KR100187606B1

KR100187606B1 - 서멀프린트헤드

Info

Publication number: KR100187606B1
Application number: KR1019960700487A
Authority: KR
Inventors: 히데오 타니구치; 토시히코 타카쿠라; 히데아키 호키; 마사토시 나카니시
Original assignee: 사토 게니치로; 로무 가부시키가이샤
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 1999-06-01
Also published as: US5680170A; DE69504011T2; CN1128972A; EP0711669B1; WO1995032867A1; EP0711669A4; EP0711669A1; KR960703732A; DE69504011D1; TW261586B; CN1053616C

Abstract

본 발명의 서멀 프린트 헤드는 표면(8a), 뒷면(8b), 제1길이 가장자리면(8c) 및 제2길이 가장자리면 (8d)을 가진 절연성의 헤드기판(8)을 구비하고 있다. 이 헤드기판(8)의 표면 (8a)에는 제1길이 가장자리면(8c)에 따르는 일련의 발열도트(10a)와, 제1길이 가장자리면(8c) 근방에서 일련의 발열도트(10a)에 전기 접속되도록 형성된 공통 전극 패턴(11)과, 이 공통 전극 패턴(11)으로부터 떨어지는 방향으로 뻗는 동시에, 각각의 발열도트(10a)에 전기 접속되는 개별 전극(12)이 형성되어 있다.

발열도트(10a)는 구동 요소에 의해 선택적으로 발열된다. 공통 전극 패턴(11)은 적어도 헤드기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c), 뒷면(8b) 및 제2길이 가장자리면(8d)을 덮는 보조 전극층(14)에 전기적으로 도통되어 있다.

Description

서멀 프린트 헤드

제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 서멀 프린트 헤드를 예시한 측면도.

제2도는 동 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부를 예시한 단면도.

제3도는 제2도에 예시한 헤드부의 주요부를 나타낸 부분 평면도.

제4도는 제1도에 예시한 서멀 프린트 헤드의 사용예를 예시한 개략 측면도.

제5도는 (a)~(j)는 제2도 및 제3도에 예시한 헤드부를 제조하는 순차적인 공정을 나타내는 도면.

제6도는 본 발명의 제2실시예에 관한 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 나타내는 부분 평면도.

제7도는 본 발명의 제3실시예에 관한 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 나타내는 부분 평면도.

제8도는 본 발명의 제4실시예에 관한 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 나타내는 부분 평면도.

제9도는 본 발명의 제5실시예에 관한 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 나타내는 부분 단면도.

제10도는 제9도에 예시한 헤드부의 부분 평면도.

제11도 (a)~(g)는 제9도 및 제10도에 예시한 헤드부를 제조하는 순차적인 공정을 나타내는 부분 단면도.

제12도는 본 발명의 제6실시예에 관한 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 나타내는 부분 단면도.

제13도는 제12도에 예시한 헤드부의 부분 평면도.

제14도는 종래의 서멀 프린트 헤드를 예시한 개략 측면도.

본 발명은 서멀 프린트 헤드에 관한 것으로, 특히 서멀 프린트 헤드의 헤드기관에 있어서의 구성에 관한 것이다.

종래, 팩시밀리등의 OA기기의 프린터, 매표기의 프린터 및 라벨 프린터등에 서멀 프린트 헤드가 광범위하게 사용되고 있다. 주지한 바와같이 서멀 프린트 헤드는 감열지나 열전사 잉크 리본등의 인자매체에 대하여 선택적으로 열을 부여하여 필요한 화상정보를 형성하는 것이다.

서멀 프린트 헤드는 일반적으로 그 발열저항체, 전극용 도체층등의 형성 방법에 의해 박막형 서멀 프린트 헤드와 후막형 서멀 프린트 헤드로 크게 분류된다. 박막형 서멀 프린트 헤드에서는 기판 혹은 유리 글레이즈 층상에 스패터링 등에 의해 발열 저항체난 전극용 도체층을 박막 형상으로 형성한 것이다. 이것에 대하여 후막형 서멀 프린트 헤드에서는 적어도 발열 저항체가 스크린 인쇄 및 소성등의 공정을 통하여 후막 형상으로 형성된다.

본 발명은, 이들 박막형 서멀 프린트 헤드와 후막형 서멀 프린트 헤드의 쌍방에 적용할 수 있는 것이다.

설명의 편의를 위하여 종래의 전형적인 후막형 서멀 프린트 헤드의 구성을 제14도에 도시하였다. 동도에 도시된 서멀 프린트 헤드는, 세라믹 등의 절연성 재료로 이루어지는 헤드기판(21)을 구비하고 있다. 이 헤드 기판(21)의 표면에는 축열체로서의 유리 글레이층(22)이 형성되어 있고, 그 글레이즈 층(22)의 표면에 직선 형상의 발열 저항체(23)가 후막 형성으로 형성되어 있다.

또, 글레이즈 층(22) 표면에는, 발열 저항체(23)에 전기적으로 도통하는 빗살부를 가진 공통 전극 패턴(24)과, 동일하게 발열 저항체(23)에 전기적으로 도통하는 복수의 개별 전극(25)이 형성되어 있고, 공통 전극 패턴(25)의 빗살부가 직성 형상의 발열 저항체(23)를 복수의 발열도트로 분할하고 있다. 또한, 글레이즈 층(22)표면에는 발열 저항체(23)에 통전하기 위한 복수의 구동 IC(26)가 탑재되어 있고, 각 구동 IC(26)는 본딩 와이어(27)를 통하여 개별 전극(25) 및 글레이즈 층(22)상의 회로 패턴(도시않음)의 소정 부위에 접속되어 있다. 그리고, 구동 IC(126)는 본딩 와이어 (27)과 함께 보호 수지체로 위요 되어 있다.

동작중에 있어서는, 공통 전극 패턴(23)을 일정한 전위에 유지한 상태로, 구동용 IC(26)로부터 개별 전극(25)을 통하여 선택적으로 전류를 흘림으로써 발열 저항체(23)에 있어서의 발열 도트를 선택적으로 발열시킨다. 이 결과, 플래튼(29)으로 백업된 인자 매체(예컨대, 감열지)(30)에 소망의 화상이 형성된다.

상기 구성의 서멀 프린트 헤드에서는 발열 저항체(23)는 가능한 한 헤드기판(21)의 한쪽 길이 가장자리부의 근방에 설치하는 것이 바람직하다. 그 이유는 발열 저항체(23)를 헤드 기판(21)의 길이 가장자리부 근방에 배치한 쪽이 인자 매체(30)와 보호수지체(28)와의 간섭을 피하기 쉬울뿐더러, 헤드 기판(21)을 플래튼(29)에 대하여 경사 시킴으로써, 배치의 자유도나 인자 품질을 높일 수 있기 때문이다.

그러나, 발열 저항체(23)를 헤드기판(21)의 한쪽의 길이 가장자리부의 근방에 배치하면, 그 몫만 공통 전극 패턴(24)을 형성하는 스페이스가 축소되기 때문에, 발열에 필요한 충분한 전류 용량(전류로)을 확보할 수 없게 된다. 그 결과, 공통 전극 패턴(24)에 있어서의 저항이 문제로 되고, 발열 저항체(23)의 길이 방향의 전압 강하에 의해 발열 도로간에 발열량의 편차가 생겨서 인자 품질이 저하된다.

특히, 최근 보급율이 높아져 가고 있는 컬러 인쇄에 있어서는, 모든 발열 도트가 동시에 발열하는 소위 「전체 형상 인쇄」가 많이 사용되기 때문에 커다란 전류 용량의 확보는 극히 중요하다.

이와 같은 요청에 대응하기 위해서는, 헤드 기판(21)의 폭을 확대하여 발열 저하체(23)와 헤드 기판(21)의 한쪽 길이 가장자리부와의 사이에 충분한 전류 용량을 지닌 전극 패턴을 형성하는 스페이스를 설정하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 해결책은, 헤드 기판(21)의 대형화에 귀착하며, 서멀 프린트 헤드의 소형화라고하는 일반적 요청에 반한다.

그래서, 본 발명의 목적은 소형화의 요청을 만족시키면서, 컬러 인쇄의 경우와 같이 전체 형상 인쇄가 다용되는 경우라도, 충분한 전류 용량을 확보하여 화상 품질의 저하를 방지할 수 있는 서멀 프린터 헤드를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표면, 뒷면, 제1길이 가장자리면 및 제2길이 가장자리면을 가진 절연성의 헤드 기판과, 상기 헤드 기판의 표면에 있어서, 상기 제1길이 가장자리면에 따르도록 형성된 일련의 발열 도트와, 상기 헤드 기판의 표면에 있어서, 상기 제1길이 가장 자리면 근방에서 상기 일련의 발열 도트에 전기 접속 되도록 형성된 공통 전극 패턴과, 상기 헤드 기판의 표면에 있어서, 상기 공통 전극 패턴에서 떨어지는 방향으로 뻗는 동시에, 각각의 발열 도트에 전기 접속 되도록 형성된 개별전극과, 상기 발열 도트를 선택적으로 발열 시키기 위한 구동 수단을 구비한 서멀 프린트 헤드로서, 상기 공통 전극 패턴은 적어도 상기 헤드 기판의 제1길이 가장자리면을 덮는 보조 전극층에 전기적으로 도통 되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드를 제공한다.

이상의 구성에 의하면, 공통 전극 패턴에 전기적으로 도통하는 보조 전극층이 전류로를 확보하여 전류에 대한 저항을 감소시킨다. 따라서, 모든 발열 도트가 동시에 발열하는 전체 형상 인쇄라도, 헤드 기판의 길이 방향의 전압 강하는 거의 편승하는 일 없이 화상 품질의 저하를 발생시키지 않는다. 더구나, 보조 전극층은 헤드 기판의 제1길이 가장자리면을 이용하여 형성되기 때문에, 보조 전극층을 설정하기 위하여 헤드 기판의 폭을 확대할 필요가 없다. 따라서, 서멀 프린트 헤드의 소형화라고 하는 요청도 동시에 만족시킬 수 있다.

상기 보조 전극층은 헤드 기판의 뒷면 또는 뒷면과 제2길이 가장자리면의 양쪽을 덮도록 해도 무방하다. 이 구성에 의해 전류로의 더한 확대를 도모할 수 있다.

본 발명의 적절한 실시예에 의하면, 상기 헤드 기판의 제1가장 자리면은 상기 표면에 인접하는 단자부를 가지고 있고, 상기 공통 전기 패턴은 상기 단차부내에 뻗어 있으며, 상기 보조 전극층도 상기 단차부내에 뻗어서 상기 공통 전극 패턴에 전기적으로 도통되어 있다. 이 구성에 의해 공통 전극 패턴과 보조 전극층과의 전기적 도통을 더욱 향상할 수 있다.

상기 헤드 기판의 표면은 상기 제1길이 가장자리부 근방에 있어서 볼록형 상부를 가진 글레이즈 층을 구비하고 있어도 무방하다. 이 경우, 상기 일련의 발열 도트는 글레이즈 층의 볼록 형상부의 정상부 라인에 대하여 상기 헤드 기판의 제1길이 가장자리부측에 쳐지도록 하면, 헤드 기판을 플래튼에 대하여 커다란 접촉각으로 접촉시켜서, 이자 품질을 높일 수 있으므로 바람직하다.

상기 글레이즈층은, 상기 헤드 기판의 표면 전체를 실질적으로 덮는 동시에, 상기 블록 형상부에 연속되는 평탄부를 가지고 있어도 무방하다. 혹은 상기 글레이즈층은 상기 볼록 형상부만을 갖는 부분 글레이즈층이라도 무방하다. 또, 상기 헤드 기판 및 상기 구동 수단은 별체의 절연성지지기판상에 병설하는 것이 유리하다.

상기 발열 도트는 상기 헤드 기판 표면에 패턴화하여 형성된 박막의 저항체층으로 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 공통 전극 패턴 및 상기 개별 전극은 상기 저항체 상에 형성되게 된다. 또, 상기 공통 전극 패턴은 크롬으로 이루어지는 층을 포함할 수 있다.

또한, 상기 개별 전극은 크롬으로 이루어지는 제1층과, 크롬 이외의 금속으로 이루어지는 제2층을 포함하며, 상기 제2층은 상기 일련의 발열 도트에 향하여 상기 제1층의 바로 앞가지밖에 뻗어있지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 일련의 발열 도트는 라인 형상으로 연속적으로 형성된 후막의 저항체에 의해 구성하여도 무방하다.

본 발명의 기타의 목적, 특징 및 이점은, 이하에 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하는 실시예로 명백하게 된다.

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 적절한 실시예를 설명한다. 또한, 첨부 도면에 있어서 동일 또는 유사한 요소에는 동일한 참조 부호를 사용하고 있다.

제1-3도는, 본 발명의 제1실시예에 관한 서멀 프린트 헤드를 예시한다. 제1실시예의 서멀 프린트 헤드는, 참조 부호(A)로 포괄적으로 예시되어 있고, 주로, 헤드부(1)와 지지기판(2)과, 방열판(3)을 구비하고 있다.

지지기판(2)은 세라믹 등의 절연 재료로 구성되어 있고, 제1도에 도시한 바와 같이 그 표면에는 도체회로 패턴(4)이 형성되어 있다. 또, 지지기판(2)의 표면에는 복수의 구동 IC(5)(1개만 도시)가 헤드부(1)와 함께 탑재되어 있다. 각 구동 IC(5)는 와이어 본딩을 통하여 한쪽에서는 헤드부(1)에대하여 전기 접속되고, 다른 쪽에서는 도체회로 패턴(4)의 소정 부분에 대하여 전기 접속되어 있다.

또한, 지지기판(3)의 아래면은, 알루미늄등의 열전도율이 높은 금속으로 이루어지는 방열판(4)에 고정되어 있고, 그 결과, 헤드부(1)로부터 지지기판(2)에 도망간 열량 부분은 방열판(3)을 통하여 빠르게 대기중에 확산된다.

구동 IC(5)는, 전기 접속용의 본딩 와이어와 함께 보호 수지 부재(6)에 의해 포장되어 있다. 그러나, 구동 IC(5)는 헤드부(1)상에 탑재되는 것이 아니고, 헤드부(1)와 함께 지지기판(2)에 병설되어 있기 때문에, 헤드부(1)의 윗면을 각 구동 IC(5)의 윗면 보다도 높게 할 수 있다(제1도 참조). 이 결과 보호 수지 부재(6)가 헤드부(1)의 윗면을 넘어서 돌출하는 정도는 제14도에 도시하는 종래예의 구성에 있어서의 경우보다도 작게 할 수가 있고, 그 몫만큼 보호 수지 부재(6)가 인자중에 플래튼(도시않음)에 백업되는 인자 매체(7)(예컨대, 감열지)와 간섭하기 어렵게 된다.

제2도에 도시한 바와 같이 헤드부(1)는 세라믹등의 절연 재료로 이루어지는 헤드 기판(8)을 포함하고 있고, 이 헤드 기판(8)은 단면 직사각형이며, 표면(8a)과, 이 표면(8a)과 반대의 아래면(8b)과, 제1길이 가장자리면(8c)과, 이 제1길이 가장자리면(8c)과 반대의 제2가장자리면(8d)을 가지고 있다. 헤드 기판(8)의 표면(8a)에는 축열 부재로서의 유리 글레이즈층(9)이 형성되어 있고, 이 글레이즈층(9)은 헤드 기판(8)의 표면 (8a)에 대하여 대략 평행한 표면을 가진 평탄부(9a)와 평탄부(6a)보다도 높게 치솟은 볼록 형상부(9b)를 가지고 있다.

글레이즈층(9) 표면에는, 박막 형상의 저항체층(10)이 형성되어 있다. 이 저항체 스트립(10)은 헤드 기판(8)의 횡단 방향(즉, 헤드 기판 8의 길이 가장자리면 8c,8d 에 직교하는 방향)으로 뻗도록 슬릿(S)(제3도 참조)에 의해 소정 피치로 분할되어 있다.

제2도 및 제3도에 도시한 바와같이, 저항체(10)의 표면에는 헤드 기판(8)의 제 1길이 가장자리면(8c)에 인접하는 공통 전극 패턴(11)과, 이들 공통 전극 패턴(11)으로부터 이간되고 또한 그레이즈층(9)의 볼록 형상(9b)으로부터 헤드 기판(8)의 제2길이 가장자리면(8d)에 향하여 뻗는 개별 전극(12)이 형성되어 있다. 상기 슬릿(S)은 개별 전극(12)을 상호 전기적으로 분리하는 동시에 공통 전극 패턴(11)의 위치까지 뻗어있다.

상기한 바와 같이 개별 전극(12)은 공통 전극(11)으로부터 이간되어 있다. 따라서, 저항체층(10)은 공통 전극 패턴(11)과 개별 전극(12)과의 사이에 있어서 노출되고, 그 노출부가 헤드 기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c)에 따라 직선 형상으로 뻗는 도트(발열영역)(10a)를 구성한다.

본 실시예에 있어서는, 제3도에 도시한 바와같이 각각의 발열 도트(10a)를 통과하는 중심 라인(C)는, 글레이즈층(9)의 볼록형 상부(9b)의 정상부 라인(T)에 대하여, 헤드 기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c)쪽으로 쳐지고 있다. 따라서, 제1도에 도시한 바와같이 헤드부(1)를 인자 매체(7)에 대하여 경사각(접촉각)(θ)를 가지고 접촉시킬 수 있다.

더구나, 중심 라인(C)의 정상부 라인(T)로 부터의 쳐짐을 조정함으로써, 접촉각(θ)를 30°정도(또는 그이상)까지 크게 설정할 수 있게 된다. 또한 여기서 말하는 접촉각(θ)이란, 정확하게는 접촉점에 있어서의 플래튼(도시않음)의 접선에 대하여 헤드부(1)가 이루는 각도를 말하며, 인자 매체(7)는 실제로는 플래튼에 의해 원호 형상으로 지지(백업)된다.

한편, 중심 라인(C)의 정상부 라인(T)로 부터의 쳐짐량을 작게 하거나 0으로 함으로써 접촉각(θ)을 0으로 근접시킬 수도 있다. 이 경우 헤드부(1)에 대한 보호 수지 부재(6)의 윗쪽에의 돌출량이 작아져 있기 때문에 인자 매체(7)가 보호 수지 부재(6)에 간섭하지 않는 것은 상기한 바와 같다.

또한, 글레이즈층(9)의 볼록 형상부(9b)는 평탄부(9a)를 넘어서 윗쪽으로 돌출할 필요는 없고, 평탄부(9a)로부터 서서히 높이가 낮아지는 원호 형상으로 형성 되어도 무방하다. 이 경우에는 정상부 라인(T)는 볼록 형상부(9b)와 평탄부(9a)의 경계에 따르는 선으로 한다.

본 실시예에 있어서는, 제2도에 도시한 바와 같이 저항체층(10)의 발열 영역(발열도트)(10a), 공통 전극 패턴(11) 및 개별 전극(12)은 보호층(13)에 의해 덮여져 있다. 이 보호층(13)은 저항체층(10)의 발열 영역(10a), 공통 전극 패턴(11) 및 개별 전극(12)이 공기와의 접촉에 의해 산화되거나, 인자 매체(7)(제1도)와의 접촉에 의해 마모되거나 하는 것을 방지하는 작용을 발휘한다.

그리고, 공통 전극 패턴(11)은, 헤드 기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c)측에 있어서 보호층(13)으로부터 노출되고, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 보조 전극층(14)에 전기 접속되어 있다. 따라서, 공통 전극 패턴(11)의 모든 부분은 보조 전극층(14)을 통하여 상호 전기적으로 도통하여 동일 전위로 유지된다. 바꾸어 말하면, 보조 전극층(14)은, 공통 전극 패턴(11)의 모든 부분에 대한 공통 접속부로서 기능한다.

본 실시예에서는, 보조 전극층(14)은 헤드 기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c), 뒷면(8b) 및 제2길이 가장자리면(8d)의 전체를 덮고 있고, 제1길이 가장 자리면 (8c)측에 있어서는, 공통 전극 패턴(11)을 넘어서 보호층(13)의 위치까지 이르고 있다. 이와 같이 보조 전극층(14)은 커다란 면적을 가짐에 따라 전류로를 확대하고, 헤드부(1)의 길이 방향의 전압 강하를 실질적으로 해소한다.

따라서, 전발열 도트(10a)가 동시에 발열하는 경우(소위 「전체 형상 인쇄」하는 경우)에도 충분한 전류를 흘릴 수 있고 인자 품질의 저하를 초래하는 일은 없다. 더구나, 이와같은 전류로의 확대는 보조 전극층(14)을 헤드 기판(8)의 제 1길이 가장자리면(8c), 뒷면(8b) 및 제2길이 가장자리면(8d) 에 형성함으로써 행하고 있으므로, 헤드 기판(8)의 폭을 크게 할 필요가 없고, 헤드부(1) 및 서멀 프린트 헤드(A)본체의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

헤드부(1)를 지지기판(2)에 탑재함에 있어서는 (제1도 참조), 보조 전극층(14)이 헤드 기판(8)의 뒷면(8b)에 뻗어 있기 때문에 헤드부(1)는 은립자 등을 함유한 도전성 접착제를 사용하여 지지기판(2)의 회로패턴(4)에 있어서의 소정 부위에 순조롭게 전기적으로 접속된다. 혹은, 알루미늄(Al)등으로 형성되는 보조전극 층(14)에 니켈(Ni)도금을 입히면 납땜에 의해 헤드부(1)를 지지기판(2)에 실제 장착할 수도 있다.

또한, 보조 전극층(14)은 헤드 기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c)만을 덮도록 형성해도 된다. 이 경우라도 보조 전극층(14)은 헤드 기판(8)의 뒷면(8b)에 향하여 뻗게 되므로 헤드부(1)를 지지기판(2)에 탑재함에 있어, 납땜에 의해 보조 전극층(14)을 지지기판(2)의 회로 패턴(4)에 있어서의 소정 부위에 순조롭게 전기적으로 접속된다.

제4도는, 이상의 구성을 가진 서멀 프린트 헤드(A)의 사용예를 예시한다. 이 사용예에서는, 인자 매체(7)에 대하여 컬러 인쇄를 행하도록 동일 구성을 가진 3개의 서멀 프린트 헤드(Ay, Am, Ac)를 플래튼(15)에 대향하여 배치하고 있다. 이중, 서멀 프린트 헤드(Ay)는 황색 인쇄를 행하고, 서멀 프린트 헤드(Am)은 적색(마젠타)의 인쇄를 행하고, 서멀 프린트 헤드(Ac)는 청색(시안)의 인쇄를 행한다.

일반적으로 컬러 인쇄에 있어서는, 전체 형상 인쇄가 많이 이용되므로 사용 전류량이 커지는 경향이 있다. 따라서 제2도에 도시한 바와같이 각 서멀 프린트 헤드(Ay, Am, Ac)에 있어서의 헤드부(1)가 보조 전극층에 의해 허용 전류량을 크게 하고 있음은 특히 유리하다. 더구나, 허용 전류량의 크기에도 불구하고, 이미 설명한 바와 같이 규격을 작게 할 수 있으므로, 3개의 서멀 프린트 헤드(Ay, Am, Ac)를 배치함에 있어서 스페이스의 제약이 작게 된다.

그리고 서멀 프린트 헤드(헤드부 1)의 플래튼(15)에 대한 접촉각을 크게할 수 있는것도 배치 스페이스의 절약에 기여하는 동시에, 플래튼(15)에 대한 접촉압을 높여서 인자 품질을 향상시키는데 있어서도 유리하다.

다음에, 상기 실시예에 의한 서멀 프린트 헤드(A)에 있어서의 헤드부(10)의 제조 방법의 1예에 대해, 제5도 (a)~(j)를 참조하여 설명한다.

먼저 제5도(a)에 도시한 바와같이 복수의 헤드 기판의 크기에 대응하는 알루미늄이나 세라믹제 마스터 기판(8')을 준비한다.

즉, 이 마스터 기판(8')은, 후에 길이 분할 라인(DL¹) 및 횡단 분할 라인(DL²)에 따라 분할했을 때에, 복수의 헤드 기판을 부여한다.

다음에 제5도(b)에 도시한 바와같이 마스터 기판(8')표면에 유리 페이스트를 도포하여 소성함으로써 마스트 글레이즈층(9')을 형성한다. 다음에 제5도에 도시한 바와같이 소정의 길이 분할 라인(DL1)에 따라 다이싱 커터(도시않음)에 의해 마스터 글레이즈 층(9')을 관통하여 마스터 기판(8')의 두께 안에 이르는 홈(16)을 형성한다. 이 결과 마스터 글레이즈층(9')은 개별 글레이즈층(9)으로 분단된다.

다음에, 제5도에 도시한 바와같이 마스터 기판(8')을 약 850℃ 온도에 약 20분간 가열함으로써, 글레이즈층(9)에 평탄부(9a)와 상기홈(16)에 인접하는 블록 형상부(9b)를 형성한다. 이와같이 블록 형상부(9b)가 형성되는 것은 가열에 의해 유동형상으로된 유리 재료의 표면 장력에 의거한다.

다음에, 제5도(e)에 도시한 바와같이 글레이즈층(9)상에 반응성 스패터링에 의해 질화탄탈을 주성분으로하는 저항체층(10)을 가령, 약 0.1μm의 박막 형상으로 형성한다. 또한, 저항체층(10)은 TaSiO₂를 스패터링하여 형성해도 무방하다.

다음에, 제5도(f)에 도시한 바와같이 저항체층(10)상에 스패터링에 의해 도체층(17)을 형성한다. 이 도체층(17)은, 전형적으로는 알루미늄(Al)으로 형성되나, 동(Cu)이나 금(Au)으로 형성되어도 무방하다.

다음에 제5도(g)에 도시한 바와같이 저항체층(10) 및 도체층(17)을 에칭하여 슬릿(S)(제3도 참조)를 형성한후 도체층(17)만의 일부를 에칭에 의해 제거하여 저항체층(10)의 발열 도트(10a)로 될 영역을 노출시킨다.

이 결과, 제5도(h)에 도시한 바와같이 공통 전극 패턴(11) 개별 전극(12) 및 저항체층(10)의 노출된 발열 도트(10a)의 영역을 덮도록 SiO₂막 및 Ta₂O₅막을 적층함으로써 보호막(13)을 형성한다.

다음에, 제5도(i)에 도시한 바와같이 다이싱커터(도시않음)를 사용하여 마스터 기판(8')을 각각 분할 라인(BL₁,BL₂)에 따라 절단하고, 개별의 헤드 기판(8)으로 한다. 이때, 각 헤드 기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c)에 있어서 공통 전극 패턴(11)이 노출된다.

최후로 제5도(j)에 도시한 바와같이, 각 헤드 기판(8)을 화살 표시(X)의 방향에 이동시키면서, 아래쪽으로부터 도전성 금속을 스패터링하고, 헤드기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c), 아래면(8b) 및 제2길이 가장자리면(8d)에 부착시켜서, 보조 전극층(14)을 적당한 막두께(예컨대 약 2μ)로 형성한다. 이 경우의 도전성 금속은 전형적으로는 알루미늄(Al)이나, 동(Cu)이나 금(Au)이라도 무방하다.

제5도 (a)~(j)에 도시한 제조방법에서는 보호층(13)을 형성한 후에(제5도 h), 마스터 기판(8')을 분할하고 있다.(제5도 j).그러나 마스터 기판(8')을 먼저 분할하고, 다시 보조 전극층(14)(제5도 j)을 형성한 후에 보호층(13)을 형성하여도 무방하다. 제6도는 본 발명의 제2실시예에 관한 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 나타내고 있다. 이 실시예의 헤드부는, 빗살 형상의 공통 전극 패턴(11')과, 이들 공통 전극 패턴(11')각각의 빗살에 대하여 번갈아 배치된 개별 전극(12')과, 공통 전극 패턴(11') 및 개별 전극 (12')에 겹쳐지도록 연속 직선 형상의 후막 저항체(10a')를 구비하고 있다.

이와같은 구성에 있어서는 공통 전극 패턴(11')의 인접하는 각 2개의 빗살간에 위치하는 후막 저항체(10a')부분이 각각의 발열 도트를 구성한다. 제2실시예는, 그 외의점에 대해서는 제1도~제3도의 제1실시예와 동일하다.

제7도는 본 발명의 제3실시예에 관한 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 예시하고 있다. 제3실시예는 제1도~제3도에 도시한 제1실시예와 유사한 것이나 공통 전극 패턴(11)이 글레이즈층(3)(제2도참조)의 표면에 형성된 연속 전극 부분(11a)을 가지고 있고, 이 연속 전극 부분(11a)이 보조 전극층(14)에 도통되어 있는 점에서만 제1실시예와 상이하다.

제8도는 본 발명의 제4실시예에 관한 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 예시하고 있다. 제4실시예는 제6도에 도시한 제2실시예와 유사한 것이나, 빗살 형상의 공통 전극 패턴(11')이 글레이즈층(3)(제2도참조)의 표면에 형성된 연속 전극 부분(11a')을 가지고 있고, 이 연속 전극 부분(11a')이 보조 전극 층(14)에 도통되어 있는 점에서만 제2실시예와 상이하다.

제9도 및 제10도는 본 발명의 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 예시하고 있다.

제5실시예에 관한 헤드부(1)는 세라믹등의 절연재료로 이루어지는 헤드 기판(8)을 포함하고 있고, 이 헤드 기판(8)은 단면 직사각형이며, 표면(8a)과 이표면(8a)과 반대의 밑면(8b)과, 제1길이 가장자리면(8c)과, 이 제1길이 가장자리면(8c)과, 이 제1길이 가장자리면(8c)과 반대의 제2가장자리면(도시않음)을 가지고 있다. 헤드 기판(8)의 표면(8a)에는 축열부재로서의 부분 유리 글레이즈층(9)이 제 1길이 가장자리면(8a)근방에 있어서만 밴드 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 부분 글레이즈층(9)의 전체가 블록 형상으로 되어 있다.

또, 헤드 기판(8)의 제1가장자리면(8c)에는 단차부(8e)가 형성되어 있다.

헤드기판(8)의 표면(8a) 및 부분 글레이즈층(9)을 덮도록 박막 형상의 저항체층(10)이 형성되어 있고, 이 저항체층(10)은 헤드기판(8)의 제1가장자리면(8c)에 있어서의 단차부(8e)에 까지 뻗어나와 있다. 저항체층(10)에는 헤드 기판(8)의 횡단 방향(즉, 헤드 기판 8의 폭방향)에 뻗는 슬릿(S)(제10도 참조)에 의해 복수의 부분에 분할되어 있다.

저항체층(10)표면에는, 헤드 기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c)에 인접하는 공통 전극 패턴(11)과, 이들 공통 전극 패턴(11)으로부터 이간되고, 또한 부분 글레이즈층(9)으로부터(8)의 제2길이 가장자리면(도시않음)에 향하여 뻗는 개별 전극(12)이 형성되어 있다. 공통 전극 패턴(11)은 헤드 기판(8)의 제1길이 가장 자리면(8c)에 있어서의 단차부(8e)가지 뻗어있는 연속 형상 전극 부분(11a)을 가지고 있다. 또, 개별 전극 (12)은 상기 슬릿(S)에 의해 서로 이간되어 있다.

상기한 바와 같이, 개별전극(12)은 공통전극패턴(11)으로부터 이간되어 있다. 따라서 저항체증(10)은, 공통전극 패턴(1)과 개별전극 패턴(12)과의 사이에 있어서 노출되고, 그 노출부가 헤드기판(g)의 제1길이 가장자리면(gc)에 따라서 직선형상으로 뻗는 발열도트(발열영역)(10a)을 구성한다. 또, 발열도트(10a)는 부분글레이즈층(9)의 정상부로부터 헤드기판(8)의 제1길이 가장자리부(8c)(단차부 8e)측에 약간 쳐지고 있는 것은, 제1~3도에 예시한 제1실시예의 경우와 동일하다.

헤드기판(8)의 단차부(8e)에 뻗어있는 패턴(11)은 연속 형상전극부분(11a)은 동일하게 단차부(8e)에 뻗어있는 보조전극층(14)에 전기접속되고 있다. 이 보조전극층(14)은, 헤드기판(8)의 제1길이 가장자리면(8c), 뒷면(8b) 및 제2길이가장자리면(도시않음)의 전체를 덮고 있다.

이와 같이, 보조전극층(14)은 커다란 면적을 가지고 있기 때문에 전류를 확대하여 헤드부의 길이 방향의 전압강하를 실질적으로 해소한다.

더구나, 연속 형상전극부분(11a)이 헤드기판(8)의 단자부(8e)까지 뻗어있으므로 보조 전극층(14)과의 접합 면적을 크게 하여 양자간의 전기 접속을 양호한 것으로 할 수 있는 동시에, 연속 형상 전극 부분(11a)이 단차부(8e)까지 연출분만 전류로를 확대할 수 있다.

또한, 도시하고 있지 않으나 제5실시예에 있어서도 저항체 스트립(10)의 발열영역(발열도트), 공통 전극 패턴(11) 및 개별 전극(12)은, 보호층(13)에 의해 덮여있다.

다음에 제5실시예의 해드부의 바람직한 제조방법의 1예에 대하여 제 11도 (a)~(g)를 참조하여 설명한다.

먼저 제11도(a)에 도시한 바와같이, 뒤에 길이 분할라인(DL1) 및 횡단 분할라인(DL2)에 따라 분할했을 때에, 복수의 해드기판을 부여하는 크기의 알루미늄이나 세라믹제 마스터 기판(8')을 준비한다. 이 마스터기관은 소정의 길이 분할라인(DL1)에 따르는 슬릿(18)을 구비하고 있다.

다음에 제11도에 도시한 바와같이 슬릿(18)에 따라 다이싱커터(도시않음)에 의해 마스터기판(8')에 홈(16)을 형성한다. 이 홈(16)은 뒤에 단차부(8e)를 구성한다. 다음에, 제11도(c)에 도시한 바와같이, 마스터기판(8')의 표면에 있어서의 홈(16)에 인접하는 위치에 유리 페이스트를 도포하여 소성함으로써, 부분 글레이즈층(9)을 형성한다.

다음에 제11도(d)에 도시한 바와같이, 부분 글레이즈층(9) 및 마스터기판(8')의 표면에 TaSiO₂를 스패터링하여 저항체층(10)을 박막형상으로 형성한다. 이 결과, 저항체층(10)은 마스터기판(8')의 홈(16)의 내부까지 뻗도록 형성한다.

다음에 제11도(e)에 도시한 바와같이, 저항체층(10)상에 스패터링에 의해 도체층(17)을 형성한다. 이 도체층(17)도, 마스터기판(8')의 홈(16)내부까지 뻗는다. 도체층(17)은 전형적으로는 알루미늄(Al)으로 형성되나, 동(Cu)이나, 금(Au)으로 형성해도 무방하다.

다음에 제11도(f)에 도시한 바와같이, 저항체층(10) 및 도체층(17)을 에칭하여 슬릿(S)(제10도 참조)을 형성한 후 도체층(17)만의 일부를 에칭에 의하여 제거하여 저항체(10)의 발열도트(10a)로 되어야 할 영역을 노출시킨다. 이 결과 도체층(17)은 공통 전극 패턴(11) 및 개별전극 (12)으로 분할된다.

다음에 제11도(g)에 도시한 바와같이, 마스터 기판(8')을 화살표시(X)의 방향에 이동시키면서, 아래쪽으로부터 도전성 금속(예컨대, 알루미늄 또는 동)을 스패터링하여 보조 전극층(14)을 적절한 막두께로 형성한다.

이때, 보조 전극층(14)은 마스터기판(8')의 슬릿(18) 및 홈(16)의 내부에 돌아 들어가 공통전극 패턴(11)과의 도통이 취해진다. 더욱이, 슬릿(18) 및 홈(16)의 내부에 있어서의 보조 전극층(14)의 막두께는 슬릿(18)의 폭에 의해 제어할 수 있다.

끝으로 도시하고 있지 않으나, 보호층을 형성한 후에 마스터기판(8') 각각의 분할라인(BL¹,BL²)에 따라 절단하고, 개별의 헤드부를 얻는다.

제12도 및 제13도는 본 발명의 제6실시예에 서멀 프린트 헤드에 있어서의 헤드부의 주요부를 나타내고 있다. 제6실시예에 관한 헤드부는 상기한 제5실시예에 관한 헤드부(제9도 및 제10도)와 유사하나, 이하의 점에서만 상위하다.

먼저 첫째로, 공통 전극 패턴(11)은 알루미늄이나 동으로 형성되는 것이 아니고, 보다 열적 안정성이 높은 크롬(Cr)에 의해 형성되고 있다. 이와같이 크롬으로 이루어지는 공통 전극 패턴(11)은, 저항체층(10) 및 보조전극층(14)(예컨대, 알루미늄으로 되는)에의 접합성이 높을뿐만 아니라 열에 의한 열화를 받기 어렵다고 하는 이점이 있다.

두번째로, 개별전극(12)은 크롬으로 이루어지는 제1층(12a)과 그것과는 상이한 금속(예컨대, 알루미늄 또는 동)으로 이루어지는 제2층(12b)으로 되는 2층 구조로서 더구나, 제2층(12b)은 제1층(12a)의 바로 앞까지 밖에 뻗지 않도록 하고 있다. 이와같이 구성함으로서, 개별 전극(12)의 저항체층(10)에의 접합성을 높이는 동시에 제1층(12a)이 열적 열화를 받기 어렵다고 하는 이점이 있다.

그리고, 크롬으로 이루어지는 제1층(12a)은 비교적 얇게 형성할 수 있고, 제2층(12b)은 제1층(12a)의 바로 앞까지 밖에 뻗지 않기 때문에 플래튼(도시않음)에 의해 지지된 인자매체는 발열도트(10a)에 근접하기 쉽게 되어 제1층(12a)은 공통 전극패턴(11)과 동시에 성막하여 에칭에 의해 형성된다. 또, 공통 전극 패턴(11)도 개별전극(12)과 동일하게 2층 구조로 해도 무방하다.

이상, 본 발명의 적절한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 헤드부의 각 제조방법에 있어서, 저항체층, 공통 전극 패턴, 개별전극 및 보조 전극층의 성막 방법으로서는 스패터링 뿐 아니라, CVD법등의 다른 방법도 적용 가능하다.

또, 헤드기판, 지지기판 및 기타의 구성 요소 재료나 형상등의 실시예의 것에 한정되지 않는다. 또한, 지지기판을 별도로 설치함이 없이 헤드기판의 폭을 크게 하여 구동 IC를 그 헤드기판상에 탑재하여도 무방하다.

Claims

표면, 뒷면, 제1길이 가장자리면 및 제2길이 가장 자리면을 가진 절연성의 헤드기판과, 상기 제1길이 가장자리면에 따라 형성된 상기 헤드기판의 표면에 형성된 일련의 발열도트와, 상기 제1길이 가장자리면에 인접한 상기 헤드기판 표면상의 상기 발열도트에 전기 접속되도록 형성된 공통 전극 패턴과, 상기 헤드기판 표면의, 상기 공통 전극 패턴과 떨어진 곳에 형성되어 있으며, 동시에 각각의 발열도트에 전기 접속 되도록 형성된 개별 전극과, 상기 발열도트를 선택적으로 구동시켜서 열을 발생시키기 위한 구동 수단을 포함하고 있으며, 상기 공통 전극 패턴은 상기 헤드 기판의 적어도 제1길이 가장자리면을 덮는 보조 전극층에 전기적으로 도통하고 있고, 상기 헤드기판의 제1가장자리면은 단차부를 가지고 있고, 상기 단차면은 상기 헤드 기판의 표면으로부터 상기 헤드 기판의 뒷면으로 연장된 제1면과, 상기 기판의 뒷면에 평행한 상태로 상기 단차부의 제1면으로부터 연장된 제1면과, 상기 기판의 뒷면에 평행한 상태로 상기 단차부의 제1면으로부터 연장된 제2면으로 이루어져 있으며, 상기 공통 전극은 부분적으로는 상기 제1면에 평행하고 부분적으로는 상기 제2면에 평행한 상태로 상기 단차부상에 형성되어 있으며 상기 보조 전극 또한 상기 단차부상에서 연장되어 상기 공통 전극 패턴과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 보조 전극층은 상기 헤드 기판의 뒷면을 덮고 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 보조 전극층은 상기 헤드 기판의 뒷면 및 제2길이 가장 자리면도 덮고 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 일련의 발열 도트는 상기 단차부의 제1 및 제2면상으로 연장되어, 이들과 직접 접촉하고 있는 저항체 층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 헤드기판의 표면은 상기 제1길이 가장자리부에 인접한 볼록 형상부를 가지는 글레이즈층을 구비하여, 상기 일련의 발열도트는 상기 글레이즈층의 볼록 형상부에 형성되어 있고, 상기 일련의 발열도트는 상기 볼록 형상부의 정상부 라인으로부터 상기 헤드기판의 제1길이 가장자리부쪽으로 벗어나 있는 중심라인을 갖는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제5항에 있어서, 상기 글레이즈층은 상기 헤드기판 표면의 전체를 실질적으로 덮는 동시에, 상기 볼록 형상부에 연속되는 평탄부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린터 헤드.
제5항에 있어서, 상기 글레이즈층은 상기 볼록 형상부만을 가지는 부분 글레이즈 층인 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 헤드기판 및 상기 구동 수단은 별도의 절연성 지지기판상에 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 일련의 발열도트는 상기 헤드기판의 표면에 패턴화하여 형성된 박막의 저항체층으로 구성되어 있고, 상기 공통 전극 패턴 및 상기 개별 전극은 상기 저항체층상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제9항에 있어서, 상기 공통 전극 패턴은 크롬으로 형성된 층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제9항에 있어서, 상기 개별전극은 크롬으로 이루어지는 제1층과, 크롬이외의 금속으로 이루어지는 제2층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제11항에 있어서, 상기 제2층은 상기 일련의 발열도트에 향하여 연장되어 있으되, 상기 제1층이 연장되는 지점까지만 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.
제1항에 있어서, 상기 일련의 발열도트는 라인 형상으로 연속된 후막 저항체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 서멀 프린트 헤드.