JP2018062152A - Thermal print head - Google Patents
Thermal print head Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018062152A JP2018062152A JP2016202740A JP2016202740A JP2018062152A JP 2018062152 A JP2018062152 A JP 2018062152A JP 2016202740 A JP2016202740 A JP 2016202740A JP 2016202740 A JP2016202740 A JP 2016202740A JP 2018062152 A JP2018062152 A JP 2018062152A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- print head
- thermal print
- substrate
- head according
- 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
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 116
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 81
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 221
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 27
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical group [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
本発明は、サーマルプリントヘッドに関する。 The present invention relates to a thermal print head.
従来からサーマルプリントヘッドが知られている(たとえば特許文献1参照)。同文献に開示のサーマルプリントヘッドは、基板、グレーズ層、電極層、および抵抗体層を備える。基板は、絶縁材料からなる板状の部材であり、たとえばアルミナ基板である。グレーズ層92は、基板91の表面に形成されており、たとえばガラスからなる。電極層は、グレーズ層92上に形成されており、抵抗体層94に選択的に電流を流すための電流経路を構成している。抵抗体層は、主走査方向に配列された複数の発熱部を有する。 Conventionally, a thermal print head is known (for example, see Patent Document 1). The thermal print head disclosed in this document includes a substrate, a glaze layer, an electrode layer, and a resistor layer. The substrate is a plate-like member made of an insulating material, for example, an alumina substrate. The glaze layer 92 is formed on the surface of the substrate 91 and is made of, for example, glass. The electrode layer is formed on the glaze layer 92 and constitutes a current path for allowing a current to flow selectively through the resistor layer 94. The resistor layer has a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction.
サーマルプリントヘッドはプリンタの主要部を構成する。当該プリンタによる印刷時には、前記複数の発熱部のうちのいずれかに選択的に電流が流され、当該発熱部からの熱が感熱紙などの印刷媒体に伝わり、印刷媒体にドットが印刷される。印刷媒体は、複数の発熱部に対向配置されたプラテンローラによって複数の発熱部側に押し当てられる。印刷媒体は、プラテンローラの回転によって副走査方向に送給される。前記プリンタの印刷仕様は様々であり、省エネルギ化や印刷速度の高速化など印刷特性の改善が図られている。サーマルプリントヘッドにおいては、一般に基板の裏面に放熱部材が設けられ、印刷時に生じた熱を、基板を介して放熱部材から速やかに逃がすように構成される。たとえば感熱紙への印刷態様が文字だけであれば、各発熱部において通電状態が続くことはなく、基板が過熱されることはない。その一方、感熱紙への印刷態様が絵柄や図柄等の場合、各発熱部において通電状態が続くことによって基板が過熱されてしまい、高速での印刷が困難であった。 The thermal print head constitutes the main part of the printer. At the time of printing by the printer, a current is selectively applied to any one of the plurality of heat generating portions, heat from the heat generating portion is transmitted to a print medium such as thermal paper, and dots are printed on the print medium. The print medium is pressed against the plurality of heat generating portions by a platen roller disposed opposite to the plurality of heat generating portions. The print medium is fed in the sub-scanning direction by the rotation of the platen roller. The printing specifications of the printer are various, and improvement of printing characteristics such as energy saving and high printing speed is achieved. In a thermal print head, a heat radiating member is generally provided on the back surface of the substrate, and heat generated during printing is quickly released from the heat radiating member through the substrate. For example, if only the character is printed on the thermal paper, the energized state does not continue in each heat generating portion, and the substrate is not overheated. On the other hand, when the printing mode on the thermal paper is a pattern, a pattern, or the like, the substrate is overheated due to the energized state in each heat generating portion, and printing at high speed is difficult.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、印刷速度の高速化など、印刷特性の改善を図るのに適するサーマルプリントヘッドを提供することを主たる課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and it is a main object of the present invention to provide a thermal print head suitable for improving printing characteristics such as an increase in printing speed.
本発明よって提供されるサーマルプリントヘッドは、基板と、前記基板上に形成されたグレーズ層と、前記グレーズ層上に形成された電極層と、主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、を備え、前記基板は窒化アルミニウムを主成分とする窒化アルミニウム基板であり、前記グレーズ層は、前記基板と接する結晶化ガラス層を含む。 The thermal print head provided by the present invention includes a substrate, a glaze layer formed on the substrate, an electrode layer formed on the glaze layer, and a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction. A resistor layer, wherein the substrate is an aluminum nitride substrate containing aluminum nitride as a main component, and the glaze layer includes a crystallized glass layer in contact with the substrate.
好ましくは、前記グレーズ層は、前記基板から最も離れて位置し、前記電極層が直接形成される非晶質ガラス層を含む。 Preferably, the glaze layer includes an amorphous glass layer that is located farthest from the substrate and on which the electrode layer is directly formed.
好ましくは、前記グレーズ層は、前記結晶化ガラス層と前記非晶質ガラス層との間に介在する半結晶化ガラス層を含む。 Preferably, the glaze layer includes a semi-crystallized glass layer interposed between the crystallized glass layer and the amorphous glass layer.
好ましくは、前記非晶質ガラス層の厚さは、前記結晶化ガラス層の厚さ以上である。 Preferably, the thickness of the amorphous glass layer is equal to or greater than the thickness of the crystallized glass layer.
好ましくは、前記非晶質ガラス層の厚さは、前記結晶化ガラス層の厚さの1.5倍以上である。 Preferably, the thickness of the amorphous glass layer is 1.5 times or more the thickness of the crystallized glass layer.
好ましくは、前記結晶化ガラス層の厚さは、前記半結晶化ガラス層の厚さ以上である。 Preferably, the thickness of the crystallized glass layer is equal to or greater than the thickness of the semi-crystallized glass layer.
好ましくは、前記グレーズ層の厚さは、60〜120μmである。 Preferably, the glaze layer has a thickness of 60 to 120 μm.
好ましくは、前記非晶質ガラス層は、白色または透明である。 Preferably, the amorphous glass layer is white or transparent.
好ましくは、前記基板の少なくとも一部は、光を透過させない光不透過部を有する。 Preferably, at least a part of the substrate has a light-impermeable portion that does not transmit light.
好ましくは、前記光不透過部は、窒化アルミニウムと、光が透過しない光不透過性材料と、を含有する窒化アルミニウム組成物からなる。 Preferably, the light-impermeable portion is made of an aluminum nitride composition containing aluminum nitride and a light-impermeable material that does not transmit light.
好ましくは、前記光不透過性材料は、炭素である。 Preferably, the light opaque material is carbon.
好ましくは、前記光不透過部は、前記基板上に形成され、光が透過しない光不透過性材料を含有する塗膜からなる。 Preferably, the light-impermeable portion is formed of a coating film that is formed on the substrate and contains a light-impermeable material that does not transmit light.
好ましくは、前記電極層は、主走査方向に延びる連結部およびこの連結部から副走査方向に延びる複数の共通電極帯状部を有する共通電極と、各々が副走査方向に延びており、かつ主走査方向において隣り合う前記共通電極帯状部どうしの間に位置する個別電極帯状部を各々が有する複数の個別電極と、を有している。 Preferably, the electrode layer includes a common electrode having a connecting portion extending in the main scanning direction and a plurality of common electrode strips extending from the connecting portion in the sub scanning direction, each extending in the sub scanning direction, and the main scanning. A plurality of individual electrodes each having individual electrode strips positioned between the common electrode strips adjacent in the direction.
好ましくは、前記抵抗体層は、前記複数の共通電極帯状部および前記複数の個別電極帯状部と交差している。 Preferably, the resistor layer intersects the plurality of common electrode strips and the plurality of individual electrode strips.
好ましくは、前記複数の共通電極帯状部および前記複数の個別電極帯状部とは、前記基板と前記抵抗体層との間に介在している。 Preferably, the plurality of common electrode strips and the plurality of individual electrode strips are interposed between the substrate and the resistor layer.
好ましくは、前記抵抗体層は、主走査方向に長く延びる帯状である。 Preferably, the resistor layer has a strip shape extending long in the main scanning direction.
好ましくは、前記抵抗体層は、厚膜印刷された抵抗体ペーストの焼成体である。 Preferably, the resistor layer is a fired body of a resistor paste printed with a thick film.
好ましくは、前記グレーズ層は、前記基板の厚さ方向の一方側の面の少なくとも一部を覆う。 Preferably, the glaze layer covers at least a part of one surface in the thickness direction of the substrate.
好ましくは、前記グレーズ層は、前記基板の全面を覆う。 Preferably, the glaze layer covers the entire surface of the substrate.
好ましくは、前記抵抗体層を覆う保護層を備える。 Preferably, a protective layer covering the resistor layer is provided.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図5は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの一例を示している。本実施形態のサーマルプリントヘッドA1は、基板1、グレーズ層2、電極層3、抵抗体層4、保護層5、駆動IC71、封止樹脂72、コネクタ73、配線基板74および放熱部材75を備えている。サーマルプリントヘッドA1は、たとえばバーコードシートやレシートを作成するために感熱紙に対する印刷を施すプリンタに組み込まれるものである。なお、理解の便宜上、図1および図3においては、保護層5を省略している。これらの図においては、主走査方向をx方向、副走査方向をy方向、基板1の厚さ方向をz方向としている。
1 to 5 show an example of a thermal print head according to the present invention. The thermal print head A1 of this embodiment includes a
図1は、サーマルプリントヘッドA1を示す平面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図3は、サーマルプリントヘッドA1を示す部分拡大平面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿う部分拡大断面図である。図5は、サーマルプリントヘッドA1を示す部分拡大断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing the thermal print head A1. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is a partially enlarged plan view showing the thermal print head A1. 4 is a partially enlarged sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a partial enlarged cross-sectional view showing the thermal print head A1.
基板1は、窒化アルミニウム(AlN)を主成分とする窒化アルミニウム基板であり、その厚さがたとえば0.6〜1.0mm程度とされている。窒化アルミニウム(AlN)の熱的物性値については、熱伝導率が80〜180W/(m・K)程度であり、熱膨張係数が40〜45×10-7/℃程度である。図1に示すように、基板1は、主走査方向xに長く延びる長矩形状とされている。本実施形態において、基板1は、たとえば窒化アルミニウム、光を透過しない光不透過材料、およびその他の樹脂バインダ等を含有する基板材料を焼結することによって形成された窒化アルミニウム組成物である。光不透過材料としては、たとえば炭素を挙げることができる。基板1における組成物の含有率の一例を挙げると、窒化アルミニウムが80〜95wt%、炭素が5〜20wt%である。
The
図1、図2に示すように、基板1に加えて、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基材層とCuなどからなる配線層とが積層された配線基板74を有する構造としてもよい。基板1の下面には、たとえばAlなどの金属からなる放熱部材75が設けられている。配線基板74を有する構成においては、たとえば放熱部材75上に基板1および配線基板74が隣接して配置され、基板1上の電極層3と配線基板74の配線(またはこの配線に接続されたIC)とが、たとえばワイヤボンディングなどにより接続される。さらに、配線基板74に、コネクタ73を設けてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, in addition to the
グレーズ層2は、基板1上に形成されており、ガラス材料からなる。図5に示すように、本実施形態において、グレーズ層2は、結晶化ガラス層21、半結晶化ガラス層22、および非晶質ガラス層23がこの順に積層された積層構造からなる。
The
結晶化ガラス層21は、基板1と接する部分であり、たとえば白色である。結晶化ガラス層21は、たとえばSiO2−BaO−Al2O3−ZnO系ガラスなどの結晶化ガラスからなり、当該結晶化ガラスのペーストを印刷・焼成することにより形成される。半結晶化ガラス層22は、結晶化ガラス層21と非晶質ガラス層23との間に介在しており、たとえば白色である。半結晶化ガラス層22は、たとえばSiO2−B2O3−BaO−ZnO−Al2O3系ガラスなどの半結晶化ガラスからなり、当該半結晶化ガラスのペーストを印刷・焼成することにより形成される。非晶質ガラス層23は、基板1から最も離れて位置し、後述の電極層3が直接形成される部分であり、たとえば白色または透明である。非晶質ガラス層23は、たとえばSiO2−ZnO−MgO系ガラスなどの非晶質ガラスからなり、当該非晶質ガラスのペーストを印刷・焼成することにより形成される。なお、本実施形態においては、基板1の図中上面すべてがグレーズ層2によって覆われている。
The crystallized
グレーズ層2の各層の厚さ寸法について例示すると、結晶化ガラス層21の厚さが15〜30μmであり、半結晶化ガラス層22の厚さが15〜25μmであり、非晶質ガラス層23の厚さが30〜65μmである。また、非晶質ガラス層23の厚さは、結晶化ガラス層21の厚さ以上であり、好ましくは結晶化ガラス層21の厚さの1.5倍以上である。結晶化ガラス層21の厚さは、好ましくは半結晶化ガラス層22の厚さ以上である。グレーズ層2全体の厚さとしては、60〜120μmであり、好ましくは80〜100μmである。なお、グレーズ層2の各層の熱膨張係数については、大きい順に、非晶質ガラス層23、半結晶化ガラス層22、結晶化ガラス層21となっている。
Illustrating the thickness dimension of each layer of the
電極層3は、抵抗体層4に通電するための経路を構成するためのものであり、Agを主成分とした導電体からなる。電極層3は、導電性材料によって形成されたものであれば特に限定されない。電極層3の一構成例としては、図5に示すように、第1層31および第2層32からなる構成が挙げられる。
The
第1層31は、グレーズ層2上に形成されており、たとえば有機Ag化合物を含むペーストを印刷および焼成することによって形成されている。第1層31は、主成分たるAgとして有機Ag化合物を含んでいる。また、第1層31は、たとえば含有率が0.1wt%よりも大きく30wt%以下であるPdを含んでいる。なお、第1層31は、ガラスを含んでいない。第1層31の厚さは、たとえば0.3〜1.0μmである。
The first layer 31 is formed on the
第2層32は、第1層31上に設けられており、たとえば厚膜印刷用のAgペーストを印刷および焼成することによって形成されている。第2層32は、主成分たるAgとしてAg粉末を含んでいる。このAg粉末は、球状またはフレーク状であり、平均粒径がたとえば0.1〜10μmである。また、第2層32は、たとえば0.5〜10wt%のガラスを含んでいる。このガラスは、たとえばホウ珪酸ガラスまたはホウ珪酸鉛ガラスである。また、第2層32は、たとえば0.1wt%以上、30wt%未満であって第1層31よりも含有率が小であるPdを含んでいる。第2層32の厚さは、たとえば2〜10μmである。第2層32の表面は、上記Ag粉末が分布することにより、比較的粗い性状となっている。
The
図3に示すように、電極層3は、共通電極33および複数の個別電極36を有している。
As shown in FIG. 3, the
共通電極33は、複数の共通電極帯状部34および連結部35を有している。連結部35は、基板1の副走査方向y下流側端寄りに配置されており、主走査方向xに延びる帯状である。複数の共通電極帯状部34は、各々が連結部35から副走査方向yに延びており、主走査方向xに等ピッチで配列されている。
The
複数の個別電極36は、抵抗体層4に対して部分的に通電するためのものであり、共通電極33に対して逆極性となる部位である。個別電極36は、抵抗体層4から駆動IC71に向かって延びている。複数の個別電極36は、主走査方向xに配列されており、各々が個別電極帯状部38、連結部37およびボンディング部39を有している。
The plurality of
各個別電極帯状部38は、副走査方向yに延びた帯状部分であり、共通電極33の隣り合う2つの共通電極帯状部34の間に位置している。個別電極36の個別電極帯状部38と共通電極33の共通電極帯状部34とは、幅がたとえば25μm以下とされており、隣り合う個別電極36の個別電極帯状部38と共通電極33の共通電極帯状部34との間隔はたとえば40μm以下となっている。
Each
連結部37は、個別電極帯状部38から駆動IC71に向かって延びる部分であり、そのほとんどが副走査方向yに沿った部位および副走査方向yに対して傾斜した部位を有している。連結部37のほとんどの部位は、その幅がたとえば20μm以下とされており、隣り合う連結部37どうしの間隔はたとえば20μm以下となっている。
The connecting
ボンディング部39は、個別電極36の副走査方向y端部に形成されており、個別電極36と駆動IC71とを接続するためのワイヤ61がボンディングされている。隣り合う個別電極36のボンディング部39どうしは、副走査方向yに互い違いに配置されている。これにより、ボンディング部39は、連結部37のほとんどの部位よりも幅が大きいにも関わらず、たがいに干渉することが回避されている。
The
連結部37のうち隣り合うボンディング部39に挟まれた部位は、個別電極36において最も幅が小さく、その幅がたとえば10μm以下である。また、連結部37と隣のボンディング部39との間隔もたとえば10μm以下となっている。このように、共通電極33および複数の個別電極36は、線幅および配線間隔が小さい微細パターンとなっている。
A portion of the connecting
抵抗体層4は、電極層3を構成する材料よりも抵抗率が大であるたとえば酸化ルテニウムなどからなり、主走査方向xに延びる帯状に形成されている。抵抗体層4は、共通電極33の複数の共通電極帯状部34と複数の個別電極36の個別電極帯状部38とに交差している。さらに、抵抗体層4は、共通電極33の複数の共通電極帯状部34と複数の個別電極36の個別電極帯状部38に対して基板1とは反対側に積層されている。抵抗体層4のうち各共通電極帯状部34と各個別電極帯状部38とに挟まれた部位が、電極層3によって部分的に通電されることにより発熱する発熱部41とされている。発熱部41の発熱によって印字ドットが形成される。抵抗体層4の厚さは、たとえば4μm〜6μmである。
The
保護層5は、電極層3および抵抗体層4を保護するためのものである。保護層5は、たとえば非晶質ガラスからなる。ただし、保護層5は、複数の個別電極36のボンディング部39を含む領域を露出させている。
The
駆動IC71は、複数の個別電極36を選択的に通電させることにより、抵抗体層4を部分的に発熱させる機能を果たす。駆動IC71には、複数のパッドが設けられている。図5は、駆動IC71を横切るyz平面における要部拡大断面図である。図3および図5に示すように、駆動IC71のパッドと複数の個別電極36とは、それぞれにボンディングされた複数のワイヤ61を介して接続されている。ワイヤ61は、Auからなる。図1および図5に示すように、駆動IC71は、封止樹脂72によって覆われている。封止樹脂72は、たとえば黒色の軟質樹脂からなる。また、駆動IC71とコネクタ73とは、図示しない信号線によって接続されている。
The
次に、サーマルプリントヘッドA1の使用方法の一例について簡単に説明する。 Next, an example of how to use the thermal print head A1 will be briefly described.
サーマルプリントヘッドA1は、プリンタに組み込まれた状態で使用される。図2に示したように、当該プリンタ内において、サーマルプリントヘッドA1の各発熱部41はプラテンローラ81に対向している。当該プリンタの使用時には、プラテンローラ81が回転することにより、感熱紙などの印刷媒体82が、副走査方向yに沿ってプラテンローラ81と各発熱部41との間に一定速度で送給される。印刷媒体82は、プラテンローラ81によって保護層5のうち各発熱部41を覆う部分に押しあてられる。一方、図3に示した各個別電極36には、駆動IC71によって選択的に電位が付与される。これにより、共通電極33と複数の個別電極36の各々との間に電圧が印加される。そして、複数の発熱部41には選択的に電流が流れ、熱が発生する。そして、各発熱部41にて発生した熱は、保護層5を介して印刷媒体82に伝わる。そして、印刷媒体82上の主走査方向xに線状に延びるライン領域に、複数のドットが印刷される。また、各発熱部41にて発生した熱は、グレーズ層2にも伝わり、グレーズ層2にて蓄えられる。
The thermal print head A1 is used in a state incorporated in a printer. As shown in FIG. 2, each
次に、サーマルプリントヘッドA1の製造方法の一例について、図6〜図10を参照しつつ以下に説明する。 Next, an example of a manufacturing method of the thermal print head A1 will be described below with reference to FIGS.
まず、図6に示すように、基板1を用意する。基板1は、窒化アルミニウム組成物であり、主成分としての窒化アルミニウム(AlN)と、副成分としての炭素(C)とを含む。
First, as shown in FIG. 6, a
次いで、図7に示すように、基板1上にグレーズ層2を形成する。グレーズ層2の形成は、結晶化ガラス層21、半結晶化ガラス層22、および非晶質ガラス層23をこの順に積層することにより行う。結晶化ガラス層21の形成は、結晶化ガラスのペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより行う。結晶化ガラスは、たとえば結晶化温度(たとえば830〜850℃)がガラス軟化点(たとえば約780℃)よりも50〜70℃程度高く、結晶化温度以上の焼成温度に加熱し、結晶化させる。このようにして形成された結晶化ガラス層21の表面は、微細な気孔を有する。
Next, as shown in FIG. 7, the
半結晶化ガラス層22の形成は、半結晶化ガラスのペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより行う。半結晶化ガラスは、たとえば結晶化温度(たとえば790〜810℃)がガラス軟化点(たとえば約740℃)よりも50〜70℃程度高く、結晶化温度以上の焼成温度に加熱する。ここで、半結晶化ガラスの焼成温度は、上記した結晶化ガラスの焼成温度よりも低温である。
The
非晶質ガラス層23の形成は、非晶質ガラスのペーストを厚膜印刷したのちに、これを焼成することにより行う。非晶質ガラスは、ガラス軟化点(たとえば約680℃)よりも70〜100℃程度高い焼成温度に加熱する。ここで、上記非晶質ガラスの粘度が小さくなり、その流動性が十分に大きくなって、表面が平滑な非晶質ガラス層23が形成される。
The
上記のようにして形成されたグレーズ層2において、結晶化ガラス層21は、その表面に微細な気孔を有しており、非晶質ガラス層23と比べて表面平滑性が劣る。添付図面においては、結晶化ガラス層21の表面が相対的に粗い態様を概念的に凹凸状として表している。
In the
次いで、図8に示すように、電極層3を形成する。電極層3の形成手法は特に限定されないが、電極層3が、上述した第1層31および第2層32によって構成される場合を冷に説明する。まず、第1材料層を形成する。第1材料層は、有機Ag化合物を含むペーストを厚膜印刷することにより形成する。この有機Ag化合物を含むペーストは、有機Ag化合物、Pd、および樹脂を含んでいる。樹脂の含有量は、たとえば60〜80wt%である。
Next, as shown in FIG. 8, the
次いで、第2材料層を形成する。第2材料層は、厚膜印刷用のAgペーストを厚膜印刷することにより形成する。この厚膜印刷用にAgペーストは、Ag粒子、ガラスフリット、Pd、および樹脂を含んでいる。樹脂の含有量は、たとえば20〜30wt%である。前記第1材料層および前記第2材料層によって、Agペースト層が構成される。次いで、前記Agペースト層を焼成することにより、Agを主成分とする導電体層を形成する。そして、この導電体層にたとえばエッチングによるパターニングを施すことにより、第1層31および第2層32が積層された構成の電極層3を形成する。
Next, a second material layer is formed. The second material layer is formed by thick film printing of an Ag paste for thick film printing. For this thick film printing, the Ag paste contains Ag particles, glass frit, Pd, and resin. The resin content is, for example, 20 to 30 wt%. The first material layer and the second material layer constitute an Ag paste layer. Next, the Ag paste layer is baked to form a conductor layer mainly composed of Ag. Then, the
次いで、図9に示すように、抵抗体層4を形成する。抵抗体層4の形成は、たとえば酸化ルテニウムなどの抵抗体を含む抵抗体ペーストを厚膜印刷し、これを焼成することによって行う。抵抗体層4の形成後において、必要に応じて、発熱部41の抵抗値のトリミング調整を行う。
Next, as shown in FIG. 9, the
次いで、図10に示すように、保護層5を形成する。保護層5の形成は、たとえばガラスペーストを厚膜印刷によって保護層5を形成すべき領域に塗布し、これを焼成することによって行う。この後は、駆動IC71の実装およびワイヤ61のボンディング、基板1および配線基板74の放熱部材75への取り付けなどを行うことにより、サーマルプリントヘッドA1が得られる。
Next, as shown in FIG. 10, the
次に、サーマルプリントヘッドA1の作用について説明する。 Next, the operation of the thermal print head A1 will be described.
本実施形態においては、基板1は窒化アルミニウムを主成分とする窒化アルミニウム基板であり、グレーズ層2は、基板1と接する結晶化ガラス層21を含む。基板1の主成分である窒化アルミニウムの熱伝導率は、80〜180W/(m・K)であり、サーマルプリントヘッドにおいて使用される一般的な基板材料であるアルミナの熱伝導率(21W/(m・K)程度)よりもかなり大きい。したがって、基板1を窒化アルミニウム基板(主成分が窒化アルミニウム)とすることにより、発熱部41で生じた熱を基板1を介して速やかに逃がすことが可能であり、放熱性に優れる。したがって、サーマルプリントヘッドA1が組み込まれるプリンタについて、印刷速度の高速化を図ることができる。
In the present embodiment, the
また、基板1上に形成されたグレーズ層2について、基板1と触接接触する部分には結晶化ガラス層21が形成されている。このような構成によれば、焼成時におけるガラスの流動性が抑制され、ガラス成分と基板1(窒化アルミニウム基板)の成分の反応を極力抑制し、ガス発泡に起因した孔欠陥の発生を抑制することができる。
In addition, a crystallized
グレーズ層2は、基板1から最も離れた最上部に形成された非晶質ガラス層23を含む。この非晶質ガラス層23に電極層3が直接形成されている。非晶質ガラス層23は表面平滑性に優れているため、電極層3を適切に形成することができる。また、非晶質ガラス層23の厚さは、結晶化ガラス層21の厚さ以上であり、好ましくは結晶化ガラス層21の厚さの1.5倍以上である。このように非晶質ガラス層23の厚さを実用上可能な範囲で大きくすることにより、グレーズ層2の表面平滑性を十分に確保することができる。
The
グレーズ層2は、結晶化ガラス層21、半結晶化ガラス層22、および非晶質ガラス層23がこの順に積層された積層構造であり、結晶化ガラス層21と非晶質ガラス層23との間に半結晶化ガラス層22が介在している。また、グレーズ層2の各層の熱膨張係数の大小関係ついては、上記のように非晶質ガラス層23>半結晶化ガラス層22>結晶化ガラス層21となっている。半結晶化ガラス層22が結晶化ガラス層21と非晶質ガラス層23との間に介在する構成によれば 結晶化ガラス層21および非晶質ガラス層23の熱膨張率の違いを緩和することができ、グレーズ層2における層間剥離等の不都合を回避することができる。
The
グレーズ層2の厚さは60〜120μmであり、グレーズ層2全体としての厚さが十分に確保されている。このような構成によれば、グレーズ層2による蓄熱作用が適切に発揮され、サーマルプリントヘッドA1が組み込まれるプリンタについて、省エネルギ化を図ることができる。
The thickness of the
グレーズ層2のうち最上部に形成された非晶質ガラス層23は、白色または透明である。サーマルプリントヘッドA1の製造において、抵抗体層4(発熱部41)の抵抗値のトリミング調整やワイヤ61のボンディングは、パターン認識により対象物を把握して行う。パターン認識においてワイヤ61や抵抗体層4は濃色として表れるところ、グレーズ層2の最上部層が淡色(白色系)である本実施形態の構成によれば、パターン認識を容易にすることができ、発熱部41の抵抗値のトリミング調整やワイヤ61のボンディングを適切に行うことができる。
The
基板1は、窒化アルミニウム、および光を透過しない光不透過性材料としての炭素を含有する窒化アルミニウム組成物(光不透過部)からなる。窒化アルミニウムは透光性を有するところ、本実施形態の基板1を光不透過部により構成すれば、光センサによる検出が可能となる。したがって、サーマルプリントヘッドA1の製造時において、基板1の有無について光センサにより検出することが可能となる。なお、本実施形態と異なり、光不透過部については、基板1上に形成され、光が透過しない光不透過性材料を含有する塗膜からなる構成を採用してもよい。
The
本発明に係るサーマルプリントヘッドは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るサーマルプリントヘッドの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The thermal print head according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the thermal print head according to the present invention can be varied in design in various ways.
A1 サーマルプリントヘッド
1 基板
2 グレーズ層
21 結晶化ガラス層
22 半結晶化ガラス層
23 非晶質ガラス層
3 電極層
31 第1層
32 第2層
33 共通電極
34 共通電極帯状部
35 連結部
36 個別電極
37 連結部
38 個別電極帯状部
39 ボンディング部
4 抵抗体層
41 発熱部
5 保護層
61 ワイヤ
71 駆動IC
72 封止樹脂
73 コネクタ
74 配線基板
75 放熱部材
81 プラテンローラ
82 印刷媒体
x 主走査方向
y 副走査方向
z 厚さ方向
A1
72
Claims (20)
前記基板上に形成されたグレーズ層と、
前記グレーズ層上に形成された電極層と、
主走査方向に配列された複数の発熱部を含む抵抗体層と、を備え、
前記基板は窒化アルミニウムを主成分とする窒化アルミニウム基板であり、
前記グレーズ層は、前記基板と接する結晶化ガラス層を含む、サーマルプリントヘッド。 A substrate,
A glaze layer formed on the substrate;
An electrode layer formed on the glaze layer;
A resistor layer including a plurality of heat generating portions arranged in the main scanning direction,
The substrate is an aluminum nitride substrate mainly composed of aluminum nitride,
The glaze layer is a thermal print head including a crystallized glass layer in contact with the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016202740A JP2018062152A (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Thermal print head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016202740A JP2018062152A (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Thermal print head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018062152A true JP2018062152A (en) | 2018-04-19 |
Family
ID=61966326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016202740A Pending JP2018062152A (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Thermal print head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018062152A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020029078A (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 東芝ホクト電子株式会社 | Thermal print head and thermal printer |
| JP2020151982A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | ローム株式会社 | Thermal print head |
-
2016
- 2016-10-14 JP JP2016202740A patent/JP2018062152A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020029078A (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 東芝ホクト電子株式会社 | Thermal print head and thermal printer |
| JP2020151982A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | ローム株式会社 | Thermal print head |
| JP7228428B2 (en) | 2019-03-20 | 2023-02-24 | ローム株式会社 | thermal print head |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6371529B2 (en) | Thermal print head, thermal printer | |
| JP5952089B2 (en) | Manufacturing method of fine wiring pattern and thermal print head | |
| JP2022044731A (en) | Manufacturing method of thermal print head and thermal print head | |
| JP2019166824A (en) | Thermal print head | |
| JP7349549B2 (en) | thermal print head | |
| JP2018192694A (en) | Thermal print head and method for manufacturing thermal print head | |
| JP7093226B2 (en) | Thermal print head | |
| JP7037941B2 (en) | Thermal print head | |
| CN107020827A (en) | Thermal printing head and thermal printer | |
| JPWO2019031199A1 (en) | Thermal print head and method for manufacturing thermal print head | |
| JP6209019B2 (en) | Thermal print head, thermal printer | |
| JP2018062152A (en) | Thermal print head | |
| JP7063442B2 (en) | Thermal print head | |
| JP7001449B2 (en) | Thermal print head | |
| JP5080335B2 (en) | Thermal print head | |
| JP2020151903A (en) | Thermal print head and manufacturing method of the same | |
| JP6618709B2 (en) | Thermal print head | |
| JP2021003809A (en) | Thermal print head and method of manufacturing the same | |
| JP2016215389A (en) | Thermal print head | |
| JP5329887B2 (en) | Thermal head | |
| JP2019098667A (en) | Thermal print head | |
| JP7754689B2 (en) | Thermal printhead and method for manufacturing the same | |
| JP5670076B2 (en) | Thermal print head and manufacturing method thereof | |
| JP7398244B2 (en) | Method for forming heat storage layer and method for manufacturing thermal print head | |
| JP2023121941A (en) | thermal print head |