JP3323960B2 - Thin-film thermal printhead - Google Patents
Thin-film thermal printheadInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本願発明は、薄膜型サーマルプリ
ントヘッドに関し、その発熱部の耐久性および印字効率
を改善するべく案出されたものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin-film thermal print head, and more particularly to a thin-film thermal print head designed to improve the durability and printing efficiency of a heat generating portion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１４に、従来の薄膜型サーマルプリン
トヘッド１の一例の発熱部における断面構造を厚み方向
に強調して示す。アルミナセラミック等の絶縁基板２の
上に、記録紙に対する圧力集中を高めて印字効率を上げ
るべく部分グレーズ３が形成される。この部分グレーズ
３は、ガラスペーストを用いた印刷・焼成によって形成
され、焼成時におけるガラス成分の流動化に起因して、
滑らかな弓型断面を呈している。上記絶縁基板２ないし
上記部分グレーズ３の表面には、抵抗体層４がスパッタ
リング等によって薄膜形成される。次いで、アルミニウ
ム（Ａｌ）よりなる導体層５が同じくスパッタリング等
の手法によって薄膜形成される。そして、この導体層５
に対してフォトリソ工程によるエッチングが施され、部
分グレーズ３の頂部において所定幅の領域の抵抗体層４
が露出させられる。2. Description of the Related Art FIG. 14 shows a cross-sectional structure of a heat generating portion of an example of a conventional thin-film thermal print head 1 in a thickness direction. A partial glaze 3 is formed on an insulating substrate 2 made of alumina ceramic or the like in order to increase the pressure concentration on the recording paper and increase the printing efficiency. This partial glaze 3 is formed by printing and firing using a glass paste, and due to fluidization of the glass component during firing,
It has a smooth bow-shaped cross section. On the surface of the insulating substrate 2 or the partial glaze 3, a resistor layer 4 is formed as a thin film by sputtering or the like. Next, a conductor layer 5 made of aluminum (Al) is similarly formed into a thin film by a technique such as sputtering. And this conductor layer 5
Is etched by a photolithography process to form a resistor layer 4 having a predetermined width at the top of the partial glaze 3.
Is exposed.
【０００３】なお、図１４には詳示していないが、上記
抵抗体層４および導体層５には、平面的な所定のパター
ンニングがフォトリソ工程によって形成され、発熱部６
として機能するべき上記抵抗体層４の露出部に対して一
側（たとえば図１４の左側）に配置される導体層５ａが
個別電極とされ、他側（たとえば、図１４の右側）の導
体層５ｂが共通電極とされる。Although not shown in detail in FIG. 14, a predetermined planar patterning is formed on the resistor layer 4 and the conductor layer 5 by a photolithography process, and the heating section 6 is formed.
The conductor layer 5a arranged on one side (for example, the left side in FIG. 14) with respect to the exposed portion of the resistor layer 4 to function as an individual electrode, and the conductor layer on the other side (for example, the right side in FIG. 14) 5b is a common electrode.
【０００４】次いで、上記のように形成された抵抗体層
４および導体層５の表面が、耐酸化層７および保護層
（耐磨耗層）８によって覆われる。この耐酸化層７およ
び保護層８もまた、所定の材料を用いたスパッタリング
によって成膜されるのが普通である。各個別電極は、図
示しない駆動ＩＣの出力パッドに対してたとえばワイヤ
ボンディングを介して結線される。また、上記共通電極
は、絶縁基板上を引き回されて図示しない端子部に導通
させられる。Then, the surfaces of the resistor layer 4 and the conductor layer 5 formed as described above are covered with an oxidation-resistant layer 7 and a protective layer (abrasion-resistant layer) 8. The oxidation resistant layer 7 and the protective layer 8 are also generally formed by sputtering using a predetermined material. Each individual electrode is connected to an output pad of a drive IC (not shown) via, for example, wire bonding. Further, the common electrode is routed on the insulating substrate and is electrically connected to a terminal (not shown).
【０００５】いずれかの個別電極５ａがオン駆動される
と、この個別電極５ａの先端部と、共通電極５ｂの先端
部とによって挟まれる領域（発熱部６）において露出す
る抵抗体層４に電流が流れ、この部分が発熱する。When any one of the individual electrodes 5a is turned on, a current is applied to the resistor layer 4 exposed in a region (heat generating portion 6) sandwiched between the tip of the individual electrode 5a and the tip of the common electrode 5b. Flows, and this portion generates heat.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記導体層
５として比較的軟質の金属であるＡｌが採用される理由
は、前述したように、駆動ＩＣとの間のワイヤボンディ
ング、すなわち、キャピラリによる金線圧着ボンディン
グを適正に行う上で望ましいことによる。そして、必要
な電流容量を得るために、このＡｌによる導体層５の厚
みは、少なくとも１μｍ程度とされるのが普通である。The reason why Al, which is a relatively soft metal, is adopted as the conductor layer 5 is that, as described above, wire bonding with a driving IC, that is, gold by a capillary. This is because it is desirable for performing wire compression bonding properly. In order to obtain a necessary current capacity, the thickness of the conductor layer 5 made of Al is usually at least about 1 μm.
【０００７】また、上記保護層８は、その耐磨耗性を確
保するためにたとえばＴａ2 Ｏ5 あるいはＳｉ3 Ｎ4 等
が材料として採用される。耐磨耗性に重点をおこうとす
ればこの保護層８は厚いほどよいが、あまり厚くしすぎ
ると、発熱部６が発する熱を効率的に感熱記録紙あるい
はインクリボンに伝達することができない。このような
ことから、この保護層８の厚みは、４μｍ程度とされる
のが一般的である。The protective layer 8 is made of, for example, Ta 2 O 5 or Si 3 N 4 as a material in order to secure its wear resistance. The thickness of the protective layer 8 is better if the thickness is to be emphasized for wear resistance. However, if the thickness is too large, the heat generated by the heat generating portion 6 cannot be efficiently transmitted to the thermal recording paper or the ink ribbon. . For this reason, the thickness of the protective layer 8 is generally about 4 μm.
【０００８】図１４に示した構造例のように、部分グレ
ーズ３上に発熱部６を配置する場合、記録紙やインクリ
ボンに対する圧力集中が高められるため、発熱部６ない
しこれを覆う保護層８に所定圧力で接触しながら摺動走
行させられる記録紙やインクリボンに硬質の異物が付着
しているような場合、保護層８が図１５に示すように破
損してしまうという問題が発生しえた。When the heat generating portion 6 is arranged on the partial glaze 3 as in the structure example shown in FIG. 14, since the pressure concentration on the recording paper and the ink ribbon is increased, the heat generating portion 6 or the protective layer 8 covering the same is provided. When hard foreign matter is attached to a recording paper or an ink ribbon which is slid while contacting with a predetermined pressure, the protective layer 8 may be damaged as shown in FIG. .
【０００９】保護層８は、それ自体硬質であるとはい
え、その下層に配置される導体層５が軟質であるため、
それ自体たかだか４μｍの厚みしかない保護層５が硬質
の異物の衝突による衝撃に耐えきれずに破損してしまう
のである。発明者らが実験をしたところによると、図１
４の構造例において、厚さ１μｍのＡｌ導体層５を覆う
厚さ４μｍの保護層８の表面硬度は、ヌープ硬さにおい
て７００（Ｋｇ／ｍｍ2）程度しかないことが判明し
た。なお、保護層８の厚みをたとえば従前の一般的な厚
みのほぼ倍である８μｍ程度に高めた場合には、導体層
５を覆う部分についても、表面硬度が約１５００（Ｋｇ
／ｍｍ2 ）程度に高められ、上述のような硬質の異物の
衝突に対しても十分な耐久性が得られることもまた判明
したが、前述したように、このように保護層８の厚みを
上げると、発熱部６からの熱が効率的に記録紙やインク
リボンに伝達されず、印字ボケ等印字品質に問題を残
す。また、印字エネルギが余分に必要となるために、高
速印字、あるいは高エネルギ印字に対応できなくなる。
さらには、高速印字、あるいは高エネルギ印字を行う場
合、Ａｌからなる導体層がさらに軟化してしまい、駆動
状態における保護層表面の実質的な硬度が低下させられ
てしまうという問題も発生する。Although the protective layer 8 is rigid in itself, the conductor layer 5 disposed thereunder is soft,
The protective layer 5 having a thickness of only at most 4 μm by itself is not able to withstand the impact due to the collision of a hard foreign substance and is damaged. According to experiments conducted by the inventors, FIG.
In the structural example of No. 4, it was found that the surface hardness of the protective layer 8 having a thickness of 4 μm covering the Al conductor layer 5 having a thickness of 1 μm was only about 700 (Kg / mm 2 ) in Knoop hardness. When the thickness of the protective layer 8 is increased to, for example, about 8 μm, which is almost double the conventional general thickness, the surface covering the conductor layer 5 also has a surface hardness of about 1500 (Kg
/ Mm 2 ), and it has also been found that sufficient durability can be obtained against the collision of hard foreign substances as described above. However, as described above, the thickness of the protective layer 8 is reduced as described above. When it is raised, the heat from the heat generating portion 6 is not efficiently transmitted to the recording paper or the ink ribbon, and there is a problem in print quality such as print blur. In addition, since extra printing energy is required, high-speed printing or high-energy printing cannot be performed.
Furthermore, when high-speed printing or high-energy printing is performed, the conductor layer made of Al is further softened, and a problem arises in that the hardness of the protective layer surface in the driving state is reduced.
【００１０】さらに、この種の薄膜型サーマルプリント
ヘッド１の中には、図１６(a),(b),(c) および図１７に
示すように、部分グレーズ３およびこれに配置される発
熱部６を基板の端縁近傍に配置した、いわゆるニアエッ
ジ型ヘッドあるいはコーナヘッドと呼ばれる構成をとる
場合がある。このような場合、発熱部６の一側（すなわ
ち、端縁側）の領域幅が狭いために共通電極を配置する
ことができず、そのために、図１７に示されるようない
わゆる折り返しパターン状に導体層５および発熱部６を
配置して、２つの発熱部６で一つの印字ドットを形成す
る場合がある。Further, as shown in FIGS. 16 (a), (b), (c) and FIG. 17, in this type of thin film type thermal print head 1, the partial glaze 3 and the heat generated therefrom are formed. In some cases, a configuration called a so-called near-edge type head or corner head in which the portion 6 is arranged near the edge of the substrate is used. In such a case, the common electrode cannot be arranged because the area width of one side (that is, the edge side) of the heat generating portion 6 is narrow, and therefore, the conductor is formed in a so-called folded pattern as shown in FIG. In some cases, the layer 5 and the heat generating portion 6 are arranged to form one print dot by the two heat generating portions 6.
【００１１】この場合についても、基板端縁部の折り返
し部に導体層５’を形成するが、この折り返し部の幅が
十分でないためにこの部からの放熱が十分に行われず、
極端な高熱にさらされる。そうすると、この折り返し部
の駆動時における導体層軟化により、その上面を覆う保
護層は、実質的にその表面硬度が低下し、破損しやすい
状況となる。とりわけ、このようなニアエッジ型ヘッド
あるいはコーナヘッドを構成するゆえんは、ヘッド全体
を傾斜させてコーナ部の発熱部に圧力集中を与えながら
記録紙に接触させ、印字効率を上げるためであり、発熱
部近傍の記録紙やインクリボンに対する接触圧は高い。
そのため、上述した保護層８の破損傾向がさらに高めら
れ、発熱部の寿命の点で問題が残る。なお、この場合に
おいても、保護層の厚みを上げることにより、発熱部の
耐久性を上げることができるが、そうすると、印字ボケ
や印字エネルギ効率の低下といった別の問題が発生する
のである。Also in this case, the conductor layer 5 'is formed at the folded portion at the edge of the substrate. However, since the width of the folded portion is not sufficient, heat is not sufficiently released from this portion.
Exposure to extreme high heat. Then, due to the softening of the conductor layer at the time of driving the folded portion, the surface hardness of the protective layer covering the upper surface is substantially reduced, and the protective layer is easily broken. In particular, the reason for forming such a near-edge type head or a corner head is to increase the printing efficiency by inclining the entire head and applying pressure to the heat generating portion of the corner portion while contacting the recording paper to increase the printing efficiency. The contact pressure on the nearby recording paper or ink ribbon is high.
Therefore, the tendency of the above-described protective layer 8 to be damaged is further increased, and a problem remains in terms of the life of the heat generating portion. In this case as well, by increasing the thickness of the protective layer, the durability of the heat generating portion can be increased, but this causes another problem such as print blur or a decrease in print energy efficiency.
【００１２】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、印字品質の低下や印字エネルギ
効率の低下をもたらすことなく、保護層の耐破損性能を
改善し、発熱部の寿命を延長することができる新たな薄
膜型サーマルプリントヘッドを提供することをその課題
としている。The present invention has been conceived under such circumstances and improves the damage resistance of the protective layer without causing a decrease in print quality and a decrease in print energy efficiency. It is an object of the present invention to provide a new thin-film thermal printhead that can extend the life of a part.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の各技術的手段を採用している。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention employs the following technical means.
【００１４】すなわち、請求項１に記載した発明は、絶
縁基板上に形成した抵抗体層に重ねて所定の平面的形態
をもつ導体層を形成することにより、上記導体層に覆わ
れずに露出する上記抵抗体層を発熱部として機能させる
とともに、少なくとも上記発熱部ないしその近傍表面を
保護層で覆ってなり、上記導体層を高硬度・高融点金属
による下層第１導体層と、Ａｌによる上層第２導体層を
含むように形成する一方、上記第１導体層の縁によって
上記発熱部を規定するとともに、上記第２導体層の縁を
上記第１導体層の縁から所定距離後退させてなる薄膜型
サーマルプリントヘッドであって、上記発熱部は上記絶
縁基板の位置側近傍に形成した部分グレーズ上に配置さ
れているとともに、上記発熱部に対して基板一側縁側に
配置される上記導体層は、上記第１導体層のみで形成さ
れ、基板他側縁側に配置される上記導体層は上記第１導
体層と上記第２導体層とによって形成され、上記発熱部
ないし導体層は折り返し回路パターンとして形成されて
いることを特徴としている。That is, according to the first aspect of the present invention, by forming a conductor layer having a predetermined planar shape on a resistor layer formed on an insulating substrate, the conductor layer is exposed without being covered by the conductor layer. The resistor layer functions as a heat generating portion, and at least the heat generating portion or a surface in the vicinity thereof is covered with a protective layer, and the conductive layer is a lower first conductive layer made of a metal having high hardness and a high melting point, and an upper layer made of Al. While forming so as to include the second conductor layer, the heat generating portion is defined by the edge of the first conductor layer, and the edge of the second conductor layer is set back by a predetermined distance from the edge of the first conductor layer. A thin-film thermal printhead, wherein the heat-generating portion is disposed on a partial glaze formed near the position side of the insulating substrate, and the conductive portion disposed on one side edge of the substrate with respect to the heat-generating portion. The layer is formed of only the first conductor layer, the conductor layer disposed on the other side edge of the substrate is formed of the first conductor layer and the second conductor layer, and the heat-generating portion or the conductor layer is a folded circuit. It is characterized by being formed as a pattern.
【００１５】そして、請求項２に記載した発明は、絶縁
基板上に形成した抵抗体層に重ねて所定の平面的形態を
もつ導体層を形成することにより、上記導体層に覆われ
ずに露出する上記抵抗体層を発熱部として機能させると
ともに、少なくとも上記発熱部ないしその近傍表面を保
護層で覆ってなり、上記導体層を高硬度・高融点金属に
よる下層第１導体層と、Ａｌによる上層第２導体層を含
むように形成する一方、上記第１導体層の縁によって上
記発熱部を規定するとともに、上記第２導体層の縁を上
記第１導体層の縁から所定距離後退させてなる薄膜型サ
ーマルプリントヘッドであって、上記絶縁基板上にグレ
ーズ層を形成するとともに、基板一側部において上記グ
レーズ層に傾斜部を設け、上記発熱部を上記傾斜部に形
成する一方、上記発熱部に対して基板一側縁側に配置さ
れる上記導体層は、上記第１導体層のみで形成され、基
板他側縁側に配置される上記導体層は上記第１導体層と
上記第２導体層とによって形成され、上記発熱部ないし
導体層は折り返し回路パターンとして形成されているこ
とを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, by forming a conductor layer having a predetermined planar shape on a resistor layer formed on an insulating substrate, the conductor layer is exposed without being covered by the conductor layer. The resistor layer functions as a heat generating portion, and at least the heat generating portion or a surface in the vicinity thereof is covered with a protective layer, and the conductive layer is a lower first conductive layer made of a metal having high hardness and a high melting point, and an upper layer made of Al. While forming so as to include the second conductor layer, the heat generating portion is defined by the edge of the first conductor layer, and the edge of the second conductor layer is set back by a predetermined distance from the edge of the first conductor layer. A thin-film thermal printhead, wherein a glaze layer is formed on the insulating substrate, and an inclined portion is provided in the glaze layer on one side of the substrate, and the heating section is formed on the inclined portion. The conductor layer disposed on one side edge of the substrate with respect to the heat portion is formed only of the first conductor layer, and the conductor layer disposed on the other side edge of the substrate is formed of the first conductor layer and the second conductor The heat generating portion or the conductor layer is formed as a folded circuit pattern.
【００１６】上記高硬度・高融点金属による第１導体層
の材質としては、たとえば、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、
ＮｂあるいはＭｏ等が好適に採用される（請求項３）。As the material of the first conductor layer made of the above-mentioned high hardness and high melting point metal, for example, Cr, Co, Ni, Ta,
Nb or Mo is preferably adopted (claim 3).
【００１７】上記請求項１ないし３のいずれかのサーマ
ルプリントヘッドにおいて、抵抗体層の厚みは０．０１
〜０．２μｍ、上記第１導体層の厚みを０．１〜０．５
μｍ、上記第２導体層の厚みを１ないし３μｍ、上記保
護層の厚みを３〜５μｍとすることができる（請求項
４）。In the thermal print head of any one of claims 1 to 3, the thickness of the resistor layer is 0.01
To 0.2 μm, and the thickness of the first conductor layer is 0.1 to 0.5
μm, the thickness of the second conductor layer can be 1 to 3 μm, and the thickness of the protective layer can be 3 to 5 μm.
【００１８】上記発熱部を覆う保護層ないし上記発熱部
を規定する上記第１導体層を覆う保護層の表面硬さは、
この部分に軟質のＡｌが介在しないがゆえに、ヌープ硬
さ（ＨK100）で少なくとも１３００（Ｋｇ／ｍｍ2 ）以
上、さらに好ましくは、１５００（Ｋｇ／ｍｍ2 ）以上
とすることができる（請求項５）。The surface hardness of the protective layer covering the heat generating portion or the protective layer covering the first conductor layer defining the heat generating portion is as follows:
Since soft Al does not intervene in this portion, the Knoop hardness (H K100 ) can be at least 1300 (Kg / mm 2 ) or more, more preferably 1500 (Kg / mm 2 ) or more. 5).
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【００２１】[0021]
【００２２】[0022]
【００２３】[0023]
【００２４】[0024]
【００２５】[0025]
【００２６】[0026]
【発明の作用および効果】本願発明の薄膜型サーマルプ
リントヘッドにおける導体層は、下層第１導体層が高硬
度・高融点金属によって形成されているが、上層第２導
体層がＡｌによって形成されているため、この導体層に
よって形成される電極と駆動ＩＣとの間のワイヤボンデ
ィングによる接続が好適に行われる。そして、本願発明
においては、従来例のように、Ａｌによる導体層のみが
発熱部を規定するのではなく、発熱部は、高硬度・高融
点金属による第１導体層によってのみ規定される。こう
して規定される発熱部を挟んでその両側に延びる第１導
体層に重なる第２導体層の端部は、第１導体層の端部か
ら所定距離退避させられている。The conductor layer in the thin-film thermal printhead of the present invention has a lower first conductor layer formed of a high hardness and high melting point metal, but an upper second conductor layer formed of Al. Therefore, connection by wire bonding between the electrode formed by the conductor layer and the driving IC is suitably performed. Further, in the present invention, unlike the conventional example, not only the conductor layer made of Al defines the heating portion, but the heating portion is defined only by the first conductor layer made of a high hardness and high melting point metal. The end of the second conductor layer overlapping the first conductor layer extending on both sides of the heat generating portion defined in this way is retracted from the end of the first conductor layer by a predetermined distance.
【００２７】したがって、発熱部ないしこれを挟んで位
置する第１導体層が、発熱部よりも広い領域において高
硬度表面を形成する。そのため、この発熱部ないし第１
導体層を覆う保護層の表面硬度は、発熱部ないし第１導
体層の表面硬さを反映して、比較的高く維持することが
できる。その結果、発熱部ないしその近傍においてこれ
を覆う保護層が所定の圧力をもって摺動する記録紙ある
いはインクリボンに接触させられ、かつこれに付着する
硬質の異物による衝突を受けたとしても、その衝撃によ
って保護層が容易に破損してしまうといった事態を有効
に回避することができる。また、保護層の厚みを必要以
上に高めなくともその表面硬度を所定以上に維持するこ
とができるので、発熱部によるエネルギ効率および印字
品質もまた、高度に維持される。Therefore, the heat-generating portion or the first conductor layer sandwiching the heat-generating portion forms a hard surface in a region wider than the heat-generating portion. Therefore, this heating part or the first
The surface hardness of the protective layer covering the conductor layer can be kept relatively high, reflecting the surface hardness of the heat generating portion or the first conductor layer. As a result, even if the protective layer covering the heating portion or its vicinity is brought into contact with the sliding recording paper or ink ribbon with a predetermined pressure and is subjected to collision by hard foreign matter adhering thereto, the impact is not affected. As a result, a situation in which the protective layer is easily damaged can be effectively avoided. Further, since the surface hardness of the protective layer can be maintained at a predetermined level or more without increasing the thickness of the protective layer more than necessary, the energy efficiency and printing quality of the heat generating portion are also maintained at a high level.
【００２８】上記第１導体層の材質として、Ｃｒ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｔａ、ＮｂあるいはＭｏが好適に採用され、
スパッタリングあるいはＣＶＤによる成膜を好適に行う
ことができる。As the material of the first conductor layer, Cr, C
o, Ni, Ta, Nb or Mo is preferably adopted,
Film formation by sputtering or CVD can be suitably performed.
【００２９】本願発明の基本的構成に従えば、上記保護
層の厚みを３〜５μｍという、印字品質保持およびエネ
ルギ効率の面で適正な厚みに保持したとしても、発熱部
ないしこれを規定する第１導体層を覆う保護層の表面硬
さをヌープ硬さ（ＨK100）で、少なくとも１３００（Ｋ
ｇ／ｍｍ2 ）以上とすることができる。According to the basic configuration of the present invention, even if the thickness of the protective layer is kept at 3 to 5 μm, which is appropriate in terms of print quality retention and energy efficiency, the heat generating portion or the first portion defining the heat generating portion is not required. The surface hardness of the protective layer covering one conductor layer is at least 1300 (K) in Knoop hardness (H K100 ).
g / mm 2 ) or more.
【００３０】[0030]
【００３１】さらに、本願の請求項１の発明では、絶縁
基板の一側縁近傍に配置した部分グレーズ上に発熱部を
形成して、いわゆるニアエッジ型ヘッドあるいはコーナ
ヘッドを構成しているので、発熱部をより効果的に記録
紙あるいはインクリボンに接触走行させることができ、
印字品質あるいはエネルギ効率を高度に維持することが
できる。なおこの場合、発熱部よりも基板一側縁までの
領域が狭く、いわゆる折り返し回路パターンによって導
体層ないし発熱部を形成せざるをえないが、この導体層
における折り返し部を高硬度・高融点金属による第１導
体層のみによって形成しているので、上記導体層の局部
的な温度上昇に対しても十分に導体層に耐久性を与える
ことができ、このことも、発熱部ないしその近傍を覆う
保護層の耐久性の向上に大きく寄与する。Further, according to the first aspect of the present invention, since a heat generating portion is formed on a partial glaze disposed near one side edge of the insulating substrate to form a so-called near-edge type head or a corner head, heat generation is achieved. Part can be made to contact the recording paper or ink ribbon more effectively,
High printing quality or energy efficiency can be maintained. In this case, the area to one side edge of the substrate is narrower than the heat-generating portion, and the conductor layer or the heat-generating portion must be formed by a so-called folded circuit pattern. , It is possible to sufficiently impart durability to the conductor layer even with respect to a local temperature rise of the conductor layer, and this also covers the heating portion or its vicinity. This greatly contributes to the improvement of the durability of the protective layer.
【００３２】さらに、コーナヘッドを形成するにあた
り、上記請求項１の発明のように部分グレーズを基板一
側縁近傍に配置する他、請求項２のように、基板上に形
成した全面グレーズ層の基板一側部傾斜部を設け、この
傾斜部あるいはその近傍に発熱部を配置することができ
る。この場合においても、発熱部よりも基板一側縁まで
の領域が狭いため、いわゆる折り返し回路パターンによ
って抵抗体層ないし発熱部を形成せざるをえない。この
場合も上記導体層の繰り返し部は、第１導体層のみによ
って形成されることになる。この請求項２のサーマルプ
リントヘッドにおいても、発熱部がグレーズ層に形成し
た傾斜部ないしはその近傍に形成されているため、記録
紙あるいはインクリボンに対する圧力集中が適度に高め
られ、エネルギ効率および印字品質を高めることができ
る。また、導体層の折り返し部が高硬度・高融点金属で
ある第１導体層によって形成されているため、局部的な
温度上昇に対する耐久性が高められ、かつ発熱部ないし
これを規定する第１導体層を覆う保護層の表面硬度も十
分な硬度に維持され、硬質の異物による衝突に対する保
護層の耐久性が高められる。Further, in forming the corner head, in addition to disposing the partial glaze near one side edge of the substrate as in the invention of claim 1, as in claim 2, the entire glaze layer formed on the substrate is formed. An inclined portion on one side of the substrate is provided, and a heat generating portion can be arranged at or near the inclined portion. Also in this case, since the area to one side edge of the substrate is narrower than the heat generating portion, the resistor layer or the heat generating portion has to be formed by a so-called folded circuit pattern. Also in this case, the repeating portion of the conductor layer is formed only by the first conductor layer. Also in the thermal print head according to the second aspect, since the heat generating portion is formed at or near the inclined portion formed in the glaze layer, the pressure concentration on the recording paper or the ink ribbon is appropriately increased, and the energy efficiency and printing quality are improved. Can be increased. In addition, since the folded portion of the conductor layer is formed of the first conductor layer, which is a high-hardness / high-melting-point metal, durability against a local temperature rise is increased, and the heat-generating portion or the first conductor that defines the heat-generating portion is formed. The surface hardness of the protective layer covering the layer is also maintained at a sufficient hardness, and the durability of the protective layer against collision by hard foreign matter is enhanced.
【００３３】以上の他、本願発明の薄膜型サーマルプリ
ントヘッドにおいては、発熱部が高硬度・高融点金属で
ある第１導体層によってのみ規定されていることから、
発熱部近傍が高熱に耐えられることになり、したがっ
て、高い印字エネルギを付加した高速印字が可能とな
る。さらに、抵抗体層、下層第１導体層、上層第２導体
層との間の良好な導通が得られるため、信頼性の高いサ
ーマルプリントヘッドの製造が可能となる。In addition to the above, in the thin film type thermal print head of the present invention, since the heat generating portion is defined only by the first conductor layer which is a metal having high hardness and high melting point,
The vicinity of the heat generating portion can withstand high heat, and therefore, high-speed printing with high printing energy can be performed. Furthermore, since good conduction between the resistor layer, the lower first conductor layer, and the upper second conductor layer is obtained, a highly reliable thermal print head can be manufactured.
【００３４】[0034]
【００３５】[0035]
【００３６】[0036]
【００３７】[0037]
【００３８】[0038]
【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を図
面を参照しつつ具体的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
【００３９】図１は、本願発明の薄膜型サーマルプリン
トヘッド１１の発熱部における構造を厚み方向に強調し
て示した断面図であり、図２は、図１の構造をもつサー
マルプリントヘッド１１の発熱部近傍のパターン形状を
平面的に示す。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the heat generating portion of the thin film type thermal print head 11 of the present invention in a thickness direction, and FIG. 2 is a sectional view of the thermal print head 11 having the structure of FIG. A plan view of a pattern shape in the vicinity of a heat generating portion is shown.
【００４０】図１に示されるように、アルミナセラミッ
ク等でできた絶縁基板１２上には、部分グレーズ１３が
形成される。この部分グレーズ１３は、たとえばガラス
ペーストを用いた印刷・焼成によって形成され、焼成時
においてガラス成分が流動化させられた後固化するた
め、この部分グレーズ１３は、滑らかな弓型断面を呈す
ることになる。As shown in FIG. 1, a partial glaze 13 is formed on an insulating substrate 12 made of alumina ceramic or the like. The partial glaze 13 is formed by, for example, printing and baking using a glass paste, and during baking, the glass component is fluidized and then solidified, so that the partial glaze 13 has a smooth bow-shaped cross section. Become.
【００４１】絶縁基板１２ないしこの部分グレーズ１３
の表面には、抵抗体層１４が形成される。この抵抗体層
１４は、たとえば、ＴａＳｉＯ2 を用いたスパッタリン
グにより、０．０１〜０．２μｍの厚みに成膜される。
次いで、部分グレーズ層１３の頂部において所定領域に
わたって上記抵抗体層１４を露出させるようにして、導
体層１５が形成される。本願発明においては、この導体
層１５を、高硬度・高融点金属よりなる下層第１導体層
１５１と、Ａｌよりなる上層第２導体層１５２とに分け
て形成している。The insulating substrate 12 or the partial glaze 13
The resistor layer 14 is formed on the surface of the substrate. The resistor layer 14 is formed to a thickness of 0.01 to 0.2 μm by, for example, sputtering using TaSiO 2 .
Next, a conductor layer 15 is formed such that the resistor layer 14 is exposed over a predetermined region at the top of the partial glaze layer 13. In the present invention, the conductor layer 15 is formed into a lower first conductor layer 151 made of a metal having a high hardness and a high melting point and an upper second conductor layer 152 made of Al.
【００４２】上記第１導体層１５１の材質としては、た
とえばＣｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、ＮｂあるいはＭｏが好
適に採用される。そしてその形成手法は、スパッタリン
グあるいはＣＶＤ等の薄膜形成手法が採用され、その厚
みとしては、０．１〜０．５μｍが好適に採用される。
また、Ａｌよりなる第２導体層１５２の形成もまた、ス
パッタリングあるいはＣＶＤによる薄膜形成手法が採用
され、厚みとしては、その電流容量を考慮して、１〜３
μｍが好適に採用される。As the material of the first conductor layer 151, for example, Cr, Co, Ni, Ta, Nb or Mo is preferably adopted. As the forming method, a thin film forming method such as sputtering or CVD is adopted, and the thickness is preferably 0.1 to 0.5 μm.
The second conductor layer 152 made of Al is also formed by a thin film forming method by sputtering or CVD, and has a thickness of 1 to 3 in consideration of its current capacity.
μm is suitably employed.
【００４３】図１に表れているように、本願発明におい
ては、抵抗体層１４が露出させることによって形成され
る発熱部１６は、第１導体層１５１のみによって規定さ
れており、第２導体層１５２の縁１５２ａは、発熱部１
６を挟む上記第１導体層１５１の縁１５１ａから所定距
離後退させられている。第２導体層１５２の後退距離
は、プラテン等によって発熱部に圧接される記録紙ある
いはインクリボンの圧接の影響が第２導体層１５２には
それほど及ばないように設定される。換言すると、記録
紙あるいはインクリボンの圧接力を、主として発熱部１
６ないしこれを規定する第１導体層１５１の領域によっ
て受けるようになすのである。As shown in FIG. 1, in the present invention, the heat generating portion 16 formed by exposing the resistor layer 14 is defined only by the first conductor layer 151, The edge 152a of the heat generator 152
6 is receded from the edge 151a of the first conductor layer 151 by a predetermined distance. The retreat distance of the second conductor layer 152 is set so that the influence of the pressure contact of the recording paper or the ink ribbon pressed against the heat generating portion by the platen or the like does not significantly affect the second conductor layer 152. In other words, the pressing force of the recording paper or the ink ribbon is mainly
6 or the region of the first conductor layer 151 which defines the same.
【００４４】上記抵抗体層１４、第１導体層１５１、お
よび第２導体層１５２の平面的なパターンは、図２に示
すようになっている。各発熱部１６が部分グレーズ１３
の長手方向に独立して並び、各発熱部１６から基板他側
方（図の左方）に延びる導体層１５ａは個別電極を形成
して、図示しない駆動ＩＣの出力パッドに対してそれぞ
れワイヤボンディングによって結線される。また、各発
熱部１６から基板一側部（図の右方）に延びる導体層１
５ｂは、共通電極を形成する。この共通電極は、基板適
部に設けた端子に引き回される。The planar pattern of the resistor layer 14, the first conductor layer 151, and the second conductor layer 152 is as shown in FIG. Each heat generating part 16 has a partial glaze 13
Are individually arranged in the longitudinal direction and extend from each heat generating portion 16 to the other side of the substrate (left side in the figure) to form individual electrodes, which are individually bonded to output pads of a drive IC (not shown) by wire bonding. Connected by In addition, the conductor layer 1 extending from each heat generating portion 16 to one side of the substrate (right side in the drawing)
5b forms a common electrode. This common electrode is routed to a terminal provided at an appropriate portion of the substrate.
【００４５】上記のようにして発熱部１６ないし導体層
１５が形成された基板には、たとえば、ＳｉＯ2 等を材
質とする耐酸化層１７がスパッタリング等によって形成
された後、たとえば、Ｔａ2 Ｏ5 、あるいはＳｉ3 Ｎ4
等を材料とするスパッタリングあるいはＣＶＤ等による
成膜手法により、保護層１８が形成される。上記耐酸化
層１７の厚みは、たとえば０．５〜１．５μｍに設定さ
れ、上記保護層１８の厚みは、たとえば３〜６μｍに設
定される。[0045] a substrate heating portion 16 through the conductor layer 15 is formed as described above, for example, after the oxidation-resistant layer 17, made of SiO 2 or the like is formed by sputtering or the like, for example, Ta 2 O 5 or Si 3 N 4
The protective layer 18 is formed by a film forming technique such as sputtering or CVD using such materials. The thickness of the oxidation-resistant layer 17 is set to, for example, 0.5 to 1.5 μm, and the thickness of the protective layer 18 is set to, for example, 3 to 6 μm.
【００４６】上記の構成において、いずれかの個別電極
１５ａがオン駆動されると、上記第１導体層１５１の縁
１５１ａによって規定される抵抗体層１４からなる発熱
部１６が個別に発熱駆動される。In the above configuration, when any one of the individual electrodes 15a is turned on, the heat generating portions 16 composed of the resistor layers 14 defined by the edges 151a of the first conductor layer 151 are individually driven to generate heat. .
【００４７】部分グレーズ１３上に直接成膜される抵抗
体層１４の表面硬度は高く、かつ上記第１導体層１５１
はそれ自体高硬度・高融点金属によって薄状に形成され
ているためにその表面硬度は高い。したがって、上記発
熱部１６ないし第１導体層１５１を覆う保護層１８の厚
みを前述したように３〜６μｍ、好適には約４μｍとし
ても、その表面硬度をヌープ硬さ（ＨK100）において１
３００（Ｋｇ／ｍｍ2）以上、好適には１５００（Ｋｇ
／ｍｍ2 ）以上に維持することができる。The resistor layer 14 formed directly on the partial glaze 13 has a high surface hardness and the first conductor layer 151
Has a high surface hardness because it is formed in a thin shape by a high hardness / high melting point metal itself. Therefore, even if the thickness of the protective layer 18 covering the heat generating portion 16 or the first conductor layer 151 is 3 to 6 μm, preferably about 4 μm as described above, the surface hardness is 1 in Knoop hardness (H K100 ).
300 (Kg / mm 2 ) or more, preferably 1500 (Kg / mm 2 )
/ Mm 2 ) or more.
【００４８】同様の保護層厚みについて図１５に示した
構造をもつ従来例においては、Ａｌよりなる導体層１５
を覆う保護層表面の硬度がヌープ硬さでたかだか７００
（Ｋｇ／ｍｍ2 ）しかなかったことに比較し、本願発明
の構造をもつサーマルプリントヘッドにおける発熱部１
６ないしその近傍の保護層１８表面硬さは著しく高めら
れている。In the conventional example having the structure shown in FIG. 15 with the same protective layer thickness, the conductor layer 15 made of Al
The hardness of the surface of the protective layer covering the surface is at most 700 Knoop hardness.
(Kg / mm 2 ) as compared with the heating section 1 in the thermal print head having the structure of the present invention.
The surface hardness of the protective layer 18 at or near 6 is significantly increased.
【００４９】本願発明では特に、プラテンによって記録
紙ないしはインクリボンから圧力を受ける領域の保護層
の硬度を上述のように高めているため、仮に所定の接触
圧を受けながら保護層表面を摺動する記録紙あるいはイ
ンクリボンに付着する高硬度の異物が保護層に衝突した
としても、これに対する耐久性は十分に維持され、図１
５に示すような保護層の破損が起こらなくなる。しか
も、保護層の厚みを適正に設定することができるので、
必要以上の印字エネルギの付加を必要とすることなく、
高品位の印字を達成することができるのである。In the present invention, in particular, since the hardness of the protective layer in the area which receives pressure from the recording paper or the ink ribbon by the platen is increased as described above, the protective layer slides on the surface of the protective layer while temporarily receiving a predetermined contact pressure. Even if high-hardness foreign matter adhering to the recording paper or ink ribbon collides with the protective layer, the durability against the foreign matter is sufficiently maintained.
No breakage of the protective layer as shown in FIG. 5 occurs. Moreover, since the thickness of the protective layer can be set appropriately,
Without the need for additional printing energy
High quality printing can be achieved.
【００５０】また、発熱部１６を規定する第１導体層１
５１は、高硬度・高融点金属によって形成されているた
め、発熱部近傍の導体層１５が高熱に耐えられることに
なり、高い印字エネルギを付加して、さらに高速の印字
が可能となる。高速印字を行う場合、記録紙上に付着し
ている高硬質の異物が従来より高速で保護層に衝突する
ことになるが、このような異物の衝突に起因した保護層
の破損もまた前述したように有効に回避され、発熱部の
寿命が飛躍的に延長されるのである。The first conductor layer 1 defining the heat generating portion 16
Since the conductor 51 is made of a metal having a high hardness and a high melting point, the conductor layer 15 in the vicinity of the heat generating portion can withstand high heat, and high-speed printing can be performed by applying high printing energy. When high-speed printing is performed, high-hard foreign matter adhering to the recording paper collides with the protective layer at a higher speed than before, and the damage of the protective layer due to such foreign matter collision is also as described above. Thus, the life of the heat-generating portion can be significantly extended.
【００５１】次に、図３ないし図６を参照し、図１およ
び図２に示した構造をもつ薄膜型のサーマルプリントヘ
ッド１１の製造方法の一例を説明する。Next, an example of a method of manufacturing the thin-film type thermal print head 11 having the structure shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS.
【００５２】まず、図３に示すように、絶縁基板１２上
に部分グレーズ１３を形成した後、抵抗体層１４、第１
導体層１５１、および第２導体層１５２を、順次スパッ
タリングあるいはＣＶＤ等の薄膜形成手法によって積層
状に形成する。抵抗体層１４、第１導体層１５１、およ
び第２導体層１５２の材質およびその好適な厚みは、前
述したとおりである。First, as shown in FIG. 3, after a partial glaze 13 is formed on an insulating substrate 12, a resistor layer 14 and a first glaze 13 are formed.
The conductor layer 151 and the second conductor layer 152 are sequentially formed in a laminated shape by a thin film forming technique such as sputtering or CVD. The materials and the preferred thicknesses of the resistor layer 14, the first conductor layer 151, and the second conductor layer 152 are as described above.
【００５３】次いで、図４に示すように、第１回のフォ
トリソ工程により、上記抵抗体層１４、第１導体層１５
１、および第２導体層１５２に対し、同一の回路パター
ンを形成する。本実施例の場合、図４に示すように、各
層１４，１５１，１５２に対し、部分グレーズ１３の幅
方向に延びるスリット１９を等間隔に形成する。なお、
スリット１９は途中で終わっており、部分グレーズ１３
の基板一側方において導体層１５が共通電極として機能
することが予定される。一方、上記スリット１９は、基
板他側方（図の左方）に延び、独立させられた導体層１
５が個別電極として機能することが予定される。Next, as shown in FIG. 4, the resistor layer 14 and the first conductor layer 15 are formed by a first photolithography process.
The same circuit pattern is formed on the first and second conductor layers 152. In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 4, slits 19 extending in the width direction of the partial glaze 13 are formed at equal intervals in each of the layers 14, 151 and 152. In addition,
The slit 19 ends halfway and the partial glaze 13
The conductor layer 15 is expected to function as a common electrode on one side of the substrate. On the other hand, the slit 19 extends to the other side of the substrate (to the left in the figure), and the conductor layer 1 is made independent.
5 are expected to function as individual electrodes.
【００５４】次いで、図５に示すように、第２回のフォ
トリソ工程により、上記Ａｌよりなる第２導体層１５２
のみがエッチングされ、その下層の第１導体層１５１が
露出させられる。なお、この第１導体層１５１のグレー
ズ幅方向の露出幅は、部分グレーズ１３上に形成される
べき発熱部１６の幅に対して部分グレーズ幅方向に十分
広いものとされる。Next, as shown in FIG. 5, the second conductor layer 152 made of Al is formed by a second photolithography process.
Only the first conductor layer 151 is exposed by etching only the lower layer. Note that the exposed width of the first conductor layer 151 in the glaze width direction is sufficiently wider in the partial glaze width direction than the width of the heat generating portion 16 to be formed on the partial glaze 13.
【００５５】次いで、図６に示すように、第３回のフォ
トリソ工程により、上記第１導体層１５１のみがエッチ
ングされ、その下層の抵抗体層１４が部分グレーズの幅
方向所定幅において露出させられる。こうして、第１導
体層１５１によって平面的に挟まれるようにして露出さ
せられる抵抗体層１４が、発熱部１６として機能する。Next, as shown in FIG. 6, only the first conductor layer 151 is etched by a third photolithography step, and the resistor layer 14 therebelow is exposed at a predetermined width in the width direction of the partial glaze. . Thus, the resistor layer 14 exposed so as to be sandwiched in a plane by the first conductor layer 151 functions as the heat generating portion 16.
【００５６】次いで、図１に表れているように、ＳｉＯ
2 等による耐酸化層１７およびＴａ 2 Ｏ5 あるいはＳｉ
2 Ｎ4 による保護層１８が、スパッタリングあるいはＣ
ＶＤ等による薄膜形成手法によって形成される。この耐
酸化層１７および保護層１８の好適な厚みは、前述した
とおりである。Next, as shown in FIG.
TwoOxidation-resistant layer 17 and Ta TwoOFiveOr Si
TwoNFourProtection layer 18 by sputtering or C
It is formed by a thin film forming method using VD or the like. This resistance
Suitable thicknesses of the oxide layer 17 and the protective layer 18 are as described above.
It is as follows.
【００５７】そうして、図６において発熱部よりも基板
他側方（図の左方）に配置される導体層１５、すなわ
ち、第２導体層１５２に対し、図示しない駆動ＩＣの出
力パッドとの間のワイヤボンディングによる結線が行わ
れる。Thus, in FIG. 6, the output pad of the drive IC (not shown) is connected to the conductor layer 15 disposed on the other side of the substrate (left side of the drawing) from the heat generating portion, ie, the second conductor layer 152. Is performed by wire bonding between the two.
【００５８】このように図３ないし図６に示しかつこれ
を参照して説明した上述の手法は、フォトリソ工程によ
るパターンニングを中心とした従前の製法を踏襲したも
のであり、その実施は容易に行える。The above-described method shown in FIGS. 3 to 6 and described with reference to it follows a conventional manufacturing method centering on patterning by a photolithography process, and is easily implemented. I can do it.
【００５９】次に、図７ないし図１０を参照し、図１お
よび図２に示した前述の薄膜型サーマルプリントヘッド
の製造方法の他の例について説明する。Next, another example of a method of manufacturing the above-described thin-film thermal print head shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS.
【００６０】まず、図７に示すように、絶縁基板１２上
に部分グレーズ１３を形成するとともに、抵抗体層１
４、第１導体層１５１および第２導体層１５２を積層状
に形成する。これら各層の形成手法は、前述と同様に行
える。First, as shown in FIG. 7, a partial glaze 13 is formed on an insulating substrate 12 and a resistor layer 1 is formed.
4. The first conductor layer 151 and the second conductor layer 152 are formed in a laminated shape. These layers can be formed in the same manner as described above.
【００６１】次に第１回目のフォトリソ工程により、図
８に示すように、第２導体層１５２のみにエッチングを
施し、第１導体層１５１を部分グレーズの幅方向所定幅
にわたって露出させる。こうして露出する第１導体層１
５１の幅は、前述と同様、発熱部１６を形成するべき幅
よりも広幅である。Next, in the first photolithography step, as shown in FIG. 8, only the second conductor layer 152 is etched to expose the first conductor layer 151 over a predetermined width in the width direction of the partial glaze. First conductor layer 1 thus exposed
The width of 51 is wider than the width in which the heat generating portion 16 is to be formed, as described above.
【００６２】次いで、図９に示すように、第２回のフォ
トリソ工程により、上記各層１４，１５１，１５２に対
し、同一の回路パターンを形成する。この場合、発熱部
１６を形成するべき領域ないしそれを挟む所定幅の領域
は、既にＡｌよりなる第２導体層１５２が除去されてい
るため、比較的厚みのあるＡｌをエッチングする時に生
じるオーバエッチの影響が発熱部１６を形成するべき領
域ないしその近傍領域に及ばず、これらを区切るスリッ
ト１９の幅をきわめて小さくすることができる。Next, as shown in FIG. 9, the same circuit pattern is formed on each of the layers 14, 151 and 152 by a second photolithography process. In this case, since the second conductor layer 152 made of Al has already been removed from the region where the heat generating portion 16 is to be formed or the region having the predetermined width sandwiching the region, the overetch that occurs when relatively thick Al is etched. Does not affect the region where the heat generating portion 16 is to be formed or the region in the vicinity thereof, and the width of the slit 19 separating these regions can be made extremely small.
【００６３】次に、図１０に示すように、第３回のフォ
トリソ工程により、第１導体層１５１のみエッチングを
施し、抵抗体層１４をグレーズ幅方向所定幅にわたって
露出させ、発熱部１６を形成する。Next, as shown in FIG. 10, only the first conductor layer 151 is etched by a third photolithography process to expose the resistor layer 14 over a predetermined width in the glaze width direction, thereby forming the heat generating portion 16. I do.
【００６４】次いで耐酸化層１７および保護層１８の形
成が、上述した例と同様に行われる。Next, the formation of the oxidation-resistant layer 17 and the protective layer 18 is performed in the same manner as in the above-described example.
【００６５】この方法によれば、とりわけ第２回のエッ
チングによる回路パターン形成に際し、発熱部１６ない
しその近傍の第１導体層１５１を部分グレーズ長手方向
に区切るスリット１９をきわめて細幅とすることができ
るため、発熱部のドット密度を従前に比較してさらに高
めることができ、高精細度の印字の要求に対処すること
ができるようになる。According to this method, in particular, when forming the circuit pattern by the second etching, the slit 19 that divides the heat generating portion 16 or the first conductor layer 151 in the vicinity thereof in the longitudinal direction of the partial glaze can be made extremely narrow. Therefore, the dot density of the heat generating portion can be further increased as compared with before, and it is possible to cope with a demand for high-definition printing.
【００６６】以上の方法によって形成された薄膜型サー
マルプリントヘッドが前述したのと同様の作用効果を奏
することができるのは明らかであろう。It will be apparent that the thin film thermal print head formed by the above method can exhibit the same operation and effect as described above.
【００６７】図１１および図１２は、部分グレーズ１３
を絶縁基板１２の一側縁近傍に配置し、その部分グレー
ズ上に発熱部１６を形成するようにした薄膜サーマルプ
リントヘッド１１の構造例を示している。この場合、発
熱部１６に対して基板一側方（すなわち図１１において
右方）の領域幅がきわめて狭いため、図１に示した構造
例のように共通電極を形成することができず、したがっ
て、図１２に示すように、いわゆる折り返し回路パター
ンにより、２つの発熱部が１つの印字ドットを形成する
ことになる。この場合、発熱部１６より基板一側方（図
１１の右方）に位置する折り返し導体層１５１’は、本
願発明においては、高硬度・高融点金属よりなる第１導
体層１５１のみによって形成する。一方発熱部１６の基
板他側方は第１導体層１５１と第２導体層１５２とによ
って導体層１５を形成する。この場合においても、第２
導体層１５２の端縁は、第１導体層１５１の端縁よりも
所定距離後退させられており、発熱部１６を第１導体層
１５１のみによって規定する。これにより、発熱部１６
ないし第１導体層１５１を覆う保護層１８の表面硬度が
高く維持されるのであり、この点において、この実施例
についても、本願発明思想を利用したものであるという
ことができる。FIGS. 11 and 12 show the partial glaze 13.
FIG. 1 shows an example of the structure of a thin-film thermal print head 11 in which a heat generating portion 16 is formed on a partial glaze of the insulating substrate 12 near one side edge thereof. In this case, since the region width on one side of the substrate with respect to the heat generating portion 16 (that is, the right side in FIG. 11) is extremely narrow, a common electrode cannot be formed as in the structure example shown in FIG. As shown in FIG. 12, two heating portions form one print dot by a so-called folded circuit pattern. In this case, the folded conductor layer 151 ′ located on one side of the substrate (to the right in FIG. 11) from the heat generating portion 16 is formed of only the first conductor layer 151 made of a high hardness and high melting point metal in the present invention. . On the other hand, the other side of the substrate of the heat generating portion 16 forms the conductor layer 15 by the first conductor layer 151 and the second conductor layer 152. In this case, the second
The edge of the conductor layer 152 is set back from the edge of the first conductor layer 151 by a predetermined distance, and the heating portion 16 is defined only by the first conductor layer 151. Thereby, the heat generating portion 16
In addition, the surface hardness of the protective layer 18 covering the first conductor layer 151 is kept high. In this regard, it can be said that this embodiment also utilizes the concept of the present invention.
【００６８】とりわけ、発熱部１６に対して基板一側方
に位置する折り返し導体層１５１’は、熱の逃げ場が少
なく、したがって、きわめて高温にさらされることにな
るが、本願発明においては、この部分を高融点金属によ
って形成しているため、このような高温にも十分に耐え
ることができ、高エネルギによる高速印字にも十分対応
することができる。In particular, the folded conductor layer 151 ′ located on one side of the substrate with respect to the heat-generating portion 16 has a small escape area for heat, and is therefore exposed to extremely high temperatures. Is made of a high melting point metal, so that it can sufficiently withstand such high temperatures, and can sufficiently cope with high-speed printing with high energy.
【００６９】なお、この実施例においても、抵抗体層１
４、第１導体層１５１、第２導体層１５２、の形成手法
およびその好適な厚みは、前述した実施例と同様にする
ことができる。また、耐酸化層１７および保護層１８の
形成手法およびこの好適な厚みについても、前述した実
施例と同様にすることができる。In this embodiment, the resistance layer 1
4. The method of forming the first conductor layer 151 and the second conductor layer 152 and the preferred thickness thereof can be the same as in the above-described embodiment. The method of forming the oxidation-resistant layer 17 and the protective layer 18 and the preferable thickness thereof can be the same as those in the above-described embodiment.
【００７０】図１３は、本願発明の薄膜型サーマルプリ
ントヘッド１１のさらに他の実施例を示している。前述
した実施例はいずれも絶縁基板上に部分グレーズを設
け、この部分グレーズ上に発熱部を配置するように構成
したものである。これに対し、図１３に示した構造例で
は、絶縁基板１２にいわゆる全面グレーズ層１３’をガ
ラス等を材料として形成するとともに、基板一側縁にお
いてこのグレーズ層１３に傾斜部２０を設け、この傾斜
部ないしその近傍に発熱部１６を形成するべく、各導体
層１４，１５１，１５２を構成している。この場合につ
いても、発熱部１６を第１導体層１５１のみによって規
定し、第２導体層１５２を第１導体層１５１の端部より
も後退させている。この点において、この実施例は図１
１に示した構造例と近似しており、かつ本願発明思想を
利用したものであるということができる。FIG. 13 shows still another embodiment of the thin film thermal print head 11 of the present invention. In each of the above-described embodiments, a partial glaze is provided on an insulating substrate, and a heat generating portion is arranged on the partial glaze. On the other hand, in the structure example shown in FIG. 13, a so-called entire glaze layer 13 ′ is formed on the insulating substrate 12 using glass or the like, and an inclined portion 20 is provided on the glaze layer 13 on one side edge of the substrate. The conductor layers 14, 151, 152 are formed to form the heat generating portion 16 at or near the inclined portion. Also in this case, the heat generating portion 16 is defined only by the first conductor layer 151, and the second conductor layer 152 is recessed from the end of the first conductor layer 151. In this regard, this embodiment is illustrated in FIG.
It can be said that it is similar to the structure example shown in FIG. 1 and utilizes the idea of the present invention.
【００７１】この構造例においても、発熱部１６よりも
基板一側方（図１３の右方）の領域が狭いため、いわゆ
る共通電極を形成することができず、いわゆる折り返し
パターン回路を採用せざるをえない。この場合について
も、発熱部１６よりも基板一側方に位置する折り返し導
体層については、高硬度・高融点金属からなる第１導体
層１５１のみによって形成するのであり、この点図１１
および図１２に示した例と同様の作用効果を期待するこ
とができる。Also in this structural example, since a region on one side of the substrate (right side in FIG. 13) is smaller than the heat generating portion 16, a so-called common electrode cannot be formed, and a so-called folded pattern circuit must be employed. I can't get it. Also in this case, the folded conductor layer located on one side of the substrate with respect to the heat generating portion 16 is formed only by the first conductor layer 151 made of a high hardness and high melting point metal.
The same operation and effect as the example shown in FIG. 12 can be expected.
【００７２】以上説明したように、本願発明によれば、
駆動ＩＣとの間のワイヤボンディングによる結線を適正
に行うことができながら、発熱部ないしその近傍を覆う
保護層の硬度を、この保護層それ自体の厚みを増すこと
なく適正に高めることができるのであり、印字ボケ等の
印字品質の低下を招くことなく、記録紙やインクリボン
に付着する硬質の異物の衝突による保護層の破損を効果
的に回避し、発熱部の寿命を著しく延長することができ
る。また、発熱部を規定する第１導体層が高温に耐える
ことができるため、高エネルギを付加したさらなる高速
印字にも対応することができる。この場合、記録紙が相
対的に従来よりも高速で摺動接触することから、硬質の
異物の衝突衝撃もそれだけ増すことになるが、本願発明
においては、かかる硬質の異物の衝突に対しても十分に
耐えることができるようになる。As described above, according to the present invention,
Since the connection between the drive IC and the drive IC can be properly performed, the hardness of the protective layer covering the heating portion or the vicinity thereof can be appropriately increased without increasing the thickness of the protective layer itself. Yes, it is possible to effectively avoid damage to the protective layer due to collision of hard foreign substances adhering to recording paper or ink ribbon without significantly deteriorating printing quality such as print blur, and to significantly extend the life of the heat generating part. it can. In addition, since the first conductor layer that defines the heat generating portion can withstand high temperatures, it is possible to cope with higher-speed printing with high energy added. In this case, since the recording paper makes sliding contact at a relatively higher speed than in the past, the collision impact of the hard foreign matter increases accordingly. Be able to withstand enough.
【００７３】もちろん、本願発明の範囲は上述した実施
例に限定されるものではなく、抵抗体層１４、第１導体
層１５１の材質は、本願発明思想に適合する限りにおい
て、適当な材質を採用することができる。また、保護層
１８の材質についても同様である。Of course, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the material of the resistor layer 14 and the first conductor layer 151 may be any appropriate material as long as it conforms to the present invention. can do. The same applies to the material of the protective layer 18.
【００７４】また、図１６(c) の構造例にも本願発明を
適用しうることは明らかである。It is apparent that the present invention can be applied to the structural example shown in FIG.
【００７５】さらに、部分グレーズを設けるのではな
く、全面グレーズを形成した上で、発熱部ないしこれを
規定する導体層を平面的に形成する場合もあるが、この
場合についても同様に本願発明を適用して、発熱部ない
しその近傍を覆う保護層の耐久性を向上させることがで
きる。Further, instead of providing a partial glaze, a heat generating portion or a conductor layer for defining the heat generating portion may be formed two-dimensionally after forming the entire glaze. In this case, the present invention is similarly applied. By applying this, it is possible to improve the durability of the protective layer covering the heating portion or its vicinity.
【図１】本願発明の薄膜型サーマルプリントヘッドの発
熱部の構造例を厚み方向に強調して示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a heat generating portion of a thin-film thermal print head according to the present invention in a thickness direction.
【図２】図１に示す例の回路パターン例を示す平面図で
ある。FIG. 2 is a plan view showing an example of a circuit pattern of the example shown in FIG.
【図３】図１に示す例の製造方法の一例の説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory view of an example of the manufacturing method of the example shown in FIG.
【図４】図１に示す例の製造方法の一例の説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory view of an example of the manufacturing method of the example shown in FIG.
【図５】図１に示す例の製造方法の一例の説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of the manufacturing method of the example shown in FIG. 1;
【図６】図１に示す例の製造方法の一例の説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of the manufacturing method of the example shown in FIG. 1;
【図７】図１に示す例の製造方法の他の例の説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory view of another example of the manufacturing method of the example shown in FIG. 1;
【図８】図１に示す例の製造方法の他の例の説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory view of another example of the manufacturing method of the example shown in FIG. 1;
【図９】図１に示す例の製造方法の他の例の説明図であ
る。FIG. 9 is an explanatory view of another example of the manufacturing method of the example shown in FIG. 1;
【図１０】図１に示す例の製造方法の他の例の説明図で
ある。FIG. 10 is an explanatory diagram of another example of the manufacturing method of the example shown in FIG. 1;
【図１１】本願発明の薄膜型サーマルプリントヘッドの
発熱部の他の構造例を厚み方向に強調して示す断面図で
ある。FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the heat generating portion of the thin-film thermal print head of the present invention in a thickness direction.
【図１２】図１１に示す例の回路パターン例を示す平面
図である。FIG. 12 is a plan view showing an example of a circuit pattern of the example shown in FIG. 11;
【図１３】本願発明の薄膜型サーマルプリントヘッドの
発熱部のさらに他の構造例を厚み方向に強調して示す断
面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing still another example of the structure of the heat generating portion of the thin-film thermal print head of the present invention in a thickness direction.
【図１４】従来の薄膜型サーマルプリントヘッドの発熱
部の構造例を厚み方向に強調して示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a heat generating portion of a conventional thin-film thermal print head in a thickness direction.
【図１５】図１４に示す構造例の問題点の説明図であ
る。FIG. 15 is an explanatory diagram of a problem of the structure example shown in FIG. 14;
【図１６】従来の薄膜型サーマルプリントヘッドの発熱
部の他の構造例を厚み方向に強調して示す断面図であ
る。FIG. 16 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the heat generating portion of the conventional thin-film thermal print head in a thickness direction.
【図１７】図１６に示す例の回路パターン例を示す平面
図である。FIG. 17 is a plan view showing an example of a circuit pattern of the example shown in FIG. 16;
１１ サーマルプリントヘッド １２ 絶縁基板 １３ 部分グレーズ １３’ グレーズ層 １４ 抵抗体層 １５ 導体層 １５１ 第１導体層 １５２ 第２導体層 １６ 発熱部 １７ 耐酸化層 １８ 保護層 １９ スリット ２０ 傾斜部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Thermal print head 12 Insulating substrate 13 Partial glaze 13 'Glaze layer 14 Resistor layer 15 Conductive layer 151 First conductive layer 152 Second conductive layer 16 Heating part 17 Oxidation-resistant layer 18 Protective layer 19 Slit 20 Inclined part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−204763（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−239562（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−229658（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−59475（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−147038（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/335 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-204763 (JP, A) JP-A-3-239562 (JP, A) JP-A-1-229658 (JP, A) 59475 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 57-147038 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/335
Claims (5)
所定の平面的形態をもつ導体層を形成することにより、
上記導体層に覆われずに露出する上記抵抗体層を発熱部
として機能させるとともに、少なくとも上記発熱部ない
しその近傍表面を保護層で覆ってなり、上記導体層を高
硬度・高融点金属による下層第１導体層と、Ａｌによる
上層第２導体層を含むように形成する一方、上記第１導
体層の縁によって上記発熱部を規定するとともに、上記
第２導体層の縁を上記第１導体層の縁から所定距離後退
させてなる薄膜型サーマルプリントヘッドであって、 上記発熱部は上記絶縁基板の位置側近傍に形成した部分
グレーズ上に配置されているとともに、上記発熱部に対
して基板一側縁側に配置される上記導体層は、上記第１
導体層のみで形成され、基板他側縁側に配置される上記
導体層は上記第１導体層と上記第２導体層とによって形
成され、上記発熱部ないし導体層は折り返し回路パター
ンとして形成されている ことを特徴とする、薄膜型サー
マルプリントヘッド。1. A conductor layer having a predetermined planar form is formed on a resistor layer formed on an insulating substrate.
Together to function the resistor layer exposed without being covered with the conductive layer as a heating unit, Ri Na covering at least the heat-generating portion to the vicinity of the surface with a protective layer, high the conductive layer
Lower first conductor layer made of metal with high hardness and high melting point, and Al
The first conductive layer is formed so as to include the upper second conductive layer.
The heating section is defined by the edge of the body layer, and
The edge of the second conductor layer is set back from the edge of the first conductor layer by a predetermined distance.
A thin-film type thermal print head, wherein the heat-generating portion is formed near a position side of the insulating substrate.
It is placed on the glaze and
And the conductor layer disposed on one side of the substrate is the first conductor layer.
The above, which is formed only of the conductor layer and is arranged on the other side edge side of the substrate
The conductor layer is formed by the first conductor layer and the second conductor layer.
And the heat-generating part or conductor layer is a folded circuit pattern.
A thin-film thermal printhead characterized by being formed as a thin film.
所定の平面的形態をもつ導体層を形成することにより、
上記導体層に覆われずに露出する上記抵抗体層を発熱部
として機能させるとともに、少なくとも上記発熱部ない
しその近傍表面を保護層で覆ってなり、上記導体層を高
硬度・高融点金属による下層第１導体層と、Ａｌによる
上層第２導体層を含むように形成する一方、上記第１導
体層の縁によって上記発熱部を規定するとともに、上記
第２導体層の縁を上記第１導体層の縁から所定距離後退
させてなる薄膜型サーマルプリントヘッドであって、 上記絶縁基板上にグレーズ層を形成するとともに、基板
一側部において上記グレーズ層に傾斜部を設け、上記発
熱部を上記傾斜部に形成する一方、上記発熱部に対して
基板一側縁側に配置される上記導体層は、上記第１導体
層のみで形成され、基板他側縁側に配置される上記導体
層は上記第１導体層と上記第２導体層とによって形成さ
れ、上記発熱部ないし導体層は折り返し回路パターンと
して形成されている ことを特徴とする、薄膜型サーマル
プリントヘッド。2. A method according to claim 1, wherein said resistor layer is formed on an insulating substrate.
By forming a conductor layer having a predetermined planar form,
Heating the resistor layer exposed without being covered by the conductor layer
Functioning as well as at least the heating section
The surface in the vicinity of the conductor layer is covered with a protective layer.
Lower first conductor layer made of metal with high hardness and high melting point, and Al
The first conductive layer is formed so as to include the upper second conductive layer.
The heating section is defined by the edge of the body layer, and
The edge of the second conductor layer is set back from the edge of the first conductor layer by a predetermined distance.
A thin-film thermal printhead, comprising: forming a glaze layer on the insulating substrate;
An inclined portion is provided on the glaze layer on one side, and
While forming the heating part on the inclined part, the heating part
The conductor layer disposed on one side of the substrate includes the first conductor
The above conductor formed of only layers and arranged on the other side of the substrate
The layer is formed by the first conductor layer and the second conductor layer.
The heat generating part or the conductor layer has a folded circuit pattern.
A thin-film thermal printhead characterized by being formed as follows .
ａ、ＮｂまたはＭｏによって形成したことを特徴とす
る、請求項１または２の薄膜型サーマルプリントヘッ
ド。3. The method according to claim 1, wherein the first conductor layer is made of Cr, Co, Ni, T
3. The thin-film thermal print head according to claim 1, wherein said thin-film thermal print head is formed of a, Nb or Mo.
μｍとし、上記第１導体層の厚みを０．１〜０．５μｍ
とし、上記第２導体層の厚みを１〜３μｍとし、上記保
護層の厚みを３〜５μｍとしたことを特徴とする、請求
項１ないし３のいずれかのサーマルプリントヘッド。4. The resistance layer has a thickness of 0.01 to 0.2.
μm, and the thickness of the first conductor layer is 0.1 to 0.5 μm
4. The thermal print head according to claim 1, wherein said second conductor layer has a thickness of 1 to 3 [mu] m, and said protective layer has a thickness of 3 to 5 [mu] m.
規定する上記第１導体層を覆う保護層の表面硬さをヌー
プ硬さ（ＨK100）で少なくとも１３００（Ｋｇ／ｍ
ｍ2 ）以上としたことを特徴とする、請求項４の薄膜型
サーマルプリントヘッド。5. The surface hardness of the protective layer covering the heat generating portion or the protective layer covering the first conductor layer defining the heat generating portion is at least 1300 (Kg / m) in Knoop hardness (H K100 ).
characterized in that the m 2) or more, the thin film-type thermal printhead according to claim 4.
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