JP6901419B2

JP6901419B2 - Thermal head and thermal printer

Info

Publication number: JP6901419B2
Application number: JP2018033412A
Authority: JP
Inventors: 悠平宮尾
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2038-02-27
Also published as: JP2019147302A

Description

本開示は、サーマルヘッドおよびサーマルプリンタに関する。 The present disclosure relates to thermal heads and thermal printers.

従来、ファクシミリあるいはビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。例えば、基板と、基板上に位置する発熱部と、基板上に位置し、発熱部と繋がっている電極と、基板上に位置し、少なくとも発熱部を被覆する保護層と、を備えるものが知られている。また、保護層は、基板の厚み方向に延びる第１間隙を有している（特許文献１参照）。 Conventionally, various thermal heads have been proposed as printing devices such as facsimiles and video printers. For example, those provided with a substrate, a heat generating portion located on the substrate, an electrode located on the substrate and connected to the heat generating portion, and a protective layer located on the substrate and covering at least the heat generating portion are known. Has been done. Further, the protective layer has a first gap extending in the thickness direction of the substrate (see Patent Document 1).

国際公開番号ＷＯ２０１７／０１８４１５International Publication Number WO2017 / 018415

本開示のサーマルヘッドは、基板と、発熱部と、電極と、保護層と、を備える。発熱部は、基板上に位置する。電極は、基板上に位置し、発熱部と繋がっている。保護層は、基板上に位置し、少なくとも発熱部を被覆する。また、断面視して、保護層は、基板の厚み方向に延びる第１間隙と、第１間隙の発熱部側と連通し、第１間隙に交差する方向に延びる第２間隙と、を有する。 The thermal head of the present disclosure includes a substrate, a heat generating portion, an electrode, and a protective layer. The heat generating portion is located on the substrate. The electrodes are located on the substrate and are connected to the heat generating portion. The protective layer is located on the substrate and covers at least the heat generating portion. Further, when viewed in cross section, the protective layer has a first gap extending in the thickness direction of the substrate and a second gap extending in a direction intersecting the first gap, communicating with the heat generating portion side of the first gap.

本開示のサーマルプリンタは、上記に記載のサーマルヘッドと、搬送機構と、プラテンローラと、を備える。搬送機構は、発熱部上を通過するように記録媒体を搬送する。プラテンローラは、記録媒体を押圧する。 The thermal printer of the present disclosure includes the thermal head described above, a transport mechanism, and a platen roller. The transport mechanism transports the recording medium so as to pass over the heat generating portion. The platen roller presses the recording medium.

図１は、第１の実施形態に係るサーマルヘッドの概略を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing an outline of the thermal head according to the first embodiment. 図２は、図１に示すサーマルヘッドの概略を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an outline of the thermal head shown in FIG. 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 図４は、図１に示すサーマルヘッドの保護層を拡大して示す断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the protective layer of the thermal head shown in FIG. 図５は、第１間隙を拡大して示す断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the first gap. 図６は、第１の実施形態に係るサーマルプリンタを示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing a thermal printer according to the first embodiment. 図７は、第２の実施形態に係るサーマルヘッドの保護層を拡大して示す断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the protective layer of the thermal head according to the second embodiment. 図８は、第３の実施形態に係るサーマルヘッドの保護層を拡大して示す断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the protective layer of the thermal head according to the third embodiment. 図９は、第４の実施形態に係るサーマルヘッドの保護層を拡大して示す断面図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the protective layer of the thermal head according to the fourth embodiment.

従来のサーマルヘッドでは、発熱部により生じた熱が保護膜を熱伝導し、電極から放熱されることを抑えるために、第１間隙を設けていた。しかしながら、発熱部により生じた熱は、第１間隙に到達した後、第１間隙に沿って基板の厚み方向に保護層を熱伝導し、未だ放熱される可能性がある。 In the conventional thermal head, a first gap is provided in order to prevent heat generated by the heat generating portion from conducting heat through the protective film and being dissipated from the electrodes. However, after the heat generated by the heat generating portion reaches the first gap, the heat is conducted through the protective layer in the thickness direction of the substrate along the first gap, and may still be dissipated.

本開示のサーマルヘッドは、第１間隙に到達した熱が、第２間隙の存在により、第１間
隙を基板の厚み方向に沿って熱伝導しにくくなり、サーマルヘッドの熱効率を向上できる。以下、本開示のサーマルヘッドおよびそれを用いたサーマルプリンタについて、詳細に説明する。 In the thermal head of the present disclosure, the heat that has reached the first gap is less likely to conduct heat through the first gap along the thickness direction of the substrate due to the presence of the second gap, and the thermal efficiency of the thermal head can be improved. Hereinafter, the thermal head of the present disclosure and a thermal printer using the same will be described in detail.

＜第１の実施形態＞
以下、サーマルヘッドＸ１について図１〜５を参照して説明する。図１は、サーマルヘッドＸ１の構成を概略的に示している。図２は、保護層２５、被覆層２７、および封止部材１２を一点鎖線にて示しており、被覆部材２９を破線にて示している。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、サーマルヘッドＸ１の保護層２５の近傍を拡大して示している。図５は、第１間隙１６の近傍を拡大して示している。 <First Embodiment>
Hereinafter, the thermal head X1 will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 schematically shows the configuration of the thermal head X1. In FIG. 2, the protective layer 25, the covering layer 27, and the sealing member 12 are shown by a chain line, and the covering member 29 is shown by a broken line. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. FIG. 4 shows an enlarged view of the vicinity of the protective layer 25 of the thermal head X1. FIG. 5 shows an enlarged view of the vicinity of the first gap 16.

サーマルヘッドＸ１は、ヘッド基体３と、コネクタ３１と、封止部材１２と、放熱板１と、接着部材１４とを備えている。なお、コネクタ３１、封止部材１２、放熱板１、および接着部材１４は、必ずしも備えていなくてもよい。 The thermal head X1 includes a head base 3, a connector 31, a sealing member 12, a heat sink 1, and an adhesive member 14. The connector 31, the sealing member 12, the heat sink 1, and the adhesive member 14 do not necessarily have to be provided.

放熱板１は、ヘッド基体３の余剰の熱を放熱する。ヘッド基体３は、接着部材１４を介して放熱板１上に載置されている。ヘッド基体３は、外部から電圧が印加されることにより、記録媒体Ｐ（図５参照）に印画を行う。接着部材１４は、ヘッド基体３と放熱板１とを接着している。コネクタ３１は、ヘッド基体３を外部に電気的に接続する。コネクタ３１は、コネクタピン８とハウジング１０とを有している。封止部材１２は、コネクタ３１とヘッド基体３とを接合している。 The heat radiating plate 1 dissipates excess heat from the head substrate 3. The head substrate 3 is placed on the heat radiating plate 1 via the adhesive member 14. The head substrate 3 prints on the recording medium P (see FIG. 5) by applying a voltage from the outside. The adhesive member 14 adheres the head substrate 3 and the heat sink 1. The connector 31 electrically connects the head substrate 3 to the outside. The connector 31 has a connector pin 8 and a housing 10. The sealing member 12 joins the connector 31 and the head base 3.

放熱板１は、直方体形状である。放熱板１は、例えば、銅、鉄またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、ヘッド基体３の発熱部９で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱を放熱する機能を有している。 The heat radiating plate 1 has a rectangular parallelepiped shape. The heat radiating plate 1 is made of a metal material such as copper, iron, or aluminum, and has a function of radiating heat that does not contribute to printing among the heat generated in the heat generating portion 9 of the head substrate 3. ..

ヘッド基体３は、平面視して、長方形状であり、基板７上にサーマルヘッドＸ１を構成する各部材が配置されている。ヘッド基体３は、外部より供給された電気信号に従い、記録媒体Ｐに印字を行う機能を有する。 The head substrate 3 has a rectangular shape in a plan view, and each member constituting the thermal head X1 is arranged on the substrate 7. The head substrate 3 has a function of printing on the recording medium P according to an electric signal supplied from the outside.

図１〜３を用いて、ヘッド基体３を構成する各部材、封止部材１２、接着部材１４およびコネクタ３１について説明する。 Each member, the sealing member 12, the adhesive member 14, and the connector 31 constituting the head substrate 3 will be described with reference to FIGS.

ヘッド基体３は、基板７と、蓄熱層１３と、電気抵抗層１５と、共通電極１７と、個別電極１９と、第１接続電極２１と、接続端子２と、導電部材２３と、駆動ＩＣ１１と、被覆部材２９と、保護層２５と、被覆層２７とを有している。なお、これらの部材は、必ずしもすべて備えていなくてもよい。また、ヘッド基体３は、これら以外の部材を備えていてもよい。 The head substrate 3 includes a substrate 7, a heat storage layer 13, an electric resistance layer 15, a common electrode 17, an individual electrode 19, a first connection electrode 21, a connection terminal 2, a conductive member 23, and a drive IC 11. , A covering member 29, a protective layer 25, and a covering layer 27. It should be noted that these members do not necessarily have to be all provided. Further, the head substrate 3 may include members other than these.

基板７は、放熱板１上に配置されており、平面視して、矩形状である。基板７は、第１面７ｆと、第２面７ｇと、側面７ｅとを有している。第１面７ｆは、第１長辺７ａと、第２長辺７ｂと、第１短辺７ｃと、第２短辺７ｄとを有している。第１面７ｆ上にヘッド基体３を構成する各部材が配置されている。第２面７ｇは、第１面７ｆと反対側に位置している。第２面７ｇは、放熱板１側に位置しており、接着部材１４を介して放熱板１に接合されている。側面７ｅは、第１面７ｆと第２面７ｇとを接続しており、第２長辺７ｂ側に位置している。 The substrate 7 is arranged on the heat radiating plate 1 and has a rectangular shape in a plan view. The substrate 7 has a first surface 7f, a second surface 7g, and a side surface 7e. The first surface 7f has a first long side 7a, a second long side 7b, a first short side 7c, and a second short side 7d. Each member constituting the head substrate 3 is arranged on the first surface 7f. The second surface 7g is located on the opposite side of the first surface 7f. The second surface 7g is located on the heat sink 1 side and is joined to the heat sink 1 via the adhesive member 14. The side surface 7e connects the first surface 7f and the second surface 7g, and is located on the second long side 7b side.

基板７は、例えば、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料あるいは単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。 The substrate 7 is formed of, for example, an electrically insulating material such as alumina ceramics or a semiconductor material such as single crystal silicon.

蓄熱層１３は、基板７の第１面７ｆ上に位置している。蓄熱層１３は、下地部１３ａと、隆起部１３ｂとを有している。下地部１３ａは、基板７の第１面７ｆの全面にわたって形成されている。隆起部１３ｂは、下地部１３ａから基板７の厚み方向に隆起している。言い換えると、隆起部１３ｂは、基板７の第１面７ｆから遠ざかる方向に突出している。 The heat storage layer 13 is located on the first surface 7f of the substrate 7. The heat storage layer 13 has a base portion 13a and a raised portion 13b. The base portion 13a is formed over the entire surface of the first surface 7f of the substrate 7. The raised portion 13b is raised from the base portion 13a in the thickness direction of the substrate 7. In other words, the raised portion 13b projects in a direction away from the first surface 7f of the substrate 7.

隆起部１３ｂは、基板７の第１長辺７ａに隣り合うように配置され、主走査方向に沿って延びている。蓄熱層１３の断面が略半楕円形状であることにより、発熱部９上に形成された保護層２５が、印画する記録媒体Ｐに良好に接触する。下地部１３ａおよび隆起部１３ｂを含めた蓄熱層１３の基板７の第１面７ｆからの高さは３０〜６０μｍとすることができる。 The raised portion 13b is arranged so as to be adjacent to the first long side 7a of the substrate 7, and extends along the main scanning direction. Since the cross section of the heat storage layer 13 has a substantially semi-elliptical shape, the protective layer 25 formed on the heat generating portion 9 comes into good contact with the recording medium P to be printed. The height of the heat storage layer 13 including the base portion 13a and the raised portion 13b from the first surface 7f of the substrate 7 can be 30 to 60 μm.

蓄熱層１３は、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積する。そのため、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くすることができ、サーマルヘッドＸ１の熱応答特性を高めることができる。 The heat storage layer 13 is made of glass having low thermal conductivity, and temporarily stores a part of the heat generated in the heat generating portion 9. Therefore, the time required to raise the temperature of the heat generating portion 9 can be shortened, and the thermal response characteristics of the thermal head X1 can be improved.

蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストをスクリーン印刷等によって基板７の第１面７ｆに塗布し、これを焼成することで形成される。 The heat storage layer 13 is formed by, for example, applying a predetermined glass paste obtained by mixing a glass powder with an appropriate organic solvent onto the first surface 7f of the substrate 7 by screen printing or the like and firing the paste.

電気抵抗層１５は、蓄熱層１３の上面に位置しており、電気抵抗層１５上には、共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１および第２接続電極２６が形成されている。共通電極１７と個別電極１９との間には、電気抵抗層１５が露出した露出領域が形成されている。電気抵抗層１５の露出領域は、図２に示すように、蓄熱層１３の隆起部１３ｂ上に列状に配置されており、各露出領域が発熱部９を構成している。 The electric resistance layer 15 is located on the upper surface of the heat storage layer 13, and a common electrode 17, an individual electrode 19, a first connection electrode 21, and a second connection electrode 26 are formed on the electric resistance layer 15. An exposed region where the electric resistance layer 15 is exposed is formed between the common electrode 17 and the individual electrode 19. As shown in FIG. 2, the exposed regions of the electric resistance layer 15 are arranged in a row on the raised portion 13b of the heat storage layer 13, and each exposed region constitutes the heat generating portion 9.

なお、電気抵抗層１５は、各種電極と蓄熱層１３との間に必ずしも位置する必要はなく、共通電極１７と個別電極１９とを電気的に接続するように、例えば、共通電極１７と個別電極１９との間のみに位置していてもよい。 The electric resistance layer 15 does not necessarily have to be located between the various electrodes and the heat storage layer 13, and the common electrode 17 and the individual electrode 19 are, for example, so as to electrically connect the common electrode 17 and the individual electrode 19. It may be located only between 19 and 19.

複数の発熱部９は、説明の便宜上、図２では簡略化して記載しているが、例えば、１００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。電気抵抗層１５は、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、発熱部９に電圧が印加されたときに、ジュール発熱によって発熱部９が発熱する。 Although the plurality of heat generating portions 9 are shown in a simplified manner in FIG. 2 for convenience of explanation, they are arranged at a density of, for example, 100 dpi to 2400 dpi (dot per inch). The electric resistance layer 15 is formed of, for example, a material having a relatively high electric resistance such as TaN-based, TaSiO-based, TaSiNO-based, TiSiO-based, TiSiCO-based, or NbSiO-based. Therefore, when a voltage is applied to the heat generating portion 9, the heat generating portion 9 generates heat due to Joule heat generation.

共通電極１７は、主配線部１７ａ，１７ｄと、副配線部１７ｂと、リード部１７ｃとを備えている。共通電極１７は、複数の発熱部９と、コネクタ３１とを電気的に接続している。主配線部１７ａは、基板７の第１長辺７ａに沿って延びている。副配線部１７ｂは、基板７の第１短辺７ｃおよび第２短辺７ｄのそれぞれに沿って延びている。リード部１７ｃは、主配線部１７ａから各発熱部９に向かって個別に延びている。主配線部１７ｄは、基板７の第２長辺７ｂに沿って延びている。 The common electrode 17 includes a main wiring portion 17a and 17d, a sub wiring portion 17b, and a lead portion 17c. The common electrode 17 electrically connects the plurality of heat generating portions 9 and the connector 31. The main wiring portion 17a extends along the first long side 7a of the substrate 7. The sub-wiring portion 17b extends along each of the first short side 7c and the second short side 7d of the substrate 7. The lead portion 17c individually extends from the main wiring portion 17a toward each heat generating portion 9. The main wiring portion 17d extends along the second long side 7b of the substrate 7.

複数の個別電極１９は、発熱部９と駆動ＩＣ１１との間を電気的に接続している。また、複数の発熱部９は、複数の群に分かれており、各群の発熱部９と各群に対応して配置された駆動ＩＣ１１とが、個別電極１９によって電気的に接続されている。 The plurality of individual electrodes 19 electrically connect the heat generating portion 9 and the drive IC 11. Further, the plurality of heat generating parts 9 are divided into a plurality of groups, and the heat generating parts 9 of each group and the drive IC 11 arranged corresponding to each group are electrically connected by individual electrodes 19.

複数の第１接続電極２１は、駆動ＩＣ１１とコネクタ３１との間を電気的に接続している。各駆動ＩＣ１１に接続された複数の第１接続電極２１は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。 The plurality of first connection electrodes 21 electrically connect the drive IC 11 and the connector 31. The plurality of first connection electrodes 21 connected to each drive IC 11 are composed of a plurality of wirings having different functions.

複数の第２接続電極２６は、隣り合う駆動ＩＣ１１を電気的に接続している。複数の第２接続電極２６は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。 The plurality of second connection electrodes 26 electrically connect adjacent drive ICs 11. The plurality of second connection electrodes 26 are composed of a plurality of wirings having different functions.

これらの共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１、および第２接続電極２６は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。 The common electrode 17, the individual electrode 19, the first connection electrode 21, and the second connection electrode 26 are made of a conductive material, and are, for example, any one of aluminum, gold, silver, and copper. Formed from metals or alloys of these.

複数の接続端子２は、共通電極１７および第１接続電極２１をＦＰＣ５に接続するために、第１面７ｆの第２長辺７ｂ側に配置されている。接続端子２は、後述するコネクタ３１のコネクタピン８に対応して配置されている。 The plurality of connection terminals 2 are arranged on the second long side 7b side of the first surface 7f in order to connect the common electrode 17 and the first connection electrode 21 to the FPC 5. The connection terminal 2 is arranged corresponding to the connector pin 8 of the connector 31, which will be described later.

各接続端子２上には、導電部材２３が設けられている。導電部材２３としては、例えば、はんだ、あるいはＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）等を例示することができる。なお、導電部材２３と接続端子２との間にＮｉ、Ａｕ、あるいはＰｄによるめっき層を配置してもよい。 A conductive member 23 is provided on each connection terminal 2. Examples of the conductive member 23 include solder, ACP (Anisotropic Conductive Paste), and the like. A plating layer made of Ni, Au, or Pd may be arranged between the conductive member 23 and the connection terminal 2.

上記のヘッド基体３を構成する各種電極は、各々を構成するＡｌ、Ａｕ、あるいはＮｉ等の金属の材料層を蓄熱層１３上に、スパッタリング法等の薄膜成形技術によって順次積層した後、積層体をフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成することができる。なお、ヘッド基体３を構成する各種電極は、同じ工程によって同時に形成することができる。 The various electrodes constituting the head substrate 3 are formed by sequentially laminating a metal material layer such as Al, Au, or Ni, which constitutes each of them, on the heat storage layer 13 by a thin film forming technique such as a sputtering method. Can be formed by processing into a predetermined pattern using photoetching or the like. The various electrodes constituting the head substrate 3 can be formed at the same time by the same process.

駆動ＩＣ１１は、図２に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極１９と第１接続電極２１とに接続されている。駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御する機能を有している。駆動ＩＣ１１としては、内部に複数のスイッチング素子を有するスイッチングＩＣを用いることができる。 As shown in FIG. 2, the drive IC 11 is arranged corresponding to each group of the plurality of heat generating portions 9. Further, the drive IC 11 is connected to the individual electrode 19 and the first connection electrode 21. The drive IC 11 has a function of controlling the energized state of each heat generating portion 9. As the drive IC 11, a switching IC having a plurality of switching elements inside can be used.

保護層２５は、発熱部９、共通電極１７および個別電極１９の一部を被覆している。保護層２５は、被覆した領域を、大気中に含まれている水分等の付着による腐食、あるいは印画する記録媒体Ｐとの接触による摩耗から保護する。 The protective layer 25 covers a part of the heat generating portion 9, the common electrode 17, and the individual electrode 19. The protective layer 25 protects the covered area from corrosion due to adhesion of moisture and the like contained in the atmosphere, or wear due to contact with the recording medium P to be printed.

被覆層２７は、共通電極１７、個別電極１９、第１接続電極２１および第２接続電極２６を部分的に被覆するように基板７上に配置されている。被覆層２７は、被覆した領域を、大気との接触による酸化、あるいは大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。被覆層２７は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいはシリコーン系樹脂等の樹脂材料により形成することができる。 The coating layer 27 is arranged on the substrate 7 so as to partially cover the common electrode 17, the individual electrode 19, the first connection electrode 21, and the second connection electrode 26. The coating layer 27 is for protecting the coated region from oxidation due to contact with the atmosphere or corrosion due to adhesion of moisture or the like contained in the atmosphere. The coating layer 27 can be formed of a resin material such as an epoxy resin, a polyimide resin, or a silicone resin.

駆動ＩＣ１１は、個別電極１９、第１接続電極２１および第２接続電極２６に接続された状態で、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって封止されている。被覆部材２９は、主走査方向に延びるように配置されており、複数の駆動ＩＣ１１を一体的に封止している。 The drive IC 11 is sealed by a coating member 29 made of an epoxy resin or a resin such as a silicone resin in a state of being connected to the individual electrode 19, the first connection electrode 21, and the second connection electrode 26. The covering member 29 is arranged so as to extend in the main scanning direction, and integrally seals a plurality of drive ICs 11.

コネクタ３１は、複数のコネクタピン８と、複数のコネクタピン８を収納するハウジング１０とを有している。複数のコネクタピン８は、第１端と第２端とを有している。第１端がハウジング１０の外部に露出しており、第２端がハウジング１０の内部に収容され、外部に引き出されている。コネクタピン８の第１端は、ヘッド基体３の接続端子２に電気的に接続されている。それにより、コネクタ３１は、ヘッド基体３の各種電極と電気的に接続されている。 The connector 31 has a plurality of connector pins 8 and a housing 10 for accommodating the plurality of connector pins 8. The plurality of connector pins 8 have a first end and a second end. The first end is exposed to the outside of the housing 10, and the second end is housed inside the housing 10 and pulled out to the outside. The first end of the connector pin 8 is electrically connected to the connection terminal 2 of the head substrate 3. As a result, the connector 31 is electrically connected to various electrodes of the head substrate 3.

封止部材１２は、第１封止部材１２ａと第２封止部材１２ｂとを有している。第１封止
部材１２ａは、基板７の第１面７ｆ上に位置している。第１封止部材１２ａは、コネクタピン８と各種電極とを封止している。第２封止部材１２ｂは、基板７の第２面７ｇ上に位置している。第２封止部材１２ｂは、コネクタピン８と基板７との接触部を封止するように配置されている。 The sealing member 12 has a first sealing member 12a and a second sealing member 12b. The first sealing member 12a is located on the first surface 7f of the substrate 7. The first sealing member 12a seals the connector pin 8 and various electrodes. The second sealing member 12b is located on the second surface 7g of the substrate 7. The second sealing member 12b is arranged so as to seal the contact portion between the connector pin 8 and the substrate 7.

封止部材１２は、接続端子２、およびコネクタピン８の第１端が外部に露出しないように配置されており、例えば、エポキシ系の熱硬化性の樹脂、紫外線硬化性の樹脂、あるいは可視光硬化性の樹脂により形成することができる。なお、第１封止部材１２ａと第２封止部材１２ｂとが同じ材料により形成されていてもよい。また、第１封止部材１２ａと第２封止部材１２ｂとが別の材料により形成されていてもよい。 The sealing member 12 is arranged so that the connection terminal 2 and the first end of the connector pin 8 are not exposed to the outside. For example, an epoxy-based thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or visible light is provided. It can be formed of a curable resin. The first sealing member 12a and the second sealing member 12b may be made of the same material. Further, the first sealing member 12a and the second sealing member 12b may be formed of different materials.

接着部材１４は、放熱板１上に配置されており、ヘッド基体３の第２面７ｇと放熱板１とを接合している。接着部材１４としては、両面テープ、あるいは樹脂性の接着剤を例示することができる。 The adhesive member 14 is arranged on the heat radiating plate 1 and joins the second surface 7g of the head substrate 3 and the heat radiating plate 1. As the adhesive member 14, a double-sided tape or a resin-based adhesive can be exemplified.

図４，５を用いて、保護層２５について詳細に説明する。 The protective layer 25 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

保護層２５は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＡｌＯＮ、ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、ＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＯＮ等により形成することができる。保護層２５として、ＴｉＮを用いた場合、例えば、Ｔｉを４０〜６０原子％、Ｎを４０〜６０原子％含有するように設定できる。 The protective layer 25 can be formed of, for example, SiN, SiON, SION ₂ , SiAlON, TiN, TiON, TiCrN, TiAlON, or the like. When TiN is used as the protective layer 25, for example, it can be set to contain 40 to 60 atomic% of Ti and 40 to 60 atomic% of N.

保護層２５の厚みは、５〜３０μｍと設定することができる。保護層２５の厚みを５μｍ以上とすることにより、サーマルヘッドＸ１の走行距離を向上できる。また、保護層２５の厚みを３０μｍ以下とすることにより、発熱部９の熱を記録媒体Ｐに伝達しやすくなり、サーマルヘッドＸ１の熱効率を向上できる。 The thickness of the protective layer 25 can be set to 5 to 30 μm. By setting the thickness of the protective layer 25 to 5 μm or more, the mileage of the thermal head X1 can be improved. Further, by setting the thickness of the protective layer 25 to 30 μm or less, the heat of the heat generating portion 9 can be easily transferred to the recording medium P, and the thermal efficiency of the thermal head X1 can be improved.

保護層２５は、第１間隙１６と、第２間隙１８とを有している。第１間隙１６は、断面視して、基板７の厚み方向に延びている。より詳細には、第１間隙１６は、下地部１３ａと隆起部１３ｂとにより形成された段差２２から上方に向けて延びている。 The protective layer 25 has a first gap 16 and a second gap 18. The first gap 16 extends in the thickness direction of the substrate 7 in a cross-sectional view. More specifically, the first gap 16 extends upward from the step 22 formed by the base portion 13a and the raised portion 13b.

第１間隙１６は、例えば、幅Ｗ１が０．１〜１μｍ、基板７の厚み方向における長さＬ１が１〜１５μｍとすることができる。第１間隙１６は、切断面から奥に向かって面状に広がっている。なお、第１間隙１６が面状に広がっていなくてもよい。 The first gap 16 can have, for example, a width W1 of 0.1 to 1 μm and a length L1 of the substrate 7 in the thickness direction of 1 to 15 μm. The first gap 16 extends in a planar shape from the cut surface toward the back. The first gap 16 does not have to be spread out in a plane shape.

第１間隙１６は、保護層２５の表面と離間して設けられており、それゆえ、第１間隙１６は外部とは連通せずに、保護層２５の内部に閉じた構成となっている。それにより、第１間隙１６は、保護層２５に比べて熱伝導率が低い構成となっており、保護層２５の内部で断熱部として機能している。 The first gap 16 is provided so as to be separated from the surface of the protective layer 25. Therefore, the first gap 16 is closed inside the protective layer 25 without communicating with the outside. As a result, the first gap 16 has a structure having a lower thermal conductivity than the protective layer 25, and functions as a heat insulating portion inside the protective layer 25.

そのため、発熱部９により生じた熱の一部が、第１間隙１６により断熱されることとなり、保護層２５を介して放熱され難くなる。それにより、発熱部９により生じた熱の一部が、個別電極１９により放熱され難くなり、熱効率の向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。 Therefore, a part of the heat generated by the heat generating portion 9 is insulated by the first gap 16, and it becomes difficult for the heat to be dissipated through the protective layer 25. As a result, a part of the heat generated by the heat generating portion 9 is less likely to be dissipated by the individual electrodes 19, and the thermal head X1 having improved thermal efficiency can be obtained.

特に、第１間隙１６が、下地部１３ａと隆起部１３ｂとにより形成された段差２２から、基板７の厚み方向に延びていることから、隆起部１３ｂに蓄積された熱も、副操作方向に伝熱しにくくなり、さらにサーマルヘッドＸ１の熱効率を向上させることができる。 In particular, since the first gap 16 extends in the thickness direction of the substrate 7 from the step 22 formed by the base portion 13a and the raised portion 13b, the heat accumulated in the raised portion 13b also flows in the sub-operation direction. It becomes difficult to transfer heat, and the thermal efficiency of the thermal head X1 can be further improved.

第２間隙１８は、断面視して、第１間隙１６の発熱部９側の部位と連通している。第２
間隙１８は、断面視して、第１間隙１６から基板７の表面に沿った方向に延びている。そのため、断面視して、第２間隙１８は、第１間隙１６に対して交差する方向に延びている。 The second gap 18 communicates with the portion of the first gap 16 on the heat generating portion 9 side in a cross-sectional view. Second
The gap 18 extends from the first gap 16 in a direction along the surface of the substrate 7 in a cross-sectional view. Therefore, in cross-sectional view, the second gap 18 extends in a direction intersecting the first gap 16.

第２間隙１８は、例えば、幅Ｗ２が０．１〜２．０μｍ、基板７の厚み方向における長さＬ２が０．１〜０．５μｍとすることができる。第２間隙１８は、切断面から奥に向かって面状に広がっている。なお、第２間隙１８が面状に広がっていなくてもよい。 The second gap 18 can have, for example, a width W2 of 0.1 to 2.0 μm and a length L2 of the substrate 7 in the thickness direction of 0.1 to 0.5 μm. The second gap 18 extends in a planar shape from the cut surface toward the back. The second gap 18 does not have to be spread out in a plane shape.

第２間隙１８は、保護層２５の表面と離間して設けられており、それゆえ、第２間隙１８は外部とは連通せずに、保護層２５の内部に閉じた構成となっている。それにより、第２間隙１８は、保護層２５に比べて熱伝導率が低い構成となっており、保護層２５の内部で断熱部として機能している。 The second gap 18 is provided so as to be separated from the surface of the protective layer 25. Therefore, the second gap 18 is closed inside the protective layer 25 without communicating with the outside. As a result, the second gap 18 has a structure having a lower thermal conductivity than the protective layer 25, and functions as a heat insulating portion inside the protective layer 25.

ここで、発熱部９により生じた熱は、保護層２５の上方へ伝わるとともに、一部が保護層２５を介して、図４，５の左右方向である副走査方向に伝熱される。副走査方向へ伝熱した熱は、第１間隙１６によって断熱されるため、第１間隙１６に到達した後に、図５の矢印に示すように、副走査方向へ伝熱した熱の一部は、第１間隙１６に沿って伝熱することとなる。 Here, the heat generated by the heat generating portion 9 is transferred to the upper side of the protective layer 25, and a part of the heat is transferred to the sub-scanning direction, which is the left-right direction of FIGS. Since the heat transferred in the sub-scanning direction is insulated by the first gap 16, after reaching the first gap 16, a part of the heat transferred in the sub-scanning direction is partly as shown by the arrow in FIG. , Heat is transferred along the first gap 16.

これに対して、本実施形態に係るサーマルヘッドＸ１は、保護層２５が、第１間隙１６の発熱部９側に連通し、第１間隙１６に交差する方向に延びる第２間隙１８を有している。それにより、第２間隙１８が断熱部として機能することとなり、第１間隙１６に到達した熱の一部が、第２間隙１８によって断熱され、第１間隙１６に沿って伝熱しにくくなる。その結果、発熱部９からの熱が放熱しにくくなり、熱効率の向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。 On the other hand, the thermal head X1 according to the present embodiment has a second gap 18 in which the protective layer 25 communicates with the heat generating portion 9 side of the first gap 16 and extends in a direction intersecting the first gap 16. ing. As a result, the second gap 18 functions as a heat insulating portion, and a part of the heat that has reached the first gap 16 is heat-insulated by the second gap 18, making it difficult for heat to be transferred along the first gap 16. As a result, the heat from the heat generating portion 9 is less likely to be dissipated, and the thermal head X1 having improved thermal efficiency can be obtained.

また、発熱部９により生じた熱の一部が、第１間隙１６および第２間隙１８により断熱されることにより、発熱部９により生じた熱が副走査方向に放熱され難くなる。その結果、発熱部９により生じた熱は、基板７の厚み方向に伝熱することとなり、記録媒体Ｐに効率よく伝熱することができる。その結果、サーマルヘッドＸ１の熱効率を向上させることができる。 Further, since a part of the heat generated by the heat generating portion 9 is insulated by the first gap 16 and the second gap 18, the heat generated by the heat generating portion 9 is less likely to be dissipated in the sub-scanning direction. As a result, the heat generated by the heat generating portion 9 is transferred in the thickness direction of the substrate 7, and the heat can be efficiently transferred to the recording medium P. As a result, the thermal efficiency of the thermal head X1 can be improved.

また、第１間隙１６および第２間隙１８が、保護層２５の内部に閉じた状態で存在していることから、第１間隙１６および第２間隙１８に外部から水分等が侵入し難くなり、第１間隙１６および第２間隙１８の断熱性を保つことができる。また、第１間隙１６および第２間隙１８に外部から水分等が侵入する可能性を低減することができることから、保護層２５の封止性を保つことができ、共通電極１７および個別電極１９に腐食が生じ難くなる。 Further, since the first gap 16 and the second gap 18 exist in a closed state inside the protective layer 25, it becomes difficult for moisture or the like to enter the first gap 16 and the second gap 18 from the outside. The heat insulating properties of the first gap 16 and the second gap 18 can be maintained. Further, since the possibility of moisture or the like invading the first gap 16 and the second gap 18 from the outside can be reduced, the sealing property of the protective layer 25 can be maintained, and the common electrode 17 and the individual electrode 19 can be used. Corrosion is less likely to occur.

また、断面視して、第１間隙１６が、保護層２５のうち下地部１３ａと隆起部１３ｂとにより形成された段差に位置する部位から、基板７の厚み方向に延びていてもよい。このような構成を有することにより、隆起部１３ｂに蓄熱された熱が、副走査方向に伝わりにくくなり、サーマルヘッドＸ１の熱効率を向上させることができる。 Further, when viewed in cross section, the first gap 16 may extend in the thickness direction of the substrate 7 from a portion of the protective layer 25 located at a step formed by the base portion 13a and the raised portion 13b. By having such a configuration, the heat stored in the raised portion 13b is less likely to be transmitted in the sub-scanning direction, and the thermal efficiency of the thermal head X1 can be improved.

なお、基板７の厚み方向に延びる第１間隙１６および第１間隙１６の発熱部側と連通し、第１間隙１６に交差する方向に延びる第２間隙１８は、例えば、以下の方法で確認できる。 The first gap 16 extending in the thickness direction of the substrate 7 and the second gap 18 extending in the direction intersecting the first gap 16 communicating with the heat generating portion side of the first gap 16 can be confirmed by, for example, the following method. ..

まず、サーマルヘッドＸ１を副走査方向に切断する。その切断面において、一方向に長い間隙のうち、その長さ方向と基板７の第１面７ｆとのなす角が４５°〜１３５°の範囲
にある間隙を、基板７の厚み方向に延びる第１間隙１６とする。そして、第１間隙１６の発熱部側で第１間隙１６と連通しており、第１間隙１６と異なる方向に長い間隙を第２間隙１８とする。特に、第１間隙１６の一方向と第２間隙１８の一方向との交差角度θが、８０°〜１２０°であると、第１間隙１６に到達した熱が、第１間隙１６に沿って伝熱し難くなる。なお、交差角度θとは、第１仮想線と第２仮想線との交差する角度であり、第１間隙１６の基板７側の端部から第２間隙１８に向けて傾きを正とする角度である。 First, the thermal head X1 is cut in the sub-scanning direction. In the cut surface, among the gaps long in one direction, the gap formed by the angle between the length direction and the first surface 7f of the substrate 7 is in the range of 45 ° to 135 °, and extends in the thickness direction of the substrate 7. One gap is 16. Then, the gap that communicates with the first gap 16 on the heat generating portion side of the first gap 16 and is long in a direction different from that of the first gap 16 is referred to as the second gap 18. In particular, when the intersection angle θ between one direction of the first gap 16 and one direction of the second gap 18 is 80 ° to 120 °, the heat that reaches the first gap 16 is generated along the first gap 16. It becomes difficult to transfer heat. The intersection angle θ is an angle at which the first virtual line and the second virtual line intersect, and the angle at which the inclination is positive from the end of the first gap 16 on the substrate 7 side toward the second gap 18. Is.

また、第２間隙１８の幅Ｗ２は、第１間隙１６の幅Ｗ１よりも短い。それにより、第２間隙１８が、隆起部１３ｂ上に位置しにくくなる。その結果、隆起部１３ｂに蓄熱された熱は、基板７の厚み方向に伝熱しやすくなり、記録媒体に効率よく熱を伝えることができる。 Further, the width W2 of the second gap 18 is shorter than the width W1 of the first gap 16. As a result, the second gap 18 is less likely to be located on the raised portion 13b. As a result, the heat stored in the raised portion 13b is easily transferred in the thickness direction of the substrate 7, and the heat can be efficiently transferred to the recording medium.

なお、第２間隙１８が、第１間隙１６のうち、基板７の厚み方向における基板７と反対側に位置する部位にて連通した例を示したがこれに限定されるものではない。第２間隙１８が、第１間隙１６のうち、基板７の厚み方向における基板７側に位置する部位にて連通していてもよい。このような構成を有することにより、保護層２５から個別電極１９に伝熱し難くなり、サーマルヘッドＸ１の熱効率をさらに高めることができる。 An example is shown in which the second gap 18 communicates with the first gap 16 at a portion of the first gap 16 located on the side opposite to the substrate 7 in the thickness direction of the substrate 7, but the present invention is not limited to this. The second gap 18 may communicate with the first gap 16 at a portion of the first gap 16 located on the substrate 7 side in the thickness direction of the substrate 7. By having such a configuration, it becomes difficult to transfer heat from the protective layer 25 to the individual electrodes 19, and the thermal efficiency of the thermal head X1 can be further improved.

保護層２５は、例えば、以下の方法により形成することができる。 The protective layer 25 can be formed, for example, by the following method.

各種電極がパターニングされた基板７に、保護層２５をスパッタリング法により形成する。まず、ノンバイアススパッタリング法により成膜速度を通常よりも速めて保護層２５を成膜する。その際、下地部１３ａと隆起部１３ｂとにより形成された段差２２および保護層２５の成膜速度により、個別電極１９の端部付近に、第１間隙１６を形成することができる。 A protective layer 25 is formed on the substrate 7 on which various electrodes are patterned by a sputtering method. First, the protective layer 25 is formed by a non-bias sputtering method at a speed higher than usual. At that time, the first gap 16 can be formed in the vicinity of the end portion of the individual electrode 19 due to the film forming speed of the step 22 and the protective layer 25 formed by the base portion 13a and the raised portion 13b.

続いて、第１間隙１６が形成された保護層２５に、イオンプレーティング法により保護層２５を製膜する。この際に、アーク電流あるいはバイアス電圧を付加することにより、第２間隙１８を形成することができる。 Subsequently, the protective layer 25 is formed on the protective layer 25 in which the first gap 16 is formed by the ion plating method. At this time, the second gap 18 can be formed by adding an arc current or a bias voltage.

次に、バイアススパッタリング法により、ノンバイアススパッタリング法により成膜された保護層２５に、通常の成膜速度で保護層２５を積層する。バイアススパッタリング法により保護層２５を形成すると、第１間隙１６および第２間隙１８上に緻密な保護層２５を形成することができる。それにより、内部に閉じた第１間隙１６および第２間隙１８を形成することができる。 Next, the protective layer 25 is laminated on the protective layer 25 formed by the non-bias sputtering method at a normal film forming speed by the bias sputtering method. When the protective layer 25 is formed by the bias sputtering method, a dense protective layer 25 can be formed on the first gap 16 and the second gap 18. Thereby, the first gap 16 and the second gap 18 closed inside can be formed.

次に、サーマルヘッドＸ１を有するサーマルプリンタＺ１について、図６を参照しつつ説明する。 Next, the thermal printer Z1 having the thermal head X1 will be described with reference to FIG.

本実施形態のサーマルプリンタＺ１は、上述のサーマルヘッドＸ１と、搬送機構４０と、プラテンローラ５０と、電源装置６０と、制御装置７０とを備えている。サーマルヘッドＸ１は、サーマルプリンタＺ１の筐体（不図示）に配置された取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、サーマルヘッドＸ１は、搬送方向Ｓに直交する方向である主走査方向に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。 The thermal printer Z1 of the present embodiment includes the above-mentioned thermal head X1, a transport mechanism 40, a platen roller 50, a power supply device 60, and a control device 70. The thermal head X1 is attached to the attachment surface 80a of the attachment member 80 arranged in the housing (not shown) of the thermal printer Z1. The thermal head X1 is attached to the attachment member 80 so as to be along the main scanning direction which is a direction orthogonal to the conveying direction S.

搬送機構４０は、駆動部（不図示）と、搬送ローラ４３，４５，４７，４９とを有している。搬送機構４０は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Ｐを図６の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸ１の複数の発熱部９上に位置する保護層２５上に搬送するためのものである。駆動部は、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を駆動させる機能を有しており、例えば、モータを用いることができる。搬送ローラ４３，４５，４７，
４９は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂにより被覆して構成することができる。なお、記録媒体Ｐが、インクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸ１の発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルム（不図示）を搬送する。 The transport mechanism 40 has a drive unit (not shown) and transport rollers 43, 45, 47, 49. The transport mechanism 40 transports the recording medium P such as the thermal paper and the image receiving paper on which the ink is transferred in the direction of the arrow S in FIG. 6 on the protective layer 25 located on the plurality of heat generating portions 9 of the thermal head X1. It is for transporting. The drive unit has a function of driving the transfer rollers 43, 45, 47, 49, and for example, a motor can be used. Conveying rollers 43, 45, 47,
The 49 can be configured by, for example, covering a columnar shaft body 43a, 45a, 47a, 49a made of a metal such as stainless steel with elastic members 43b, 45b, 47b, 49b made of butadiene rubber or the like. When the recording medium P is an image receiving paper or the like on which ink is transferred, an ink film (not shown) is conveyed between the recording medium P and the heat generating portion 9 of the thermal head X1 together with the recording medium P.

プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に位置する保護層２５上に押圧する機能を有する。プラテンローラ５０は、搬送方向Ｓに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Ｐを発熱部９上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持固定されている。プラテンローラ５０は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材５０ｂにより被覆して構成することができる。 The platen roller 50 has a function of pressing the recording medium P onto the protective layer 25 located on the heat generating portion 9 of the thermal head X1. The platen roller 50 is arranged so as to extend along a direction orthogonal to the transport direction S, and both ends thereof are supported and fixed so as to be rotatable in a state where the recording medium P is pressed onto the heat generating portion 9. The platen roller 50 can be formed by, for example, covering a columnar shaft body 50a made of a metal such as stainless steel with an elastic member 50b made of butadiene rubber or the like.

電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を発熱させるための電流および駆動ＩＣ１１を動作させるための電流を供給する機能を有している。制御装置７０は、上記のようにサーマルヘッドＸ１の発熱部９を選択的に発熱させるために、駆動ＩＣ１１の動作を制御する制御信号を駆動ＩＣ１１に供給する機能を有している。 As described above, the power supply device 60 has a function of supplying a current for heating the heat generating portion 9 of the thermal head X1 and a current for operating the drive IC 11. The control device 70 has a function of supplying a control signal for controlling the operation of the drive IC 11 to the drive IC 11 in order to selectively generate heat of the heat generating portion 9 of the thermal head X1 as described above.

サーマルプリンタＺ１は、プラテンローラ５０によって記録媒体ＰをサーマルヘッドＸ１の発熱部９上に押圧しつつ、搬送機構４０によって記録媒体Ｐを発熱部９上に搬送しながら、電源装置６０および制御装置７０によって発熱部９を選択的に発熱させることにより、記録媒体Ｐに所定の印画を行う。なお、記録媒体Ｐが受像紙等の場合は、記録媒体Ｐとともに搬送されるインクフィルム（不図示）のインクを記録媒体Ｐに熱転写することによって、記録媒体Ｐへの印画を行う。 The thermal printer Z1 presses the recording medium P onto the heat generating portion 9 of the thermal head X1 by the platen roller 50, and conveys the recording medium P onto the heat generating portion 9 by the conveying mechanism 40, while the power supply device 60 and the control device 70. By selectively generating heat in the heat generating portion 9, a predetermined printing is performed on the recording medium P. When the recording medium P is an image receiving paper or the like, printing is performed on the recording medium P by thermally transferring the ink of the ink film (not shown) conveyed together with the recording medium P to the recording medium P.

＜第２の実施形態＞
以下、図７を用いて、第２の実施形態に係るサーマルヘッドＸ２について説明する。サーマルヘッドＸ２は、保護層２２５の構成がサーマルヘッドＸ１と異なっている。なお、サーマルヘッドＸ１と同一の部材については、同一の符号を付しており、説明を省略する。 <Second embodiment>
Hereinafter, the thermal head X2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. The structure of the protective layer 225 of the thermal head X2 is different from that of the thermal head X1. The same members as the thermal head X1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

保護層２２５は、第１間隙１６と、第２間隙２１８と、第３間隙２２０とを有している。第２間隙２１８は、複数設けられており、それぞれ発熱部９側にて第１間隙１６と連通している。複数の第２間隙２１８は、基板７の厚み方向にそれぞれ離間した状態で位置している。 The protective layer 225 has a first gap 16, a second gap 218, and a third gap 220. A plurality of second gaps 218 are provided, and each of them communicates with the first gap 16 on the heat generating portion 9 side. The plurality of second gaps 218 are located so as to be separated from each other in the thickness direction of the substrate 7.

第３間隙２２０は、複数設けられており、断面視して、それぞれ第１間隙１６の発熱部９と反対側に位置する部位と連通している。第３間隙２２０は、断面視して、第１間隙１６から基板７の表面に沿った方向に延びている。そのため、断面視して、第３間隙２２０は、第１間隙１６に対して交差している。 A plurality of the third gaps 220 are provided, and each communicates with a portion of the first gap 16 located on the opposite side of the heat generating portion 9 in a cross-sectional view. The third gap 220 extends from the first gap 16 in a direction along the surface of the substrate 7 in a cross-sectional view. Therefore, in cross-sectional view, the third gap 220 intersects the first gap 16.

第３間隙２２０は、第２間隙２１８と同様に、例えば、幅が０．１〜２．０μｍ、基板７の厚み方向における長さが０．１〜０．５μｍとすることができる。また、第３間隙２２０は、第２間隙２１８と同様に、第１間隙１６に対して交差する方向に延びている。第３間隙２２０は、切断面から奥に向かって面状に広がっている。なお、第３間隙２２０が面状に広がっていなくてもよい。 Similar to the second gap 218, the third gap 220 can have, for example, a width of 0.1 to 2.0 μm and a length of the substrate 7 in the thickness direction of 0.1 to 0.5 μm. Further, the third gap 220 extends in a direction intersecting the first gap 16 in the same manner as the second gap 218. The third gap 220 extends in a planar shape from the cut surface toward the back. The third gap 220 does not have to be spread out in a plane shape.

第３間隙２２０は、保護層２２５の表面と離間して設けられており、それゆえ、第３間隙２２０は外部とは連通せずに、保護層２２５の内部に閉じた構成となっている。それにより、第３間隙２２０は、保護層２２５に比べて熱伝導率が低い構成となっており、保護
層２２５の内部で断熱部として機能している。 The third gap 220 is provided so as to be separated from the surface of the protective layer 225. Therefore, the third gap 220 is closed inside the protective layer 225 without communicating with the outside. As a result, the third gap 220 has a structure having a lower thermal conductivity than the protective layer 225, and functions as a heat insulating portion inside the protective layer 225.

本実施形態に係るサーマルヘッドＸ２は、第２間隙２１８が複数設けられている。このような構成を有することにより、第１間隙１６の近傍に、複数の断熱部を有する構造となり、第１間隙１６に到達した熱が、第１間隙１６に沿ってさらに伝熱しにくくなる。その結果、熱効率の向上したサーマルヘッドＸ１とすることができる。 The thermal head X2 according to the present embodiment is provided with a plurality of second gaps 218. By having such a configuration, a structure having a plurality of heat insulating portions in the vicinity of the first gap 16 is formed, and the heat reaching the first gap 16 is more difficult to be transferred along the first gap 16. As a result, the thermal head X1 with improved thermal efficiency can be obtained.

また、本実施形態においては、第１間隙１６の発熱部９と反対側にて連通し、第１間隙１６に交差する方向に延びる第３間隙２２０を有していてもよい。それにより、第１間隙１６に到達した熱が、第１間隙１６よりも発熱部９と反対側にまで回り込んだ場合においても、第３間隙２２０により、第１間隙１６に沿って伝熱し難くなり、第１間隙１６を回り込んだ熱が、個別電極１９に到達しにくくなる。その結果、サーマルヘッドＸ１の熱効率を向上することができる。 Further, in the present embodiment, there may be a third gap 220 that communicates with the heat generating portion 9 of the first gap 16 on the opposite side and extends in a direction intersecting the first gap 16. As a result, even when the heat that has reached the first gap 16 wraps around to the side opposite to the heat generating portion 9 from the first gap 16, it is difficult for the third gap 220 to transfer heat along the first gap 16. Therefore, it becomes difficult for the heat that wraps around the first gap 16 to reach the individual electrodes 19. As a result, the thermal efficiency of the thermal head X1 can be improved.

なお、第３間隙２２０は、第２間隙２１８と同様に、イオンプレーティング法により形成することができる。 The third gap 220 can be formed by the ion plating method in the same manner as the second gap 218.

＜第３の実施形態＞
図８を用いてサーマルヘッドＸ３について説明する。 <Third embodiment>
The thermal head X3 will be described with reference to FIG.

保護層３２５は、第１層３２５ａと第２層３２５ｂとにより構成されており、第１間隙３１６と、第２間隙３１８と、第３間隙３２０と、を有している。 The protective layer 325 is composed of a first layer 325a and a second layer 325b, and has a first gap 316, a second gap 318, and a third gap 320.

第１層３２５ａは、発熱部９近傍の共通電極１７（図１参照）、発熱部９近傍の個別電極１９、および発熱部９を覆うように設けられている。第１層３２５ａを構成する材料としては、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＡｌＯＮ等を例示することができる。 The first layer 325a is provided so as to cover the common electrode 17 (see FIG. 1) in the vicinity of the heat generating portion 9, the individual electrode 19 in the vicinity of the heat generating portion 9, and the heat generating portion 9. Examples of the material constituting the first layer 325a include SiN, SiON, SION ₂ , SiAlON and the like.

第２層３２５ｂは、第１層３２５ａ上に設けられている。第２層３２５ｂは、第１層３２５ａよりも熱伝導が高い。第２層３２５ｂを構成する材料としては、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、ＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＯＮ等を例示することができる。第２層３２５ｂは、第１層３２５ａよりも熱伝導率が高い材料によって形成されている。 The second layer 325b is provided on the first layer 325a. The second layer 325b has higher heat conduction than the first layer 325a. Examples of the material constituting the second layer 325b include SiC, SiCN, TiN, TiON, TiCrN, TiAlON and the like. The second layer 325b is formed of a material having a higher thermal conductivity than the first layer 325a.

第１間隙３１６は、基板７の厚み方向に延びるように設けられており、第１層３２５ａを貫通し、第２層３２５ｂの途中まで設けられている。そのため、第１間隙３１６は、保護層３２５の内部に形成されており、断熱部として機能する。 The first gap 316 is provided so as to extend in the thickness direction of the substrate 7, penetrates the first layer 325a, and is provided halfway of the second layer 325b. Therefore, the first gap 316 is formed inside the protective layer 325 and functions as a heat insulating portion.

第２間隙３１８は、第２層３２５ｂに位置しており、発熱部９側から第１間隙３１６と連通している。第３間隙３２０は、第２層３２５ｂに位置しており、発熱部９と反対側から第１間隙３１６と連通している。第２間隙３１８および第３間隙３２０は、第２層３２５ｂのみに設けられており、第１層３２５ａには設けられていない。 The second gap 318 is located in the second layer 325b and communicates with the first gap 316 from the heat generating portion 9 side. The third gap 320 is located in the second layer 325b and communicates with the first gap 316 from the side opposite to the heat generating portion 9. The second gap 318 and the third gap 320 are provided only in the second layer 325b, and are not provided in the first layer 325a.

本実施形態のサーマルヘッドＸ３においては、保護層３２５が、第１層３２５ａと、第１層３２５ａ上に設けられ、第１層３２５ａよりも熱伝導率が高い第２層３２５ｂと、を有し、第１間隙３１６が第１層３２５ａから第２層３２５ｂにわたって設けられており、第２間隙３１８が、第２層３２５ｂに設けられている。 In the thermal head X3 of the present embodiment, the protective layer 325 has a first layer 325a and a second layer 325b which is provided on the first layer 325a and has a higher thermal conductivity than the first layer 325a. The first gap 316 is provided from the first layer 325a to the second layer 325b, and the second gap 318 is provided in the second layer 325b.

このような構成を有することにより、第１間隙３１６に到達した熱は、第１層３２５ａよりも第２層３２５ｂによって熱伝導されやすいこととなるが、第２層３２５ｂに第２間隙３１８が設けられていることから、第１間隙３１６に沿って熱伝導し難くなる。その結
果、サーマルヘッドＸ３の熱効率を向上させることができる。 With such a configuration, the heat that has reached the first gap 316 is more likely to be conducted by the second layer 325b than the first layer 325a, but the second gap 318 is provided in the second layer 325b. Therefore, it becomes difficult to conduct heat along the first gap 316. As a result, the thermal efficiency of the thermal head X3 can be improved.

また、本実施形態においては、第３間隙３２０が、第２層３２５ｂに設けられていてもよい。このような場合においては、熱伝導しやすい第２層３２５ｂにおいて、第１間隙３１６に沿って熱伝導し難くなる。その結果、サーマルヘッドＸ３の熱効率を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the third gap 320 may be provided in the second layer 325b. In such a case, in the second layer 325b, which is easy to conduct heat, it becomes difficult to conduct heat along the first gap 316. As a result, the thermal efficiency of the thermal head X3 can be improved.

なお、第１層３２５ａおよび第２層３２５ｂの熱伝導率は、例えば、以下の方法によって測定することができる。まず、第１層３２５ａおよび第２層３２５ｂの断面が露出するようにサーマルヘッドＸ１を切断する。次に、切断面をＥＰＭＡ（Electron Probe Micro
Analyzer）により分析し、第１層３２５ａおよび第２層３２５ｂに含まれる元素の分布
を確認する。 The thermal conductivity of the first layer 325a and the second layer 325b can be measured by, for example, the following method. First, the thermal head X1 is cut so that the cross sections of the first layer 325a and the second layer 325b are exposed. Next, the cut surface is set to EPMA (Electron Probe Micro).
Analysis by Analyzer) confirms the distribution of the elements contained in the first layer 325a and the second layer 325b.

そして、含有された元素の分布から第１層３２５ａおよび第２層３２５ｂの組成を類推して、第１層３２５ａおよび第２層３２５ｂの物性値から熱伝導率を求めることができる。例えば、ＥＰＭＡ分析の結果、第１層３２５ａに、Ｓｉが４０％、Ｎが６０％検出され、第２層３２５ｂから、Ｔｉが５０％、Ｎが５０％検出された場合に、第１層３２５ａはＳｉＮ、第２層３２５ｂはＴｉＮと類推し、物性値から熱伝導率を求めればよい。 Then, the composition of the first layer 325a and the second layer 325b can be inferred from the distribution of the contained elements, and the thermal conductivity can be obtained from the physical property values of the first layer 325a and the second layer 325b. For example, as a result of EPMA analysis, when 40% of Si and 60% of N are detected in the first layer 325a and 50% of Ti and 50% of N are detected in the second layer 325b, the first layer 325a is detected. Is assumed to be SiN, and the second layer 325b is assumed to be TiN, and the thermal conductivity may be obtained from the physical property values.

サーマルヘッドＸ３は、例えば、以下の方法により作成することができる。 The thermal head X3 can be produced, for example, by the following method.

各種電極がパターニングされた基板７に、第１層３２５ａをスパッタリング法により形成する。まず、ノンバイアススパッタリング法により成膜速度を通常よりも速めて保護層２５を成膜する。その際、下地部１３ａと隆起部１３ｂとにより形成された段差２２および成膜速度により、個別電極１９の端部付近に、第１間隙１６を形成することができる。 The first layer 325a is formed on the substrate 7 on which various electrodes are patterned by a sputtering method. First, the protective layer 25 is formed by a non-bias sputtering method at a speed higher than usual. At that time, the first gap 16 can be formed in the vicinity of the end portion of the individual electrode 19 due to the step 22 formed by the base portion 13a and the raised portion 13b and the film forming speed.

続いて、第１層３２５ａ上に第２層３２５ｂを製膜する。第２層３２５ｂは、イオンプレーティング法により製膜する。第１層３２５ａの第１間隙３１６上には第２層３２５ｂが形成されず、第２層３２５ｂ内に第１間隙３１６を形成することができる。そして、イオンプレーティングの際に、アーク電流あるいはバイアス電圧を付加することにより、第２間隙３１８および第３間隙３２０を形成することができる。 Subsequently, the second layer 325b is formed on the first layer 325a. The second layer 325b is formed by an ion plating method. The second layer 325b is not formed on the first gap 316 of the first layer 325a, and the first gap 316 can be formed in the second layer 325b. Then, the second gap 318 and the third gap 320 can be formed by adding an arc current or a bias voltage during ion plating.

＜第４の実施形態＞
図９を用いて、サーマルヘッドＸ４について説明する。 <Fourth Embodiment>
The thermal head X4 will be described with reference to FIG.

基板４０７は、凹部４０７ａを有している。凹部４０７ａは、周囲に比べて凹んだ部位である。凹部４０７ａは、例えば、１０〜３０μｍとすることができる。 The substrate 407 has a recess 407a. The recess 407a is a recessed portion as compared with the surrounding area. The recess 407a can be, for example, 10 to 30 μm.

保護層４２５は、基板７上に設けられており、凹部４０７ａ上にも形成されている。保護層４２５は、第１間隙４１６と、第２間隙４１８と、第３間隙４２０とを有している。 The protective layer 425 is provided on the substrate 7 and is also formed on the recess 407a. The protective layer 425 has a first gap 416, a second gap 418, and a third gap 420.

第１間隙４１６は、凹部４０７ａの上方に形成されており、基板７の厚み方向に延びるように設けられている。第１間隙４１６は、凹部４０７ａと離間した状態で配置されている。そして、第１間隙４１６は、断面視して、凹部４０７ａの内部から基板７の厚み方向に延びている。 The first gap 416 is formed above the recess 407a and is provided so as to extend in the thickness direction of the substrate 7. The first gap 416 is arranged so as to be separated from the recess 407a. The first gap 416 extends from the inside of the recess 407a in the thickness direction of the substrate 7 in a cross-sectional view.

第２間隙４１８は、発熱部９（図３参照）側にて第１間隙４１６と連通し、第１間隙４１６の延びる方向である基板４０７の厚み方向に対して交差する方向に延びている。第２間隙４１８は、保護層４２５の内部に配置されており、凹部４０７ａの内部には位置せず、凹部４０７ａの上方に位置している。 The second gap 418 communicates with the first gap 416 on the heat generating portion 9 (see FIG. 3) side, and extends in a direction intersecting the thickness direction of the substrate 407, which is the extending direction of the first gap 416. The second gap 418 is arranged inside the protective layer 425, is not located inside the recess 407a, but is located above the recess 407a.

第３間隙４２０は、発熱部９の反対側にて第１間隙４１６と連通し、第１間隙４１６の延びる方向である基板４０７の厚み方向に対して交差する方向に延びている。第３間隙４２０は、第２間隙４１８とも交差する方向に延びている。第３間隙４２０は、保護層４２５の内部に配置されており、凹部４０７ａの内部には位置せず、凹部４０７ａの上方に位置している。 The third gap 420 communicates with the first gap 416 on the opposite side of the heat generating portion 9, and extends in a direction intersecting the thickness direction of the substrate 407, which is the extending direction of the first gap 416. The third gap 420 extends in a direction intersecting with the second gap 418. The third gap 420 is arranged inside the protective layer 425, is not located inside the recess 407a, but is located above the recess 407a.

本実施形態のサーマルヘッドＸ４においては、断面視して、第１間隙４１６が凹部４０７ａ内から基板４０７の厚み方向に延びている。このような構成を有することにより、凹部４０７ａの内部に位置する保護層４２５の応力を緩和することができる。 In the thermal head X4 of the present embodiment, the first gap 416 extends from the inside of the recess 407a in the thickness direction of the substrate 407 in a cross-sectional view. By having such a configuration, the stress of the protective layer 425 located inside the recess 407a can be relaxed.

すなわち、凹部４０７ａを有する基板４０７に保護層４２５を製膜すると、凹部４０７ａにより形成された段差によって、凹部４０７ａの内部に製膜された保護層４２５は周囲の保護層４２５に比べて応力が高い状態となる。本実施形態においては、第１間隙４１６が、凹部４０７ａの内部から基板４０７の厚み方向に延びているため、保護層４２５の応力を緩和することができる。 That is, when the protective layer 425 is formed on the substrate 407 having the concave portion 407a, the stress of the protective layer 425 formed inside the concave portion 407a is higher than that of the surrounding protective layer 425 due to the step formed by the concave portion 407a. It becomes a state. In the present embodiment, since the first gap 416 extends from the inside of the recess 407a in the thickness direction of the substrate 407, the stress of the protective layer 425 can be relaxed.

以上、本開示のサーマルヘッドは、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、電気抵抗層１５を薄膜によって形成した、発熱部９の薄い薄膜ヘッドを例示して示したが、これに限定されるものではない。各種電極をパターニングした後に、電気抵抗層１５を厚膜によって形成した、発熱部９の厚い厚膜ヘッドであってもよい。 As described above, the thermal head of the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various changes can be made as long as the purpose is not deviated. For example, a thin thin film head having a heat generating portion 9 in which the electric resistance layer 15 is formed of a thin film is illustrated, but the present invention is not limited thereto. After patterning the various electrodes, the thick film head of the heat generating portion 9 may be formed by forming the electric resistance layer 15 with a thick film.

また、発熱部９が基板７の第１面７ｆ上に形成された平面ヘッドを例示して説明したが、発熱部９が基板７の端面に位置する端面ヘッドでもよい。 Further, although the flat head in which the heat generating portion 9 is formed on the first surface 7f of the substrate 7 has been described as an example, an end face head in which the heat generating portion 9 is located on the end surface of the substrate 7 may be used.

また蓄熱層１３上に共通電極１７および個別電極１９を形成し、共通電極１７と個別電極１９との間の領域のみに電気抵抗層１５を形成することにより、発熱部９を形成してもよい。 Further, the heat generating portion 9 may be formed by forming the common electrode 17 and the individual electrode 19 on the heat storage layer 13 and forming the electric resistance layer 15 only in the region between the common electrode 17 and the individual electrode 19. ..

また、封止部材１２を、駆動ＩＣ１１を被覆するハードコート２９と同じ材料により形成してもよい。その場合、ハードコート２９を印刷する際に、封止部材１２が形成される領域にも印刷して、ハードコート２９と封止部材１２とを同時に形成してもよい。 Further, the sealing member 12 may be formed of the same material as the hard coat 29 that covers the drive IC 11. In that case, when printing the hard coat 29, the hard coat 29 and the sealing member 12 may be formed at the same time by printing on the region where the sealing member 12 is formed.

また、基板７に直接コネクタ３１を接続した例を示したが、基板７にフレキシブル配線基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）を接続してもよい。 Further, although an example in which the connector 31 is directly connected to the board 7 is shown, a flexible printed circuit board (FPC) may be connected to the board 7.

Ｘ１〜Ｘ４サーマルヘッド
Ｚ１サーマルプリンタ
１放熱板
３ヘッド基体
７，４０７基板
４０７ａ凹部
９発熱部
１１駆動ＩＣ
１２封止部材
１３蓄熱層
１４接着部材
１５電気抵抗層
１６，３１６，４１６第１間隙
１７共通電極
１８，２１８，３１８，４１８第２間隙
１９個別電極
２２０，３２０，４２０第３間隙
２１第１接続電極
２２段差
２５，３２５，４２５保護層
３２５ａ第１層
３２５ｂ第２層
２６第２接続電極
２７被覆層
３１コネクタ X1 to X4 Thermal head Z1 Thermal printer 1 Heat sink 3 Head base 7,407 Board 407a Recess 9 Heat generating part 11 Drive IC
12 Sealing member 13 Heat storage layer 14 Adhesive member 15 Electrical resistance layer 16,316,416 First gap 17 Common electrode 18,218,318,418 Second gap 19 Individual electrode 220,320,420 Third gap 21 First connection Electrode 22 Step 25,325,425 Protective layer 325a 1st layer 325b 2nd layer 26 2nd connection electrode 27 Coating layer 31 Connector

Claims

With the board
The heat generating part located on the substrate and
An electrode located on the substrate and connected to the heat generating portion,
A protective layer located on the substrate and covering at least the heat generating portion is provided.
In cross section,
The protective layer includes a first gap extending in the thickness direction of the substrate and
A thermal head having a second gap that communicates with the heat generating portion side of the first gap and extends in a direction intersecting the first gap.

Further provided with a heat storage layer located between the substrate and the electrodes,
The heat storage layer includes a base portion located on the substrate and a base portion.
It has a raised portion that is located below the heat generating portion and protrudes from the base portion in the thickness direction of the substrate.
The thermal head according to claim 1, wherein the first gap extends in the thickness direction of the substrate from a portion of the protective layer located at a step between the base portion and the raised portion in a cross-sectional view.

The substrate has a recess and is
The protective layer is located on the recess and
The thermal head according to claim 1 or 2, wherein the first gap extends in the thickness direction of the substrate from a portion of the protective layer located in the recess in a cross-sectional view.

The thermal head according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the second gaps are provided.

In cross section,
The thermal head according to any one of claims 1 to 4, which has a third gap that communicates with the side of the first gap opposite to the heat generating portion and extends in a direction intersecting the first gap.

The protective layer has a first layer provided on the substrate and a second layer provided on the first layer and having a higher thermal conductivity than the first layer.
The first gap is provided from the first layer to the second layer.
The thermal head according to any one of claims 1 to 5, wherein the second gap is provided in the second layer.

The thermal head according to any one of claims 1 to 6.
A transport mechanism that transports the recording medium so that it passes over the heat generating portion.
A thermal printer including a platen roller for pressing the recording medium.