JP2022059849A - Thermal print head and method for manufacture thereof and thermal printer - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、サーマルプリントヘッド及びその製造方法、並びにサーマルプリンタに関する。 The present embodiment relates to a thermal print head, a method for manufacturing the same, and a thermal printer.
サーマルプリントヘッドは、例えば、ヘッド基板上に主走査方向に並ぶ多数の発熱部を備えている。各発熱部は、ヘッド基板にグレーズ層を介して形成した抵抗体層上に、その一部を露出させるようにして、共通電極と個別電極をそれらの端部を対向させて積層することにより形成されている。共通電極と個別電極間を通電することにより、上記抵抗体層の露出部(発熱部)がジュール熱により発熱する。当該熱を印刷媒体(バーコードシートやレシートを作成するための感熱紙等)に伝えることにより、印刷媒体への印刷がなされる。 The thermal print head includes, for example, a large number of heat generating portions arranged in the main scanning direction on the head substrate. Each heat generating portion is formed by laminating a common electrode and an individual electrode with their ends facing each other so as to expose a part of the resistor layer formed on the head substrate via a glaze layer. Has been done. By energizing between the common electrode and the individual electrodes, the exposed portion (heat generating portion) of the resistor layer generates heat due to Joule heat. By transferring the heat to a printing medium (bar code sheet, thermal paper for producing a receipt, etc.), printing is performed on the printing medium.
共通電極及び個別電極等は、金などの金属を使用したペーストをスクリーン印刷することによって電極パターンを形成されている。 The common electrode, the individual electrode, and the like are formed with an electrode pattern by screen-printing a paste using a metal such as gold.
また、外部から電圧を共通電極及び個別電極へ供給するための接続電極及び配線は、それぞれ共通電極及び個別電極と接し、接続電極は、銀などの金属を使用したペーストをスクリーン印刷することによって電極パターンを形成されており、配線は、金、銀などの金属を使用したリソグラフィ工程によって形成されている。金は高価であり、製品のコスト低減の観点から、比較的に安価で電気伝導性の良好な金属として銀を用いた技術が提案されている。 In addition, the connection electrode and wiring for supplying voltage from the outside to the common electrode and individual electrode are in contact with the common electrode and individual electrode, respectively, and the connection electrode is an electrode by screen printing a paste using a metal such as silver. The pattern is formed, and the wiring is formed by a lithography process using a metal such as gold or silver. Gold is expensive, and from the viewpoint of reducing the cost of products, a technique using silver as a relatively inexpensive metal having good electrical conductivity has been proposed.
しかしながら、共通電極の材料と接続電極の材料とが異種金属である場合、加熱により共通電極と接続電極と境界面が移動するカーケンダル現象が生じる。例えば、共通電極が金からなり、接続電極が銀からなる場合、加熱により、接続電極の材料である銀が共通電極に拡散する。当該拡散により、カーケンダルボイドが共通電極に発生し、このカーケンダルボイドが共通電極の櫛歯部に発生すると、櫛歯部は細い電極であるため断線につながるおそれがある。また、銀の拡散により共通電極の材料である金の延伸性が低下し、加熱により櫛歯部に張力がかかり、断線を誘発するおそれがある。 However, when the material of the common electrode and the material of the connection electrode are dissimilar metals, a galvanic phenomenon occurs in which the interface between the common electrode, the connection electrode, and the interface moves due to heating. For example, when the common electrode is made of gold and the connection electrode is made of silver, the silver, which is the material of the connection electrode, is diffused to the common electrode by heating. Due to the diffusion, kerkendal voids are generated on the common electrode, and when the kerkendal voids are generated on the comb tooth portion of the common electrode, the comb tooth portion is a thin electrode and may lead to disconnection. In addition, the diffusion of silver reduces the stretchability of gold, which is the material of the common electrode, and the comb teeth are tensioned by heating, which may induce disconnection.
本実施形態の一態様は、共通電極の櫛歯部の断線を抑制したサーマルプリントヘッドを提供する。また、本実施形態の他の一態様は、当該サーマルプリントヘッドの製造方法を提供する。さらに、本実施形態の他の一態様は、当該サーマルプリントヘッドを備えたサーマルプリンタを提供する。 One aspect of the present embodiment provides a thermal print head that suppresses disconnection of the comb tooth portion of the common electrode. Further, another aspect of the present embodiment provides a method for manufacturing the thermal print head. Further, another aspect of the present embodiment provides a thermal printer provided with the thermal printhead.
本実施形態は、発熱抵抗体、個別電極、共通電極の一部、及び個別電極と接している配線を覆っている第1の保護膜を形成した後に、共通電極と接している接続電極を形成することにより、副走査方向における共通電極の端部は、接続電極で覆われ、副走査方向における接続電極の側面の一方は、第2の保護膜と接し、接続電極の側面の他方は、第1の保護膜と接している。当該構成により、接続電極の材料が共通電極の櫛歯部側に拡散する経路を狭めることができ、拡散領域が櫛歯部まで達することを抑制することができる。このため、共通電極の櫛歯部の断線を抑制することができる。本実施形態の一態様は以下のとおりである。 In this embodiment, after forming a first protective film covering a heat generating resistor, an individual electrode, a part of a common electrode, and a wiring in contact with the individual electrode, a connection electrode in contact with the common electrode is formed. By doing so, the end of the common electrode in the sub-scanning direction is covered with the connecting electrode, one of the side surfaces of the connecting electrode in the sub-scanning direction is in contact with the second protective film, and the other side of the connecting electrode is the second. It is in contact with the protective film of 1. With this configuration, the path through which the material of the connecting electrode diffuses toward the comb tooth portion of the common electrode can be narrowed, and the diffusion region can be suppressed from reaching the comb tooth portion. Therefore, it is possible to suppress the disconnection of the comb tooth portion of the common electrode. One aspect of this embodiment is as follows.
本実施形態の一態様は、蓄熱層と、前記蓄熱層上の個別電極と、前記個別電極と離間し、かつ、前記個別電極と対向している櫛歯部を有する共通電極と、前記個別電極及び前記櫛歯部上の発熱抵抗体と、前記共通電極と異なる材料からなり、前記共通電極と接している接続電極と、前記発熱抵抗体、前記個別電極、及び前記共通電極の一部を覆っている第1の保護膜と、前記接続電極を覆っている第2の保護膜と、を備え、副走査方向における前記共通電極の端部は、前記接続電極で覆われ、副走査方向における前記接続電極の側面の一方は、前記第2の保護膜と接し、前記接続電極の側面の他方は、前記第1の保護膜と接している、サーマルプリントヘッドである。 One embodiment of the present embodiment includes a heat storage layer, an individual electrode on the heat storage layer, a common electrode having a comb tooth portion separated from the individual electrode and facing the individual electrode, and the individual electrode. And the heat-generating resistor on the comb tooth portion, the connection electrode made of a material different from the common electrode and in contact with the common electrode, the heat-generating resistor, the individual electrode, and a part of the common electrode are covered. A first protective film and a second protective film covering the connection electrode are provided, and the end portion of the common electrode in the sub-scanning direction is covered with the connection electrode to cover the connection electrode. One of the side surfaces of the connecting electrode is in contact with the second protective film, and the other side of the connecting electrode is in contact with the first protective film, which is a thermal print head.
また、本実施形態の他の一態様は、上記サーマルプリントヘッドを備えるサーマルプリンタである。 Further, another aspect of the present embodiment is a thermal printer provided with the thermal print head.
また、本実施形態の他の一態様は、蓄熱層を形成し、前記蓄熱層上に個別電極、及び櫛歯部を有する共通電極を形成し、前記個別電極と接する配線を形成し、前記個別電極上及び前記共通電極上に発熱抵抗体を形成し、前記発熱抵抗体、前記個別電極、前記共通電極の一部、及び前記配線を覆う第1の保護膜を形成し、前記第1の保護膜の形成後、前記共通電極の他の一部と接する接続電極を形成し、前記接続電極を覆う第2の保護膜を形成し、前記個別電極は、前記共通電極の櫛歯部と離間し、かつ、前記櫛歯部と対向しており、前記共通電極は、前記接続電極と異なる材料からなる、サーマルプリントヘッドの製造方法である。 Further, in another aspect of the present embodiment, a heat storage layer is formed, an individual electrode and a common electrode having a comb tooth portion are formed on the heat storage layer, and a wiring in contact with the individual electrode is formed, and the individual electrode is formed. A heat-generating resistor is formed on the electrode and the common electrode to form a first protective film covering the heat-generating resistor, the individual electrode, a part of the common electrode, and the wiring, and the first protection is formed. After the formation of the film, a connection electrode in contact with the other part of the common electrode is formed, a second protective film covering the connection electrode is formed, and the individual electrode is separated from the comb tooth portion of the common electrode. Moreover, the common electrode is a method for manufacturing a thermal print head, which is opposed to the comb tooth portion and is made of a material different from that of the connection electrode.
本実施形態によれば、共通電極の櫛歯部の断線を抑制したサーマルプリントヘッドを提供することができる。また、当該サーマルプリントヘッドの製造方法を提供することができる。さらに、当該サーマルプリントヘッドを備えたサーマルプリンタを提供することができる。 According to the present embodiment, it is possible to provide a thermal print head in which disconnection of the comb tooth portion of the common electrode is suppressed. Further, it is possible to provide a method for manufacturing the thermal print head. Further, it is possible to provide a thermal printer provided with the thermal print head.
次に、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Next, the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings described below, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and the relationship between the thickness of each component and the plane dimensions is different from the actual one. Therefore, the specific thickness and dimensions should be determined in consideration of the following explanation. In addition, it goes without saying that parts of the drawings having different dimensional relationships and ratios are included.
また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものではない。本実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea, and do not specify the material, shape, structure, arrangement, etc. of each component. This embodiment can be modified in various ways within the scope of the claims.
具体的な本実施形態の一態様は、以下の通りである。 A specific embodiment of the present embodiment is as follows.
<1> 蓄熱層と、前記蓄熱層上の個別電極と、前記個別電極と離間し、かつ、前記個別電極と対向している櫛歯部を有する共通電極と、前記個別電極及び前記櫛歯部上の発熱抵抗体と、前記共通電極と異なる材料からなり、前記共通電極と接している接続電極と、前記発熱抵抗体、前記個別電極、及び前記共通電極の一部を覆っている第1の保護膜と、前記接続電極を覆っている第2の保護膜と、を備え、副走査方向における前記共通電極の端部は、前記接続電極で覆われ、副走査方向における前記接続電極の側面の一方は、前記第2の保護膜と接し、前記接続電極の側面の他方は、前記第1の保護膜と接している、サーマルプリントヘッド。 <1> A heat storage layer, an individual electrode on the heat storage layer, a common electrode having a comb tooth portion separated from the individual electrode and facing the individual electrode, the individual electrode, and the comb tooth portion. A first heat-generating resistor made of a material different from that of the common electrode and covering a connection electrode in contact with the common electrode, the heat-generating resistor, the individual electrode, and a part of the common electrode. A protective film and a second protective film covering the connection electrode are provided, and the end portion of the common electrode in the sub-scanning direction is covered with the connection electrode, and the side surface of the connection electrode in the sub-scanning direction is covered. A thermal print head in which one is in contact with the second protective film and the other side surface of the connection electrode is in contact with the first protective film.
<2> 前記共通電極は金を含み、前記接続電極は銀を含む、<1>に記載のサーマルプリントヘッド。 <2> The thermal printhead according to <1>, wherein the common electrode contains gold and the connection electrode contains silver.
<3> さらに、前記個別電極と接している配線を備え、前記接続電極は、前記配線より厚い、<1>又は<2>に記載のサーマルプリントヘッド。 <3> The thermal print head according to <1> or <2>, further comprising wiring in contact with the individual electrodes, wherein the connection electrodes are thicker than the wiring.
<4> 前記接続電極は、突出部を有し、前記突出部は、前記第1の保護膜の上面の少なくとも一部と接している、<1>~<3>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッド。 <4> The item according to any one of <1> to <3>, wherein the connecting electrode has a protruding portion, and the protruding portion is in contact with at least a part of the upper surface of the first protective film. Thermal print head.
<5> 前記第2の保護膜は、前記第1の保護膜を覆っている、<1>~<4>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッド。 <5> The thermal print head according to any one of <1> to <4>, wherein the second protective film covers the first protective film.
<6> 前記第2の保護膜は、前記第1の保護膜の上面及び前記接続電極の上面と接している、<1>~<5>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッド。 <6> The thermal print head according to any one of <1> to <5>, wherein the second protective film is in contact with the upper surface of the first protective film and the upper surface of the connection electrode.
<7> 前記個別電極は、前記櫛歯部と主走査方向において離間している<1>~<6>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッド。 <7> The thermal print head according to any one of <1> to <6>, wherein the individual electrodes are separated from the comb tooth portion in the main scanning direction.
<8> <1>~<7>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッドを備えるサーマルプリンタ。 <8> A thermal printer including the thermal print head according to any one of <1> to <7>.
<9> 蓄熱層を形成し、前記蓄熱層上に個別電極、及び櫛歯部を有する共通電極を形成し、前記個別電極と接する配線を形成し、前記個別電極上及び前記共通電極上に発熱抵抗体を形成し、前記発熱抵抗体、前記個別電極、前記共通電極の一部、及び前記配線を覆う第1の保護膜を形成し、前記第1の保護膜の形成後、前記共通電極の他の一部と接する接続電極を形成し、前記接続電極を覆う第2の保護膜を形成し、前記個別電極は、前記共通電極の櫛歯部と離間し、かつ、前記櫛歯部と対向しており、前記共通電極は、前記接続電極と異なる材料からなる、サーマルプリントヘッドの製造方法。 <9> A heat storage layer is formed, an individual electrode and a common electrode having a comb tooth portion are formed on the heat storage layer, a wiring in contact with the individual electrode is formed, and heat is generated on the individual electrode and the common electrode. A resistor is formed, the heat-generating resistor, the individual electrode, a part of the common electrode, and a first protective film covering the wiring are formed, and after the formation of the first protective film, the common electrode is formed. A connection electrode in contact with the other part is formed, a second protective film covering the connection electrode is formed, and the individual electrode is separated from the comb tooth portion of the common electrode and faces the comb tooth portion. A method for manufacturing a thermal print head, wherein the common electrode is made of a material different from that of the connection electrode.
<10> 副走査方向における前記共通電極の端部は、前記接続電極で覆われ、副走査方向における前記接続電極の側面の一方は、前記第2の保護膜と接し、前記接続電極の側面の他方は、前記第1の保護膜と接している、<9>に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 <10> The end of the common electrode in the sub-scanning direction is covered with the connection electrode, and one of the side surfaces of the connection electrode in the sub-scanning direction is in contact with the second protective film, and the side surface of the connection electrode is in contact with the second protective film. The other is the method for manufacturing a thermal print head according to <9>, which is in contact with the first protective film.
<11> 前記共通電極は金を含み、前記接続電極は銀を含む、<9>又は<10>に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 <11> The method for manufacturing a thermal printhead according to <9> or <10>, wherein the common electrode contains gold and the connection electrode contains silver.
<12> 前記接続電極は、前記配線より厚い、<9>~<11>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 <12> The method for manufacturing a thermal print head according to any one of <9> to <11>, wherein the connection electrode is thicker than the wiring.
<13> 前記接続電極は、突出部を有し、前記突出部は、前記第1の保護膜の上面の少なくとも一部と接している、<9>~<12>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 <13> The item according to any one of <9> to <12>, wherein the connecting electrode has a protruding portion, and the protruding portion is in contact with at least a part of the upper surface of the first protective film. How to make a thermal print head.
<14> 前記第2の保護膜は、前記第1の保護膜を覆っている、<9>~<13>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 <14> The method for manufacturing a thermal print head according to any one of <9> to <13>, wherein the second protective film covers the first protective film.
<15> 前記第2の保護膜は、前記第1の保護膜の上面及び前記接続電極の上面と接している、<9>~<14>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 <15> The manufacture of the thermal printhead according to any one of <9> to <14>, wherein the second protective film is in contact with the upper surface of the first protective film and the upper surface of the connection electrode. Method.
<16> 前記接続電極は、金属ペーストをスクリーン印刷することにより形成され、
前記配線は、リソグラフィ工程により形成される、<9>~<15>のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。
<16> The connection electrode is formed by screen printing a metal paste.
The method for manufacturing a thermal print head according to any one of <9> to <15>, wherein the wiring is formed by a lithography process.
<サーマルプリントヘッド>
本実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて図面を用いて説明する。
<Thermal print head>
The thermal print head according to this embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、サーマルプリントヘッドを示す平面図である。図2は、図1のA-A線に沿う断面図である。図1及び図2は、サーマルプリントヘッドの一部分(1個のサーマルプリントヘッドに相当)を示しており、本実施形態では、この1個のサーマルプリントヘッドを個片状のサーマルプリントヘッド100Aとする。サーマルプリントヘッド100Aは、基板15と、基板15上の蓄熱層33と、蓄熱層33上の複数の個別電極31及び櫛歯部32Aを有する共通電極32と、個別電極31上及び共通電極32の櫛歯部32A上の発熱抵抗体50と、個別電極31と接している配線41と、共通電極32と接している接続電極42と、蓄熱層33、個別電極31、共通電極32の一部、発熱抵抗体50、及び配線41を覆っている保護膜52と、接続電極42を覆っている保護膜54と、を備える。また、個別電極31は、主走査方向Xにおいて共通電極32の櫛歯部32Aと離間し、かつ、櫛歯部32Aと対向している。共通電極32は、接続電極42と異なる材料からなり、後述する副走査方向における共通電極32の端部は、接続電極42で覆われ、副走査方向における接続電極42の側面の一方は、保護膜54と接し、接続電極42の側面の他方は、保護膜52と接している。
FIG. 1 is a plan view showing a thermal print head. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 and 2 show a part of a thermal print head (corresponding to one thermal print head), and in the present embodiment, this one thermal print head is a piece-shaped
発熱抵抗体50は個別電極31及び共通電極32を流れる電流により発熱する複数の発熱抵抗部51を含む。複数の発熱抵抗部51は、個別電極31及び共通電極32の間において、各発熱抵抗部51が独立して形成されている。図1は、複数の発熱抵抗部51を省略している。複数の発熱抵抗部51は、蓄熱層33上において直線状に配置されている。また、図1は、理解を容易にするため、保護膜54を省略している。
The
本実施形態において、複数の発熱抵抗部51が直線状に延びる方向を主走査方向X、主走査方向Xに対して垂直で、かつ、基板15の上面に対して平行な方向を副走査方向Y、基板15の厚さに対応する方向を厚さ方向Zとする。言い換えれば、厚さ方向Zは、主走査方向X及び副走査方向Yのそれぞれに対して垂直な方向である。
In the present embodiment, the direction in which the plurality of heat
基板15は、セラミック又は単結晶半導体からなる。セラミックとしては、例えば、アルミナなどを用いることができる。単結晶半導体としては、例えば、シリコンなどを用いることができる。放熱性の観点から、比較的、熱伝導率が大きいアルミナを基板15に用いることが好ましい。
The
アルミナ基板等からなる基板15の上には、熱を蓄積する機能を有する蓄熱層33(グレーズ層ともいう)が積層されている。蓄熱層33は、後述の発熱抵抗部51から発生する熱を蓄積する。蓄熱層33は、絶縁性材料を用いることができ、例えば、ガラスの主成分である酸化シリコン、窒化シリコンを用いることができる。蓄熱層33の厚さ方向Zにおける寸法は、特に限定されず、例えば、30~80μmであり、好ましくは40~60μmである。
A heat storage layer 33 (also referred to as a glaze layer) having a function of accumulating heat is laminated on a
蓄熱層33上には、金属ペーストから形成される個別電極31及び共通電極32が設けられている。個別電極31及び共通電極32は、金属ペーストをスクリーン印刷法等によって塗布し、電極パターンを形成することにより得られる。
An
金属ペーストとしては、例えば、銅、銀、パラジウム、イリジウム、白金、及び金等の金属粒子などを含むペーストを用いることができる。金属の特性及びイオン化傾向の観点から、銅、銀、白金、及び金であることが好ましく、金であることがより好ましい。また、金属ペーストに含まれる溶剤は、金属粒子を均一に分散させる機能を有し、例えば、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、脂肪族系溶剤、脂環族系溶剤、芳香族系溶剤、アルコール系溶剤、水等の1種または2種以上を混合したものなどが挙げられるがこれに限られない。 As the metal paste, for example, a paste containing metal particles such as copper, silver, palladium, iridium, platinum, and gold can be used. From the viewpoint of metal properties and ionization tendency, copper, silver, platinum, and gold are preferable, and gold is more preferable. Further, the solvent contained in the metal paste has a function of uniformly dispersing the metal particles, and for example, an ester solvent, a ketone solvent, a glycol ether solvent, an aliphatic solvent, an alicyclic solvent, and an aromatic. Examples thereof include, but are not limited to, one type or a mixture of two or more types of a solvent, an alcohol solvent, water and the like.
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、炭酸ジメチル等が挙げられる。ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンベンゼン、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、イソホロン、シクロヘキサンノン等が挙げられる。グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等、これらモノエーテル類の酢酸エステル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等や、これらモノエーテル類の酢酸エステル等である。 Examples of the ester solvent include ethyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, ethyl lactate, dimethyl carbonate and the like. Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone benzene, diisobutyl ketone, diacetone alcohol, isophorone, cyclohexanenone and the like. Examples of the glycol ether-based solvent include acetates of these monoethers such as ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether. , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether and the like, and acetates of these monoethers.
脂肪族系溶剤としては、例えば、n-ヘプタン、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等が挙げられる。脂環族系溶剤としては、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、シクロヘキサン等が挙げられる。芳香族系溶剤としては、トルエン、キシレン、テトラリン等が挙げられる。アルコール系溶剤(上述のグリコールエーテル系溶剤を除く)としては、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙げられる。 Examples of the aliphatic solvent include n-heptane, n-hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane and the like. Examples of the alicyclic solvent include methylcyclohexane, ethylcyclohexane, cyclohexane and the like. Examples of the aromatic solvent include toluene, xylene, tetralin and the like. Examples of the alcohol solvent (excluding the above-mentioned glycol ether solvent) include ethanol, propanol, butanol and the like.
金属ペーストは、必要に応じて、分散剤、表面処理剤、耐摩擦向上剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、芳香剤、酸化防止剤、有機顔料、無機顔料、消泡剤、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、可塑剤、難燃剤、保湿剤、イオン捕捉剤等を含有することができる。 The metal paste may be a dispersant, a surface treatment agent, a friction improver, an infrared absorber, an ultraviolet absorber, a fragrance, an antioxidant, an organic pigment, an inorganic pigment, a defoaming agent, or a silane coupling agent, if necessary. , Titanate-based coupling agent, plasticizer, flame retardant, moisturizing agent, ion scavenger and the like can be contained.
各個別電極31は、概ね副走査方向Yに延伸する帯状をしており、それらは、互いに導通していない。そのため、各個別電極31には、サーマルプリントヘッドの組み込まれたプリンタが使用される際に、個別に、互いに異なる電位が付与されうる。各個別電極31の端部には、個別パッド部が接続されている。個別パッド部は、発熱抵抗体50から離れて設けられており、配線41と接している。
Each
共通電極32は、サーマルプリントヘッドの組み込まれたプリンタが使用される際に複数の個別電極31に対して電気的に逆極性となる部位である。共通電極32は、櫛歯部32Aと、櫛歯部32Aを共通につなげる共通部32Bと、を有する。共通部32Bは基板15の上方側の縁に沿って主走査方向Xに形成される。なお、副走査方向Yにおいて、個別電極31から視て共通電極32がある方向を副走査方向Yの上方側とする。各櫛歯部32Aは、副走査方向Yに延伸する帯状をしている。各櫛歯部32Aの先端部は、隣接する2つの個別電極31の先端部の間の領域に位置し、それら2つの個別電極31に対して主走査方向Xに沿って所定間隔を隔てて対向させられている。
The
各櫛歯部32Aの先端部は、各個別電極31の先端部に対して副走査方向Yに沿って所定間隔を隔てて対向させられていてもよい。この場合には、櫛歯部32Aの先端部と個別電極31の先端部とが対向する領域においてのみ発熱抵抗部51が形成されることが好ましい。言い換えれば、主走査方向Xにおいて、櫛歯部32Aの先端部と個別電極31の先端部とが対向する領域以外には、発熱抵抗部51が配置されていないことが好ましい。
The tip portion of each
発熱抵抗体50は、個別電極31及び共通電極32からの電流が流れた部分が発熱する。具体的には、外部から駆動IC等に送信される印字信号に従って発熱用電圧が個別に印加される発熱抵抗体50が、選択的に発熱させられる。発熱抵抗部51は、印字信号に従って個別に通電されることにより、選択的に発熱させられる。このように発熱することによって印字ドットが形成される。発熱抵抗体50は、個別電極31及び共通電極32を構成する材料よりも抵抗率が高い材料を用い、例えば、酸化ルテニウムなどを用いることができる。発熱抵抗体50は、スクリーン印刷又はディスペンサによって供給された抵抗体ペーストを焼成することによって形成することができる。本実施形態では、発熱抵抗体50の厚さ方向Zにおける寸法は、例えば、1~10μm程度である。
In the
配線41は、個別電極31と接している。配線41は、外部から電圧を個別電極31へ供給する機能を有し、例えば、金、銀などの金属を使用したリソグラフィ工程によって形成されている。
The
接続電極42は、共通電極32と接している。接続電極42は、外部から電圧を共通電極32へ供給する機能を有し、例えば、銀などの金属ペーストをスクリーン印刷法等によって塗布し、電極パターンを形成することにより得られる。当該電極パターンは、塗布した金属ペーストを焼成することにより形成されるが、焼成前の金属ペーストは、焼成後の金属ペーストと比較して流動性が高く、この高い流動性により電極パターンが設定した位置からずれて形成され、例えば、接続電極42が形成される面(共通電極32表面)と接する接続電極42の表面積が拡大することがある。しかし、本実施形態では、後述の保護膜52を形成した後に接続電極42を形成するため、金属ペーストの焼成前においても保護膜52が金属ペーストの流動を抑制することが可能である。保護膜52によって、共通電極32表面と接する接続電極42の表面積の拡大を抑制することができ、また、接続電極42の材料が共通電極32の櫛歯部32A側に拡散する経路を狭めることができる。
The
また、スクリーン印刷法を用いて形成された接続電極42は、リソグラフィ工程によって形成された配線41より厚くなる。厚さに依存して材料の拡散する量が変わるため、接続電極42の材料及び配線41の材料が同一、共通電極32の材料及び個別電極31の材料が同一、かつ、接続電極42の材料及び配線41の材料と異なる場合、接続電極42の材料が共通電極32に拡散する量が、配線41の材料が個別電極31に拡散する量より大きい。そのため、後述の保護膜52を副走査方向における接続電極42の側面の一方と接するように設け、かつ、保護膜54を副走査方向における接続電極42の側面の他方と接するように設けることにより、保護膜52の底面と接している共通電極32の、櫛歯部32A近傍において接続電極42が櫛歯部32Aと接することを抑制することができる。
Further, the
保護膜52は、個別電極31、共通電極32の一部、配線41、及び発熱抵抗体50等を覆い、これらを摩耗、腐食、酸化等から保護する。保護膜52は絶縁性の材料を用いることができ、例えば、非晶質ガラスからなる。保護膜52はガラスペーストを厚膜印刷した後、焼成することにより形成される。保護膜52の厚さ方向Zにおける寸法は、例えば、3~8μm程度である。
The
保護膜54は、接続電極42を少なくとも覆っている。本実施形態では、保護膜54は、保護膜52及び接続電極42を覆っており、保護膜52の上面及び接続電極42の上面と接している。保護膜54は、印刷媒体と直接擦れ合う最外層の保護膜であり、例えば、非晶質ガラス、サイアロン、シリコンカーバイド、又は窒化シリコンを主成分とし、硬度1000~2000HK程度のものを用いることができる。保護膜54の厚さ方向Zにおける寸法は、例えば、5~8μmである。
The
ここで、本実施形態のサーマルプリントヘッド100Aの製造方法について説明する。
Here, a method of manufacturing the
図3及び図4に示すように、まず、基板15を用意し、基板15上にガラスペーストをスクリーン印刷等により塗布し、塗布されたガラスペーストを乾燥させ、その後、熱処理を行い、基板15上に蓄熱層33を形成する。焼成処理は、例えば、850~1200℃で1~5時間行う。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
次に、図5及び図6に示すように、蓄熱層33上に複数の個別電極31及び共通電極32を形成する。共通電極32は、櫛歯部32Aと、櫛歯部32Aを共通につなげる共通部32Bと、を有する。個別電極31及び共通電極32は、上述の金属ペーストをスクリーン印刷等によって塗布し、電極パターンを形成することによって得ることができる。
Next, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of
次に、図7及び図8に示すように、複数の個別電極31と接する複数の配線41を形成する。配線41は、例えば、金、銀などの金属を使用したリソグラフィ工程によって形成することができる。
Next, as shown in FIGS. 7 and 8, a plurality of
次に、図9及び図10に示すように、個別電極31上及び共通電極32の櫛歯部32A上に発熱抵抗体50(発熱抵抗部51)を厚膜形成技術によって形成する。発熱抵抗体50は、スクリーン印刷又はディスペンサによって供給された抵抗体ペーストを焼成することによって形成される。抵抗体ペーストは、例えば、酸化ルテニウムを含む。
Next, as shown in FIGS. 9 and 10, a heat generation resistor 50 (heat generation resistance portion 51) is formed on the
次に、図11及び図12に示すように、個別電極31、共通電極32の一部、配線41、及び発熱抵抗体50を覆う保護膜52を形成する。保護膜52は、例えば、非晶質ガラスからなる。保護膜52はガラスペーストを厚膜印刷した後、焼成することにより形成される。
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, a
次に、図13及び図14に示すように、共通電極32と接する接続電極42を形成する。接続電極42は、例えば、銀などの金属ペーストをスクリーン印刷法等によって塗布し、電極パターンを形成することにより得られる。金属ペーストの焼成前において保護膜52が金属ペーストの流動を抑制するため、保護膜52によって、共通電極32表面と接する接続電極42の表面積の拡大を抑制することができる。
Next, as shown in FIGS. 13 and 14, a
次に、図15及び図16に示すように、接続電極42を少なくとも覆う保護膜54を形成する。保護膜54は、印刷媒体と直接擦れ合う最外層の保護膜であり、例えば、非晶質ガラス、サイアロン、シリコンカーバイド、又は窒化シリコンを主成分とし、硬度1000~2000HK程度のものを用いることができる。保護膜54の厚さ方向Zにおける寸法は、例えば、5~8μmである。
Next, as shown in FIGS. 15 and 16, a
以上の工程により、本実施形態のサーマルプリントヘッドを製造することができる。 By the above steps, the thermal print head of the present embodiment can be manufactured.
本実施形態によれば、保護膜52を形成した後に接続電極42を形成するため、金属ペーストの焼成前においても保護膜52が金属ペーストの流動を抑制することが可能である。保護膜52によって、共通電極32表面と接する接続電極42の表面積の拡大を抑制することができ、また、接続電極42の材料が共通電極32の櫛歯部32A側に拡散する経路を狭めることができる。さらに、保護膜52を副走査方向における接続電極42の側面の一方と接するように設け、かつ、保護膜54を副走査方向における接続電極42の側面の他方と接するように設けることにより、保護膜52の底面と接している共通電極32の、櫛歯部32A近傍において接続電極42が櫛歯部32Aと接することを抑制することができる。このため、共通電極32の櫛歯部32Aの断線を抑制することができる。
According to the present embodiment, since the
(その他の実施形態)
上述のように、一実施形態について記載したが、開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。このように、本実施形態は、ここでは記載していない様々な実施形態等を含む。
(Other embodiments)
As mentioned above, one embodiment has been described, but the statements and drawings that form part of the disclosure are exemplary and should not be understood to be limiting. This disclosure will reveal to those skilled in the art various alternative embodiments, examples and operational techniques. As described above, the present embodiment includes various embodiments not described here.
例えば、サーマルプリントヘッド100Aの変形例であるサーマルプリントヘッド100Bは、図17に示すように、接続電極42の代わりに突出部を有する接続電極42aを設ける構成であってもよい。接続電極42となる焼成前の金属ペーストは、流動性が高いため、保護膜52を乗り越えることがあり、上述の突出部は、保護膜52の上面の少なくとも一部と接している。
For example, as shown in FIG. 17, the
また、図18に示すサーマルプリントヘッド100C、及び図19に示すサーマルプリントヘッド100Dのように、保護膜54が全体ではなく、少なくとも接続電極42を覆っている構成であってもよい。
Further, as in the
<サーマルプリンタ>
本実施形態のサーマルプリントヘッド(例えば、サーマルプリントヘッド100A)は、さらに図20に示すように、基板15(基板15上の蓄熱層33、個別電極31、及び共通電極32等は図示せず)、接続基板5、放熱部材8、駆動IC7と、複数のワイヤ81と、樹脂部82と、コネクタ59と、を備える。基板15及び接続基板5は、放熱部材8上に副走査方向Yに隣接させて搭載されている。基板15には、主走査方向Xに配列される複数の発熱抵抗部51が形成されている。当該発熱抵抗部51は、接続基板5上に搭載された駆動IC7により選択的に発熱するように駆動される。当該発熱抵抗部51は、コネクタ59を介して外部から送信される印字信号にしたがって、プラテンローラ91により発熱抵抗部51に押圧される感熱紙等の印刷媒体92に印字を行う。
<Thermal printer>
In the thermal print head of the present embodiment (for example, the
接続基板5は、例えば、プリント配線基板を用いることができる。接続基板5は、基材層と図示しない配線層とが積層された構造を有する。基材層は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などを用いることができる。配線層は、例えば、銅、銀、パラジウム、イリジウム、白金、及び金等の金属などを用いることができる。
As the
放熱部材8は、基板15からの熱を放散させる機能を有する。放熱部材8には、基板15及び接続基板5が取り付けられている。放熱部材8は、例えば、アルミニウムなどの金属を用いることができる。
The
ワイヤ81は、例えば、金などの導体を用いることができる。ワイヤ81は複数あり、その一部はボンディングにより、駆動IC7と各個別電極とが導通している。また、他のワイヤ81のうちの一部はボンディングにより、接続基板5における配線層を介して、駆動IC7とコネクタ59とが導通している。
As the
樹脂部82は、例えば、黒色の樹脂を用いることができる。樹脂部82としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを使用することができる。樹脂部82は、駆動IC7及び複数のワイヤ81等を覆っており、駆動IC7及び複数のワイヤ81を保護している。コネクタ59は、接続基板5に固定されている。コネクタ59には、サーマルプリントヘッドの外部からサーマルプリントヘッドへ電力を供給し、及び、駆動IC7を制御するための配線が接続される。
For the
本実施形態のサーマルプリンタは、上述のサーマルプリントヘッドを備えることができる。サーマルプリンタは、副走査方向Yに沿って搬送される印刷媒体に印刷を施す。通常、印刷媒体は、コネクタ59側から発熱抵抗部51側に向かって搬送される。印刷媒体としては、例えば、バーコードシートやレシートを作成するための感熱紙等が挙げられる。
The thermal printer of this embodiment can include the above-mentioned thermal print head. The thermal printer prints on a print medium conveyed along the sub-scanning direction Y. Normally, the print medium is conveyed from the
サーマルプリンタは、例えば、サーマルプリントヘッド100Aと、プラテンローラ91と、主電源回路と、計測用回路と、制御部と、を備える。プラテンローラ91は、サーマルプリントヘッド100Aに正対している。
The thermal printer includes, for example, a
主電源回路は、サーマルプリントヘッド100Aにおける複数の発熱抵抗部51に電力を供給する。計測用回路は、複数の発熱抵抗部51の各々の抵抗値を計測する。計測用回路は、例えば、印刷媒体への印字を行わない時に、複数の発熱抵抗部51の各々の抵抗値を計測する。これにより、発熱抵抗部51の寿命や故障した発熱抵抗部51の有無が確認されうる。制御部は、主電源回路及び計測用回路の駆動状態を制御する。制御部は、複数の発熱抵抗部51の各々の通電状態を制御する。計測用回路は省略される場合がある。
The main power supply circuit supplies electric power to a plurality of heat
コネクタ59は、サーマルプリントヘッド100A外の装置と通信するために用いられる。コネクタ59を介して、サーマルプリントヘッド100Aは、主電源回路及び計測用回路に電気的に接続している。コネクタ59を介して、サーマルプリントヘッド100Aは、制御部に電気的に接続している。
The
駆動IC7は、コネクタ59を介して、制御部から信号を受ける。駆動IC7は制御部から受けた当該信号に基づき、複数の発熱抵抗部51の各々の通電状態を制御する。具体的には、駆動IC7は、複数の個別電極を選択的に通電させることにより、複数の発熱抵抗部51のいずれかを任意に発熱させる。
The drive IC 7 receives a signal from the control unit via the
次に、サーマルプリンタの使用方法について説明する。 Next, how to use the thermal printer will be described.
印刷媒体への印刷時には、コネクタ59に、主電源回路から、電位V1として電位v11が付与される。この場合、複数の発熱抵抗部51が選択的に通電し、発熱する。当該熱を印刷媒体に伝えることにより、印刷媒体への印刷がなされる。上述のとおり、コネクタ59に、主電源回路から、電位V1として電位v11が付与されている場合、複数の発熱抵抗部51の各々への通電経路が確保されている。
At the time of printing on a print medium, the potential v11 is applied to the
印刷媒体への印字を行わない時には、各発熱抵抗部51の抵抗値を計測する。当該計測時には、主電源回路からコネクタ59に電位は付与されない。各発熱抵抗部51の抵抗値の計測時には、コネクタ59に、計測用回路から、電位V1として電位v12が付与される。この場合、複数の発熱抵抗部51が順番に(例えば、主走査方向Xの端に位置する発熱抵抗部51から順番に)通電する。発熱抵抗部51に流れる電流の値および電位v12に基づき、計測用回路は、各発熱抵抗部51の抵抗値を計測する。上述のとおり、コネクタ59に、主電源回路から、電位V1として電位v11が付与されている場合、複数の発熱抵抗部51の各々への通電経路が実質的に遮断される。これにより、計測用回路によって、より正確に各発熱抵抗部51の抵抗値を計測でき、発熱抵抗部51の寿命や故障した発熱抵抗部51の有無が確認されうる。
When printing is not performed on the print medium, the resistance value of each heat
本実施形態によれば、共通電極の櫛歯部の断線を抑制したサーマルプリンタを得ることができる。 According to this embodiment, it is possible to obtain a thermal printer in which disconnection of the comb tooth portion of the common electrode is suppressed.
5 接続基板
7 駆動IC
8 放熱部材
15 基板
31 個別電極
32 共通電極
32A 櫛歯部
32B 共通部
33 蓄熱層
41 配線
42、42a 接続電極
50 発熱抵抗体
51 発熱抵抗部
52、54 保護膜
59 コネクタ
81 ワイヤ
82 樹脂部
91 プラテンローラ
92 印刷媒体
100A、100B、100C、100D、 サーマルプリントヘッド
5 Connection board 7 Drive IC
8
Claims (16)
前記蓄熱層上の個別電極と、
前記個別電極と離間し、かつ、前記個別電極と対向している櫛歯部を有する共通電極と、
前記個別電極及び前記櫛歯部上の発熱抵抗体と、
前記共通電極と異なる材料からなり、前記共通電極と接している接続電極と、
前記発熱抵抗体、前記個別電極、及び前記共通電極の一部を覆っている第1の保護膜と、
前記接続電極を覆っている第2の保護膜と、を備え、
副走査方向における前記共通電極の端部は、前記接続電極で覆われ、
副走査方向における前記接続電極の側面の一方は、前記第2の保護膜と接し、前記接続電極の側面の他方は、前記第1の保護膜と接している、サーマルプリントヘッド。 With the heat storage layer,
The individual electrodes on the heat storage layer and
A common electrode having a comb tooth portion separated from the individual electrode and facing the individual electrode,
With the individual electrode and the heat generation resistor on the comb tooth portion,
A connection electrode made of a material different from the common electrode and in contact with the common electrode,
The heat generation resistor, the individual electrode, and the first protective film covering a part of the common electrode,
A second protective film covering the connection electrode is provided.
The end of the common electrode in the sub-scanning direction is covered with the connection electrode.
A thermal printhead in which one side surface of the connection electrode in the sub-scanning direction is in contact with the second protective film, and the other side surface of the connection electrode is in contact with the first protective film.
前記接続電極は銀を含む、請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 The common electrode contains gold and
The thermal print head according to claim 1, wherein the connection electrode contains silver.
前記接続電極は、前記配線より厚い、請求項1又は2に記載のサーマルプリントヘッド。 Further, it is provided with wiring in contact with the individual electrodes.
The thermal print head according to claim 1 or 2, wherein the connection electrode is thicker than the wiring.
前記突出部は、前記第1の保護膜の上面の少なくとも一部と接している、請求項1~3のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッド。 The connection electrode has a protrusion and has a protrusion.
The thermal print head according to any one of claims 1 to 3, wherein the protruding portion is in contact with at least a part of the upper surface of the first protective film.
前記蓄熱層上に個別電極、及び櫛歯部を有する共通電極を形成し、
前記個別電極と接する配線を形成し、
前記個別電極上及び前記共通電極上に発熱抵抗体を形成し、
前記発熱抵抗体、前記個別電極、前記共通電極の一部、及び前記配線を覆う第1の保護膜を形成し、
前記第1の保護膜の形成後、前記共通電極の他の一部と接する接続電極を形成し、
前記接続電極を覆う第2の保護膜を形成し、
前記個別電極は、前記共通電極の櫛歯部と離間し、かつ、前記櫛歯部と対向しており、
前記共通電極は、前記接続電極と異なる材料からなる、サーマルプリントヘッドの製造方法。 Form a heat storage layer,
An individual electrode and a common electrode having a comb tooth portion are formed on the heat storage layer.
A wiring in contact with the individual electrode is formed, and the wiring is formed.
A heat generation resistor is formed on the individual electrode and the common electrode.
A first protective film covering the heat generation resistor, the individual electrode, a part of the common electrode, and the wiring is formed.
After the formation of the first protective film, a connection electrode in contact with the other part of the common electrode is formed.
A second protective film covering the connection electrode is formed, and the second protective film is formed.
The individual electrode is separated from the comb tooth portion of the common electrode and faces the comb tooth portion.
A method for manufacturing a thermal print head, wherein the common electrode is made of a material different from that of the connection electrode.
副走査方向における前記接続電極の側面の一方は、前記第2の保護膜と接し、前記接続電極の側面の他方は、前記第1の保護膜と接している、請求項9に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 The end of the common electrode in the sub-scanning direction is covered with the connection electrode.
The thermal print according to claim 9, wherein one side surface of the connection electrode in the sub-scanning direction is in contact with the second protective film, and the other side surface of the connection electrode is in contact with the first protective film. How to make the head.
前記接続電極は銀を含む、請求項9又は10に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 The common electrode contains gold and
The method for manufacturing a thermal printhead according to claim 9 or 10, wherein the connection electrode contains silver.
前記突出部は、前記第1の保護膜の上面の少なくとも一部と接している、請求項9~12のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 The connection electrode has a protrusion and has a protrusion.
The method for manufacturing a thermal printhead according to any one of claims 9 to 12, wherein the protruding portion is in contact with at least a part of the upper surface of the first protective film.
前記配線は、リソグラフィ工程により形成される、請求項9~15のいずれか1項に記載のサーマルプリントヘッドの製造方法。 The connection electrode is formed by screen printing a metal paste.
The method for manufacturing a thermal print head according to any one of claims 9 to 15, wherein the wiring is formed by a lithography process.
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