KR101316598B1 - 써멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 써멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 써멀 프린트 헤드는 기판(100), 기판(100) 상에 형성된 글레이즈층(120), 상기 기판(100) 상에 형성되고 발열저항체(180)에 전기적으로 연결된 공통전극(140), 상기 기판(100) 상에 형성되고 발열저항체(180)에 전기적으로 연결된 개별전극(160), 상기 글레이즈층(120) 상에 형성되며, 상기 공통전극(140) 및 개별전극(160)과 전기적으로 연결된 발열저항체(180), 상기 공통전극(140)과 내정전기 패턴(220) 사이에 형성되며, 상기 공통전극(140)과 내정전기 패턴(220)을 전기적으로 절연시키기 위한 내정전기 패턴 절연층(200), 상기 기판(100) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 형성된 내정전기 패턴(220) 및 상기 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160) 및 내정전기 패턴(220) 상에 형성된 절연성 보호층(240)을 포함한다.
본 발명에 의하는 경우 써멀 프린트 헤드 상에 별도의 도전성 보호층을 구비하지 않더라도 IEC-61000-4-2 국제규격의 level-3 이상의 내정전기 성능을 구현하는 것이 가능하며, 발열저항체에서 발생하는 열을 인쇄용 감열지까지 효율적으로 전달할 수 있으므로 써멀 프린터의 인쇄 품질이 종래에 비하여 크게 향상된다.

Description

써멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법{Thermal Print Head and Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 써멀 프린트 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 써멀 프린트 헤드에 도전성 보호막을 생략하고 정전기 개선 패턴을 포함시켜, 종래에 비하여 내정전기 성능이 뛰어나고 인쇄 품질이 높으며 공정 단계를 축소하고, 제조 단가를 절감할 수 있는 써멀 프린트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
써멀 프린트 헤드(Thermal Print Head)는 써멀 프린터(열감응 인쇄기)에 사용되는 핵심 부품으로, 써멀 프린터에서 감열지에 글씨를 인쇄하는 헤드 부분을 일컫는다. 자기(ceramic) 절연체에 전기 발열체를 일정한 점 형태로 박막 증착하거나, 길이 방향으로 연속되게 후막 인쇄하여 만드는 것이 일반적이며, 이 점에 연결된 전극에 전류를 흘려주면 발열체의 각 점이 발열하므로 발열체에 밀착된 감열지에 인쇄할 수 있다.
종래의 써멀 프린트 헤드의 단면도가 도 5 내지 도 7에 도시되어 있다. 기판(300) 상에 글레이즈층(320)을 형성시키고 기판(300) 및 글레이즈층(320) 상에 전극(340, 공통전극 및 개별전극)을 형성시킨다. 전극(340) 위에 발열저항체(380)를 형성시켜 공통전극 및 개별전극과 전기적으로 연결되도록 한다. 이 구조체 위에 절연성 보호막(420)을 형성시키고 그 위에 도전성 보호막(440)을 형성시킨다. 일부 선행기술의 경우 보호막을 3층 구조로 형성시키는 경우도 있다. 한국공개특허번호 제 2007-0012709호, 일본공개특허번호 2008-207439호 등이 그 예이다.
도 6은 후막형 써멀 프린트 헤드의 선행 기술로 일본공개특허 2001-047652호를 통해 공개된 내용이다. 기판 상에 공통전극, 개별전극, 저항체, 절연성 보호막, 도전성 보호막이 순차적으로 형성되어 있고, 도전성 보호층이 후막 공법에 의해 공통전극과 통전된 형태를 취하고 있다.
도 7은 박막형 써멀 프린트 헤드의 선행 기술로 국내공개특허 2011-0015549호에 개시된 사항이다. 도 6에 도시된 써멀 프린트 헤드와는 달리 도전성 보호층이 박막으로 형성된다.
도 6, 도 7에 도시된 써멀 프린트 헤드는 공법의 차이는 있으나 공통적으로 절연성 보호층뿐만 아니라 도전성 보호층을 별도로 형성하고 있다.
도 5의 절연성 보호막(420)은 전극이 공기 또는 외부에 노출되는 것을 방지하기 위한 구성이다. 절연성 보호막(420)이 없는 경우 이물질 등에 의해 전극 간에 쇼트가 발생하거나 수분 등에 의해 전극에 부식이 발생하여 수명 단축을 초래하므로 이를 방지하기 위해 절연성 보호막(420)을 구비한다. 도전성 보호막(440)은 인쇄용 감열지와 프린트 헤드의 마찰 등에 의해 발생하는 정전기로부터 프린트 헤드를 보호하기 위한 구성이다. 도전성 보호막(440)은 공통전극과 통전되어 있으므로 인쇄매체와의 마찰 등에 의해 정전기가 발생하더라도 공통전극 측으로 정전기를 유인할 수 있기 때문에 써멀 프린트 헤드를 정전기로부터 보호할 수 있다.
써멀 프린터는 인쇄시 발생하는 정전기가 내정전기 성능의 지표가 되는 국제규격인 IEC-61000-4-2의 level-3(6kV의 정전기를 견디는 정도)가 되어야 정전기 발생에 효율적으로 대응할 수 있다. 그러나 종래 기술과 같이 도전성 보호막을 사용하는 경우, IEC-61000-4-2 국제규격의 level-2 정도(4kV의 정전기를 견디는 정도)에 그친다. 도전성 보호막 형성 재료를 통하여 내정전기 성능을 개선하는 것은 한계가 있기 때문이다. 따라서, 높은 전압의 정전기 발생시 써멀 프린트 헤드가 정전 파괴되는 경우가 발생한다.
또한, 절연성 보호막(420) 위에 도전성 보호막(440)을 추가적으로 형성시키므로, 열을 발생시켜 인쇄용 감열지에 전달시키는 발열저항체(380)와 인쇄용 감열지의 거리가 멀어진다. 도전성 보호막(440)의 존재로 인하여 발열저항체(380)로부터 감열지로의 열전달 효율이 낮아지게 되고 이는 필연적으로 인쇄 품질 저하를 초래한다.
게다가 도전성 보호막(440)을 추가적으로 설치하는 경우, 보호막 형성에 따른 써멀 프린트 헤드 제조 비용이 증가되며, 공정 단계가 복잡해지므로 제조 비용 및 제품 단가가 상승되어 가격 경쟁력이 저하된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, IEC-61000-4-2 국제규격의 level-3 이상의 내정전기 성능을 구비하는 써멀 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 도전성 보호막이 절연성 보호막 상에 구비되어 도전성 보호막의 두께로 인하여 발열저항체(180)로부터 인쇄용 감열지까지의 열전달률이 떨어지는 것을 방지하고, 발열저항체(180)에서 발생한 열을 손실 없이 효율적으로 인쇄용 감열지에 전달하여 인쇄 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
별도의 도전성 보호막을 구비하지 않더라도 써멀 프린터의 내정전기 특성을 유지하는 것이 가능하도록 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 써멀 프린트 헤드는 기판(100), 기판(100) 상에 형성된 글레이즈층(120), 상기 기판(100) 상에 형성되고 발열저항체(180)에 전기적으로 연결된 공통전극(140), 상기 기판(100) 상에 형성되고 발열저항체(180)에 전기적으로 연결된 개별전극(160), 상기 글레이즈층(120) 상에 형성되며, 상기 공통전극(140) 및 개별전극(160)과 전기적으로 연결된 발열저항체(180), 상기 공통전극(140) 및 내정전기 패턴(220) 사이에 형성되며, 상기 공통전극(140) 및 개별전극(160)과 내정전기 패턴(220)을 전기적으로 절연시키기 위한 내정전기 패턴 절연층(200), 상기 기판(100) 및 내정전기 패턴(220) 절연층(200) 상에 형성된 내정전기 패턴(220) 및 상기 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160) 및 내정전기 패턴(220) 상에 형성된 절연성 보호층(240)을 포함한다.
상기 내정전기 패턴(220)은 상기 공통전극(140) 내측에 형성된 그라운드 단자(222) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 형성되며 상기 그라운드 단자(222)와 전기적으로 연결된 정전기 흡수 단자(224)를 포함한다.
한편, 상기 정전기 흡수 단자(224)는 톱니 형태로 형성된 것을 포함하며, 공통전극(140)의 외곽부 상에 Ag층(260)이 추가적으로 형성된 것을 포함한다.
글레이즈층(120)은 상기 기판(100) 상에 부분적으로 형성되며, 상기 발열저항체(180) 하부에 상기 발열저항체(180)가 형성되는 영역보다는 넓게 형성되는 것을 포함한다.
본 발명의 써멀 프린트 헤드 제조 방법은 (a) 기판(100) 상에 글레이즈층(120)을 형성시키는 단계, (b) 발열저항체(180)에 전기적으로 연결되는 공통전극(140) 및 개별전극(160)을 상기 기판(100) 상에 형성시키는 단계, (c) 상기 글레이즈층(120) 상에 발열저항체(180)를 형성시키는 단계, (d) 상기 공통전극(140) 및 내정전기 패턴(220) 사이에 내정전기 패턴 절연층(200)을 형성시키는 단계, (e) 상기 기판(100) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 내정전기 패턴(220)을 형성시키는 단계 및 (f) 상기 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160) 및 내정전기 패턴(220) 상에 절연성 보호층(240)을 형성시키는 단계를 포함한다.
상기 (e) 단계는 (e-1) 상기 공통전극(140) 내측에 그라운드 단자(222)를 형성시키는 단계 및 (e-2) 내정전기 패턴(220) 절연층(200) 상에 상기 그라운드 단자(222)와 전기적으로 연결되는 정전기 흡수 단자(224)를 형성시키는 단계를 포함하며, 상기 (e-2) 단계는 정전기 흡수 단자(224)를 톱니 형태로 형성시키는 것을 포함한다.
한편, 상기 (b) 단계 이후에, 상기 공통전극(140)의 외곽부 상에 Ag층(260)을 추가적으로 형성시키는 것을 포함하고, 상기 (a) 단계는 상기 기판(100) 상에 부분적으로 글레이즈층(120)을 형성시키며, 상기 발열저항체(180) 하부에 상기 발열저항체(180)가 형성되는 영역보다는 넓게 형성시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 써멀 프린트 헤드 제조 방법은 상기 (f) 단계 이후에, (g) 상기 절연성 보호층(240)을 평탄하게 연마하는 단계를 더 포함한다.
상기한 발명에 의하는 경우, 써멀 프린트 헤드 상에 별도의 도전성 보호층을 구비하지 않더라도 IEC-61000-4-2 국제규격의 level-3 이상의 내정전기 성능을 구현하는 것이 가능하다.
또한, 도전성 보호막이 생략되어 있고, 발열저항체와 인쇄용 감열지 사이의 거리가 짧아지므로 발열저항체에서 발생하는 열이 효율적으로 전달되어, 써멀 프린터의 인쇄 품질이 종래에 비하여 크게 향상된다.
도 1은 본 발명의 써멀 프린트 헤드의 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 써멀 프린트 헤드의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 써멀 프린트 헤드의 다른 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 4e는 본 발명의 써멀 프린트 헤드 제조 방법을 단계적으로 나타낸 구성도이다.
도 5 내지 도 7은 종래의 써멀 프린트 헤드를 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 써멀 프린트 헤드의 일 실시예를 도시한 평면도이며, 도 2는 단면도이다.
본 발명의 써멀 프린트 헤드는 기판(100), 기판(100) 상에 형성된 글레이즈층(120), 상기 기판(100) 상에 형성되고 발열저항체(180)에 전기적으로 연결된 공통전극(140), 상기 기판(100) 상에 형성되고 발열저항체(180)에 전기적으로 연결된 개별전극(160), 상기 글레이즈층(120) 상에 형성되며, 상기 공통전극(140) 및 개별전극(160)과 전기적으로 연결된 발열저항체(180), 상기 공통전극(140) 및 내정전기 패턴(220) 사이에 형성되며 상기 공통전극(140) 및 내정전기 패턴(220)을 전기적으로 절연시키기 위한 내정전기 패턴 절연층(200), 상기 기판(100) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 형성된 내정전기 패턴(220) 및 상기 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160) 및 내정전기 패턴(220) 상에 형성된 절연성 보호층(240)을 포함한다.
기판(100)은 다양한 재료를 이용하여 제조할 수 있으며, 본 발명에서는 일 실시예로 알루미나 기판(100)을 사용한다.
글레이즈층(120)은 유리 성분인 글레이즈를 이용하여 기판(100) 상에 형성시킨다. 알루미나 기판은 기공(pore)이 발생하는 경우가 많아 글레이즈층(120)을 생략하고 전극(공통전극(140) 및 개별전극(160))을 기판(100) 위에 직접 형성시키는 경우, 전극이 끊어지는 현상이 발생할 가능성이 있다. 따라서 글레이즈 층을 기판(100)상에 먼저 형성시키고 그 위에 전극이 형성될 수 있도록 한다.
글레이즈층(120)은 기판(100) 전체를 덮는 전면 글레이즈 방식과 기판(100)의 일부만을 덮는 부분 글레이즈 방식에 의해 형성될 수 있다. 도 1에는 부분 글레이즈 방식에 의해 기판(100)의 일부분에만 글레이즈층(120)을 형성시킨 실시 예가 도시되어 있다.
글레이즈층(120)에서는 열이 축적되는 축열 현상이 발생한다. 축열 현상을 응용하여 발열저항체(180)의 동일한 도트(dot)를 연속적으로 인쇄할 때 작은 전류로 동일한 열을 발생시키는 것이 가능하나, 열이 지나치게 오래 글레이즈층(120)에 저장되는 경우, 특히 고속 인쇄시 감열지에 불필요한 얼룩이 남게 될 수도 있다. 따라서, 적정 수준으로 열이 축적되도록 할 필요가 있는데, 기판(100)의 일부에만 글레이즈층(120)을 형성시키는 부분 글레이즈 방식의 경우 전면 글레이즈 방식에 비해 열이 축적되는 정도가 낮기 때문에 발열저항체(180)의 온도가 빨리 변하고 주변에 잔상이 남지 않아 고해상도 및 고속 인쇄에 적합하다.
공통전극(140) 및 개별전극(160)은 전도성 물질로 이루어진다. 통상 Au, Ag를 많이 사용하나 여기에 한정되는 것은 아니다. 공통전극(140)은 기판(100)의 외곽에 형성되고, 빗살형태로 발열저항체(180)와 연결된다. 개별전극(160)은 공통전극(140)의 각 빗살형 이 사이에 막대형을 비롯한 길쭉한 형태로 형성되며 한쪽 끝은 발열저항체(180)와 연결되어 있고 반대쪽 끝은 드라이버 IC(미도시)에 연결되어 드라이버 IC를 통해 신호를 입력받는다. 여기서 신호란 인가되는 전압을 의미한다.
개별전극(160)과 공통전극(140)은 직접 연결되지는 않으며 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 개별전극(160)과 하나의 공통전극(140)의 빗살형 이가 번갈아 배치되며 발열저항체(180)에 의해 전기적으로 연결된다. 따라서 드라이버 IC를 통해 전압을 입력받은 개별전극(160)은 인접한 공통전극(140)의 빗살형 이와 전압차가 발생하며, 이 전압차는 발열저항체(180)를 매개로 발열저항체(180) 양단에 가해지므로 발열저항체(180)에 열을 발생시키고, 발생된 열은 절연성 보호층(240)을 거쳐 인쇄용 감열지에 전달되어 인쇄가 이루어진다.
개별전극(160)은 일반적으로 드라이버 IC의 bit수와 같게 구비하지만, 더 많게 구비되는 것도 가능하다. 드라이버 IC는 다양한 종류의 bit를 가질 수 있으며, 일례로 64bit의 드라이버 IC라면 64개의 개별전극(160)이 연결된다. 써멀 프린터를 512 dot로 구현하고자 하는 경우 64bit 드라이버 IC가 8개 연결되며, 이에 따라 각각의 드라이버 IC에 연결된 개별 전극 총합이 512개가 되므로 512dot의 써멀 프린터를 구현할 수 있다. 도 1은 편의상 적은 개수의 전극을 개략적으로 도시하였으나 전극은 도시된 개수에 한정되지 않는다.
발열저항체(180)는 글레이즈층(120) 상에 통상 스크린 프린팅, 스퍼터 또는 CVD 증착 공법에 의해 형성되며, 공통전극(140) 및 개별전극(160)과 각각 중첩되도록 한다. 상기 공통전극(140) 및 개별전극(160)과 전기적으로 연결되며 전극 간의 전압차이에 의해 발생하는 에너지를 이용하여 발열하며, 이를 인쇄용 감열지에 전달하여 인쇄가 이루어진다.
본 발명은 종래의 써멀 프린트 헤드와는 달리 내정전기 패턴 절연층(200) 및 내정전기 패턴(220)을 포함한다.
내정전기 패턴 절연층(200)은 내정전기 패턴(220)을 공통전극(140) 및 개별전극(160)과 전기적으로 절연시키기 위한 것이다.
내정전기 패턴(220)은 인쇄 중 마찰로 인한 대전 또는 외부의 환경(인체나 surge전압 등) 등으로 인해 정전기가 발생할 때, 정전기가 개별전극 패턴을 따라 저항체나 IC측으로 유입되는 것을 방지하고, 정전기를 기판(100)의 접지로 흘러나가도록 하는 유도하는 경로 역할을 한다.
만약 내정전기 패턴(220)이 공통전극(140) 또는 개별전극(160)과 전기적으로 연결되는 경우, 정전기가 기판(100)의 접지로 유도되는 도중 공통전극(140) 및 개별전극(160)으로도 유입되고 이로 인해 써멀 프린트 헤드가 파괴되는 일이 발생한다. 따라서 내정전기 패턴 절연층(200)을 내정전기 패턴(220)과 공통전극(140) 사이에 형성시켜 양 구성이 전기적으로 절연되도록 해야 한다.
내정전기 패턴(220)은 공통전극(140)의 내측에 형성된 그라운드 단자(222)와, 내정전기 패턴(220) 절연층(200) 상에 형성되며 상기 그라운드 단자(222)와 전기적으로 연결된 정전기 흡수 단자(224)를 포함한다. 그라운드 단자(222)와 정전기 흡수 단자(224)는 별개로 형성되어 전기적으로 연결될 수도 있으며, 일체형으로 형성되어도 무방하다. 정전기 발생시 정전기 흡수 단자(224)를 통해 정전기를 흡수하고 이를 그라운드 단자(222)를 통해 기판(100) 상의 접지로 흘려 보냄으로써 공통전극(140), 개별전극(160), 발열저항체(180) 등으로 정전기가 흡수되지 않도록 한다.
한편, 정전기 흡수 단자(224)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 일례로 직선형 내지는 톱니 형태로 형성될 수 있다. 톱니 형태로 형성되는 경우, 직선형에 비하여 정전기가 정전기 흡수 단자(224)로 유인되는 확률이 높다. 이는 정전기 흡수 단자(224)의 구조적 특징에서 기인한다.
본 발명의 써멀 프린트 헤드는 공통전극(140)의 그라운드 단자 상에 Ag층(260)이 추가적으로 형성된 것을 포함한다. Ag층(260)이 형성되지 않은 상태에서 써멀 프린트 헤드를 구동하는 경우 공통전극(140)에서 전압강하가 발생하는 현상이 관측된다. 그러나 Ag층(260)을 형성시키는 경우, 공통전극(140)의 전압 강하를 최소화 할 수 있다. 이는 Au를 이용하는 경우에도 동일하다. Ag 또는 Au층을 두껍게 형성시킬수록 전압강하를 방지하는 효과가 두드러지는데, 제조 공정 비용을 고려할 때 단가가 높은 Au보다는 Ag를 이용하는 것이 더욱 효율적이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로써 발열저항체(180) 상부의 절연성 보호층(240)을 연마하여 인쇄용 감열지와의 접촉면을 평탄하게 한 써멀 프린트 헤드를 도시한 것이다. 발열저항체(180)가 배치되어 있는 부분은 기판(100)의 다른 부분에 비해 상대적으로 볼록하게 솟아있으므로 기판(100) 전체에 있어서 동일한 높이를 가지는 절연성 보호층(240)을 형성시킨 이후에는 여전히 발열저항체(180) 상부가 볼록하게 솟아있게 된다. 볼록하게 솟아있는 부분은 감열지와 마찰을 일으키며 마모가 발생하거나 감열지가 감겨있는 플래튼 롤러(미도시)와 마찰을 일으키므로 정전기가 발생할 확률이 높을 뿐만 아니라 써멀 프린트 헤드 자체의 기계적 손상을 일으킨다. 또한 발열저항체(180)와 인쇄용 감열지 사이의 거리가 절연성 보호층(240) 두께만큼 멀기 때문에 열 전달 효율이 높지 않다. 그러나 도 3에 도시된 실시예와 같이 절연성 보호층(240)을 연마하는 경우, 마찰이 감소하여 마모 발생 위험이 적어지며, 발열저항체(180)와 인쇄용 감열지 사이의 거리가 가까워지므로 열 전달 효율이 높아져, 인쇄 품질이 더욱 향상되는 효과가 있다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예인 써멀 프린트 헤드 제조 방법에 대해 나타낸 도면이다.
본 발명의 써멀 프린트 헤드 제조 방법은 (a) 기판(100) 상에 글레이즈층(120)을 형성시키는 단계, (b) 발열저항체(180)에 전기적으로 연결되는 공통전극(140) 및 개별전극(160)을 상기 기판(100) 상에 형성시키는 단계, (c) 상기 글레이즈층(120) 상에 발열저항체(180)를 형성시키는 단계, (d) 상기 공통전극(140)과 내정전기 패턴(220) 사이에 내정전기 패턴 절연층(200)을 형성시키는 단계, (e) 상기 기판(100) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 내정전기 패턴(220)을 형성시키는 단계 및 (f) 상기 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160) 및 내정전기 패턴(220) 상에 절연성 보호층(240)을 형성시키는 단계를 포함한다.
상기 (a) 단계, (b) 단계 및 (d) 단계는 도 4a에 도시되어 있다. 기판(100) 상에 글레이즈 층을 형성시키고 공통전극(140) 및 개별전극(160)을 글레이즈 층이 형성된 기판(100) 상에 형성시키며, 공통전극(140)과 내정전기 패턴(220) 사이에 내정전기 패턴 절연층(200)을 형성시킨다.
공통전극(140)과 개별전극(160)은 스크린 인쇄 공법에 의하는 경우 Au를 이용한 에칭 기법을 통해 동시에 패터닝을 한다. 내정전기 패턴(220)과 연결되는 그라운드 단자(222)를 상기 공통전극(140), 개별전극(160)과 동시에 패터닝을 하는 것도 가능하다.
공통전극(140)은 기판(100)의 외곽에 형성되고, 빗살 형태로 발열저항체(180)와 연결하는 방식에 의해 제조된다. 공통전극(140)과 개별전극(160)은 직접 연결되지는 않으며 다만 (c)단계에서 형성되는 발열저항체(180)를 매개로 전기적으로 연결된다.
공통전극(140) 및 개별전극(160)을 형성한 후에는 공통전극(140)과 내정전기 패턴(220) 사이에 길이 방향의 내정전기 패턴 절연층(200)을 형성한다. 또한 발열저항체(180)와 내정전기 패턴(220)이 맞닿는 부분에도 내정전기 패턴 절연층(200)이 형성된다.
도 4b는 기판(100) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 내정전기 패턴(220)을 형성시키는 단계를 도시한 도면이며, 도 4c는 글레이즈층(120) 상에 발열저항체(180)를 형성시키는 단계를 나타낸 도면이다.
기판(100)의 글레이즈층 상에 공통전극(140)의 빗살형 이와 개별전극(160)이 번갈아 나타나는 면의 길이 방향으로 발열저항체(180)를 형성시킨다. 발열저항체(180)에 의해 개별전극(160)과 공통전극(140)이 전기적으로 연결되며, 개별전극(160)에 가해지는 신호(전압)에 의해 특정 개별전극(160)과 공통전극(140) 사이에 전압 차이가 발생하며, 상기한 전압차이에 의해 전극 사이의 발열저항체(180) 부분에 열이 발생하게 된다. 발생된 열은 인쇄용 감열지에 전달되어 열 전사 방식의 인쇄가 이루어진다.
한편, 발열저항체(180)를 형성시키는 (c)단계와 (d), (e)단계는 공정 상 순서가 바뀌어도 무관하다. 즉, 발열저항체(180)를 먼저 형성시키고 내정전기 패턴 절연층(200) 및 내정전기 패턴(220)을 형성시키는 것도 가능하고 반대의 순서도 가능하다. 다만, 전극을 형성시킨 이후 내정전기 패턴 절연층(200)을 형성시키는 것이 공정 효율상 유리한 면이 있다.
도 4b는 내정전기 패턴을 형성시키는 (e)단계를 나타낸 도면이다. 공통전극(140)의 내측에 그라운드 단자(222)를 형성시키며, 그라운드 단자와 전기적으로 연결된 정전기 흡수 단자(224)를 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 형성시켜 그라운드 단자(222)와 정전기 흡수 단자(224)가 전기적으로 연결되도록 한다. 전술한 바와 같이 정전기 흡수 단자(224)와 그라운드 단자(222)는 별개로 또는 일체형으로 형성시킬 수 있으며, 이는 재료의 특성, 공정상의 편의에 따라 조절할 수 있다.
정전기 흡수단자는 직선형뿐만 아니라 다양한 형태로 제작할 수 있으며, 도 4b에는 톱니 형태로 형성시킨 일례를 도시하였다. 톱니 형태로 제작하는 경우의 이점은 상술하였다.
본 발명에 적용된 내정전기 패턴(220)은 종래 기술의 도전성 보호층보다 훨씬 면적이 작을 뿐 아니라, 제조 공정상 소요 비용이 저렴하기 때문에, 써멀 프린트 헤드를 저비용으로 대량 생산할 수 있는 장점이 있다.
한편, 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160)을 스퍼터 또는 CVD 증착 공법에 의하는 경우에는 실리콘 산화물을 이용하여 내정전기 패턴을 형성하는 것이 발명의 목적 달성에 있어서 유리하다.
도 4d는 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160) 및 내정전기 패턴(220) 상에 절연성 보호층(240)을 형성시키는 단계인 (f)단계를 도시한 도면이다. 내정전기 패턴(220)까지 형성한 후에 마지막으로 절연성 물질을 이용하여 절연성 보호층(240)을 형성시킨다.
도 4e는 공통전극(140) 상에 Ag층(260)을 추가적으로 형성시킨 경우의 써멀 프린트 헤드를 나타낸 도면이다. Ag층(260)을 추가적으로 형성시키는 단계는 공통전극(140)을 형성시키는 (b) 단계 이후에는 절연성 보호층(240)을 형성시키는 (f)단계 이전이라면 공정상 어느 순서에 포함되어도 무관하나, 내정전기 패턴 절연층(200)과 동시 소성을 하는 것이 유리하다. Ag소성온도와 동일한 유리 피복 재료를 사용하여 동시 소성을 함으로써, 추가적인 공정을 줄일 수 있다. 먼저 내정전기 절연 패턴(200)을 건조까지만 한 후, Ag층(260)을 인쇄하고, 이후에 내정전기 패턴 절연층(200)과 Ag층(260)을 동시에 소성한다. Ag층(260)의 형성에 따른 효과는 이미 기술하였다.
한편, (a) 단계에서 글레이즈층(120)을 형성시키는 방식은 부분 글레이즈 형성 방식 및 전면 글레이즈 형성 방식이 있으며, 도4a 내지 도4f에는 부분 글레이즈에 의해 글레이즈층(120)이 형성된 것이 도시되어 있다. 부분적으로 글레이즈층(120)을 형성시키는 경우, 발열저항체(180) 하부에 발열저항체(180)가 형성되는 영역보다는 넓게 형성되어야 한다.
한편, (f)단계 이후에, 절연성 보호층(240)을 평탄하게 연마하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 (f)단계를 거친 후의 써멀 프린트 헤드는 도 3에 도시되어 있다. 이에 따른 효과는 이미 상술하였다.
100 기판 120 글레이즈층
140 공통전극 160 개별전극
180 발열저항체 200 내정전기 패턴 절연층
220 내정전기 패턴 222 제 2 그라운드 단자
224 정전기 흡수 단자 240 절연성 보호층
260 Ag층 300 기판
320 글레이즈층 340 전극
380 발열저항체 400 후막
420 절연성 보호막 440 도전성 보호막

Claims (11)

  1. 기판(100);
    기판(100) 상에 형성된 글레이즈층(120);
    상기 기판(100) 상에 형성되고 발열저항체(180)에 전기적으로 연결된 공통전극(140);
    상기 기판(100) 상에 형성되고 발열저항체(180)에 전기적으로 연결된 개별전극(160);
    상기 글레이즈층(120) 상에 형성되며, 상기 공통전극(140) 및 개별전극(160)과 전기적으로 연결된 발열저항체(180);
    상기 공통전극(140) 및 내정전기 패턴(220) 사이에 형성되며, 상기 공통전극(140)과 내정전기 패턴(220)을 전기적으로 절연시키기 위한 내정전기 패턴 절연층(200);
    상기 기판(100) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 형성된 내정전기 패턴(220); 및
    상기 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160) 및 내정전기 패턴(220) 상에 형성된 절연성 보호층(240);
    을 포함하고
    상기 내정전기 패턴(220)은 상기 공통전극(140) 내측에 형성된 그라운드 단자(222) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 형성되며 상기 그라운드 단자(222)와 전기적으로 연결된 정전기 흡수 단자(224)를 포함하는 써멀 프린트 헤드
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 정전기 흡수 단자(224)는 톱니 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 써멀 프린트 헤드
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 공통전극(140)의 외곽부 상에 Ag층(260)이 추가적으로 형성된 것을 특징으로 하는 써멀 프린트 헤드
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 글레이즈층(120)은 상기 기판(100) 상에 부분적으로 형성되며, 상기 발열저항체(180) 하부에 상기 발열저항체(180)가 형성되는 영역보다는 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 써멀 프린트 헤드
  6. (a) 기판(100) 상에 글레이즈층(120)을 형성시키는 단계;
    (b) 발열저항체(180)에 전기적으로 연결되는 공통전극(140) 및 개별전극(160)을 상기 기판(100) 상에 형성시키는 단계;
    (c) 상기 글레이즈층(120) 상에 발열저항체(180)를 형성시키는 단계;
    (d) 상기 공통전극(140)과 내정전기 패턴(220) 사이에 내정전기 패턴 절연층(200)을 형성시키는 단계;
    (e) 상기 기판(100) 및 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 내정전기 패턴(220)을 형성시키는 단계; 및
    (f) 상기 발열저항체(180), 공통전극(140), 개별전극(160) 및 내정전기 패턴(220) 상에 절연성 보호층(240)을 형성시키는 단계;
    를 포함하되,
    상기 (e) 단계는,
    (e-1) 상기 공통전극(140) 내측에 그라운드 단자(222)를 형성시키는 단계; 및
    (e-2) 내정전기 패턴 절연층(200) 상에 상기 그라운드 단자(222)와 전기적으로 연결되는 정전기 흡수 단자(224)를 형성시키는 단계;
    를 포함하는 써멀 프린트 헤드 제조 방법
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 (e-2) 단계는 정전기 흡수 단자(224)를 톱니 형태로 형성시키는 것을 특징으로 하는 써멀 프린트 헤드 제조 방법
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 (b) 단계 이후에, 상기 공통전극(140)의 외곽부 상에 Ag층(260)을 추가적으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 써멀 프린트 헤드 제조 방법
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 (a) 단계는, 상기 기판(100) 상에 부분적으로 글레이즈층(120)을 형성시키며, 상기 발열저항체(180) 하부에 상기 발열저항체(180)가 형성되는 영역보다는 넓게 형성시키는 것을 특징으로 하는 써멀 프린트 헤드 제조 방법
  11. 청구항 6에 있어서, 상기 (f) 단계 이후,
    (g) 상기 절연성 보호층(240)을 평탄하게 연마하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 써멀 프린트 헤드 제조 방법
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07101091A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Fuji Xerox Co Ltd サーマルヘッド
JPH10250128A (ja) * 1997-03-07 1998-09-22 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッドおよびその製造方法
KR0151092B1 (ko) * 1995-11-20 1998-12-01 김광호 정전기 제거장치가 구비된 감열기록소자
JP2006312244A (ja) 2005-05-06 2006-11-16 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッド及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07101091A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Fuji Xerox Co Ltd サーマルヘッド
KR0151092B1 (ko) * 1995-11-20 1998-12-01 김광호 정전기 제거장치가 구비된 감열기록소자
JPH10250128A (ja) * 1997-03-07 1998-09-22 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッドおよびその製造方法
JP2006312244A (ja) 2005-05-06 2006-11-16 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッド及びその製造方法

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