JP7271248B2 - thermal print head - Google Patents
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Description
本開示は、サーマルプリントヘッドに関する。 The present disclosure relates to thermal printheads.
サーマルプリントヘッドは、例えば感熱記録紙に印字するサーマルプリンタに搭載される。サーマルプリントヘッドの一例として、特許文献1のサーマルプリントヘッドは、絶縁基板と、絶縁基板の主面上に形成された共通電極及び個別電極と、共通電極の帯状部及び個別電極の帯状部を覆うように形成された抵抗体層としての発熱抵抗体とを備える。サーマルプリントヘッドでは、共通電極を介して通電された発熱抵抗体が発熱することによって、感熱記録紙に印字される。
A thermal print head is installed in, for example, a thermal printer that prints on thermal recording paper. As an example of a thermal printhead, the thermal printhead of
例えば、個別電極の特定の帯状部と、その帯状部に対して主走査方向の両隣の共通電極の2つの帯状部と、これら帯状部を跨ぐ抵抗体層とによって、感熱記録紙に1ドットの印字が行われる。具体的には、抵抗体層のうちの個別電極の特定の帯状部と、共通電極の一方の帯状部との間の部分である第1発熱部と、個別電極の特定の帯状部と、共通電極の他方の帯状部との間の部分である第2発熱部との発熱によって感熱記録紙に1ドットの印字が行われる。 For example, a specific strip of an individual electrode, two strips of a common electrode on both sides of the strip in the main scanning direction, and a resistor layer straddling these strips form one dot on a thermal recording paper. Printing is done. Specifically, a first heating portion, which is a portion between a specific band-shaped portion of the individual electrode and one band-shaped portion of the common electrode in the resistor layer, a specific band-shaped portion of the individual electrode, and a common One dot is printed on the thermal recording paper by the heat generated by the second heat-generating portion, which is the portion between the other strip-shaped portion of the electrode.
ところで、第1発熱部の抵抗値と第2発熱部の抵抗値とが異なると、発熱温度が異なるため、感熱記録紙におけるドットに濃度のむらが生じる、つまり印字精度が低下する。このため、サーマルプリントヘッドの製造過程において、抵抗体層の抵抗値のばらつきを抑制するため、抵抗体層に高電圧パルスを印加して抵抗体層の抵抗値を調整する、いわゆるパルストリミングが実施される。 By the way, if the resistance value of the first heat generating portion and the resistance value of the second heat generating portion are different, the temperature of the heat generated will be different. Therefore, in the manufacturing process of the thermal printhead, so-called pulse trimming, in which a high voltage pulse is applied to the resistor layer to adjust the resistance value of the resistor layer, is performed in order to suppress variations in the resistance value of the resistor layer. be done.
しかしながら、パルストリミングが実施された場合であっても、第1発熱部の抵抗値と第2発熱部の抵抗値とに差が生じる場合がある。共通電極に流れる電流は、第1発熱部及び第2発熱部のうちの抵抗値の小さい方に多く流れるため、第1発熱部及び第2発熱部のそれぞれに流れる電流の大きさにばらつきが生じる。その結果、第1発熱部及び第2発熱部の発熱温度にばらつきが生じ、感熱記録紙への印字に濃度のむらが生じ、印字精度が低下する。 However, even when pulse trimming is performed, there may be a difference between the resistance value of the first heating portion and the resistance value of the second heating portion. Since more of the current flowing through the common electrode flows through the first heating portion or the second heating portion, whichever has the smaller resistance value, the magnitude of the current flowing through each of the first heating portion and the second heating portion varies. . As a result, the heat generation temperature of the first heat generating portion and the heat generating portion of the second heat generating portion varies, resulting in density unevenness in printing on the thermosensitive recording paper and lowering the printing accuracy.
本発明の目的は、感熱記録紙への印字精度の低下を抑制できるサーマルプリントヘッドを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a thermal print head capable of suppressing deterioration in printing accuracy on thermal recording paper.
上記課題を解決するサーマルプリントヘッドは、主面を有する基板と、前記基板の主面上に形成されたガラス層と、前記ガラス層上に形成された電極層及び抵抗体層と、を備え、前記抵抗体層は、予め設定されたシート抵抗値(Ω/□)の範囲において正の抵抗温度係数(ppm/℃)となる材料によって形成されている。 A thermal printhead for solving the above problems comprises a substrate having a main surface, a glass layer formed on the main surface of the substrate, an electrode layer and a resistor layer formed on the glass layer, The resistor layer is made of a material having a positive temperature coefficient of resistance (ppm/°C) within a preset range of sheet resistance values (Ω/□).
この構成によれば、抵抗体層が正の抵抗温度係数であるため、抵抗体層の温度が上昇すると、抵抗体層の抵抗値が増加する。これにより、抵抗体層のうちの温度が上昇する部分では電流が流れ難くなるため、抵抗体層のうちの温度が上昇していない部分に流れる電流の大きさに近づく。これにより、抵抗体層に流れる電流のばらつきが低減されるため、感熱記録紙への印字に濃度のむらが生じ難くなる。したがって、感熱記録紙への印字精度の低下を抑制できる。 According to this configuration, since the resistor layer has a positive temperature coefficient of resistance, the resistance value of the resistor layer increases as the temperature of the resistor layer increases. As a result, it becomes difficult for current to flow through the portion of the resistor layer where the temperature rises, so that the magnitude of the current that flows through the portion of the resistor layer where the temperature does not rise approaches. As a result, variations in the current flowing through the resistor layer are reduced, and density unevenness is less likely to occur in printing on the thermal recording paper. Therefore, it is possible to suppress deterioration in printing accuracy on the thermal recording paper.
上記サーマルプリントヘッドによれば、感熱記録紙への印字精度の低下を抑制できる。 According to the thermal print head described above, it is possible to suppress deterioration in printing accuracy on thermal recording paper.
以下、サーマルプリントヘッドの実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の実施形態は、種々の変更を加えることができる。 Embodiments of the thermal printhead will be described below with reference to the drawings. The embodiments shown below are examples of configurations and methods for embodying technical ideas, and are not intended to limit the material, shape, structure, arrangement, dimensions, etc. of each component to the following. do not have. Various modifications can be made to the following embodiments.
本明細書において、「部材Aが部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bとが物理的に直接的に接続される場合、並びに、部材A及び部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合を含む。 In this specification, "a state in which member A is connected to member B" refers to a case in which member A and member B are physically directly connected, and a case in which member A and member B are electrically connected. Including the case of being indirectly connected through other members that do not affect the connection state.
図1は、サーマルプリントヘッド1の平面図である。サーマルプリントヘッド1は、例えばバーコードシート及びレシートを作成するために感熱記録紙に対して印刷するサーマルプリンタに搭載される。図1に示すように、サーマルプリントヘッド1は、矩形板状に形成されたヘッド本体1Aと、ヘッド本体1Aに取り付けられたコネクタ1B,1Cとを備える。コネクタ1B,1Cは、サーマルプリントヘッド1をサーマルプリンタに組み込む際、サーマルプリンタ側のコネクタに接続される。
FIG. 1 is a plan view of the
以降の説明において、サーマルプリントヘッド1の平面視(以下、単に「平面視」という)において、ヘッド本体1Aの長辺方向を「主走査方向X」とし、ヘッド本体1Aの短辺方向を「副走査方向Y」とし、ヘッド本体1Aの厚さ方向を「板厚方向Z」とする。板厚方向Zは、主走査方向X及び副走査方向Yと直交する方向である。平面視において、副走査方向Yは、感熱記録紙の搬送方向と一致する。また便宜上、基板10の裏面12から主面11に向かう方向を「上方」とし、主面11から裏面12に向かう方向を「下方」とする。この上方及び下方は、サーマルプリントヘッド1の姿勢等によって変更されるため、実際の製品の方向として定義するものではない。
In the following description, in a plan view of the thermal print head 1 (hereinafter simply referred to as "plan view"), the long side direction of the head main body 1A is defined as the "main scanning direction X", and the short side direction of the head main body 1A is defined as the "sub scanning direction". The thickness direction of the head main body 1A is defined as the "plate thickness direction Z". The plate thickness direction Z is a direction perpendicular to the main scanning direction X and the sub-scanning direction Y. As shown in FIG. In plan view, the sub-scanning direction Y coincides with the conveying direction of the thermal recording paper. For convenience, the direction from the
ヘッド本体1Aの副走査方向Yの上流側端部かつ主走査方向Xの一方の端部には、コネクタ1Bが接続されている。ヘッド本体1Aの副走査方向Yの上流側端部かつ主走査方向Xの他方の端部には、コネクタ1Cが接続されている。なお、主走査方向Xにおけるコネクタ1B,1Cの位置は任意に変更可能である。また、1個のコネクタ又は3個以上のコネクタがヘッド本体1Aに接続されてもよい。
A connector 1B is connected to an upstream end in the sub-scanning direction Y and one end in the main scanning direction X of the head body 1A. A
図1~図4に示すように、ヘッド本体1Aは、基板10、ガラス層20、電極層30、抵抗体層40、保護層50、及び駆動IC61を備える。なお、ヘッド本体1Aは、基板10に加えて、例えばガラスエポキシ樹脂からなる基材層と、銅(Cu)などからなる配線層とが積層された配線基板を有する構造としてもよい。また、図1では、便宜上、保護層50を省略して示している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the head body 1A includes a
基板10は、例えば酸化アルミニウム(Al2O3)などのセラミックからなり、例えばその厚さが0.6mm~1.0mm程度とされる。基板10は、主走査方向Xに長く延びる矩形板状である。基板10は、板厚方向Zにおいて互いに反対側を向く主面11及び裏面12を有する。基板10の主面11には、ガラス層20、電極層30、抵抗体層40、及び保護層50が形成されている。基板10の裏面12には、例えばアルミニウム(Al)などの金属からなる放熱板を設けてもよい。
The
ガラス層20は、基板10の主面11上に形成されており、例えば非晶質ガラスなどのガラス材料からなる。ガラス層20は、グレーズ21、ダイボンディンググレーズ22、中間ガラス層23、及び先端ガラス層24を有する。ガラス層20は、ガラスペーストを基板10の主面11に厚膜印刷した後、厚膜印刷されたガラスペーストを焼成することによって形成されている。
The
グレーズ21は、蓄熱層であって、平面視において主走査方向Xに延びる帯状に形成されている。本実施形態のグレーズ21は、副走査方向Y及び板厚方向Zを含む平面で切った断面形状が板厚方向Zにおいて基板10とは反対側に凸となる円弧状に形成された、いわゆる部分グレーズである。円弧状のグレーズ21の曲率は、サーマルプリントヘッド1の用途に応じて適宜設定可能である。グレーズ21の副走査方向Yのサイズは、例えば700μm程度である。グレーズ21の板厚方向Zのサイズは、例えば18μm~50μm程度である。つまり、基板10の主面11からグレーズ21の頂部21Aまでの板厚方向Zのサイズが50μm程度である。グレーズ21は、抵抗体層40のうちの発熱する部分である発熱部41を印刷対象である感熱記録紙に押し当てるために設けられている。
The
ダイボンディンググレーズ22は、グレーズ21に対して副走査方向Yの上流側に離間した位置で、グレーズ21と平行に設けられた帯状に形成されている。ダイボンディンググレーズ22は、電極層30の一部及び駆動IC61を支持している。ダイボンディンググレーズ22の厚さは、例えば30μm~50μm程度である。グレーズ21及びダイボンディンググレーズ22はそれぞれ、非晶質ガラスによって形成されている。グレーズ21及びダイボンディンググレーズ22のガラス材料の軟化点は、例えば800℃~850℃である。なお、ダイボンディンググレーズ22は省略してもよい。
The die-
中間ガラス層23は、副走査方向Yにおいて基板10の主面11のうちのグレーズ21とダイボンディンググレーズ22とに挟まれた領域を覆っている。中間ガラス層23は、ガラス材料の軟化点が例えば680℃程度と、グレーズ21及びダイボンディンググレーズ22を形成するガラス材料よりも軟化点が低いガラス材料からなる。中間ガラス層23の厚さは、例えば2.0μm程度である。先端ガラス層24は、基板10の主面11のうちのグレーズ21に対して副走査方向Yの下流側の領域の一部を覆っている。先端ガラス層24は、中間ガラス層23と同様の材質及び厚さである。中間ガラス層23及び先端ガラス層24はそれぞれ、基板10の主面11の凹凸をなくして電極層30を積層し易くするために設けられている。本実施形態では、グレーズ21及びダイボンディンググレーズ22が形成された後、中間ガラス層23及び先端ガラス層24が形成される。
The
電極層30は、抵抗体層40に通電するための経路を構成するものであり、ガラス層20上に形成されている。電極層30は、例えば添加元素としてロジウム(Rh)、バナジウム(V)、ビスマス(Bi)、シリコン(Si)などが添加された金(Au)レジネートペーストによって形成されている。電極層30は、金レジネートペーストをガラス層20上に厚膜印刷した後、厚膜印刷された金レジネートペーストを焼成することによって形成されている。なお、電極層30は、スパッタリングなどの薄膜形成技術によって形成してもよい。電極層30の厚さは特に限定されないが、例えば0.6μm~1.2μm程度である。電極層30は、共通電極31及び複数の個別電極32を有する。なお、個別電極32の個数は任意に変更可能である。
The
図2に示すように、共通電極31は、複数の第1帯状部33、連結部34、及び迂回部35を有する。連結部34は、グレーズ21の一部と先端ガラス層24上に形成されている。連結部34の副走査方向Yの下流側端部は、先端ガラス層24からはみ出さないように形成されている。また連結部34の副走査方向Yの上流側端部は、グレーズ21のうちの副走査方向Yの下流側端部に形成されている。複数の第1帯状部33は、主走査方向Xにおいて等ピッチで配列されている。迂回部35は、複数の個別電極32を迂回するように、連結部34の主走査方向Xの一方の端部から副走査方向Yの上流側に延びている。
As shown in FIG. 2 , the
個別電極32は、抵抗体層40に対して部分的に通電するものであり、共通電極31に対して逆極性となる部分である。本実施形態では、共通電極31が正極となり、個別電極32が負極となる。個別電極32は、副走査方向Yにおいてグレーズ21からダイボンディンググレーズ22までにわたり延びる帯状に形成されている。個別電極32は、グレーズ21上に形成された第2帯状部36を有する。第2帯状部36は、グレーズ21上において主走査方向Xに隣り合う第1帯状部33の間に配置されている。つまり、第1帯状部33及び第2帯状部36は、主走査方向Xにおいて交互に配置されている。各個別電極32の副走査方向Yの上流側端部には、ボンディング部37が設けられている。ボンディング部37は、その幅寸法が第2帯状部36の幅寸法よりも大きくなるように形成されている。複数のボンディング部37は、主走査方向Xに間隔をあけて配列されている。
The
駆動IC61は、複数の個別電極32を選択的に通電させることによって、抵抗体層40の複数の発熱部41のいずれかを任意に発熱させる機能を有する。図1に示すように、本実施形態では、複数の駆動IC61が主走査方向Xに離間して配置されている。図3に示すように、駆動IC61は、ダイボンディンググレーズ22上に形成されている。より詳細には、ダイボンディンググレーズ22上において駆動IC61が配置される領域には、電極層30の一部が形成されている。この電極層30の一部上には、支持ガラス層25が形成されている。支持ガラス層25は、例えば非晶質ガラスからなる。駆動IC61は、支持ガラス層25上に配置されている。
The
図2に示すように、駆動IC61には、複数のパッド62が形成されている。複数のパッド62は、複数のワイヤ63を介して個別電極32のボンディング部37、又はダイボンディンググレーズ22上に形成された電極層30の一部であるパッドに接続されている。図1に示すように、複数の駆動IC61は、封止樹脂64によって封止されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
図4に示すように、抵抗体層40は、基板10の主面11上に形成されたグレーズ21の頂部21Aにおいて、主走査方向Xに延びる帯状に形成されている。グレーズ21の頂部21Aは、板厚方向Zにおいて基板10の主面11からグレーズ21の表面までの高さが最も大きくなる箇所であり、本実施形態では、副走査方向Yにおけるグレーズ21の中央に形成されている。抵抗体層40は、抵抗体層40を副走査方向Y及び板厚方向Zに沿う平面で切った断面において円弧状に形成されている。本実施形態では、抵抗体層40は、ペーストをグレーズ21上において電極層30の複数の第1帯状部33及び複数の第2帯状部36を跨るように厚膜印刷した後、厚膜印刷されたペーストを焼成することによって形成されている。なお、抵抗体層40は、スパッタリングなどの薄膜形成技術によって形成されてもよい。抵抗体層40の厚さは特に限定されないが、厚膜印刷の場合、例えば6μm程度であり、薄膜形成技術の場合、例えば0.05μm~0.2μm程度である。
As shown in FIG. 4 , the
抵抗体層40は、グレーズ21において、複数の第1帯状部33及び複数の第2帯状部36上で、複数の第1帯状部33及び複数の第2帯状部36にそれぞれ交差するように形成されている。抵抗体層40はペーストを厚膜印刷した後、厚膜印刷されたペーストを焼成することによって形成されるため、図5に示すように、抵抗体層40の幅寸法(副走査方向Yの寸法)は、主走査方向Xにおいて異なる。具体的には、抵抗体層40のうちの主走査方向Xにおいて第1帯状部33と第2帯状部36との間の部分である発熱部41の副走査方向Yの長さDY1は、抵抗体層40のうちの第1帯状部33を跨ぐ部分の副走査方向Yの長さDY2よりも短い。また発熱部41の副走査方向Yの長さDY1は、抵抗体層40のうちの第2帯状部36を跨ぐ部分の副走査方向Yの長さDY3よりも短い。
The
図2及び図5に示すように、抵抗体層40のうちの主走査方向Xにおいて各第1帯状部33と各第2帯状部36とに挟まれた部分は、発熱部41を構成している。発熱部41は、電極層30によって抵抗体層40が部分的に通電されることによって発熱する部分である。発熱部41の発熱によって感熱記録紙に印字ドットが形成される。本実施形態では、第2帯状部36とこの第2帯状部36の両隣の第1帯状部33との間の2つの発熱部41によって1ドットが形成される。
As shown in FIGS. 2 and 5, a portion of the
抵抗体層40は、予め設定されたシート抵抗値(Ω/□)の範囲において正の抵抗温度係数(ppm/℃)となる材料によって形成されている。一例では、抵抗体層40は、酸化ルテニウム(Ru02又はRuO4)を含む。詳述すると、抵抗体層40は、酸化ルテニウムに酸化銅(CuO2)が添加されている。本実施形態では、予め設定されたシート抵抗値(Ω/□)の範囲は、50以上、10000以下である。抵抗体層40の抵抗温度係数(ppm/℃)は、シート抵抗値(Ω/□)が50以上、10000以下の範囲の抵抗体層40において1000以上、3000以下の範囲である。
The
図6は、抵抗体層40のシート抵抗値(Ω/□)と抵抗温度係数(ppm/℃)との関係の一例を示している。図6に示すとおり、抵抗体層40の抵抗温度係数(ppm/℃)は、抵抗体層40のシート抵抗値(Ω/□)が大きくなるにつれて小さくなる。また、抵抗体層40のシート抵抗値(Ω/□)が50の場合、抵抗温度係数(ppm/℃)は2800であり、シート抵抗値(Ω/□)が3000の場合、抵抗温度係数(ppm/℃)は1300である。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the sheet resistance value (Ω/□) of the
図3及び図4に示すように、保護層50は、少なくとも抵抗体層40を保護するものであり、例えば非晶質ガラスからなる。保護層50は、第1保護層51及び第2保護層52を有する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
第1保護層51は、少なくとも抵抗体層40の発熱部41を覆っている。本実施形態では、第1保護層51は、抵抗体層40の全体及び電極層30の大部分を覆っている。具体的には、図3に示すように、第1保護層51は、副走査方向Yにおいて、基板10の下流側端縁の手前(例えば、副走査方向Yにおける基板10の下流側端縁よりも0.1mm~0.5mm上流側)からダイボンディンググレーズ22の中央付近までにわたる領域に形成されている。すなわち第1保護層51は、抵抗体層40及び電極層30を保護している。第1保護層51は、例えば非晶質ガラスからなる。第1保護層51は、非晶質ガラスを含むガラスペーストをガラス層20上において抵抗体層40及び電極層30の一部を覆うように厚膜印刷した後、厚膜印刷されたガラスペーストを焼成することによって形成される。第1保護層51の厚さは特に限定されないが、例えば6μm~8μm程度である。なお、第1保護層51は、例えば所望の領域を露出するマスクを形成した後、例えば非晶質ガラスを用いたスパッタ法又はCVD(chemical vapor deposition)法を施すことによって形成されてもよい。
The first
第2保護層52は、第1保護層51上に形成されている。第2保護層52は、感熱記録紙の搬送時に感熱記録紙がサーマルプリントヘッド1に接触する可能性のある領域に形成されている。具体的には、第2保護層52は、副走査方向Yにおいて基板10の下流側端部から中間ガラス層23のうちの副走査方向Yにおいてグレーズ21寄りの部分までにわたる領域に形成されている。本実施形態では、第2保護層52の副走査方向Yの下流側端縁は、第1保護層51の副走査方向Yの下流側端縁よりも上流側となるように形成されている。第2保護層52は、炭化ケイ素(SiC)又はチタン(Ti)を含むコーティング膜である。第2保護層52の種類は、サーマルプリントヘッド1の用途又は感熱記録紙の材料に応じて変更してもよい。第2保護層52は、例えば所望の領域を露出するマスクを形成した後、例えば炭化ケイ素(SiC)又はチタン(Ti)を用いたスパッタ法又はCVD法を施すことによって形成されている。第2保護層52の厚さは特に限定されないが、例えば2μm~4μm程度である。このように本実施形態では、第2保護層52の厚さは、第1保護層51の厚さよりも薄い。
A second
このような構成のサーマルプリントヘッド1では、抵抗体層40の板厚方向Zの厚さ寸法又は副走査方向Yの幅寸法のばらつきに起因する抵抗値のばらつきを抑制するため、抵抗体層40の抵抗値のトリミングを行う。本実施形態のような厚膜印刷によって形成されたサーマルプリントヘッド1では、トリミングとしてパルストリミングが行われる。パルストリミングは、抵抗体層40の抵抗値のばらつきが予め設定された範囲内(例えば、抵抗体層40の抵抗値のばらつきが3%以内)となるまで、電極層30を通じて抵抗体層40に高電圧パルスを繰り返し印加する。具体的には、例えば共通電極31の迂回部35と、個別電極32の特定の第2帯状部36のボンディング部37とのそれぞれにプローブを接触させた状態で、プローブを介して高電圧パルスを印加する。これにより、特定の第2帯状部36の主走査方向Xの両隣の第1帯状部33から第2帯状部36に電流が流れる。高電圧パルスの一例では、電圧値が200V~900V程度であり、パルス幅が150ns程度である。例えば高電圧パルスの電圧値は、例えば共通電極31の迂回部35と、個別電極32の特定の第2帯状部36のボンディング部37とのそれぞれに接触させたプローブによって測定された抵抗値に応じて設定される。
In the
図7を参照して、本実施形態の作用について説明する。なお、図7(a)(b)において、白抜き矢印は、共通電極31から個別電極32に流れる電流を示している。白抜き矢印の幅は、電流の大きさを示す。また図7(a)(b)では、便宜上、抵抗体層40の形状を簡略化して示している。また、発熱のために選択された個別電極32の第2帯状部36に隣り合う2つの発熱部41について、一方の発熱部41を発熱部41a、他方の発熱部41を発熱部41bとして図示して説明する。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIGS. 7A and 7B, white arrows indicate currents flowing from the
抵抗体層が例えば予め設定されたシート抵抗値(Ω/□)の範囲において負の抵抗温度係数(ppm/℃)となる材料によって形成される場合、抵抗体層の温度が上昇するにつれて抵抗体層の抵抗値が低下する。このため、例えば共通電極の複数の第1帯状部の板厚方向Zの厚さ寸法及び主走査方向Xの幅寸法の少なくとも一方のばらつきに起因して、主走査方向Xに隣り合う第1帯状部に流れる電流の大きさにばらつきが生じた場合、抵抗体層において比較的大きい電流が流れる第1帯状部と個別電極32の第2帯状部との間の発熱部の温度が高くなる。その結果、その発熱部の抵抗値が小さくなるため、発熱部に流れる電流がさらに大きくなり、感熱記録紙の印字の濃度のむらが生じるおそれがある。また、抵抗体層の発熱部のばらつきによっても発熱部に流れる電流の大きさにばらつきが生じる。このため、比較的大きい電流が流れる発熱部は、温度が高くなり、抵抗値が小さくなるため、発熱部に流れる電流がさらに大きくなり、感熱記録紙の印字の濃度のむらが生じるおそれがある。
For example, if the resistor layer is formed of a material that exhibits a negative temperature coefficient of resistance (ppm/°C) within a preset range of sheet resistance values (Ω/□), the temperature of the resistor layer increases. The resistance of the layer is lowered. For this reason, for example, due to variations in at least one of the thickness dimension in the plate thickness direction Z and the width dimension in the main scanning direction X of the plurality of first strip portions of the common electrode, the first strip portions adjacent to each other in the main scanning direction X may If the magnitude of the current flowing through the
このような点に鑑みて、本実施形態では、抵抗体層40が予め設定されたシート抵抗値(Ω/□)の範囲において正の抵抗温度係数(ppm/℃)となる材料によって形成されている。このため、抵抗体層40の温度が上昇するにつれて抵抗体層40の抵抗値が増加する。このため、図7(a)に示すように、主走査方向Xに隣り合う第1帯状部33に流れる電流の大きさにばらつきが生じた場合、抵抗体層40において比較的大きい電流が流れる第1帯状部33と個別電極32の第2帯状部36との間の発熱部41bの温度が高くなることによって、発熱部41bの抵抗値が高くなる。これにより、図7(b)に示すように、発熱部41bに流れる電流が小さくなるとともに発熱部41aに流れる電流が大きくなり、主走査方向Xに隣り合う2つの第1帯状部33から1つの第2帯状部36に流れる電流、つまり発熱部41a,41bに流れる電流の大きさのばらつきが抑制される。
In view of this point, in the present embodiment, the
また、発熱部41a,41bの抵抗値にばらつきが生じる場合、例えば発熱部41bの抵抗値が41aの抵抗値よりも小さい場合、発熱部41bに流れる電流が大きくなり、発熱部41bの温度が高くなるため、発熱部41bの抵抗値が高くなる。これにより、発熱部41bに流れる電流が小さくなるとともに発熱部41aに流れる電流が大きくなるため、発熱部41a,41bに流れる電流の大きさのばらつきが抑制される。このように、第2帯状部36に主走査方向Xの両隣の発熱部41a,41bの温度のばらつきが抑制されるため、感熱記録紙の印字の濃度のむらが低減される。
Further, when the resistance values of the
本実施形態のサーマルプリントヘッド1によれば、以下の効果が得られる。
抵抗体層40は、予め設定されたシート抵抗値(Ω/□)の範囲において正の抵抗温度係数(ppm/℃)となる材料によって形成されている。この構成によれば、抵抗体層40の発熱部41の温度が上昇すると、その発熱部41の抵抗値が増加する。これにより、抵抗体層40における第2帯状部36に主走査方向Xの両隣の発熱部41のうちの温度が上昇する発熱部41では電流が流れ難くなるため、温度が上昇していない発熱部41に流れる電流の大きさに近づく。したがって、抵抗体層40に流れる電流のばらつきが低減されるため、感熱記録紙への印字に濃度のむらが生じ難くなる。その結果、感熱記録紙への印字精度の低下を抑制できる。
According to the
The
(変更例)
上記実施形態は本開示に関するサーマルプリントヘッドが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関するサーマルプリントヘッドは上記実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、又は上記実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下の変更例において、上記実施形態の形態と共通する部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Change example)
The above embodiments are examples of possible forms of the thermal printhead related to the present disclosure, and are not intended to limit the forms. Thermal printheads related to the present disclosure may take forms different from those illustrated in the above embodiments. One example is a form in which part of the configuration of the above embodiment is replaced, changed, or omitted, or a form in which a new configuration is added to the above embodiment. In the following modified examples, the same reference numerals as in the above embodiment are assigned to the parts that are common to the above embodiment, and the description thereof will be omitted.
・上記実施形態では、共通電極31の第1帯状部33の幅寸法(主走査方向Xの寸法)は、個別電極32の第2帯状部36の幅寸法(主走査方向Xの寸法)と等しかったが、これに限定されない。第1帯状部33の幅寸法及び第2帯状部36の幅寸法は任意に変更可能である。一例では、第1帯状部33の幅寸法が第2帯状部36の幅寸法よりも大きくてもよい。
In the above embodiment, the width dimension of the
・上記実施形態において、共通電極31の形状及び個別電極32の形状はそれぞれ、任意に変更可能である。一例では、図8に示すように、共通電極31は、副走査方向Yの下流側端部であって、副走査方向Yにおいて連結部34と第1帯状部33との間に形成される幅広部31Aを有する。幅広部31Aの幅寸法(主走査方向Xの寸法)は、第1帯状部33の幅寸法(主走査方向Xの寸法)よりも大きい。
- In the above embodiment, the shape of the
個別電極32は、第2帯状部36、第1部分32A、第2部分32B、第3部分32C、及びボンディング部37に区分できる。
第1部分32Aは、グレーズ21よりも副走査方向Yの上流側において第2帯状部36に接続される部分である。第1部分32Aは、主走査方向Xに隣り合う第1帯状部33の間に配置されている。第1部分32Aの幅寸法は、第2帯状部36の幅寸法よりも大きい。また第1部分32Aの幅寸法は、第2部分32Bの幅寸法よりも大きい。一例では、第1部分32Aの幅寸法は、主走査方向Xにおいて隣り合う第1帯状部33の間の距離と等しい。
The
The
第2部分32Bは、第1部分32Aから副走査方向Yの上流側に向かうにつれて、所定の駆動IC61に接続された複数の個別電極32のうちの主走査方向Xの中央の個別電極32に向けて延びている。第2部分32Bは、複数の個別電極32のうちの主走査方向Xの中央の個別電極32から離れるにつれて長くなる。第3部分32Cは、第2部分32Bの副走査方向Yの上流側端部から上流側に向けて副走査方向Yに沿って延びている。第3部分32Cは、所定の駆動IC61に接続された複数の個別電極32のうちの主走査方向Xの中央の個別電極32から離れるにつれて短くなる。
The
・上記実施形態において、抵抗体層40は、板厚方向Zにおいてグレーズ21と電極層30との間に形成されてもよい。より詳細には、抵抗体層40は、グレーズ21上において共通電極31の複数の第1帯状部33と複数の個別電極32の第2帯状部36と交差するように主走査方向Xに延びている。すなわち各第1帯状部33及び各第2帯状部36は抵抗体層40を副走査方向Yに跨るように形成されている。
- In the above embodiment, the
・上記実施形態において、第1保護層51及び第2保護層52の少なくとも一方は、複数の層の積層から形成される多層構造であってもよい。
・上記実施形態において、保護層50から第2保護層52を省略してもよい。
- In the above embodiment, at least one of the first
- In the above embodiment, the second
・上記実施形態では、グレーズ21として部分グレーズが形成されているが、グレーズ21の種類はこれに限定されない。グレーズ21は、例えば、薄グレーズ、ダブルパーシャルグレーズ、ファイングレーズ、及びスーパーファイングレーズのいずれかとして形成されてもよい。
<付記>
[付記1]
主面を有する基板と、
前記基板の主面上に形成されたガラス層と、
前記ガラス層上に形成された電極層及び抵抗体層と、
を備え、
前記抵抗体層は、予め設定されたシート抵抗値(Ω/□)の範囲において正の抵抗温度係数(ppm/℃)となる材料によって形成されている
サーマルプリントヘッド。
[付記2]
前記抵抗体層は、酸化ルテニウムを含む
付記1に記載のサーマルプリントヘッド。
[付記3]
前記抵抗体層は、酸化銅が添加されている
付記2に記載のサーマルプリントヘッド。
[付記4]
前記電極層は、
主走査方向において互いに間隔をあけて配置され、副走査方向に延びる複数の第1帯状部、及び前記主走査方向に延び、前記複数の第1帯状部を接続している連結部を有する共通電極と、
前記副走査方向に延びる第2帯状部を有する複数の個別電極と、
を備え、
前記主走査方向からみて、前記第1帯状部と前記第2帯状部とが重なるように配置され、かつ、前記主走査方向において前記第1帯状部及び前記第2帯状部が交互に配置されている
付記1~3のいずれか1つに記載のサーマルプリントヘッド。
[付記5]
前記抵抗体層は、前記複数の第1帯状部及び前記複数の第2帯状部と交差するように前記主走査方向に延びている
付記4に記載のサーマルプリントヘッド。
[付記6]
前記抵抗体層は、前記第1帯状部上及び前記第2帯状部上を跨るように形成されている
付記5に記載のサーマルプリントヘッド。
[付記7]
前記抵抗体層の幅寸法は、前記電極層の前記第1帯状部の幅寸法及び前記第2帯状部の幅寸法よりも大きい
付記4~6のいずれか1つに記載のサーマルプリントヘッド。
[付記8]
前記抵抗体層は、厚膜印刷したペーストを焼成することによって形成されている
付記1~7のいずれか1つに記載のサーマルプリントヘッド。
[付記9]
前記電極層は、金(Au)を含む
付記1~8のいずれか1つに記載のサーマルプリントヘッド。
[付記10]
前記抵抗体層及び前記電極層を覆う保護層をさらに備える
付記1~9のいずれか1つに記載のサーマルプリントヘッド。
[付記11]
前記保護層は、非晶質ガラスからなる
付記10に記載のサーマルプリントヘッド。
[付記12]
前記シート抵抗値(Ω/□)は、50以上、10000以下である
付記1~11のいずれか1つに記載のサーマルプリントヘッド。
[付記13]
前記抵抗体層の抵抗温度係数(ppm/℃)は、シート抵抗値(Ω/□)が50以上、10000以下の前記抵抗体層において1000以上、3000以下の範囲である
付記12に記載のサーマルプリントヘッド。
[付記14]
前記抵抗体層の抵抗温度係数(ppm/℃)は、前記抵抗体層のシート抵抗値が大きくなるにつれて小さくなる
付記13に記載のサーマルプリントヘッド。
- Although a partial glaze is formed as the
<Appendix>
[Appendix 1]
a substrate having a major surface;
a glass layer formed on the main surface of the substrate;
an electrode layer and a resistor layer formed on the glass layer;
with
The resistor layer is formed of a material having a positive temperature coefficient of resistance (ppm/°C) within a preset sheet resistance value (Ω/□) range.
thermal print head.
[Appendix 2]
The resistor layer contains ruthenium oxide
The thermal printhead according to
[Appendix 3]
Copper oxide is added to the resistor layer
The thermal printhead according to appendix 2.
[Appendix 4]
The electrode layer is
A common electrode having a plurality of first strip-shaped portions arranged at intervals in the main scanning direction and extending in the sub-scanning direction, and a connecting portion extending in the main scanning direction and connecting the plurality of first strip-shaped portions. and,
a plurality of individual electrodes having second strips extending in the sub-scanning direction;
with
When viewed from the main scanning direction, the first band-shaped portions and the second band-shaped portions are arranged to overlap each other, and the first band-shaped portions and the second band-shaped portions are arranged alternately in the main scanning direction. there is
The thermal printhead according to any one of
[Appendix 5]
The resistor layer extends in the main scanning direction so as to cross the plurality of first strip portions and the plurality of second strip portions.
The thermal printhead according to appendix 4.
[Appendix 6]
The resistor layer is formed so as to straddle over the first strip portion and the second strip portion.
The thermal printhead according to appendix 5.
[Appendix 7]
The width dimension of the resistor layer is larger than the width dimension of the first strip portion and the width dimension of the second strip portion of the electrode layer.
The thermal printhead according to any one of Appendices 4-6.
[Appendix 8]
The resistor layer is formed by firing a thick-film-printed paste
The thermal printhead according to any one of Appendices 1-7.
[Appendix 9]
The electrode layer contains gold (Au)
The thermal printhead according to any one of Appendices 1-8.
[Appendix 10]
further comprising a protective layer covering the resistor layer and the electrode layer
The thermal printhead according to any one of appendices 1-9.
[Appendix 11]
The protective layer is made of amorphous glass
11. The thermal printhead according to
[Appendix 12]
The sheet resistance value (Ω/□) is 50 or more and 10000 or less
12. The thermal printhead according to any one of appendices 1-11.
[Appendix 13]
The temperature coefficient of resistance (ppm/°C) of the resistor layer is in the range of 1000 or more and 3000 or less in the resistor layer having a sheet resistance value (Ω/□) of 50 or more and 10000 or less.
13. The thermal printhead according to
[Appendix 14]
The temperature coefficient of resistance (ppm/°C) of the resistor layer decreases as the sheet resistance value of the resistor layer increases.
14. The thermal printhead according to Appendix 13.
1…サーマルプリントヘッド
10…基板
11…主面
20…ガラス層
30…電極層
31…共通電極
32…個別電極
33…第1帯状部
34…連結部
36…第2帯状部
40…抵抗体層
50…保護層
X…主走査方向
Y…副走査方向
Claims (5)
前記基板の主面上に形成されたガラス層と、
前記ガラス層上に形成された電極層及び抵抗体層と、
を備え、
前記電極層は、
主走査方向において互いに間隔をあけて配置され、副走査方向に延びる複数の第1帯状部、及び前記主走査方向に延び、前記複数の第1帯状部を接続している連結部を有する共通電極と、
前記副走査方向に延びる第2帯状部を有する複数の個別電極と、
を備え、
前記主走査方向からみて、前記第1帯状部と前記第2帯状部とが重なるように配置され、かつ、前記主走査方向において前記第1帯状部及び前記第2帯状部が交互に配置されており、
前記抵抗体層は、予め設定されたシート抵抗値(Ω/□)の範囲において正の抵抗温度係数(ppm/℃)となる材料によって形成され、かつ、前記複数の第1帯状部及び前記複数の第2帯状部と交差するとともに前記第1帯状部上及び前記第2帯状部上を跨るように前記主走査方向に延びており、
前記抵抗体層のうち前記第1帯状部と前記第2帯状部との前記主走査方向の間の部分の前記副走査方向の長さは、前記抵抗体層のうち前記第1帯状部を跨ぐ部分における前記副走査方向の長さよりも短く、かつ、前記第2帯状部を跨ぐ部分における前記副走査方向の長さよりも短く、
前記抵抗体層は、前記ガラス層の一部であって平面視において前記主走査方向に延びる帯状の蓄熱層であるグレーズ上に形成されており、
前記抵抗体層は、酸化ルテニウムを含むとともに酸化銅が添加されており、
前記抵抗体層の厚さは、0.05~0.2μmであり、
前記シート抵抗値(Ω/□)は、50以上、10000以下であり、
前記抵抗体層の抵抗温度係数(ppm/℃)は、前記シート抵抗値(Ω/□)が50以上、10000以下の前記抵抗体層において1000以上、3000以下の範囲である
サーマルプリントヘッド。 a substrate having a major surface;
a glass layer formed on the main surface of the substrate;
an electrode layer and a resistor layer formed on the glass layer;
with
The electrode layer is
A common electrode having a plurality of first strip-shaped portions arranged at intervals in the main scanning direction and extending in the sub-scanning direction, and a connecting portion extending in the main scanning direction and connecting the plurality of first strip-shaped portions. and,
a plurality of individual electrodes having second strips extending in the sub-scanning direction;
with
When viewed from the main scanning direction, the first band-shaped portions and the second band-shaped portions are arranged to overlap each other, and the first band-shaped portions and the second band-shaped portions are arranged alternately in the main scanning direction. cage,
The resistor layer is formed of a material having a positive temperature coefficient of resistance (ppm/°C) within a preset range of sheet resistance values (Ω/□), and the plurality of first belt-shaped portions and the plurality of extends in the main scanning direction so as to intersect with the second strip-shaped portion of and straddle over the first strip-shaped portion and the second strip-shaped portion,
A portion of the resistor layer between the first strip portion and the second strip portion in the main scanning direction has a length in the sub-scanning direction that straddles the first strip portion of the resistor layer. shorter than the length in the sub-scanning direction of the portion and shorter than the length in the sub-scanning direction of the portion straddling the second belt-shaped portion ;
The resistor layer is formed on a glaze that is a strip-shaped heat storage layer that is part of the glass layer and extends in the main scanning direction in a plan view,
The resistor layer contains ruthenium oxide and is added with copper oxide,
The resistor layer has a thickness of 0.05 to 0.2 μm,
The sheet resistance value (Ω/□) is 50 or more and 10000 or less,
The temperature coefficient of resistance (ppm/°C) of the resistor layer is in the range of 1000 or more and 3000 or less in the resistor layer having the sheet resistance value (Ω/□) of 50 or more and 10000 or less.
thermal print head.
請求項1に記載のサーマルプリントヘッド。 The thermal printhead according to claim 1 , wherein the electrode layer contains gold (Au).
請求項1又は請求項2に記載のサーマルプリントヘッド。 3. The thermal print head according to claim 1 , further comprising a protective layer covering said resistor layer and said electrode layer.
請求項3に記載のサーマルプリントヘッド。 4. A thermal printhead according to claim 3 , wherein the protective layer is made of amorphous glass.
請求項1~4のいずれか一項に記載のサーマルプリントヘッド。 The thermal printhead according to any one of claims 1 to 4 , wherein the temperature coefficient of resistance (ppm/°C) of the resistor layer decreases as the sheet resistance value of the resistor layer increases.
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