JPH10297013A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

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JPH10297013A
JPH10297013A JP11747797A JP11747797A JPH10297013A JP H10297013 A JPH10297013 A JP H10297013A JP 11747797 A JP11747797 A JP 11747797A JP 11747797 A JP11747797 A JP 11747797A JP H10297013 A JPH10297013 A JP H10297013A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
conductive layer
protective film
common electrode
thermal head
Prior art date
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Pending
Application number
JP11747797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Sato
久志 佐藤
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To take a countermeasure against static electricity without causing any trouble even for lap finish and without limiting the range for selecting the material of a protective film by forming an insulation layer, a conductive layer and an abrasion resistant layer, constituting the protective film, sequentially on the upper layer of a heating element, an individual electrode and a common electrode. SOLUTION: A protective film 8 comprises an insulation layer 9 superposed on a heating element layer 3, a common electrode 4 and an individual electrode 5, a conductive layer 7 superposed on the insulation layer 9, and an uppermost abrasion resistant layer 10. The common electrode 4 and the individual electrode 5 are disposed oppositely through a gap G to form a heating part H. The common electrode 4 is partially formed in two layers in order to increase the current capacity and formed thicker than the individual electrode 5. Furthermore, an aluminum substrate 11 functioning as a heat sink and a holding member is provided beneath an alumina substrate 1. In order to enhance the effect for preventing electrostatic breakdown, the conductive layer 7 is grounded and held at a constant potential.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、感熱記録あるいは
熱転写記録用のサーマルヘッドに関し、特に、カード用
プリンタ、バーコード用プリンタ、ビデオ用プリンタ、
券売機等に適用されるサーマルヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal head for thermal recording or thermal transfer recording, and more particularly to a card printer, a bar code printer, a video printer, and the like.
The present invention relates to a thermal head applied to a ticket vending machine or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のサーマルヘッドの一例を
示す要部断面図である。同図において、アルミナ基板1
の上には蓄熱層つまりグレーズ2を介して発熱抵抗体層
3が設けられている。発熱抵抗体層3上にはギャップG
を介して対向配置された共通電極4および個別電極5が
設けられ、発熱抵抗体層3のうち、該共通電極4および
個別電極5間のギャップGと対応する部分が、印字ドッ
トに対応する発熱領域となる。発熱抵抗体層3と電極
4,5の上には耐摩耗性の保護膜6が形成される。保護
膜6には、印字媒体との摺動に耐え得るため、耐摩耗性
のほか、高硬度や温度変化による耐クラック性、湿度や
アルカリ等に対する安定性等の諸特性が要求される。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a sectional view of an essential part showing an example of a conventional thermal head. In FIG.
A heating resistor layer 3 is provided on the upper side via a heat storage layer, that is, a glaze 2. The gap G is formed on the heating resistor layer 3.
The common electrode 4 and the individual electrode 5 are provided so as to face each other, and a portion of the heating resistor layer 3 corresponding to the gap G between the common electrode 4 and the individual electrode 5 is provided with a heating element corresponding to the print dot. Area. A wear-resistant protective film 6 is formed on the heating resistor layer 3 and the electrodes 4 and 5. The protective film 6 is required to have various properties such as high hardness, crack resistance due to temperature change, stability against humidity, alkali, and the like, in addition to abrasion resistance in order to withstand sliding with the print medium.

【0003】ところで、保護膜6には一般に高抵抗材料
が用いられるため、該保護膜6に対して印字媒体が摺動
した場合に静電気が発生する。その結果、発熱抵抗体層
3に大きな電流が流れ、該発熱抵抗体層3が変質ないし
破壊することがある。
Since a high-resistance material is generally used for the protective film 6, static electricity is generated when the print medium slides on the protective film 6. As a result, a large current flows through the heating resistor layer 3, and the heating resistor layer 3 may be altered or destroyed.

【0004】このような不具合の対策として、保護膜自
体に導電性をもたせたり、保護膜の表面に導電層を積層
したりしたサーマルヘッドが提案されている。図7は、
保護膜6の表面に導電層7を積層した例である。例え
ば、導電層7は1μm厚さのタングステンの層である。
導電層を保護層表面に積層したサーマルヘッドの例は、
特開平5−286154号公報に記載されている。
As a countermeasure against such a problem, there has been proposed a thermal head in which the protective film itself has conductivity or a conductive layer is laminated on the surface of the protective film. FIG.
This is an example in which a conductive layer 7 is laminated on the surface of the protective film 6. For example, the conductive layer 7 is a layer of tungsten having a thickness of 1 μm.
An example of a thermal head with a conductive layer laminated on the protective layer surface is
It is described in JP-A-5-286154.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のサーマルヘ
ッドでは、次のような問題点がある。サーマルヘッドの
保護膜は、上述のように耐摩耗性や高硬度等、種々の特
性が要求される。しかし、静電気対策として保護膜自体
に導電性をもたせるようにするためには、上記の特性が
劣化しないような材料選択が必要となり、結果的に、保
護膜として使用できる材料の選択の幅が狭められるとい
う問題点がある。
The above-mentioned conventional thermal head has the following problems. As described above, the protective film of the thermal head is required to have various characteristics such as abrasion resistance and high hardness. However, in order to make the protective film itself conductive as a countermeasure against static electricity, it is necessary to select a material that does not deteriorate the above characteristics, and as a result, the range of selection of materials that can be used as the protective film is narrowed. There is a problem that it is.

【0006】また、保護膜に導電層を積層したもので
は、長時間の使用により導電層が摩滅し、静電気防止の
効果が小さくなるという問題点がある。さらに、印字媒
体としてOHPフィルム等、傷つきやすいものを想定し
て、サーマルヘッドの表面つまり保護層をラップ仕上げ
することがあるが、導電層が削られるためにこのような
仕上げを施すことができないという問題も生じる。
Further, in the case where the conductive layer is laminated on the protective film, there is a problem in that the conductive layer is worn out over a long period of use, and the effect of preventing static electricity is reduced. Furthermore, the surface of the thermal head, that is, the protective layer may be lap-finished on the assumption that the print medium is easily damaged, such as an OHP film. However, such a finish cannot be performed because the conductive layer is cut off. Problems arise.

【0007】本発明は、上述の問題点を解消し、保護膜
の材料選択幅を狭めることなく、かつラップ仕上げによ
っても不具合が生じない静電気対策をとることができる
サーマルヘッドを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thermal head which solves the above-mentioned problems, and which can take a countermeasure against static electricity which does not cause a problem even by lapping without narrowing a material selection range of a protective film. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、グレーズを介して絶縁基
板上に配された発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に複数の発
熱領域を形成するための個別電極および共通電極と、該
発熱抵抗体ならびに個別電極および共通電極の上層に設
けられ、下層から順に絶縁層、導電層および耐摩耗層が
配されてなる保護膜とを具備した点に第1の特徴があ
り、前記絶縁層および耐摩耗層が同一材料からなる点に
第2の特徴がある。また、本発明は、前記導電層を定電
位に保持する手段を具備した点に第3の特徴がある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention provides a heating resistor disposed on an insulating substrate through a glaze, and a plurality of heating resistors provided on the heating resistor. An individual electrode and a common electrode for forming a region, and a protective film provided on the heating resistor and the individual electrode and the common electrode, and provided with an insulating layer, a conductive layer, and a wear-resistant layer in order from the lower layer. There is a first feature in that it is provided, and a second feature in that the insulating layer and the wear-resistant layer are made of the same material. The present invention has a third feature in that the present invention includes a means for maintaining the conductive layer at a constant potential.

【0009】上記第1ないし第3の特徴によれば、保護
膜の最上層に耐摩耗層を形成したので、その下層の導電
層は保護される。そして、耐摩耗層に生じた電荷に対応
して導電層に生じる電荷は、該導電層内に拡散して発熱
領域に電荷が集中しなくなるため、静電破壊を防止でき
る。特に、第3の特徴によれば、導電層は、例えば接地
されて定電位に保持されるため、発熱領域に電荷が集中
して静電破壊を引き起こすということがなくなる。
According to the first to third features, since the wear-resistant layer is formed on the uppermost layer of the protective film, the lower conductive layer is protected. Then, the electric charge generated in the conductive layer corresponding to the electric charge generated in the wear-resistant layer is diffused into the conductive layer, and the electric charge is not concentrated on the heat generating region, so that the electrostatic breakdown can be prevented. In particular, according to the third feature, the conductive layer is kept at a constant potential by, for example, being grounded, so that the charge is not concentrated on the heat generation region and causes the electrostatic breakdown.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図1は本発明のサーマルヘッドの発熱
部を示す断面図、図2は電極の配置を示す平面図であ
り、図6,図7と同符号は同一または同等部分である。
なお、図1,図2は互いの作図尺度は同一ではなく、特
に、図1の厚みは理解の容易のため誇張して記載してあ
る。保護膜8は、発熱抵抗体層3、共通電極4および個
別電極5に重ねられた絶縁層9、該絶縁層9の上にさら
に重ねられた導電層7、ならびに最上層に設けられた耐
摩耗層10からなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a heat generating portion of a thermal head according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of electrodes. The same reference numerals as in FIGS. 6 and 7 denote the same or equivalent parts.
It should be noted that FIGS. 1 and 2 do not have the same drawing scale, and in particular, the thickness of FIG. 1 is exaggerated for easy understanding. The protective film 8 includes an insulating layer 9 overlaid on the heating resistor layer 3, the common electrode 4 and the individual electrode 5, a conductive layer 7 further overlaid on the insulating layer 9, and a wear-resistant layer provided on the uppermost layer. Consists of layer 10.

【0011】絶縁層9は例えばSiX Y Z (X=1,Y=
1 〜2,Z=0 〜1.5)、導電層7は例えばアルミニウムで形
成できる。耐摩耗層10としては、Ta2 5 、Si
C、Al2 3 、B4 C等、周知の耐摩耗材料を使用で
きる。耐摩耗層10は必ずしも絶縁層9と異なる材質に
することはなく、例えば、絶縁層9と同じSiX Y
Z で形成してもよい。
The insulating layer 9 is made of, for example, Si X O Y N Z (X = 1, Y =
1 to 2, Z = 0 to 1.5), and the conductive layer 7 can be formed of, for example, aluminum. Ta 2 O 5 , Si
Well-known wear-resistant materials such as C, Al 2 O 3 and B 4 C can be used. Abrasion resistant layer 10 is not necessarily be a material different from the insulating layer 9, for example, the same Si X O Y N and the insulating layer 9
It may be formed of Z.

【0012】共通電極4および個別電極5は発熱部Hを
形成するため互いにギャップGを有して対向している。
共通電極4は電流容量を大きくとるため部分的に2層重
ねにしてあり、個別電極5よりも厚みが大きくなってい
る。また、アルミナ基板1の下層にはヒートシンクおよ
び保持部材として機能するアルミニウム基板11が設け
られている。前記導電層7は、静電破壊の防止効果を高
めるため、接地して定電位に保持するのが好ましい。な
お、本実施形態では、後述のように接地により静電防止
効果を高めているが、導電層7を定電位に保持すること
ができればよいのであって、必ずしも接地するのに限ら
ない。例えばデジタル制御電源のハイ側(VH )に導電
層7を接続するようにしてもよい。
The common electrode 4 and the individual electrode 5 are opposed to each other with a gap G to form a heating portion H.
The common electrode 4 is partially overlapped with two layers in order to increase the current capacity, and is thicker than the individual electrodes 5. Further, an aluminum substrate 11 functioning as a heat sink and a holding member is provided below the alumina substrate 1. The conductive layer 7 is preferably grounded and kept at a constant potential in order to enhance the effect of preventing electrostatic breakdown. In the present embodiment, the antistatic effect is enhanced by grounding, as described later. However, it is only necessary that the conductive layer 7 can be maintained at a constant potential, and the grounding is not necessarily required. For example, the conductive layer 7 may be connected to the high side (VH) of the digital control power supply.

【0013】図3は前記発熱部と制御部との接続部を示
す要部平面図、図4は図3のA−A´断面図、図5は同
B−B´断面図である。図3〜図5において、アルミニ
ウム基板11上に接着等で固定された配線基板12には
駆動用IC13ならびに配線パターン14,15が施さ
れている。駆動用IC13は複数設けられるが、ここで
は1個のみが図示されている。
FIG. 3 is a plan view of a main part showing a connecting portion between the heating unit and the control unit. FIG. 4 is a sectional view taken along line AA 'of FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line BB' of FIG. 3 to 5, a driving IC 13 and wiring patterns 14 and 15 are provided on a wiring substrate 12 fixed on an aluminum substrate 11 by bonding or the like. Although a plurality of driving ICs 13 are provided, only one is shown here.

【0014】前記個別電極5の端子5a上では保護膜8
は除去されていて、該端子5aが露出している。導電層
7の端部には突出部7aが形成され、前記個別電極5の
端子5aと同様、該突出部7aの上の耐摩耗層10は除
去されている。前記個別電極5の端子5aは金ワイヤ1
6によって駆動用IC13に接続されていて、該駆動用
IC13はさらに、金ワイヤ17によって配線パターン
14に接続されている。一方、前記導電層7の突出部7
aは金ワイヤ18によって配線パターン(ランド)15
に接続されていて、該ランド15はさらに、抵抗19を
介して接地されている。なお、抵抗19は突発的な高電
流を制限する作用を果たすものであり、必須の構成では
なく、省略することもできる。
On the terminal 5a of the individual electrode 5, a protective film 8
Has been removed, and the terminal 5a is exposed. A protrusion 7a is formed at an end of the conductive layer 7, and the wear-resistant layer 10 on the protrusion 7a is removed similarly to the terminal 5a of the individual electrode 5. The terminal 5a of the individual electrode 5 is a gold wire 1.
The driving IC 13 is connected to the wiring pattern 14 by a gold wire 17. On the other hand, the protrusion 7 of the conductive layer 7
a is a wiring pattern (land) 15 formed by a gold wire 18;
The land 15 is further grounded via a resistor 19. The resistor 19 functions to limit sudden high current, and is not an essential component and can be omitted.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1〜請求項4の発明によれば、導電層を設けているの
で、印字媒体との摺動により発生した電荷が局部的に蓄
積せず、発熱抵抗体の静電破壊を招来することがでな
い。しかも、該導電層はその上層に形成している耐摩耗
層で保護されているので摩滅することがなく、長期の使
用によっても静電防止作用が損なわれない。導電層を保
護している耐摩耗層の平滑性が要求される場合に、例え
ばラップ仕上げ等を施すことが可能である。
As is apparent from the above description, according to the first to fourth aspects of the present invention, since the conductive layer is provided, electric charges generated by sliding with the print medium are locally accumulated. This does not lead to electrostatic breakdown of the heating resistor. In addition, since the conductive layer is protected by the abrasion-resistant layer formed thereon, it does not wear out, and the antistatic effect is not impaired even by long-term use. When the smoothness of the wear-resistant layer protecting the conductive layer is required, for example, lapping or the like can be performed.

【0016】また、発熱抵抗体に多結晶シリコンを使用
しているような場合、保護膜上に電荷の蓄積があると電
界効果によって該発熱抵抗体の抵抗が変化し、発熱温度
に影響を与えて印字の品質を劣化させる。しかし、本発
明によれば、このような電界効果は発生しないので、発
熱抵抗体の抵抗値は安定し、印字の品質が安定する。こ
の効果は、特に請求項3,4の発明において顕著であ
る。
In the case where polycrystalline silicon is used for the heating resistor, if electric charges are accumulated on the protective film, the resistance of the heating resistor changes due to an electric field effect, and the heating temperature is affected. Degrades print quality. However, according to the present invention, since such an electric field effect does not occur, the resistance value of the heating resistor is stabilized, and the printing quality is stabilized. This effect is particularly remarkable in the third and fourth aspects of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの
要部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a thermal head according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの
要部平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a main part of a thermal head according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドの
発熱部と制御部との接続部を示す要部平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a main part showing a connecting portion between a heating unit and a control unit of the thermal head according to the embodiment of the present invention.

【図4】 前記接続部のA−A´断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the connection portion.

【図5】 前記接続部のB−B´断面図である。要部断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view of the connection section taken along line BB ′. It is principal part sectional drawing.

【図6】 従来のサーマルヘッドの要部平面図である。FIG. 6 is a plan view of a main part of a conventional thermal head.

【図7】 従来のサーマルヘッドの要部断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a main part of a conventional thermal head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アルミナ基板、 2…グレーズ、 3…発熱抵抗
体、 4…共通電極、 5…個別電極、 7…導電層、
8…保護膜、 9…絶縁層、 10…耐摩耗層、11
…アルミニウム基板、 12…配線基板、 13…駆動
用IC、 14,15…配線パターン、 16,17,
18…金ワイヤ、 19…抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Alumina substrate, 2 ... Glaze, 3 ... Heating resistor, 4 ... Common electrode, 5 ... Individual electrode, 7 ... Conductive layer,
8: protective film, 9: insulating layer, 10: wear-resistant layer, 11
... Aluminum substrate, 12 ... Wiring board, 13 ... Drive IC, 14,15 ... Wiring pattern, 16,17,
18 ... gold wire, 19 ... resistance

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 グレーズを介して絶縁基板上に配された
発熱抵抗体と、 前記発熱抵抗体に複数の発熱領域を形成するため、該発
熱抵抗体に接続された個別電極および共通電極と、 前記発熱抵抗体ならびに個別電極および共通電極の上層
に設けられ、下層から順に絶縁層、導電層および耐摩耗
層が配されてなる保護膜とを具備したことを特徴とする
サーマルヘッド。
1. A heating resistor disposed on an insulating substrate via a glaze; an individual electrode and a common electrode connected to the heating resistor to form a plurality of heating regions in the heating resistor; A thermal head, comprising: a protective film provided on an upper layer of the heating resistor and the individual electrodes and the common electrode, and provided with an insulating layer, a conductive layer, and a wear-resistant layer in order from the lower layer.
【請求項2】 前記絶縁層および耐摩耗層が同一材料か
らなることを特徴とする請求項1記載のサーマルヘッ
ド。
2. The thermal head according to claim 1, wherein the insulating layer and the wear-resistant layer are made of the same material.
【請求項3】 前記導電層を定電位に保持する手段をさ
らに具備したことを特徴とする請求項1または2記載の
サーマルヘッド。
3. The thermal head according to claim 1, further comprising means for maintaining the conductive layer at a constant potential.
【請求項4】 前記導電層を抵抗を介して定電位に保持
する手段を実現したことを特徴とする請求項3記載のサ
ーマルヘッド。
4. A thermal head according to claim 3, wherein a means for holding said conductive layer at a constant potential via a resistor is realized.
JP11747797A 1997-04-22 1997-04-22 Thermal head Pending JPH10297013A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000196026A (en) * 1998-12-30 2000-07-14 Stmicroelectronics Inc Electrostatic discharge protection for sensor

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JP2000196026A (en) * 1998-12-30 2000-07-14 Stmicroelectronics Inc Electrostatic discharge protection for sensor

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