JPH0586756B2 - - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
- B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、基板の端面方向に発熱抵抗体を形成
するようにしたサーマルヘツドおよびその製造方
法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a thermal head in which a heating resistor is formed in the direction of an end surface of a substrate, and a method for manufacturing the same.
従来、基板の端部に発熱抵抗体を形成したサー
マルヘツドとしては、本願出願人が特願昭59−
213116号としてすでに出願している装置がある。
第５図はこのサーマルヘツドの概要を示す構成図
である。図に示すサーマルヘツドは、基板１の一
方の面に、第１の電極層２、電気絶縁層および熱
抵抗層となるガラス層３、第２の電極層４、およ
び保護ガラス層５を逐次積層形成するとともに、
各層を含む基板１の端部を切断して、各電極層
２，４の露出した端面に発熱抵抗体６を形成する
ようにしたものである。また、発熱抵抗体６は選
択電極を構成する第１の電極層２の形状に合わせ
て、複数に分離されている。
Conventionally, as a thermal head in which a heating resistor is formed at the edge of a substrate, the applicant of the present application has disclosed a patent application filed in 1983-
There is a device that has already been filed as No. 213116.
FIG. 5 is a block diagram showing an outline of this thermal head. The thermal head shown in the figure has a first electrode layer 2, a glass layer 3 serving as an electrical insulating layer and a heat resistance layer, a second electrode layer 4, and a protective glass layer 5 stacked one after another on one surface of a substrate 1. Along with forming
The ends of the substrate 1 including each layer are cut to form a heat generating resistor 6 on the exposed end face of each electrode layer 2, 4. Further, the heat generating resistor 6 is separated into a plurality of parts according to the shape of the first electrode layer 2 constituting the selection electrode.
第６図は第５図に示したサーマルヘツドの断面
図である。図において、７は発熱抵抗体６の上に
形成された保護および耐摩耗層である。 FIG. 6 is a sectional view of the thermal head shown in FIG. 5. In the figure, 7 is a protective and wear-resistant layer formed on the heating resistor 6.
このように形成されたサーマルヘツドにおいて
は、発熱抵抗体６（発熱部）が記録紙等に確実に
接触するので、熱効率の良いサーマルヘツドを得
ることができる。また、基板１の端部は平面部に
比べて平坦に加工することが容易であるので、複
数の発熱部を記録紙等に均等に接触させることが
でき、高い印字品質を得ることができる。さら
に、発熱抵抗体６における発熱部の長さは電極層
間に形成するガラス層３の厚さにより決定される
ので、この厚さを調節することにより発熱部の長
さを自由に制御して、基板１の強度などに影響を
与えることなく、高分解能のサーマルヘツドを実
現することができる。 In the thermal head formed in this manner, the heat generating resistor 6 (heat generating portion) comes into reliable contact with the recording paper, etc., so that a thermal head with good thermal efficiency can be obtained. Furthermore, since the end portions of the substrate 1 can be more easily processed to be flat than the flat portions, the plurality of heat-generating portions can be brought into even contact with the recording paper, etc., and high printing quality can be obtained. Furthermore, since the length of the heat generating part in the heat generating resistor 6 is determined by the thickness of the glass layer 3 formed between the electrode layers, the length of the heat generating part can be freely controlled by adjusting this thickness. A high-resolution thermal head can be realized without affecting the strength of the substrate 1.
しかしながら、このようなサーマルヘツドにお
いては、第１および第２の電極層２，４の間に形
成する発熱抵抗体の下地層となるガラス層３とし
ては、1200℃以上の温度で焼成される高融点のガ
ラスが使用されている。このため、このガラス層
３の下に形成される第１の電極層２には、融点の
低い金属材料を使用することができず、一般的な
金Au、銀Ag、銅Cu、アルミニウムAlなどは使
用できない。一方、1000℃程度以下の焼成温度で
ガラス層が形成されれば、第１の電極層２には融
点の低い金属材料を使用することができ、電極材
料の選択が容易となる。しかしんがら、低融点ガ
ラスは発熱抵抗体の信頼性を損なう鉛Pbやナト
リウムNaの成分を含有するものが多く、かつ、
焼成後のガラス層内に気泡を多く包み、切断、研
磨加工を行なつた後、研磨面が平滑にならず、発
熱抵抗体の下地としては不適切である。
However, in such a thermal head, the glass layer 3, which is the base layer of the heating resistor formed between the first and second electrode layers 2 and 4, is made of high-temperature glass that is fired at a temperature of 1200°C or higher. Melting point glass is used. For this reason, the first electrode layer 2 formed under the glass layer 3 cannot be made of a metal material with a low melting point, such as general gold Au, silver Ag, copper Cu, aluminum Al, etc. cannot be used. On the other hand, if the glass layer is formed at a firing temperature of about 1000° C. or lower, a metal material with a low melting point can be used for the first electrode layer 2, making it easy to select the electrode material. However, many low-melting glasses contain components such as lead (Pb) and sodium (Na) that impair the reliability of heating resistors, and
After firing, the glass layer contains many air bubbles, and after cutting and polishing, the polished surface does not become smooth, making it unsuitable as a base for a heating resistor.
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなく
し、第１および第２の電極層の間に形成するガラ
ス層の材料として低融点のガラスを使用すること
ができ、電極材料に高融点の材料を必要としない
とともに、発熱抵抗体の下地面として、スパツタ
絶縁薄膜を使用することにより、発熱抵抗体の信
頼性を有するサーマルヘツドを簡単な構成により
実現することを目的としたものである。 The present invention eliminates the drawbacks of the conventional device as described above, and allows the use of low melting point glass as the material of the glass layer formed between the first and second electrode layers. The purpose of this invention is to realize a thermal head with a simple structure that does not require any materials and has the reliability of a heating resistor by using a sputtered insulating thin film as the underlying surface of the heating resistor.
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のサーマルヘツドおよびその製造方法
は、複数の電極層をそれぞれ電気絶縁層および熱
抵抗層となるガラス層を介して対向するように基
板の一方の面に逐次積層形成するとともに前記各
層を含む基板端部の切断により前記各電極層の露
出した端面に発熱抵抗体を形成するようにしたサ
ーマルヘツドにおいて、前記ガラス層として1000
℃程度以下の温度で焼成される低融点ガラス層を
使用するとともに、この低融点ガラス層と発熱抵
抗体との間に低融点ガラス層を被覆して発熱抵抗
体に対して平滑な下地層を形成する絶縁層を設
け、さらに導電層を用いて各電極層を絶縁層上に
導き、各電極層と発熱抵抗体との間を導通させる
ようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The thermal head and the method for manufacturing the same of the present invention are provided by forming a plurality of electrode layers on one surface of a substrate so as to face each other with a glass layer serving as an electrical insulating layer and a heat resistance layer interposed therebetween. In the thermal head, a heating resistor is formed on the exposed end surface of each of the electrode layers by sequentially laminating the electrode layers and cutting the edge of the substrate including each of the layers.
In addition to using a low melting point glass layer that is fired at a temperature of about °C or less, the low melting point glass layer is coated between this low melting point glass layer and the heating resistor to provide a smooth base layer for the heating resistor. An insulating layer to be formed is provided, and a conductive layer is used to guide each electrode layer onto the insulating layer to establish electrical continuity between each electrode layer and the heating resistor.
このように、ガラス層と発熱抵抗体との間にス
パツタ薄膜による絶縁層を介在させると、ガラス
層に含まれる不純物物質が発熱抵抗体の信頼性に
影響を与えることがなく、高い焼成温度の必要な
高融点ガラスを使用することは必要なく、ガラス
材料として低融点のガラスを使用することができ
る。
In this way, by interposing an insulating layer made of a sputtered thin film between the glass layer and the heating resistor, impurities contained in the glass layer do not affect the reliability of the heating resistor, and it is possible to avoid high firing temperatures. It is not necessary to use the necessary high melting point glass, and a low melting point glass can be used as the glass material.
また、電気めつきにより露出した電極層上にの
み導電層を選択的に形成することにより、各電極
層と発熱抵抗体との接続を容易に行なうことがで
きる。 Further, by selectively forming a conductive layer only on the electrode layer exposed by electroplating, each electrode layer and the heating resistor can be easily connected.
以下、本発明のサーマルヘツドおよびその製造
方法を図面を使用して説明する。図において、前
記第５図および第６図と同様のものは同一符号を
付して示す。第１図〜第４図は本発明のサーマル
ヘツドおよびその製造方法の一実施例を、製造工
程の順を追つて示したものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A thermal head and a method for manufacturing the same according to the present invention will be explained below with reference to the drawings. In the figures, the same parts as in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals. FIGS. 1 to 4 show one embodiment of the thermal head of the present invention and its manufacturing method, in order of manufacturing steps.
第２図は従来と同様の工程により、基板１の一
方の面に、第１の電極層２、ガラス層３、第２の
電極層４および保護ガラス層５を逐次積層形成し
た後、各層を含む基板１の端部を直線状に切断し
た状態を示したものである。図に示すように、切
断された端面には各電極層２，４が露出してい
る。 FIG. 2 shows a first electrode layer 2, a glass layer 3, a second electrode layer 4, and a protective glass layer 5 being sequentially laminated on one surface of a substrate 1 by a process similar to the conventional process, and then each layer is laminated. This figure shows a state in which the edge of the substrate 1 including the substrate 1 is cut into a straight line. As shown in the figure, each electrode layer 2, 4 is exposed on the cut end surface.
ここで、本発明においては、導電層を形成する
手法として、電気めつきを行なうことにより、容
易に導電層を形成することが可能である。電気め
つきに際しては、各電極層２，４におけるリード
パターンが利用され、このリードパターンを介し
てめつき面（各電極層２，４）にめつきのための
電流が与えられる。また、めつき材料には、例え
ば、ニツケルNiなどの金属が使用され、10μm程
度の厚さに積層される。ニツケルは比較的硬度が
高く、拡散防止効果を有しているので、めつき材
料として好適である。なお、導電層としてめつき
法以外に、スパツタや蒸着により金属層を形成
し、フオトリングラフによりパターンを形成して
も良いことは当然である。 Here, in the present invention, the conductive layer can be easily formed by performing electroplating as a method for forming the conductive layer. During electroplating, a lead pattern in each electrode layer 2, 4 is used, and a current for plating is applied to the plating surface (each electrode layer 2, 4) via this lead pattern. Further, as the plating material, for example, a metal such as Ni is used and is laminated to a thickness of about 10 μm. Nickel is suitable as a plating material because it has relatively high hardness and has an anti-diffusion effect. In addition to the plating method, a metal layer may be formed as the conductive layer by sputtering or vapor deposition, and a pattern may be formed by photolithography.
さらに、この導電層を含む端面には、スパツタ
または蒸着により酸化ケイ素SiO2や酸化アルミ
ニウムAl2O2などの絶縁層が、例えば５〜10μm
程度の膜厚で形成される。これらの絶縁層材料は
ち密性が高く、後述する発熱抵抗体６の下地層と
して好適である。 Furthermore, an insulating layer such as silicon oxide SiO 2 or aluminum oxide Al 2 O 2 is deposited on the end face including the conductive layer to a thickness of, for example, 5 to 10 μm by sputtering or vapor deposition.
It is formed with a film thickness of about These insulating layer materials have high density and are suitable as the base layer of the heating resistor 6, which will be described later.
以上の工程を経た端面の拡大図を第３図に示
す。図中、８は導電層、９は絶縁層である。図に
示されるように、各電極層２，４は導電層８によ
り端面から突出しており、絶縁層９は導電層８を
含む端面に一様に形成されている。 FIG. 3 shows an enlarged view of the end face after the above steps. In the figure, 8 is a conductive layer and 9 is an insulating layer. As shown in the figure, each electrode layer 2 and 4 protrudes from the end surface by a conductive layer 8, and an insulating layer 9 is uniformly formed on the end surface including the conductive layer 8.
次に、このように形成された端面には、図中の
破線ｌのレベルまで研磨加工が施される。研磨加
工により端面に残される絶縁層９の厚さは、概略
数μm程度である。この結果、研磨された絶縁層
９の表面には、第４図に示す如く、各電極層２，
４のパターンに対応した導電層８が露出するよう
になる。 Next, the end face formed in this way is polished to the level indicated by the broken line l in the figure. The thickness of the insulating layer 9 left on the end face by polishing is approximately several μm. As a result, on the surface of the polished insulating layer 9, each electrode layer 2,
The conductive layer 8 corresponding to pattern 4 is now exposed.
本発明においては、上記のようにして導電層８
が露出した端面に、従来と同様の工程により発熱
抵抗体６を形成し、パターン形成を行ない発熱抵
抗体とする。したがつて、第１図に示す如く、発
熱抵抗体ろく導電層８を介して各電極層２，４と
導通するとともに、絶縁層９を介してガラス層３
の上に被着することになる。ここで、発熱抵抗体
層６の膜厚は、その抵抗値との関連で決定される
ものであるが、薄膜抵抗体では概略0.1μm程度で
ある。また、発熱抵抗体６の上には保護および耐
摩耗層７が形成される。 In the present invention, the conductive layer 8
A heat generating resistor 6 is formed on the exposed end face by a process similar to the conventional method, and a pattern is formed to form a heat generating resistor. Therefore, as shown in FIG.
It will be applied on top of. Here, the thickness of the heating resistor layer 6 is determined in relation to its resistance value, and is approximately 0.1 μm in the case of a thin film resistor. Further, a protective and wear-resistant layer 7 is formed on the heating resistor 6.
このように、ガラス層３の上に比較的厚い絶縁
層９を形成し、さらにこの絶縁層９の上に発熱抵
抗体６を形成し、絶縁層９としてち密性の高い材
料を使用することにより、発熱抵抗体６に対して
平滑な下地層を得ることができ、良好な密着性を
有し、信頼性の高い発熱抵抗体６を得ることがで
きる。また、ガラス層３の材質が発熱抵抗体６へ
直接影響しないので、ガラス層３の材料として低
融点のガラスを使用することができ、電極層２の
材料にも高融点の材料を必要とすることがない。 In this way, by forming a relatively thick insulating layer 9 on the glass layer 3, further forming the heating resistor 6 on this insulating layer 9, and using a highly dense material as the insulating layer 9, , it is possible to obtain a smooth base layer for the heating resistor 6, and a highly reliable heating resistor 6 having good adhesion can be obtained. Furthermore, since the material of the glass layer 3 does not directly affect the heating resistor 6, a glass with a low melting point can be used as the material of the glass layer 3, and a material with a high melting point is also required as the material of the electrode layer 2. Never.
以上説明したように、本発明のサーマルヘツド
およびその製造方法では、複数の電極層をそれぞ
れ電気絶縁層および熱抵抗層となるガラス層を介
して対向するように基板の一方の面に逐次積層形
成するとともに前記各層を含む基板端部の切断に
より各電極層の露出した端面に発熱抵抗体を形成
するようにしたサーマルヘツドにおいて、ガラス
層として1000℃程度以下の温度で焼成される低融
点ガラス層を使用するとともに、この低融点ガラ
ス層と発熱抵抗体との間に低融点ガラス層を被覆
して発熱抵抗体に対して平滑な下地層を形成する
絶縁層を設け、さらに導電層を用いて各電極層を
絶縁層上に導き、各電極層と発熱抵抗体との間を
導通させるようにしているので、ガラス層の材質
が発熱抵抗体の信頼性に直接影響を与えることが
なく、第１および第２の電極層の間に形成するガ
ラス層の材料として低融点のガラスを使用するこ
とができ、電極材料に高融点の材料を必要としな
いとともに、信頼性の高い発熱抵抗体を有するサ
ーマルヘツドを簡単な構成により実現することが
できる。
As explained above, in the thermal head and its manufacturing method of the present invention, a plurality of electrode layers are sequentially laminated on one surface of a substrate so as to face each other with a glass layer serving as an electrical insulating layer and a thermal resistance layer interposed therebetween. At the same time, in a thermal head in which a heating resistor is formed on the exposed end face of each electrode layer by cutting the edge of the substrate containing each of the layers, a low melting point glass layer fired at a temperature of about 1000°C or less is used as the glass layer. At the same time, an insulating layer is provided between the low melting point glass layer and the heating resistor to form a smooth base layer for the heating resistor by covering the low melting point glass layer, and a conductive layer is further provided. Since each electrode layer is guided onto the insulating layer and conduction is established between each electrode layer and the heating resistor, the material of the glass layer does not directly affect the reliability of the heating resistor. Low melting point glass can be used as the material of the glass layer formed between the first and second electrode layers, a high melting point material is not required for the electrode material, and a highly reliable heating resistor is provided. The thermal head can be realized with a simple configuration.
第１図〜第４図は本発明のサーマルヘツドおよ
びその製造方法の一実施例を示す構成図、第５図
および第６図は従来のサーマルヘツドの一例を示
す構成図である。
１……基板、２，４……電極層、３……ガラス
層、５……保護ガラス層、６……発熱抵抗体、７
……保護層、８……導電層、９……絶縁層。
1 to 4 are block diagrams showing an embodiment of a thermal head and a method for manufacturing the same according to the present invention, and FIGS. 5 and 6 are block diagrams showing an example of a conventional thermal head. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2, 4... Electrode layer, 3... Glass layer, 5... Protective glass layer, 6... Heat generating resistor, 7
... Protective layer, 8 ... Conductive layer, 9 ... Insulating layer.
Claims (1)
抵抗層となるガラス層を介して対向するように基
板の一方の面に逐次積層形成するとともに前記各
層を含む基板端部の切断により前記各電極層の露
出した端面に発熱抵抗体を形成するようにしたサ
ーマルヘツドにおいて、前記ガラス層として1000
℃程度以下の温度で焼成される低融点ガラス層を
使用するとともに、この低融点ガラス層と前記発
熱抵抗体との間に形成され低融点ガラス層を被覆
して発熱抵抗体に対して平滑な下地層を形成する
絶縁層と、前記各電極層を前記絶縁層上に導き前
記各電極層と前記発熱抵抗体との間を導通させる
導電層とを具備してなるサーマルヘツド。 ２ 複数の電極層をそれぞれ低融点ガラス層を介
して対向するように基板の一方の面に逐次積層形
成する工程と、前記各層を含む基板をその端部に
おいて切断する工程と、この切断工程により端面
に露出した各電極層上に導電層を積層する工程
と、この導電層を含む前記切断端面に絶縁層を形
成し発熱抵抗体に対して平滑な下地層を形成する
工程と、この端面における前記絶縁層部分および
前記導電層部分を研磨して導電層を絶縁層上に露
出させる工程と、この研磨された端面に発熱抵抗
体を形成する工程とを含むサーマルヘツドの製造
方法。[Scope of Claims] 1. A plurality of electrode layers are sequentially stacked on one surface of a substrate so as to face each other with a glass layer serving as an electrical insulating layer and a thermal resistance layer interposed therebetween, and the edges of the substrate including each of the layers are stacked one after another. In a thermal head in which a heating resistor is formed on the exposed end face of each of the electrode layers by cutting, the glass layer is made of 1000 ml.
A low melting point glass layer fired at a temperature of about °C or less is used, and the low melting point glass layer is formed between the low melting point glass layer and the heat generating resistor to cover the heat generating resistor so as to provide a smooth surface for the heat generating resistor. 1. A thermal head comprising: an insulating layer forming a base layer; and a conductive layer guiding each of the electrode layers onto the insulating layer and providing electrical continuity between each of the electrode layers and the heating resistor. 2. A step of sequentially laminating a plurality of electrode layers on one surface of a substrate so as to face each other with a low melting point glass layer interposed therebetween, a step of cutting the substrate including each of the layers at its end, and a step of a step of laminating a conductive layer on each electrode layer exposed on the end surface; a step of forming an insulating layer on the cut end surface including the conductive layer to form a smooth base layer for the heating resistor; A method for manufacturing a thermal head comprising the steps of: polishing the insulating layer portion and the conductive layer portion to expose the conductive layer on the insulating layer; and forming a heating resistor on the polished end face.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2866686A JPS62184864A (en) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | Thermal head and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2866686A JPS62184864A (en) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | Thermal head and manufacture thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62184864A JPS62184864A (en) | 1987-08-13 |
| JPH0586756B2 true JPH0586756B2 (en) | 1993-12-14 |
Family
ID=12254834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2866686A Granted JPS62184864A (en) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | Thermal head and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62184864A (en) |
-
1986
- 1986-02-12 JP JP2866686A patent/JPS62184864A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62184864A (en) | 1987-08-13 |
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