JP4178609B2

JP4178609B2 - Thermal head and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4178609B2
Application number: JP22629198A
Authority: JP
Inventors: 敦司花木; 隆志久保田
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2018-08-10
Also published as: JP2000052585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタに用いて好適なサーマルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、ステンレスを基材として絶縁ガラスコートを施した基板により、表面が湾曲したヒートシンクにねじ固定されたベンディングタイプのサーマルヘッドを開発し、先に特願平９−９２５６７号に出願した。
この技術について簡単に説明すると、図６において符号１は放熱用のヒートシンクである。ヒートシンク１の曲面部１ａにはサーマルヘッドのステンレス製の板状の基板２がねじ等の適宜固定手段によって固定されている。基板２には、位置決め用の穴２ａが形成され、この穴２ａをヒートシンク１に形成された位置決めピンに係合させたり、あるいはヒートシンク１に形成した位置決め用の穴（図示略）に重ね合わされることにより、前記基板２はヒートシンク１に対して正確に位置あわせされ、この状態で固定される。
【０００３】
基板２には、階調用発熱抵抗体３…並びにプレヒート用の発熱抵抗体４…が、互いに一定間隔をおいて長尺状に形成されている。これら階調用発熱抵抗体３…並びにプレヒート用の発熱抵抗体４…は、印刷時における１ドットに対応して各々設けられており、ＩＣコントローラ５Ａ，５Ｂからそれぞれ供給される制御用のパルス電圧のパルス幅に応じジュール熱を発生し、この発生する熱によって図示しないカラー感熱紙を印刷するようになっている。
ヒートシンク１に固定された基板２にはそれに対向するようにプラテンローラが設けられ、このプラテンローラによって、該プラテンローラと基板との間に介装されるカラー印刷紙を基板２側へ押し付けるようになっている。
【０００４】
上記ヒートシンク１に固定された基板２からなるサーマルヘッドとプラテンローラとの組み合わせは、図示しないカラー印刷紙のイエロ記録層、マゼンダ記録層、シアン記録層にそれぞれ合わせて３組、カラー印刷紙の搬送経路に沿ってそれぞれ配置され、それらサーマルヘッドの後段には定着ランプがそれぞれ配置される。
【０００５】
上記のサーマルヘッドによってカラー印刷する場合には、図示せぬスイッチがオン状態とされる。すると、図示せぬフィードローラが駆動し、カラー印刷紙を所定方向へ搬送する。
そして、カラー印刷紙の先端部が例えばイエロ用サーマルヘッドの直下に位置すると、プラテンローラを介してカラー印刷紙がイエロ用サーマルヘッドに圧接される。
【０００６】
そして、イエロ用サーマルヘッドに付随するＩＣコントローラ５Ａ、５Ｂに印刷データが入力されると、ＩＣコントローラ５Ａ，５Ｂは、複数の発熱抵抗体４，３に対して一定のパルス幅のパルス電圧を引加する。これにより、上記複数の発熱抵抗体４，３にジュール熱が発生し、この結果、カラー印刷紙の１ライン部分のエネルギーが上昇する。
そして、カラー感熱紙における１ライン部分のエネルギーがイエロ発熱開始エネルギ以上となると、カラー感熱紙にのイエロ記録層には、イエロ色が発生する。
なお、ここでは、プレヒート用の発熱抵抗体４を備えるので、それを備えない通常のプリンタ装置に比べ、印刷時間を短縮できる。
【０００７】
以上の、上述したイエロ色の印刷が進み、これに伴ってカラー感熱紙が１ラインづつ搬送される。そして、上述したイエロ色の印刷が進んで、カラー感熱紙の端部がイエロ色定着ランプの直下に来ると、イエロ色定着ランプから発せられる光がカラー感熱紙のイエロ色の部分にあたり、イエロ色を定着させる。
以下、上記動作がマゼンダ用サーマルヘッド、及びシアン用サーマルヘッドについてそれぞれ繰り返され、結局、カラー感熱紙に３色が印刷されることとなる。
【０００８】
上記構成のサーマルヘッドによる印刷では、ヒートシンク１の曲面部１ａに基板２を曲げた形で固定しているので、言い換えれば、カラー感熱紙側ではなくサーマルヘッド側を湾曲させているので、カラー感熱紙の搬送経路をねじ曲げることなく直線状に配置することができ、もって、当該サーマルヘッドを有するプリンター装置が大型化するのを回避でき、また各サーマルヘッドにおけるカラー感熱紙の位置あわせが高精度で行え、しかも、高速印刷も実現できるという利点を産む。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した曲面部を有するヒートシンク１の曲面部１ａに固定されて成るサーマルヘッドにあっては、次の欠点があることが判明した。
すなわち、金属製基板は片側表面にグレースガラス層や電極膜等の成膜処理を行う関係上、ヒートシンク取付前の段階では基本的にフラットな形状のものが用いられ、ヒートシンク１の曲面部１ａへの取付時に、該曲面部１ａに対応させて曲げられ、この状態で固定される。このとき、基板２の表面に引っ張り応力が生じるのは避けられないが、この引っ張り応力が大きいと、基板２の表面側の絶縁ガラスコート層にクラックが生じたり、さらには絶縁ガラスコート層の表面に形成した発熱抵抗体膜や電極膜に破断が生じる不具合が発生する。
【００１０】
上記基板２の表面に発生する引っ張り応力を小さくするには、基板２の厚さを薄くするのが最も効果的である。しかしながら、基板２の厚さを均一に薄くしすぎると、絶縁ガラスコート層を印刷焼成する場合、基板２全体が熱膨張の差異により大きくカールし、後の成膜工程、フォトリソグラフィ処理工程に支障をきたすという別の問題が生じる。
つまり、基板２の表面にコートされる絶縁ガラスコート層の熱膨張係数が５〜７×１０^-6／Ｋであるのに対し、金属製基板（ＦｅーＣｒ，ＦｅーＣｒーＡｌ系合金）の熱膨張係数は１１〜１２×１０^-6／Ｋと大きいため、焼成後に基板２にカーリングが発生することとなる。このときのカーリング量は基板２が薄いほど大きくなるが、このカーリング量が大きすぎると、後の成膜工程、並びにフォトリソグラフィ工程で支障を来すこととなる。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、成膜工程、フォトリソグラフィ処理工程までは曲がらず、ヘッド組立時には容易に曲がりかつ基板表面に発生する引っ張り応力を低減できるサーマルヘッド及びサーマルヘッドにおける基板のヒートシンクへの固定方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するべく、請求項１記載のサーマルヘッドは、長方形状の基板の外周部に厚肉補強部を有した状態で、該基板の片面に絶縁ガラスコートを塗布、焼成により成膜されてなる成膜付基板と、前記成膜付基板を取り付けるための、樋状をなす膨出湾曲面を有するヒートシンクと、を備えるサーマルヘッドにおいて、前記成膜付基板から短辺に沿って存する厚肉補強部が除去され、長辺に沿って残存する厚肉補強部が前記ヒートシンクの膨出湾曲面の軸線に平行になるように、前記成膜付基板が前記ヒートシンクの膨出湾曲面に沿って変形して固定されて成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載のサーマルヘッドは、請求項１記載のサーマルヘッドにおいて、前記基板の中央部分の薄肉部を、無電解エッチングで形成して成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載のサーマルヘッドは、請求項１または２記載のサーマルヘッドにおいて、前記基板の前記片面に、共通電極部となる線状突起を形成して成ることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載のサーマルヘッドは、請求項３記載のサーマルヘッドにおいて、前記基板の前記共通電極部となる線状突起が形成されている部分の基板本体の厚みを、前記厚肉補強部の厚みと同じ値に設定し、かつ前記共通電極部に位置決め用の穴を２個以上形成していることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載のサーマルヘッドは、請求項１〜４のいずれかに記載のサーマルヘッドにおいて、前記基板の長辺の厚肉補強部にヒートシンクの取付用の穴を形成し、該穴を長穴状に形成して微調整可能としていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載のサーマルヘッドは、請求項１〜５のいずれかに記載のサーマルヘッドにおいて、前記基板の外周部の厚肉補強部の厚みを０．４ｍｍ〜２ｍｍの範囲に設定し、かつ、前記基板の薄肉部の厚みを５０μｍ〜４００μｍの範囲に設定していることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載のサーマルヘッドにおける基板のヒートシンクへの固定方法は、長方形状の基板の外周部に厚肉補強部を有した状態で、該基板の片面に絶縁ガラスコートを塗布、焼成により成膜する成膜工程と、片面に前記絶縁ガラスコートを有する成膜付基板から両サイドの短辺に沿って存する厚肉補強部をそれぞれ除去する両サイド厚肉補強部除去工程と、前記短辺に沿って存する厚肉補強部が除去された前記成膜付基板を、該成膜付基板の長辺に沿って残存する厚肉補強部が、ヒートシンクの基板取付用の樋状をなす膨出湾曲面の中心軸線に平行になるように、該膨出湾曲面に沿って変形させて固定する基板固定工程と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、基板の外周を額縁状の厚肉補強部とし、その内部に曲げやすい薄肉部を作る。この基板に対して絶縁ガラスを印刷、焼成しても額縁状の厚肉補強部で変形が抑えられ、熱膨張差によるカールが後工程で支障をきたすほどの変形量にはならない。
そして、成膜、フォトリソグラフィ処理工程後に額縁状の両サイドのみを切断・除去することでヒートシンク取付時に曲げやすくすることで、曲げたときに発生する引っ張り応力を低減できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について述べる。
図３は、本発明の実施の形態により作製した絶縁金属製の基板を使用したダブルヒートラインサーマルヘッドの外観構成を示す一部裁断斜視図である。
ここでは、フラット状に描いているが、実際には、前記従来例の図６に示すように、ヒートシンク１の曲面部１ａに沿った状態で湾曲されて、ねじ固定されるものである。
【００２１】
図３に示すサーマルヘッド２０において、２１は、例えば厚さが所定厚さで、Ｃｒを１０〜３０％とＡｌを０．１〜６％を含む鉄合金製の基板であり、この鉄合金製の基板２１の表面には長尺状の共通電極部２２が突出形成されている。共通電極部２２の高さは、例えば１００μｍ程度とされている。
鉄合金製の基板２１裏面端部には左右の厚肉補強部２１Ａ、２１Ａが形成されているが、この厚肉補強部２１Ａ、２１Ａについては後に詳しく説明する。なお、図３の場合、厚肉補強部２１Ａ、２１Ａは、ヒートシンク１の曲面部１ａの軸線方向に沿った稜線部分方向が残されている。
【００２２】
２４ａは、図４に示す共通電極部２２より同図左側の鉄合金製の基板２１の左表面に形成された第１のグレーズガラスであり、その共通電極部２２近傍の部分は盛り上がりが形成されており、盛り上がり部２４ａ₁とされている。
２４ｂは、図４に示す共通電極部２２より同図右側の鉄合金製の基板２１の右表面に形成された第２のグレーズガラスであり、その共通電極部２２近傍の部分は盛り上がりが形成されており、盛り上がり部２４ａ₂とされている。
２５は発熱抵抗体であり、第１のグレーズガラス２４ａから共通電極部２２を介して第２のグレーズガラス２４ｂまで亙る各表面に形成されている。
【００２３】
この発熱抵抗体２５は１ドットに対応して設けられており、実際には一定間隔をおいて複数設けられている。この発熱抵抗体２５において、共通電極部２２の表面２２ａに当接する部分は該表面２２ａと電気的に接続されている。
２６ａは、第１のグレースガラス２４ａの表面に形成された第１の個別電極であり、その一端部は発熱抵抗体２５ａの一端部と電気的に接合されている。
この第１の個別電極２６ａの他端は、図示しない第１のＩＣコントローラの端部に接続されている。上記第１のＩＣコントローラは、図６に示す第１のＩＣコントローラ５Ａと略同等の機能を有する。
図４において２６ｂは、第２のグレーズガラス２４ｂの表面に形成された第２の個別電極であり、その一端部は発熱抵抗体２５ｂの一端部と電気的に接合されている。
この第２の個別電極２６ｂの他端部は、図６に示す第２のＩＣコントローラの端子に接続されている。上記第２のＩＣコントローラは、図６に示す第２のＩＣコントローラ５Ｂと略同等の機能を有する。
【００２４】
２７は、図３に示す共通電極部２２に沿って配置された共通電極であり、その裏面が図４に示す発熱抵抗体２５の表面に電気的に接合され、かつ設置されている。すなわち、図４に示す発熱抵抗体２５においては、第１の個別電極２６ａおよび共通電極２７と接合していない部分が実際に発熱抵抗体として作用し、以下、この部分を第１の発熱抵抗体２５ａと称する。
【００２５】
また、発熱抵抗体２５においては、第２の個別電極２６および共通電極２７と接合していない部分が実際に発熱抵抗体として作用し、以下、この部分を第２の発熱抵抗体２５ｂと称する。
すなわち、図３に示すサーマルヘッド２０は複数の第１の発熱抵抗体２５ａ，２５ａ，…，および複数の第２の発熱抵抗体２５ｂ，２５ｂ，…，を有している。図４に示す２８は、第１の個別電極２６ａ等の表面全体を覆う保護層である。
なお、図３においては、上記保護層２８の図示が省略してある。
また、上述した実施の形態によるサーマルヘッド２０の動作については、前述した従来のサーマルヘッドに比べ、プレヒート型とダブルライン型のとの差はあるが基本的にはほぼ同様であるためその説明を省略する。
【００２６】
次に、上述した実施の形態による絶縁金属製の基板２１の製造方法について、図１及び図２を参照して説明する。
図１（ａ）は、厚み１ｍｍでＣｒを１０〜３０％とＡＩを０．１〜６％含む鉄系合金の基板２１に対して無電解エッチングで破線の内側裏面をハーフエッチングし、肉厚を０．２ｍｍとした基板である。また、外周のエッチングしなかった厚肉補強部２１Ａには基板２１をヒートシンクに取り付けるための長穴３１が施されている。
また、図１（ｂ）に示すように、基板２１の表面には巾５０μｍ、高さ１００μｍの共通電極部２２となる線状突起がエッチングと砥石研削で形成され、前述した線状突起上に共通電極部２２の位置決めをするための穴３２が施されている。
ここで、上記位置決め用の穴３２はヒートシンクに形成された図示せぬピンに差し込まれることで、基板２１のヒートシンクに対する位置決めを行うものであるが、その後の基板２１のヒートシンクに対する取付・微調整が可能なように、ピンに対して若干の遊びを以てそれよりも大きめに形成されている。
【００２７】
次に、エッチング方法について述べる。厚み１ｍｍでＣｒを１０〜３０％とＡＩを０．１〜６％含む鉄系合金の基板２１を苛性ソーダでアルカリ脱脂，クロム酸水溶液で洗浄し、基板２１の表面を清浄にする。そして、フォトレジストをディッピングで均一塗布、乾燥した後フォトリソグラフィにより表の線状突起と裏面の額縁状の厚肉補強部２１Ａとなる部分をマスキングする。さらに、４０℃に保たれた酸化第二鉄水溶液を両面に均一に吹き付け、その時間管理を行うことにより所望のエッチング深さとする。額縁状の厚肉補強部２１Ａの取付用長穴３１および線状突起上に設けられた位置決め用穴３２も、それぞれ同様の手法にて無電解エッチングにて同時に形成する。
【００２８】
そして、上述したエッチング処理が終了した状態において、共通電極部２２の線幅が広い場合には、共通電極部２２の両サイドを砥石により研削する。
【００２９】
次に、鉄合金製の基板２１が９００℃で１０分間熱酸化処理し、これにより、鉄合金製の基板２１の表面に酸化被膜を形成する。
そして、上記熱処理が終了すると、図５に示す共通電極部２２より同図左側の、鉄合金製の基板２１の左表面に、結晶性ガラスペースト２４ｂ₁を２０μｍの厚さでスクリーン印刷する。
【００３０】
これと同様にして、共通電極部２２より同図右側の、鉄合金製の基板２１の右側表面には、結晶性ガラスペースト２４ｂ₂を２０μｍの厚さでスクリーン印刷する。ここで、上述した第１の結晶性ガラスペースト２４ｂ₁および第２の結晶性ガラスペースト２４ｂ₂は、溶剤と結晶性ガラスの粉末との混合物をいう。そして、上述した第１の結晶性ガラスペースト２４ｂ₁および第２の結晶性ガラスペースト２４ｂ₂のスクリーン印刷が終了すると、これらの各表面をレベリングにより平坦化する。
【００３１】
次に、レベリングにより平坦化した印刷基板を真空容器中にて１Ｐａ以下の真空度で１５分間放置することで、ペーストが含有している空気を印刷表面より放出させる。
【００３２】
次に、結晶性ガラスペースト２４ｂ₁および２４ｂ₂を炉内において比較的低温の１４０℃に加熱するというプリベーキング処理を行う。ここで、上記１４０℃は、結晶性ガラスペースト２４ｂ₁等に含まれる溶剤を突沸することなく、徐々に揮発させる温度である。
【００３３】
そして、上記プリベーキング処理を行うと、結晶性ガラスペースト２４ｂ₁および２４ｂ₂に含まれる溶剤が徐々に揮発する。そして、上述したプリベーキング処理が終了すると、鉄合金製の基板２１が炉外に取り出され、鉄合金製の基板２１（結晶ガラスペースト２４ｂ₁等が付着されているもの）は、上記１４０℃から室温に至るまで自然冷却する。
【００３４】
次いで、鉄合金製基板２１を９００℃で１０分間、焼成した後、室温になるまで自然冷却する。本焼成温度は、本結晶性ガラスの融点より数１０℃程度低く、図５の基板断面に示されるような凹凸のある構造になる。
これにより、結晶性ガラスペースト２４ｂ₁および２４ｂ₂が表面に凹凸を有する結晶性ガラス層となる。
【００３５】
次に、スクリーン印刷により、図５に示す共通電極部２２の両側部および共通電極部２２の両部の結晶性ガラス層の各表面にグレーズガラスペースト２４ｃ₁，２４ｃ₂の表面を整える。
ここで、必要に応じて、図５に示す共通電極部２２を含む表面を研磨する。これにより、余分なグレースガラスおよび共通電極部２２の表面酸化膜が除去される。
【００３６】
本絶縁金属製の基板２１を用い、図３に示すように、発熱抵抗体２５および電気配線パターン２６ａ、２６ｂ、２７を成形した後、図１に示すように基板２１の短手方向に延びる組立線Ｌ，Ｌに沿って両サイドの厚肉補強部２１Ａ、２１Ａを切断することで、本絶縁金属製の基板２１に主に基板２１の短手方向への可撓性を持たせることが可能となる。
なお、図２（ａ）は、中央部に共通電極部２２となる線状突起を有しない基板２１の例を表したものであり、図２（ｂ）は中央部に共通電極部２２となる線状突起を有し、しかもこの線状突起が形成されている部分の基板本体の厚みＮを前記厚肉補強部２１ａの厚みＭと同じ値に設定された基板２１の例を表したものであり、さらに、図２（ｃ）は基板２１の長手方向に延びる肉厚補強部２１Ａに取付用長穴３１を形成した例を表したものである。
【００３７】
ここで、図２（ｂ），（ｃ）に示す基板２１では、中央部の線状突起が形成されている部分の基板本体の厚みＮを前記厚肉補強部２１ａの厚みＭと同じ値に設定されているので、当該基板２１を図６に示すヒートシンク１に固定するとき、共通電極部２２となる線状突起部分の下部もヒートシンクと接触する。このため、温度が比較的高くなりがちな共通電極部２２の熱の拡散を促進でき、もって、熱応答性が向上し、印刷スピードのさらなる高速化が実現できることとなる。
【００３８】
この後、ＩＣコントローラ搭載およびワイヤーボンド接続、電力および信号用フレキの基板への熱圧着をする。そして、図６で示すような曲面部１ａを有する、位置決めピンを設けたアルミニウム製ヒートシンク１に対して基板２１の位置決め穴３２で位置あわせし、額縁状の厚肉補強部２１ａに設けた長穴３１でヒートシンクの曲面に合わせて、固定・微調整する。
このとき、基板２１を直接ヒートシンクにねじ固定するのではなく、ヒートシンクに設けた位置決めピンを利用し、基板２１の線状突起上に設けた位置決め穴３２に差し込んで位置あわせするので、基板２１のヒートシンクへの取付が容易かつ高精度におこなえる。
【００３９】
また、サーマルヘッドと紙の接触圧が不均一の場合、印刷時の色むらの原因となるため、基板２１をヒートシンクに取り付ける場合は接触圧が均一になるような微妙な調整が必要になるが、この実施の形態では、取付用穴３１を微調整可能な基板の短手方向に延びる長穴状に形成しているので、基板の取付の微調整がきわめて容易に行える。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、共通電極部２２を有する絶縁金属製の基板２１において、サーマルヘッドを製作する上で、問題となる基板２１の反りを解消し、プレヒート機能を有し、かつ曲面部を有するヒートシンクに取り付け可能なサーマルヘッドが実現でき、従来よりも高速のプリントが可能となる。
【００４１】
また、前記基板２１の外周部の厚肉補強部２１Ａの厚みＭは０．４ｍｍ〜２ｍｍの範囲に設定され、かつ、前記基板の薄肉部２１Ｂの厚みＯが５０μｍ〜４００μｍの範囲に設定されている。
これは、厚肉補強部２１Ａの厚みＭが０．４ｍｍ以下では強度的に補強の効果が低く焼成後の平坦度が得られず、また、２ｍｍ以上ではエッチングに時間を要し、かつ厚みの均一性、エッチングロット間の肉厚バラツキが増大するためである。一方、薄肉部２１Ｂの厚みＯが５０μｍ以下では、ガラスペーストのスクリーン印刷時に薄肉部２１Ｂのみペースト溜まりが発生し、グレースガラス厚みが不均一となりヒートシンク取り付けに均一な曲線が得られず、また、４００μｍ以上では、ヒートシンク取り付け曲げ時にガラス表面に発生する引っ張り応力がガラスグレーズの耐力を上回るため、亀裂が発生してしまうからである。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば以下の優れた効果を有する。
請求項１にかかる発明によれば、基板外周を肉厚に補強することで、工程中の基板平坦度を維持するとともに、曲面ヒートシンクに取り付ける段階で両サイド厚肉補強部を切断することで、曲げを可能にすることができる。
【００４３】
請求項２にかかる発明によれば、無電解エッチングによって、薄肉部を形成しており、エッチングは加工歪みがほとんどないため、焼成後でも平坦度が維持でき、さらに、電解エッチングでは角部に電界集中によるオーバーエッチが発生し、厚みの不均一が発生しやすく、焼成後変形の原因となるが、無電解エッチングであるとそのような不具合がなく均一に加工できる。ちなみに、機械加工では、加工歪みが大きくかつ不均一になりやすいためガラスグレーズ焼成後の基板の変形が不均一でかつ大きなものとなり、外周の厚肉補強部の補強だけでは成膜前の基板平坦度が維持できない。
【００４４】
請求項３にかかる発明によれば、前記基板の前記片面に共通電極部となる線状突起を形成しており、これにより、先に特願平８−３１３９６６号で出願した、プレヒートサーマルヘッド及びダブルラインサーマルヘッドの両機能を有するサーマルヘッドへの適用が可能となる。
【００４５】
請求項４にかかる発明によれば、基板の前記共通電極部となる線状突起が形成されている部分の基板本体の厚みを、前記厚肉補強部の厚みと同じ値に設定したから、共通電極部となる線状突起部の下部がヒートシンクと接触させることができ、もって、共通電極部の熱の拡散を良くすることで、熱応答性が向上し、印刷スピードのさらなる高速化が実現できる。
また、共通電極部に位置決め用の穴を形成しているから、ヒートシンクに設けた位置決めピン等と協働して基板のヒートシンクへの取付が容易かつ高精度に行える。
【００４６】
請求項５にかかる発明によれば、基板の長辺の厚肉補強部にヒートシンクへの取付用の穴を形成し、該穴を微調整可能な長穴状に形成しているから、基板をヒートシンクに取り付ける場合に、接触圧が均一になるような微妙な調整が容易に行えることとなり、サーマルヘッドと紙の接触圧が不均一の場合に生じがちな印刷時の色むらを回避できる。
【００４７】
請求項６にかかる発明によれば、基板の外周部の厚肉補強部の厚みを０．４ｍｍ〜２ｍｍの範囲に設定し、かつ、前記基板の薄肉部の厚みを５０μｍ〜４００μｍの範囲に設定しているから、適宜な強度的を有し、比較的短時間でかつ厚みの均一なエッチングが行え、ガラスペーストのスクリーン印刷時に薄肉部のみペースト溜まりが発生するのを防止でき、ガラスグレーズに亀裂が発生するのを防止できる。
【００４８】
請求項７にかかる発明によれば、請求項１にかかる発明と同様な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で用いられる基板の斜視図である。
【図２】同基板の各種の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示すサーマルヘッドの一部の拡大斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるサーマルヘッドの製造方法を説明する断面図である。
【図６】従来のサーマルヘッドの構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ヒートシンク
１ａ曲面部
２１基板
２１Ａ厚肉補強部
２１Ｂ薄肉部
３１取付用の穴（長穴）
３２位置決め用の穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal head suitable for use in a thermal printer.
[0002]
[Prior art]
The present applicant has developed a bending type thermal head that is fixed to a heat sink with a curved surface by using a substrate made of stainless steel as a base and coated with an insulating glass coat, and has previously filed an application in Japanese Patent Application No. 9-92567. .
Briefly describing this technique, reference numeral 1 in FIG. 6 denotes a heat sink for heat dissipation. A stainless steel plate-like substrate 2 of a thermal head is fixed to the curved surface portion 1a of the heat sink 1 by appropriate fixing means such as screws. A positioning hole 2 a is formed in the substrate 2, and the hole 2 a is engaged with a positioning pin formed in the heat sink 1 or overlapped with a positioning hole (not shown) formed in the heat sink 1. As a result, the substrate 2 is accurately aligned with the heat sink 1 and fixed in this state.
[0003]
On the substrate 2, the gradation heating resistors 3 and the preheating heating resistors 4 are formed in a long shape at regular intervals. The gradation heating resistors 3 and the preheating heating resistors 4 are provided corresponding to one dot at the time of printing, and control pulse voltages supplied from the IC controllers 5A and 5B, respectively. Joule heat is generated according to the pulse width, and color thermal paper (not shown) is printed by the generated heat.
A platen roller is provided on the substrate 2 fixed to the heat sink 1 so as to face the platen roller, and the platen roller presses the color printing paper interposed between the platen roller and the substrate toward the substrate 2 side. It has become.
[0004]
The combination of the thermal head composed of the substrate 2 fixed to the heat sink 1 and the platen roller includes three sets of color printing paper, yellow printing layer, magenta printing layer, and cyan printing layer (not shown). Each of them is arranged along a path, and a fixing lamp is arranged at the subsequent stage of these thermal heads.
[0005]
When color printing is performed by the above thermal head, a switch (not shown) is turned on. Then, a feed roller (not shown) is driven to transport the color printing paper in a predetermined direction.
When the leading end of the color printing paper is positioned, for example, immediately below the yellow thermal head, the color printing paper is pressed against the yellow thermal head via the platen roller.
[0006]
When print data is input to the IC controllers 5A and 5B associated with the yellow thermal head, the IC controllers 5A and 5B pull a pulse voltage having a constant pulse width to the plurality of heating resistors 4 and 3. Add. Thereby, Joule heat is generated in the plurality of heating resistors 4 and 3, and as a result, the energy of one line portion of the color printing paper increases.
When the energy of one line portion in the color thermal paper becomes equal to or higher than the yellow heat generation start energy, a yellow color is generated in the yellow recording layer of the color thermal paper.
Here, since the heating resistor 4 for preheating is provided, the printing time can be shortened as compared with a normal printer device not provided with the heating resistor 4.
[0007]
The above-described yellow color printing proceeds, and color thermal paper is conveyed line by line. When the above-mentioned yellow color printing proceeds and the edge of the color thermal paper comes directly under the yellow color fixing lamp, the light emitted from the yellow color fixing lamp hits the yellow part of the color thermal paper, and the yellow color To fix.
Hereinafter, the above operation is repeated for the magenta thermal head and the cyan thermal head, and eventually, three colors are printed on the color thermal paper.
[0008]
In printing with the thermal head having the above configuration, the substrate 2 is bent and fixed to the curved surface portion 1a of the heat sink 1. In other words, the thermal head side is curved instead of the color thermal paper side. The paper transport path can be arranged in a straight line without twisting, so that it is possible to avoid an increase in the size of the printer device having the thermal head, and the alignment of the color thermal paper in each thermal head is highly accurate. The advantage is that it can be performed and high-speed printing can be realized.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, it has been found that the thermal head fixed to the curved surface portion 1a of the heat sink 1 having the curved surface portion described above has the following drawbacks.
That is, the metal substrate is basically flat in the stage before the heat sink is attached to the curved surface portion 1a of the heat sink 1 because of the film forming process such as a grace glass layer or an electrode film on one surface. Is attached to the curved surface portion 1a and fixed in this state. At this time, it is inevitable that a tensile stress is generated on the surface of the substrate 2, but if this tensile stress is large, a crack occurs in the insulating glass coat layer on the surface side of the substrate 2, and further, the surface of the insulating glass coat layer. There arises a problem that the heating resistor film and the electrode film formed in the above are broken.
[0010]
In order to reduce the tensile stress generated on the surface of the substrate 2, it is most effective to reduce the thickness of the substrate 2. However, if the thickness of the substrate 2 is made too thin, when the insulating glass coat layer is printed and baked, the entire substrate 2 is greatly curled due to the difference in thermal expansion, which hinders the subsequent film formation process and photolithography processing process. Another problem arises.
That is, the thermal expansion coefficient of the insulating glass coating layer coated on the surface of the substrate 2 is 5 to 7 × 10 ⁻⁶ / K, whereas the metallic substrate (Fe—Cr, Fe—Cr—Al alloy) Since the thermal expansion coefficient is as large as 11 to 12 × 10 ⁻⁶ / K, curling occurs in the substrate 2 after firing. The curling amount at this time becomes larger as the substrate 2 is thinner. However, if the curling amount is too large, the film forming process and the photolithography process will be hindered later.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is not to bend up to the film forming process and the photolithography process, but to bend easily during head assembly and reduce the tensile stress generated on the substrate surface. It is an object of the present invention to provide a thermal head and a method for fixing a substrate to a heat sink in the thermal head .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the thermal head according to claim 1 is formed by applying an insulating glass coat on one surface of a substrate having a thick reinforcing portion on the outer periphery of the rectangular substrate and baking it. A thermal head comprising: a substrate with a film formed; and a heat sink having a bulge-shaped curved surface for attaching the substrate with a film formed; The thickened reinforcement portion is removed, and the thickened reinforcement portion remaining along the long side is parallel to the axis of the bulging curved surface of the heat sink, so that the film-formed substrate is on the bulging curved surface of the heat sink. It is characterized by being deformed and fixed along .
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the thermal head according to the first aspect, wherein the thin portion of the central portion of the substrate is formed by electroless etching.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the thermal head according to the first or second aspect, wherein a linear protrusion serving as a common electrode portion is formed on the one surface of the substrate.
[0015]
The thermal head according to claim 4 is the thermal head according to claim 3, wherein the thickness of the substrate main body in the portion where the linear projections serving as the common electrode portion of the substrate are formed is the thickness of the thick reinforcing portion. And two or more positioning holes are formed in the common electrode portion.
[0016]
The thermal head according to claim 5 is the thermal head according to any one of claims 1 to 4, wherein a hole for mounting a heat sink is formed in a thick reinforcing portion on a long side of the substrate, and the hole is formed into a long hole. It is characterized in that it can be finely adjusted by forming it into a shape.
[0017]
The thermal head according to claim 6 is the thermal head according to any one of claims 1 to 5, wherein the thickness of the thick reinforcing portion of the outer peripheral portion of the substrate is set in a range of 0.4 mm to 2 mm, and The thickness of the thin portion of the substrate is set in a range of 50 μm to 400 μm.
[0018]
The method for fixing a substrate to a heat sink in a thermal head according to claim 7 is a method of applying an insulating glass coat on one side of the substrate with a thick reinforcing portion on the outer periphery of the rectangular substrate and forming the film by baking. A film forming step, a thick side reinforcing portion removing step that removes the thick reinforcing portions along the short sides of both sides from the film-formed substrate having the insulating glass coat on one side, and the short side The thickened reinforcing portion remaining along the long side of the film-formed substrate has a bulging curve that forms a bowl-like shape for attaching the heat sink to the substrate with the film-formed substrate, from which the thick-walled reinforcing portion is removed. And a substrate fixing step of deforming and fixing along the bulging curved surface so as to be parallel to the central axis of the surface .
[0019]
According to the present invention, the outer periphery of the substrate is used as a frame-shaped thick reinforcing portion, and a thin-walled portion that is easy to bend is formed in the inside. Even if insulating glass is printed and baked on this substrate, deformation is suppressed by the frame-shaped thick reinforcing portion, and the curl due to the difference in thermal expansion does not become an amount of deformation that hinders later processing.
Then, it is possible to reduce deposition, by pliable at the heat sink attached by cutting and removing only the frame-shaped sides after the photolithography process, the tensile stress generated when the bending.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 3 is a partially cut perspective view showing an external configuration of a double heat line thermal head using an insulating metal substrate manufactured according to the embodiment of the present invention.
Here, it is drawn in a flat shape, but actually, as shown in FIG. 6 of the conventional example, it is bent along the curved surface portion 1a of the heat sink 1 and fixed with screws.
[0021]
In the thermal head 20 shown in FIG. 3, 21 is a substrate made of an iron alloy having a predetermined thickness, for example, containing 10 to 30% of Cr and 0.1 to 6% of Al. A long common electrode portion 22 is formed to protrude on the surface of the substrate 21. The height of the common electrode portion 22 is, for example, about 100 μm.
The left and right thick reinforcing portions 21A and 21A are formed at the rear end portion of the iron alloy substrate 21, and the thick reinforcing portions 21A and 21A will be described in detail later. In the case of FIG. 3, the thick reinforcing portions 21 </ b> A and 21 </ b> A are left in the ridge line portion direction along the axial direction of the curved surface portion 1 a of the heat sink 1.
[0022]
Reference numeral 24a denotes a first glaze glass formed on the left surface of the iron alloy substrate 21 on the left side of the common electrode portion 22 shown in FIG. 4, and the portion in the vicinity of the common electrode portion 22 is raised. and, there is a raised portion 24a _1.
Reference numeral 24b denotes a second glaze glass formed on the right surface of the iron alloy substrate 21 on the right side of the common electrode portion 22 shown in FIG. 4, and the portion in the vicinity of the common electrode portion 22 is raised. and, there is a raised portion 24a _2.
A heating resistor 25 is formed on each surface extending from the first glaze glass 24 a to the second glaze glass 24 b through the common electrode portion 22.
[0023]
The heating resistors 25 are provided corresponding to one dot, and actually, a plurality of heating resistors 25 are provided at regular intervals. In the heating resistor 25, the portion that contacts the surface 22 a of the common electrode portion 22 is electrically connected to the surface 22 a.
26a is a first individual electrode formed on the surface of the first grace glass 24a, and one end thereof is electrically joined to one end of the heating resistor 25a.
The other end of the first individual electrode 26a is connected to the end of a first IC controller (not shown). The first IC controller has substantially the same function as the first IC controller 5A shown in FIG.
In FIG. 4, 26b is the 2nd separate electrode formed in the surface of the 2nd glaze glass 24b, The one end part is electrically joined with the one end part of the heating resistor 25b.
The other end of the second individual electrode 26b is connected to a terminal of the second IC controller shown in FIG. The second IC controller has substantially the same function as the second IC controller 5B shown in FIG.
[0024]
Reference numeral 27 denotes a common electrode arranged along the common electrode portion 22 shown in FIG. 3, and the back surface thereof is electrically joined and installed on the surface of the heating resistor 25 shown in FIG. That is, in the heating resistor 25 shown in FIG. 4, the portion not joined to the first individual electrode 26a and the common electrode 27 actually acts as a heating resistor, and hereinafter this portion is referred to as the first heating resistor. This is referred to as 25a.
[0025]
Further, in the heating resistor 25, a portion not joined to the second individual electrode 26 and the common electrode 27 actually acts as a heating resistor, and hereinafter this portion is referred to as a second heating resistor 25b.
That is, the thermal head 20 shown in FIG. 3 has a plurality of first heating resistors 25a, 25a,... And a plurality of second heating resistors 25b, 25b,. Reference numeral 28 shown in FIG. 4 denotes a protective layer covering the entire surface of the first individual electrode 26a and the like.
In FIG. 3, the protective layer 28 is not shown.
The operation of the thermal head 20 according to the above-described embodiment is basically the same as the above-described conventional thermal head, although there is a difference between the preheat type and the double line type. Omitted.
[0026]
Next, a method for manufacturing the insulating metal substrate 21 according to the above-described embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 (a) shows that the inner back surface of the broken line is half-etched by electroless etching on an iron-based alloy substrate 21 containing 1 to 30% of Cr and 10 to 30% of Cr and 0.1 to 6% of AI. Is a substrate having a thickness of 0.2 mm. Further, the thick reinforcing portion 21A that is not etched on the outer periphery is provided with a long hole 31 for attaching the substrate 21 to the heat sink.
Further, as shown in FIG. 1B, linear protrusions that form a common electrode portion 22 having a width of 50 μm and a height of 100 μm are formed on the surface of the substrate 21 by etching and grinding with a grinding stone. A hole 32 for positioning the common electrode portion 22 is provided.
Here, the positioning hole 32 is inserted into a pin (not shown) formed in the heat sink, thereby positioning the substrate 21 with respect to the heat sink. As possible, it is made larger than that with some play on the pin.
[0027]
Next, an etching method will be described. An iron-based alloy substrate 21 having a thickness of 1 mm and containing 10 to 30% of Cr and 0.1 to 6% of AI is alkali degreased with caustic soda and washed with an aqueous chromic acid solution to clean the surface of the substrate 21. Then, after the photoresist is uniformly applied by dipping and dried, the front surface linear protrusions and the portion that becomes the frame-shaped thick reinforcing portion 21A on the back surface are masked by photolithography. Further, a ferric oxide aqueous solution kept at 40 ° C. is uniformly sprayed on both surfaces, and the time is controlled to obtain a desired etching depth. The elongated slot 31 for attachment of the frame-shaped thick reinforcing portion 21A and the positioning hole 32 provided on the linear projection are simultaneously formed by electroless etching in the same manner.
[0028]
Then, when the line width of the common electrode portion 22 is wide in the state where the above-described etching process is completed, both sides of the common electrode portion 22 are ground with a grindstone.
[0029]
Next, the iron alloy substrate 21 is thermally oxidized at 900 ° C. for 10 minutes, thereby forming an oxide film on the surface of the iron alloy substrate 21.
When the heat treatment is completed, the crystalline glass paste 24b ₁ is screen-printed with a thickness of 20 μm on the left surface of the iron alloy substrate 21 on the left side of the common electrode portion 22 shown in FIG.
[0030]
In the same manner, the crystalline glass paste 24b ₂ is screen-printed with a thickness of 20 μm on the right side surface of the iron alloy substrate 21 on the right side of the common electrode portion 22 in the figure. Here, the first crystalline glass paste 24b ₁ and the second crystalline glass paste 24b ₂ described above refer to a mixture of a solvent and crystalline glass powder. Then, when the screen printing of the first crystalline glass paste 24b ₁ and the second crystalline glass paste 24b ₂ described above is completed, these surfaces are flattened by leveling.
[0031]
Next, the printing substrate flattened by leveling is left in a vacuum vessel at a degree of vacuum of 1 Pa or less for 15 minutes to release air contained in the paste from the printing surface.
[0032]
Next, a prebaking process is performed in which the crystalline glass pastes 24b ₁ and 24b ₂ are heated to a relatively low temperature of 140 ° C. in a furnace. Here, the 140 ° C. is a temperature at which the solvent contained in the crystalline glass paste 24b _{1 and the} like is gradually volatilized without causing sudden boiling.
[0033]
When performing the pre-baking process, the solvent contained in the crystalline glass paste 24b ₁ and 24b ₂ is gradually volatilized. When the pre-baking process described above is completed, the iron alloy substrate 21 is taken out of the furnace, and the iron alloy substrate 21 (to which the crystal glass paste 24b ₁ or the like is attached) Cool naturally until it reaches room temperature.
[0034]
Next, the iron alloy substrate 21 is fired at 900 ° C. for 10 minutes, and then naturally cooled to room temperature. The main baking temperature is lower by about several tens of degrees C. than the melting point of the present crystalline glass, and has an uneven structure as shown in the substrate cross section of FIG.
Thereby, the crystalline glass pastes 24b ₁ and 24b ₂ become crystalline glass layers having irregularities on the surface.
[0035]
Next, the surfaces of the glaze glass pastes 24c ₁ and 24c ₂ are arranged on both surfaces of the both sides of the common electrode part 22 and the both sides of the common electrode part 22 shown in FIG. 5 by screen printing.
Here, the surface including the common electrode portion 22 shown in FIG. 5 is polished as necessary. Thereby, the excess grace glass and the surface oxide film of the common electrode portion 22 are removed.
[0036]
As shown in FIG. 3, the insulating resistor 25 and the electric wiring patterns 26a, 26b, and 27 are formed using the insulating metal substrate 21, and the assembly extends in the short direction of the substrate 21 as shown in FIG. By cutting the thick reinforcing portions 21A and 21A on both sides along the lines L and L, it is possible to give the substrate 21 made of this insulated metal mainly flexibility in the lateral direction of the substrate 21. It becomes.
2A shows an example of the substrate 21 that does not have a linear protrusion that becomes the common electrode portion 22 in the central portion, and FIG. 2B shows the common electrode portion 22 in the central portion. This represents an example of the substrate 21 having linear protrusions, and the thickness N of the substrate body where the linear protrusions are formed is set to the same value as the thickness M of the thick reinforcing portion 21a. Furthermore, FIG. 2C shows an example in which a long hole 31 for attachment is formed in the thick reinforcing portion 21A extending in the longitudinal direction of the substrate 21. FIG.
[0037]
Here, in the substrate 21 shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), the thickness N of the substrate body in the portion where the central linear protrusion is formed is set to the same value as the thickness M of the thick reinforcing portion 21a. Therefore, when the substrate 21 is fixed to the heat sink 1 shown in FIG. 6, the lower part of the linear protrusion portion that becomes the common electrode portion 22 is also in contact with the heat sink. For this reason, it is possible to promote the diffusion of heat in the common electrode portion 22, which tends to have a relatively high temperature, thereby improving the thermal responsiveness and further increasing the printing speed.
[0038]
After this, IC controller mounting, wire bond connection, and power and signal flex are thermocompression bonded to the substrate. And it aligns with the positioning hole 32 of the board | substrate 21 with respect to the aluminum heat sink 1 which provided the positioning pin which has the curved surface part 1a as shown in FIG. 6, and the long hole provided in the frame-shaped thick reinforcement part 21a 31. Fix and fine-tune according to the curved surface of the heat sink.
At this time, the substrate 21 is not directly screwed to the heat sink, but is positioned and inserted into the positioning holes 32 provided on the linear protrusions of the substrate 21 using the positioning pins provided on the heat sink. It can be easily and accurately attached to the heat sink.
[0039]
In addition, if the contact pressure between the thermal head and the paper is not uniform, it may cause color unevenness during printing. Therefore, when the substrate 21 is attached to the heat sink, fine adjustment is required so that the contact pressure becomes uniform. In this embodiment, since the mounting hole 31 is formed in the shape of a long hole extending in the short direction of the substrate that can be finely adjusted, fine adjustment of mounting of the substrate can be performed very easily.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, in manufacturing the thermal head in the insulating metal substrate 21 having the common electrode portion 22, the warp of the substrate 21 which is a problem is eliminated, and the preheating function is achieved. A thermal head that can be attached to a heat sink having a curved surface portion can be realized, and printing at a higher speed than before can be realized.
[0041]
Further, the thickness M of the thick reinforcing portion 21A on the outer peripheral portion of the substrate 21 is set in a range of 0.4 mm to 2 mm, and the thickness O of the thin portion 21B of the substrate is set in a range of 50 μm to 400 μm. Yes.
This is because if the thickness M of the thick reinforcing portion 21A is 0.4 mm or less, the effect of reinforcement is low and flatness after firing cannot be obtained, and if it is 2 mm or more, etching takes time and This is because uniformity and thickness variation between etching lots increase. On the other hand, when the thickness O of the thin wall portion 21B is 50 μm or less, paste accumulation occurs only in the thin wall portion 21B during screen printing of the glass paste, the thickness of the grace glass becomes uneven, and a uniform curve for heat sink attachment cannot be obtained. This is because the tensile stress generated on the glass surface during bending of the heat sink exceeds the proof strength of the glass glaze, so that a crack occurs.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention has the following excellent effects.
According to the invention of claim 1, by reinforcing the outer periphery of the substrate to a thickness, while maintaining the substrate flatness during the process, by cutting the both side thick reinforcing portions at the stage of attaching to the curved heat sink, Bending can be possible.
[0043]
According to the second aspect of the present invention, the thin portion is formed by electroless etching, and the etching has almost no processing distortion. Therefore, the flatness can be maintained even after firing. Over-etching due to concentration occurs and thickness non-uniformity is likely to occur, causing deformation after firing, but electroless etching can be processed uniformly without such problems. By the way, in machining, the deformation of the substrate after glass glaze firing becomes non-uniform and large because the processing distortion is large and non-uniform, and flattening the substrate before film formation only by reinforcing the thick reinforcing part on the outer periphery The degree cannot be maintained.
[0044]
According to the invention of claim 3, the linear projections that serve as the common electrode portion are formed on the one surface of the substrate, whereby the preheat thermal head and the pre-heat thermal head filed earlier in Japanese Patent Application No. 8-313966 Application to a thermal head having both functions of a double line thermal head is possible.
[0045]
According to the invention according to claim 4, since the thickness of the substrate main body in the portion where the linear protrusions serving as the common electrode portion of the substrate are formed is set to the same value as the thickness of the thick reinforcing portion, The lower part of the linear protrusion that becomes the electrode part can be brought into contact with the heat sink. Therefore, by improving the heat diffusion of the common electrode part, the thermal response is improved and the printing speed can be further increased. .
In addition, since the positioning hole is formed in the common electrode portion, it is possible to easily and accurately attach the substrate to the heat sink in cooperation with a positioning pin provided on the heat sink.
[0046]
According to the invention of claim 5, since the hole for attachment to the heat sink is formed in the thick reinforcing portion on the long side of the substrate, and the hole is formed in the shape of a long hole that can be finely adjusted, When attaching to a heat sink, fine adjustment that makes the contact pressure uniform can be easily performed, and uneven color during printing, which tends to occur when the contact pressure between the thermal head and the paper is non-uniform, can be avoided.
[0047]
According to the invention of claim 6, the thickness of the thick reinforcing portion of the outer peripheral portion of the substrate is set in the range of 0.4 mm to 2 mm, and the thickness of the thin portion of the substrate is set in the range of 50 μm to 400 μm. Therefore, it has an appropriate strength, can perform etching with a uniform thickness in a relatively short time, can prevent the accumulation of paste only in the thin-wall portion during screen printing of glass paste, and cracks in the glass glaze Can be prevented.
[0048]
According to the invention concerning Claim 7, there exists an effect similar to the invention concerning Claim 1.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a substrate used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is various cross-sectional views of the substrate.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a part of a thermal head showing an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a thermal head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of a conventional thermal head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat sink 1a Curved surface part 21 Substrate 21A Thick reinforcement part 21B Thin part 31 Mounting hole (long hole)
32 Hole for positioning

Claims

長方形状の基板の外周部に厚肉補強部を有した状態で、該基板の片面に絶縁ガラスコートを塗布、焼成により成膜されてなる成膜付基板と、
前記成膜付基板を取り付けるための、樋状をなす膨出湾曲面を有するヒートシンクと、
を備えるサーマルヘッドにおいて、
前記成膜付基板から短辺に沿って存する厚肉補強部が除去され、長辺に沿って残存する厚肉補強部が前記ヒートシンクの膨出湾曲面の軸線に平行になるように、前記成膜付基板が前記ヒートシンクの膨出湾曲面に沿って変形して固定されて成ることを特徴とするサーマルヘッド。 A substrate with a film formed by applying an insulating glass coat to one side of the substrate with a thick reinforcing portion on the outer periphery of the rectangular substrate, and forming a film by baking;
A heat sink having a ridge-like bulging curved surface for attaching the film-formed substrate,
In a thermal head comprising:
The thick reinforcing part existing along the short side is removed from the substrate with film formation, and the thick reinforcing part remaining along the long side is parallel to the axis of the bulging curved surface of the heat sink. A thermal head, wherein the film-coated substrate is deformed and fixed along the bulging curved surface of the heat sink .

前記基板の中央部分の薄肉部は、無電解エッチングで形成されて成ることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッド。 2. The thermal head according to claim 1, wherein the thin portion at the center of the substrate is formed by electroless etching.

前記基板の前記片面に、共通電極部となる線状突起が形成されて成ることを特徴とする請求項１または２記載のサーマルヘッド。 The thermal head according to claim 1, wherein a linear protrusion serving as a common electrode portion is formed on the one surface of the substrate.

前記基板の前記共通電極部となる線状突起が形成されている部分の基板本体の厚みは前記厚肉補強部の厚みと同じ値に設定され、かつ前記共通電極部に位置決め用の穴が２個以上形成されていることを特徴とする請求項３記載のサーマルヘッド。 The thickness of the substrate main body at the portion where the linear projections serving as the common electrode portion of the substrate are formed is set to the same value as the thickness of the thick reinforcing portion, and there are two positioning holes in the common electrode portion. 4. The thermal head according to claim 3, wherein at least one is formed.

前記基板の長辺の厚肉補強部にヒートシンクの取付用の穴が形成され、該穴が長穴状に形成されて位置決めが微調整可能なことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のサーマルヘッド。5. A heat sink mounting hole is formed in a thick reinforcing portion on a long side of the substrate, and the hole is formed in a long hole shape so that positioning can be finely adjusted. The thermal head described in 1.

前記基板の外周部の厚肉補強部の厚みが０．４ｍｍ〜２ｍｍの範囲に設定され、かつ、前記基板の薄肉部の厚みが５０μｍ〜４００μｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のサーマルヘッド。 The thickness of the thick reinforcing portion of the outer peripheral portion of the substrate is set in a range of 0.4 mm to 2 mm, and the thickness of the thin portion of the substrate is set in a range of 50 μm to 400 μm. Item 6. The thermal head according to any one of Items 1 to 5.

長方形状の基板の外周部に厚肉補強部を有した状態で、該基板の片面に絶縁ガラスコートを塗布、焼成により成膜する成膜工程と、
片面に前記絶縁ガラスコートを有する成膜付基板から両サイドの短辺に沿って存する厚肉補強部をそれぞれ除去する両サイド厚肉補強部除去工程と、
前記短辺に沿って存する厚肉補強部が除去された前記成膜付基板を、該成膜付基板の長辺に沿って残存する厚肉補強部が、ヒートシンクの基板取付用の樋状をなす膨出湾曲面の中心軸線に平行になるように、該膨出湾曲面に沿って変形させて固定する基板固定工程と、
を備えることを特徴とするサーマルヘッドにおける基板のヒートシンクへの固定方法。 A film forming step of forming a film by applying an insulating glass coat on one side of the substrate with a thick reinforcing portion on the outer periphery of the rectangular substrate, and baking it;
Both side thick reinforcing part removing step of removing the thick reinforcing parts existing along the short sides of both sides from the film-formed substrate having the insulating glass coat on one side,
The film-coated substrate from which the thick reinforcing portion existing along the short side is removed, and the thick-walled reinforcing portion remaining along the long side of the film forming substrate has a bowl-like shape for mounting the heat sink on the substrate. A substrate fixing step of deforming and fixing along the bulging curved surface so as to be parallel to the central axis of the bulging curved surface formed;
A method for fixing a substrate to a heat sink in a thermal head .