JP5031701B2 - RECORDING HEAD AND RECORDING DEVICE HAVING THE SAME - Google Patents
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Description
本発明は、発熱素子、該発熱素子の制御素子、および該制御素子と前記発熱素子とを接続する制御配線を有する記録ヘッドおよびこれを備える記録装置に関する。 The present invention relates to a heat generating element, a control element for the heat generating element, a recording head having a control wiring for connecting the control element and the heat generating element, and a recording apparatus including the recording head.
ファクシミリやレジスターなどのプリンタとしては、サーマルヘッドおよびプラテンローラを備え、感熱紙あるいは熱転写インクリボンおよび普通紙を記録媒体として印画するサーマルプリンタが用いられている。このようなサーマルプリンタに搭載されるサーマルヘッドとしては、基板上に配列された複数の発熱素子と、この基板上に配置されるとともに発熱素子の駆動を制御する制御素子とを有するものがある。プラテンローラは、例えば感熱紙などの記録媒体を発熱素子上に押し当てる機能を有するものである。このような構成のサーマルプリンタでは、所望の画像に応じて発熱素子を発熱させるともに、発熱素子上に記録媒体をプラテンローラで押圧することにより発熱素子の発する熱を記録媒体に対して良好に伝達させている。この処理を繰り返すことによって、記録媒体に対して所望の画像が印刷される。 As a printer such as a facsimile or a register, a thermal printer that includes a thermal head and a platen roller, and prints using thermal paper or a thermal transfer ink ribbon and plain paper as a recording medium is used. As a thermal head mounted on such a thermal printer, there is a thermal head having a plurality of heating elements arranged on a substrate and a control element arranged on the substrate and controlling driving of the heating elements. The platen roller has a function of pressing a recording medium such as thermal paper on the heating element. In the thermal printer having such a configuration, the heat generating element generates heat according to a desired image, and the heat generated by the heat generating element is well transmitted to the recording medium by pressing the recording medium on the heat generating element with a platen roller. I am letting. By repeating this process, a desired image is printed on the recording medium.
このようなサーマルヘッドには、発熱素子を制御素子に電気的に接続する制御配線と、制御配線上に流動性を有する前駆体で被覆して、これを硬化して形成された保護材とをさらに有するものがある。このような構成のサーマルヘッドは、例えば特許文献1に開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示されたサーマルヘッドでは、保護層の前駆体であるガラスペーストが流動性を有しているため、ガラスペーストの塗布量が多くなると、個別電極パターン(上述の「制御配線」に相当)の全てが当該ガラスペーストに覆われてしまい、駆動IC(上述の「制御素子)に相当)と電気的に接続することができなくなってしまう場合がある。一方、このサーマルヘッドでは、個別電極パターンの全てが覆われる可能性を小さくすべく、ガラスペーストの塗布量を減らすと、個別電極パターンの駆動IC側が過度に露出し、個別電極パターンを良好に保護できなくなってしまう場合がある。そこで、このサーマルヘッドでは、ガラスペーストの量を所定の範囲に調節する必要があった。 However, in the thermal head disclosed in Patent Document 1, since the glass paste that is a precursor of the protective layer has fluidity, when the amount of application of the glass paste increases, the individual electrode pattern (the above-mentioned “control wiring”). )) Is covered with the glass paste and cannot be electrically connected to the driving IC (corresponding to the “control element” described above). If the amount of glass paste applied is reduced to reduce the possibility of covering all of the individual electrode patterns, the drive IC side of the individual electrode patterns may be excessively exposed and the individual electrode patterns may not be well protected. Therefore, in this thermal head, it is necessary to adjust the amount of the glass paste within a predetermined range.
このような技術課題を有する中で発熱素子および該発熱素子近傍の制御配線上に保護層が先に形成されていると、制御配線の厚みに起因して形成される保護層の上面の溝の幅が、制御配線間の幅に比べて短くなっているため、その後、制御配線上に保護材の前駆体を塗布すると、保護材の前駆体が制御素子側に比べて発熱素子側に過度に流れやすくなってしまう。そのため、制御配線の制御素子側が過度に露出することを効果的に防止することが困難になってしまうという問題がある。また、保護材の前駆体の塗布量を多くすると、保護層の上面の溝を通じて発熱素子側へ保護材の前駆体が流れ、発熱素子上に保護材が形成されてしまい、記録媒体に熱を良好に伝達できなくなる場合があった。 When the protective layer is formed on the heating element and the control wiring in the vicinity of the heating element while having such a technical problem, the groove on the upper surface of the protective layer formed due to the thickness of the control wiring is formed. Since the width is shorter than the width between the control wirings, after that, when the precursor of the protective material is applied on the control wiring, the precursor of the protective material is excessive on the heating element side compared to the control element side. It becomes easy to flow. Therefore, there is a problem that it is difficult to effectively prevent the control element side of the control wiring from being exposed excessively. Further, when the amount of the precursor of the protective material is increased, the precursor of the protective material flows to the heating element side through the groove on the upper surface of the protective layer, and the protective material is formed on the heating element, and heat is applied to the recording medium. In some cases, it could not be transmitted well.
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、制御配線を保護材によって良好に被覆することが可能な記録ヘッドおよびこれを備える記録装置を提供することを目的とする。 The present invention has been conceived under such circumstances, and an object thereof is to provide a recording head capable of satisfactorily covering a control wiring with a protective material and a recording apparatus including the recording head. To do.
本発明の記録ヘッドは、基板と、該基板上に主走査方向に沿って配列されている複数の発熱素子と、前記基板上に副走査方向において前記複数の発熱素子と離間して配置されている、前記複数の発熱素子を制御する制御素子と、基板上に形成されている、前記複数の発熱素子を前記制御素子に電気的に接続する複数の制御配線と、前記複数の発熱素子および前記複数の制御配線における前記発熱素子側の一部を覆う保護層とを有しており、前記複数の制御配線の前記保護層に覆われていない部位は、前記主走査方向における各々の幅が上方に向かうにつれて漸次狭くなるように両端面が傾斜した両端傾斜部をそれぞれ備えるとともに、該両端傾斜部の両端面の傾斜角度は、前記発熱素子側から前記制御素子側に向かって大きくなっており、前記複数の制御配線の前記保護層に覆われていない部位およびその間隙は、流動性を有する前駆体を硬化させて形成した保護材により覆われていることを特徴とするものである。 The recording head of the present invention includes a substrate, a plurality of heating elements arranged along the main scanning direction on the substrate, and a plurality of heating elements spaced apart from the plurality of heating elements in the sub-scanning direction on the substrate. A control element that controls the plurality of heating elements, a plurality of control wirings that are formed on a substrate and electrically connect the plurality of heating elements to the control element, the plurality of heating elements, and the A protective layer that covers a part of the plurality of control wirings on the side of the heat generating element, and a portion of the plurality of control wirings that is not covered by the protective layer has an upper width in the main scanning direction. Both end slopes with both end faces inclined so as to become gradually narrower toward the end, and the inclination angle of both end faces of the both end slope parts are increased from the heating element side toward the control element side, in front Site and the gap is not covered with the protective layer of the plurality of control wires, and is characterized in that it is covered with a protective material formed by curing a precursor having fluidity.
本発明の記録ヘッドにおいて、前記制御素子は、前記主走査方向に沿う幅が当該制御素子により制御される前記複数の発熱素子のうち最も外側に位置する2つの発熱素子間の距離に比べて長くなっており、前記複数の制御配線のうち最も外側にある2つの制御配線のそれぞれ外側に位置する端面間の距離は、前記発熱素子側から前記制御素子側に向かって長くなっているのが好ましい。 In the recording head according to the aspect of the invention, the width of the control element in the main scanning direction may be longer than a distance between two outermost heating elements among the plurality of heating elements controlled by the control element. It is preferable that the distance between the outer end surfaces of the two outermost control wirings among the plurality of control wirings is longer from the heating element side toward the control element side. .
また、本発明の記録ヘッドにおいて、前記複数の制御配線の前記主走査方向に沿う離間距離は、前記発熱素子側から前記制御素子側に向かって長くなっているのが好ましい。 In the recording head according to the aspect of the invention, it is preferable that a separation distance of the plurality of control wirings along the main scanning direction is longer from the heating element side toward the control element side.
また、本発明の記録ヘッドにおいて、前記複数の制御配線は、前記主走査方向における各々の幅が前記発熱素子側から前記制御素子側に向かって長くなっているのが好ましい。 In the recording head of the present invention, it is preferable that each of the plurality of control wirings has a width in the main scanning direction that is longer from the heating element side to the control element side.
本発明の記録装置は、上記いずれかの記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送機構とを備えることを特徴とするものである。 A recording apparatus of the present invention includes any one of the recording heads described above and a transport mechanism that transports a recording medium.
本発明の記録ヘッドは、基板と、該基板上に主走査方向に沿って配列されている複数の発熱素子と、基板上に副走査方向において複数の発熱素子と離間して配置されている、複数の発熱素子を制御する制御素子と、基板上に形成されている、複数の発熱素子を制御素子に電気的に接続する複数の制御配線と、複数の発熱素子および複数の制御配線における発熱素子側の一部を覆う保護層とを有しており、複数の制御配線の保護層に覆われていない部位は、主走査方向における各々の幅が上方に向かうにつれて漸次狭くなるように両端面が傾斜した両端傾斜部をそれぞれ備えるとともに、該両端傾斜部の両端面の傾斜角度が発熱素子側から制御素子側に向かって大きくなっており、複数の制御配線の保護層に覆われていない部位およびその間隙は、流動性を有する前駆体を硬化させて形成した保護材により覆われていることを特徴とする。そのため、本発明の記録ヘッドによれば、流動性を有する保護材の前駆体を両端傾斜部に塗布した場合に、両端傾斜部の両端面の傾斜角度が、発熱素子側から制御素子側に向かって大きくなっているのに起因して、両端傾斜部の発熱素子側の間隙に位置する保護材の前駆体に比べて当該両端傾斜部の制御素子側の間隙に位置する保護材の前駆体に対して毛細管現象を良好に生じさせて、当該前駆体を制御素子側に良好に伸ばすことができる。 The recording head of the present invention is disposed on a substrate, a plurality of heating elements arranged along the main scanning direction on the substrate, and spaced apart from the plurality of heating elements in the sub-scanning direction on the substrate. A control element for controlling a plurality of heating elements, a plurality of control wirings electrically connected to the control elements formed on the substrate, and a heating element in the plurality of heating elements and the plurality of control wirings And both end faces of the plurality of control wirings not covered by the protective layer are formed so that each width in the main scanning direction gradually becomes narrower toward the upper side. Each of the inclined end portions is inclined, and the inclination angle of both end faces of the inclined end portions is increased from the heating element side to the control element side, and the portions not covered by the protective layers of the plurality of control wirings and The gap , Characterized in that it is covered with a protective material formed by curing a precursor having fluidity. Therefore, according to the recording head of the present invention, when a fluid protective material precursor is applied to both end inclined portions, the inclination angles of both end surfaces of the both end inclined portions are directed from the heating element side to the control element side. In comparison with the precursor of the protective material located in the gap on the side of the heating element of the inclined portion at both ends, the precursor of the protective material located in the gap on the control element side of the inclined portion at both ends On the other hand, a capillary phenomenon can be generated satisfactorily and the precursor can be satisfactorily extended to the control element side.
また、本発明の記録ヘッドによれば、両端傾斜部の両端面の傾斜角度が、制御素子側から発熱素子側に向かって小さくなっているので、制御配線上に保護層を形成した場合でも保護層表面上の保護層における窪みの幅を拡げることができる。そのため、本発明の記録ヘッドによれば、両端傾斜部の制御素子側の間隙に位置する保護材の前駆体に比べて当該両端傾斜部の発熱素子側の間隙に位置する保護材の前駆体に表面張力を良好に作用させて、当該前駆体が発熱素子側に伸びるのを低減することができる。 Further, according to the recording head of the present invention, the inclination angle of the both end faces of the both end inclined portions is reduced from the control element side to the heat generating element side, so that even when a protective layer is formed on the control wiring, protection is provided. The width of the depression in the protective layer on the layer surface can be increased. Therefore, according to the recording head of the present invention, compared to the precursor of the protective material positioned in the gap on the control element side of the both end inclined portion, the precursor of the protective material positioned in the gap on the heating element side of the both end inclined portion. It is possible to reduce the extension of the precursor toward the heat generating element by causing the surface tension to act satisfactorily.
したがって、本発明の記録ヘッドによれば、制御配線を保護材によって良好に被覆することができる。 Therefore, according to the recording head of the present invention, the control wiring can be satisfactorily covered with the protective material.
本発明の記録ヘッドにおける制御素子が、主走査方向に沿う幅が当該制御素子により制御される複数の発熱素子のうち最も外側に位置する2つの発熱素子間の距離に比べて長くなっており、複数の制御配線のうち最も外側にある2つの制御配線のそれぞれ外側に位置する端面間の距離が、発熱素子側から制御素子側に向かって長くなっている場合には、より顕著に上記の効果を生じさせることができる。 The control element in the recording head of the present invention has a longer width in the main scanning direction than the distance between the two outermost heating elements among the plurality of heating elements controlled by the control element, When the distance between the end faces located on the outer sides of the two outermost control wirings among the plurality of control wirings becomes longer from the heating element side toward the control element side, the above effect is more prominent. Can be generated.
また、本発明の記録ヘッドにおいて、複数の制御配線の主走査方向に沿う離間距離が、発熱素子側から制御素子側に向かって長くなっている場合には、両端傾斜部の制御素子側において保護材の前駆体に対して毛細管現象を良好に生じさせるとともに、当該両端傾斜部の発熱素子側において表面張力を良好に作用させることができるので、制御配線を保護材によって良好に被覆することができる。 Further, in the recording head of the present invention, when the separation distance along the main scanning direction of the plurality of control wirings becomes longer from the heating element side to the control element side, protection is provided on the control element side of both end inclined portions. Since the capillary phenomenon is favorably generated with respect to the precursor of the material and the surface tension can be favorably acted on the heating element side of the both end inclined portion, the control wiring can be satisfactorily covered with the protective material. .
また、本発明の記録ヘッドにおいて、複数の制御配線が、主走査方向における各々の幅が発熱素子側から制御素子側に向かって長くなっている場合には、両端傾斜部の制御素子側において保護材の前駆体に対して毛細管現象を良好に生じさせることができるとともに、当該両端傾斜部の発熱素子側において表面張力を良好に作用させることができるので、制御配線を保護材によって良好に被覆することができる。 Further, in the recording head of the present invention, when the width of each of the plurality of control wirings in the main scanning direction becomes longer from the heating element side to the control element side, protection is provided on the control element side of both end inclined portions. Capillary phenomenon can be satisfactorily generated with respect to the precursor of the material, and surface tension can be satisfactorily acted on the heating element side of the inclined portion at both ends, so that the control wiring is satisfactorily covered with the protective material. be able to.
本発明の記録装置は、本発明の記録ヘッドと、記録媒体を搬送する搬送機構とを備える。そのため、本発明の記録装置は、上述した記録ヘッドの有する効果を享受することができる。したがって、本発明の記録装置によれば、制御配線を保護材によって良好に被覆することができることにより、外雰囲気中による影響を低減することができ、長期に渡り安定的に駆動させることができる。 The recording apparatus of the present invention includes the recording head of the present invention and a transport mechanism for transporting a recording medium. Therefore, the recording apparatus of the present invention can enjoy the effects of the above-described recording head. Therefore, according to the recording apparatus of the present invention, since the control wiring can be satisfactorily covered with the protective material, the influence of the outside atmosphere can be reduced, and the driving can be stably performed for a long time.
<記録ヘッド>
図1は、本発明の記録ヘッドの実施形態の一例であるサーマルヘッドXの概略構成を示す平面図である。
<Recording head>
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a thermal head X which is an example of an embodiment of a recording head of the present invention.
図2は、図1に示したサーマルヘッドXの要部を拡大した平面図である。 FIG. 2 is an enlarged plan view of a main part of the thermal head X shown in FIG.
図3は、図1に示したサーマルヘッドXの保護層を省略しつつ、要部を拡大した平面図である。 FIG. 3 is an enlarged plan view of the main part while omitting the protective layer of the thermal head X shown in FIG.
図4は、図2のIV−IV線に沿った断面図である。 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
図5は、(a)が図2に示したVa−Va線に沿った断面図であり、(b)が図2に示したVb−Vb線に沿った断面図であり、(c)が図2に示したVc−Vc線に沿った断面図である。 5A is a cross-sectional view taken along the line Va-Va shown in FIG. 2, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line Vc-Vc shown in FIG. 2.
サーマルヘッドXは、基板10と、蓄熱層20と、電気抵抗層30と、導電層40と、保護層50と、制御素子としての制御IC60とを含んで構成されている。
The thermal head X includes a
基板10は、蓄熱層20と、電気抵抗層30と、導電層40と、保護層50と、制御IC60とを支持する機能を有するものである。この基板10は、平面視において主走査方向(矢印方向D1,D2)に延びる矩形状に構成されている。この基板10を形成する材料としては、例えばセラミックスと、ガラスと、シリコンと、サファイアとが挙げられる。これらの材料の中でも、印画の高密度化の観点からは、ガラスと、シリコンと、サファイアとが好ましい。さらに、印画の高速化の観点からは、サファイアがより好ましく、印画の低消費電力化の観点からは、ガラスがより好ましい。
The
蓄熱層20は、電気抵抗層30の後述する発熱素子Hにおいて発生する熱の一部を一時的に蓄積する機能を有するものである。すなわち、蓄熱層20は、発熱素子Hの温度を上昇させるのに要する時間を短くして、サーマルヘッドXの熱応答特性を高める役割を担うものである。この蓄熱層20は、基板10上の全面に渡って位置している。また、この蓄熱層20は、主走査方向(矢印方向D1,D2)に直交する副走査方向(矢印方向D3,D4)における断面形状が略半楕円状に構成されている突出部を有している。
The
電気抵抗層30は、発熱素子Hとして機能する部位を有するものである。この電気抵抗層30は、単位長さ当たりの電気抵抗値が導電層40の単位長さ当たりの電気抵抗値に比べて大きくなるように構成されている。この電気抵抗層30は、蓄熱層20上に位置している。本実施形態では、導電層40から電圧が印加される電気抵抗層30のうち導体層40が上に形成されていない部位が発熱素子Hとして機能している。この電気抵抗層30を主として形成する材料としては、例えばTaN系材料と、TaSiO系材料と、TaSiNO系材料と、TiSiO系材料と、TiSiCO系材料と、NbSiO系材料とが挙げられる。ここで「〜を主とする材料」とは、主とする材料が全体に対して50[質量%]以上であるものをいい、例えば添加物を含んでいてもよい。
The
発熱素子Hは、電圧印加により発熱するものである。この発熱素子Hは、導電層40からの電圧印加による発熱温度が例えば200[℃]以上550[℃]以下の範囲となるように構成されている。この発熱素子Hは、蓄熱層20上に位置しており、主走査方向(矢印方向D1,D2)に沿って略同一の離間距離dHで配列されている。また、この発熱素子Hは、各々が平面視矩形状に構成されている。加えて、発熱素子Hは、各々の矢印方向D1,D2に沿う平面視幅WH(矢印方向D1,D2における長さ)の寸法が略同一となるように構成されている。また、発熱素子Hは、各々の矢印方向D3,D4に沿う平面視長LH(矢印方向D3,D4における長さ)の寸法が略同一となるように構成されている。ここで、「略同一」とは、一般的な製造誤差範囲内のものが含まれ、例えば各部位の寸法の平均値に対する誤差が10[%]以内の範囲が挙げられる。ここで、「平面視」とは、矢印D6方向視のことをいう。ここで、一つの発熱素子Hの中心と該発熱素子Hに隣接する他の発熱素子Hの中心との離間距離dCHの値としては、例えば5.2[μm]以上84.7[μm]以下の範囲が挙げられる。
The heating element H generates heat when a voltage is applied. The heat generating element H is configured such that a heat generation temperature due to voltage application from the
導電層40は、発熱素子Hに対して電圧を印加する機能を有するものである。この導電層40は、電気抵抗層30上に位置している。また、この導電層40は、第1導電層41と、第2導電層42と、第3導電層43とを含んで構成されている。導電層40を主として形成する材料としては、例えばアルミニウム、金、銀、および銅のいずれか一種の金属、またはこれらの合金が挙げられる。
The
第1導電層41は、第1配線部411と、第2配線部412と、第3配線部413とを含んで構成されている。この第1導電層41は、矢印D6方向における下層に位置する電気抵抗層30と併せて制御配線として機能している。
The first
第1配線部411は、その一端部が発熱素子Hの矢印D4方向側の一端部に接続されている。第1配線部411は、その矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W1の寸法が発熱素子Hの平面視幅WHの寸法と略同一に構成されている。また、第1配線部411は、その矢印方向D1,D2に沿った互いの離間距離d1が発熱素子Hの離間距離dHと略同一に構成されている。第1配線部41の平面視幅W1および離間距離d1を略同一に構成することで、保護層50の発熱素子H近傍の表面形状の均一性を高めている。
One end of the
第2配線部412は、その一端が第1配線部411の他端に接続されている。この第2配線部412は、その矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W2の寸法が矢印D5方向に向かうにつれて漸次短くなるように構成されており、矢印方向D1,D2における端面412aが傾斜している。さらに、この端面412aは、その矢印方向D1,D2に対する傾斜角度θが矢印D3方向から矢印D4方向に向かうにつれて大きくなるように構成されている。この端面412aの傾斜角度θとしては、矢印方向D5,D6における端面412aの中心に接する接線と、矢印方向D1,D2に沿う線との交差角度を採用する。また、この第2配線部412は、下面412bにおける平面視幅W2の寸法が矢印D4方向に(発熱素子H側から制御IC60側に)向かうにつれて長くなるように構成されている。そのため、この第2配線部412の下面412bにおける平面視幅W2は、第1配線部411の平面視幅W1の寸法以上に長い寸法を有している。また、第2配線部412は、その矢印方向D1,D2に沿った下面412b間の離間距離d2が矢印D4方向に向かうにつれて長くなるように構成されている。さらに、この複数の第2配線部412うち、一つの制御IC60に電気的に接続される第2配線部群f2は、矢印方向D1,D2において最も外側にある2つの第2配線部412の外側に位置する端面412a間の距離Wf2が矢印D4方向に向かうにつれて長くなるように構成されている。
One end of the
第3配線部414は、その一端が第2配線部412の他端に接続されており、その他端部が制御IC60に対して接続されている。本実施形態の第3配線部413は、矢印方向D1,D2に沿った平面視幅W3の寸法が第1配線部411の平面視幅W1の寸法に比べて長い。また、第3配線部413は、その矢印方向D1,D2に沿った互いの離間距離d3が制御IC60の後述する接続端子60aの離間距離と略同一である。本実施形態では、各部位の平面視幅の寸法として、各部位の矢印D6方向に位置する部材の形成面上における幅を採用する。
The third wiring portion 414 has one end connected to the other end of the
第2導電層42は、その端部が複数の発熱素子Hの他端、および図示しない電源に対してそれぞれ接続されている。この第2導電層42は、発熱素子Hの矢印D3方向側に位置している。
The ends of the second
第3導電層43は、第1導電層41と離間して配置されている。この第3導電層43は、その一端部が制御IC60に接続されている。
The third
ここで、本実施形態の制御配線における製造方法について、図6を参照しつつ、例示する。まず、図6(a)に示すように、蓄熱層20上に、抵抗体膜91を形成する。この抵抗体膜91の形成は、スパッタリングや蒸着などの成膜技術によって行なう。次に、図6(b)に示すように、抵抗体膜91上に位置するようにして導電膜92を形成する。この導電膜92の形成は、スパッタリングや蒸着などの成膜技術によって行なう。次に、図6(c)に示すように、フォトリソグラフィなどの微細加工技術により導電膜92にマスク93を形成し、当該マスク93で導電層40および第3導電層43となる部位を被覆する。次に、図6(d)に示すように、このマスク93から露出した導電膜92および抵抗体膜91をエッチングして、導電層40を形成する。この導電層40の形成時に、抵抗体膜91の一部を残すことで発熱素子Hを形成する。次に、図6(e)に示すように、フォトリソグラフィなどの微細加工技術により導電層40上にマスク94を形成し、第2配線部412の端面412aおよび上面412cの矢印方向D1,D2における端部を露出させる。このとき、上面412cの露出面積を矢印D3方向から矢印D4方向に向かうにつれて大きくする。次に、第2配線部412をエッチングして、第2配線部412の端面412aの傾斜角度θを矢印D3方向から矢印D4方向に向かうにつれて大きくなるように構成する。次に、第2配線部412をさらにエッチングして、表面を滑らかにする。以上のようにして、本実施形態の制御配線を形成する。
Here, the manufacturing method in the control wiring of this embodiment will be illustrated with reference to FIG. First, as shown in FIG. 6A, the
保護層50は、第1保護層51と、第2保護層52と、第3保護層53とを含んで構成されている。なお、図3において、保護層50は省略されている。
The
第1保護層51は、発熱素子Hと、導電層40の一部とを保護する機能を有するものである。第1保護層51は、発熱素子Hと、導電層40の第1導電層41の第1配線部411の一部および第2配線部412とを覆うように構成されている。第1保護層51を主として形成する材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボン材料と、SiC系材料と、SiN系材料と、SiCN系材料と、SiON系材料と、SiONC系材料と、SiAlON系材料と、SiO2系材料と、Ta2O5系材料と、TaSiO系材料と、TiC系材料と、TiN系材料と、TiO2系材料と、TiB2系材料と、AlC系材料と、AlN系材料と、Al2O3系材料と、ZnO系材料と、B4C系材料と、BN系材料とが挙げられる。ここで「ダイヤモンドライクカーボン材料」とは、sp3混成軌道をとる炭素原子(C原子)の割合が1[原子%]以上100[原子%]未満の範囲である膜をいう。また、ここで「〜を主とする材料」とは、主とする材料が全体に対して50[質量%]以上であるものをいい、例えば添加物を含んでいてもよい。
The first
第2保護層52は、第2配線部412の一部を保護する機能を有するものである。第2保護層52は、第1配線部411の一部と、第2配線部412とを覆うように構成されている。第2保護層52を形成する材料としては、例えばエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、およびフッ素系樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型などの樹脂が挙げられる。本実施形態における第2保護層52は、第1保護層51の形成後に、第2配線部412上に流動性を有する第2保護層52の前駆体を塗布し、当該前駆体を硬化することによって形成される。この第2保護層52は、第3配線部413の矢印D4方向側の端部を含む領域を覆っておらず、第3配線部413の一部は、第2保護層52から露出している。この第2保護層52を形成する際に、発熱素子Hの中心間の離間距離dCHの値が21.2[μm]以下になると、複数の第1導電層41の間隙上に延びている当該第2保護層52の前駆体に毛細管現象が顕著に生じ、当該前駆体を良好に伸ばすことができる。反面、毛細管現象による作用力が大きくなることで、第2保護層52の前駆体の塗布量の調整範囲が小さくなる。本発明は、このように毛細管現象による作用力が大きくなる場合において、より顕著な効果が生じる。
The second
第3保護層53は、第1導電層41の第3配線部413と、制御IC60とを保護する機能を有するものである。第3保護層53は、第3配線部413と、制御IC60とを覆うように構成されている。第3保護層53を形成する材料としては、例えばエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、およびフッ素系樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型などの樹脂が挙げられる。本実施形態における第3保護層53は、第2保護層52の形成後に、制御IC60上に流動性を有する第3保護層53の前駆体を塗布し、当該前駆体を硬化することによって形成される。
The third
制御IC60は、複数の発熱素子Hの発熱を制御する機能を有するものである。この制御IC60は、副走査方向(矢印方向D3,D4)において、発熱素子Hと離間している。この制御IC60は、接続端子60aを有しており、この接続端子60aを介して、複数の第1導電層41の第3配線部413の他端部と、第3導電層43の一端部とに接続されている。このような構成とすることにより、発熱素子Hを選択的に発熱させることができる。本実施形態において、複数の発熱素子Hは、これらを制御する制御IC60毎に異なる発熱素子群fHに分かれて構成されている。この制御IC60は、発熱素子群fHのうち矢印方向D1,D2において最も外側にある2つの発熱素子H間の距離WfHに比べて矢印方向D1,D2に沿う平面視幅W60が大きくなるように構成されている。また、この制御IC60には、第3導電層43を介して外部接続用部材61が電気的に接続されている。なお、図3において、制御IC60は省略されている。
The
外部接続用部材61は、発熱素子Hを駆動するための電気信号を供給する機能を有するものである。この外部接続用部材61としては、例えばフレキシブルケーブルおよびコネクタの組み合わせが挙げられる。この外部接続用部材61は、第3導電層43を介して制御IC60に対して電気的に接続されている。
The
サーマルヘッドXは、基板10と、基板10上に主走査方向(矢印方向D1,D2)に沿って配列されている複数の発熱素子Hと、副走査方向(矢印D3,D4方向)において複数の発熱素子Hと離間して配置されており、かつ複数の発熱素子Hを制御する制御IC60と、複数の発熱素子Hと制御IC60とを電気的に接続する複数の第1導電層41と、複数の発熱素子Hおよび複数の第1導電層41における発熱素子H側の一部を覆う第1保護層51とを有しており、複数の第1導電層41の第1保護層51に覆われていない一部が、矢印方向D1,D2における平面視幅W2が矢印D5方向に向かうにつれて漸次短くなるように両端面412aが傾斜した第2配線部412をそれぞれ備えるとともに、第2配線部412の両端面412aの傾斜角度θが、矢印D4方向(発熱素子H側から制御IC60側)に向かって大きくなるように構成されており、複数の第1導電層41の第1保護層51に覆われていない部位およびその間隙が、流動性を有する前駆体を固めて形成された第2保護層52により覆われている。そのため、サーマルヘッドXでは、流動性を有する第2保護層52の前駆体を第2配線部412に塗布した場合に、第2配線部412の両端面412aの傾斜角度θが、矢印D4方向(発熱素子H側から制御IC60側)に向かって大きくなるように構成されているのに起因して、第2配線部412の発熱素子H側の間隙に位置する第2保護層52の前駆体に比べて第2保護層52の制御IC60側の間隙に位置する第2保護層52の前駆体に毛細管現象を良好に生じさせて、当該前駆体を制御IC60側に良好に伸ばすことができる。
The thermal head X includes a
また、サーマルヘッドXでは、第2保護層52の両端面412aの傾斜角度θが、矢印D3方向(制御IC60側から発熱素子H側)に向かって小さくなるように構成されているので、第1導電層41上に第1保護層51を形成した場合でも第1保護層51表面上の窪みの幅を拡げることができる。そのため、サーマルヘッドXは、第2配線部412の制御IC60側の間隙に位置する第2保護層52の前駆体に比べて当該第2配線部412の発熱素子H側の間隙に位置する第2保護層52の前駆体に表面張力を良好に作用させて、当該前駆体が発熱素子H側に伸びるのを低減することができる。
Further, the thermal head X is configured such that the inclination angle θ of the both end faces 412a of the second
したがって、サーマルヘッドXでは、第1導電層41を保護層50によって良好に被覆することができる。
Therefore, in the thermal head X, the first
サーマルヘッドXにおける制御IC60は、主走査方向(矢印方向D1,D2)に沿う平面視幅W60が当該制御IC60により制御される複数の発熱素子Hからなる発熱素子群fHのうち最も外側に位置する2つの発熱素子H間の距離WfHに比べて長くなっており、当該制御IC60に接続される複数の第1導電層41の第2配線部412からなる第2配線部群f2のうち最も外側に位置する2つの第2配線部412の端面412a間の距離Wf2が、矢印D4方向(発熱素子H側から制御IC60側)に向かって長くなっている場合に、より顕著な効果を生じさせる。
Control in the thermal head X IC60 is the outermost of the heat generating element groups f H to the plan view width W 60 along the main scanning direction (direction of the arrow D1, D2) comprises a plurality of heat generating elements H, which is controlled by the control IC60 It is longer than the distance W fH between the two heating elements H located, and the second wiring portion group f 2 composed of the
サーマルヘッドXにおいて、複数の第1導電層41の矢印方向D1,D2に沿う離間距離d2が矢印D4方向(発熱素子H側から制御IC60側)に向かって長くなるように構成されている場合でも、第2配線部412の制御IC60側において毛細管現象を良好に生じさせるとともに、当該第2配線部412の発熱素子H側において表面張力を良好に作用させ、第1導電層41を保護層50によって良好に被覆することができる。
In the thermal head X, if the distance d 2 along the arrow direction D1, D2 of a plurality of first
サーマルヘッドXにおいて、複数の第1導電層41が、矢印方向D1,D2における各々の平面視幅W2が矢印D4方向(発熱素子H側から制御IC60側)に向かって長くなるように構成されている場合でも、第2配線部412の制御IC60側において毛細管現象を良好に生じさせるとともに、当該第2配線部412の発熱素子H側において表面張力を良好に作用させ、第1導電層41を保護層50によって良好に被覆することができる。
<記録装置>
図7は、本発明の記録媒体の実施形態の一例であるサーマルプリンタYの概略構成を示す図である。
In the thermal head X, the plurality of first
<Recording device>
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a thermal printer Y which is an example of an embodiment of a recording medium of the present invention.
サーマルプリンタYは、サーマルヘッドXと、搬送機構70と、制御機構80とを有している。
The thermal printer Y includes a thermal head X, a
搬送機構70は、記録媒体Pを矢印D3方向に搬送しつつ、該記録媒体PをサーマルヘッドXの発熱素子Hに接触させる機能を有するものである。この搬送機構70は、プラテンローラ71と、搬送ローラ72,73,74,75とを含んで構成されている。この搬送機構70は、記録媒体Pを第3保護層53に摺接させて搬送するように構成されている。
The
プラテンローラ71は、記録媒体Pを発熱素子H側に押し付ける機能を有するものである。このプラテンローラ71は、発熱素子H上に位置する第1保護層51に接触した状態で回転可能に支持されている。このプラテンローラ71は、円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成を有している。この基体は、例えばステンレスなどの金属により形成されており、この弾性部材は、例えば厚みの寸法が3[mm]以上15[mm]以下の範囲ブタジエンゴムにより形成されている。
The
搬送ローラ72,73,74,75は、記録媒体Pを搬送する機能を有するものである。すなわち、搬送ローラ72,73,74,75は、サーマルヘッドXの発熱素子Hとプラテンローラ71との間に記録媒体Pを供給するとともに、サーマルヘッドXの発熱素子Hとプラテンローラ71との間から記録媒体Pを引き抜く役割を担うものである。これらの搬送ローラ72,73,74,75は、例えば金属製の円柱状部材により形成してもよいし、例えばプラテンローラ71と同様に円柱状の基体の外表面を弾性部材により被覆した構成であってもよい。
The
制御機構80は、制御IC60に画像情報を供給する機能を有するものである。つまり、制御機構80は、外部接続用部材61を介して発熱素子Hを選択的に駆動する画像情報を制御IC60に供給する役割を担うものである。
The
サーマルプリンタYは、サーマルヘッドXを備えることを特徴としている。そのため、サーマルプリンタYは、サーマルヘッドXの有する効果を享受することができる。したがって、サーマルプリンタYは、サーマルヘッドXの第1導電層41が第2保護層52によって良好に被覆されることにより、外雰囲気中による影響を低減し、長期に渡り安定的に駆動することができる。
The thermal printer Y includes a thermal head X. Therefore, the thermal printer Y can enjoy the effects of the thermal head X. Therefore, when the first
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。 While specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本実施形態では、記録ヘッドの一例としてサーマルヘッドXを記載したが、本発明はサーマルヘッドに限るものでない。本発明の構成を例えばインクジェットヘッドまたはLEDヘッドに採用した場合でも、同様の効果を奏することができる。 In the present embodiment, the thermal head X is described as an example of the recording head, but the present invention is not limited to the thermal head. Even when the configuration of the present invention is employed in, for example, an inkjet head or an LED head, the same effect can be achieved.
本実施形態の第1導電層41は、第1配線部411および第3配線部413を含んで構成されているが、このような構成に限るものでなく、例えば第1導電層41が第2配線部412のみからなる構成とされていてもよい。
The first
本実施形態の第1導電層41は、矢印D6方向に位置する電気抵抗層30と併せて制御配線として機能しているが、このような構成に限るものでなく、例えば第1導電層41のみを制御配線として機能させていてもよい。
The first
本実施形態の第1導電層41の第1配線部411は、その断面が図示されていないが、第2配線部412の一方端と略同一の形状に構成されていてもよい。このような構成にすることにより、第2保護層52の前駆体が発熱素子H側に伸びるのをより低減することができる。
Although the cross section of the
本実施形態の第2導電層42では、3つ以上の発熱素子Hに接続されているが、このような構造に限るものでなく、例えば図8に示したように第2導電層42Aが2つの発熱素子に接続されるように構成されていてもよい。
The second
本実施形態の第1保護層51は、第2保護層52と別体として構成されているが、このような構成に限るものでなく、第1保護層51と第2保護層52とが一体的に構成されていてもよい。
The first
X サーマルヘッド
Y サーマルプリンタ
10 基板
20 蓄熱層
30 電気抵抗層
40 導電層
41 第1導電層(制御配線)
411 第1配線部
412 第2配線部
413 第3配線部
42 第2導電層
43 第3導電層
50 保護層
51 第1保護層
52 第2保護層(保護材)
53 第3保護層
60 制御IC(制御素子)
61 外部接続用部材
70 搬送機構
71 プラテンローラ
72,73,74,75 搬送ローラ
80 駆動機構
91 抵抗体膜
92 導電膜
93,94 マスク
H 発熱素子
P 記録媒体
X thermal head Y
411
53 3rd
61
Claims (5)
前記複数の制御配線の前記保護層に覆われていない部位は、前記主走査方向における各々の幅が上方に向かうにつれて漸次狭くなるように両端面が傾斜した両端傾斜部をそれぞれ備えるとともに、該両端傾斜部の両端面の傾斜角度が、前記発熱素子側から前記制御素子側に向かって大きくなっており、
前記複数の制御配線の前記保護層に覆われていない部位およびその間隙は、流動性を有する前駆体を硬化させて形成した保護材により覆われていることを特徴とする記録ヘッド。 A plurality of heating elements arranged on the substrate along the main scanning direction and spaced apart from the plurality of heating elements in the sub-scanning direction; A control element that controls the control circuit, a plurality of control wirings electrically connected to the control elements, and the plurality of heating elements and the plurality of control wirings formed on the substrate. And a protective layer covering a part of the heating element side,
The portions of the plurality of control wirings that are not covered with the protective layer respectively include both end inclined portions whose both end surfaces are inclined so that each width in the main scanning direction gradually becomes narrower toward the upper side. The inclination angle of both end faces of the inclined portion is increased from the heating element side toward the control element side,
A portion of the plurality of control wirings that is not covered with the protective layer and a gap between the portions are covered with a protective material formed by curing a fluid precursor.
前記複数の制御配線のうち最も外側にある2つの制御配線のそれぞれ外側に位置する端面間の距離は、前記発熱素子側から前記制御素子側に向かって長くなっていることを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド。 The control element has a width along the main scanning direction that is longer than a distance between two outermost heating elements among the plurality of heating elements controlled by the control element,
The distance between the end faces located on the outer sides of the two outermost control wirings among the plurality of control wirings is longer from the heating element side toward the control element side. The recording head according to 1.
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