗体との界面にガラスからなる絶縁層が発生する傾向がある。 If the content of the glass component contained in the first electrode layer is less than the above range, sufficient adhesion between the common electrode and the glaze layer tends to be difficult to obtain. This is presumably because a sufficient glass network structure is not formed in the first electrode layer. On the other hand, when the content of the glass component contained in the first electrode layer exceeds the upper limit of the above range, the glass component contained in the first electrode layer penetrates into the second electrode layer and generates heat with the second electrode layer. A glass component is deposited at the interface with the resistor. Moreover, when content of the glass component contained in a 2nd electrode layer exceeds said range, there exists a tendency for the insulating layer which consists of glass to generate | occur | produce in the interface of a 2nd electrode layer and a heating resistor.

第一電極層の層厚は５〜２５μｍであることが好ましく、第二電極層の層厚は３〜１０μｍであることが好ましい。 The layer thickness of the first electrode layer is preferably 5 to 25 μm, and the layer thickness of the second electrode layer is preferably 3 to 10 μm.

第一電極層の層厚が上記の範囲未満となると、ガラス成分の含有量が少なく、上記同様コモン電極とグレーズ層との密着性が十分に得られない傾向がある。一方上記の範囲を超えると、コモン電極焼成時に体積収縮が起きやすく、グレーズ層及び第二電極層との密着性が十分に得られない傾向がある。上記の範囲を超えると、コモン電極焼成時に体積収縮が起きやすく、発熱抵抗体及び第一電極層との密着性が十分に得られない傾向がある。 When the thickness of the first electrode layer is less than the above range, the glass component content is small, and there is a tendency that the adhesion between the common electrode and the glaze layer cannot be sufficiently obtained as described above. On the other hand, when the above range is exceeded, volume shrinkage tends to occur during firing of the common electrode, and there is a tendency that sufficient adhesion between the glaze layer and the second electrode layer cannot be obtained. When the above range is exceeded, volume shrinkage tends to occur during firing of the common electrode, and the adhesion between the heating resistor and the first electrode layer tends to be insufficient.

本発明によれば、コモン電極が高温にさらされても、コモン電極とグレーズ層及び発熱抵抗体との密着性に十分優れたサーマルヘッドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thermal head that is sufficiently excellent in adhesion between the common electrode, the glaze layer, and the heating resistor even when the common electrode is exposed to a high temperature.

本発明の好適な実施形態に係るサーマルヘッドの上面図である。It is a top view of the thermal head which concerns on suitable embodiment of this invention. 図１のサーマルヘッドのＩＩ−ＩＩ線における模式断面図である。It is a schematic cross section in the II-II line of the thermal head of FIG. 図２の摸式断面図の一部を拡大して示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the schematic cross-sectional view of FIG. 2 in an enlarged manner. 図中（ａ）は、本発明の好適な実施形態に係る、剥離強度測定試験用のサーマルヘッドの上面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）のサーマルヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ線における模式断面図である。In the figure, (a) is a top view of a thermal head for peel strength measurement test according to a preferred embodiment of the present invention, and (b) and (c) are III-III of the thermal head of (a). It is a schematic cross section in a line.

以下、図面を参照しつつ、本発明のサーマルヘッドの好適な実施形態について具体的に
説明する。ただし、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the thermal head of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

図１は、本発明の好適な実施形態に係るサーマルヘッドの上面図である。本実施形態のサーマルヘッド５は、図１に示すように、表面にグレーズ層３が設けられた基板７上に、コの字状に形成されたコモン電極４と、コモン電極４の表面を長手方向（ｘ方向）に連続的に覆う本体部分、及びグレーズ層３の上に、基板７の長手方向（ｘ方向）に等間隔で配列するように設けられ該本体部分に垂直に連結された歯部分を有するくし型形状の発熱抵抗体１と、発熱抵抗体１の歯部分の両端部をそれぞれ覆うリード電極２ａ，２ｂと、を備える。発熱抵抗体１は、具体的には、コモン電極４の表面を長手方向（ｘ方向）に連続的に覆う部分が本体部分（くしの長辺部分）となり、等間隔で配列するように、グレーズ層の上に複数設けられた部分が歯部分となるような形状を有する。等間隔で配列するように設けられた発熱抵抗体１の歯部分の一部は、リード電極２ａ，２ｂの間から露出している。 FIG. 1 is a top view of a thermal head according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the thermal head 5 of the present embodiment has a common electrode 4 formed in a U-shape on a substrate 7 having a glaze layer 3 on the surface, and the surface of the common electrode 4 is elongated. The teeth continuously provided in the direction (x direction) and the glaze layer 3 are arranged on the glaze layer 3 so as to be arranged at equal intervals in the longitudinal direction (x direction) of the substrate 7 and are connected to the body portion vertically. A comb-shaped heating resistor 1 having a portion and lead electrodes 2a and 2b covering both ends of the tooth portion of the heating resistor 1 are provided. Specifically, the heating resistor 1 is a glaze so that the portion continuously covering the surface of the common electrode 4 in the longitudinal direction (x direction) becomes the main body portion (the long side portion of the comb) and is arranged at equal intervals. It has a shape such that a plurality of portions provided on the layer become tooth portions. A part of the tooth portion of the heating resistor 1 provided so as to be arranged at equal intervals is exposed from between the lead electrodes 2a and 2b.

図２は、図１のサーマルヘッド５をＩＩ−ＩＩ線で切断した時の模式断面図である。サーマルヘッド５は、図２に示すような積層構造を有する。この積層構造は、下側から、マウント６、基板７、グレーズ層３がこの順で積層された積層部８を有する。また、積層部８のグレーズ層３の上に、コモン電極４が設けられ、グレーズ層３の一部及びコモン電極４を覆うように、発熱抵抗体１が設けられている。そして、発熱抵抗体１の両端部をそれぞれ覆うようにリード電極２ａ，２ｂが設けられ、このうちリード電極２ａは、コモン電極４上に設けられている。コモン電極４は、グレーズ層３上に、グレーズ層３側から第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂがこの順に積層された積層構造を有する。さらに、保護層９が、リード電極２ａとリード電極２ｂとの間において露出する発熱抵抗体１（１Ｓ）、リード電極２ａ，２ｂを覆うように積層部８上に設けられている。以下、各部材を構成する材料について図２を参照して詳述する。なお、ここで説明するサーマルヘッドは印字用ヘッドとしても、文字消去用ヘッドとしても用いることができる。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the thermal head 5 of FIG. 1 taken along the line II-II. The thermal head 5 has a laminated structure as shown in FIG. This laminated structure has a laminated portion 8 in which the mount 6, the substrate 7, and the glaze layer 3 are laminated in this order from the lower side. Further, the common electrode 4 is provided on the glaze layer 3 of the laminated portion 8, and the heating resistor 1 is provided so as to cover a part of the glaze layer 3 and the common electrode 4. Lead electrodes 2 a and 2 b are provided so as to cover both ends of the heating resistor 1, and the lead electrode 2 a is provided on the common electrode 4. The common electrode 4 has a laminated structure in which a first electrode layer 4a and a second electrode layer 4b are laminated in this order on the glaze layer 3 from the glaze layer 3 side. Further, a protective layer 9 is provided on the laminated portion 8 so as to cover the heating resistor 1 (1S) and the lead electrodes 2a and 2b exposed between the lead electrode 2a and the lead electrode 2b. Hereinafter, the material which comprises each member is explained in full detail with reference to FIG. The thermal head described here can be used as a printing head or a character erasing head.

（基板及びグレーズ層）
基板７は、好ましくはアルミナ基材等の絶縁性を有するセラミックを含有する。基板７の表面には、所定の厚さのグレーズ層３が設けられる。グレーズ層３は、例えば、ガラスを軟化及び焼成させることにより形成され、蓄熱層として機能する。また、基板７は、放熱作用を有するマウント６上に形成されている。マウントの材料としては、熱伝導率の良いアルミニウムが挙げられる。マウント６と基板７とは接続層（図示せず）を介して接続されていてもよい。 (Substrate and glaze layer)
The substrate 7 preferably contains an insulating ceramic such as an alumina base material. A glaze layer 3 having a predetermined thickness is provided on the surface of the substrate 7. The glaze layer 3 is formed by, for example, softening and baking glass, and functions as a heat storage layer. The substrate 7 is formed on a mount 6 having a heat dissipation action. As a material for the mount, aluminum having good thermal conductivity can be cited. The mount 6 and the substrate 7 may be connected via a connection layer (not shown).

（コモン電極及び発熱抵抗体）
グレーズ層３上には、コモン電極４が形成され、グレーズ層３の表面の一部及びコモン電極４を覆うように、積層部８上に発熱抵抗体１が形成されている。コモン電極４は、グレーズ層３上に設けられた第一電極層４ａと、第一電極層４ａと発熱抵抗体１の間に設けられた第二電極層４ｂからなる。コモン電極４は、通常のサーマルヘッドにおいて、補助電極と呼ばれる場合もある。コモン電極４は、後述するリード電極２ａに大電流が流れた際、リード電極２ａにおける電圧降下を抑制する機能を有する。 (Common electrode and heating resistor)
A common electrode 4 is formed on the glaze layer 3, and the heating resistor 1 is formed on the laminated portion 8 so as to cover a part of the surface of the glaze layer 3 and the common electrode 4. The common electrode 4 includes a first electrode layer 4 a provided on the glaze layer 3 and a second electrode layer 4 b provided between the first electrode layer 4 a and the heating resistor 1. The common electrode 4 may be called an auxiliary electrode in a normal thermal head. The common electrode 4 has a function of suppressing a voltage drop in the lead electrode 2a when a large current flows through a lead electrode 2a described later.

第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂは、導電材１０とガラス成分１１とを含む。導電材１０としては、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＡｌから選ばれる少なくとも一種の金属を含むことが好ましく、経済性の観点からＡｇを含むことがより好ましい。また、これら導電材１０の結合剤となるガラス成分１１は、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２又はＢａＯ等から選択される複数の酸化物を適量混合したガラス組成物から得られるものであればよい。なお、ガラス成分１１におけるＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ，Ｓｒ、Ｚｒ、Ｔｉ及びＢａといったガラス成分１１の構成元素は、ＥＰＭＡ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｓｅｒ）やＥＤＳ（ＥｎｅｒｇｙＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅｘ-ｒａｙＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などの元素分析手法により同定することが可能である。 The first electrode layer 4 a and the second electrode layer 4 b include a conductive material 10 and a glass component 11. The conductive material 10 preferably contains at least one metal selected from Ag, Pd, Au, Pt, Ni, Cu, and Al, and more preferably contains Ag from the viewpoint of economy. Moreover, the glass component 11 used as the binder of these conductive materials 10 includes a plurality of oxides selected from B ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , CaO, SrO, ZrO ₂ , TiO ₂ or BaO. What is necessary is just to be obtained from the glass composition which mixed the appropriate quantity. The constituent elements of the glass component 11 such as B, Al, Si, Ca, Sr, Zr, Ti and Ba in the glass component 11 are elemental analysis such as EPMA (Electron Probe MicroAnalyzer) and EDS (Energy Dispersive x-ray Spectroscopy). It can be identified by a technique.

図３は、図２の摸式断面図の一部を拡大して示す拡大断面図である。図３に示すように、図の下側から、基板７、グレーズ層３、第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂ並びに発熱抵抗体１がこの順に積層されている。また、第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂは、それぞれ導電材１０と導電材１０中に分散したガラス成分１１を含有しており、導電材１０の全質量に対するガラス成分１１の含有量は、第一電極層４ａよりも第二電極層４ｂの方が少なくなっている。 FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a part of the vertical sectional view of FIG. 2 in an enlarged manner. As shown in FIG. 3, the substrate 7, the glaze layer 3, the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b, and the heating resistor 1 are laminated in this order from the lower side of the figure. Moreover, the 1st electrode layer 4a and the 2nd electrode layer 4b contain the glass component 11 disperse | distributed in the electrically conductive material 10 and the electrically conductive material 10, respectively, and content of the glass component 11 with respect to the total mass of the electrically conductive material 10 is The second electrode layer 4b is less than the first electrode layer 4a.

第一電極層４ａに含まれるガラス成分１１の含有量は、第二電極層４ｂに含まれるガラス成分１１の含有量よりも多い。第一電極層４ａに含まれるガラス成分１１の含有量は、第一電極層４ａに含まれる導電材１０の全質量を基準として、３〜１０質量％であることが好ましく、４〜９質量％であることがより好ましい。一方、第二電極層４ｂに含まれるガラス成分１１の含有量は、第二電極層４ｂに含まれる導電材１０の全質量を基準として、３質量％以下であることが好ましく、２質量％以下であることがより好ましい。但し、第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂに含まれるガラス成分１１の含有量が、導電材１０の全質量を基準として、共に３質量％となる場合は除くものとする。第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂに含まれるガラス成分１１の含有量が上記の範囲であれば、第一電極層４ａと第二電極層４ｂとの密着性がより向上するだけでなく、コモン電極４とグレーズ層３及び発熱抵抗体１との密着性もより向上させることができる。 Content of the glass component 11 contained in the 1st electrode layer 4a is larger than content of the glass component 11 contained in the 2nd electrode layer 4b. The content of the glass component 11 contained in the first electrode layer 4a is preferably 3 to 10% by mass, based on the total mass of the conductive material 10 contained in the first electrode layer 4a, and preferably 4 to 9% by mass. It is more preferable that On the other hand, the content of the glass component 11 contained in the second electrode layer 4b is preferably 3% by mass or less, preferably 2% by mass or less, based on the total mass of the conductive material 10 contained in the second electrode layer 4b. It is more preferable that However, the case where the content of the glass component 11 contained in the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b is 3% by mass based on the total mass of the conductive material 10 is excluded. If the content of the glass component 11 contained in the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b is in the above range, not only the adhesion between the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b is further improved. In addition, the adhesion between the common electrode 4 and the glaze layer 3 and the heating resistor 1 can be further improved.

第一電極層４ａの層厚は５〜２５μｍであることが好ましく、１４〜２２μｍであることがより好ましい。一方、第二電極層４ｂの層厚は３〜１０μｍであることが好ましく、５〜８μｍであることがより好ましい。第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂの層厚が上記の範囲であれば、密着性をより一層向上できると共に、コモン電極焼成時の体積収縮を抑制できる傾向がある。これにより、第一電極層４ａと第二電極層４ｂとの密着性がより向上するだけでなく、コモン電極４とグレーズ層３及び発熱抵抗体１との密着性もより向上させることができる。 The layer thickness of the first electrode layer 4a is preferably 5 to 25 μm, and more preferably 14 to 22 μm. On the other hand, the layer thickness of the second electrode layer 4b is preferably 3 to 10 μm, and more preferably 5 to 8 μm. If the layer thicknesses of the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b are in the above ranges, the adhesion can be further improved and the volume shrinkage during firing of the common electrode tends to be suppressed. Thereby, not only the adhesiveness of the 1st electrode layer 4a and the 2nd electrode layer 4b improves more, but the adhesiveness of the common electrode 4, the glaze layer 3, and the heating resistor 1 can also be improved more.

また、第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂの層厚の合計（すなわちコモン電極４の層厚）は、８〜３５μｍであることが好ましい。３５μｍを超えると、実際にデバイスとしてサーマルヘッドを用いる際に、印刷用紙搬送用のプラテンローラで送られる印画紙が、コモン電極４による突起部分と接触し、印字傷が発生してしまう可能性をより低減することができる。８μｍ未満のときは、ガラス成分１１の含有量が少なく、コモン電極４とグレーズ層３との密着性が十分に得られない傾向がある。 The total thickness of the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b (that is, the layer thickness of the common electrode 4) is preferably 8 to 35 μm. If the thickness exceeds 35 μm, when the thermal head is actually used as a device, the photographic paper fed by the platen roller for conveying the printing paper may come into contact with the protruding portion by the common electrode 4 to cause a print damage. It can be further reduced. When it is less than 8 μm, the content of the glass component 11 is small, and the adhesion between the common electrode 4 and the glaze layer 3 tends to be insufficient.

第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂは、導電材１０中にガラス成分１１が分散されている構造を有する。具体的には、粒子状の金属（金属粒子）がガラスフリット（フレーク又は粉末状ガラスの欠片）によって結合された構造を有することが好ましい。このようにガラス成分１１は、コモン電極４作製時に融解して、結着性を有することとなり、金属粒子同士を繋ぐ結合剤として作用する。ガラス成分１１は結晶化ガラスであることが好ましい。 The first electrode layer 4 a and the second electrode layer 4 b have a structure in which the glass component 11 is dispersed in the conductive material 10. Specifically, it is preferable to have a structure in which particulate metals (metal particles) are bonded by glass frit (flakes or powder glass fragments). Thus, the glass component 11 melts at the time of preparing the common electrode 4 and has binding properties, and acts as a binder that connects the metal particles. The glass component 11 is preferably crystallized glass.

電極材料のパッキング性を良好にする観点から、導電材１０の原料として金属粒子を用いることが好ましく、金属粒子の平均粒径が０．０１〜１０μｍであることがより好ましい。金属粒子の平均粒径が０．０１μｍ未満の場合、金属粒子同士が凝集してしまう傾向が強く、金属粒子の収縮率が大きくなる傾向にある。その結果、導電材１０の途切れが生じ、導電性が悪くなる傾向がある。また、金属粒子の平均粒径が１０μｍを超えると、導電ペーストの印刷性、分散性が悪くなる傾向がある。その結果、導電ペーストを用いて形成したコモン電極４（第二電極層４ｂ）の表面が粗くなり、発熱抵抗体１との十分優れた密着性が損なわれる傾向にある。 From the viewpoint of improving the packing property of the electrode material, it is preferable to use metal particles as the raw material of the conductive material 10, and it is more preferable that the average particle diameter of the metal particles is 0.01 to 10 μm. When the average particle size of the metal particles is less than 0.01 μm, the metal particles tend to aggregate and the shrinkage rate of the metal particles tends to increase. As a result, the conductive material 10 is interrupted and the conductivity tends to deteriorate. Moreover, when the average particle diameter of the metal particles exceeds 10 μm, the printability and dispersibility of the conductive paste tend to deteriorate. As a result, the surface of the common electrode 4 (second electrode layer 4b) formed using the conductive paste becomes rough, and there is a tendency that sufficiently excellent adhesion with the heating resistor 1 is impaired.

なお、第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂに含まれるガラス成分１１が粒子状（ガラス粒子）の場合、ガラス粒子の粒径は０．１〜３０μｍであることが好ましく、その形状が鱗片状であることがより好ましい。当該形状が鱗片状でない場合にも、ガラス粒子の粒径は０．１〜３０μｍであることが好ましい。 In addition, when the glass component 11 contained in the 1st electrode layer 4a and the 2nd electrode layer 4b is a particulate form (glass particle), it is preferable that the particle size of a glass particle is 0.1-30 micrometers, and the shape is a scale. More preferably. Even when the shape is not scaly, the particle size of the glass particles is preferably 0.1 to 30 μm.

コモン電極４をスクリーン印刷法によって形成する場合、上記導電材１０及びガラス成分１１と、バインダ、分散剤、溶剤等の混合物であるビヒクルとを含む導電ペーストを準備する。ビヒクルとしては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル系樹脂等のバインダ、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、トルエン、シクロヘキサン、メチルエチルケトン等の溶剤、その他分散剤、沈降防止剤、活性剤等から必要に応じて適宜選択される。 When the common electrode 4 is formed by a screen printing method, a conductive paste including the conductive material 10 and the glass component 11 and a vehicle that is a mixture of a binder, a dispersant, a solvent, and the like is prepared. Vehicles require binders such as ethyl cellulose, nitrocellulose, acrylic resins, solvents such as terpineol, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, toluene, cyclohexane, methyl ethyl ketone, other dispersants, anti-settling agents, activators, etc. It is selected as appropriate.

導電ペーストに含まれるビヒクルの含有量は１０〜７０質量％程度であることが好ましい。導電ペーストは、上述の導電材１０とガラス成分１１とを混合し、これに上述のバインダ、溶剤、必要に応じて適宜選択した分散剤、沈降防止剤、活性剤等を混合し、混錬してスラリー化することにより製造することができる。コモン電極４は、上記の導電ペーストを積層部８のグレーズ層３上に所定のパターンを形成し、焼成して得られる。このような所定のパターンを形成する方法としては、スクリーン印刷法や転写法などを用いることができる。なお、パターンの形成は、第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂの厚さに応じて、１回又は複数回繰り返して行ってもよい。 The content of the vehicle contained in the conductive paste is preferably about 10 to 70% by mass. The conductive paste is prepared by mixing the above-described conductive material 10 and the glass component 11, mixing the above-described binder, solvent, a dispersing agent, an anti-settling agent, an activator, and the like appropriately selected as necessary. It can be manufactured by slurrying. The common electrode 4 is obtained by forming a predetermined pattern on the glaze layer 3 of the laminated portion 8 and baking the conductive paste. As a method for forming such a predetermined pattern, a screen printing method, a transfer method, or the like can be used. The pattern may be formed once or a plurality of times depending on the thickness of the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b.

また、コモン電極４の比抵抗値は３μΩｃｍ以下であることが、サーマルヘッド製品特性上好ましい。比抵抗値がこの値より大きいと、コモン電極４長手方向において電圧降下が発生し、発熱抵抗体１が部分的に、十分な熱を発しなくなり、印字が困難になる傾向がある。 Further, the specific resistance value of the common electrode 4 is preferably 3 μΩcm or less in view of the thermal head product characteristics. If the specific resistance value is larger than this value, a voltage drop occurs in the longitudinal direction of the common electrode 4, and the heating resistor 1 partially does not emit sufficient heat, and printing tends to be difficult.

また、発熱抵抗体１としては、例えば、ＴａＳｉＯ_２，ＮｂＳｉＯ_２等いわゆるサーメット系材料の薄膜、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）薄膜、又は酸化ルテニウム薄膜からなる抵抗体が挙げられる。発熱抵抗体１は、真空蒸着、ＣＶＤ（化学気相成長法）、スパッタリング等の薄膜形成技術及びフォトエッチング技術を用いて形成してもよく、スクリーン印刷し焼成する厚膜形成技術を用いて形成してもよい。発熱抵抗体の厚さは、０．０３〜３０μmであることが好ましい。 Further, as the heat-generating resistor 1, for _example, a thin film of TaSiO 2, NbSiO ₂ like the so-called cermet-based material, polysilicon (Poly-Si) thin film, or made of ruthenium oxide thin film resistor and the like. The heating resistor 1 may be formed using a thin film formation technique such as vacuum deposition, CVD (chemical vapor deposition), sputtering, and a photo-etching technique, and is formed using a thick film formation technique that is screen-printed and fired. May be. The thickness of the heating resistor is preferably 0.03 to 30 μm.

（リード電極２ａ、２ｂ）
リード電極２ａは、発熱抵抗体１を介して、コモン電極４と電気的に接続されている。上述したように、リード電極２ａは、リード電極２ａに大電流が流れる際、リード電極２ａにおける電圧降下を防止するために、コモン電極４上に設けられた発熱抵抗体１の一部を覆うように設けられる。一方、リード電極２ａと所定の間隔を有し、発熱抵抗体１の他部を覆うように設けられるリード電極２ｂは、通常のサーマルヘッドにおいて、発熱抵抗体１へ印加する電圧の制御をおこなうためのＩＣチップ（図示せず）と接続される。 (Lead electrodes 2a, 2b)
The lead electrode 2 a is electrically connected to the common electrode 4 through the heating resistor 1. As described above, the lead electrode 2a covers a part of the heating resistor 1 provided on the common electrode 4 in order to prevent a voltage drop in the lead electrode 2a when a large current flows through the lead electrode 2a. Is provided. On the other hand, the lead electrode 2b, which has a predetermined distance from the lead electrode 2a and is provided so as to cover the other part of the heating resistor 1, controls the voltage applied to the heating resistor 1 in a normal thermal head. Connected to an IC chip (not shown).

リード電極２ａ，２ｂは、例えばアルミニウムからなる。リード電極は、スパッタリング等の薄膜形成技術及びフォトエッチング技術により形成される。なお、リード電極２ａ，２ｂの厚さに特に制限はないが、０．０５〜２μｍが好ましい。 The lead electrodes 2a and 2b are made of, for example, aluminum. The lead electrode is formed by a thin film formation technique such as sputtering and a photoetching technique. The thickness of the lead electrodes 2a and 2b is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 2 μm.

（保護層）
サーマルヘッド５は最上層として、厚さ３〜３０μｍ程度の保護層９を有する。保護層９は、発熱抵抗体１、リード電極２ａ，２ｂ及びグレーズ層３等を覆うように成膜されている。保護層９を構成する材料としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯ、ＳｉＢＰ等が挙げられる。これらの保護層は、蒸着法、スパッタリング法、又はプラズマＣＶＤ法等により形成される。 (Protective layer)
The thermal head 5 has a protective layer 9 having a thickness of about 3 to 30 μm as the uppermost layer. The protective layer 9 is formed so as to cover the heating resistor 1, the lead electrodes 2a and 2b, the glaze layer 3, and the like. Examples of the material constituting the protective layer 9 include SiO ₂ , SiON, SiAlO, SiBP, and the like. These protective layers are formed by vapor deposition, sputtering, plasma CVD, or the like.

本実施形態のサーマルヘッド５において、リード電極２ａ，２ｂが接続され電圧が印加されることによって発熱抵抗体１は加熱されることとなり、図２に示すように、保護層９の表面のうち、リード電極２ａ，２ｂに覆われていない発熱抵抗体１の表面１Ｓの真上に位置する部分が、印字ヘッド及び消去ヘッドとして機能する。 In the thermal head 5 of the present embodiment, the heating resistor 1 is heated by connecting the lead electrodes 2a and 2b and applying a voltage. As shown in FIG. Portions located directly above the surface 1S of the heating resistor 1 that are not covered by the lead electrodes 2a and 2b function as a print head and an erase head.

上述したサーマルヘッドは、例えばバーコードラベルプリンタ、券売機用プリンタ、プリペイドカード用プリンタ、ビデオプリンタ等に用いることができる。 The above-described thermal head can be used in, for example, a bar code label printer, a ticket machine printer, a prepaid card printer, a video printer, and the like.

上述した第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂからなるコモン電極４を備える本実施形態のサーマルヘッドによれば、発熱抵抗体形成時及びサーマルヘッド使用時におけるコモン電極とグレーズ層及び発熱抵抗体との剥離を抑制することができ、長寿命なサーマルヘッドを得ることができる。 According to the thermal head of this embodiment including the common electrode 4 including the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b described above, the common electrode, the glaze layer, and the heating resistor when the heating resistor is formed and when the thermal head is used. And a long-life thermal head can be obtained.

次に、具体的な実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, specific examples are shown to describe the present invention in more detail. In addition, this invention is not limited to a following example.

＜実施例１−１〜１−１７、実施例２−１〜２−１７、比較例１−１〜１−２、比較例２−１〜２−２＞
（導電ペースト組成物の調製）
Ａｇ粒子、ガラス粒子、バインダ及び分散剤を混練し、導電ペースト組成物を調製した。Ａｇ粒子の平均粒径は０．５μｍであり、ガラス粒子の平均粒径は２μｍであった。バインダとしては、エチルセルロース系樹脂をテルピネオールに１５質量％溶解させたものを用いた。 <Examples 1-1 to 1-17, Examples 2-1 to 2-17, Comparative Examples 1-1 to 1-2, Comparative Examples 2-1 to 2-2>
(Preparation of conductive paste composition)
Ag particles, glass particles, a binder and a dispersant were kneaded to prepare a conductive paste composition. The average particle diameter of Ag particles was 0.5 μm, and the average particle diameter of glass particles was 2 μm. As the binder, an ethyl cellulose resin in which 15% by mass was dissolved in terpineol was used.

得られた導電ペースト組成物におけるＡｇ粒子の含有量は７０質量％とした。なお、Ａｇ粒子の全質量を基準としたガラス粒子の含有量は、下記表１及び表２に示すとおりであった。なお、表１にはガラス粒子としてＺｎ―Ｓｉ―Ａｌ−Ｔｉ−Ｃａ−Ｂａ系ガラスを用いた場合を、表２にはＳｉ−Ｂａ−Ａｌ−Ｂ−Ｚｒ−Ｃａ−Ｓｒ系ガラスを用いた場合を示す。バインダの配合量は、Ａｇ粒子全体の質量を基準として２０〜４０質量％とした。また、分散剤の配合量は、その濃度が、Ａｇ粒子とガラス粒子との合計質量を基準として１質量％となるようにした Content of Ag particle | grains in the obtained electrically conductive paste composition was 70 mass%. In addition, content of the glass particle on the basis of the total mass of Ag particle | grains was as showing in following Table 1 and Table 2. FIG. Table 1 shows the case where Zn—Si—Al—Ti—Ca—Ba glass is used as the glass particles, and Table 2 shows Si—Ba—Al—B—Zr—Ca—Sr glass. Show the case. The blending amount of the binder was 20 to 40% by mass based on the mass of the entire Ag particles. The blending amount of the dispersant was set to 1% by mass based on the total mass of the Ag particles and the glass particles.

（サーマルヘッドの作製）
図４（ａ）、（ｂ）に示すように表面にグレーズ層３が形成されたアルミナ基板７を準備した。このグレーズ層３上に、上述のようにして調製した導電ペーストをスクリーン印刷法により印刷し、乾燥した後、大気中において７５０〜８５０℃で焼成した。このようにして、グレーズ層３側から、第一電極層４ａ及び第二電極層４ｂがこの順で積層されたコモン電極４を形成した。次いで、コモン電極４の表面及びグレーズ層３の表面に発熱抵抗体１を形成し、さらに発熱抵抗体１の両端部にリード電極２ａ，２ｂを形成し、第一の基盤１５を得た。 (Preparation of thermal head)
As shown in FIGS. 4A and 4B, an alumina substrate 7 having a glaze layer 3 formed on the surface was prepared. On this glaze layer 3, the conductive paste prepared as described above was printed by a screen printing method, dried, and then fired at 750 to 850 ° C. in the atmosphere. Thus, the common electrode 4 in which the first electrode layer 4a and the second electrode layer 4b were laminated in this order from the glaze layer 3 side was formed. Next, the heat generating resistor 1 was formed on the surface of the common electrode 4 and the surface of the glaze layer 3, and the lead electrodes 2 a and 2 b were formed on both ends of the heat generating resistor 1 to obtain the first substrate 15.

図４は、各実施例及び各比較例のサーマルヘッドの構造とその評価方法を模式的に示す説明図である。図４（ａ）は、剥離強度測定試験時のサーマルヘッドの上面図であり、図４（ｂ）は、当該試験の一例に関する図４（ａ）のサーマルヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ線における模式断面図であり、図４（ｃ）は、当該試験のその他の一例に関する図４（ａ）のサーマルヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ線における模式断面図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the structure of the thermal head of each example and each comparative example and its evaluation method. 4A is a top view of the thermal head during the peel strength measurement test, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of the thermal head of FIG. 4A regarding an example of the test. FIG. 4C is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of the thermal head of FIG. 4A regarding another example of the test.

得られた基板１５を用いて、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにして、下記の試験１を行った。また、さらに図４（ｃ）に示すように保護層９を形成し、第２の基板すなわちサーマルヘッド５を得た。得られたサーマルヘッド５について、図４（ａ）、（ｃ）に示すようにして、下記の試験２を行った。 The following test 1 was performed using the obtained substrate 15 as shown in FIGS. Further, as shown in FIG. 4C, a protective layer 9 was formed to obtain a second substrate, that is, the thermal head 5. The obtained thermal head 5 was subjected to the following test 2 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (c).

（試験１）
まず、第１の基板１５に対して、スタッドピンを、図４（ａ）に示すスタッドピン固定部１２に固着した。具体的には、図４（ｂ）に示すように、第１の基板１５に対して垂直となるよう、接着剤を用いてスタッドピン１３をリード電極２ａの表面上に固着した。そして、引っ張り試験機により、スタッドピン１３を図中矢印方向に引っ張り、コモン電極４とグレーズ層３又は発熱抵抗体１との間に剥離が生じたときの荷重を測定した。このようにして測定した剥離強度（Ｎ／ｃｍ^２）の結果を表１及び表２に示す。 (Test 1)
First, with respect to the 1st board | substrate 15, the stud pin was fixed to the stud pin fixing | fixed part 12 shown to Fig.4 (a). Specifically, as shown in FIG. 4B, the stud pin 13 was fixed on the surface of the lead electrode 2a using an adhesive so as to be perpendicular to the first substrate 15. The stud pin 13 was pulled in the direction of the arrow in the drawing by a tensile tester, and the load when peeling occurred between the common electrode 4 and the glaze layer 3 or the heating resistor 1 was measured. The results of peel strength (N / cm ² ) measured in this way are shown in Tables 1 and 2.

（試験２）
さらに、第１の基板１５に保護層９を形成し、サーマルヘッド５を得た後、サーマルヘッド５に対して、試験１と同様に、スタッドピンを図４（ａ）に示すスタッドピン固定部１２に固着した。具体的には、図４（ｃ）に示すように、サーマルヘッド５に対して垂直となるよう、接着剤を用いてスタッドピン１３を保護膜９の表面上に固着した。そして、引っ張り試験機により、スタッドピン１３を図中矢印方向に引っ張り、コモン電極４とグレーズ層３又は発熱抵抗体１との間に剥離が生じたときの荷重を測定した。このようにして測定した剥離強度（Ｎ／ｃｍ^２）の結果を表１及び表２に示す。なお、試験１及び２に用いた上記試験機の引っ張り速度は５ｍｍ／分とした。 (Test 2)
Further, after the protective layer 9 is formed on the first substrate 15 to obtain the thermal head 5, the stud pin is fixed to the thermal head 5 in the same manner as in the test 1, with the stud pin fixing portion shown in FIG. 12 was fixed. Specifically, as shown in FIG. 4C, the stud pin 13 was fixed on the surface of the protective film 9 using an adhesive so as to be perpendicular to the thermal head 5. The stud pin 13 was pulled in the direction of the arrow in the drawing by a tensile tester, and the load when peeling occurred between the common electrode 4 and the glaze layer 3 or the heating resistor 1 was measured. The results of peel strength (N / cm ² ) measured in this way are shown in Tables 1 and 2. The tensile speed of the tester used in Tests 1 and 2 was 5 mm / min.

表１及び表２に示すとおり、各実施例においては、コモン電極４とグレーズ層３及び発熱抵抗体１との間に十分な剥離強度を示すサーマルヘッドが得られた。特に、試験１及び２の両方において、実施例１−１５では１７５Ｎ／ｃｍ^２以上の、実施例２−１５では１６０Ｎ／ｃｍ^２以上の剥離強度を示した。一方、ガラス成分１１の含有量が本発明の範囲から外れている各比較例においては、コモン電極４とグレーズ層３及び発熱抵抗体１との間の剥離強度は、各実施例よりも低かった。比較例１−１及び２−１は、第一電極層に含まれるガラス成分１１の含有量が第二電極層に含まれるガラス成分１１の含有量よりも少なく、剥離強度が最も低かった。また、比較例１−２及び２−２は、第一電極層に含まれるガラス成分１１の含有量と第二電極層に含まれるガラス成分１１の含有量とが同一であるため、剥離強度が低かった。 As shown in Tables 1 and 2, in each Example, a thermal head showing sufficient peel strength between the common electrode 4, the glaze layer 3, and the heating resistor 1 was obtained. In particular, in both tests 1 and 2, of 175 N / cm ² or more in Examples 1-15, showed 160 N / cm ² or more peel strength in Examples 2-15. On the other hand, in each comparative example in which the content of the glass component 11 is out of the scope of the present invention, the peel strength between the common electrode 4 and the glaze layer 3 and the heating resistor 1 was lower than in each example. . In Comparative Examples 1-1 and 2-1, the content of the glass component 11 contained in the first electrode layer was less than the content of the glass component 11 contained in the second electrode layer, and the peel strength was the lowest. Moreover, since Comparative Example 1-2 and 2-2 have the same content of the glass component 11 contained in a 1st electrode layer, and content of the glass component 11 contained in a 2nd electrode layer, peeling strength is the same. It was low.

１…発熱抵抗体、２ａ，２ｂ…リード電極、３…グレーズ層、４…コモン電極、４ａ…第一電極層、４ｂ…第二電極層、５…サーマルヘッド（第２の基板）、６…マウント、７…基板、８…積層部、９…保護層、１０…導電材、１１…ガラス成分、１２…スタッドピン固定部、１３…スタッドピン、１５…第１の基板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heating resistor, 2a, 2b ... Lead electrode, 3 ... Glaze layer, 4 ... Common electrode, 4a ... 1st electrode layer, 4b ... 2nd electrode layer, 5 ... Thermal head (2nd board | substrate), 6 ... Mount: 7 ... Substrate, 8 ... Laminated portion, 9 ... Protective layer, 10 ... Conductive material, 11 ... Glass component, 12 ... Stud pin fixing portion, 13 ... Stud pin, 15 ... First substrate.

Claims

A substrate,
A glaze layer provided on the substrate;
A common electrode provided on the glaze layer;
A heating resistor provided on the common electrode and the glaze layer;
A thermal head comprising a lead electrode provided on the heating resistor,
The common electrode is a thermal head having a first electrode layer and a second electrode layer provided on the first electrode layer and containing less glass component than the first electrode layer.

The content of the glass component in the first electrode layer is 3 to 10% by mass or less based on the total mass of the conductive material in the first electrode layer,
2. The thermal head according to claim 1, wherein the content of the glass component in the second electrode layer is 3% by mass or less based on the total mass of the conductive material in the second electrode layer.

3. The thermal head according to claim 1, wherein the first electrode layer has a thickness of 5 to 25 μm, and the second electrode layer has a thickness of 3 to 10 μm.