JP2012030439A - Thermal head and thermal printer including the same - Google Patents

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浩史 舛谷
Yoichi Moto
洋一 元
Koji Ochi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal head capable of preventing peeling of a wear-resistant layer and to provide a thermal printer including the thermal head.SOLUTION: The thermal head X includes: a substrate 7; electrode wiring 17c, 19 formed in pairs on the substrate 7; an electrical resistance body 9 connected to both of the electrode wiring 17c, 19 formed in pairs; and a protective layer 25 formed on the electrode wiring 17c, 19 and the electrical resistance body 9. The protective layer 25 includes: an electrical insulating layer 25A formed on the electrode wiring 17c, 19 and the electrical resistance body 9 and mainly composed of Si; the wear-resistant layer 25B formed on the electrical insulating layer 25A and comprising TaO; and a first adhesion layer 25C interposed between the electrical insulating layer 25A and the wear-resistant layer 25B and comprising SiON.

Description

本発明は、サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタに関する。   The present invention relates to a thermal head and a thermal printer including the same.

従来、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。例えば、特許文献1に記載のサーマルヘッドは、基板と、基板上に形成された抵抗体層と、抵抗体層上に対になって形成された電極配線(導体層)と、抵抗体層および電極配線上に形成された保護層とを備えている。特許文献1には、例えば、抵抗体層および電極配線上にSiNからなる耐酸化層を形成するとともに、この耐酸化層上にTaからなる耐摩耗層を形成し、この耐酸化層および耐摩耗層によって保護層を構成することが記載されている。 Conventionally, various thermal heads have been proposed as printing devices such as facsimiles and video printers. For example, a thermal head described in Patent Document 1 includes a substrate, a resistor layer formed on the substrate, an electrode wiring (conductor layer) formed in pairs on the resistor layer, a resistor layer, And a protective layer formed on the electrode wiring. In Patent Document 1, for example, an oxidation resistant layer made of SiN is formed on the resistor layer and the electrode wiring, and an abrasion resistant layer made of Ta 2 O 5 is formed on the oxidation resistant layer. In addition, it is described that a protective layer is constituted by a wear-resistant layer.

特開昭58−72477号公報Japanese Patent Laid-Open No. 58-72477

特許文献1に記載のサーマルヘッドでは、SiNからなる耐酸化層上にTaからなる耐摩耗層が形成されている。そのため、この耐酸化層と耐摩耗層との熱膨張率の差に起因して、耐摩耗層が耐酸化層から剥離し易いという問題があった。 In the thermal head described in Patent Document 1, a wear-resistant layer made of Ta 2 O 5 is formed on an oxidation-resistant layer made of SiN. Therefore, due to the difference in thermal expansion coefficient between the oxidation resistant layer and the wear resistant layer, there is a problem that the wear resistant layer is easily peeled off from the oxidation resistant layer.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、耐摩耗層の剥離の発生を低減することができるサーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a thermal head that can reduce the occurrence of peeling of the wear-resistant layer and a thermal printer including the thermal head.

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、該基板上に対になって形成された電極配線と、該対になって形成された電極配線の双方に接続された電気抵抗体と、前記電極配線および前記電気抵抗体上に形成された保護層とを備え、前記保護層は、前記電極配線および前記電気抵抗体上に形成され、Siを主成分として構成された電気絶縁層と、前記電気絶縁層上に形成され、Taからなる耐摩耗層と、前記電気絶縁層と前記耐摩耗層との間に介在し、SiONからなる第1密着層とを有することを特徴とする。 A thermal head according to an embodiment of the present invention includes a substrate, electrode wirings formed in pairs on the substrate, and electrical resistors connected to both of the electrode wirings formed in pairs. A protective layer formed on the electrode wiring and the electric resistor, and the protective layer is formed on the electrode wiring and the electric resistor, and an electric insulating layer composed mainly of Si; A wear-resistant layer made of Ta 2 O 5 formed on the electrical insulating layer, and a first adhesion layer made of SiON interposed between the electrical insulating layer and the wear-resistant layer. And

本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドは、前記第1密着層と前記耐摩耗層との間に介在し、SiONとTaとの混合物からなる第2密着層をさらに有していてもよい。 The thermal head according to an embodiment of the present invention further includes a second adhesion layer that is interposed between the first adhesion layer and the wear-resistant layer and is made of a mixture of SiON and Ta 2 O 5. May be.

また、本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドにおいて、前記電気絶縁層は、SiN、SiONまたはSiAlONからなっていてもよい。   In the thermal head according to an embodiment of the present invention, the electrical insulating layer may be made of SiN, SiON, or SiAlON.

本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドと、前記複数の発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記複数の発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えることを特徴とする。   A thermal printer according to an embodiment of the present invention includes the thermal head according to an embodiment of the present invention, a transport mechanism that transports a recording medium onto the plurality of heating units, and a recording medium on the plurality of heating units. And a platen roller that presses.

本発明によれば、耐摩耗層の剥離の発生を低減することが可能なサーマルヘッドおよび
これを備えるサーマルプリンタを提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermal head which can reduce generation | occurrence | production of peeling of an abrasion-resistant layer, and a thermal printer provided with this can be provided.

本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the thermal head of this invention. 図1のサーマルヘッドのII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of the thermal head of FIG. 図2に示す領域Pの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region P shown in FIG. 2. 本発明のサーマルプリンタの一実施形態の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of one Embodiment of the thermal printer of this invention. 図2に示す領域Pにおいて、本発明のサーマルヘッドの変形例を示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a modification of the thermal head of the present invention in a region P shown in FIG. 2. 図2に示す領域Pにおいて、本発明のサーマルヘッドの変形例を示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a modification of the thermal head of the present invention in a region P shown in FIG. 2. 図2に示す領域Pにおいて、本発明のサーマルヘッドの変形例を示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a modification of the thermal head of the present invention in a region P shown in FIG. 2.

以下、本発明のサーマルヘッドの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1および図2に示すように、本実施形態のサーマルヘッドXは、放熱体1と、放熱体1上に配置されたヘッド基体3と、ヘッド基体3に接続されたフレキシブルプリント配線板5(以下、FPC5という)とを備えている。なお、図1では、FPC5の図示を省略し、FPC5が配置される領域を二点鎖線で示す。   Hereinafter, an embodiment of a thermal head of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the thermal head X of the present embodiment includes a radiator 1, a head substrate 3 disposed on the radiator 1, and a flexible printed wiring board 5 ( Hereinafter referred to as FPC5). In FIG. 1, illustration of the FPC 5 is omitted, and a region where the FPC 5 is arranged is indicated by a two-dot chain line.

放熱体1は、板状に形成されており、平面視で長方形状を有している。この放熱体1は、例えば、銅またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、後述するようにヘッド基体3の発熱部9で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱の一部を放熱する機能を有している。また、放熱体1の上面には、両面テープや接着剤等(不図示)によってヘッド基体3が接着されている。   The radiator 1 is formed in a plate shape and has a rectangular shape in plan view. The radiator 1 is made of, for example, a metal material such as copper or aluminum, and radiates a part of the heat generated in the heat generating portion 9 of the head base 3 that does not contribute to printing as will be described later. It has a function. The head base 3 is bonded to the upper surface of the radiator 1 by a double-sided tape, an adhesive, or the like (not shown).

ヘッド基体3は、平面視で長方形状の基板7と、基板7上に設けられ、基板7の長手方向に沿って配列された複数(図示例では24個)の発熱部9と、発熱部9の配列方向に沿って基板7上に並べて配置された複数(図示例では3個)の駆動IC11とを備えている。   The head base 3 has a rectangular substrate 7 in plan view, a plurality of (24 in the illustrated example) heating units 9 provided on the substrate 7 and arranged along the longitudinal direction of the substrate 7, and the heating unit 9. And a plurality (three in the illustrated example) of driving ICs 11 arranged side by side on the substrate 7 along the arrangement direction.

基板7は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料や単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。   The substrate 7 is made of an electrically insulating material such as alumina ceramic, a semiconductor material such as single crystal silicon, or the like.

基板7の上面には、蓄熱層13が形成されている。この蓄熱層13は、基板7の上面全体に形成された下地部13aと、複数の発熱部9の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状の隆起部13bとを有している。この隆起部13bは、印画する記録媒体を、発熱部9上に形成された後述する保護層25に良好に押し当てるように作用する。   A heat storage layer 13 is formed on the upper surface of the substrate 7. The heat storage layer 13 includes a base portion 13a formed on the entire top surface of the substrate 7, and a raised portion 13b extending in a strip shape along the arrangement direction of the plurality of heat generating portions 9 and having a substantially semi-elliptical cross section. Yes. The raised portions 13b act so as to favorably press the recording medium to be printed against a protective layer 25 described later formed on the heat generating portion 9.

また、蓄熱層13は、例えば、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部9で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部9の温度を上昇させるのに要する時間を短くし、サーマルヘッドXの熱応答特性を高めるように作用する。この蓄熱層13は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板7の上面に塗布し、これを高温で焼成することで形成される。   In addition, the heat storage layer 13 is made of, for example, glass having low thermal conductivity, and temporarily accumulates part of the heat generated in the heat generating part 9 to increase the temperature of the heat generating part 9. The time required is shortened and the thermal response characteristic of the thermal head X is enhanced. The heat storage layer 13 is formed, for example, by applying a predetermined glass paste obtained by mixing a glass powder with an appropriate organic solvent onto the upper surface of the substrate 7 by screen printing or the like, and baking it at a high temperature. Is done.

図2に示すように、蓄熱層13の上面には、電気抵抗層15が設けられている。この電気抵抗層15は、蓄熱層13と、後述する共通電極配線17、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21との間に介在し、図1に示すように、平面視において、これらの
共通電極配線17、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21と同形状の領域(以下、介在領域という)と、共通電極配線17と個別電極配線19との間から露出した複数(図示例では24箇所)の領域(以下、露出領域という)とを有している。なお、図1では、この電気抵抗層15の介在領域は、共通電極配線17、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21で隠れている。
As shown in FIG. 2, an electrical resistance layer 15 is provided on the upper surface of the heat storage layer 13. The electrical resistance layer 15 is interposed between the heat storage layer 13 and a common electrode wiring 17, an individual electrode wiring 19, and an IC-FPC connection wiring 21 which will be described later. As shown in FIG. A region (hereinafter referred to as an intervening region) having the same shape as the common electrode wiring 17, the individual electrode wiring 19, and the IC-FPC connection wiring 21, and a plurality of (in the illustrated example, exposed from between the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19). 24 areas) (hereinafter referred to as exposed areas). In FIG. 1, the intervening region of the electric resistance layer 15 is hidden by the common electrode wiring 17, the individual electrode wiring 19, and the IC-FPC connection wiring 21.

電気抵抗層15の各露出領域は、上記の発熱部9を形成している。そして、この複数の露出領域(発熱部9)が、図1に示すように、蓄熱層13の隆起部13b上に列状に配置されている。複数の発熱部9は、説明の便宜上、図1で簡略化して記載しているが、例えば、600dpi〜2400dpi(dot per inch)等の密度で配置される。なお、本実施形態では、発熱部9が、本発明における電気抵抗体に相当する。   Each exposed region of the electrical resistance layer 15 forms the heat generating portion 9 described above. The plurality of exposed regions (heat generating portions 9) are arranged in a row on the raised portion 13b of the heat storage layer 13 as shown in FIG. The plurality of heat generating portions 9 are illustrated in a simplified manner in FIG. 1 for convenience of explanation, but are arranged at a density of 600 dpi to 2400 dpi (dot per inch), for example. In the present embodiment, the heat generating portion 9 corresponds to the electrical resistor in the present invention.

電気抵抗層15は、例えば、TaN系、TaSiO系、TaSiNO系、TiSiO系、TiSiCO系またはNbSiO系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、後述する共通電極配線17と個別電極配線19との間に電圧が印加され、発熱部9に電流が供給されたときに、ジュール発熱によって発熱部9が発熱する。   The electric resistance layer 15 is made of a material having a relatively high electric resistance, such as TaN, TaSiO, TaSiNO, TiSiO, TiSiCO, or NbSiO. Therefore, when a voltage is applied between the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19 which will be described later and a current is supplied to the heat generating portion 9, the heat generating portion 9 generates heat due to Joule heat generation.

図1および図2に示すように、電気抵抗層15の上面(より詳細には、上記の介在領域の上面)には、共通電極配線17、複数の個別電極配線19および複数のIC−FPC接続配線21が設けられている。これらの共通電極配線17、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the common electrode wiring 17, the plurality of individual electrode wirings 19, and the plurality of IC-FPC connections are provided on the upper surface of the electric resistance layer 15 (more specifically, the upper surface of the intervening region). A wiring 21 is provided. The common electrode wiring 17, the individual electrode wiring 19, and the IC-FPC connection wiring 21 are formed of a conductive material. For example, any one metal of aluminum, gold, silver, and copper, or these It is made of an alloy.

共通電極配線17は、複数の発熱部9とFPC5とを接続するためのものである。図1に示すように、この共通電極配線17は、基板7の一方の長辺(図示例では左側の長辺)に沿って延びる主配線部17aと、基板7の一方および他方の短辺のそれぞれに沿って延び、一端部(図示例では左側の端部)が主配線部17aに接続された2つの副配線部17bと、主配線部17aから各発熱部9に向かって個別に延び、先端部(図示例では右側の端部)が各発熱部9に接続された複数(図示例では24個)のリード部17cとを有している。そして、この共通電極配線17は、副配線部17bの他端部(図1では右側の端部)がFPC5に接続されることにより、FPC5と各発熱部9との間を電気的に接続している。   The common electrode wiring 17 is for connecting the plurality of heat generating portions 9 and the FPC 5. As shown in FIG. 1, the common electrode wiring 17 includes a main wiring portion 17 a extending along one long side (the left long side in the illustrated example) of the substrate 7, and one and the other short sides of the substrate 7. Extending along each of the two sub-wiring portions 17b whose one end (the left-hand end in the illustrated example) is connected to the main wiring portion 17a, and individually extending from the main wiring portion 17a toward each heat generating portion 9, The front end portion (right end portion in the illustrated example) has a plurality of (24 in the illustrated example) lead portions 17 c connected to the heat generating portions 9. And this common electrode wiring 17 electrically connects between FPC5 and each heat-emitting part 9 by connecting the other end part (right side edge part in FIG. 1) of subwiring part 17b to FPC5. ing.

複数の個別電極配線19は、各発熱部9と駆動IC11とを接続するためのものである。図1および図2に示すように、各個別電極配線19は、一端部(図示例では左側の端部)が発熱部9に接続され、他端部(図示例では右側の端部)が駆動IC11の配置領域に配置されるように、各発熱部9から駆動IC11の配置領域に向かって個別に帯状に延びている。そして、各個別電極配線19の他端部が駆動IC11に接続されることにより、各発熱部9と駆動IC11との間が電気的に接続されている。より詳細には、個別電極配線19は、複数の発熱部9を複数(図示例では3つ)の群に分け、各群の発熱部9を、各群に対応して設けられた駆動IC11に電気的に接続している。   The plurality of individual electrode wirings 19 are for connecting each heat generating part 9 and the drive IC 11. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, each individual electrode wiring 19 has one end (left end in the illustrated example) connected to the heat generating unit 9 and the other end (right end in the illustrated) is driven. In order to be arranged in the arrangement area of the ICs 11, the heating parts 9 individually extend in a band shape toward the arrangement area of the driving ICs 11. Then, the other end portion of each individual electrode wiring 19 is connected to the drive IC 11, whereby the heat generating portions 9 and the drive IC 11 are electrically connected. More specifically, the individual electrode wiring 19 divides a plurality of heat generating portions 9 into a plurality of groups (three in the illustrated example), and the heat generating portions 9 of each group are connected to a drive IC 11 provided corresponding to each group. Electrically connected.

なお、本実施形態では、上記のように共通電極配線17のリード部17cと個別電極配線19とが発熱部9に接続されており、このリード部17cと個別電極配線19とが対向して配置されている。本実施形態では、このようにして、発熱部9(電気抵抗体)に接続される電極配線が対になって形成されている。つまり、本実施形態では、リード部17cと個別電極配線19とによって、本発明における対になって形成された電極配線を構成している。   In the present embodiment, the lead portion 17c of the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19 are connected to the heat generating portion 9 as described above, and the lead portion 17c and the individual electrode wiring 19 are arranged to face each other. Has been. In the present embodiment, the electrode wirings connected to the heat generating portion 9 (electrical resistor) are thus formed in pairs. That is, in the present embodiment, the lead portion 17c and the individual electrode wiring 19 constitute an electrode wiring formed as a pair in the present invention.

複数のIC−FPC接続配線21は、駆動IC11とFPC5とを接続するためのものである。図1および図2に示すように、各IC−FPC接続配線21は、一端部(図示例では左側の端部)が駆動IC11の配置領域に配置され、他端部(図示例では右側の端部)が基板7の他方の長辺(図示例では右側の長辺)の近傍に配置されるように、帯状に延びている。そして、この複数のIC−FPC接続配線21は、一端部が駆動IC11に接続されるとともに、他端部がFPC5に接続されることにより、駆動IC11とFPC5との間を電気的に接続している。   The plurality of IC-FPC connection wirings 21 are for connecting the driving IC 11 and the FPC 5. As shown in FIGS. 1 and 2, each IC-FPC connection wiring 21 has one end portion (left end portion in the illustrated example) disposed in a region where the drive IC 11 is disposed, and the other end portion (right end portion in the illustrated example). Part) extends in a strip shape so as to be arranged in the vicinity of the other long side of the substrate 7 (the long side on the right side in the illustrated example). The plurality of IC-FPC connection wires 21 are electrically connected between the drive IC 11 and the FPC 5 by connecting one end to the drive IC 11 and the other end to the FPC 5. Yes.

より詳細には、各駆動IC11に接続された複数のIC−FPC接続配線21は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。具体的には、この複数のIC−FPC接続配線21は、例えば、駆動IC11を動作させるための電源電流を供給するためのIC電源配線と、駆動IC11およびこの駆動IC11に接続された個別電極配線19をグランド電位(例えば0V〜1V)に保持するためのグランド電極配線と、後述する駆動IC11内のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動IC11を動作させるための電気信号を供給するためのIC制御配線とで構成されている。   More specifically, the plurality of IC-FPC connection wirings 21 connected to each driving IC 11 are configured by a plurality of wirings having different functions. Specifically, the plurality of IC-FPC connection wirings 21 include, for example, an IC power supply wiring for supplying a power supply current for operating the driving IC 11, a driving IC 11, and an individual electrode wiring connected to the driving IC 11. A ground electrode wiring for holding 19 at a ground potential (for example, 0 V to 1 V) and an electric signal for operating the driving IC 11 so as to control an on / off state of a switching element in the driving IC 11 to be described later are supplied. IC control wiring for this purpose.

駆動IC11は、図1および図2に示すように、複数の発熱部9の各群に対応して配置されているとともに、個別電極配線19の他端部(図示例では右側の端部)とIC−FPC接続配線21の一端部(図示例では左側の端部)とに接続されている。この駆動IC11は、各発熱部9の通電状態を制御するためのものであり、内部に複数のスイッチング素子を有しており、各スイッチング素子がオン状態のときに通電状態となり、各スイッチング素子がオフ状態のときに不通電状態となる公知のものを用いることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the drive IC 11 is disposed corresponding to each group of the plurality of heat generating portions 9, and the other end portion (right end portion in the illustrated example) of the individual electrode wiring 19. It is connected to one end portion (left end portion in the illustrated example) of the IC-FPC connection wiring 21. This drive IC 11 is for controlling the energization state of each heat generating part 9, and has a plurality of switching elements inside, and is energized when each switching element is in an on state. A well-known thing which becomes a non-energized state in an OFF state can be used.

各駆動IC11は、各駆動IC11に接続された各個別電極配線19に対応するように、内部に複数のスイッチング素子(不図示)が設けられている。そして、図2に示すように、各駆動IC11は、各スイッチング素子(不図示)に接続された一方(図示例では左側)の接続端子11a(以下、第1接続端子11aという)が個別電極配線19に接続されており、この各スイッチング素子に接続されている他方(図示例では右側)の接続端子11b(以下、第2接続端子11b)がIC−FPC接続配線21の上記のグランド電極配線に接続されている。これにより、駆動IC11の各スイッチング素子がオン状態のときに、各スイッチング素子に接続された個別電極配線19とIC−FPC接続配線21のグランド電極配線とが電気的に接続される。   Each drive IC 11 is provided with a plurality of switching elements (not shown) therein so as to correspond to each individual electrode wiring 19 connected to each drive IC 11. As shown in FIG. 2, each drive IC 11 has one connection terminal 11a (hereinafter referred to as the first connection terminal 11a) connected to each switching element (not shown) as an individual electrode wiring. 19 and the other connection terminal 11b (hereinafter, the second connection terminal 11b) connected to each switching element is connected to the ground electrode wiring of the IC-FPC connection wiring 21. It is connected. Thereby, when each switching element of the drive IC 11 is in the ON state, the individual electrode wiring 19 connected to each switching element and the ground electrode wiring of the IC-FPC connection wiring 21 are electrically connected.

上記の電気抵抗層15、共通電極配線17、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層13上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、この積層体を従来周知のフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。なお、共通電極配線17、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21は、同じ工程によって同時に形成することができる。   The electric resistance layer 15, the common electrode wiring 17, the individual electrode wiring 19 and the IC-FPC connection wiring 21 are formed by, for example, a conventionally well-known thin film forming method such as a sputtering method on the heat storage layer 13. After sequentially laminating by a technique, this laminate is formed by processing it into a predetermined pattern using a conventionally known photoetching or the like. The common electrode wiring 17, the individual electrode wiring 19, and the IC-FPC connection wiring 21 can be simultaneously formed by the same process.

図1および図2に示すように、基板7の上面に形成された蓄熱層13上には、発熱部9、共通電極配線17の一部および個別電極配線19の一部を被覆する保護層25が形成されている。なお、図1では、説明の便宜上、保護層25の形成領域を一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。図示例では、この保護層25は、蓄熱層13の上面の左側の領域を覆うように設けられている。これにより、発熱部9、共通電極配線17の主配線部17a、副配線部17bの一部(左側の領域)、リード部17cおよび個別電極配線19上に、第1保護膜25が形成されている。なお、本実施形態では、保護層25が、本発明における保護層に相当する。   As shown in FIGS. 1 and 2, on the heat storage layer 13 formed on the upper surface of the substrate 7, a protective layer 25 covering the heat generating portion 9, a part of the common electrode wiring 17 and a part of the individual electrode wiring 19. Is formed. In FIG. 1, for convenience of explanation, the formation region of the protective layer 25 is indicated by a one-dot chain line, and illustration of these is omitted. In the illustrated example, the protective layer 25 is provided so as to cover the left region of the upper surface of the heat storage layer 13. As a result, the first protective film 25 is formed on the heat generating portion 9, the main wiring portion 17 a of the common electrode wiring 17, a part of the sub wiring portion 17 b (left region), the lead portion 17 c and the individual electrode wiring 19. Yes. In the present embodiment, the protective layer 25 corresponds to the protective layer in the present invention.

保護層25は、発熱部9、共通電極配線17および個別電極配線19の被覆した領域を
、大気中に含まれている水分等の付着による腐食や、印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。
The protective layer 25 protects the area covered with the heat generating portion 9, the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19 from corrosion due to adhesion of moisture or the like contained in the atmosphere and wear due to contact with the recording medium to be printed. Is to do.

より詳細には、保護層25は、図3に示すように、発熱部9、共通電極配線17および個別電極配線19上に形成された電気絶縁層25Aと、電気絶縁層25A上に形成された第1密着層25Bと、第1密着層25B上に形成された耐摩耗層25Cとを備えている。   More specifically, as shown in FIG. 3, the protective layer 25 is formed on the electrical insulating layer 25 </ b> A formed on the heat generating portion 9, the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19, and on the electrical insulating layer 25 </ b> A. A first adhesion layer 25B and an abrasion-resistant layer 25C formed on the first adhesion layer 25B are provided.

電気絶縁層25Aは、Siを主成分として構成されており、電気絶縁性を有している。電気絶縁層は、図3に示すように共通電極配線17および個別電極配線19の双方に接触しているが、このように電気絶縁性を有していることにより、共通電極配線17と個別電極配線19との短絡を防止している。この電気絶縁層25Aは、例えば、SiN、SiONまたはSiAlON等で形成することができる。電気絶縁層25Aの厚さは、例えば、2μm〜12μmとされている。   The electrical insulating layer 25A is composed mainly of Si and has electrical insulation. As shown in FIG. 3, the electrical insulating layer is in contact with both the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19, but by having such an electrical insulation property, the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring A short circuit with the wiring 19 is prevented. The electrical insulating layer 25A can be formed of, for example, SiN, SiON, SiAlON, or the like. The thickness of the electrical insulating layer 25A is, for example, 2 μm to 12 μm.

保護層25の最上層に位置する耐摩耗層25Cは、Taで形成されている。耐摩耗層25Cの厚さは、例えば、1μm〜5μmとされている。 The wear-resistant layer 25C located at the uppermost layer of the protective layer 25 is made of Ta 2 O 5 . The thickness of the wear resistant layer 25C is, for example, 1 μm to 5 μm.

第1密着層25Bは、電気絶縁層25Aと耐摩耗層25Cとの間に介在しており、SiONで形成されている。第1密着層25Bの厚さは、例えば、0.1μm〜0.5μmとされている。   The first adhesion layer 25B is interposed between the electrical insulating layer 25A and the wear resistant layer 25C, and is formed of SiON. The thickness of the first adhesion layer 25B is, for example, 0.1 μm to 0.5 μm.

上記の電気絶縁層25A、第1密着層25Bおよび耐摩耗層25Cを有する保護層25は、例えば、次のようにして形成することができる。   The protective layer 25 having the electrical insulating layer 25A, the first adhesion layer 25B, and the wear-resistant layer 25C can be formed as follows, for example.

まず、発熱部9、共通電極配線17および個別電極配線19上に電気絶縁層25Aを形成する。具体的には、Siを主成分とする焼結体等をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行い、Siを主成分として構成された電気絶縁層25Aを形成する。このとき、電気絶縁層25AをSiNで形成する場合は、例えば、SiNの焼結体をスパッタリングターゲットとすることができる。また、電気絶縁層25AをSiONで形成する場合は、例えば、SiNとSiOとが50:50の混合比で混合された焼結体をスパッタリングターゲットとすることができる。また、電気絶縁層25Aをサイアロンで形成する場合は、一般式Si6−ZAL8−Zで例えばZ=1のSi5ALON7の焼結体をスパッタリングターゲットとすることができる。 First, the electrical insulating layer 25 </ b> A is formed on the heat generating portion 9, the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19. Specifically, sputtering is performed using a sintered body or the like containing Si as a main component as a sputtering target to form an electrical insulating layer 25A configured with Si as a main component. At this time, when the electrical insulating layer 25A is formed of SiN, for example, a sintered body of SiN can be used as a sputtering target. When the electrical insulating layer 25A is formed of SiON, for example, a sintered body in which SiN and SiO 2 are mixed at a mixing ratio of 50:50 can be used as a sputtering target. In the case of forming an electrically insulating layer 25A in sialon can sintered body of the general formula Si 6-Z AL Z O Z N 8-Z , for example, Z = 1 for Si 5 ALON 7 to be a sputtering target .

次に、電気絶縁層25A上に第1密着層25Bを形成する。具体的には、例えば、SiNとSiOとが50:50の混合比で混合された焼結体をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行い、SiONからなる第1密着層25Bを形成する。 Next, a first adhesion layer 25B is formed on the electrical insulating layer 25A. Specifically, for example, sputtering is performed using a sintered body in which SiN and SiO 2 are mixed at a mixing ratio of 50:50 as a sputtering target to form the first adhesion layer 25B made of SiON.

次に、第1密着層25B上に耐摩耗層25Cを形成する。具体的には、例えば、Taの焼結体をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行い、Taからなる耐摩耗層25Cを形成する。 Next, the wear resistant layer 25C is formed on the first adhesion layer 25B. Specifically, for example, a sintered body of Ta 2 O 5 performs sputtering as the sputtering target, to form a wear-resistant layer 25C made of Ta 2 O 5.

以上のようにして、電気絶縁層25A、第1密着層25Bおよび耐摩耗層25Cを有する保護層25を形成することができる。なお、各層を形成する際に行うスパッタリングは、例えば、公知の高周波スパッタリングやバイアススパッタリングを適宜用いることができる。   As described above, the protective layer 25 having the electrical insulating layer 25A, the first adhesion layer 25B, and the wear-resistant layer 25C can be formed. In addition, the sputtering performed when forming each layer can use well-known high frequency sputtering and bias sputtering suitably, for example.

また、図1および図2に示すように、基板7の上面に形成された蓄熱層13上には、共通電極配線17、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21を部分的に被覆する被覆層27が設けられている。なお、図1では、説明の便宜上、被覆層27の形成領域を
一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。図示例では、この被覆層27は、蓄熱層13の上面の保護層25よりも右側の領域を部分的に覆うように設けられている。被覆層27は、共通電極配線17、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21の被覆した領域を、大気との接触による酸化や、大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。なお、被覆層27は、共通電極配線17および個別電極配線19の保護をより確実にするため、図2に示すように保護層25の端部に重なるようにして形成されている。被覆層27は、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料で形成することができる。また、この被覆層27は、例えば、スクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a coating that partially covers the common electrode wiring 17, the individual electrode wiring 19, and the IC-FPC connection wiring 21 on the heat storage layer 13 formed on the upper surface of the substrate 7. A layer 27 is provided. In FIG. 1, for convenience of explanation, the formation region of the coating layer 27 is indicated by a one-dot chain line, and illustration thereof is omitted. In the illustrated example, the coating layer 27 is provided so as to partially cover a region on the right side of the protective layer 25 on the upper surface of the heat storage layer 13. The coating layer 27 protects the region covered with the common electrode wiring 17, the individual electrode wiring 19, and the IC-FPC connection wiring 21 from oxidation due to contact with the atmosphere and corrosion due to adhesion of moisture contained in the atmosphere. Is to do. The covering layer 27 is formed so as to overlap the end portion of the protective layer 25 as shown in FIG. 2 in order to ensure the protection of the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19. The covering layer 27 can be formed of a resin material such as an epoxy resin or a polyimide resin, for example. The covering layer 27 can be formed using a thick film forming technique such as a screen printing method.

なお、図1および図2に示すように、後述するFPC5を接続する共通電極配線17の副配線部17bおよびIC−FPC接続配線21の端部は、被覆層27から露出しており、後述するようにFPC5が接続されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the sub-wiring portion 17b of the common electrode wiring 17 for connecting the FPC 5 described later and the end of the IC-FPC connecting wiring 21 are exposed from the covering layer 27, which will be described later. Thus, the FPC 5 is connected.

また、被覆層27には、駆動IC11を接続する個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21の端部を露出させるための開口部27a(図2参照)が形成されており、この開口部27aを介してこれらの配線が駆動IC11に接続されている。また、駆動IC11は、個別電極配線19およびIC−FPC接続配線21に接続された状態で、駆動IC11自体の保護、および駆動IC11とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材29によって被覆されることで封止されている。   Further, an opening 27a (see FIG. 2) for exposing the end portions of the individual electrode wiring 19 and the IC-FPC connection wiring 21 for connecting the driving IC 11 is formed in the coating layer 27, and this opening 27a. These wirings are connected to the driving IC 11 via the. In addition, the drive IC 11 is connected to the individual electrode wiring 19 and the IC-FPC connection wiring 21 to protect the drive IC 11 itself and to protect the connection portion between the drive IC 11 and these wirings. It is sealed by being covered with a covering member 29 made of resin such as resin.

FPC5は、図1および図2に示すように、基板7の長手方向に沿って延びており、上記のように共通電極配線17の副配線部17bおよび各IC−FPC接続配線21に接続されている。このFPC5は、絶縁性の樹脂層の内部に複数のプリント配線が配線された周知のものであり、各プリント配線がコネクタ31を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されるようになっている。このようなプリント配線は、一般に、例えば、銅箔等の金属箔、薄膜成形技術によって形成された導電性薄膜、または厚膜印刷技術によって形成された導電性厚膜によって形成されている。また、金属箔や導電性薄膜等によって形成されるプリント配線は、例えば、これらをフォトエッチング等により部分的にエッチングすることによってパターニングされている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the FPC 5 extends along the longitudinal direction of the substrate 7 and is connected to the sub-wiring portion 17b of the common electrode wiring 17 and each IC-FPC connection wiring 21 as described above. Yes. This FPC 5 is a well-known one in which a plurality of printed wirings are wired inside an insulating resin layer, and each printed wiring is electrically connected to an external power supply device and control device (not shown) via a connector 31. It has come to be. Such a printed wiring is generally formed of, for example, a metal foil such as a copper foil, a conductive thin film formed by a thin film forming technique, or a conductive thick film formed by a thick film printing technique. Moreover, the printed wiring formed by a metal foil, a conductive thin film, or the like is patterned by, for example, partially etching these by photoetching or the like.

より詳細には、図1および図2に示すように、FPC5は、絶縁性の樹脂層5aの内部に形成された各プリント配線5bがヘッド基体3側の端部で露出し、導電性接合材料、例えば、半田材料、または電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電材料(ACF)等からなる接合材32(図2参照)によって、共通電極配線17の副配線部17bの端部および各IC−FPC接続配線21の端部に接続されている。   More specifically, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the FPC 5 has a conductive bonding material in which each printed wiring 5b formed inside the insulating resin layer 5a is exposed at the end on the head base 3 side. For example, the sub-wiring portion of the common electrode wiring 17 is made of a bonding material 32 (see FIG. 2) made of, for example, a solder material or an anisotropic conductive material (ACF) in which conductive particles are mixed in an electrically insulating resin. It is connected to the end of 17b and the end of each IC-FPC connection wiring 21.

そして、FPC5の各プリント配線5bがコネクタ31を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、共通電極配線17は、正電位(例えば20V〜24V)に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続され、個別電極配線19は、駆動IC11およびIC−FPC接続配線21のグランド電極配線を介して、グランド電位(例えば0V〜1V)に保持された電源装置のマイナス側端子に電気的に接続されるようになっている。そのため、駆動IC11のスイッチング素子がオン状態のとき、発熱部9に電流が供給され、発熱部9が発熱するようになっている。   When each printed wiring 5b of the FPC 5 is electrically connected to an external power supply device and control device (not shown) via the connector 31, the common electrode wiring 17 is held at a positive potential (for example, 20V to 24V). The individual electrode wiring 19 is electrically connected to the positive terminal of the power supply apparatus, and the individual electrode wiring 19 is held at a ground potential (for example, 0 V to 1 V) via the ground electrode wiring of the driving IC 11 and the IC-FPC connection wiring 21. It is electrically connected to the negative terminal of the device. For this reason, when the switching element of the drive IC 11 is in the on state, a current is supplied to the heat generating portion 9 and the heat generating portion 9 generates heat.

また、同様に、FPC5の各プリント配線5bがコネクタ31を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、IC−FPC接続配線21の上記のIC電源配線は、共通電極配線17と同様、正電位に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続されるようになっている。これにより、駆動IC11が接続されたIC
−FPC接続配線21のIC電源配線とグランド電極配線との電位差によって、駆動IC11に駆動IC11を動作させるための電源電流が供給される。また、IC−FPC接続配線21の上記のIC制御配線は、駆動IC11の制御を行う外部の制御装置に電気的に接続される。これにより、制御装置から送信された電気信号が駆動IC11に供給されるようになっている。この電気信号によって、駆動IC11内の各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動IC11を動作させることで、各発熱部9を選択的に発熱させることができる。
Similarly, when each printed wiring 5b of the FPC 5 is electrically connected to an external power supply device and control device (not shown) via the connector 31, the IC power wiring of the IC-FPC connection wiring 21 is Similar to the common electrode wiring 17, it is electrically connected to the positive side terminal of the power supply device held at a positive potential. Thereby, the IC to which the driving IC 11 is connected
The power supply current for operating the drive IC 11 is supplied to the drive IC 11 by the potential difference between the IC power supply wiring of the FPC connection wiring 21 and the ground electrode wiring. Further, the IC control wiring of the IC-FPC connection wiring 21 is electrically connected to an external control device that controls the driving IC 11. As a result, the electrical signal transmitted from the control device is supplied to the drive IC 11. By operating the drive IC 11 so as to control the on / off state of each switching element in the drive IC 11 by this electric signal, each heat generating portion 9 can be selectively heated.

FPC5と放熱体1との間には、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂またはガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる補強板33が設けられている。この補強板33は、FPC5の下面に両面テープや接着剤等(不図示)によって接着されることにより、FPC5を補強するように作用している。また、この補強板33が放熱体1の上面に両面テープや接着剤等(不図示)によって接着されることにより、FPC5が放熱体1上に固定されている。   A reinforcing plate 33 made of a resin such as a phenol resin, a polyimide resin, or a glass epoxy resin is provided between the FPC 5 and the radiator 1. The reinforcing plate 33 acts to reinforce the FPC 5 by being adhered to the lower surface of the FPC 5 with a double-sided tape, an adhesive, or the like (not shown). Further, the reinforcing plate 33 is bonded to the upper surface of the radiator 1 by a double-sided tape, an adhesive or the like (not shown), so that the FPC 5 is fixed on the radiator 1.

次に、本発明のサーマルプリンタの一実施形態について、図4を参照しつつ説明する。図4は、本実施形態のサーマルプリンタZの概略構成図である。   Next, an embodiment of the thermal printer of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the thermal printer Z of the present embodiment.

図4に示すように、本実施形態のサーマルプリンタZは、上述のサーマルヘッドX、搬送機構40、プラテンローラ50、電源装置60および制御装置70を備えている。サーマルヘッドXは、サーマルプリンタZの筐体(不図示)に設けられた取付部材80の取付面80aに取り付けられている。なお、このサーマルヘッドXは、発熱部9の配列方向が、後述する記録媒体Pの搬送方向Sに直交する方向(主走査方向)(図4の紙面に直交する方向)に沿うようにして、取付部材80に取り付けられている。   As shown in FIG. 4, the thermal printer Z of the present embodiment includes the thermal head X, the transport mechanism 40, the platen roller 50, the power supply device 60, and the control device 70 described above. The thermal head X is attached to an attachment surface 80a of an attachment member 80 provided in a housing (not shown) of the thermal printer Z. The thermal head X is arranged such that the arrangement direction of the heat generating portions 9 is along a direction (main scanning direction) (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4) perpendicular to the conveyance direction S of the recording medium P described later. It is attached to the attachment member 80.

搬送機構40は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Pを図4の矢印S方向に搬送して、サーマルヘッドXの複数の発熱部9上(より詳細には、保護層25上)に搬送するためのものであり、搬送ローラ43,45,47,49を有している。搬送ローラ43,45,47,49は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体43a,45a,47a,49aを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材43b,45b,47b,49bにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、記録媒体Pがインクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体PとサーマルヘッドXの発熱部9との間に、記録媒体Pとともにインクフィルムを搬送するようになっている。   The transport mechanism 40 transports a recording medium P such as thermal paper or image receiving paper onto which ink is transferred in the direction of arrow S in FIG. 25) and has conveying rollers 43, 45, 47, and 49. The transport rollers 43, 45, 47, and 49 are formed by, for example, covering cylindrical shaft bodies 43a, 45a, 47a, and 49a made of metal such as stainless steel with elastic members 43b, 45b, 47b, and 49b made of butadiene rubber or the like. Can be configured. Although not shown, when the recording medium P is an image receiving paper to which ink is transferred, an ink film is transported together with the recording medium P between the recording medium P and the heat generating portion 9 of the thermal head X. Yes.

プラテンローラ50は、記録媒体PをサーマルヘッドXの発熱部9上に押圧するためのものであり、記録媒体Pの搬送方向Sに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Pを発熱部9上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持されている。プラテンローラ50は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体50aを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材50bにより被覆して構成することができる。   The platen roller 50 is for pressing the recording medium P onto the heat generating portion 9 of the thermal head X, and is arranged so as to extend along a direction orthogonal to the conveyance direction S of the recording medium P. Both ends are supported so as to be rotatable while being pressed on the heat generating portion 9. The platen roller 50 can be configured by, for example, covering a cylindrical shaft body 50a made of metal such as stainless steel with an elastic member 50b made of butadiene rubber or the like.

電源装置60は、上記のようにサーマルヘッドXの発熱部9を発熱させるための電流および駆動IC11を動作させるための電流を供給するためのものである。制御装置70は、上記のようにサーマルヘッドXの発熱部9を選択的に発熱させるために、駆動IC11の動作を制御する制御信号を駆動IC11に供給するためのものである。   The power supply device 60 is for supplying a current for causing the heat generating part 9 of the thermal head X to generate heat and a current for operating the drive IC 11 as described above. The control device 70 is for supplying the drive IC 11 with a control signal for controlling the operation of the drive IC 11 in order to selectively heat the heat generating portion 9 of the thermal head X as described above.

本実施形態のサーマルプリンタZは、図4に示すように、プラテンローラ50によって記録媒体をサーマルヘッドXの発熱部9上に押圧しつつ、搬送機構40によって記録媒体Pを発熱部9上に搬送しながら、電源装置60および制御装置70によって発熱部9を選択的に発熱させることで、記録媒体Pに所定の印画を行うことができる。なお、記録媒体Pが受像紙等の場合は、記録媒体Pとともに搬送されるインクフィルム(不図示)のインクを記録媒体Pに熱転写することによって、記録媒体Pへの印画を行うことができる。   As shown in FIG. 4, the thermal printer Z of the present embodiment conveys the recording medium P onto the heat generating portion 9 by the conveying mechanism 40 while pressing the recording medium onto the heat generating portion 9 of the thermal head X by the platen roller 50. However, it is possible to perform predetermined printing on the recording medium P by selectively causing the heat generating unit 9 to generate heat by the power supply device 60 and the control device 70. When the recording medium P is an image receiving paper or the like, printing on the recording medium P can be performed by thermally transferring ink of an ink film (not shown) conveyed together with the recording medium P to the recording medium P.

本実施形態のサーマルヘッドXによれば、印画時に記録媒体と接触する耐摩耗層25Cが、Taで形成されている。Taはビッカース硬さでHv=800〜1000程度の硬度を有しているため、耐摩耗層25CをこのTaで形成することにより、耐摩耗特性を高くすることができる。 According to the thermal head X of the present embodiment, the wear resistant layer 25C that comes into contact with the recording medium during printing is formed of Ta 2 O 5 . Since Ta 2 O 5 is Vickers hardness and has a hardness of about Hv = 800 to 1000, by forming the wear resistant layer 25C with this Ta 2 O 5 , the wear resistance can be enhanced.

さらに、本実施形態では、耐摩耗層25Cを形成するTaの有する次の特性によって、サーマルヘッドXでの印画時に、耐摩耗特性を向上させつつ、紙等の記録媒体が耐摩耗層25Cに引っ掛かりながら搬送される現象(いわゆるスティッキング)の発生を低減することができる。 Further, in the present embodiment, the recording medium such as paper is improved in wear resistance when printing with the thermal head X due to the following characteristics of Ta 2 O 5 forming the wear resistant layer 25C. Occurrence of a phenomenon (so-called sticking) that is conveyed while being caught by 25C can be reduced.

つまり、例えば本実施形態のサーマルヘッドXでは、スティッキングが発生する要因の一つとして、耐摩耗層25C上に紙粉等の異物が焦げ付くことで、この焦げ付いた異物と記録媒体との間に大きな抵抗力が生じることが挙げられる。これに対し、耐摩耗層25CがTaを主とする材料層で形成されている場合は、耐摩耗層25Cの表面が適度に摩耗することに伴って、この耐摩耗層25Cの表面に焦げ付いた異物が、耐摩耗層25Cから離脱する。そのため、この焦げ付いた異物に起因するスティッキングの発生を低減することができる。そして、これに加え、本実施形態では、耐摩耗層25Cが、純Taではなく、Taの酸化物であるTaによって形成されている。これにより、耐摩耗層25Cが純Taで形成されている場合に比べて、耐摩耗層25Cが化学的に安定した層となっているため、耐摩耗特性を向上させることができる。したがって、本実施形態では、サーマルヘッドXでの印画時の耐摩耗特性を向上させつつ、スティッキングの発生を低減することができる。 That is, for example, in the thermal head X of the present embodiment, as one of the factors that cause sticking, a foreign matter such as paper dust burns on the wear-resistant layer 25C, so that there is a large gap between the burnt foreign matter and the recording medium. It is mentioned that resistance force arises. On the other hand, when the wear-resistant layer 25C is formed of a material layer mainly composed of Ta, the surface of the wear-resistant layer 25C is scorched along with the moderate wear of the surface of the wear-resistant layer 25C. The foreign matter is detached from the wear resistant layer 25C. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of sticking due to the burnt foreign matter. In addition to this, in this embodiment, the wear-resistant layer 25C is formed of Ta 2 O 5 which is an oxide of Ta, not pure Ta. Thereby, compared with the case where the wear-resistant layer 25C is formed of pure Ta, the wear-resistant layer 25C is a chemically stable layer, so that the wear-resistant characteristics can be improved. Therefore, in the present embodiment, it is possible to reduce the occurrence of sticking while improving the wear resistance characteristics during printing with the thermal head X.

さらに、本実施形態のサーマルヘッドXによれば、電気絶縁層25Aと耐摩耗層25Cとの間に、SiONからなる第1密着層25Bが介在している。そのため、この第1密着層25Bが、電気絶縁層25Aと耐摩耗層25Cとの間に介在しない場合に比べて、電気絶縁層25A上への耐摩耗層25Cの密着性を向上させることができ、耐摩耗層25Cの剥離の発生を低減することができる。   Furthermore, according to the thermal head X of the present embodiment, the first adhesion layer 25B made of SiON is interposed between the electrical insulating layer 25A and the wear resistant layer 25C. Therefore, the adhesion of the wear resistant layer 25C on the electrical insulating layer 25A can be improved as compared with the case where the first adhesive layer 25B is not interposed between the electrical insulating layer 25A and the wear resistant layer 25C. The occurrence of peeling of the wear resistant layer 25C can be reduced.

つまり、第1密着層25Bが電気絶縁層25Aと耐摩耗層25Cとの間に介在しない場合は、Siを主成分として構成された電気絶縁層25AとTaからなる耐摩耗層25Cとの間で、電気絶縁層25Aを構成するSi(シリコン)原子と、耐摩耗層25Cを構成するO(酸素)原子とが主として結合する。このときのSi原子とO原子との結合エネルギーは、約108kcal/molである。 That is, when the first adhesion layer 25B is not interposed between the electrical insulating layer 25A and the wear resistant layer 25C, the electrical insulating layer 25A composed mainly of Si and the wear resistant layer 25C made of Ta 2 O 5 In between, Si (silicon) atoms constituting the electrical insulating layer 25A and O (oxygen) atoms constituting the wear resistant layer 25C are mainly bonded. At this time, the bond energy between the Si atom and the O atom is about 108 kcal / mol.

これに対し、第1密着層25Bが電気絶縁層25Aと耐摩耗層25Cとの間に介在する場合は、Siを主成分として構成された電気絶縁層25AとSiONからなる第1密着層25Bとの間で、電気絶縁層25Aを構成するSi原子と、第1密着層25Bを構成するSi原子とが主として結合する。このときのSi原子同士の結合エネルギーは、約117kcal/molである。一方、SiONからなる第1密着層25BとTaからなる耐摩耗層25Cとの間で、第1密着層25Bを構成するO原子と、耐摩耗層25Cを構成するO原子とが主として結合する。このときのO原子同士の結合エネルギーは、約119kcal/molである。 On the other hand, when the first adhesion layer 25B is interposed between the electrical insulation layer 25A and the wear-resistant layer 25C, the electrical insulation layer 25A composed mainly of Si and the first adhesion layer 25B made of SiON In between, Si atoms constituting the electric insulating layer 25A and Si atoms constituting the first adhesion layer 25B are mainly bonded. The bond energy between Si atoms at this time is about 117 kcal / mol. On the other hand, between the first adhesion layer 25B made of SiON and the wear-resistant layer 25C made of Ta 2 O 5, O atoms constituting the first adhesion layer 25B and O atoms constituting the wear-resistant layer 25C are mainly used. Join. The bond energy between O atoms at this time is about 119 kcal / mol.

そのため、本実施形態のように第1密着層25Bが電気絶縁層25Aと耐摩耗層25Cとの間に介在する場合の方が、介在しない場合に比べて、各層間の結合エネルギーを向上させることができるため、電気絶縁層25A上への耐摩耗層25Cの密着性を向上させることができる。その結果、耐摩耗層25Cの剥離の発生を低減することができる。   Therefore, when the first adhesion layer 25B is interposed between the electrical insulating layer 25A and the wear-resistant layer 25C as in the present embodiment, the binding energy between the layers is improved compared to the case where the first adhesion layer 25B is not interposed. Therefore, the adhesion of the wear resistant layer 25C onto the electrical insulating layer 25A can be improved. As a result, occurrence of peeling of the wear resistant layer 25C can be reduced.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning.

図1〜図3に示す上記実施形態のサーマルヘッドXでは、第1密着層25B上に耐摩耗層25Cが接するように形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、図5に示すように、第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの間に、SiONとTaとの混合物からなる第2密着層25Dを介在させてもよい。こうすることで、図3に示すように第1密着層25B上に耐摩耗層25Cが直接的に形成される場合に比べて、第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの間に生じる熱応力が緩和される。 In the thermal head X of the above-described embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the wear-resistant layer 25C is formed on the first adhesion layer 25B, but the present invention is not limited to this. For example, FIG. As shown in FIG. 2, a second adhesion layer 25D made of a mixture of SiON and Ta 2 O 5 may be interposed between the first adhesion layer 25B and the wear-resistant layer 25C. As a result, the heat generated between the first adhesion layer 25B and the abrasion-resistant layer 25C as compared with the case where the abrasion-resistant layer 25C is directly formed on the first adhesion layer 25B as shown in FIG. Stress is relieved.

つまり、SiONからなる第1密着層25BとTaからなる耐摩耗層25Cとの間に、SiONとTaとの混合物からなる第2密着層25Dを介在させることにより、第1密着層25Bと第2密着層25Dとの熱膨張率の差が、第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの熱膨張率の差よりも小さくなる。また、第2密着層25Dと耐摩耗層25Cとの熱膨張率の差も、第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの熱膨張率の差よりも小さくなる。そのため、第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの間に第2密着層25Dが介在する場合は、第2密着層25Dが介在しない場合に比べて、各層間に生じる熱応力が緩和される。 That is, between the first contact layer 25B and the Ta 2 O consisting of 5 wear-resistant layer 25C made of SiON, by interposing the second contact layer 25D made of a mixture of SiON and Ta 2 O 5, first The difference in thermal expansion coefficient between the adhesion layer 25B and the second adhesion layer 25D is smaller than the difference in thermal expansion coefficient between the first adhesion layer 25B and the wear-resistant layer 25C. Further, the difference in thermal expansion coefficient between the second adhesion layer 25D and the wear-resistant layer 25C is also smaller than the difference in thermal expansion coefficient between the first adhesion layer 25B and the abrasion-resistant layer 25C. Therefore, when the second adhesion layer 25D is interposed between the first adhesion layer 25B and the wear-resistant layer 25C, the thermal stress generated between the layers is relieved compared to the case where the second adhesion layer 25D is not interposed. .

その結果、図5に示すように第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの間に、SiONとTaとの混合物からなる第2密着層25Dを介在させることにより、第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの熱膨張率の差に起因する耐摩耗層25Cの剥離の発生を低減することができる。 As a result, as shown in FIG. 5, the first adhesion layer is formed by interposing a second adhesion layer 25D made of a mixture of SiON and Ta 2 O 5 between the first adhesion layer 25B and the wear-resistant layer 25C. The occurrence of peeling of the wear resistant layer 25C due to the difference in thermal expansion coefficient between 25B and the wear resistant layer 25C can be reduced.

なお、このように第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの間に第2密着層25Dを介在させた場合は、第1密着層25Bおよび第2密着層25Dを構成するSiON同士がこれらの層間で結合し、耐摩耗層25Cおよび第2密着層25Dを構成するTa同士がこれらの層間で結合するため、各層間の密着性は確保されている。 In addition, when the second adhesion layer 25D is interposed between the first adhesion layer 25B and the wear-resistant layer 25C as described above, the SiONs constituting the first adhesion layer 25B and the second adhesion layer 25D are in contact with each other. Since Ta 2 O 5 bonded between the layers and constituting the wear-resistant layer 25C and the second adhesion layer 25D are bonded between these layers, adhesion between the layers is ensured.

また、このように第1密着層25Bと耐摩耗層25Cとの間に第2密着層25Dを介在させる場合、保護層25は、例えば、次のようにして形成することができる。   Further, when the second adhesion layer 25D is interposed between the first adhesion layer 25B and the wear-resistant layer 25C in this way, the protective layer 25 can be formed, for example, as follows.

まず、発熱部9、共通電極配線17および個別電極配線19上に、Siを主成分として構成された電気絶縁層25Aを形成する。この電気絶縁層25Aの形成方法は、図1〜図3に示す上記実施形態のサーマルヘッドXで説明したのと同様である。   First, an electrical insulating layer 25 </ b> A composed mainly of Si is formed on the heat generating portion 9, the common electrode wiring 17, and the individual electrode wiring 19. The method of forming the electrical insulating layer 25A is the same as that described for the thermal head X of the above embodiment shown in FIGS.

次に、電気絶縁層25A上に第1密着層25Bを形成する。具体的には、例えば、SiNとSiOとが50:50の混合比で混合された焼結体をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行い、SiONからなる第1密着層25Bを形成する。 Next, a first adhesion layer 25B is formed on the electrical insulating layer 25A. Specifically, for example, sputtering is performed using a sintered body in which SiN and SiO 2 are mixed at a mixing ratio of 50:50 as a sputtering target to form the first adhesion layer 25B made of SiON.

続いて、第1密着層25B上に第2密着層25Dを形成する。具体的には、例えば、上記の第1密着層25Bを形成するSiONのスパッタリングを継続しつつ、Taの焼結体をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行う。これにより、SiONとTaとの混合物からなる第2密着層25Dが形成される。 Subsequently, a second adhesion layer 25D is formed on the first adhesion layer 25B. Specifically, for example, sputtering is performed using a Ta 2 O 5 sintered body as a sputtering target while continuing the sputtering of SiON forming the first adhesion layer 25B. Thereby, the second adhesion layer 25D made of a mixture of SiON and Ta 2 O 5 is formed.

続いて、第2密着層25D上に耐摩耗層25Cを形成する。具体的には、例えば、上記の第2密着層25Dの形成工程で継続して行っていたSiONのスパッタリングを停止し、Taの焼結体をスパッタリングターゲットとするスパッタリングのみを継続して行い、Taからなる耐摩耗層25Cを形成する。 Subsequently, an abrasion resistant layer 25C is formed on the second adhesion layer 25D. Specifically, for example, the sputtering of SiON that has been continuously performed in the formation process of the second adhesion layer 25D is stopped, and only the sputtering using the sintered body of Ta 2 O 5 as the sputtering target is continued. The wear resistant layer 25C made of Ta 2 O 5 is formed.

以上のようにして、電気絶縁層25A、第1密着層25B、第2密着層25Dおよび耐摩耗層25Cを有する保護層25を形成することができる。なお、各層を形成する際に行うスパッタリングは、例えば、公知の高周波スパッタリングやバイアススパッタリングを適宜用いることができる。   As described above, the protective layer 25 having the electrical insulating layer 25A, the first adhesion layer 25B, the second adhesion layer 25D, and the wear-resistant layer 25C can be formed. In addition, the sputtering performed when forming each layer can use well-known high frequency sputtering and bias sputtering suitably, for example.

また、図1〜図3に示すサーマルヘッドXでは、蓄熱層13に隆起部13bが形成され、この隆起部13b上に電気抵抗層15が形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層13に隆起部13bを形成せず、電気抵抗層15の発熱部9を、蓄熱層13の下地部13b上に配置してもよい。または、蓄熱層13を形成せず、基板7上に電気抵抗層15を配置してもよい。   In the thermal head X shown in FIGS. 1 to 3, the raised portion 13 b is formed on the heat storage layer 13, and the electric resistance layer 15 is formed on the raised portion 13 b, but this is not limitative. . For example, the heat generating portion 9 of the electric resistance layer 15 may be disposed on the base portion 13 b of the heat storage layer 13 without forming the raised portion 13 b in the heat storage layer 13. Alternatively, the electric resistance layer 15 may be disposed on the substrate 7 without forming the heat storage layer 13.

また、図1〜図3に示すサーマルヘッドXでは、電気抵抗層15上に共通電極配線17および個別電極配線19が形成されているが、共通電極配線17および個別電極配線19の双方が発熱部9(電気抵抗体)に接続されている限り、これに限定されるものではない。例えば、図6に示すように、蓄熱層13上に共通電極配線17および個別電極配線19を形成し、この共通電極配線17および個別電極配線19が形成された蓄熱層13上に電気抵抗層15を形成することにより、発熱部9を構成してもよい。または、図7に示すように、蓄熱層13上に共通電極配線17および個別電極配線19を形成し、この共通電極配線17と個別電極配線19との間の領域のみに電気抵抗層15を形成することにより、発熱部9を構成してもよい。   In the thermal head X shown in FIGS. 1 to 3, the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19 are formed on the electric resistance layer 15, but both the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19 are heated. As long as it is connected to 9 (electric resistor), it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19 are formed on the heat storage layer 13, and the electric resistance layer 15 is formed on the heat storage layer 13 on which the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19 are formed. The heat generating portion 9 may be configured by forming Alternatively, as shown in FIG. 7, the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19 are formed on the heat storage layer 13, and the electric resistance layer 15 is formed only in a region between the common electrode wiring 17 and the individual electrode wiring 19. By doing so, the heat generating portion 9 may be configured.

X サーマルヘッド
1 放熱体
3 ヘッド基体
5 フレキシブルプリント配線板
7 基板
9 発熱部(電気抵抗体)
11 駆動IC
17 共通電極配線
17a 主配線部
17b 副配線部
17c リード部(電極配線)
19 個別電極配線(電極配線)
21 IC−FPC接続配線
25 保護層
25A 電気絶縁層
25B 耐摩耗層
25C 第1密着層
25D 第2密着層
27 被覆層
X Thermal Head 1 Heat Dissipator 3 Head Base 5 Flexible Printed Circuit Board 7 Substrate 9 Heating Element (Electric Resistor)
11 Drive IC
17 Common electrode wiring 17a Main wiring part 17b Sub wiring part 17c Lead part (electrode wiring)
19 Individual electrode wiring (electrode wiring)
21 IC-FPC connection wiring 25 Protective layer 25A Electrical insulation layer 25B Abrasion resistant layer 25C First adhesion layer 25D Second adhesion layer 27 Coating layer

Claims (4)

基板と、
該基板上に対になって形成された電極配線と、
該対になって形成された電極配線の双方に接続された電気抵抗体と、
前記電極配線および前記電気抵抗体上に形成された保護層と
を備え、
前記保護層は、
前記電極配線および前記電気抵抗体上に形成され、Siを主成分として構成された電気絶縁層と、
前記電気絶縁層上に形成され、Taからなる耐摩耗層と、
前記電気絶縁層と前記耐摩耗層との間に介在し、SiONからなる第1密着層と
を有することを特徴とするサーマルヘッド。
A substrate,
Electrode wirings formed in pairs on the substrate;
An electrical resistor connected to both electrode wires formed in pairs;
A protective layer formed on the electrode wiring and the electric resistor,
The protective layer is
An electric insulating layer formed on the electrode wiring and the electric resistor and composed mainly of Si;
A wear-resistant layer formed on the electrical insulating layer and made of Ta 2 O 5 ;
A thermal head comprising a first adhesion layer made of SiON and interposed between the electrical insulating layer and the wear-resistant layer.
前記第1密着層と前記耐摩耗層との間に介在し、SiONとTaとの混合物からなる第2密着層をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のサーマルヘッド。 2. The thermal head according to claim 1, further comprising a second adhesion layer which is interposed between the first adhesion layer and the wear-resistant layer and is made of a mixture of SiON and Ta 2 O 5 . 前記電気絶縁層は、SiN、SiONまたはSiAlONからなることを特徴とする請求項1または2に記載のサーマルヘッド。   The thermal head according to claim 1, wherein the electrical insulating layer is made of SiN, SiON, or SiAlON. 請求項1から3のいずれかに記載のサーマルヘッドと、前記複数の発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記複数の発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えることを特徴とするサーマルプリンタ。
A thermal head according to any one of claims 1 to 3, a transport mechanism for transporting a recording medium onto the plurality of heat generating portions, and a platen roller for pressing the recording medium onto the plurality of heat generating portions. Features a thermal printer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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