JPH04110165A - Thermal head and manufacture thereof - Google Patents
Thermal head and manufacture thereofInfo
- Publication number
- JPH04110165A JPH04110165A JP22649690A JP22649690A JPH04110165A JP H04110165 A JPH04110165 A JP H04110165A JP 22649690 A JP22649690 A JP 22649690A JP 22649690 A JP22649690 A JP 22649690A JP H04110165 A JPH04110165 A JP H04110165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating protective
- layer
- protective layer
- heating elements
- heating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 90
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 74
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 8
- 239000013212 metal-organic material Substances 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 19
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229940077844 iodine / potassium iodide Drugs 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PCLURTMBFDTLSK-UHFFFAOYSA-N nickel platinum Chemical compound [Ni].[Pt] PCLURTMBFDTLSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ファクシミリ、プリンター等、各種情報処理
装置の印刷出力手段として使用される感熱記録装置にお
けるサーマルヘッドとその製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thermal head in a thermal recording device used as a print output means of various information processing devices such as facsimiles and printers, and a method for manufacturing the same.
[従来の技術]
この種のサーマルヘッドは、絶縁基板の上に複数個の発
熱体を配列し、これら発熱体に電流を供給する電極を備
え、該電極を通して上記発熱体を選択的に発熱させるこ
とで、感熱記録紙に直接、あるいはインクドナーシート
を介した普通紙などの記録媒体上に文字あるいは図形を
記録するものである。[Prior Art] This type of thermal head includes a plurality of heating elements arranged on an insulating substrate, electrodes for supplying current to these heating elements, and selectively causing the heating elements to generate heat through the electrodes. In this way, characters or figures are recorded directly on thermal recording paper or on a recording medium such as plain paper via an ink donor sheet.
第7図は従来のサーマルヘッドの構造の一例を説明する
部分破断した平面図、第8図は第7図のA−A断面図で
ある。なお、第7図において、Xはこのサーマルヘッド
を熱転写記録装置に組み込んだときの主走査方向を、ま
たYは副走査方向を示す。FIG. 7 is a partially cutaway plan view illustrating an example of the structure of a conventional thermal head, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 7. In FIG. 7, X indicates the main scanning direction when this thermal head is installed in a thermal transfer recording device, and Y indicates the sub-scanning direction.
第7図、第8図において、lはセラミック基板、2はガ
ラス薄層、3はセラミック基板1とガラス薄層2からな
る絶縁基板、4は発熱抵抗体(以下、単に発熱体という
)、5aは共通電極、5bは個別電極、6は絶縁物から
なる絶縁保護層である。7 and 8, l is a ceramic substrate, 2 is a thin glass layer, 3 is an insulating substrate consisting of the ceramic substrate 1 and the thin glass layer 2, 4 is a heating resistor (hereinafter simply referred to as a heating element), 5a 5b is a common electrode, 5b is an individual electrode, and 6 is an insulating protective layer made of an insulator.
発熱体4は、絶縁基板3を構成するガラス薄層2上に、
複数の個別発熱部を構成するよう分離形成され、その配
列方向を主走査方向Xとしている。The heating element 4 is placed on the thin glass layer 2 constituting the insulating substrate 3.
They are formed separately to constitute a plurality of individual heat generating parts, and the direction in which they are arranged is the main scanning direction X.
ガラス薄層2を覆って、上記発熱体4のY方向一端部に
、上記複数の発熱体に対して共通に接続した共通電極5
aが形成されている。A common electrode 5 covering the glass thin layer 2 and connected to one end of the heating element 4 in the Y direction in common to the plurality of heating elements.
a is formed.
同様に、上記発熱体4のY方向他端部には、各発熱体4
のそれぞれに各別に接続した個別電極5bが形成されて
いる。Similarly, each heating element 4 is provided at the other end of the heating element 4 in the Y direction.
Individual electrodes 5b are formed which are connected to each of the electrodes separately.
共通電極5aと個別電極5bとで挟持された発熱体4の
露出部分4aが、主として発熱部を形成する。The exposed portion 4a of the heating element 4 sandwiched between the common electrode 5a and the individual electrodes 5b mainly forms a heating section.
上記の共通電極5aと個別電極5b、および発熱体4の
露出部分4aとを覆って、ガラス、セラミックス等の絶
縁物からなる絶縁保護層5が形成されている。An insulating protective layer 5 made of an insulating material such as glass or ceramics is formed to cover the common electrode 5a, the individual electrodes 5b, and the exposed portion 4a of the heating element 4.
この絶縁保護層6は、上記露出部分4aの酸化を防止す
ると共に、サーマルヘッドに接触する記録媒体による該
サーマルヘッドの摩耗を低減する機能を有し、表面平滑
性を良好にしている。This insulating protective layer 6 has the function of preventing oxidation of the exposed portion 4a, reducing wear on the thermal head due to the recording medium that comes into contact with the thermal head, and improves surface smoothness.
実際の記録に際しては、この絶縁保護層6上に感熱記録
紙、またはインクドナーフィルムを介した普通紙などの
記録媒体を押し付け、文字または図形(以下、文字とい
い、その記録を印字という)のデータに従って選択され
た個別電極に電流を流し、選択された個々の発熱体を記
録単位(以下、ドツトという)とする。During actual recording, a recording medium such as heat-sensitive recording paper or plain paper with an ink donor film is pressed onto this insulating protective layer 6, and characters or figures (hereinafter referred to as characters and the recording is referred to as printing) are printed. A current is applied to individual electrodes selected according to the data, and each selected heating element is used as a recording unit (hereinafter referred to as a dot).
上記電流の通電によって発熱体4が発熱し、この熱が絶
縁保護層6を通して記録媒体に達し、記録媒体である、
感熱記録紙の発色材の発色により、またはインクドナー
フィルムのインクの溶融転写により、印字が行われる。The heating element 4 generates heat when the current is applied, and this heat reaches the recording medium through the insulating protective layer 6, which is the recording medium.
Printing is performed by coloring with a coloring material on thermosensitive recording paper or by melting and transferring ink from an ink donor film.
ところで、前記したように、記録媒体に接触し、記録媒
体に対して発熱体4から熱を伝達する表面材である上記
絶縁保護層6は、二酸化珪素(SiO□)や五酸化タン
タル(Taz O5)等のガラス系材料を主流とする絶
縁物が用いられている。By the way, as described above, the insulating protective layer 6, which is a surface material that contacts the recording medium and transmits heat from the heating element 4 to the recording medium, is made of silicon dioxide (SiO□) or tantalum pentoxide (Taz O5). ) and other insulators mainly made of glass-based materials are used.
この絶縁物としては、主としてガラス系材料が用いられ
ているが、このガラス系材料を含めて、サーマルヘッド
の保護層としての絶縁物は、もともと熱伝導性が低いこ
とに加え、記録媒体の接触による磨耗からサーマルヘッ
ドを保護するためにある程度の厚みをもって成層する必
要があることから、発熱体4と記録媒体との間に最低で
も該保護層の厚み分の距離が形成される。Glass-based materials are mainly used as this insulator, but insulators, including this glass-based material, that serve as the protective layer of the thermal head have low thermal conductivity to begin with, and also have poor contact with the recording medium. In order to protect the thermal head from wear caused by the thermal head, it is necessary to form a layer with a certain thickness, so a distance at least equal to the thickness of the protective layer is formed between the heating element 4 and the recording medium.
そのため、記録媒体における熱分布の面積は発熱体4の
サイズ(面積)よりも小さくなる。Therefore, the area of heat distribution on the recording medium is smaller than the size (area) of the heating element 4.
これにより、ドツト間の間隙が大きくなって、つながり
の悪い印字結果をもたらす。As a result, the gaps between the dots become large, resulting in printing results that are poorly connected.
すなわち、一般に、発熱体の発熱分布は、該発熱体の中
央部で最大で、この中央部から周辺部に向かって漸減す
る特性を持つため、発熱体からの距離が大きくなるに従
い、記録媒体に達する有効加熱量(感熱記録紙ではその
発色材を発色させるのに必要な熱、インクドナーフィル
ムを用いるものではインクを溶融させるのに必要な熱)
は少なくなる。That is, in general, the heat distribution of a heating element is maximum at the center of the heating element and gradually decreases from the center to the periphery, so as the distance from the heating element increases, The effective amount of heat achieved (the heat required to develop the coloring material in thermal recording paper, the heat required to melt the ink in those using an ink donor film)
becomes less.
この問題を解決するために、特公昭54−24300号
公報に開示されたように、互いに分離して形成した発熱
体に対して、該発熱体を覆う保護層の上層で発熱体対応
で、各発熱体毎に金属薄層を設けたものがある。In order to solve this problem, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-24300, for heating elements that are formed separately from each other, a protective layer covering the heating elements is provided to accommodate each heating element. Some have a thin metal layer for each heating element.
[発明が解決しようとする課題]
上記従来の技術においては、印字されるドツトサイズを
大きくするためには発熱体に流す電流を多くする必要が
あり、発熱体の熱劣化をもたらすと共に、記録装置の消
費電力が大きくなるという問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional technology, in order to increase the size of the printed dots, it is necessary to increase the current flowing through the heating element, which causes thermal deterioration of the heating element and also reduces the performance of the recording device. There is a problem that power consumption increases.
また、上記公報に開示のサーマルヘッドでは、発熱体上
方に形成した金属薄層が該発熱体からの熱を記録媒体に
中継することで、特に電流を増やすことなく所望の岐路
ドツトサイズとすることができる。Furthermore, in the thermal head disclosed in the above publication, the metal thin layer formed above the heating element relays the heat from the heating element to the recording medium, making it possible to obtain the desired crossroad dot size without particularly increasing the current. can.
しかし、金属薄層に記録媒体が直接接触する構造である
ため、たとえ該金属薄層を耐磨耗性のよい金属材料を用
いて形成したとしても、その薄層自体が蒸着またはメツ
キで形成されるものであるため、磨耗や損傷を受は易く
、サーマルヘッドの寿命を短縮するという問題がある。However, since the recording medium is in direct contact with the thin metal layer, even if the thin metal layer is formed using a metal material with good wear resistance, the thin layer itself is not formed by vapor deposition or plating. Because of this, it is easily subject to wear and damage, which shortens the life of the thermal head.
本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を解消し、発熱
体からの熱を効率良く記録媒体に伝達して低消費電力で
、かつ、印字ドツトサイズの縮小をなくし、寿命の長い
サーマルヘッドとその製造方法を提供することにある。It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art described above, to efficiently transmit heat from a heating element to a recording medium, to achieve low power consumption, to eliminate reduction in print dot size, and to create a thermal head with a long life. The object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof.
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するために、本発明は、絶縁基板(3)
上に、互いに分離して配列された複数の発熱体(4)と
、これら発熱体(4)を被覆して積層された絶縁保護膜
とからなるサーマルヘッドにおいて、
前記絶縁保護膜は、積層された第1の絶縁保護層(6a
)と第2の絶縁保護層(6b)とで構成された二層構造
からなり、
前記二層構造を構成する第1の絶縁保護層(6a)と第
2の絶縁保護層(6b)との間に、前記発熱体の配列に
従ってその上方に延在させた帯状の金属層(7)を設け
たことを特徴とする。[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, the present invention provides an insulating substrate (3)
A thermal head comprising a plurality of heating elements (4) arranged separately from each other on top of the thermal head, and an insulating protective film laminated to cover these heating elements (4), wherein the insulating protective film is laminated. The first insulating protective layer (6a
) and a second insulating protective layer (6b), the first insulating protective layer (6a) and the second insulating protective layer (6b) constituting the two-layer structure. It is characterized in that a band-shaped metal layer (7) is provided in between, extending above the heating elements in accordance with the arrangement of the heating elements.
上記金属層(7)は、金、銀、白金、ニッケル。The metal layer (7) is gold, silver, platinum, or nickel.
モリブデン、タングステン等の高い熱伝導性を持つ金属
の何れか、またはこれらの少なくとも2種の合金で形成
するのを好適とする。It is preferable to use a metal with high thermal conductivity such as molybdenum or tungsten, or an alloy of at least two of these metals.
また、このサーマルヘッドを製造するために、絶縁基板
(3)上に、互いに分離して配列された複数の発熱体(
4)と、これら発熱体に電流を供給する電極(5a、
5 b)とを形成する工程と、前記発熱体(4)と電
極(5a、5b)とを覆って、第1の絶縁保護層(6a
)を形成する工程と、
前記第1の絶縁保護層(6a)を覆って金属有機物のペ
ーストを塗布し、これを焼成することにより、金属被膜
層を形成する工程と、
前記金属被膜層をフォトリソグラフィー技法によるパタ
ーニングによって該発熱体(4)の配列に従った帯状の
金属層(7)を形成する工程と、前記帯状の金属層と前
記第1の絶縁保護層を覆って第2の絶縁保護層を形成す
る工程と、を採用したことを特徴とする。In order to manufacture this thermal head, a plurality of heating elements (
4) and electrodes (5a,
5b) and forming a first insulating protective layer (6a, 5b) covering the heating element (4) and the electrodes (5a, 5b).
), forming a metal coating layer by coating the first insulating protective layer (6a) with a metal-organic paste and firing it; and photo-coating the metal coating layer. a step of forming a band-shaped metal layer (7) according to the arrangement of the heating elements (4) by patterning using a lithography technique; and a step of forming a second insulation protection layer by covering the band-shaped metal layer and the first insulation protection layer. The method is characterized by employing a step of forming a layer.
[作用]
発熱体(4)と記録媒体との間に、熱伝導性の高い金属
層(7)を介在させたことにより、発熱体(4)から発
生した熱は、この金属層(7)に中継されて、第1の絶
縁保護層(6a)と第2の絶縁保護層(6b)を通して
記録媒体方向に伝達される。[Function] By interposing the highly thermally conductive metal layer (7) between the heating element (4) and the recording medium, the heat generated from the heating element (4) is transferred to the metal layer (7). and is transmitted toward the recording medium through the first insulating protective layer (6a) and the second insulating protective layer (6b).
上記金属層(7)を、発熱体(4)の配列方向に連続さ
せた帯状としたことで、ドツト対応で個別に形成された
発熱体(4)間の熱分布に連続性が得られ、発熱体(4
)の配列方向の印字ドツトの繋がりが良好となる。By forming the metal layer (7) into a continuous strip in the direction in which the heating elements (4) are arranged, continuity can be obtained in the heat distribution between the heating elements (4) which are individually formed in correspondence with dots. Heating element (4
) The connection of printed dots in the arrangement direction becomes better.
記録媒体に達する熱の分布は、上記金属層の面積でほぼ
決まる。The distribution of heat reaching the recording medium is approximately determined by the area of the metal layer.
従って、上記帯状の金属層(7)の、発熱体(4)の配
列方向と直交する方向のサイズは、所望のドツトサイズ
により選定される。Therefore, the size of the strip-shaped metal layer (7) in the direction perpendicular to the arrangement direction of the heating elements (4) is selected depending on the desired dot size.
また、このサイズを上記発熱体(4)の同方向サイズに
等しいが、大きくしたことで発熱体(4)の発熱分布に
起因するドツトサイズの減少を回避できる。Furthermore, by increasing this size, which is equal to the size in the same direction of the heating element (4), it is possible to avoid a decrease in the dot size due to the heat distribution of the heating element (4).
また、上記金属層を、金属有機物の熱分解によって形成
する方法を採用したことによって、絶縁保護層との接合
特性が良好となり、製造設備を簡略化できる。Further, by adopting a method of forming the metal layer by thermal decomposition of a metal organic substance, the bonding characteristics with the insulating protective layer are improved, and manufacturing equipment can be simplified.
[実施例]
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明によるサーマルヘッドの第1実施例の構
造を説明する部分破断した上面図、第2図は第1図のA
−A断面図である。FIG. 1 is a partially cutaway top view illustrating the structure of a first embodiment of a thermal head according to the present invention, and FIG.
-A sectional view.
第1図、第2図において、1はセラミック基板、2はガ
ラス薄層、3はセラミック基板1とガラス薄層2からな
る絶縁基板、4は発熱抵抗体(以下、単に発熱体という
)、5aは共通電極、5bは個別電極、6aは第1の絶
縁保護層、6bは第2の絶縁保護層、7は金属層である
。1 and 2, 1 is a ceramic substrate, 2 is a thin glass layer, 3 is an insulating substrate consisting of the ceramic substrate 1 and the thin glass layer 2, 4 is a heating resistor (hereinafter simply referred to as a heating element), 5a is a common electrode, 5b is an individual electrode, 6a is a first insulating protective layer, 6b is a second insulating protective layer, and 7 is a metal layer.
また、各部分の相互構成は、第1の絶縁保護層6a、第
2の絶縁保護層6bおよび金属層70部分を除いて、前
記第7図、第8図における説明と同様なので省略する。Moreover, the mutual structure of each part is the same as that described in FIGS. 7 and 8 above, except for the first insulating protective layer 6a, the second insulating protective layer 6b, and the metal layer 70, so a description thereof will be omitted.
絶縁基板3は、セラミック基板1上に、50〜60μm
程度の厚さを有するガラス薄層2を形成してなる。The insulating substrate 3 has a thickness of 50 to 60 μm on the ceramic substrate 1.
A thin glass layer 2 having a certain thickness is formed.
この絶縁基板3のガラス薄層2上に、印字ドツトに対応
する個別の発熱体4が設けられる。On the thin glass layer 2 of this insulating substrate 3, individual heating elements 4 are provided corresponding to the printed dots.
発熱体4には、加熱電流を供給するための共通電極5a
と個別電極5bが設けられている。The heating element 4 has a common electrode 5a for supplying heating current.
and individual electrodes 5b are provided.
共通電極5aは、発熱体4の配列方向であるX方向(記
録装置における主走査方向)において、複数の個別の発
熱体4に対して共通に接続されている。The common electrode 5a is commonly connected to a plurality of individual heat generating elements 4 in the X direction (main scanning direction in the recording apparatus), which is the direction in which the heat generating elements 4 are arranged.
一方、個別電極5bは、各発熱体4にそれぞれ独立して
設けられている。On the other hand, the individual electrodes 5b are provided independently on each heating element 4.
発熱体4と共通電極5a、個別電極5bとを覆って、第
1の絶縁保護層6aが設けられている。A first insulating protective layer 6a is provided to cover the heating element 4, the common electrode 5a, and the individual electrodes 5b.
この第1の絶縁保護層6aの上に、発熱体4の上方に位
置して、X方向に延びる帯状の金属層7が設けられてい
る。A strip-shaped metal layer 7 is provided on the first insulating protective layer 6a, located above the heating element 4, and extending in the X direction.
そして、上記帯状の金属層7と第1の絶縁保護層6aを
覆って、厚さ3〜5μmの第2の絶縁保護層6bが被着
されている。A second insulating protective layer 6b having a thickness of 3 to 5 μm is deposited to cover the band-shaped metal layer 7 and the first insulating protective layer 6a.
第1図と第2図に示した実施例では、上記金属層7は、
その幅W、が発熱体4の幅より狭(形成しであるが、二
〇幅W1は印字させたいドツトの大きさにより選定する
。In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the metal layer 7 is
The width W1 is narrower than the width of the heating element 4 (although it is formed), the width W1 is selected depending on the size of the dots to be printed.
例えば、上記したように、第1の絶縁保護層6aの厚さ
を1〜2μm、第2の絶縁保護層6bの厚さを3〜5μ
mとしたとき、1mmあたり8ドツトの密度とする場合
には、Wlは150μm程度とするのが望ましい。For example, as described above, the thickness of the first insulating protective layer 6a is 1 to 2 μm, and the thickness of the second insulating protective layer 6b is 3 to 5 μm.
When the density is 8 dots per 1 mm, Wl is preferably about 150 μm.
第3図は前記第1実施例のサーマルヘッドの熱分布を説
明する模式図であって、8は記録媒体、9aは本実施例
の熱分布曲線、9bは対比のために示す従来技術の熱分
布曲線、9cは熱移動を示す矢印、第2図と同一符号は
同一部分に対応する。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the heat distribution of the thermal head of the first embodiment, in which 8 is the recording medium, 9a is the heat distribution curve of this embodiment, and 9b is the heat distribution curve of the prior art shown for comparison. In the distribution curve, 9c is an arrow indicating heat transfer, and the same symbols as in FIG. 2 correspond to the same parts.
同図において、サーマルヘッドはその第2の絶縁保護層
6bに記録媒体8が接触し、押圧された状態で、個別電
極5bから共通電極5aに通電させる。In the figure, the second insulating protective layer 6b of the thermal head is in contact with the recording medium 8, and in a pressed state, current is applied from the individual electrodes 5b to the common electrode 5a.
この通電により、個別電極5bと共通電極5aの間に接
続された発熱体4が加熱される。This energization heats the heating element 4 connected between the individual electrode 5b and the common electrode 5a.
発熱体゛4から発生した熱は、金属層7が無い場合は図
示の曲i9bに示したような分布となる。If there is no metal layer 7, the heat generated from the heating element 4 has a distribution as shown in the curve i9b shown in the figure.
そのため、記録媒体8での記録ドツトは発熱体4のサイ
ズよりもかなり小さくなってしまう。Therefore, the recording dots on the recording medium 8 end up being much smaller than the size of the heating element 4.
一方、金属層7があると、発熱体4からの熱は矢印9c
で示したように、熱伝導性の良好な金属層7に移動して
、この金属層7を加熱し、加熱された金属層7を熱源と
した図示9aにしめしたような熱分布となる。On the other hand, when the metal layer 7 is present, the heat from the heating element 4 is transferred to the arrow 9c.
As shown in Figure 9a, the heat transfers to the metal layer 7 with good thermal conductivity and heats this metal layer 7, resulting in a heat distribution as shown in Figure 9a using the heated metal layer 7 as a heat source.
これにより、記録媒体8に記録されるドツトのサイズは
、はぼ金属層7のサイズのものとなる。As a result, the size of the dots recorded on the recording medium 8 becomes the size of the metal layer 7.
第4図は本発明によるサーマルヘッドの第2実施例の構
造を説明する前記第1図のA−A断面に相当する断面図
である。FIG. 4 is a sectional view corresponding to the section AA in FIG. 1, explaining the structure of a second embodiment of the thermal head according to the present invention.
同図においては、帯状の金属層7の幅W2を発熱体4の
同方向におけるサイズより大としたものである。In the figure, the width W2 of the band-shaped metal layer 7 is made larger than the size of the heating element 4 in the same direction.
第5図は前記第2実施例のサーマルヘッドの熱分布を説
明する模式図であって、第3図と同一符号は同一部分に
対応する。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the heat distribution of the thermal head of the second embodiment, and the same reference numerals as in FIG. 3 correspond to the same parts.
同図において、発熱体4から発生した熱は、金属層7が
ない場合には上記第3図の場合と同様の分布となるが、
金属層7があるために、矢印9cに示したように、熱伝
導性の良好な金属層7に移動して、この金属層7を加熱
し、加熱された金属層7を熱源とした図示9aにしめし
たような熱分布となる。In the same figure, the heat generated from the heating element 4 has the same distribution as in the case of FIG. 3 above when the metal layer 7 is not present.
Because of the presence of the metal layer 7, as shown by the arrow 9c, the metal layer 7 moves to the metal layer 7 with good thermal conductivity, and this metal layer 7 is heated. The heat distribution becomes like that shown in the image.
金属層7のサイズは発熱体4のサイズより大きいため、
記録媒体8での記録ドツトのサイズは大き(なる。Since the size of the metal layer 7 is larger than the size of the heating element 4,
The size of the recording dots on the recording medium 8 is large.
高密度記録のためには、発熱体4のサイズを小さくする
ことが行われるが、発熱体間の間隔を小さくすることに
は限界があるが、以上説明した各実施例かられかるよう
に、本発明によれば、発熱体4のサイズに係わらず、金
属層7にサイズによって、記録ドツトのサイズをコント
ロールでき、高密度記録のために発熱体サイズを小さく
したものにおいても、該発熱体の配列方向(X方向)に
おける記録ドツトの繋がりが得られ、鮮明な記録を得る
ことができる。For high-density recording, the size of the heating elements 4 is reduced, but there is a limit to reducing the spacing between the heating elements, but as can be seen from the embodiments described above, According to the present invention, regardless of the size of the heating element 4, the size of the recording dot can be controlled by the size of the metal layer 7, and even when the heating element size is reduced for high-density recording, the size of the heating element can be controlled. A connection of recording dots in the arrangement direction (X direction) can be obtained, and clear recording can be obtained.
次に、上記説明したサーマルヘッドの製造方法を説明す
る。Next, a method for manufacturing the above-described thermal head will be described.
第6図は本発明によるサーマルヘッドの製造方法の一例
を説明する概略工程図であって、前記第1図に示した実
施例のサーマルヘッドを製造するものに関する。FIG. 6 is a schematic process diagram illustrating an example of a method for manufacturing a thermal head according to the present invention, and relates to a method for manufacturing the thermal head of the embodiment shown in FIG. 1.
なお、同図は、成層工程を模式的に図示している。Note that this figure schematically illustrates the layering process.
同図において、セラミック基′Fi1の上に50〜60
μm程度の厚さを有するガラス層2を設けた絶縁基板3
を用意する。・・・・ (a)この絶縁基板3の上に、
例えばI r / S i / Biの混合金属有機物
溶液4aを塗布し、これを乾燥焼成した後、フォトレジ
ストを塗布、乾燥し、マスク露光、現像処理し、これを
さらに、フン酸/硝酸混合水溶液をエッチャントとして
フォトエツチング処理を施し、発熱体4を分離形成する
。In the same figure, 50 to 60
An insulating substrate 3 provided with a glass layer 2 having a thickness of about μm
Prepare. ... (a) On this insulating substrate 3,
For example, a mixed metal organic solution 4a of Ir/Si/Bi is applied, dried and baked, and then a photoresist is applied, dried, exposed with a mask, and developed, and then a mixed aqueous solution of hydronic acid/nitric acid is applied. A photo-etching process is performed using as an etchant to form the heating element 4 separately.
・・・ (b)
発熱体4を分離形成したガラス層2上に、金の金属有機
物ペーストを塗布、乾燥、焼成した後、上記と同様に、
フォトレジストを塗布、乾燥し、マスク露光、現像処理
し、これをさらに、ヨウソ/ヨウ化カリウム混合液をエ
ッチャントとしてフォトエツチング処理し、共通電極5
aと個別電極5bを形成する。・・・・ (C)
次に、発熱体4と共通電極5a、個別電極5bの上面に
、ガラスペーストを塗布、乾燥、焼成して、厚さが約1
〜2μmの第1の絶縁保護層6aを形成する。・・・・
(d)
第1の絶縁保護層6aの上に、前記共通電極5aと個別
電極5bを形成の形成に用いた金属有機物のペーストを
塗布、乾燥、焼成して金属膜層7aを形成する。・・・
・(e)
この金属膜層7aにフォトレジストを塗布、乾燥し、マ
スク露光、現像処理して、これをさらに、ヨウソ/ヨウ
化カリウム混合液をエッチャントとしてフォトエツチン
グ処理して金の金属層7を形成する。このとき、金属層
7は、発熱体の上方に、発熱体4の配列方向に従って延
在する一本の帯止に形成する。・・・・ (f)
そして、この金属層の幅は印字させたいドツトの大きさ
に応じて決定し、マスク露光時のフォトマスクのパター
ンの大きさでコントロールする。... (b) After coating the gold metal organic paste on the glass layer 2 on which the heating element 4 has been separately formed, drying and firing, in the same manner as above,
A photoresist is applied, dried, exposed to light using a mask, developed, and then photoetched using an iodine/potassium iodide mixture as an etchant to form the common electrode 5.
a and the individual electrodes 5b are formed. (C) Next, glass paste is applied to the upper surfaces of the heating element 4, the common electrode 5a, and the individual electrodes 5b, dried, and fired to a thickness of approximately 1.
A first insulating protective layer 6a having a thickness of 2 μm is formed.・・・・・・
(d) On the first insulating protective layer 6a, a metal organic paste used to form the common electrode 5a and the individual electrodes 5b is applied, dried, and fired to form a metal film layer 7a. ...
(e) A photoresist is applied to this metal film layer 7a, dried, exposed to light using a mask, developed, and then photoetched using an iodine/potassium iodide mixture as an etchant to form a gold metal layer 7. form. At this time, the metal layer 7 is formed in the form of a single strap extending above the heat generating elements in the direction in which the heat generating elements 4 are arranged. (f) The width of this metal layer is determined according to the size of the dots to be printed, and is controlled by the size of the photomask pattern during mask exposure.
例えば、前記したように、8ドツト/ m mの印字密
度では、上記幅は150μm程度とする。For example, as described above, at a printing density of 8 dots/mm, the width is approximately 150 μm.
最後に、この金属層7の上面を覆ってガラスペーストを
塗布し、乾燥、焼成して、厚さ3〜5μm程度の第2の
絶縁保護層6bを形成する。・・・(g)
本発明における上記金属層7を形成するための金属は、
実施例で用いた金に限らず、銀、白金ニッケル、モリブ
デンなどの一種または二種の、あるいはそれ以上の合金
を用いることができる。Finally, a glass paste is applied to cover the upper surface of the metal layer 7, dried and fired to form a second insulating protective layer 6b having a thickness of about 3 to 5 μm. ...(g) The metal for forming the metal layer 7 in the present invention is:
In addition to the gold used in the examples, one or two or more alloys of silver, platinum-nickel, molybdenum, etc. can be used.
上記の金属は、ガラス系材料の200倍近い熱伝導性を
示すものである。The above metals exhibit thermal conductivity nearly 200 times that of glass-based materials.
なお、熱伝導性が高く、ガラス系の絶縁保護層と化学的
、物理的になじみ、安定は物質であれば金属に限らない
。Note that the material is not limited to metal as long as it has high thermal conductivity, is chemically and physically compatible with the glass-based insulating protective layer, and is stable.
以上説明したように、本発明によれば、発熱体のサイズ
にかかわらず、金属層のサイズによって印字ドツトの大
きさを設定できる。As explained above, according to the present invention, the size of the printed dot can be set by the size of the metal layer, regardless of the size of the heating element.
例えば、16ドツl−/ m mといった高密度印字用
のために発熱体のサイズを小さくした場合、発熱体の間
隔は製造上で制限があり、その結果、発熱体の幅が狭く
なって印字ドツトのつながりが悪くなる。For example, when reducing the size of the heating element for high-density printing such as 16 dots l-/mm, the spacing between the heating elements is limited by manufacturing, and as a result, the width of the heating element becomes narrower, making it difficult to print. The connection between the dots becomes poor.
しかし、本発明によれば、発熱体上方にその配列方向に
連続する金属層によって、記録媒体からみたときの熱源
サイズを大きくできるので、ドツト間のつながりが良好
となって、印字品質を向上できる。However, according to the present invention, the size of the heat source when viewed from the recording medium can be increased by the metal layer that is continuous in the arrangement direction above the heating element, so that the connection between the dots is improved and the printing quality can be improved. .
また、金属層を介して記録媒体を加熱するものであるた
め、発熱体の局所的な高温部分(ヒートスポット)の発
生を低減でき、サーマルヘッドの寿命を長くする効果も
ある。Furthermore, since the recording medium is heated through the metal layer, it is possible to reduce the occurrence of localized high-temperature parts (heat spots) of the heating element, which also has the effect of lengthening the life of the thermal head.
さらに、本発明の構成により、従来と同様の印加電力で
大サイズのドントを得ることが可能な低消費電力による
高能率印字を達成できる。Furthermore, with the configuration of the present invention, it is possible to achieve high-efficiency printing with low power consumption, which makes it possible to obtain large-sized donts with the same applied power as in the past.
第1図は本発明によるサーマルヘッドの第1実施例の構
造を説明する部分破断した上面図、第2図は第1図のA
−A断面図、第3図は前記第1実施例のサーマルヘッド
の熱分布を説明する模式図、第4図は本発明によるサー
マルヘッドの第2実施例の構造を説明する前記第1図の
A−A断面に相当する断面図、第5図は前記第2実施例
のサーマルヘッドの熱分布を説明する模式図、第6図は
本発明によるサーマルヘッドの製造方法の一例を説明す
る概略工程図、第7図は従来のサーマルヘッドの構造の
一例を説明する部分破断した平面図、第8図は第1図の
A−A断面図である。
1・・・・セラミンク基板、2・・・・ガラス薄層、3
・・・・絶縁基板、4・・・・発熱抵抗体、5a・・・
・共通電極、5b・・・・個別電極、6a・・・・第1
の絶縁保護層、6b・・・・第2の絶縁保護層、7・・
・・金属層。
出願人 冨士ゼロックス株式会社
代理人 小 野 寺 洋 二(外2名)第2図
第3図
第4図
第5図
第7図
り一
第8図
1ラ N
。゛・1、\
7 )、\
\ \
\
\
\
\
\
\
\
平成2年11月30日FIG. 1 is a partially cutaway top view illustrating the structure of a first embodiment of a thermal head according to the present invention, and FIG.
3 is a schematic diagram illustrating the heat distribution of the thermal head according to the first embodiment, and FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the structure of the thermal head according to the second embodiment of the present invention. A sectional view corresponding to the A-A cross section, FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the heat distribution of the thermal head of the second embodiment, and FIG. 6 is a schematic process diagram illustrating an example of the method for manufacturing the thermal head according to the present invention. 7 is a partially cutaway plan view illustrating an example of the structure of a conventional thermal head, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1. 1...Ceramink substrate, 2...Glass thin layer, 3
...Insulating substrate, 4...Heating resistor, 5a...
・Common electrode, 5b...Individual electrode, 6a...1st
Insulating protective layer, 6b...Second insulating protective layer, 7...
...Metal layer. Applicant Fuji Xerox Co., Ltd. Agent Yoji Onodera (2 others) Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 7 Figure 1 Figure 8 1 La N.゛・1、\7)、\\\\\\\\\\\\\ November 30, 1990
Claims (1)
熱体と、これら発熱体を被覆して積層された絶縁保護膜
とからなるサーマルヘッドにおいて、前記絶縁保護膜は
、積層された第1の絶縁保護層と第2の絶縁保護層とで
構成された二層構造からなり、 前記二層構造を構成する第1の絶縁保護層と第2の絶縁
保護層との間に、前記発熱体の配列に従ってその上方に
延在させた帯状の金属層を設けたことを特徴とするサー
マルヘッド。 2、絶縁基板上に、互いに分離して配列された複数の発
熱体と、これら発熱体に電流を供給する電極とを形成す
る工程と、 前記発熱体と電極とを覆って、第1の絶縁保護層を形成
する工程と、 前記第1の絶縁保護層(6a)を覆って金属有機物のペ
ーストを塗布し、これを焼成することにより、金属膜層
を形成する工程と、 前記金属被膜層をフォトリソグラフィー技法によるパタ
ーニングによって前記発熱体の配列に従った帯状の金属
層を形成する工程と、 前記帯状の金属層と前記第1の絶縁保護層を覆って第2
の絶縁保護層を形成する工程と、 からなる、サーマルヘッドの製造方法。[Claims] 1. A thermal head comprising a plurality of heating elements arranged separately from each other on an insulating substrate, and an insulating protective film laminated to cover these heating elements, wherein the insulating protective film has a two-layer structure composed of a first insulating protective layer and a second insulating protective layer laminated, and the first insulating protective layer and the second insulating protective layer constituting the two-layer structure A thermal head characterized in that a band-shaped metal layer is provided between the heating elements and extending above the heating elements in accordance with the arrangement of the heating elements. 2. Forming, on an insulating substrate, a plurality of heating elements arranged separately from each other and electrodes for supplying current to these heating elements; a step of forming a protective layer; a step of forming a metal film layer by applying a metal-organic paste to cover the first insulating protective layer (6a) and firing it; forming a band-shaped metal layer according to the arrangement of the heating elements by patterning using a photolithography technique; and forming a second metal layer covering the band-shaped metal layer and the first insulating protective layer.
A method for manufacturing a thermal head, comprising: forming an insulating protective layer;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22649690A JPH04110165A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Thermal head and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22649690A JPH04110165A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Thermal head and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04110165A true JPH04110165A (en) | 1992-04-10 |
Family
ID=16846021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22649690A Pending JPH04110165A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Thermal head and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04110165A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008105307A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Rohm Co., Ltd. | Thermal print head |
JP2011121227A (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | Thermal print head and thermal printer |
JP2020019164A (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | アオイ電子株式会社 | Thermal print head |
-
1990
- 1990-08-30 JP JP22649690A patent/JPH04110165A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008105307A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-04 | Rohm Co., Ltd. | Thermal print head |
US7969459B2 (en) | 2007-02-26 | 2011-06-28 | Rohm Co., Ltd. | Thermal print head |
JP2011121227A (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | Thermal print head and thermal printer |
JP2020019164A (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | アオイ電子株式会社 | Thermal print head |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4742362A (en) | Thermal head | |
JPH04110165A (en) | Thermal head and manufacture thereof | |
JPH11179948A (en) | Thermal head | |
JPH06135031A (en) | Thermal head | |
JP5329887B2 (en) | Thermal head | |
JPH07112740B2 (en) | Thermal head | |
JPS63278867A (en) | Thermal print head | |
JP2615633B2 (en) | Manufacturing method of thermal head | |
JPH04319446A (en) | Thermal head | |
JPH01113261A (en) | Thermal head | |
JP2613304B2 (en) | Thick film type thermal head | |
JP2965339B2 (en) | Manufacturing method of thermal head | |
JP2537559B2 (en) | Thick film thermal head | |
JPS5857975A (en) | Thermal head | |
JP2833659B2 (en) | Thermal printer head | |
JP2000246935A (en) | Thermal head | |
JP2022112463A (en) | Thermal print head, thermal printer and thermal print head manufacturing method | |
JPH0647295B2 (en) | Method of manufacturing thermal head | |
JPH0611797Y2 (en) | Thick film thermal head | |
JP2533087B2 (en) | Thermal head | |
JPH10230633A (en) | Thermal head | |
JPH04320854A (en) | Manufacture of thick-film type thermal head | |
JPH089237B2 (en) | Thick film type thermal head | |
JPH0624023A (en) | Thermal head | |
JPH0483651A (en) | Thermal head and production thereof |