JP7031815B2 - Thermal printheads and thermal printers - Google Patents

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本発明の実施形態は、サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタに関する。 Embodiments of the present invention relate to thermal printheads and thermal printers.

サーマルプリントヘッド(TPH)は、発熱領域に配列された複数の抵抗体を発熱させ、その熱により感熱記録媒体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンタ、イメージャ、シールプリンタなどの記録機器に広く利用されている。 The thermal print head (TPH) is an output device that heats a plurality of resistors arranged in a heat generating region and forms an image such as characters or figures on a heat-sensitive recording medium by the heat. This thermal printhead is widely used in recording equipment such as bar code printers, digital plate making machines, video printers, imagers, and seal printers.

サーマルプリントヘッドは、放熱板と、放熱板上に設けられたヘッド基板および回路基板を備えている。ヘッド基板の上にはグレーズ層が設けられ、グレーズ層の上に複数の発熱素子が設けられている。回路基板には、複数の発熱素子の発熱を制御するための駆動用ICが実装されている。複数の発熱素子と駆動用ICとは、ボンディングワイヤにより電気的に接続されている。 The thermal print head includes a heat sink and a head board and a circuit board provided on the heat sink. A glaze layer is provided on the head substrate, and a plurality of heat generating elements are provided on the glaze layer. A drive IC for controlling the heat generation of a plurality of heat generating elements is mounted on the circuit board. The plurality of heat generating elements and the driving IC are electrically connected by a bonding wire.

発熱素子等の保護のために発熱素子の表面に保護膜が設けられている。駆動用ICおよびボンディングワイヤは、保護のために封止体で覆われている。 A protective film is provided on the surface of the heat generating element to protect the heat generating element and the like. The drive IC and the bonding wire are covered with a sealant for protection.

このようなサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタは、プラテンローラを備え、プラテンローラと発熱領域の間に挿入された受像紙とインクリボンを発熱領域に押し付けつつ、受像紙とインクリボンを主走査方向に対して垂直な副走査方向に移動させる。 A thermal printer using such a thermal print head is provided with a platen roller, and while pressing the image receiving paper and the ink ribbon inserted between the platen roller and the heat generating area against the heat generating area, the image receiving paper and the ink ribbon are mainly scanned in the main scanning direction. Move in the sub-scanning direction perpendicular to.

このとき、インクリボンの背面が封止体に接触すると、インクリボンが擦られてカスが発生する問題がある。このカスが発熱素子に付着すると、発熱素子とインクリボンとの一様な接触が阻害され、画像の画質が低下する。 At this time, when the back surface of the ink ribbon comes into contact with the sealing body, there is a problem that the ink ribbon is rubbed and dust is generated. When this residue adheres to the heat generating element, uniform contact between the heat generating element and the ink ribbon is hindered, and the image quality of the image deteriorates.

特開2009-6638号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-6638

インクリボンが封止体に接触しても、インクリボンのカスの発生を抑制することができるサーマルプリントヘッドおよび該サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタを提供する。 Provided are a thermal print head capable of suppressing the generation of ink ribbon residue even when the ink ribbon comes into contact with a sealing body, and a thermal printer using the thermal print head.

一つの実施形態によれば、サーマルプリントヘッドは、放熱板と、前記放熱板に載置された支持基板と、前記支持基板に積層されたグレーズ層と、前記グレーズ層上に設けられ主走査方向に配列された複数の発熱素子とを有するヘッド基板と、前記放熱板に前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように載置され、接続回路が設けられた回路基板と、前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面または前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に載置され、前記発熱素子および前記接続回路に電気的に接続された制御素子と、前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面および前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に、前記制御素子を覆うように設けられた封止体と、を具備する。前記封止体は、フィラーを含有し、前記フィラーは、粒径が1乃至30μmの範囲に分布し、粒径が2乃至10μmのフィラーの占有率が重量比で67%である。前記封止体の表面粗さが、0.3μm以下である。 According to one embodiment, the thermal print head is provided on the heat dissipation plate, the support substrate mounted on the heat dissipation plate, the glaze layer laminated on the support substrate, and the main scanning direction. A head substrate having a plurality of heat generating elements arranged in the above, a circuit board mounted on the heat radiating plate so as to be adjacent to the head substrate in the sub-scanning direction and provided with a connection circuit, and the head substrate of the head substrate. A control element placed on the upper surface near the circuit board or the upper surface near the head board of the circuit board and electrically connected to the heat generating element and the connection circuit, and the upper surface of the head board near the circuit board and An encapsulating body provided so as to cover the control element is provided on the upper surface of the circuit board near the head substrate. The encapsulant contains a filler, and the filler is distributed in a particle size range of 1 to 30 μm, and the occupancy rate of the filler having a particle size of 2 to 10 μm is 67% by weight. The surface roughness of the sealed body is 0.3 μm or less .

本実施形態によれば、インクリボンが封止体に接触しても、インクリボンのカスの発生を抑制することができるサーマルプリントヘッドおよび該サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタが得られる。 According to the present embodiment, even if the ink ribbon comes into contact with the sealing body, a thermal print head capable of suppressing the generation of ink ribbon residue and a thermal printer using the thermal print head can be obtained.

実施形態1に係るサーマルプリントヘッドを示す図。The figure which shows the thermal print head which concerns on Embodiment 1. 実施形態1に係る封止体の表面状態を比較例と対比して示す図。The figure which shows the surface state of the sealed body which concerns on Embodiment 1 in comparison with the comparative example. 実施形態1に係る封止体の表面粗さを比較例と対比して示す図。The figure which shows the surface roughness of the sealed body which concerns on Embodiment 1 in comparison with the comparative example. 実施形態1に係るフィラーの粒度分布を示す図。The figure which shows the particle size distribution of the filler which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るフィラーの含有率と封止体の特性との関係を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the relationship between the content rate of the filler which concerns on Embodiment 1 and the characteristic of a sealed body. 実施形態2に係るサーマルプリンタを示す断面図。The cross-sectional view which shows the thermal printer which concerns on Embodiment 2. 実施形態2に係るインクリボンのカス発生頻度を比較例と対比して説明するための模試図。FIG. 3 is a mock diagram for explaining the frequency of ink ribbon residue generation according to the second embodiment in comparison with a comparative example. 実施形態2に係る別のサーマルプリンタを示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another thermal printer according to the second embodiment. 実施形態2に係る別のサーマルプリントヘッドの要部を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of another thermal print head according to the second embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
本実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図1乃至図4を用いて説明する。図1はサーマルプリントヘッドを示す図で、図1(a)はその平面図、図1(b)は図1(a)のV1-V1矢視断面図、図2は封止体の表面状態を比較例と対比して示す図、図3は封止体の表面粗さを比較例と対比して示す図、図4はフィラーの砥粒分布を示す図、図5はフィラーの含有率と封止体の特性との関係を説明するための模式図である。なお本実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。
(Embodiment 1)
The thermal print head according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 is a view showing a thermal print head, FIG. 1A is a plan view thereof, FIG. 1B is a sectional view taken along the line V1-V1 of FIG. 1A, and FIG. 2 is a surface state of a sealed body. 3 shows the surface roughness of the sealed body in comparison with the comparative example, FIG. 4 shows the abrasive grain distribution of the filler, and FIG. 5 shows the filler content. It is a schematic diagram for demonstrating the relationship with the characteristic of a sealed body. It should be noted that the present embodiment is merely an example, and the present invention is not limited thereto. The drawings are schematic, and the ratio of each dimension is different from the actual one.

始めに、サーマルプリントヘッドについて説明する。
図1に示すように、サーマルプリントヘッド10は、その要部として、放熱板12、ヘッド基板13、回路基板14、駆動用IC15およびボンディングワイヤ24、25を有する。ここで、放熱板12の主面に、互いに隣接するヘッド基板13および回路基板14が接着剤23を介し接着し載置される。
First, the thermal print head will be described.
As shown in FIG. 1, the thermal print head 10 has a heat sink 12, a head substrate 13, a circuit board 14, a driving IC 15, and bonding wires 24, 25 as its main parts. Here, the head substrate 13 and the circuit board 14 adjacent to each other are adhered and placed on the main surface of the heat radiating plate 12 via the adhesive 23.

そして、回路基板14上に制御素子である駆動用IC15が搭載され、硬性封止材料である例えばエポキシ系樹脂からなる封止体26により気密封止されている。この封止体26は回路基板14およびヘッド基板13に跨って設けられる。 A drive IC 15 which is a control element is mounted on the circuit board 14, and is airtightly sealed by a sealing body 26 made of, for example, an epoxy resin which is a rigid sealing material. The sealing body 26 is provided so as to straddle the circuit board 14 and the head board 13.

放熱板12は、例えばアルミニウム、ステンレスなどの金属からなり、主走査方向S1に延びた短冊状になっている。そして、接着剤23は、両面接着テープ、軟性のある例えばシリコン樹脂等の熱硬化性樹脂接着剤からなる。 The heat radiating plate 12 is made of a metal such as aluminum or stainless steel, and has a strip shape extending in the main scanning direction S1. The adhesive 23 is made of a double-sided adhesive tape or a thermosetting resin adhesive having a soft property such as a silicon resin.

ヘッド基板13は、主走査方向S1に延びて放熱板12上に取り付けられている。ヘッド基板13は、支持基板16およびグレーズ層17を有する。支持基板16は、耐熱性を有する絶縁体材料からなり、例えばアルミナなどのセラミックスにより構成されている。その他に、SiN、SiC、石英、AlN、あるいはSi、Al、O、N等を含むファインセラミックスであってもよい。グレーズ層17は、例えばSiOからなるガラス膜あるいは樹脂膜等からなり、支持基板16に積層している。 The head substrate 13 extends in the main scanning direction S1 and is mounted on the heat sink 12. The head substrate 13 has a support substrate 16 and a glaze layer 17. The support substrate 16 is made of a heat-resistant insulator material, and is made of ceramics such as alumina. In addition, fine ceramics containing SiN, SiC, quartz, AlN, Si, Al, O, N and the like may be used. The glaze layer 17 is made of, for example, a glass film or a resin film made of SiO 2 , and is laminated on the support substrate 16.

グレーズ層17の上面には、主走査方向S1に垂直で印刷媒体が走行する副走査方向S2に延びて、互いに主走査方向S1に間隔を空けて配列された複数の発熱抵抗体18が形成されている。そして、発熱抵抗体18上に、個別電極20および共通電極19が間隙Gを挟んで対向して配設される。ここで、個別電極20および共通電極19からなる一対の電極は発熱抵抗体18に重層し電気接続する。そして、これ等の間隙Gで露出する発熱抵抗体18が発熱抵抗部となる。この発熱抵抗部は、その通電電極となる一対の電極と共に1つの発熱素子を構成し、主走査方向S1に所要ピッチ(dpi:ドット/インチ)で帯状に配列され、発熱領域21になる。個別電極20は、後述の通り、ボンディングワイヤ24を介して、駆動用IC15に電気的に接続される。 On the upper surface of the glaze layer 17, a plurality of heat generating resistors 18 extending in the sub-scanning direction S2 in which the print medium runs perpendicular to the main scanning direction S1 and arranged at intervals in the main scanning direction S1 are formed. ing. Then, the individual electrodes 20 and the common electrodes 19 are arranged on the heat generation resistor 18 so as to face each other with the gap G interposed therebetween. Here, the pair of electrodes composed of the individual electrodes 20 and the common electrodes 19 are layered on the heat generation resistor 18 and electrically connected. Then, the heat generation resistor 18 exposed in these gaps G becomes the heat generation resistance portion. The heat generation resistance portion constitutes one heat generation element together with a pair of electrodes serving as the energizing electrodes, and is arranged in a band shape at a required pitch (dpi: dots / inch) in the main scanning direction S1 to form a heat generation region 21. The individual electrode 20 is electrically connected to the driving IC 15 via the bonding wire 24 as described later.

ここで、ヘッド基板13は、例えば以下のようにして形成される。例えばアルミナセラミックスからなる板厚が0.5mm~1.0mm程度の細長の支持基板16を用意し、その上面にガラスからなるグレーズ層17を融着し焼成する。次に、グレーズ層17の上面全体に、スパッタ装置等の薄膜形成装置により、抵抗体層および導電体層を順に積層する。その後、フォトエングレービングプロセスにより、導電体層および抵抗体層を発熱抵抗体部の形状パターンに加工する。続いて、間隙Gの導電体層をエッチング除去して所定の個別電極20および共通電極19にする。更に、個別電極20、共通電極19および発熱抵抗部を覆う保護膜22を形成し、個別電極20のボンディングワイヤ24との接続箇所の上の保護膜22に開口を形成する。 Here, the head substrate 13 is formed, for example, as follows. For example, an elongated support substrate 16 having a plate thickness of about 0.5 mm to 1.0 mm made of alumina ceramics is prepared, and a glaze layer 17 made of glass is fused and fired on the upper surface thereof. Next, the resistor layer and the conductor layer are sequentially laminated on the entire upper surface of the glaze layer 17 by a thin film forming device such as a sputtering device. Then, the conductor layer and the resistor layer are processed into a shape pattern of the heat-generating resistor portion by a photo-engraving process. Subsequently, the conductor layer in the gap G is removed by etching to obtain a predetermined individual electrode 20 and a common electrode 19. Further, a protective film 22 that covers the individual electrode 20, the common electrode 19, and the heat generation resistance portion is formed, and an opening is formed in the protective film 22 above the connection point of the individual electrode 20 with the bonding wire 24.

ここで、抵抗体層は、例えばTaSiO、NbSiO、TaSiNO、TiSiCO系の電気抵抗体材料からなる。導電体層は、例えば、Al、CuあるいはAlCu合金等の金属を主材料に構成される。そして、保護膜22は、SiO膜、SiN膜、SiON膜あるいはSiC膜等の硬質で緻密な熱伝導性のある絶縁体材料から成る。ここで、保護膜22の最表面に少なくともSiと炭素が含まれていると熱伝導性が高くなり好適である。この保護膜22は、発熱素子アレイの一対の電極および発熱領域21を少なくとも被覆し、記録媒体の圧接あるいは摺接による磨耗、並びに大気中に含まれている水分等の接触による腐食から保護する機能を有する。 Here, the resistor layer is made of, for example, a TaSiO, NbSiO, TaSiNO, or TiSiCO-based electric resistor material. The conductor layer is mainly made of a metal such as Al, Cu or an AlCu alloy. The protective film 22 is made of a hard, dense, thermally conductive insulator material such as a SiO 2 film, a SiN film, a SiON film, or a SiC film. Here, it is preferable that the outermost surface of the protective film 22 contains at least Si and carbon because the thermal conductivity becomes high. The protective film 22 has a function of at least covering the pair of electrodes of the heat generating element array and the heat generating region 21 to protect the recording medium from wear due to pressure contact or sliding contact, and corrosion due to contact with moisture contained in the atmosphere. Has.

回路基板14は、ヘッド基板13と副走査方向S2に隣り合うように放熱板12の主面に配置され、ヘッド基板13と並行して主走査方向S1に配列されている。 The circuit board 14 is arranged on the main surface of the heat radiating plate 12 so as to be adjacent to the head board 13 and the sub-scanning direction S2, and is arranged in the main scanning direction S1 in parallel with the head board 13.

回路基板14のヘッド基板13寄りの上面には、主走査方向S1に沿って所要数の駆動用IC15が実装されている。駆動用IC15は、発熱素子を制御可能なスイッチング機能を有する制御素子である。ボンディングワイヤ24を介して、個別電極20に電気的に接続している。 A required number of drive ICs 15 are mounted on the upper surface of the circuit board 14 near the head substrate 13 along the main scanning direction S1. The drive IC 15 is a control element having a switching function capable of controlling the heat generating element. It is electrically connected to the individual electrode 20 via the bonding wire 24.

駆動用IC15およびボンディングワイヤ24、25は、エポキシ系樹脂からなる封止体26によって封止されている。封止体26は、ヘッド基板13の回路基板14寄りの上面に対して、駆動用IC15およびボンディングワイヤ24、25を封止している。この封止体26は、熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂塗液の塗布、100℃程度における数時間の加熱処理による熱硬化を通して、所定箇所に形成される。 The driving IC 15 and the bonding wires 24 and 25 are sealed by a sealing body 26 made of an epoxy resin. The sealing body 26 seals the driving IC 15 and the bonding wires 24 and 25 on the upper surface of the head substrate 13 near the circuit board 14. The sealing body 26 is formed at a predetermined position through application of an epoxy resin coating liquid which is a thermosetting resin and heat curing by heat treatment at about 100 ° C. for several hours.

封止体26は、熱硬化性樹脂であるエポキシ系樹脂塗液を主に用い、加熱処理による熱硬化により、駆動用IC15およびボンディングワイヤ24、25がヘッド基板13および回路基板14上に保持形成(保護)する事を目的としている。この封止体26は、熱硬化後にある柔らかさを持つシリコン系樹脂等を用いる事もある。 The sealing body 26 mainly uses an epoxy resin coating liquid which is a thermosetting resin, and the driving IC 15 and the bonding wires 24 and 25 are held and formed on the head substrate 13 and the circuit board 14 by the thermosetting by heat treatment. The purpose is to (protect). The sealing body 26 may use a silicone-based resin or the like having a certain softness after heat curing.

封止体26は、駆動用IC15およびボンディングワイヤ24、25を保持および保護することが目的であることから、絶縁性、耐熱性、アスペクト比、濡れ性、表面張力、耐溶剤性等の特性を必要としており、さまざまな充填剤(フィラー)を混合して特性を満たしている。 Since the purpose of the sealing body 26 is to hold and protect the driving IC 15 and the bonding wires 24 and 25, the sealing body 26 has characteristics such as insulation, heat resistance, aspect ratio, wettability, surface tension, and solvent resistance. It is needed and various fillers are mixed to meet the properties.

ほとんどの樹脂には何らかの充填剤(フィラー)が添加されていることが多く、同じ樹脂でもフィラーが違えば、性質も変わってくる。したがって、樹脂系の材料を検討する際には、どのような充填剤(フィラー)をどう添加するのかという点が重要となる。種類としては、セラミックス系や繊維系のもの、酸化物などが多く見受けられるが、基本的にはこの充填剤(フィラー)の持つ性質がそのまま反映されてくる。ただし同じ充填剤(フィラー)でも、大きさや形状、添加の仕方でも発揮される性質が異なる。 Most resins often have some kind of filler added to them, and even if the same resin has different fillers, the properties will change. Therefore, when considering resin-based materials, it is important to consider what kind of filler is added and how. Many types include ceramics, fibers, and oxides, but basically the properties of this filler are reflected as they are. However, even with the same filler, the properties exhibited differ depending on the size, shape, and method of addition.

実用上、充填剤(フィラー)の存在なしでは樹脂は工業的にも使うことが困難といえるほど重要な役割を果たしている。 In practice, resins play such an important role that it is difficult to use industrially without the presence of fillers.

前述した、充填剤(フィラー)を樹脂に入れることで、もともとの材料になかった機能や性質、物性を付与できる。具体的に使用されている充填剤は、主に充填剤(フィラー)の種類・大きさ・形状によって決まるが、一種類のフィラーでも複数の性質を得られるものもある。 By putting the above-mentioned filler in the resin, it is possible to impart functions, properties, and physical properties that were not found in the original material. The filler specifically used is mainly determined by the type, size, and shape of the filler, but some fillers can obtain multiple properties even with one type of filler.

たとえば、増量用としては炭酸カルシウム・タルク・シリカ・クレー等、補強用としては、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、ゾノトライト、石膏繊維、アルミボレート、MOS、アラミド繊維、各種ファイバー系、カーボンファイバー(炭素繊維)、グラスファイバー(ガラス繊維)、タルク、マイカ、ガラスフレーク、ポリオキシベンゾイルウィスカー等が、導電性を付与する為には、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、金属粉、金属繊維、金属箔等、難燃性付与としては、酸化アンチモン、水酸化アルミ、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、赤燐、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、ドーソナイト等が挙げられる。 For example, calcium carbonate, talc, silica, clay, etc. for increasing the amount, wollastonite, potassium titanate, zonotrite, gypsum fiber, aluminum borate, MOS, aramid fiber, various fiber type, carbon fiber (carbon) for reinforcement. Fiber), glass fiber (glass fiber), talc, mica, glass flakes, polyoxybenzoyl whiskers, etc., in order to impart conductivity, carbon black, graphite, carbon fiber, metal powder, metal fiber, metal foil, etc. Examples of the flame-retardant imparting include antimony oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, red phosphorus, zinc carbonate, hydrotalcite, dosonite and the like.

充填剤(フィラー)は、通常100μmから10nm程度まで大きさにかなりの幅のある材料であり、マクロフィラー(100μm~10μm)、ミクロフィラー(10μm~100nm)、ナノフィラー(100nm~10nm)に分類される。粒子の大きさは、性能に直接影響を及ぼすため、得たい特性に応じて使い分けていくことが必要となっている。 Fillers are materials that usually have a considerable range in size from 100 μm to about 10 nm, and are classified into macrofillers (100 μm to 10 μm), microfillers (10 μm to 100 nm), and nanofillers (100 nm to 10 nm). Will be done. Since the size of the particles directly affects the performance, it is necessary to use them properly according to the desired characteristics.

一般に、粒子が小さいほど、充填剤(フィラー)の持っている性能の発現が高くなり、例えば機械的強度の向上などが見られるが、ハンドリングは難しくなる。充填剤(フィラー)は基本的には、粒子、粉体の形状で使用するので、他の粉体と同様に、ある大きさになるとこれらは固体とも液体とも異なる挙動を見せるようになり、粉体制御、粉体加工の技術が関係してくる。 In general, the smaller the particles, the higher the expression of the performance of the filler, for example, the improvement of mechanical strength, but the handling becomes difficult. Fillers are basically used in the form of particles and powders, so like other powders, when they reach a certain size, they behave differently from solids and liquids, and powders. Body control and powder processing technologies are involved.

従来のサーマルプリントヘッドに使用される封止体の樹脂に使用されている充填剤(フィラー)の粒子径は平均20μm(1μm~100μm)を使用している。この時の封止体の表面粗さはRa0.45μm、Rmax0.55μmが平均な値となっている。 The particle size of the filler used in the resin of the encapsulant used in the conventional thermal print head is 20 μm (1 μm to 100 μm) on average. At this time, the average surface roughness of the sealed body is Ra 0.45 μm and Rmax 0.55 μm.

本実施形態において、充填剤(フィラー)の大きさを粒子径が2~7μmを主とし(1μm~30μm)内に分別した充填剤(フィラー)を樹脂に約60%混ぜることで、硬化後の封止体の表面性がRa0.3μm以下となり、表面性が改善することで、インクリボン等が接触した場合においてもカス等の発生がなくなることで、発生したカスが発熱抵抗体へ移動し印画に不具合を生じさせる事が無くなり、良好な印画が得られる。 In the present embodiment, the size of the filler (filler) is mainly 2 to 7 μm in particle size (1 μm to 30 μm), and the filler (filler) separated into the resin is mixed with about 60% of the filler after curing. The surface property of the encapsulant is Ra 0.3 μm or less, and the surface property is improved. Therefore, even when the ink ribbon or the like comes into contact with the sealed body, the generated debris is not generated, and the generated debris moves to the heat generation resistor and prints. Good printing can be obtained without causing any troubles.

次に、封止体26について説明する。
サーマルプリントヘッドの封止体には、駆動用IC、ボンディングワイヤを保持、保護するために、絶縁性、耐熱性、アスペクト比、濡れ性、表面張力、耐溶剤性等の特性が要求される。これらの要求を満たすために、封止体としての樹脂には様々なフィラー(充填剤)が混合されている。
Next, the sealing body 26 will be described.
The sealed body of the thermal print head is required to have characteristics such as insulation, heat resistance, aspect ratio, wettability, surface tension, and solvent resistance in order to hold and protect the driving IC and the bonding wire. In order to meet these requirements, various fillers are mixed in the resin as a sealant.

後述するように、封止体は、フィラーが混合された樹脂を、例えばポッティングにより複数の駆動用IC15、複数のボンディングワイヤ24、25と共にヘッド基板13の一面及び回路基板14の一面の境界付近に塗布し、熱硬化させることにより形成される。そのため、封止体の形状、特に高さには、樹脂の塗布量、樹脂の粘度等に依存してバラツキが生じる。 As will be described later, in the encapsulant, a resin mixed with a filler is placed near the boundary between one surface of the head substrate 13 and one surface of the circuit board 14 together with a plurality of driving ICs 15 and a plurality of bonding wires 24 and 25, for example, by potting. It is formed by applying and thermosetting. Therefore, the shape of the sealed body, particularly the height, varies depending on the amount of the resin applied, the viscosity of the resin, and the like.

後述するように、サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタにはプラテンローラが備えられている。サーマルプリンタはプラテンローラの回転によって、プラテンローラと発熱領域21の間に挿入された受像紙とインクリボンを副走査方向S2に移動させる。 As will be described later, a thermal printer using a thermal print head is provided with a platen roller. The thermal printer moves the image receiving paper and the ink ribbon inserted between the platen roller and the heat generating region 21 in the sub-scanning direction S2 by the rotation of the platen roller.

一般にインクリボンは、耐熱・滑性層(厚さ0.1~2μm程度)をコーティングした樹脂製のベースフィルム(厚さ2.5~12μm程度)とインク層(厚さ1~10μm程度)とで構成されている。 Generally, ink ribbons are composed of a resin base film (thickness of about 2.5 to 12 μm) coated with a heat-resistant and slippery layer (thickness of about 0.1 to 2 μm) and an ink layer (thickness of about 1 to 10 μm). It is composed of.

インクリボンのベースフィルムは、封止体のエポキシ系樹脂より柔らかい。インクリボンの背面が封止体に擦られると、インクリボンが封止体の表面粗さに応じて削られ、カスが発生する。カスはベースフィルムから耐熱・滑性層が剥離したものおよびベースフィルム基材の切削屑と推定される。このカスはインクリボンの移動とともに、発熱素子まで運ばれ、発熱素子に付着する。その結果、発熱素子とインクリボンとの一様な接触が阻害され、画像の画質の低下をもたらす。 The base film of the ink ribbon is softer than the epoxy resin of the encapsulant. When the back surface of the ink ribbon is rubbed against the sealing body, the ink ribbon is scraped according to the surface roughness of the sealing body, and residue is generated. It is presumed that the residue is the heat-resistant / slippery layer peeled off from the base film and the cutting debris of the base film base material. As the ink ribbon moves, this residue is carried to the heat generating element and adheres to the heat generating element. As a result, uniform contact between the heat generating element and the ink ribbon is hindered, resulting in deterioration of image quality.

従って、サーマルプリントヘッドの封止体には、インクリボンが封止体に接触しても、インクリボンが削られないだけの平滑性が更に要求される。 Therefore, the sealing body of the thermal print head is further required to have smoothness so that the ink ribbon is not scraped even if the ink ribbon comes into contact with the sealing body.

本実施形態の封止体26は、フィラーを含有する熱硬化性のエポキシ系樹脂であり、0.3μm以下の表面粗さを有している。 The sealing body 26 of the present embodiment is a thermosetting epoxy resin containing a filler and has a surface roughness of 0.3 μm or less.

表面粗さには種々の定義があるか、ここでは算術平均粗さRaとして説明する。算術平均粗さRaとは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さLだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線の方向にX軸を、縦倍率の方向にY軸を取り、粗さ曲線をy=f(x)で表したときに、次の式によって求められる値をマイクロメートル(μm)で表したものである。Ra=(1/L)∫|f(x)|dx、但し積分範囲は0からLまで。 Whether there are various definitions of surface roughness, it will be described here as arithmetic mean roughness Ra. Arithmetic mean roughness Ra is obtained by extracting only the reference length L from the roughness curve in the direction of the average line, taking the X-axis in the direction of the average line of the extracted portion, and taking the Y-axis in the direction of the vertical magnification. When the Sa curve is expressed by y = f (x), the value obtained by the following equation is expressed in micrometer (μm). Ra = (1 / L) ∫ | f (x) | dx, but the integration range is from 0 to L.

また、Rmaxは、ここでは最大高さRyとして説明する。最大高さRyとは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の山頂線と谷底線との間隔を粗さ曲線の縦倍率の方向に測定し、この値をマイクロメートル(μm)で表したものである。但し、Ryを求める場合には、キズとみなされるような並みはずれて高い山及び低い谷がない部分から、基準長さだけ抜き取るものとする。 Further, Rmax is described here as the maximum height Ry. The maximum height Ry is obtained by extracting only the reference length from the roughness curve in the direction of the average line, and measuring the distance between the peak line and the valley bottom line of the extracted portion in the direction of the vertical magnification of the roughness curve. The value is expressed in micrometers (μm). However, when Ry is obtained, only the standard length shall be extracted from the part where there are no extraordinarily high peaks and low valleys that are considered to be scratches.

封止体26には、粒径が2μm~7μmを主とし、粒度分布で1μm~30μm内に分布したフィラーが重量比で約60%混合されている。 The sealant 26 is mainly mixed with a filler having a particle size of 2 μm to 7 μm and having a particle size distribution within 1 μm to 30 μm by weight ratio of about 60%.

封止体26は、例えば次のように形成される。
エポキシ系樹脂にフィラーを混合し十分に攪拌した後、エポキシ系樹脂を複数の駆動用IC15、複数のボンディングワイヤ24、25と共にヘッド基板13の一面及び回路基板14の一面の境界付近に、例えばポッティングにより塗布する。
The sealing body 26 is formed, for example, as follows.
After the filler is mixed with the epoxy resin and sufficiently stirred, the epoxy resin is potted together with a plurality of driving ICs 15 and a plurality of bonding wires 24 and 25 near the boundary between one surface of the head substrate 13 and one surface of the circuit board 14, for example. Apply by.

塗布されたエポキシ系樹脂を、例えば100℃程度の高温状態に保ち、数時間熱処理する。この高温状態において、エポキシ系樹脂の高分子間が架橋し熱硬化する。 The applied epoxy resin is kept at a high temperature of, for example, about 100 ° C. and heat-treated for several hours. In this high temperature state, the polymers of the epoxy resin are crosslinked and thermally cured.

熱硬化の際に、エポキシ系樹脂は硬化収縮するので、フィラー等の含有物が表面に析出し、表面粗さが生じ易い。 Since the epoxy resin is cured and shrunk during thermal curing, inclusions such as fillers are deposited on the surface, and surface roughness is likely to occur.

然し、本実施形態の封止体26のエポキシ系樹脂には、粒径が2μm~7μm、粒度分布で1μm~30μmと適度な大きさを有し、密着性が良好なフィラーが重量比で60%程度含まれているので、フィラーの表面析出が抑制され、0.3μm以下の表面粗さRaが得られる。従って、インクリボンが封止体26に擦られても、インクリボンが削られないだけの十分な平滑性を得ることが可能である。 However, the epoxy resin of the sealant 26 of the present embodiment has an appropriate size of 2 μm to 7 μm in particle size and 1 μm to 30 μm in particle size distribution, and a filler having good adhesion is 60 in weight ratio. Since it is contained in an amount of about%, surface precipitation of the filler is suppressed, and a surface roughness Ra of 0.3 μm or less can be obtained. Therefore, even if the ink ribbon is rubbed against the sealing body 26, it is possible to obtain sufficient smoothness so that the ink ribbon is not scraped.

図2は封止体26の表面状態を比較例と対比して示す微分干渉顕微鏡写真で、図2(a)が封止体26の表面状態、図2(b)が比較例の表面状態である。ここで、比較例とは、粒径が平均20μm、粒径分布が1μm~100μmのフィラーを重量比で約60%含有するエポキシ系樹脂を用いた封止体のことである。 FIG. 2 is a differential interference contrast micrograph showing the surface state of the sealed body 26 in comparison with the comparative example. FIG. 2 (a) shows the surface state of the sealed body 26, and FIG. 2 (b) shows the surface state of the comparative example. be. Here, the comparative example is a sealed body using an epoxy resin containing a filler having an average particle size of 20 μm and a particle size distribution of 1 μm to 100 μm in a weight ratio of about 60%.

図2(a)に示すように、本実施形態の封止体26では、微小な凹凸が一様に分布しており、きめ細かな面であることがわかる。フィラーの目立った表面析出は見られない。 As shown in FIG. 2A, in the sealed body 26 of the present embodiment, minute irregularities are uniformly distributed, and it can be seen that the surface is fine. No noticeable surface precipitation of the filler is seen.

一方、図2(b)に示すように、比較例では、比較的大きな塊が散在しており、フィラーが表面に析出し凝集していることがわかる。また、面のうねりも推察される。 On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the comparative example, it can be seen that relatively large lumps are scattered and the filler is deposited on the surface and aggregated. In addition, the swell of the surface is also inferred.

図3は封止体26の表面粗さを比較例と対比して示す図で、図3(a)が封止体26の表面粗さ、図3(b)が比較例の表面粗さである。図3(a)、(b)において上段が表面粗さの三次元マップ、下段がラインプロファイルを示している。表面粗さの測定はレーザ粗さ計により行った。測定領域の面積は、略500μm□である。 FIG. 3 is a diagram showing the surface roughness of the sealed body 26 in comparison with the comparative example. FIG. 3 (a) shows the surface roughness of the sealed body 26, and FIG. 3 (b) shows the surface roughness of the comparative example. be. In FIGS. 3A and 3B, the upper row shows a three-dimensional map of surface roughness, and the lower row shows a line profile. The surface roughness was measured by a laser roughness meter. The area of the measurement area is approximately 500 μm □.

図3(a)に示すように、本実施形態の封止体26では、表面の凹凸は漣状であり、表面粗さRaが約0.21μmであることがわかる。 As shown in FIG. 3A, it can be seen that in the sealed body 26 of the present embodiment, the surface irregularities are round and the surface roughness Ra is about 0.21 μm.

一方、図3(b)に示すように、比較例では、表面の凹凸は大きなうねりとともに突起状であり、表面粗さRaが約0.46μmであることがわかる。 On the other hand, as shown in FIG. 3B, in the comparative example, it can be seen that the unevenness of the surface is convex with large undulations and the surface roughness Ra is about 0.46 μm.

図4は種々のフィラーの粒度分布を示す図である。ここで、横軸は粒径、縦軸は頻度である。比較例とは市販のフィラーのことである。サンプルAからサンプルDは、比較例のフィラーをメッシュサイズが順に小さくなる篩にかけて得られたフィラーのことである。 FIG. 4 is a diagram showing the particle size distribution of various fillers. Here, the horizontal axis is the particle size and the vertical axis is the frequency. The comparative example is a commercially available filler. Samples A to D are fillers obtained by sieving the filler of the comparative example through a sieve in which the mesh size is gradually reduced.

図4に示すように、比較例では、フィラーの粒径が1μm~100μm程度の範囲に分布しており、粒径20μm付近に大きな第1のピークと、粒径2μm~3μm付近に小さな第2のピークが見られる。 As shown in FIG. 4, in the comparative example, the particle size of the filler is distributed in the range of about 1 μm to 100 μm, a large first peak is distributed in the vicinity of the particle size of 20 μm, and a small second peak is distributed in the vicinity of the particle size of 2 μm to 3 μm. Peak can be seen.

サンプルAおよびサンプルBでは、フィラーの粒径が1μm~100μm程度の範囲に分布し、粒径20μm付近に大きな第1のピークがあることは変わっていない。然し、粒径が大きいフィラーの頻度が若干減少し、第2のピーク付近の粒径を有するフィラーが増加している。粒径の大きなフィラーは、まだ十分に取り除かれていない。 In Sample A and Sample B, the particle size of the filler is distributed in the range of about 1 μm to 100 μm, and the large first peak is still present in the vicinity of the particle size of 20 μm. However, the frequency of fillers having a large particle size has decreased slightly, and the number of fillers having a particle size near the second peak has increased. The large particle size filler has not yet been sufficiently removed.

サンプルCおよびサンプルDでは、フィラーの粒径が1μm~30μm程度の範囲に分布しており、粒度分布に顕著な変化がみられる。メッシュサイズが小さくなったことで、粒径の大きなフィラーが十分に取り除かれている。 In Sample C and Sample D, the particle size of the filler is distributed in the range of about 1 μm to 30 μm, and a remarkable change is observed in the particle size distribution. Due to the smaller mesh size, the filler with a large particle size has been sufficiently removed.

サンプルCでは、粒径10μm付近に大きな第1のピークと、粒径2μm~3μm付近に中程度の第2のピークを有している。粒度分布の基本的なパターンは変わっていないが、第1のピークと第2のピークにおける頻度の差は少ない。 Sample C has a large first peak near the particle size of 10 μm and a medium second peak near the particle size of 2 μm to 3 μm. The basic pattern of particle size distribution has not changed, but the difference in frequency between the first and second peaks is small.

一方、サンプルDでは、粒度分布に第1のピークおよび第2のピークは見られない。粒度分布は単峰性で、粒径2μm~7μm付近に略フラットな頂上がある。フィラーの粒径が揃ってきたことがわかる。 On the other hand, in sample D, the first peak and the second peak are not seen in the particle size distribution. The particle size distribution is monomodal, with a substantially flat peak near the particle size of 2 μm to 7 μm. It can be seen that the particle sizes of the fillers have become uniform.

サンプルDのフィラーは、おおよそ粒径が1乃至30μm程度の範囲に分布し、粒径が2乃至10μm程度のフィラーの占有率が重量比で67%程度のフィラーである。粒径が2乃至10μm程度のフィラーの占有率は固定されたものではなく、篩の条件等によっても異なり一般的には10%程度の変動が見込まれるものである。 The filler of sample D is distributed in a range of about 1 to 30 μm in particle size, and the occupancy rate of the filler having a particle size of about 2 to 10 μm is about 67% by weight. The occupancy rate of the filler having a particle size of about 2 to 10 μm is not fixed, and varies depending on the conditions of the sieve and the like, and is generally expected to fluctuate by about 10%.

図5はエポキシ樹脂中のフィラーの含有率と封止体の特性の関係を説明するための模式図である。ここで、横軸はフィラーの含有率、左の縦軸は平滑性、右の縦軸は耐久性を示している。平滑性とは、表面粗さの逆数を意味している。 FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the relationship between the content of the filler in the epoxy resin and the characteristics of the encapsulant. Here, the horizontal axis shows the filler content, the left vertical axis shows smoothness, and the right vertical axis shows durability. Smoothness means the reciprocal of surface roughness.

封止体には、表面粗さが小さい(平滑性)ことの他に強度(耐久性)が要求されている。図5に示すように、平滑性はフィラーの含有率が少ないほど良好であるが、フィラーの含有率が過剰になると急激に悪化する特性を示す。一方、耐久性はフィラーの含有率が少ないと補強効果がなく樹脂本来の特性を示し、フィラーの含有率がある値以上では十分な耐久性が得られる。 The sealed body is required to have strength (durability) in addition to having a small surface roughness (smoothness). As shown in FIG. 5, the smoothness is better as the content of the filler is smaller, but it shows a characteristic that it deteriorates sharply when the content of the filler becomes excessive. On the other hand, with regard to durability, when the filler content is low, there is no reinforcing effect and the resin exhibits the original characteristics, and when the filler content is above a certain value, sufficient durability can be obtained.

即ち、フィラーの含有率に対して平滑性と耐久性とはトレードオフの関係にあるので、両方の特性を満たすようにフィラーの含有率を定めることが望ましい。サンプルDのフィラーを用いて、含有率を変えながら平滑性と耐久性を種々調べたところ、含有率として50%乃至70%程度が好ましく、より最適には60%程度が好ましい結果が得られた。 That is, since smoothness and durability have a trade-off relationship with respect to the filler content, it is desirable to determine the filler content so as to satisfy both characteristics. When various investigations were made on smoothness and durability while changing the content using the filler of Sample D, the content was preferably about 50% to 70%, and more optimally about 60% was obtained. ..

以上説明したように、本実施形態の封止体26であるエポキシ系樹脂には、粒径が2μm~7μm、粒度分布で1μm~30μmと適度な大きさを有し、密着性が良好なフィラーが重量比で60%程度含まれている。 As described above, the epoxy resin which is the sealing body 26 of the present embodiment has an appropriate particle size of 2 μm to 7 μm and a particle size distribution of 1 μm to 30 μm, and has good adhesion. Is contained in an amount of about 60% by weight.

その結果、エポキシ系樹脂の熱硬化に起因するフィラーの析出が抑制され、0.3μm以下の表面粗さRaを有する封止体26が得られる。封止体26は、インクリボンが封止体26に擦られても、インクリボンが削られないだけの十分な平滑性を有している。従って、インクリボンのカスの発生を抑制することができるサーマルプリントヘッドが得られる。 As a result, precipitation of the filler due to thermal curing of the epoxy resin is suppressed, and a sealed body 26 having a surface roughness Ra of 0.3 μm or less can be obtained. The sealing body 26 has sufficient smoothness so that the ink ribbon is not scraped even if the ink ribbon is rubbed against the sealing body 26. Therefore, a thermal print head capable of suppressing the generation of ink ribbon residue can be obtained.

封止体26がエポキシ系樹脂である場合について説明したが、インクリボンのカスの発生を抑制するという観点からはシリコン系樹脂等を用いることも可能ではある。シリコン系樹脂は熱硬化後もある程度柔軟性を有している。従って、インクリボンの背面が封止体であるシリコン系樹脂に擦られても、インクリボンが削られることによるカスの発生は抑制される。 Although the case where the sealing body 26 is an epoxy-based resin has been described, it is also possible to use a silicon-based resin or the like from the viewpoint of suppressing the generation of ink ribbon residue. Silicone resin has some flexibility even after thermosetting. Therefore, even if the back surface of the ink ribbon is rubbed against the silicon-based resin that is the encapsulant, the generation of debris due to the scraping of the ink ribbon is suppressed.

但し、封止体が駆動用IC、ボンディングワイヤを保持、保護する耐久性の観点からは、エポキシ系樹脂がより適している。 However, an epoxy resin is more suitable from the viewpoint of durability in which the encapsulant holds and protects the driving IC and the bonding wire.

フィラーは、シリカ、炭酸カルシウムなどの一種類に限られず、複数種類のフィラーを混合しても構わない。 The filler is not limited to one type such as silica and calcium carbonate, and a plurality of types of fillers may be mixed.

(実施形態2)
本実施形態に係るサーマルプリンタについて説明する。図6は本実施形態のサーマルプリンタを示す断面図、図7はインクリボンのカス発生頻度を比較例と対比して説明するための模試図である。
(Embodiment 2)
The thermal printer according to this embodiment will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the thermal printer of the present embodiment, and FIG. 7 is a mock diagram for explaining the frequency of ink ribbon residue generation in comparison with a comparative example.

図6に示すように、本実施形態のサーマルプリンタ40は、図1に示す封止体26を有するサーマルプリントヘッド10を用いている。サーマルプリンタ40はプラテンローラ41を備えている。このプラテンローラ41は、主走査方向S1を軸として、側面が発熱領域(複数の発熱素子が配列された帯状の領域)21に接するように配置され、その軸42を中心に回転可能に設けられている。 As shown in FIG. 6, the thermal printer 40 of the present embodiment uses the thermal print head 10 having the sealing body 26 shown in FIG. The thermal printer 40 includes a platen roller 41. The platen roller 41 is arranged so that its side surface is in contact with a heat generation region (a band-shaped region in which a plurality of heat generation elements are arranged) 21 with the main scanning direction S1 as an axis, and is rotatably provided around the shaft 42. ing.

サーマルプリンタ40は、プラテンローラ41の回転によって、プラテンローラ41と発熱領域21の間に挿入された受像紙43とインクリボン44を主走査方向S1に対して垂直な副走査方向S2に移動させる。この受像紙43とインクリボン44の移動に伴って、複数の発熱抵抗体18を選択的に発熱させることにより、所望の画像を形成する。 The thermal printer 40 moves the image receiving paper 43 and the ink ribbon 44 inserted between the platen roller 41 and the heat generating region 21 in the sub-scanning direction S2 perpendicular to the main scanning direction S1 by the rotation of the platen roller 41. A desired image is formed by selectively heating a plurality of heat generating resistors 18 with the movement of the image receiving paper 43 and the ink ribbon 44.

プラテンローラ41は、複数の発熱抵抗体18を選択的に発熱させるときは回転を停止し、発熱抵抗体18を覆う保護膜22に受像紙43とインクリボン44を押し付ける。プラテンローラ40は、複数の発熱抵抗体18の発熱が停止されると回転を開始し、感熱紙43が副走査方向S2の走査距離だけ移動するのに要する角度だけ回転すると、回転を停止する。 The platen roller 41 stops rotating when the plurality of heat generating resistors 18 are selectively generated, and presses the image receiving paper 43 and the ink ribbon 44 against the protective film 22 covering the heat generating resistors 18. The platen roller 40 starts rotating when the heat generation of the plurality of heat generating resistors 18 is stopped, and stops rotating when the thermal paper 43 rotates by the angle required to move by the scanning distance in the sub-scanning direction S2.

このとき、インクリボン44が封止体26と接触(図の破線で囲った擦過部45)していると、インクリボン44の背面(インク層と反対側の面、耐熱・滑性層がコーティングされた面)が、インクリボン44の断続的な移動に伴って、断続的に擦られる。 At this time, when the ink ribbon 44 is in contact with the sealing body 26 (the scratched portion 45 surrounded by the broken line in the figure), the back surface of the ink ribbon 44 (the surface opposite to the ink layer, the heat-resistant / slippery layer is coated). The surface) is rubbed intermittently with the intermittent movement of the ink ribbon 44.

上述したように、封止体26は表面粗さRaが0.3μm以下の平滑性を有しているので、インクリボン44の背面が封止体26によって断続的に擦られることによる摩耗はわずかである。従って、インクリボン44の背面が削られてカス(耐熱・滑性層の剥離片、ベースフィルム基材の切削屑等)が発生することが防止される。 As described above, since the sealing body 26 has a smoothness with a surface roughness Ra of 0.3 μm or less, the back surface of the ink ribbon 44 is slightly worn by being rubbed intermittently by the sealing body 26. Is. Therefore, it is possible to prevent the back surface of the ink ribbon 44 from being scraped to generate debris (heat-resistant / slippery layer peeling pieces, cutting chips of the base film base material, etc.).

サーマルプリンタ40を用いて、A4サイズの受像紙43に連続して画像を形成しインクリボン44からカスの発生を確認する試験を行った。結果、20,000枚印刷しても、インクリボン44から発生したカスに起因する画像の画質低下は認められなかった。 A test was conducted in which an image was continuously formed on an A4 size image receiving paper 43 using a thermal printer 40 and the generation of residue was confirmed from the ink ribbon 44. As a result, even after printing 20,000 sheets, no deterioration in image quality due to the residue generated from the ink ribbon 44 was observed.

また、使用済みのインクリボン44の背面に擦過痕等も認められなかった。インクリボン44の背面の擦過痕は、リールに巻き取られた使用済みのインクリボン44をリールから引き出してルーペで観察する方法により行った。 In addition, no scratch marks or the like were found on the back surface of the used ink ribbon 44. The scratch marks on the back surface of the ink ribbon 44 were made by pulling out the used ink ribbon 44 wound on the reel from the reel and observing it with a loupe.

図7は上述した各種フィラーを用いて形成された封止体とインクリボンのカス発生頻度との関係を説明するための模式図である。カス発生頻度は比較例を基準とした相対値である。サンプルA、サンプルBおよびサンプルCのカス発生頻度は、比較例のカス発生頻度と同等か若干低減している程度であった。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the relationship between the encapsulant formed by using the above-mentioned various fillers and the frequency of residue generation of the ink ribbon. The residue occurrence frequency is a relative value based on the comparative example. The frequency of residue generation in Sample A, Sample B, and Sample C was equal to or slightly reduced from that of Comparative Example.

一方、サンプルDのカス発生頻度は、比較例のカス発生頻度に比べて著しく低減していることが確認された。 On the other hand, it was confirmed that the residue generation frequency of the sample D was significantly reduced as compared with the residue generation frequency of the comparative example.

以上説明したように、本実施形態のサーマルプリンタ40は、表面粗さRaが0.3μm以下の平滑性を有する封止体26を有するサーマルプリントヘッド10を用いている。その結果、インクリボン44が封止体26に接触しても、インクリボン44のカスの発生が抑制される。従って、インクリボン44のカスに起因する画像の画質低下を防止したサーマルプリンタ40が得られる。 As described above, the thermal printer 40 of the present embodiment uses a thermal print head 10 having a sealing body 26 having a smoothness with a surface roughness Ra of 0.3 μm or less. As a result, even if the ink ribbon 44 comes into contact with the sealing body 26, the generation of residue on the ink ribbon 44 is suppressed. Therefore, it is possible to obtain the thermal printer 40 in which the image quality deterioration of the image caused by the residue of the ink ribbon 44 is prevented.

ちなみに、図2(b)に示す比較例の封止体では、インクリボンが接触して、カスが発生するのを抑制するためには、研磨紙等を用いて表面を研磨する必要がある。その結果、作業に多大の時間と費用を要する。 Incidentally, in the sealed body of the comparative example shown in FIG. 2B, it is necessary to polish the surface with polishing paper or the like in order to prevent the ink ribbons from coming into contact with each other and generating residue. As a result, the work requires a great deal of time and money.

なお、封止体上に紙ガイドが配置されるサーマルプリントヘッドの場合は、インクリボンの背面は紙ガイドと接触する。紙ガイドはもともとインクリボンと接触することを目的として配置されるため、このようなカスの問題は起こらない。 In the case of a thermal print head in which the paper guide is arranged on the sealing body, the back surface of the ink ribbon comes into contact with the paper guide. Since the paper guide is originally arranged for the purpose of contacting the ink ribbon, such a residue problem does not occur.

上述したサーマルプリントヘッド10では、駆動用IC15が回路基板14のヘッド基板13寄りの上面に載置されている場合について説明したが、ヘッド基板13の回路基板14寄りの上面に載置されていても構わない。また、グレーズ層17が副走査方向S2の中央部よりも僅かに副走査反対方向寄りに、主走査方向S1に沿って延びる突状部を有する場合について説明したが、グレーズ層は平坦であっても構わない。 In the above-mentioned thermal print head 10, the case where the drive IC 15 is mounted on the upper surface of the circuit board 14 near the head board 13 has been described, but the drive IC 15 is mounted on the upper surface of the head board 13 near the circuit board 14. It doesn't matter. Further, the case where the glaze layer 17 has a protruding portion extending along the main scanning direction S1 slightly toward the opposite direction of the sub-scanning direction with respect to the central portion in the sub-scanning direction S2 has been described, but the glaze layer is flat. It doesn't matter.

図8は駆動用ICがヘッド基板の回路基板寄りの上面に載置されているサーマルプリントヘッドを有するサーマルプリンタを示す断面図ある。図8に示すように、サーマルプリンタ50では、駆動用IC15がヘッド基板13の回路基板14寄りの上面に載置されている。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a thermal printer having a thermal print head in which a drive IC is mounted on the upper surface of the head substrate near the circuit board. As shown in FIG. 8, in the thermal printer 50, the drive IC 15 is mounted on the upper surface of the head substrate 13 near the circuit board 14.

駆動用IC15がヘッド基板13の回路基板14寄りの上面に載置される場合、駆動用IC15と発熱抵抗体18との距離が短くなるので、発熱抵抗体18と封止体26とが接近する。その結果、インクリボン44と封止体26とが接触(図の破線で囲った擦過部51)する確率が高くなるが、インクリボンのカスの発生を抑制する効果は同様に得ることができる。 When the drive IC 15 is placed on the upper surface of the head substrate 13 near the circuit board 14, the distance between the drive IC 15 and the heat generation resistor 18 becomes short, so that the heat generation resistor 18 and the sealing body 26 come close to each other. .. As a result, the probability that the ink ribbon 44 and the sealing body 26 come into contact with each other (the scraped portion 51 surrounded by the broken line in the figure) is high, but the effect of suppressing the generation of ink ribbon residue can be similarly obtained.

図9は平坦なグレーズ層を有するサーマルプリントヘッドの要部を示す断面図である。図9に示すように、支持基板16に平坦なグレーズ層17が設けられている。グレーズ層17の一面には、複数の発熱抵抗体18、共通電極19及び個別電極20を覆う保護膜22が形成されていることは、図1に示すサーマルプリントヘッド10同様である。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a main part of a thermal print head having a flat glaze layer. As shown in FIG. 9, a flat glaze layer 17 is provided on the support substrate 16. Similar to the thermal print head 10 shown in FIG. 1, a protective film 22 covering a plurality of heat generation resistors 18, common electrodes 19, and individual electrodes 20 is formed on one surface of the glaze layer 17.

異なる点は、保護膜22において発熱抵抗体18を覆う部分にわずかに凹んだ凹部22aが設けられていることである。グレーズ層が平坦であると、プラテンローラとの間に挟まれるインクリボンと保護膜との接触面積が増加し、保護膜が摩耗し易くなる。 The difference is that the protective film 22 is provided with a slightly recessed recess 22a in the portion covering the heat generation resistor 18. When the glaze layer is flat, the contact area between the ink ribbon sandwiched between the platen roller and the protective film increases, and the protective film is easily worn.

そこで、インクリボンとの接触面積の増加を抑えるために、保護膜22はわずかに凹んだ凹部22aを有している。この種のサーマルプリントヘッドにも本実施形態の封止体26を用いることか可能である。 Therefore, in order to suppress an increase in the contact area with the ink ribbon, the protective film 22 has a slightly recessed recess 22a. It is also possible to use the encapsulant 26 of the present embodiment for this type of thermal print head.

グレーズ層が平坦であると、プラテンローラ41と支持基板16との距離が短くなるので、プラテンローラ41と封止体26とが更に接近する。その結果、インクリボン44と封止体26とが接触する確率も更に高くなるが、インクリボンのカスの発生を抑制する効果は同様に得ることができる。 When the glaze layer is flat, the distance between the platen roller 41 and the support substrate 16 becomes short, so that the platen roller 41 and the sealing body 26 come closer to each other. As a result, the probability that the ink ribbon 44 and the sealing body 26 come into contact with each other is further increased, but the effect of suppressing the generation of ink ribbon residue can be similarly obtained.

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

10 サーマルプリントヘッド
11 ヘッドユニット
12 放熱板
13 ヘッド基板
14 回路基板
15 駆動用IC
16 支持基板
17 グレーズ層
18 発熱素子
19 共通電極
20 個別電極
21 発熱領域
22 保護膜
22a 凹部
23 接着剤
24、25 ボンディングワイヤ
26 封止体
40、50 サーマルプリンタ
41 プラテンローラ
42 軸
43 受像紙
44 インクリボン
45、51 擦過部
S1 主走査方向
S2 副走査方向
10 Thermal print head 11 Head unit 12 Heat sink 13 Head board 14 Circuit board 15 Drive IC
16 Support substrate 17 Glaze layer 18 Heat generation element 19 Common electrode 20 Individual electrode 21 Heat generation area 22 Protective film 22a Recess 23 Adhesive 24, 25 Bonding wire 26 Encapsulant 40, 50 Thermal printer 41 Platen roller 42 Axis 43 Image receiving paper 44 Ink Ribbons 45, 51 Scraped portion S1 Main scanning direction S2 Sub scanning direction

Claims (4)

放熱板と、
前記放熱板に載置された支持基板と、前記支持基板に積層されたグレーズ層と、前記グレーズ層上に設けられ主走査方向に配列された複数の発熱素子とを有するヘッド基板と、
前記放熱板に前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように載置され、接続回路が設けられた回路基板と、
前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面または前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に載置され、前記発熱素子および前記接続回路に電気的に接続された制御素子と、
前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面および前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に、前記制御素子を覆うように設けられた封止体と、
を具備し、
前記封止体は、フィラーを含有するエポキシ系樹脂であり、前記フィラーは、粒径が1乃至30μmの範囲に分布し、粒径が2乃至10μmのフィラーの占有率が重量比で67%であり、前記封止体の表面粗さが、0.3μm以下であるサーマルプリントヘッド。
With a heat sink,
A head substrate having a support substrate mounted on the heat sink, a glaze layer laminated on the support substrate, and a plurality of heat generating elements provided on the glaze layer and arranged in the main scanning direction.
A circuit board mounted on the heat sink so as to be adjacent to the head board in the sub-scanning direction and provided with a connection circuit, and a circuit board.
A control element placed on the upper surface of the head board near the circuit board or on the upper surface of the circuit board near the head board and electrically connected to the heat generating element and the connecting circuit.
An encapsulant provided so as to cover the control element on the upper surface of the head substrate near the circuit board and the upper surface of the circuit board near the head substrate.
Equipped with
The encapsulant is an epoxy resin containing a filler, and the filler is distributed in the range of 1 to 30 μm in particle size, and the occupancy rate of the filler having a particle size of 2 to 10 μm is 67% by weight. A thermal print head having a surface roughness of 0.3 μm or less.
前記フィラーは、少なくともシリカ、炭酸カルシウムのいずれかである請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 The thermal print head according to claim 1, wherein the filler is at least one of silica and calcium carbonate. 前記封止体は、前記フィラーを重量比で50乃至70%含有する請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 The thermal print head according to claim 1, wherein the sealing body contains the filler in an amount of 50 to 70% by weight. 放熱板と、前記放熱板に載置された支持基板と前記支持基板に積層されたグレーズ層と前記グレーズ層上に設けられ主走査方向に配列された複数の発熱素子とを有するヘッド基板と、前記放熱板に前記ヘッド基板と副走査方向に隣り合うように載置され、接続回路が設けられた回路基板と、前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面または前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に載置され、前記発熱素子および前記接続回路に電気的に接続された制御素子と、前記ヘッド基板の前記回路基板寄りの上面および前記回路基板の前記ヘッド基板寄りの上面に前記制御素子を覆うように設けられた封止体と、を具備し、前記封止体は、フィラーを含有するエポキシ系樹脂であり、前記フィラーは、粒径が1乃至30μmの範囲に分布し、粒径が2乃至10μmのフィラーの占有率が重量比で67%であり、前記封止体の表面粗さが0.3μm以下であるサーマルプリントヘッドと、
受像紙とインクリボンを前記複数の発熱素子との間に挟持し、前記受像紙と前記インクリボンを前記副走査方向に移動させるプラテンローラと、
を具備するサーマルプリンタ。
A head substrate having a heat radiating plate, a support substrate mounted on the heat radiating plate, a glaze layer laminated on the support substrate, and a plurality of heat generating elements provided on the glaze layer and arranged in the main scanning direction. A circuit board mounted on the heat dissipation plate so as to be adjacent to the head board in the sub-scanning direction and provided with a connection circuit, and an upper surface of the head board near the circuit board or near the head board of the circuit board. The control element mounted on the upper surface and electrically connected to the heat generating element and the connection circuit, and the control element on the upper surface of the head substrate near the circuit board and the upper surface of the circuit board near the head substrate. The sealing body is provided with a sealing body provided so as to cover the sealing body, and the sealing body is an epoxy-based resin containing a filler. A thermal print head having a filler occupancy of 2 to 10 μm of 67% by weight and a surface roughness of the sealed body of 0.3 μm or less.
A platen roller that sandwiches the image receiving paper and the ink ribbon between the plurality of heat generating elements and moves the image receiving paper and the ink ribbon in the sub-scanning direction.
A thermal printer equipped with.
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