JP4853128B2 - Thermal head and printing device - Google Patents
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本発明は、ビデオプリンタ、バーコードプリンタ、ラベルプリンタ、カードプリンタ、ファクシミリ、券売機など各種の印画装置の感熱記録に用いられるサーマルヘッド及びそのサーマルヘッドを組み込んだ印画装置に関する。 The present invention relates to a thermal head used for thermal recording of various printing apparatuses such as a video printer, a bar code printer, a label printer, a card printer, a facsimile machine, and a ticket vending machine, and a printing apparatus incorporating the thermal head.
従来のサーマルヘッドには、絶縁性セラミックス基板上に、複数個の部分グレーズ、上記各部分グレーズの頂部に複数個の発熱体、上記各部分グレーズ上から絶縁性セラミックス基板の表面にかけて平行に対応する上記発熱体にそれぞれ電気的に接続される複数個の個別電極をそれぞれ形成するとともに、これらの発熱体及び個別電極を保護膜により被覆したものがある。このサーマルヘッドの個別電極は、その一部に線幅を細くなすくびれ部を有しており、このくびれ部がグレーズのエッジに沿って千鳥状に配列されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記した従来のサーマルヘッドでは、個別電極の線幅を細くなすことにより隣接する個別電極間の間隔を広げるとともに、個別電極のくびれ部をグレーズのエッジに沿って千鳥状に配列している。従って、隣接する個別電極同士の短絡の発生を防止できるとともに、個別電極等を被覆する保護膜中の内部応力は面方向に良好に分散され、保護膜の所定箇所への大きな応力の集中を有効に防止できる。このため、保護膜に感熱紙などの記録媒体の摺接や異物の噛み込み等により大きな外力が印加されても、保護膜に亀裂が生じることはなく、保護膜を個別電極等に対し良好な状態で被着させておくことができる。この結果、サーマルヘッドの信頼性が向上する。 In the above-described conventional thermal head, the distance between adjacent individual electrodes is increased by narrowing the line width of the individual electrodes, and the constricted portions of the individual electrodes are arranged in a staggered pattern along the edge of the glaze. Therefore, it is possible to prevent occurrence of short circuit between adjacent individual electrodes, and the internal stress in the protective film covering the individual electrodes and the like is well dispersed in the surface direction, which effectively concentrates a large stress on a predetermined portion of the protective film. Can be prevented. For this reason, even if a large external force is applied to the protective film by sliding contact of a recording medium such as thermal paper or biting of foreign matter, the protective film does not crack, and the protective film is good for the individual electrodes. It can be deposited in a state. As a result, the reliability of the thermal head is improved.
しかし、上記した従来のサーマルヘッドでは、直下にグレーズが形成された部分の面積が異なる2種類の個別電極が形成されているため、グレーズ、発熱体及び個別電極により構成される発熱素子ごとに発熱体との接触面積が異なるとともに、発熱素子ごとに個別電極の配線抵抗が異なる。従って、これらの相乗効果により、発熱素子ごとの抵抗値にバラツキが大きい。この結果、印画ムラが生じてしまい、高品質で印画することができないという課題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような課題を解決することができるサーマルヘッド及び印画装置を提供することを目的とする。
However, in the above-described conventional thermal head, since two types of individual electrodes having different areas of the portion where the glaze is formed immediately below are formed, heat is generated for each heating element composed of the glaze, the heating element, and the individual electrodes. The contact area with the body is different, and the wiring resistance of the individual electrode is different for each heating element. Therefore, due to these synergistic effects, the resistance value for each heating element varies greatly. As a result, printing unevenness occurs, and there is a problem that high-quality printing cannot be performed.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a thermal head and a printing apparatus that can solve the above-described problems.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明に係るサーマルヘッドは、ベース基板上に配列された蓄熱層と、前記蓄熱層上に形成され副走査方向に延伸する複数の発熱体と、前記複数の発熱体に対応して設けられ、各前記発熱体の各一端に個別に接続され前記副走査方向に延伸する複数の個別電極と、各前記発熱体の各他端に共通に接続される共通電極とを備えたサーマルヘッドであって、前記個別電極は、前記副走査方向に沿って、前記副走査方向に垂直な幅が一定である第1の部分と、平面視において前記発熱体の発熱部から離れるに従って前記副走査方向に垂直な幅が狭くなるように前記副走査方向から傾斜した第1の側面と、平面視において前記副走査方向に沿った第2の側面とで構成される第2の部分、とを具備し、前記発熱部と接続された前記第1の部分と前記第2の部分とが隣接して接続され、各前記個別電極の配線抵抗が均一となるように設定された、ことを特徴としている。
In order to solve the above problems, a thermal head according to the first aspect of the present invention, a thermal storage layer which is arranged on the base substrate, a plurality of heating elements extending in the sub-scanning direction is formed on the heat storage layer A plurality of individual electrodes provided corresponding to the plurality of heating elements, individually connected to one end of each of the heating elements and extending in the sub-scanning direction, and commonly connected to the other ends of the heating elements. The individual electrode includes a first portion having a constant width along the sub-scanning direction and perpendicular to the sub-scanning direction, and the heat generation in a plan view. A first side surface that is inclined from the sub-scanning direction so that a width perpendicular to the sub-scanning direction becomes narrower as it is away from the heat generating part of the body, and a second side surface that is along the sub-scanning direction in plan view A second portion, and the heat generation Connected the first portion and said second portion is connected adjacent the wiring resistance of each said individual electrode is set to be uniform, it is characterized in that a.
また、請求項2記載の発明に係るサーマルヘッドは、ベース基板上に配列された蓄熱層と、前記蓄熱層上に形成され副走査方向に延伸する複数の発熱体と、前記複数の発熱体に対応して設けられ、各前記発熱体の各一端に個別に接続され前記副走査方向に延伸する複数の個別電極と、各前記発熱体の各他端に共通に接続される共通電極とを備えたサーマルヘッドであって、前記個別電極は、前記副走査方向に沿って、前記副走査方向に垂直な幅が一定である第1の部分と、平面視において前記発熱体の発熱部から離れるに従って前記副走査方向に垂直な幅が狭くなるように前記副走査方向から傾斜した第1の側面と、平面視において前記副走査方向に沿った第2の側面とで構成される第2の部分、とを具備し、前記発熱部と接続された前記第1の部分と前記第2の部分とが隣接して接続され、かつ各前記個別電極と各前記発熱体との接触面積が均一となるように設定された、ことを特徴としている。
また、請求項3記載の発明に係るサーマルヘッドは、隣接する2つの前記個別電極において、隣接する一方の個別電極の前記第2の部分における前記第1の側面と、隣接する他方の個別電極の前記第2の部分における前記第2の側面とが、隣接して相対する部分を具備することを特徴としている。
また、請求項4記載の発明に係るサーマルヘッドは、前記一方の個別電極の前記第2の部分と、前記他方の個別電極の前記第2の部分とは、共に各前記発熱部と接続された前記第1の部分と隣接して接続されたことを特徴としている。
The thermal head according to a second aspect of the present invention, a thermal storage layer which is arranged on the base substrate, a plurality of heating elements extending in the sub-scanning direction is formed on the heat storage layer, said plurality of heating elements A plurality of individual electrodes individually connected to each one end of each of the heating elements and extending in the sub-scanning direction, and a common electrode commonly connected to each other end of each of the heating elements. The individual electrode is separated from the first portion whose width perpendicular to the sub-scanning direction is constant along the sub-scanning direction and the heat generating portion of the heating element in plan view. And a second portion composed of a first side surface inclined from the sub-scanning direction so that a width perpendicular to the sub-scanning direction becomes narrower and a second side surface along the sub-scanning direction in plan view , And is connected to the heat generating part. Portion and said second portion is connected adjacent, and is set such that the contact area between each of said individual electrodes and each of the heating element becomes uniform, it is characterized in that.
According to a third aspect of the present invention, in the two adjacent individual electrodes, the first side surface of the second portion of one adjacent individual electrode and the other individual electrode adjacent to each other are provided. The second side surface of the second portion includes a portion facing and adjacent to the second side surface.
According to a fourth aspect of the present invention, in the thermal head, the second part of the one individual electrode and the second part of the other individual electrode are both connected to the heating portions. It is characterized in that it is connected adjacent to the first part.
また、請求項5記載の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のサーマルヘッドに係り、前記個別電極は、前記第1の側面と前記第2の側面との配置が互いに異なる2つの前記第2の部分を具備することを特徴としている。
また、請求項6記載の発明は、ベース基板上に配列された蓄熱層と、前記蓄熱層上に形成され副走査方向に延伸する複数の発熱体と、前記複数の発熱体に対応して設けられ、各前記発熱体の各一端に個別に接続され前記副走査方向に延伸する複数の個別電極と、各前記発熱体の各他端に共通に接続される共通電極とを備えたサーマルヘッドであって、前記個別電極における前記副走査方向に垂直な幅が一定であり、前記発熱体は、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれた発熱部を具備し、前記発熱体と前記個別電極とが接触する前記副走査方向に沿った領域において、前記副走査方向に垂直な幅が一定である第1の部分と、平面視において前記発熱部から離れるに従って前記副走査方向に垂直な幅が狭くなるように前記副走査方向から傾斜した第1の側面と、平面視において前記副走査方向に沿った第2の側面とで構成される第2の部分、とを具備し、前記発熱部と接続された前記第1の部分と前記第2の部分とが隣接して接続され、各前記個別電極と前記共通電極とに対応した前記発熱体の抵抗が均一となるように設定された、ことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the invention, there is provided the thermal head according to any one of the first to fourth aspects, wherein the individual electrode has an arrangement of the first side surface and the second side surface. Comprises two different second parts .
The invention according to
また、請求項7記載の発明に係る印画装置は、請求項1乃至6のいずれかに記載のサーマルヘッドを備えることを特徴としている。
A printing apparatus according to a seventh aspect of the invention is characterized by including the thermal head according to any one of the first to sixth aspects.
本発明によれば、請求項1記載の発明に係るサーマルヘッドは、ベース基板上に配列された蓄熱層と、前記蓄熱層上に形成され副走査方向に延伸する複数の発熱体と、前記複数の発熱体に対応して設けられ、各前記発熱体の各一端に個別に接続され前記副走査方向に延伸する複数の個別電極と、各前記発熱体の各他端に共通に接続される共通電極とを備えたサーマルヘッドであって、前記個別電極は、前記副走査方向に沿って、前記副走査方向に垂直な幅が一定である第1の部分と、平面視において前記発熱体の発熱部から離れるに従って前記副走査方向に垂直な幅が狭くなるように前記副走査方向から傾斜した第1の側面と、平面視において前記副走査方向に沿った第2の側面とで構成される第2の部分、とを具備し、前記発熱部と接続された前記第1の部分と前記第2の部分とが隣接して接続され、各前記個別電極の配線抵抗が均一となるように設定されている。
According to the present invention, a thermal head according to the first aspect of the present invention, a thermal storage layer which is arranged on the base substrate, a plurality of heating elements extending in the sub-scanning direction is formed on the heat storage layer, wherein A plurality of individual electrodes provided corresponding to a plurality of heating elements, individually connected to one end of each of the heating elements and extending in the sub-scanning direction, and commonly connected to the other end of each of the heating elements. A thermal head including a common electrode , wherein the individual electrode includes a first portion having a constant width perpendicular to the sub-scanning direction along the sub-scanning direction, and the heating element in a plan view. A first side surface that is inclined from the sub-scanning direction so that a width perpendicular to the sub-scanning direction becomes narrower as the distance from the heat generating portion increases, and a second side surface along the sub-scanning direction in plan view. A second portion, and connected to the heat generating portion. Said first portion and said second portion is connected adjacent the wiring resistance of each said individual electrode is set to be uniform and.
従って、フォトリゾグラフィ技術によりフォトレジストパターンを形成する際やエッチング技術によりエッチング液で不要な部分を除去する際に、フォトレジストやエッチング液が隣接する発熱体、個別電極、共通電極、ボンディングパッド又は引き回し配線の間に溜まるのを防止することができる。 Accordingly, when forming a photoresist pattern by photolithography technology or removing unnecessary portions with an etching solution by etching technology, the adjacent heating element, individual electrode, common electrode, bonding pad or Accumulation between the routing wires can be prevented.
また、フォトリゾグラフィ技術によりフォトレジストパターンを形成する際に、フォトレジストパターンへの露光不足等が生じることにより、本来除去されるべきフォトレジストパターンが除去されずに残存することを防止することができる。この結果、隣接する発熱体、個別電極、共通電極、ボンディングパッド又は引き回し配線同士が短絡を起こすことを防止することができる。 In addition, when forming a photoresist pattern by photolithography technology, it is possible to prevent the photoresist pattern that should originally be removed from remaining without being removed due to insufficient exposure of the photoresist pattern. it can. As a result, it is possible to prevent adjacent heating elements, individual electrodes, common electrodes, bonding pads, or routing wires from being short-circuited.
また、発熱体又は個別電極のいずれか一方又は両方を上記形状に形成した場合には、発熱素子ごとに発熱体と個別電極との接触面積が同一であるとともに、発熱体ごとに個別電極の配線抵抗が同一となる。このため、発熱体ごとの抵抗値にバラツキが少ない。また、発熱体の熱が電極を伝わって逃げるスピードも電極の面積がほぼ同一であるため、隣接ドット間で均一になりやすい。これらのことから、印画ムラが生じにくく、高品質のイメージを印画することができる。さらに、記録媒体や保護膜にダメージを与えることもない。 In addition, when one or both of the heating element and the individual electrode are formed in the above shape, the contact area between the heating element and the individual electrode is the same for each heating element, and the wiring of the individual electrode is set for each heating element. The resistance is the same. For this reason, there is little variation in the resistance value for every heating element. Further, the speed at which the heat of the heating element escapes through the electrode is also uniform between adjacent dots because the area of the electrode is almost the same. For these reasons, uneven printing is less likely to occur, and a high-quality image can be printed. Further, the recording medium and the protective film are not damaged.
また、本発明によれば、請求項2記載の発明に係るサーマルヘッドは、ベース基板上に配列された蓄熱層と、前記蓄熱層上に形成され副走査方向に延伸する複数の発熱体と、前記複数の発熱体に対応して設けられ、各前記発熱体の各一端に個別に接続され前記副走査方向に延伸する複数の個別電極と、各前記発熱体の各他端に共通に接続される共通電極とを備えたサーマルヘッドであって、前記個別電極は、前記副走査方向に沿って、前記副走査方向に垂直な幅が一定である第1の部分と、平面視において前記発熱体の発熱部から離れるに従って前記副走査方向に垂直な幅が狭くなるように前記副走査方向から傾斜した第1の側面と、平面視において前記副走査方向に沿った第2の側面とで構成される第2の部分、とを具備し、前記発熱部と接続された前記第1の部分と前記第2の部分とが隣接して接続され、かつ各前記個別電極と各前記発熱体との接触面積が均一となるように設定されている。
Further, according to the present invention, a thermal head according to a second aspect of the invention, a thermal storage layer which is arranged on the base substrate, a plurality of heating elements extending in the sub-scanning direction is formed on the heat storage layer A plurality of individual electrodes provided corresponding to the plurality of heating elements, individually connected to one end of each of the heating elements and extending in the sub-scanning direction, and commonly connected to the other ends of the heating elements. The individual electrode includes a first portion having a constant width along the sub-scanning direction and perpendicular to the sub-scanning direction, and the heat generation in a plan view. A first side surface that is inclined from the sub-scanning direction so that a width perpendicular to the sub-scanning direction becomes narrower as it is away from the heat generating part of the body, and a second side surface that is along the sub-scanning direction in plan view A second portion, and the heat generating portion, A connection has been said first portion and said second portion are connected adjacent to each other, and the contact area between each of said individual electrodes and each of the heating element is set to be uniform.
従って、フォトリゾグラフィ技術によりフォトレジストパターンを形成する際やエッチング技術によりエッチング液で不要な部分を除去する際に、フォトレジストやエッチング液が隣接する発熱体又は個別電極の間に溜まるのを防止することができる。 Therefore, when forming a photoresist pattern by photolithography technology or removing an unnecessary portion with an etching solution by etching technology, the photoresist or the etching solution is prevented from accumulating between adjacent heating elements or individual electrodes. can do.
また、フォトリゾグラフィ技術によりフォトレジストパターンを形成する際に、フォトレジストパターンへの露光不足等が生じることにより、本来除去されるべきフォトレジストパターンが除去されずに残存することを防止することができる。この結果、隣接する発熱体又は個別電極同士が短絡を起こすことを防止することができる。 In addition, when forming a photoresist pattern by photolithography technology, it is possible to prevent the photoresist pattern that should originally be removed from remaining without being removed due to insufficient exposure of the photoresist pattern. it can. As a result, it is possible to prevent adjacent heating elements or individual electrodes from being short-circuited.
さらに、発熱素子ごとに発熱体と個別電極との接触面積が同一であるとともに、発熱体ごとに個別電極の配線抵抗が同一となる。このため、発熱体ごとの抵抗値にバラツキが少ないので、印画ムラが生じにくく、高品質のイメージを印画することができる。さらに、記録媒体や保護膜にダメージを与えることもない。 Further, the contact area between the heating element and the individual electrode is the same for each heating element, and the wiring resistance of the individual electrode is the same for each heating element. For this reason, since there is little variation in the resistance value for each heating element, uneven printing is less likely to occur, and a high-quality image can be printed. Further, the recording medium and the protective film are not damaged.
また、本発明によれば、請求項7記載の発明に係る印画装置は、請求項1乃至6のいずれかに記載のサーマルヘッドを備えている。従って、記録媒体や保護膜にダメージを与えることなく、高品質のイメージを記録媒体に印画できる。
According to the present invention, a printing apparatus according to a seventh aspect of the invention includes the thermal head according to any one of the first to sixth aspects. Therefore, a high-quality image can be printed on the recording medium without damaging the recording medium or the protective film.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るサーマルヘッド1を構成するサーマルヘッド薄膜チップ2の構成を示す平面図、図2は、図1のAの部分の拡大図、図3は、図1のB−B断面図である。また、図4は、本発明の実施の形態1に係るサーマルヘッド1の構成を示す断面図である。本実施の形態1に係るサーマルヘッド1は、例えば、感熱方式の印画装置(即ち、プリンタ)などに発熱源として搭載されるデバイスである。このサーマルヘッド1は、例えば、図4に示すように、サーマルヘッド薄膜チップ2と、このサーマルヘッド薄膜チップ2を駆動する駆動部3とを備え、サーマルヘッド薄膜チップ2が駆動部3に搭載された構成を有している。
1 is a plan view showing a configuration of a thermal head
駆動部3は、例えば、アルミニウム(Al)などからなる放熱板4に対してプリント基板(PCB;Print Circuit Board)5が部分的に重なるように連結されている。このプリント基板5は、一方の面(上面)に複数個のドライバIC(Integrated
Circuit)6が搭載され、他方の面(下面)に外部接続用のコネクタ7が取り付けられている。図4では、1個のドライバIC6のみ図示している。ドライバIC6は、サーマルヘッド薄膜チップ2を駆動するためのデバイスである。ドライバIC6の各端子は、サーマルヘッド薄膜チップ2の上面に形成された個別電極14とそれぞれワイヤ8を介して接続されているとともに、プリント基板5の一方の面に形成されたプリントパターン(図示略)とワイヤ9を介して接続されている。
The
Circuit) 6 is mounted, and a
サーマルヘッド薄膜チップ2の上面に形成された共通電極15の柱部15bは、プリント基板5の一方の面に形成されたプリントパターン(図示略)とワイヤ8を介して接続されている。サーマルヘッド薄膜チップ2は、例えば、シリコーン(Silicone)系の接着剤(図示略)により駆動部3を構成する放熱板4に固定されている。ここで、シリコーンとは、シリコン(Si)と酸素(O)からなるシロキサン結合(≡Si−O−Si≡)を骨格とし、そのシリコン(Si)にメチル(−CH3)を主体とする有機基が結合したポリマーをいう。
The
サーマルヘッド薄膜チップ2は、ベース基板11と、グレーズ12と、発熱体13と、個別電極14と、共通電極15と、保護膜16とから概略構成されている。なお、図1及び図2では、保護膜16を図示していない。本実施の形態1に係るサーマルヘッド薄膜チップ2の基本仕様は、例えば、以下の通りである。即ち、サーマルヘッド薄膜チップ2全体における印字長さを示す有効印字長(図4に示す紙面に直交する方向(主走査方向)の長さ)は、約80mm、サーマルヘッド薄膜チップ2を構成する発熱体13の総数は、640dotsである。従って、サーマルヘッド薄膜チップ2の1mm当たりにある発熱体13の個数を示す発熱体密度は、8dots/mm(=640dots/80mm)、隣接する発熱体13の間隔(主走査方向の間隔)を示す発熱体ピッチは、0.125mm(=80mm/640dots)である。サーマルヘッド薄膜チップ2を構成する複数の発熱体13が有する抵抗の平均値を示す平均抵抗値は、約800Ωである。発熱部(発熱ドット)の平面サイズは、約100μm×約100μmである。
The thermal head
本実施の形態1に係るサーマルヘッド薄膜チップ2では、ベース基板11は、例えば、厚さ1mm程度の酸化アルミニウム(Al2O3)(アルミナ;alumina)等の絶縁性セラミックス基板や表面に酸化膜が形成された単結晶シリコンから構成されている。ベース基板11の上面には、厚さ25μm程度のグレーズ12が半円弧状を呈して形成されている。グレーズ12は、例えば、SiO2−Al2O3−RO系の無鉛、無アルカリのガラスなどの低熱伝導材料からなる。グレーズ12に用いられるガラスのガラス転移点Tgは、例えば、650〜700℃程度である。このグレーズ12は、発熱体13が発生する熱を内部で蓄熱してサーマルヘッド1の熱応答性を良好に維持する蓄熱層としての機能を有するとともに、印刷時に感熱紙(記録媒体)との接触性を高めて印字品質を向上させる機能をも有している。
In the thermal head
上記グレーズ12の上面には、例えば、ホウ素(B)又はリン(P)がドーピングされた厚さ約0.2μmの多結晶シリコン(Poly−Si)薄膜からなる複数の発熱体13が主走査方向に上記発熱体ピッチで配列されて形成されている。発熱体13は、それぞれ略矩形状を呈している。発熱体13は、その両端に接続される個別電極14及び共通電極15を介して電源電力が印加されるとジュール発熱を起こし、感熱紙などの記録媒体に印画を形成するのに必要な所定の温度になる。
On the upper surface of the
さらに、複数の発熱体13の各上面には、グレーズ12の頂部上面及びその近傍に対応した領域を残して、副走査方向(図2及び図3に示す紙面の左右方向)における右側に、例えば、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の高導電性材料からなる個別電極14が形成されている。各個別電極14は、発熱体13の一端側から副走査方向に略平行に延出されており、ドライバIC6に接続される接続配線として機能する。また、各個別電極14は、所定の間隔を有する間隔領域を介して互いに分離されている。
Furthermore, on each upper surface of the plurality of
さらに、グレーズ12、発熱体13及び個別電極14により構成される発熱素子が主走査方向に所定間隔を隔てて並設されている発熱素子形成領域を囲むように、平面形状が略櫛形状を呈する共通電極15が形成されている。共通電極15は、例えば、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の高導電性材料からなる。共通電極15には、梁部15aから各発熱体13の他端側に向かって副走査方向に略平行に延出されているとともに、所定の間隔を有する間隔領域を介して互いに分離されている複数の櫛歯部15cが一体に形成されている。共通電極15は、電源電力を発熱体13に供給する給電配線として機能する。
Further, the planar shape has a substantially comb shape so that the heating elements formed by the
以上説明した発熱体13、個別電極14及び共通電極15の上面には、個別電極14及び共通電極15のワイヤ8がボンディングされる各一端を残して保護膜16が形成されている。この保護膜16は、発熱体13、個別電極14及び共通電極15が大気中の水分等によって腐食されるのを防止するとともに、感熱紙などの記録媒体にイメージを印画する際に、その記録媒体と接触することに起因して発熱体13や個別電極14が磨耗や破損することを防止するためのものである。保護膜16は、厚さが3〜10μm程度である。保護膜16は、例えば、シリコン(Si)、ホウ素(B)及びリン(P)を有する材料を含んで構成されており、具体的には、シリコン−ホウ素−リン化合物(SiBP)により構成されている。
A
次に、個別電極14の形状の詳細について、図2を参照して説明する。個別電極14は、図2に示すように、発熱体13の一端側から副走査方向に略平行に延出しつつ、幅広部14aと、第1中間部14bと、第2中間部14cと、幅狭部14dとが一体に形成されて構成されている。
Next, details of the shape of the
幅広部14aは、発熱体13と同一幅のまま発熱体13の一端部側から連続する。第1中間部14bは、幅広部14aに連続し、幅広部14aから次第に幅が縮小する形状を呈している。第2中間部14cは、第1中間部14bに連続し、第1中間部14bから次第に幅が縮小する形状を呈している。幅狭部14dは、第2中間部14cと同一幅のまま第2中間部14cの他端部側から連続する。
The wide portion 14 a continues from the one end portion side of the
第1中間部14bの一方の側面は、幅広部14aの一方の側面と同一直線上に位置する。第1中間部14bの他方の側面は、幅広部14aの他方の側面に対して傾斜する。第2中間部14cの一方の側面は、第1中間部14bの一方の側面に対して傾斜する。第2中間部14cの他方の側面は、幅広部14aの他方の側面と平行であって、幅狭部14dの他方の側面と同一直線上に位置する。すべての個別電極14は、平面形状、特に、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成された部分の平面形状が同一であるため、その面積も同一である。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての個別電極14を形成すれば、隣接する個別電極14の抵抗値が均一となる。
One side surface of the first
上記「抵抗値が均一」とは、隣接する2つの発熱素子を構成する部分の抵抗値差が5%以内であって、尚且つ全体としては抵抗値の差が10%以内であること、特に、隣接しあう2つの発熱素子を構成する部分の抵抗値の差が小さいことをいう。ここで、「隣接する2つの発熱素子を構成する部分の抵抗値差が5%以内であって、尚且つ全体としては抵抗値の差が10%以内である」とするのは、抵抗値の違いにより発熱素子の発熱温度が変化するため、隣接する発熱素子の抵抗値差が5%以内の差であれば、印画品質に問題がないが、抵抗値差が5%を超えると印画ムラが目立って印画品質が問題となるからである。ただ、目視で印画ムラが目立つのは隣接する発熱素子間の抵抗値の差であり、サーマルヘッド1全体、つまり、ある程度はなれた2つの発熱素子同士を考えた場合、発熱素子の抵抗値のバラツキは5%を超えても10%以内に収まっていれば、印画品質が問題とならないからである。後述する「抵抗値が均一」の定義についても同様である。
The above-mentioned “uniform resistance value” means that the resistance value difference between the two adjacent heating elements is within 5%, and the overall resistance value difference is within 10%. This means that the difference in resistance value between the two heat generating elements adjacent to each other is small. Here, “the resistance value difference between the two adjacent heating elements is within 5%, and the resistance value difference is within 10% as a whole” Since the heating temperature of the heating element changes due to the difference, if the difference in resistance value between adjacent heating elements is within 5%, there is no problem in printing quality, but if the resistance value difference exceeds 5%, printing unevenness will occur. This is because the print quality is conspicuous. However, the printed unevenness is conspicuous visually because of the difference in resistance value between adjacent heating elements. When considering the entire
次に、上記構成を有するサーマルヘッド薄膜チップ2の製造方法について説明する。
(1)ベース基板11
ベース基板11がアルミナセラミックスからなる場合、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム(Al2O3))、シリカ(二酸化シリコン(SiO2))、マグネシア(酸化マグネシウム(MgO))等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合して泥漿状とした後、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を用いてセラミックグリーンシートを作製する。次に、このセラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工した後、これを高温(例えば、約1600℃)で焼成する。ベース基板11を構成するアルミナの純度は、例えば、95%程度である。
Next, a manufacturing method of the thermal head
(1)
When the
(2)グレーズ12
まず、ガラス粉末に適当な有機溶剤・有機バインダー等を添加・混合して得られたガラスペーストを、従来周知のスクリーン印刷技術などを使用してベース基板11の上面所定領域に塗布する。次に、上記フォトリソグラフィ技術を使用して所定形状に加工する。次に、これを900℃〜1200℃の高温で所定時間焼成する。
(2)
First, a glass paste obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent, organic binder or the like to glass powder is applied to a predetermined area on the upper surface of the
(3)発熱体13、個別電極14及び共通電極15
発熱体13、個別電極14及び共通電極15も、従来周知の薄膜形成技術、例えば、スパッタリング、真空蒸着、LP−CVD(減圧CVD)法、イオンプレーティング、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術を順次使用して形成する。具体的には、まず、各グレーズ12及びベース基板11の上面に、ホウ素(B)又はリン(P)がドーピングされたポリシリコン(Poly−Si)薄膜からなる発熱体13を形成する。次に、複数の発熱体13の各上面に、グレーズ12の頂部上面及びその近傍に対応した領域を残して、副走査方向(図3及び図4に示す紙面の左右方向)における右側に、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の高導電性材料からなる個別電極14を形成する。
(3)
The
次に、グレーズ12、発熱体13及び個別電極14により構成される発熱素子が主走査方向に所定間隔を隔てて並設されている発熱素子形成領域を囲むように、梁部15aと、2本の柱部15bと、複数の櫛歯部15cとからなり、平面形状が略櫛形状を呈し、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の高導電性材料からなる共通電極15を形成する(図1参照)。
Next, a
この場合、上記したように、個別電極14が図2に示す形状を呈している、即ち、個別電極14は、図示せぬ記録媒体と保護膜16の摺接域(ニップ領域)では、面積がほぼ同一であって、次第に幅が縮小するくびれ部が形成されている。従って、フォトリゾグラフィ技術によりフォトレジストパターンを形成する際やエッチング技術によりエッチング液で不要な部分を除去する際に、フォトレジストやエッチング液が隣接する個別電極14の間に溜まるのを防止することができる。また、フォトリゾグラフィ技術によりフォトレジストパターンを形成する際に、フォトレジストパターンへの露光不足等が生じることにより、本来除去されるべきフォトレジストパターンが除去されずに残存することを防止することができる。この結果、隣接する個別電極14同士が短絡を起こすことを防止することができる。
In this case, as described above, the
(4)保護膜16
保護膜16は、シラン(SiH4)、ジボラン(B2H6)及びホスフィン(PH3)等を原料としてプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)を使用して形成する。
(4)
The
次に、上記構成を有するサーマルヘッド1の動作について、図1〜図4を参照して説明する。本実施の形態1に係るサーマルヘッド1では、例えば、感熱方式の印画装置等の装置本体に駆動部3のコネクタ7を介して接続された状態において、画像パターン情報に基づいてドライバIC6により個別電極14及び共通電極15にパルス(図示略)が印加されると、これらの個別電極14及び共通電極15から供給された電流に基づいて発熱体13が発熱することにより、印画用の熱が発生する。
Next, the operation of the
このとき発生した熱は、内部でグレーズ12に蓄熱されるとともに、保護膜16内を経た後、最終的に感熱紙などの記録媒体(図示略)の印画領域まで伝導する。これにより、グレーズ12、発熱体13及び個別電極14により構成される発熱素子の温度が上昇し、印画温度に到達するので、記録媒体(図示略)の印画領域に印画される。
The heat generated at this time is stored in the
この場合、本実施の形態1に係るサーマルヘッド薄膜チップ2では、図2に示すように、すべての個別電極14は、平面形状、特に、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成された部分の平面形状が同一であるため、その面積も同一である。従って、発熱素子ごとに発熱体13と個別電極14との接触面積が同一であるとともに、発熱体ごとに個別電極14の配線抵抗が同一である。このため、発熱体13ごとの抵抗値にバラツキが少ないので、印画ムラが生じにくく、高品質のイメージを印画することができる。
In this case, in the thermal head
次に、画像パターン情報に基づいてドライバIC6により個別電極14及び共通電極15にパルス(図示略)が印加されなくなると、グレーズ12に蓄熱されていた熱は、ベース基板11及び駆動部3を構成する放熱板4により放熱される。
以上説明した動作が順次繰り返されることにより、感熱紙などの記録媒体(図示略)の所定のイメージが印画される。
Next, when no pulse (not shown) is applied to the
By sequentially repeating the operations described above, a predetermined image of a recording medium (not shown) such as thermal paper is printed.
上記サーマルヘッド1を用いて印画を行う場合、外部のプラテンローラによって感熱紙などの記録媒体(図示略)を主走査方向に搬送しつつ、上記記録媒体をサーマルヘッド薄膜チップ2を構成する発熱体13の列上に形成された保護膜16表面に摺接させている。この場合、本実施の形態1に係るサーマルヘッド薄膜チップ2では、図2に示すように、各個別電極14において、発熱体13と連続する幅広部14aは、発熱体13と同一幅のまま発熱体13の一端側から連続しているとともに、幅広部14aに連続する第1中間部14bは、幅広部14aから次第に幅が縮小する形状を呈している。即ち、個別電極14は、記録媒体と保護膜16の摺接域(ニップ領域)では、面積がほぼ同一であって、次第に幅が縮小するくびれ部が形成されている。従って、印画時にニップ領域に応力が集中することがないため、保護膜16がダメージを受けにくい。このため、保護膜16の剥がれや破れが生じたり、記録媒体が傷ついたりすることを防止することができる。
When printing is performed using the
ここで、図2に示す隣接する発熱体13の間隔Wと、これらの発熱体13に対応する隣接する個別電極14の間隔のうち、上記間隔W以外で最も短い間隔Dとの関係について考察する。一般的には、間隔Wが広ければ広いほど、間隔Dは小さくて良いということが言える。しかし、上記間隔Wと上記間隔Dとの関係には、他の要因、例えば、フォトレジストパターンの厚み、露光ギャップ、マスクアライナーの光源の平行度(CHA:コリメーションハーフアングル)、現像条件なども大きく影響していると思われる。上記間隔Dとしては、発明者らが鋭意検討した結果からは、(W+5)μm以上であることが好ましいが、上記他の要因を考慮すれば、(W+1)μm程度でも上記した同様の効果が得られると思われる。
Here, the relationship between the interval W between
図5は、上記間隔Wに対するリーク発生率の特性の一例を示している。リーク発生率とは、隣接する個別電極14間における電気的短絡が発生する百分率をいう。図5において、曲線aは、個別電極の平面形状が上記特許文献1の図2に記載された形状を呈している場合の特性を示している。一方、曲線bは、個別電極の平面形状が本実施の形態1に係る形状(図2参照)に記載された形状を呈している場合の特性を示している。図5から分かるように、本発明の実施の形態1によれば、上記間隔Wが約5μm以上であれば、リーク発生率は、ほぼ0%である。
FIG. 5 shows an example of the characteristics of the leak rate with respect to the interval W. The leak occurrence rate is a percentage at which an electrical short circuit occurs between adjacent
実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2に係るサーマルヘッドを構成するサーマルヘッド薄膜チップ31の構成を示す平面図、図7は、図6のAの部分の拡大図である。図6及び図7において、図1〜図4の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図6及び図7においては、図1及び図2に示す個別電極14に換えて、下端から奇数番目に個別電極32が、下端から偶数番目に個別電極33が新たにそれぞれ設けられている。なお、図6及び図7では、図3及び図4に示す保護膜16を図示していない。
6 is a plan view showing the configuration of the thermal head
個別電極32は、図7に示すように、発熱体13の一端側から副走査方向に略平行に延出しつつ、幅広部32aと、第1中間部32bと、第2中間部32cと、第3中間部32dと、幅狭部32eとが一体に形成されて構成されている。
As illustrated in FIG. 7, the
幅広部32aは、発熱体13と同一幅のまま発熱体13の一端部側から連続する。第1中間部32bは、幅広部32aに連続し、幅広部32aから次第に幅が縮小する形状を呈している。第2中間部32cは、第1中間部32bの他端部側と同一幅のまま第1中間部32bの他端部側から連続する。第3中間部32dは、第2中間部32cに連続し、第2中間部32cから次第に幅が縮小する形状を呈している。幅狭部32eは、第3中間部32dの他端部側と同一幅のまま第3中間部32dの他端部側から連続する。
The wide portion 32 a continues from the one end side of the
第1中間部32bの一方の側面は、幅広部32aの一方の側面と同一直線上に位置する。第1中間部32bの他方の側面は、幅広部32aの他方の側面に対して傾斜する。第3中間部32dの一方の側面は、第2中間部32cの一方の側面に対して傾斜する。第3中間部32dの他方の側面は、幅広部32aの他方の側面と平行であって、幅狭部32eの他方の側面と同一直線上に位置する。 One side surface of the first intermediate portion 32b is positioned on the same straight line as one side surface of the wide portion 32a. The other side surface of the first intermediate portion 32b is inclined with respect to the other side surface of the wide portion 32a. One side surface of the third intermediate portion 32d is inclined with respect to one side surface of the second intermediate portion 32c. The other side surface of the third intermediate portion 32d is parallel to the other side surface of the wide portion 32a and is located on the same straight line as the other side surface of the narrow portion 32e.
個別電極33は、図7に示すように、発熱体13の一端側から副走査方向に略平行に延出しつつ、幅広部33aと、中間部33bと、幅狭部33cとが一体に形成されて構成されている。幅広部33a及び中間部33bは、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成されている。一方、幅狭部33cの上記第3中間部32dに対応する領域以外の領域は、直下にグレーズ12が形成されていない発熱体13上に形成されている。
As shown in FIG. 7, the
幅広部33aは、発熱体13と同一幅のまま発熱体13の一端部側から連続する。中間部33bは、幅広部33aに連続し、幅広部33aから次第に幅が縮小する形状を呈している。幅狭部33cは、中間部33bの他端部側と同一幅のまま中間部33bの他端部側から連続する。
The wide portion 33 a continues from the one end portion side of the
中間部33bの一方の側面は、幅広部33aの一方の側面に対して傾斜する。中間部33bの他方の側面は、幅広部33aの他方の側面に対して傾斜する。個別電極32及び33は、その面積、特に、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成された部分の面積が同一である。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての個別電極32及び33を形成すれば、隣接する個別電極32及び33の抵抗値が均一となる。
上記したように、個別電極32及び33が図7に示す形状を呈している、即ち、個別電極32及び33は、図示せぬ記録媒体と保護膜16の摺接域(ニップ領域)では、面積がほぼ同一であって、次第に幅が縮小するくびれ部が形成されている。従って、上述した実施の形態1と同様の効果が得られる。
One side surface of the
As described above, the
実施の形態3.
図8は、本発明の実施の形態3に係るサーマルヘッドを構成するサーマルヘッド薄膜チップ41の構成を示す平面図、図9は、図8のAの部分の拡大図である。図8及び図9において、図1〜図4の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図8及び図9においては、図1及び図2に示す個別電極14に換えて、下端から奇数番目に個別電極42が、下端から偶数番目に個別電極43が新たにそれぞれ設けられている。なお、図8及び図9では、図3及び図4に示す保護膜16を図示していない。
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the thermal head
個別電極42は、図9に示すように、発熱体13の一端側から副走査方向に略平行に延出しつつ、幅広部42aと、第1中間部42bと、第2中間部42cと、第3中間部42dと、幅狭部42eとが一体に形成されて構成されている。幅広部42a、第1中間部42b、第2中間部42c及び第3中間部42dは、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成されている。一方、幅狭部42eは、直下にグレーズ12が形成されていない発熱体13上に形成されている。
As shown in FIG. 9, the
幅広部42aは、発熱体13と同一幅のまま発熱体13の一端部側から連続する。第1中間部42bは、幅広部42aに連続し、幅広部42aから次第に幅が縮小する形状を呈している。第2中間部42cは、第1中間部42bの他端部側と同一幅のまま第1中間部42bの他端部側から連続する。第3中間部42dは、第2中間部42cに連続し、第2中間部42cから次第に幅が縮小する形状を呈している。幅狭部42eは、第3中間部42dの他端部側と同一幅のまま第3中間部42dの他端部側から連続する。
The wide portion 42 a continues from the one end portion side of the
第1中間部42bの一方の側面は、幅広部42aの一方の側面と同一直線上に位置する。第1中間部42bの他方の側面は、幅広部42aの他方の側面に対して傾斜する。第3中間部42dの一方の側面は、第2中間部42cの一方の側面に対して傾斜する。第3中間部42dの他方の側面は、幅広部42aの他方の側面と平行であって、第2中間部42cの他方の側面及び幅狭部42eの他方の側面とそれぞれ同一直線上に位置する。
One side surface of the first intermediate portion 42b is located on the same straight line as one side surface of the wide portion 42a. The other side surface of the first intermediate portion 42b is inclined with respect to the other side surface of the wide portion 42a. One side surface of the third
個別電極43は、図9に示すように、発熱体13の一端側から副走査方向に略平行に延出しつつ、幅広部43aと、第1中間部43bと、第2中間部43cと、幅狭部43dとが一体に形成されて構成されている。幅広部43a、第1中間部43b、第2中間部43c及び幅狭部43dの上記第3中間部42dに対応する領域は、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成されている。一方、幅狭部43dの上記第3中間部42dに対応する領域以外の領域は、直下にグレーズ12が形成されていない発熱体13上に形成されている。
As shown in FIG. 9, the
幅広部43aは、発熱体13と同一幅のまま発熱体13の一端部側から連続する。第1中間部43bは、幅広部43aに連続し、幅広部43aから次第に幅が縮小する形状を呈している。第2中間部43cは、第1中間部43bに連続し、第1中間部43bから次第に幅が縮小する形状を呈している。幅狭部43dは、第2中間部43cの他端部側と同一幅のまま第2中間部43cの他端部側から連続する。
The wide portion 43 a continues from the one end side of the
第1中間部43bの一方の側面は、幅広部43aの一方の側面に対して傾斜する。第2中間部43bの他方の側面は、幅広部43aの他方の側面と同一直線上に位置する。第2中間部43cの一方の側面は、幅広部43aの一方の側面と平行であって、幅狭部43dの一方の側面と同一直線上に位置する。第2中間部43cの他方の側面は、第1中間部43bの他方の側面に対して傾斜する。個別電極42及び43は、その面積、特に、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成された部分の面積が同一である。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての個別電極42及び43を形成すれば、隣接する個別電極42及び43の抵抗値が均一となる。
上記したように、個別電極42及び43が図9に示す形状を呈している、即ち、個別電極42及び43は、図示せぬ記録媒体と保護膜16の摺接域(ニップ領域)では、面積がほぼ同一であって、次第に幅が縮小するくびれ部が形成されている。従って、上述した実施の形態1と同様の効果が得られる。
One side surface of the first
As described above, the
実施の形態4.
図10は、本発明の実施の形態4に係るサーマルヘッドを構成するサーマルヘッド薄膜チップ51の構成を示す平面図、図11は、図10のAの部分の拡大図である。図10及び図11において、図1〜図4の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図10及び図11においては、図1及び図2に示す個別電極14に換えて、下端から奇数番目に個別電極52が、下端から偶数番目に個別電極53が新たにそれぞれ設けられている。なお、図10及び図11では、図3及び図4に示す保護膜16を図示していない。
FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the thermal head
個別電極52は、図11に示すように、発熱体13の一端側から副走査方向に略平行に延出しつつ、幅広部52aと、第1中間部52bと、第2中間部52cと、第3中間部52dと、幅狭部52eとが一体に形成されて構成されている。
As shown in FIG. 11, the
幅広部52aは、発熱体13と同一幅のまま発熱体13の一端部側から連続する。第1中間部52bは、幅広部52aに連続し、幅広部52aから次第に幅が縮小する形状を呈している。第2中間部52cは、第1中間部52bの他端部側と同一幅のまま第1中間部52bの他端部側から連続する。第3中間部52dは、第2中間部52cに連続し、第2中間部52cから次第に幅が縮小する形状を呈している。幅狭部52eは、第3中間部52dの他端部側と同一幅のまま第3中間部52dの他端部側から連続する。
The wide portion 52a continues from the one end side of the
第1中間部52bの一方の側面は、幅広部52aの一方の側面と同一直線上に位置する。第1中間部52bの他方の側面は、幅広部52aの他方の側面に対して傾斜する。第3中間部52dの一方の側面は、第2中間部52cの一方の側面に対して傾斜する。第3中間部52dの他方の側面は、幅広部52aの他方の側面と平行であって、第2中間部52cの他方の側面及び幅狭部52eの他方の側面とそれぞれ同一直線上に位置する。
One side surface of the first intermediate portion 52b is located on the same straight line as one side surface of the wide portion 52a. The other side surface of the first intermediate portion 52b is inclined with respect to the other side surface of the wide portion 52a. One side surface of the third
個別電極53は、図11に示すように、発熱体13の一端側から副走査方向に略平行に延出しつつ、幅広部53aと、第1中間部53bと、第2中間部53cと、幅狭部53dとが一体に形成されて構成されている。
As shown in FIG. 11, the
幅広部53aは、発熱体13と同一幅のまま発熱体13の一端部側から連続する。第1中間部53bは、幅広部53aに連続し、幅広部53aから次第に幅が縮小する形状を呈している。第2中間部53cは、第1中間部53bに連続し、第1中間部53bから次第に幅が縮小する形状を呈している。幅狭部53dは、第2中間部53cの他端部側と同一幅のまま第2中間部53cの他端部側から連続する。
The wide portion 53 a continues from the one end side of the
第1中間部53bの一方の側面は、幅広部53aの一方の側面と同一直線上に位置する。第1中間部53bの他方の側面は、幅広部53aの他方の側面に対して傾斜する。第2中間部53cの一方の側面は、第1中間部53bの一方の側面に対して傾斜する。第2中間部53cの他方の側面は、幅広部53aの他方の側面と平行であって、幅狭部53dの一方の側面と同一直線上に位置する。個別電極52及び53は、その面積、特に、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成された部分の面積が同一である。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての個別電極52及び53を形成すれば、隣接する個別電極52及び53の抵抗値が均一となる。
上記したように、個別電極52及び53が図11に示す形状を呈している、即ち、個別電極52及び53は、図示せぬ記録媒体と保護膜16の摺接域(ニップ領域)では、面積がほぼ同一であって、次第に幅が縮小するくびれ部が形成されている。従って、上述した実施の形態1と同様の効果が得られる。
One side surface of the first
As described above, the
実施の形態5.
図12は、本発明の実施の形態5に係るサーマルヘッドを構成するサーマルヘッド薄膜チップ61の構成を示す平面図、図13は、図12のAの部分の拡大図である。図12及び図13において、図1〜図4の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図12及び図13においては、図1及び図2に示す発熱体13及び個別電極14に換えて、発熱体62及び個別電極63が新たにそれぞれ設けられている。なお、図12及び図13では、図3及び図4に示す保護膜16を図示していない。
FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the thermal head
発熱体62は、共通電極15の梁部15aの一端側下部(図示略)から副走査方向に略平行に延出しつつ、図13に示すように、幅広部62aと、中間部62bと、終端部62cとが一体に形成されて構成されている。幅広部62aは、共通電極15の櫛歯部15cの幅より僅かに広い幅のまま共通電極15の梁部15aの一端部側下部(図示略)から連続する。中間部62bは、幅広部62aに連続し、幅広部62aから次第に幅が縮小する形状を呈している。終端部62cは、中間部62bに連続し、中間部62bから次第に幅が縮小する形状を呈している。
As shown in FIG. 13, the
中間部62bの一方の側面は、幅広部62aの一方の側面と同一直線上に位置する。中間部62bの他方の側面は、幅広部62aの他方の側面に対して傾斜する。終端部62cの一方の側面は、中間部62bの一方の側面に対して傾斜する。終端部62cの他方の側面は、図示しないが、中間部62bの他方の側面と同一直線上に位置する。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての発熱体62を形成すれば、隣接する発熱体62の抵抗値が均一となる。
One side surface of the intermediate portion 62b is located on the same straight line as one side surface of the wide portion 62a. The other side surface of the intermediate portion 62b is inclined with respect to the other side surface of the wide portion 62a. One side surface of the end portion 62c is inclined with respect to one side surface of the intermediate portion 62b. Although not shown, the other side surface of the end portion 62c is located on the same straight line as the other side surface of the intermediate portion 62b. In this case, if all the
個別電極63は、図13に示すように、発熱体62の幅広部62aの一端側から副走査方向に略平行に延出しつつ、幅広部63aと、第1中間部63bと、第2中間部63cと、幅狭部63dとが一体に形成されて構成されている。
As shown in FIG. 13, the
幅広部63aは、発熱体62の幅広部62aの幅より僅かに狭い幅のまま発熱体62の幅広部62aの一端側から連続する。第1中間部63bは、幅広部63aに連続し、幅広部63aから次第に幅が縮小する形状を呈している。第2中間部63cは、第1中間部63bに連続し、第1中間部63bから次第に幅が縮小する形状を呈している。幅狭部63dは、第2中間部63cの他端部側と同一幅のまま第2中間部63cの他端部側から連続する。
The wide part 63a continues from one end side of the wide part 62a of the
第1中間部63bの一方の側面は、幅広部63aの一方の側面と同一直線上に位置する。第1中間部63bの他方の側面は、幅広部63aの他方の側面に対して傾斜するとともに、発熱体62の終端部62cの他方の側面と段差なく連続している。第2中間部63cの一方の側面は、第1中間部63bの一方の側面に対して傾斜する。第2中間部63cの他方の側面は、幅広部63aの他方の側面と平行であって、幅狭部63dの他方の側面と同一直線上に位置する。個別電極63は、その面積、特に、直下にグレーズ12が形成された発熱体62上に形成された部分の面積が同一である。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての個別電極63を形成すれば、隣接する個別電極63の抵抗値が均一となる。
上記したように、発熱体62及び個別電極63が図13に示す形状を呈している、即ち、発熱体62及び個別電極63は、図示せぬ記録媒体と保護膜16の摺接域(ニップ領域)では、面積がほぼ同一であって、次第に幅が縮小するくびれ部が形成されている。従って、上述した実施の形態1と同様の効果が得られる。
One side surface of the first intermediate portion 63b is located on the same straight line as one side surface of the wide portion 63a. The other side surface of the first intermediate portion 63b is inclined with respect to the other side surface of the wide portion 63a and is continuous with the other side surface of the end portion 62c of the
As described above, the
実施の形態6.
図14は、本発明の実施の形態6に係るサーマルヘッドを構成するサーマルヘッド薄膜チップ71の構成を示す平面図、図15は、図14のAの部分の拡大図である。図14及び図15において、図1〜図4の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図14及び図15においては、図1及び図2に示す発熱体13及び個別電極14に換えて、発熱体72及び個別電極73が新たにそれぞれ設けられている。なお、図14及び図15では、図3及び図4に示す保護膜16を図示していない。
FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a thermal head
発熱体72は、共通電極15の梁部15aの一端側下部(図示略)から副走査方向に略平行に延出しつつ、図15に示すように、幅広部72aと、第1中間部72bと、第2中間部72cと、終端部72dとが一体に形成されて構成されている。幅広部72aは、共通電極15の櫛歯部15cの幅より僅かに広い幅のまま共通電極15の梁部15aの一端部側下部(図示略)から連続する。第1中間部72bは、幅広部72aに連続し、幅広部72aから次第に幅が縮小する形状を呈している。第2中間部72cは、第1中間部72bに連続し、第1中間部72bから次第に幅が縮小する形状を呈している。終端部72dは、第2中間部72cに連続し、第2中間部72cから次第に幅が縮小する形状を呈している。
As shown in FIG. 15, the
第1中間部72bの一方の側面は、幅広部72aの一方の側面と同一直線上に位置する。第1中間部72bの他方の側面は、幅広部72aの他方の側面に対して傾斜する。第2中間部72cの一方の側面は、第1中間部72bの一方の側面に対して傾斜する。第2中間部72cの他方の側面は、第1中間部72bの他方の側面と同一直線上に位置する。終端部72dの一方の側面は、第2中間部72cの一方の側面と同一直線上に位置する。終端部72dの他方の側面は、図示しないが、幅広部72aの他方の側面と平行であって、個別電極73の他方の側面と同一直線上に位置する。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての発熱体72を形成すれば、隣接する発熱体72の抵抗値が均一となる。
One side surface of the first
個別電極73は、図15に示すように、発熱体72の幅広部72aの一端側から副走査方向に略平行に延出されている。個別電極73は、略矩形状を呈しており、その幅は発熱体72の幅広部72aの幅より僅かに狭い。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての個別電極73を形成すれば、隣接する個別電極73の抵抗値が均一となる。
As shown in FIG. 15, the
上記したように、発熱体72及び個別電極73が図15に示す形状を呈している、即ち、発熱体72及び個別電極73は、図示せぬ記録媒体と保護膜16の摺接域(ニップ領域)では、面積がほぼ同一であって、次第に幅が縮小するくびれ部が形成されている。従って、上述した実施の形態1と同様の効果が得られる。
As described above, the
実施の形態7.
また、上述した各実施の形態では、本発明をグレーズの頂部上面近傍(例えば、ニップ領域)に形成された個別電極又は発熱体に適用する例を示したが、これに限定されない。本発明は、グレーズの頂部上面近傍(例えば、ニップ領域)以外に形成された個別電極又は発熱体や、共通電極、ボンディングパッド、引き回し配線等、隣接する電極やボンディングパッド等との距離が狭いパターンに適用することができる。
Moreover, although each embodiment mentioned above showed the example which applies this invention to the individual electrode or heat generating body formed in the top upper surface vicinity (for example, nip area | region) of a glaze, it is not limited to this. The present invention provides a pattern in which the distance between adjacent electrodes or bonding pads, such as individual electrodes or heating elements other than the vicinity of the upper surface of the top of the glaze (for example, the nip region), common electrodes, bonding pads, routing wires, etc. is narrow Can be applied to.
図16は、本発明の実施の形態7に係るサーマルヘッドを構成するサーマルヘッド薄膜チップ81の構成を示す平面図である。図16において、図1〜図4の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図16においては、図1及び図2に示す共通電極15に換えて、共通電極82が新たにそれぞれ設けられている。なお、図16では、図3及び図4に示す保護膜16を図示していない。
FIG. 16 is a plan view showing a configuration of a thermal head
共通電極82は、隣接する発熱体13及び個別電極14ごとに折り返してそれぞれ端部同士が連続して導通がとられているUターン電極構造を有している。すべての共通電極82は、平面形状、特に、直下にグレーズ12が形成された発熱体13上に形成された部分の平面形状が同一であるため、その面積も同一である。この場合、それぞれの膜厚が同一となるようにすべての共通電極82を形成すれば、隣接する共通電極82の抵抗値が均一となる。
The
従って、本発明の実施の形態7によれば、上述した実施の形態1により得られる効果が得られる他、サーマルヘッドを小型化することができる。何故なら、図1に示す共通電極15を構成する梁部15a及び柱部15bを形成する必要がないため、サーマルヘッド薄膜チップ全体のサイズを小さくすることができるからである。また、本発明の実施の形態7によれば、Uターン電極構造の場合、1つの共通電極に接続される2つの発熱体13で1つのドットを構成するが、すべての共通電極82の抵抗値が均一となるので、隣接ドット間で抵抗値差が発生することなく、隣接する発熱体13間における放熱の仕方が異なることはない。
Therefore, according to the seventh embodiment of the present invention, the effect obtained by the first embodiment described above can be obtained, and the thermal head can be miniaturized. This is because it is not necessary to form the
実施の形態8.
図17は、本発明の実施の形態8に係る印画装置91の概略構成を示す概念図である。この印画装置91は、ビデオプリンタであり、図16に示すように、略六面体状を呈するケーシング92を有している。ケーシング92の前面には、液晶ディスプレイ等からなる表示パネル93、入力キー94及び排紙口95がそれぞれ設けられている。
FIG. 17 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of a
また、ケーシング92内には、感熱紙96がロール状に巻き取られた形で収納されている。感熱紙96の先端部は、複数本(図17では、2本)の搬送ローラ97に支持されて排紙口95の手前に位置決めされている。さらに、ケーシング92内には、上述した実施の形態1に係るサーマルヘッド1又は上述した実施の形態2〜7に係るサーマルヘッド薄膜チップ31、41、51、61、71若しくは81のいずれかを備えたサーマルヘッド(以下これらを総称して「サーマルヘッド98」と称する。)が感熱紙96の上側に位置決めされて組み込まれている。サーマルヘッド98により感熱紙96を加熱して発色させることにより、文字や画像などのイメージを感熱紙96に印刷した後、この感熱紙96を排紙口95から排出することができる。
Further, the
このように、本発明の実施の形態8によれば、上述した実施の形態1〜7に係るサーマルヘッド98を用いているので、本発明の実施の形態8に係る印画装置は、高品質のイメージを印画することができる。 As described above, according to the eighth embodiment of the present invention, since the thermal head 98 according to the first to seventh embodiments described above is used, the printing apparatus according to the eighth embodiment of the present invention has a high quality. You can print an image.
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、上述した各実施の形態では、本発明をベース基板11の上面の発熱ドットのみに半円弧状を呈したグレーズ12が形成された部分グレーズタイプのサーマルヘッドに適用する例を示したが、これに限定されない。本発明は、ベース基板の上面全面にグレーズが形成された平面グレーズタイプのサーマルヘッドや、約1mm程度の段差が形成された凸型ベース基板にグレーズが形成された凸型基板タイプにも適用することができる。また、グレーズの形状は半円弧状でも凹状でも良い。
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Is included in the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a partial glaze type thermal head in which the
また、上述した各実施の形態では、中間部の側面が幅広部等の側面に対して直線的に傾斜する例を示したが、これに限定されず、中間部の側面が幅広部等の側面に対して曲線的に傾斜するように構成しても良い。いずれの場合においても、傾斜角度は緩やかな方が望ましい。 Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the side surface of the intermediate portion is linearly inclined with respect to the side surface such as the wide portion has been described. However, the present invention is not limited thereto. However, it may be configured to be inclined with respect to the curve. In any case, it is desirable that the inclination angle is gentle.
また、上述した各実施の形態では、個別電極及び共通電極がアルミニウム(Al)からなる例を示したが、これに限定されず、個別電極及び共通電極の材料として、例えば、アルミニウム合金(Al−Si、Al−Si−Cu、Al−Tiなど)や高融点金属を用いても良い。 Moreover, in each embodiment mentioned above, although the example which an individual electrode and a common electrode consist of aluminum (Al) was shown, it is not limited to this, For example, as a material of an individual electrode and a common electrode, aluminum alloy (Al-- Si, Al-Si-Cu, Al-Ti, etc.) or a refractory metal may be used.
また、上述した各実施の形態では、グレーズ12を蓄熱層として用いる例を示したが、これに限定されず、蓄熱層は、シリコン(Si)と遷移金属と酸素(O)の多元酸化物セラミックス層からなる無機蓄熱層やポリイミド樹脂などからなる有機蓄熱層でも良い。
また、上述した実施の形態7では、本発明をビデオプリンタ81に適用する例を示したが、これに限定されず、本発明は、バーコードプリンタ、ラベルプリンタ、カードプリンタ、ファクシミリ、券売機などにも適用することもがきる。
また、上述した各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用することができる。
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the example which uses the
In the seventh embodiment described above, an example in which the present invention is applied to the
Moreover, each embodiment mentioned above can divert each other's technique as long as there is no contradiction or a problem in the objective, structure, etc. in particular.
1,98 サーマルヘッド
2,31,41,5,16,71,81 サーマルヘッド薄膜チップ
3 駆動部
4 放熱板
5 プリント基板
6 ドライバIC
7 コネクタ
8,9 ワイヤ
11 ベース基板
12 グレーズ(蓄熱層)
13,62,72 発熱体
14,32,33,42,43,52,53,63,73 個別電極
14a,32a,33a,42a,43a,52a,53a,62a,63a,72a,73a 幅広部
14b,32b,33b,42b,43b,52b,53b,62b,63b,72b,73b 第1中間部
14c,32c,42c,43c,52c,53c,63c,72c 第2中間部
14d,32e,33c,42e,43d,52e,53d,63d 幅狭部
15,82 共通電極
15a 梁部
15b 柱部
15c 櫛歯部
16 保護膜
21,22 領域
32d,42d,52d 第3中間部
62c,72d 終端部
91 印画装置
92 ケーシング
93 表示パネル
94 入力キー
95 排紙口
96 感熱紙
97 搬送ローラ
1,98 Thermal head
2, 31, 41, 5, 16, 71, 81 Thermal head thin film chip
3 Drive unit
4 Heat sink
5 Printed circuit board
6 Driver IC
7 Connector
8,9 wire
11 Base substrate
12 glaze (heat storage layer)
13, 62, 72 heating element
14, 32, 33, 42, 43, 52, 53, 63, 73 Individual electrodes
14a, 32a, 33a, 42a, 43a, 52a, 53a, 62a, 63a, 72a, 73a Wide part
14b, 32b, 33b, 42b, 43b, 52b, 53b, 62b, 63b, 72b, 73b First intermediate portion
14c, 32c, 42c, 43c, 52c, 53c, 63c, 72c Second intermediate part
14d, 32e, 33c, 42e, 43d, 52e, 53d, 63d Narrow part
15,82 Common electrode
15a Beam
15b Column
15c comb teeth
16 Protective film
21 and 22 area
32d, 42d, 52d 3rd intermediate part
62c, 72d termination
91 Printing device
92 Casing
93 Display panel
94 Input key
95 Paper exit
96 Thermal paper
97 Conveyance roller
Claims (7)
前記個別電極は、前記副走査方向に沿って、
前記副走査方向に垂直な幅が一定である第1の部分と、
平面視において前記発熱体の発熱部から離れるに従って前記副走査方向に垂直な幅が狭くなるように前記副走査方向から傾斜した第1の側面と、平面視において前記副走査方向に沿った第2の側面とで構成される第2の部分、とを具備し、
前記発熱部と接続された前記第1の部分と前記第2の部分とが隣接して接続され、各前記個別電極の配線抵抗が均一となるように設定された、
ことを特徴とするサーマルヘッド。 A thermal storage layer which is arranged on the base substrate, a plurality of heating elements extending in the sub-scanning direction is formed on the heat storage layer, provided corresponding to said plurality of heating elements, each one end of each said heating element A thermal head comprising a plurality of individual electrodes individually connected to each other and extending in the sub-scanning direction, and a common electrode commonly connected to each other end of each heating element ,
The individual electrodes are along the sub-scanning direction,
A first portion having a constant width perpendicular to the sub-scanning direction;
A first side surface inclined from the sub-scanning direction so that a width perpendicular to the sub-scanning direction becomes narrower as the distance from the heat generating portion of the heating element in a plan view, and a second side surface in the sub-scanning direction in a plan view. And a second portion composed of side surfaces of
The first part and the second part connected to the heat generating part are adjacently connected, and the wiring resistance of each individual electrode is set to be uniform.
Thermal head characterized by that.
前記個別電極は、前記副走査方向に沿って、
前記副走査方向に垂直な幅が一定である第1の部分と、
平面視において前記発熱体の発熱部から離れるに従って前記副走査方向に垂直な幅が狭くなるように前記副走査方向から傾斜した第1の側面と、平面視において前記副走査方向に沿った第2の側面とで構成される第2の部分、とを具備し、
前記発熱部と接続された前記第1の部分と前記第2の部分とが隣接して接続され、かつ各前記個別電極と各前記発熱体との接触面積が均一となるように設定された、
ことを特徴とするサーマルヘッド。 A thermal storage layer which is arranged on the base substrate, a plurality of heating elements extending in the sub-scanning direction is formed on the heat storage layer, provided corresponding to said plurality of heating elements, each one end of each said heating element A thermal head comprising a plurality of individual electrodes individually connected to each other and extending in the sub-scanning direction, and a common electrode commonly connected to each other end of each heating element ,
The individual electrodes are along the sub-scanning direction,
A first portion having a constant width perpendicular to the sub-scanning direction;
A first side surface inclined from the sub-scanning direction so that a width perpendicular to the sub-scanning direction becomes narrower as the distance from the heat generating portion of the heating element in a plan view, and a second side surface in the sub-scanning direction in a plan view. And a second portion composed of side surfaces of
The first part and the second part connected to the heat generating part are adjacently connected, and the contact area between each individual electrode and each heat generating element is set to be uniform,
Thermal head characterized by that.
前記第1の側面と前記第2の側面との配置が互いに異なる2つの前記第2の部分を具備することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のサーマルヘッド。 The individual electrodes are:
5. The thermal head according to claim 1, comprising two of the second portions having different arrangements of the first side surface and the second side surface. 6. .
前記個別電極における前記副走査方向に垂直な幅が一定であり、 A width of the individual electrode perpendicular to the sub-scanning direction is constant;
前記発熱体は、 The heating element is
前記個別電極と前記共通電極とに挟まれた発熱部を具備し、 Comprising a heating part sandwiched between the individual electrode and the common electrode;
前記発熱体と前記個別電極とが接触する前記副走査方向に沿った領域において、 In the region along the sub-scanning direction where the heating element and the individual electrode are in contact,
前記副走査方向に垂直な幅が一定である第1の部分と、 A first portion having a constant width perpendicular to the sub-scanning direction;
平面視において前記発熱部から離れるに従って前記副走査方向に垂直な幅が狭くなるように前記副走査方向から傾斜した第1の側面と、平面視において前記副走査方向に沿った第2の側面とで構成される第2の部分、とを具備し、 A first side surface inclined from the sub-scanning direction so that a width perpendicular to the sub-scanning direction becomes narrower as the distance from the heat generating portion in plan view, and a second side surface along the sub-scanning direction in plan view A second portion comprising:
前記発熱部と接続された前記第1の部分と前記第2の部分とが隣接して接続され、各前記個別電極と前記共通電極とに対応した前記発熱体の抵抗が均一となるように設定された、 The first part and the second part connected to the heat generating part are adjacently connected, and the resistance of the heating element corresponding to each individual electrode and the common electrode is set to be uniform. Was
ことを特徴とするサーマルヘッド。Thermal head characterized by that.
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