JP2015193110A - thermal print head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーマルプリントヘッドに関する。 The present invention relates to a thermal print head.
サーマルプリントヘッドは、感熱紙などに印刷するサーマルプリンタの主要構成デバイスである。特許文献1には、従来のサーマルプリントヘッドの一例が開示されている。同文献に開示されたサーマルプリントヘッドは、基材上に抵抗体層および電極層が積層されている。これらの抵抗体層および電極層がパターニングされていることにより、前記抵抗体層によって主走査方向に配列された複数の発熱部が構成されている。また、前記抵抗体層および前記電極層は、絶縁性の保護層によって覆われている。前記保護層は、感熱紙などとの摩擦によって前記電極層や前記抵抗体層が損傷することを回避するためのものである。
The thermal print head is a main component device of a thermal printer that prints on thermal paper or the like.
前記サーマルプリントヘッドを用いた印刷を行うと、前記保護層と感熱紙などとが継続的に擦れ合う。この摩擦によって、前記保護層に静電気が帯電する。過大な静電気が帯電すると、前記サーマルプリントヘッドが静電破壊を起こすおそれがある。 When printing using the thermal print head is performed, the protective layer and the thermal paper are rubbed continuously. Due to this friction, static electricity is charged in the protective layer. If excessive static electricity is charged, the thermal print head may cause electrostatic breakdown.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、静電破壊を抑制することが可能なサーマルプリントヘッドを提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the above circumstances, and an object thereof is to provide a thermal print head capable of suppressing electrostatic breakdown.
本発明によって提供されるサーマルプリントヘッドは、基材と、前記基材に支持され、かつ主走査方向に配列された複数の発熱部と、前記複数の発熱部を覆う保護層と、を備えたサーマルプリントヘッドであって、前記保護層は、前記複数の発熱部に接する部位が絶縁性材料からなり、かつ厚さ方向において前記複数の発熱部とは反対側に位置する外表面の少なくとも一部が導電性材料からなり、前記保護層のうち前記導電性材料からなる部位がグランド接続されていることを特徴としている。 A thermal print head provided by the present invention includes a base material, a plurality of heat generating parts supported by the base material and arranged in a main scanning direction, and a protective layer covering the plurality of heat generating parts. In the thermal print head, the protective layer is made of an insulating material at a portion in contact with the plurality of heat generating portions, and at least a part of an outer surface located on the opposite side to the plurality of heat generating portions in the thickness direction. Is made of a conductive material, and a portion of the protective layer made of the conductive material is grounded.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材に支持され、かつグランド接続されるべきグランド接続部を有する配線層を備えている。 In preferable embodiment of this invention, the wiring layer which has the ground connection part which should be supported by the said base material and should be ground-connected is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層の前記グランド接続部と前記保護層の前記外表面とを接続する導電部材を備える。 In preferable embodiment of this invention, the electrically-conductive member which connects the said ground connection part of the said wiring layer and the said outer surface of the said protective layer is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電部材は、Agを含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive member contains Ag.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護層は、前記複数の発熱部に接する絶縁性材料からなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された導電性材料からなる導電層と、を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective layer has an insulating layer made of an insulating material in contact with the plurality of heat generating portions, and a conductive layer made of a conductive material formed on the insulating layer. .
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層が、前記複数の発熱部を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer covers the plurality of heat generating portions.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層が、前記保護層の全面にわたって形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer is formed over the entire surface of the protective layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層および前記導電層のそれぞれは、前記導電部材に覆われており、かつ平面視において一致する端縁を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, each of the insulating layer and the conductive layer is covered with the conductive member and has an edge that coincides in plan view.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、前記絶縁層よりも厚い。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer is thicker than the insulating layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、SiO2からなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the insulating layer is made of SiO 2.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、C/SiC、SiNまたはSiALONからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer is made of C / SiC, SiN, or SiALON.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、前記基材側に位置する下層と、この下層上に形成された上層とを有する。 In preferable embodiment of this invention, the said wiring layer has a lower layer located in the said base material side, and an upper layer formed on this lower layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電部材は、前記グランド接続部の前記下層のうち前記上層から延出した延出部に接している。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive member is in contact with an extending portion extending from the upper layer in the lower layer of the ground connection portion.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電部材を覆う保護部材を備える。 In preferable embodiment of this invention, the protective member which covers the said electrically-conductive member is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記保護層の少なくとも一部を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective member covers at least a part of the protective layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の少なくとも一部を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective member covers at least a part of the wiring layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の前記下層の前記延出部のすべてを覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the protection member covers all of the extending portions of the lower layer of the wiring layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の前記上層の少なくとも一部を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective member covers at least a part of the upper layer of the wiring layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護層は、前記複数の発熱部に接する絶縁性材料からなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された導電性材料からなる導電層と、を有するとともに、前記グランド接続部の少なくとも一部を覆っており、前記導電層が前記グランド接続部に接している。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective layer has an insulating layer made of an insulating material in contact with the plurality of heat generating portions, and a conductive layer made of a conductive material formed on the insulating layer. In addition, at least a part of the ground connection portion is covered, and the conductive layer is in contact with the ground connection portion.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層が、前記複数の発熱部を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer covers the plurality of heat generating portions.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層が、前記保護層の全面にわたって形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer is formed over the entire surface of the protective layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、前記グランド接続部の少なくとも一部を覆っており、かつ前記導電層を前記グランド接続部に接しさせる開口を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the insulating layer covers at least a part of the ground connection portion, and has an opening for contacting the conductive layer with the ground connection portion.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層および前記導電層のそれぞれは、平面視において互いに一致しない端縁を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, each of the insulating layer and the conductive layer has edges that do not coincide with each other in plan view.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、前記絶縁層よりも厚い。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer is thicker than the insulating layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記絶縁層は、SiO2からなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the insulating layer is made of SiO 2.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、C/SiC、SiNまたはSiALONからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer is made of C / SiC, SiN, or SiALON.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層は、前記基材側に位置する下層と、この下層上に形成された上層とを有している。 In preferable embodiment of this invention, the said wiring layer has the lower layer located in the said base material side, and the upper layer formed on this lower layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電層は、前記グランド接続部の前記下層のうち前記上層から延出した延出部に接している。 In a preferred embodiment of the present invention, the conductive layer is in contact with an extending portion extending from the upper layer in the lower layer of the ground connection portion.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電部材を覆う保護部材を備える。 In preferable embodiment of this invention, the protective member which covers the said electrically-conductive member is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記保護層の少なくとも一部を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective member covers at least a part of the protective layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の少なくとも一部を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective member covers at least a part of the wiring layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の前記下層の前記延出部のすべてを覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the protection member covers all of the extending portions of the lower layer of the wiring layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記保護部材は、前記配線層の前記上層の少なくとも一部を覆っている。 In a preferred embodiment of the present invention, the protective member covers at least a part of the upper layer of the wiring layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層の前記下層は、前記複数の発熱部を構成する部分を有する抵抗体層である。 In a preferred embodiment of the present invention, the lower layer of the wiring layer is a resistor layer having portions constituting the plurality of heat generating portions.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記抵抗体層は、TaSiO2またはTaNからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the resistor layer is made of TaSiO 2 or TaN.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記上層は、前記抵抗体層よりも電気抵抗が小さい材質からなる電極層である。 In a preferred embodiment of the present invention, the upper layer is an electrode layer made of a material having an electric resistance smaller than that of the resistor layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、Alからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the electrode layer is made of Al.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、各々が前記複数の発熱部へと延びる複数の個別電極を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the electrode layer has a plurality of individual electrodes each extending to the plurality of heat generating portions.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電極層は、副走査方向において前記複数の発熱部を挟んで個別電極と対向配置された複数の櫛歯部を具備する共通電極を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the electrode layer has a common electrode having a plurality of comb-tooth portions arranged to face the individual electrodes with the plurality of heat generating portions interposed therebetween in the sub-scanning direction.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材に対して副走査方向に隣接して配置された副基板と、前記副基板に搭載され、かつ前記複数の発熱部での発熱を制御するドライバICと、を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a sub-board disposed adjacent to the base material in the sub-scanning direction, and a driver mounted on the sub-board and controlling heat generation in the plurality of heat generating portions IC.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ドライバICを封止する封止部材を備えている。 In a preferred embodiment of the present invention, a sealing member for sealing the driver IC is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記副基板は、グランドラインを有しており、前記グランド接続部と前記グランドラインとは、ワイヤを介して接続されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the sub-board has a ground line, and the ground connection portion and the ground line are connected via a wire.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止部材は、前記ワイヤを封止している。 In a preferred embodiment of the present invention, the sealing member seals the wire.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材に支持されており、かつ前記複数の発熱部での発熱を制御するドライバICを備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a driver IC is provided that is supported by the base material and controls heat generation at the plurality of heat generating portions.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ドライバICは、前記配線層にフリップチップ実装されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the driver IC is flip-chip mounted on the wiring layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記配線層に接続されたフレキシブル配線基板を備える。 In preferable embodiment of this invention, the flexible wiring board connected to the said wiring layer is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材に対して前記複数の発熱部とは反対側に接合された放熱部材を備える。 In preferable embodiment of this invention, the heat radiating member joined to the opposite side to the said several heat-emitting part with respect to the said base material is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材は、セラミックスからなる。 In preferable embodiment of this invention, the said base material consists of ceramics.
本発明によれば、前記保護層の前記外表面が導電性材料からなり、この外表面がグランド接続されている。これにより、前記サーマルプリントヘッドが使用される際に、前記保護層と感熱紙などが継続的に擦れ合っても、これによって生じる静電気は、前記保護層の外表面からグランド接続によって排出される。したがって、前記保護層に過大な静電気が帯電することを防止可能であり、前記サーマルプリントヘッドの静電破壊を抑制することができる。 According to the present invention, the outer surface of the protective layer is made of a conductive material, and the outer surface is grounded. Accordingly, even when the protective layer and the thermal paper are continuously rubbed when the thermal print head is used, static electricity generated thereby is discharged from the outer surface of the protective layer by ground connection. Therefore, it is possible to prevent excessive static electricity from being charged in the protective layer, and to suppress electrostatic breakdown of the thermal print head.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図6は、本発明の第一実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA1は、基材1、配線層2、保護層3、導電部材4、ドライバIC5、副基板6および放熱部材7を備えている。
1 to 6 show a thermal print head according to a first embodiment of the present invention. The thermal print head A1 of the present embodiment includes a
図1は、本発明のサーマルプリントヘッドA1を示す平面図である。図2は、サーマルプリントヘッドA1を示す要部平面図である。図3は、図2のIII−III線に沿う断面図である。図4は、図2のIV−IV線に沿う断面図である。図5は、図1のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。図6は、図1のサーマルプリントヘッドを示す要部拡大断面図である。これらの図において、主走査方向がx方向であり、副走査方向がy方向である。また、図1においては、理解の便宜上、3および導電部材4を省略している。
FIG. 1 is a plan view showing a thermal print head A1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view of an essential part showing the thermal print head A1. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the thermal print head of FIG. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the thermal print head of FIG. In these drawings, the main scanning direction is the x direction, and the sub scanning direction is the y direction. Moreover, in FIG. 1, 3 and the electrically-
基材1は、サーマルプリントヘッドA1の土台となるものであり、好ましくは表面が絶縁性を示す。基材1の材質は特に限定されないが、本実施形態においてはアルミナなどのセラミックスからなる場合を例に説明する。基材1は、x方向に長く延びる長矩形状である。基材1は、z方向において互いに反対側を向く主面11および裏面12を有している。基材1の主面11には、グレーズ層13が形成されている。グレーズ層13は、たとえば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。グレーズ層13は、x方向に長く延びる帯状であり、yz平面における断面がz方向に若干膨出した形状である。なお、グレーズ層13は、基材1の主面11の全面に形成されていてもよい。
The
配線層2は、サーマルプリントヘッドA1において電流が流れる経路を構成するものであり、本実施形態においては、基材1の主面11に形成されている。なお、配線層2は、基材1の主面11以外の部分に形成された部位を有していてもよい。配線層2は、抵抗体層21および電極層22からなる。抵抗体層21は、本発明で言う下層に相当し、電極層22は、本発明で言う上層に相当する。本実施形態においては、抵抗体層21および電極層22は、いずれもが後述するスパッタリングなどの成膜技術によって形成された構成を例に説明するが、これに限定されない。たとえば、金属成分を含むペーストを微細印刷し、これを焼成するなどによって抵抗体層21および電極層22を形成してもよい。また、基材1に対する抵抗体層21および電極層22の位置関係は、適宜設定可能である。配線層2は、図1および図2に示す形状にパターン形成されている。
The
抵抗体層21は、基材1の主面11上およびグレーズ層13上に形成されている。抵抗体層21は、複数の発熱部211を有している。複数の発熱部211は、グレーズ層13上においてx方向に一列に配置されている。これらの発熱部211に電流が流れることによって生じる熱が、サーマルプリントヘッドA1による印刷の熱源となる。このような抵抗体層21の材質としては、たとえばたとえば、TaSiO2またはTaNが挙げられる。また、抵抗体層21の厚さは特に限定されないが、その一例を挙げると、たとえば0.05μm〜0.2μm程度である。
The
電極層22は、抵抗体層21上に形成されており、抵抗体層21の材質よりも抵抗値が小さい材質からなる。このような電極層22の材質としては、たとえばAlが挙げられるがこれに限定されず、たとえばCuまたはAuなどが用いられてもよい。電極層22の厚さは特に限定されないが、その一例を挙げると、たとえば0.5μm〜2.0μm程度である。
The
本実施形態においては、図1および図2に示す配線層2が形成された領域すべてに抵抗体層21が存在している。一方、電極層22は、抵抗体層21の一部を適宜露出させている。具体的には、電極層22は、複数の個別電極221および共通電極222を有している。複数の個別電極221は、各々がy方向に沿って延びる帯状であり、複数の発熱部211へと延びている。共通電極222は、複数の櫛歯部223と迂回部224とを有している。複数の櫛歯部223は、各々がy方向において発熱部211を挟んで個別電極221と対向配置されている。すなわち、抵抗体層21のうち複数の個別電極221と複数の櫛歯部223との間において電極層22から露出した部分が、複数の発熱部211である。迂回部224は、複数の櫛歯部223が繋がっており、基材1の主面11状をx方向に延びる部分と、この端部からy方向に延びる部分とを有している。
In the present embodiment, the
また、配線層2は、グランド接続部23を有している。グランド接続部23は、グランド接続される部分である。グランド接続部23の形状は特に限定されないが、本実施形態においては、図2に示すように平面視矩形状とされている。また、本実施形態においては、グランド接続部23は、図1および図2に示すように、基材1のx方向一端寄りに配置されている。より具体的には、グランド接続部23は、x方向において複数の個別電極221と共通電極222の迂回部224のy方向に延びる部分との間に配置されている。
Further, the
図4および図6に示すように、グランド接続部23は、抵抗体層21および電極層22の一部ずつによって形成されている。後述する製造方法における便宜からこのような構成が好ましいが、グランド接続部23は、抵抗体層21または電極層22のいずれかのみによって形成されてもよい。また、本発明で言うグランド接続部は、配線層2とは別の部材によって構成されてもよい。グランド接続部23においては、抵抗体層21の一部が電極層22から延出している。この部分は、延出部231とされる。延出部231は、抵抗体層21からy方向において複数の発熱部211が存在する側に向けて延出している。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
保護層3は、抵抗体層21を保護するためのものである。保護層3は、図2に示すように、少なくとも複数の発熱部211を覆っており、本実施形態においては、配線層2のほぼすべてを覆っている。保護層3は、複数の発熱部211に接する部位が絶縁性材料からなり、かつ厚さ方向において複数の発熱部211とは反対側に位置する外表面30の少なくとも一部が導電性材料からなる。このような構成を実現する具体的構成として、本実施形態においては、保護層3は、絶縁層31および導電層32を有する。
The
絶縁層31は、基材1の主面11上に形成されており、複数の発熱部211に接するそうである。絶縁層31は、絶縁材料からなる。このような絶縁材料は、特に限定されないが、一例としてSiO2が挙げられる。絶縁層31の厚さは特に限定されないが、一例を挙げると0.6μm〜2.0μm程度である。
The insulating
導電層32は、絶縁層31上に形成されており、導電性材料からなる。このような導電性材料は特に限定されないが、一例としてC/SiC、SiNまたはSiALONが挙げられる。導電層32の厚さは、特に限定されないが、一例を挙げると4.0〜6.0μm程度である。
The
なお、保護層3は、絶縁層31および導電層32のみからなる構成に限定されない。絶縁層31と導電層32との間に介在する他の層などをさらに備える構成であってもよい。また、保護層3は、厚さ方向において組成が徐々に変化する構成であることにより、複数の発熱部211に接する部分が絶縁性を示し、外表面30において導電性を示す構成であってもよい。
In addition, the
導電層32は、少なくとも複数の発熱部211を覆う、すなわち平面視において複数の発熱部211と重なることが好ましい。さらに、本実施形態においては、導電層32は、絶縁層31の全面に形成されている。図6に示すように、絶縁層31は端縁311を有しており、導電層32は、端縁321を有している。端縁311および端縁321は、x方向に延びており、平面視において互いに一致している。また、本実施形態においては、端縁311および端縁321は、グランド接続部23の延出部231上に位置する部分を有している。
The
導電部材4は、配線層2のグランド接続部23と保護層3の外表面30とを接続している。導電部材4は、配線層2のグランド接続部23と保護層3の外表面30とを導通させる構成であれば特に限定されないが、本実施形態においては、Agを含むことにより導電性を示すエポキシ樹脂からなる。図6に示すように、本実施形態においては、保護層3が絶縁層31および導電層32からなるため、導電部材4は、絶縁層31に接している。また、導電部材4は、グランド接続部23の延出部231に接しており、グランド接続部23を構成する抵抗体層21には接していない。また、導電部材4は、絶縁層31の端縁311および導電層32の端縁321の一部ずつを覆っている。
The
本実施形態においては、導電部材4は、保護部材41によって覆われている。保護部材41は、一般的にレジスト層と称される絶縁性の層と同様の材質(絶縁性樹脂)からなる。また、保護部材41は、保護層3の少なくとも一部を覆っている。また、保護部材41は、配線層2の少なくとも一部を覆っている。さらに、本実施形態においては、保護部材41は、グランド接続部23の延出部231のすべてを覆っている。
In the present embodiment, the
副基板6は、基材1に対してy方向に隣接して設けられており、x方向に長く延びる長矩形状である。副基板6は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基材を有しており、この基材上に配線層61が形成されている。また、副基板6には、2つのコネクタ63が取り付けられている。これらのコネクタ63は、サーマルプリントヘッドA1をサーマルプリンタに接続するために用いられる。
The
図2、図4および図6に示すように、グランド接続部23には、ワイヤ52がボンディングされている。このワイヤ52は、副基板6の配線層61の一部であるグランドライン62にボンディングされている。このグランドライン62は、コネクタ63を介してサーマルプリンタのグランドラインに接続される。
As shown in FIGS. 2, 4, and 6, a
ドライバIC5は、複数の発熱部211に対して選択的に通電することにより、複数の発熱部211における発熱分布や発熱タイミングなどを制御するものである。図1に示すように、本実施形態においては、複数のドライバIC5が、副基板6の基材1寄り部分に配置されている。図2および図3に示すように、ドライバIC5の上面に設けられた複数の電極には、複数のワイヤ52がボンディングされている。これらのワイヤ52の一部は、配線層2の複数の個別電極221に繋がる複数のパッド部にボンディングされている。また、複数のワイヤ52の他の一部は、副基板6の配線層61に適宜ボンディングされている。
The
ドライバIC5は、封止部材51によって覆われている。封止部材51は、たとえば黒色の絶縁性樹脂であり、ドライバIC5を保護するためのものであり、基材1および副基板6にまたがるようにしてドライバIC5を覆っている。図3および図4に示すように、封止部材51は、保護部材41の一部を覆っている。また、封止部材51は、グランド接続部23にボンディングされたワイヤ52を覆っている。
The
放熱部材7は、基材1の裏面12および副基板6の図中下面に接合層71を介して取り付けられている。放熱部材7は、基材1からの放熱を促進するためのものであり、たとえばAlなどの金属からなるブロックである。
The
次に、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例について、図7〜図21を参照しつつ以下に説明する。 Next, an example of a manufacturing method of the thermal print head A1 will be described below with reference to FIGS.
まず、図7に示す基材1を用意する。なお、図7は、図5に示す部位を示している。基材1は、たとえばアルミナなどのセラミックスからなる板材である。この基材1の主面11にグレーズ層13を形成する。グレーズ層13の形成は、たとえばガラス成分を含むペーストを主面11の所定領域に塗布し、これを焼成するなどして硬化させることによってなされる。
First, the
次いで、図8および図9に示すように、抵抗体層21Aを形成する。なお、図9は、図6に示す部位を示している。抵抗体層21Aの形成は、たとえばTaSiO2またはTaNなどの抵抗体材料を用いたスパッタリングによって行う。これによって形成される抵抗体層21Aは、その厚さがたとえば0.05μm〜0.2μm程度である。抵抗体層21Aは、基材1の主面11全面に形成される。
Next, as shown in FIGS. 8 and 9, a
次いで、図10および図11に示すように、電極層22Aを形成する。電極層22Aの形成は、たとえばAlなどの良導電材料としての金属を用いたスパッタリングによって行う。これによって形成される電極層22Aは、その厚さがたとえば0.5μm〜2.0μm程度である。電極層22Aは、抵抗体層21Aのすべてを覆うように、その全面に形成される。
Next, as shown in FIGS. 10 and 11, an
次いで、抵抗体層21Aおよび電極層22Aに対して、パターニングを行う。このパターニングは、たとえば所定の形状に微細加工されたマスクを用いたエッチングによって行う。これにより、抵抗体層21Aおよび電極層22Aは、図2に示された配線層2とほぼ同様の平面視形状にパターニングされる。これにより、図12に示すように、抵抗体層21が形成され、抵抗体層21および電極層22Aは、上述したグランド接続部23を形成すべき部位を有する構成となる。
Next, the
次いで、電極層22Aに対して選択的にパターニングを施す。これにより、図13に示すように、複数の個別電極221および共通電極222を有する電極層22を形成する。また、複数の個別電極221および共通電極222が形成されることにより、抵抗体層21は、複数の発熱部211を有する形態となる。また図14に示すように、抵抗体層21の一部を電極層22から延出させることにより、延出部231を有するグランド接続部23を形成する。
Next, the
次いで、図15および図16に示すように、絶縁層31を形成する。絶縁層31の形成はたとえばSiO2に代表されるガラス材料を用いたスパッタリングによって行う。この際、所望の領域に絶縁層31を形成するためにマスク81を用いる。マスク81は、x方向に延びる端縁を有している。この端縁を、グランド接続部23の延出部231に重なるように位置させる。これにより、延出部231に重なり、x方向に長く延びる端縁311を有する絶縁層31が形成される。絶縁層31の厚さは、たとえば0.6μm〜2.0μm程度である。また、絶縁層31は、複数の発熱部211や複数の個別電極221および共通電極222を覆っている。
Next, as shown in FIGS. 15 and 16, an insulating
次いで、図17および図18に示すように、導電層32を形成する。導電層32の形成はたとえばC/SiC、SiNまたはSiALONに代表される導電性材料を用いたスパッタリングによって行う。この際、上述したマスク81をそのまま用いる。これにより、導電層32は、絶縁層31とまったく同じ領域に形成される。また、導電層32は、端縁311と平面視において一致する端縁321を有するものとなる。導電層32の厚さは、たとえば4.0〜6.0μm程度である。
Next, as shown in FIGS. 17 and 18, a
次いで、図19に示すように、導電部材4を形成する。導電部材4の形成は、たとえばAgを比較的高濃度に含むエポキシ樹脂材料を塗布し、これを硬化させることによって行う。前記塗布に置いては、前記エポキシ樹脂材料を絶縁層31の端縁311および導電層32の端縁321に跨るように行う。そして、導電部材4を絶縁層31(保護層3)の外表面30とグランド接続部23の延出部231とに接しさせる。なお、導電部材4は、グランド接続部23を構成する抵抗体層21には接しさせない。
Next, as shown in FIG. 19, the
次いで、図20に示すように、保護部材41を形成する。保護部材41の形成は、一般的にレジスト層と称される層を構成する絶縁性樹脂材料を用いて、導電部材4を覆うことによって行う。なお、本実施形態においては、保護部材41は、絶縁層31の一部、グランド接続部23絶縁層31の全部およびグランド接続部23を構成する抵抗体層21の一部を覆う。
Next, as shown in FIG. 20, a
次いで、図21に示すように、基材1の裏面12に接合層71を介して放熱部材7を接合する。この際に、放熱部材7に接合層71を介して副基板6を取り付ける。この後は、副基板6へのドライバIC5の実装、複数のワイヤ52のボンディングおよび封止部材51の形成などを経ることにより、上述したサーマルプリントヘッドA1が得られる。
Next, as shown in FIG. 21, the
次に、サーマルプリントヘッドA1の作用について説明する。 Next, the operation of the thermal print head A1 will be described.
本実施形態によれば、保護層3の外表面30が導電性材料からなり、この外表面30がグランド接続されている。これにより、サーマルプリントヘッドA1が使用される際に、保護層3と感熱紙などが継続的に擦れ合っても、これによって生じる静電気は、保護層3の外表面30からグランド接続によって排出される。したがって、保護層3に過大な静電気が帯電することを防止可能であり、サーマルプリントヘッドA1の静電破壊を抑制することができる。
According to this embodiment, the
基材1の主面11上に形成された配線層2がグランド接続部23を有することにより、保護層3の外表面30とグランド接続部23とを接続させる手段が、不当に長い距離を導通させることを回避することができる。
Since the
導電部材4を備えることにより、保護層3の外表面30とグランド接続部23とを確実に導通させることができる。
By providing the
保護層3が絶縁層31と導電層32とを有することにより、複数の発熱部211を絶縁層31によって確実に絶縁するとともに、導電層32によって保護層3の外表面30が導電性を有する状態を確実に維持することができる。
Since the
導電層32が複数の発熱部211を覆っていることにより、感熱紙などが押し付けられる部分に導電層32を位置させることができる。これにより、静電気の排出をより効果的に行うことができる。導電層32が保護層3の全面にわたって形成されていることは、静電気の排出促進に好適である。
Since the
導電部材4をグランド接続部23の延出部231と接しさせることにより、導電部材4と抵抗体層21とを接しさせる場合と比較して、導電部材4の剥離防止を図ることができる。
By bringing the
保護部材41を設けることにより、導電部材4の剥離を抑制することができる。また、保護部材41がグランド接続部23の延出部231のすべてとグランド接続部23を構成する抵抗体層21の一部とを覆うことにより、導電部材4の剥離防止をより確実化することができる。
By providing the
図22〜図30は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 22 to 30 show another embodiment of the present invention. In these drawings, the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.
図22は、本発明の第二実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA2は、配線層2が2つのグランド接続部23を有している。これらのグランド接続部23は、基材1のx方向両端寄りに離間して配置されている。各グランド接続部23は、図6に示した構成とされており、導電部材4を介して保護層3の外表面30(導電層32)に導通している。
FIG. 22 shows a thermal print head according to the second embodiment of the present invention. In the thermal print head A <b> 2 of the present embodiment, the
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドA2の静電破壊を抑制することができる。また、保護層3が基材1のx方向両端寄りの2箇所においてグランド接続される構成となる。これにより、静電気の排出をより促進することができる。
Such an embodiment can also suppress the electrostatic breakdown of the thermal print head A2. In addition, the
図23および図24は、本発明の第三実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA3は、配線層2が3つのグランド接続部23を有している。2つのグランド接続部23が基材1のx方向両端寄りに配置されており、残りの1つのグランド接続部23が基材1のx方向中央付近に配置されている。図24によく表れているように、1つのグランド接続部23が、x方向において隣り合う2つのドライバIC5の間に配置されている。各グランド接続部23は、図6に示した構成とされており、導電部材4を介して保護層3の外表面30(導電層32)に導通している。
23 and 24 show a thermal print head according to a third embodiment of the present invention. In the thermal print head A3 of the present embodiment, the
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドA3の静電破壊を抑制することができる。また、保護層3は、基材1のx方向中央寄りの箇所においてグランド接続されている。これにより、たとえばサーマルプリントヘッドA3のx方向長さが相対的に長い構成である場合に、静電気の排出をより確実に実現することが期待できる。
Such an embodiment can also suppress the electrostatic breakdown of the thermal print head A3. The
図25は、本発明の第四実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA4は、保護層3の外表面30をグランド接続するための構成が上述したサーマルプリントヘッドA1〜A3と異なっている。なお、サーマルプリントヘッドA1〜A3に示した配置とされたグランド接続部23に、本実施形態における保護層3の外表面30との導通形態を適用した構成を適宜採用してもよい。
FIG. 25 shows a thermal print head according to the fourth embodiment of the present invention. The thermal print head A4 of this embodiment is different from the above-described thermal print heads A1 to A3 in the configuration for connecting the
本実施形態においては、絶縁層31に開口312が形成されている。開口312は、絶縁層31に設けられた貫通孔である。開口312を通じて、導電層32とグランド接続部23の延出部231とが接している。これが本実施形態における保護層3の外表面30をグランド接続するための構成である。また、後述する製造方法に関連して、絶縁層31の端縁311と導電層32の端縁321とは必ずしも平面視において一致しない構成である。また、本実施形態においては、絶縁層31がグランド接続部23を構成する抵抗体層21の一部を覆っている。
In the present embodiment, an
次に、サーマルプリントヘッドA4の製造方法の一例について、図26〜図28を参照しつつ、以下に説明する。 Next, an example of a manufacturing method of the thermal print head A4 will be described below with reference to FIGS.
図7〜図16を参照して説明した上述したサーマルプリントヘッドA1の製造方法と同様の処理を経ることにより、図26に示す絶縁層31Aを形成する。次いで、エッチングなどの手法によって、図27に示す開口312を形成する。そして、図28に示すように、導電層32をスパッタリングなどの手法によって形成する。絶縁層31Aを形成する際に使用するマスクと、導電層32を形成する際に使用するマスクが異なるため、絶縁層31の端縁311と導電層32の端縁321とは平面視において必ずしも一致していない。
The insulating
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドA4の静電破壊を抑制することができる。 Also according to such an embodiment, electrostatic breakdown of the thermal print head A4 can be suppressed.
図29および図30は、本発明の第五実施形態に基づくサーマルプリントヘッドを示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA5は、ドライバIC5の実装形態が上述したサーマルプリントヘッドA1〜A4と異なっている。ドライバIC5の実装形態以外の構成については、サーマルプリントヘッドA1〜A4の構成を適宜組み合わせてサーマルプリントヘッドA5に適用可能である。図29は、図3に対応する断面図であり、図30は、図4に対応する断面図である。
29 and 30 show a thermal print head according to a fifth embodiment of the present invention. The thermal print head A5 of this embodiment is different from the thermal print heads A1 to A4 described above in the mounting form of the driver IC5. The configuration other than the mounting form of the
本実施形態においては、ドライバIC5は、基材1に支持されており、配線層2の適所に導通接合されている。このような実装形態は、フリップチップ実装と称される。また、サーマルプリントヘッドA5は、フレキシブル配線基板65を有している。フレキシブル配線基板65は、たとえば導体層651とこの導体層651を挟む2層の絶縁層652とからなる。フレキシブル配線基板65の導体層651は、基材1の配線層2の適所に導通接合されている。フレキシブル配線基板65は、サーマルプリントヘッドA5が搭載されるサーマルプリンタとの接続に用いられる。
In the present embodiment, the
このような実施形態によっても、サーマルプリントヘッドA5の静電破壊を抑制することができる。 Such an embodiment can also suppress the electrostatic breakdown of the thermal print head A5.
本発明に係るサーマルプリントヘッドは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るサーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The thermal print head according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the thermal print head according to the present invention can be varied in design in various ways.
A1 サーマルプリントヘッド
A2 サーマルプリントヘッド
A3 サーマルプリントヘッド
A4 サーマルプリントヘッド
A5 サーマルプリントヘッド
1 基材
11 主面
12 裏面
13 グレーズ層
2 配線層
21 抵抗体層
211 発熱部
22 電極層
221 個別電極
222 共通電極
223 櫛歯部
224 迂回部
23 グランド接続部
231 延出部
3 保護層
30 外表面
31 絶縁層
311 端縁
312 開口
32 導電層
321 端縁
4 導電部材
41 保護部材
5 ドライバIC
51 封止部材
52 ワイヤ
6 副基板
61 配線層
62 グランドライン
63 コネクタ
7 放熱部材
71 接合層
65 フレキシブル配線基板
651 導体層
652 絶縁層
81 マスク
21A 抵抗体層
22A 電極層
31A 絶縁層
A1 thermal print head A2 thermal print head A3 thermal print head A4 thermal print head A5
51 sealing
Claims (48)
前記基材に支持され、かつ主走査方向に配列された複数の発熱部と、
前記複数の発熱部を覆う保護層と、
を備えたサーマルプリントヘッドであって、
前記保護層は、前記複数の発熱部に接する部位が絶縁性材料からなり、かつ厚さ方向において前記複数の発熱部とは反対側に位置する外表面の少なくとも一部が導電性材料からなり、
前記保護層のうち前記導電性材料からなる部位がグランド接続されていることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。 A substrate;
A plurality of heat generating parts supported by the base material and arranged in the main scanning direction;
A protective layer covering the plurality of heat generating parts;
A thermal print head comprising:
The protective layer is made of an insulating material at a portion in contact with the plurality of heat generating portions, and at least a part of an outer surface located on the side opposite to the plurality of heat generating portions in the thickness direction is made of a conductive material,
A portion of the protective layer made of the conductive material is ground-connected.
前記導電層が前記グランド接続部に接している、請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。 The protective layer includes an insulating layer made of an insulating material in contact with the plurality of heat generating portions, and a conductive layer made of a conductive material formed on the insulating layer, and at least a part of the ground connection portion Covering
The thermal print head according to claim 2, wherein the conductive layer is in contact with the ground connection portion.
前記副基板に搭載され、かつ前記複数の発熱部での発熱を制御するドライバICと、を備える、請求項2ないし39のいずれかに記載のサーマルプリントヘッド。 A sub-board disposed adjacent to the base material in the sub-scanning direction;
40. The thermal print head according to claim 2, further comprising: a driver IC mounted on the sub-board and controlling heat generation at the plurality of heat generating portions.
前記グランド接続部と前記グランドラインとは、ワイヤを介して接続されている、請求項40または41に記載のサーマルプリントヘッド。 The sub-board has a ground line,
42. The thermal print head according to claim 40, wherein the ground connection portion and the ground line are connected via a wire.
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