JP2000127471A - 厚膜型サーマルプリントヘッド、およびその製造方法 - Google Patents
厚膜型サーマルプリントヘッド、およびその製造方法Info
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Abstract
オーバーコートガラス層の表面状態を改善することによ
り、高硬度保護ガラス層が剥離するという不具合を回避
し、信頼性に優れた厚膜型サーマルプリントヘッドを提
供する。 【解決手段】基板2上に形成された共通電極3および個
別電極4上に発熱抵抗体5を厚膜形成するとともに、少
なくとも上記発熱抵抗体5の上面部に、オーバーコート
ガラス層7を介在させて高硬度保護ガラス層8を形成し
てなる厚膜型サーマルプリントヘッド1であって、上記
発熱抵抗体5の表面あらさは、中心線平均あらさRaが
0.3μm以下とされている。また、上記発熱抵抗体5
の厚膜形成に際して使用される抵抗体ペーストは、その
構成物質であるガラスフリットの平均粒径が2μm以下
とされている。
Description
プリントヘッドおよびその製造方法に係り、特に、発熱
抵抗体の上面部にオーバーコートガラス層を介在させて
高硬度保護ガラス層を形成するようにした厚膜型サーマ
ルプリントヘッドおよびその製造方法に関する。
の製造過程おいては、基板上に共通電極や個別電極等の
導体パターンを形成した後、共通電極および個別電極の
上面部にわたって発熱抵抗体が厚膜形成される。この後
においては、上記導体パターンの所定箇所などを除外し
て、上記基板の上面部にオーバーコートガラス層が形成
される。
ク等でなる基板51の上面部に対して、まず蓄熱グレー
ズ層52が形成された後に、共通電極や個別電極などの
導体パターン53が、レジネート金を用いた印刷・焼成
ないしフォトリソ法によるエッチングにより形成され
る。そして、その処理終了後の基板51の上面部に対し
て、抵抗体ペーストを印刷・焼成することにより、所定
厚みの発熱抵抗体54が形成される。さらにこの後、そ
の処理終了後の基板51の上面部に対して、ガラスペー
ストを印刷・焼成することにより、上記発熱抵抗体54
および導体パターン53の上面部を覆うようにしてオー
バーコートガラス層55が形成される。
その設置環境が悪くしかも使用される紙の質も悪いた
め、この種のプリンターに装備される厚膜型サーマルプ
リントヘッドについては、上記のようにオーバーコート
ガラス層55を形成するのみでは、特に発熱抵抗体54
の上面部分における耐摩耗性や耐スクラッチ性などの耐
久性に問題が生じる。そこで、同図に示すように、上記
発熱抵抗体54を覆っているオーバーコートガラス層5
5の上面部には、さらに高硬度保護ガラス層56が形成
される。この高硬度保護ガラス層56の形成は、高硬度
特性を持たせる等のため、スパッタリングによる膜形成
手法が採用される。
形成に際して使用される抵抗体ペーストは、酸化ルテニ
ウムとガラスフリットとを溶剤に混入したものであっ
て、この抵抗体ペースト中のガラスフリットの平均粒径
は約5μmである。
は、その材質として例えば樹脂成分が約26.5%およ
びガラス成分が約73.5%とされた非晶質の鉛ガラス
が使用される。そして、このガラス層55の形成に際し
て使用されるガラスペーストは、ガラスフリットを溶剤
に混入したものであって、このガラスペースト中のガラ
スフリットの最大粒径は約10μmである。
ようにオーバーコートガラス層55の上面部を高硬度保
護ガラス層56でさらに覆うようにした構造であって
も、特に発熱抵抗体54の上面部については、以下に示
すような不具合が生じることになる。
ているガラスフリットの平均粒径は、上述のように約5
μmと比較的大きいために、この抵抗体ペーストを印刷
・焼成することにより所定処理終了後の基板51上に形
成される発熱抵抗体54の表面あらさは、中心線平均あ
らさRaで表せば約0.6μmと比較的大きな値とな
る。また、上記ガラスペーストに含有されているガラス
フリットの最大粒径についても、上述のように約10μ
mと比較的大きいために、このガラスペーストを印刷・
焼成することにより所定処理終了後の基板51上に形成
されるオーバーコートガラス層55の表面あらさは、中
心線平均あらさRaで表せば約0.2μmと比較的大き
な値となる。
における中心線平均あらさRaの値が大きければ、換言
すれば下地層の表面状態が悪ければ、その上面部に形成
されるオーバーコートガラス層55の表面状態も悪くな
り、その中心線平均あらさRaの値も必然的に大きくな
る。
の表面における中心線平均あらさRaの値が大きけれ
ば、その上面部に形成される高硬度保護ガラス層56に
対して悪影響を与える。詳述すれば、この高硬度保護ガ
ラス層56はスパッタリングにより形成されるものであ
るため、その内部に残留応力が存在して内部応力が高い
状態となっている。その場合に、下地層であるオーバー
コートガラス層55の表面における凹凸の度合いが大き
ければ、たとえば衝撃力が付与されること等に伴って応
力集中が生じ、これに起因してスクラッチが発生するな
どして高硬度保護ガラス層56が剥離するという不具合
を招くことになる。
出されたものであって、基板上に形成される発熱抵抗体
および/またはオーバーコートガラス層の表面状態を改
善することにより、高硬度保護ガラス層が剥離するとい
う不具合を回避し、信頼性に優れた厚膜型サーマルプリ
ントヘッドを提供することをその課題としている。
は、次の技術的手段を講じている。
提供される厚膜型サーマルプリントヘッドは、基板上に
形成された共通電極および個別電極上に発熱抵抗体を厚
膜形成するとともに、少なくとも上記発熱抵抗体の上面
部に、オーバーコートガラス層を介在させて高硬度保護
ガラス層を形成してなる厚膜型サーマルプリントヘッド
であって、上記発熱抵抗体の表面あらさは、中心線平均
あらさRaが0.3μm以下とされていることを特徴と
している。
面における中心線平均あらさRaが0.3μm以下とさ
れて、その表面が従来に比して大幅に滑らかになること
に伴って、その上面部に形成されているオーバーコート
ガラス層の表面についても、凹凸の度合いが大幅に低減
された状態となる。これにより、上記オーバーコートガ
ラス層の表面の凹凸が原因となって高硬度保護ガラス層
に応力集中が生じるといった事態が回避され、スクラッ
チが生じる事などに起因する高硬度保護ガラス層の剥離
の発生が可及的に低減されることになる。
は、上記発熱抵抗体の厚膜形成に際して使用される抵抗
体ペーストは、その構成物質であるガラスフリットの平
均粒径が2μm以下とされている。
に含有されているガラスフリットの平均粒径が2μm以
下とされて、従来の平均粒径の半分以下となることか
ら、この低抗体ペーストを用いて印刷および焼成を行う
ことにより極めて滑らかな表面特性を有する発熱抵抗体
が形成される。なお、この低抗体ペーストを用いて得ら
れた発熱抵抗体の表面は、その中心線平均あらさRaが
0.3μm以下となる。したがって、この場合にも、そ
の発熱抵抗体の上面部に形成されるオーバーコートガラ
ス層の表面が、従来に比して著しく滑らかになり、高硬
度保護ガラス層が剥離するといった不具合が適切に回避
されることになる。
厚膜型サーマルプリントヘッドは、基板上に形成された
共通電極および個別電極上に発熱抵抗体を厚膜形成する
とともに、少なくとも上記発熱抵抗体の上面部に、オー
バーコートガラス層を介在させて高硬度保護ガラス層を
形成してなる厚膜型サーマルプリントヘッドであって、
上記オーバーコートガラス層の表面あらさは、中心線平
均あらさRaが0.1μm以下とされていることを特徴
としている。
ガラス層の表面における中心線平均あらさRaが0.1
μm以下とされて、その表面の凹凸の度合いが従来に比
して大幅に低減された状態となる。したがって、上記オ
ーバーコートガラス層の表面の凹凸が原因となって高硬
度保護ガラス層に応力集中が生じるといった事態が回避
され、高硬度保護ガラス層の剥離の発生率が大幅に低減
されることになる。
は、上記オーバーコートガラス層の形成に際して使用さ
れるガラスペーストは、その構成物質であるガラスフリ
ットの平均粒径が1.5μm以下または最大粒径が6μ
m以下とされている。
に含有されているガラスフリットの平均粒径が1.5μ
m以下または最大粒径が6μm以下とされて、従来の平
均粒径または最大粒径に比して大幅に小さくなることか
ら、このガラスペーストを用いて印刷および焼成を行う
ことにより、極めて凹凸の度合いの少ない表面特性を有
するオーバーコートガラス層が形成される。なお、この
ガラスペーストを用いて得られたオーバーコートガラス
層の表面は、その中心線平均あらさRaが0.1μm以
下となる。したがって、この場合にも、オーバーコート
ガラス層の表面が、従来に比して著しく滑らかになり、
高硬度保護ガラス層の剥離の発生率が大幅に低減される
ことになる。
厚膜型サーマルプリントヘッドの製造方法は、基板上に
形成された共通電極および個別電極上に発熱抵抗体を厚
膜形成するとともに、少なくとも上記発熱抵抗体の上面
部に、オーバーコートガラス層を介在させて高硬度保護
ガラス層を形成してなる厚膜型サーマルプリントヘッド
の製造方法であって、上記発熱抵抗体は、平均粒径が2
μm以下のガラスフリットを含有してなる抵抗体ペース
トを印刷および焼成することにより形成されるようにし
たことを特徴としている。
の形成は、平均粒径が従来よりも著しく小さい2μm以
下のガラスフリットを含有してなる低抗体ペーストを、
印刷および焼成することにより行われる。このようにし
て形成された発熱抵抗体の表面は、従来に比して極めて
滑らかな状態となる。したがって、この後の工程におい
て、この発熱抵抗体の上面部にオーバーコートガラス層
が形成された場合には、そのオーバーコートガラス層の
表面も必然的に従来に比して滑らかな状態となる。この
結果、さらにこの後の工程において、上記オーバーコー
トガラス層の上面部に高硬度保護ガラス層が形成された
場合には、上記オーバーコートガラス層の表面が滑らか
であることに起因して、高硬度保護ガラス層の剥離の発
生率が大幅に低減されることになる。
厚膜型サーマルプリントヘッドの製造方法は、基板上に
形成された共通電極および個別電極上に発熱抵抗体を厚
膜形成するとともに、少なくとも上記発熱抵抗体の上面
部に、オーバーコートガラス層を介在させて高硬度保護
ガラス層を形成してなる厚膜型サーマルプリントヘッド
の製造方法であって、上記オーバーコートガラス層は、
平均粒径が1.5μm以下または最大粒径が6μm以下
のガラスフリットを含有してなるガラスペーストを印刷
および焼成することにより形成されるようにしたことを
特徴としている。
ートガラス層の形成は、平均粒径が従来よりも著しく小
さい2μm以下または最大粒径が従来よりも著しく小さ
い6μm以下のガラスフリットを含有してなるガラスペ
ーストを、印刷および焼成することにより行われる。こ
のようにして形成されたオーバーコートガラス層の表面
は、従来に比して極めて滑らかな状態となる。したがっ
て、この後の工程において、そのオーバーコートガラス
層の上面部に高硬度保護ガラス層が形成された場合に
は、上記オーバーコートガラス層の表面が滑らかである
ことに伴って、高硬度保護ガラス層の剥離の発生率が大
幅に低減されることになる。
下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかにな
るであろう。
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
リントヘッド1の要部概略構成を示す平面図である。同
図に示すように、セラミック基板2の上面部には、導体
パターンの構成要素として、共通電極3と個別電極4と
が形成されている。上記共通電極3は櫛歯状の単位電極
部3aを有しており、これらの各単位電極部3aの相互
間に存在している間隙にその一端部が位置されるように
して各個別電極4が配列されている。また、これらの各
個別電極4の他端部はボンディング用パッド4aとされ
ており、これらの各ボンディング用パッド4aはそれぞ
れ、図外の駆動ICの出力パッドに対して導通状態とさ
れている。
および個別電極4の上面部には、これらに共通的に導通
されるようにして、一直線状に延びる発熱抵抗体5が厚
膜形成されている。この発熱抵抗体5においては、隣接
する単位電極部3aの各相互間に各発熱ドットが区画形
成されるようになっており、上記駆動ICがこれらの発
熱ドットを所定個数ずつ担当して駆動するように構成さ
れている。
すれば、図2に示すように、上記基板2の上面部には畜
熱グレーズ層6が形成されているとともに、その上面部
には上述の共通電極3や個別電極4が形成され、さらに
その上面部には上述の発熱抵抗体5が形成されている。
そして、これらの発熱抵抗体5および各電極3,4の上
面部には、これらを覆うようにしてオーバーコートガラ
ス層7が形成され、さらにその上面部には高硬度保護ガ
ラス層8が形成されている。
リントヘッド1の製造方法について説明する。
て、畜熱グレーズ層6を形成した後に、共通電極3およ
び個別電極4を、レジネート金を用いた印刷・焼成ない
しフォトリソ法によるエッチングにより形成する。この
後、共通電極3と個別電極4との両者の上面部にわたっ
て、発熱抵抗体5を、低抗体ペーストを用いた印刷・焼
成により形成する。
は、酸化ルテニウムとガラスフリットとを溶剤に混入し
たものであって、この抵抗体ペースト中のガラスフリッ
トの平均粒径は2μm以下と極めて細粒化されている。
したがって、この低抗体ペーストを用いて形成された発
熱抵抗体5の表面は、凹凸の度合いが大幅に低減されて
極めて滑らかな面となっている。そして、この発熱抵抗
体5の表面あらさは、中心線平均あらさRaが0.3μ
m以下となっている。なお、この発熱抵抗体5の厚み
は、約9μmである。
電極3,4の上面部を覆うようにして、オーバーコート
ガラス層7を、ガラスペーストを用いた印刷・焼成によ
り形成する。このガラスペーストは、ガラスフリットを
溶剤に混入したものであって、このガラスペースト中の
ガラスフリットの平均粒径は1.5μm以下または最大
粒径は6μm以下と極めて細粒化されている。したがっ
て、このガラスペーストを用いて形成されたオーバーコ
ートガラス層7の表面も、凹凸の度合いが大幅に低減さ
れて極めて滑らかな面となっている。そして、このオー
バーコートガラス層7の表面あらさは、中心線平均あら
さRaが0.1μm以下となっている。なお、このオー
バーコートガラス層7の厚みは、約6μmである。
コートガラス層7の上面部を覆うようにして、高硬度保
護ガラス層8を、スパッタリングにより形成する。な
お、この高硬度保護ガラス層8の厚みは、約4μmであ
る。そして、この高硬度保護ガラス層8は、スパッタリ
ングにより得られたものである関係上、所要の高硬度特
性を有してものの、その内部には残留応力が存在した状
態となっている。しかしながら、その下地層である上記
オーバーコートガラス層7の表面が極めて滑らかな状態
となっているため、たとえばこの高硬度保護ガラス層8
に衝撃力が付与された場合であっても、応力集中の発生
率が著しく低減される。この結果、高硬度保護ガラス層
8にスクラッチが生じるといった不具合や、高硬度保護
ガラス層8が剥離するといった不具合が回避されること
になる。
けるガラスフリットの平均粒径と、その低抗体ペースト
により形成される発熱抵抗体5の表面における中心線平
均あらさRaとの関係を、本願発明者が行った実験の結
果に基づいて示すグラフである。このグラフによれば、
上記平均粒径の増加に略比例して上記中心線平均あらさ
Raが増加している。そして、このグラフにおけるA点
は、従来における両者の関係、すなわち上記平均粒径が
約5μmの場合には上記中心線平均あらさRaが約0.
6μmであることを示している。また、このグラフにお
けるB点は、上記平均粒径が2μmの場合には上記中心
線平均あらさRaが0.2μmであることを示してお
り、本実施形態では、その平均粒径を2μm以下として
いることから、上記中心線平均あらさRaも0.2μm
以下となる。
表面における中心線平均あらさRaと、スパッタリング
による処理を終えた後の検査工程における高硬度保護ガ
ラス層8の剥離の発生率との関係を、本願発明者が行っ
た実験の結果に基づいて示すグラフである。このグラフ
によれば、上記中心線平均あらさRaの増加に略比例し
て上記剥離の発生率が増加している。そして、従来にお
いては、このグラフにC点として示すように、その中心
線平均あらさRaが約0.6μmであったために、その
剥離の発生率が約10%であった。これに対して、この
グラフにおけるD点は、その中心線平均あらさRaが
0.2μmである場合には上記剥離の発生率が1%程度
であることを示しており、本実施形態では、その中心線
平均あらさRaが0.2μm以下とされていることか
ら、上記剥離の発生率も1%程度以下となる。
ッドおよびその製造方法の具体的な構成は、上述の実施
形態に限定されず、種々に設計変更自在である。
5の形成に使用される低抗体ペーストと、オーバーコー
トガラス層7の形成に使用されるガラスペーストとの両
者のガラスフリットが細粒化された場合について説明し
たものであるが、上記低抗体ペーストと上記ガラスペー
ストとのうちのいずれか一方のみのガラスフリットが細
粒化された場合であっても、充分な効果を得ることが可
能である。
の実施形態を示す要部概略平面図である。
側面図である。
の実施形態に係る実験結果を示すグラフである。
の実施形態に係る実験結果を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板上に形成された共通電極および個別
電極上に発熱抵抗体を厚膜形成するとともに、少なくと
も上記発熱抵抗体の上面部に、オーバーコートガラス層
を介在させて高硬度保護ガラス層を形成してなる厚膜型
サーマルプリントヘッドであって、 上記発熱抵抗体の表面あらさは、中心線平均あらさRa
が0.3μm以下とされていることを特徴とする、厚膜
型サーマルプリントヘッド。 - 【請求項2】 上記発熱抵抗体の厚膜形成に際して使用
される抵抗体ペーストは、その構成物質であるガラスフ
リットの平均粒径が2μm以下とされている、請求項1
に記載の厚膜型サーマルプリントヘッド。 - 【請求項3】 基板上に形成された共通電極および個別
電極上に発熱抵抗体を厚膜形成するとともに、少なくと
も上記発熱抵抗体の上面部に、オーバーコートガラス層
を介在させて高硬度保護ガラス層を形成してなる厚膜型
サーマルプリントヘッドであって、 上記オーバーコートガラス層の表面あらさは、中心線平
均あらさRaが0.1μm以下とされていることを特徴
とする、厚膜型サーマルプリントヘッド。 - 【請求項4】 上記オーバーコートガラス層の形成に際
して使用されるガラスペーストは、その構成物質である
ガラスフリットの平均粒径が1.5μm以下または最大
粒径が6μm以下とされている、請求項3に記載の厚膜
型サーマルプリントヘッド。 - 【請求項5】 基板上に形成された共通電極および個別
電極上に発熱抵抗体を厚膜形成するとともに、少なくと
も上記発熱抵抗体の上面部に、オーバーコートガラス層
を介在させて高硬度保護ガラス層を形成してなる厚膜型
サーマルプリントヘッドの製造方法であって、 上記発熱抵抗体は、平均粒径が2μm以下のガラスフリ
ットを含有する抵抗体ペーストを印刷および焼成するこ
とにより形成されるようにしたことを特徴とする、厚膜
型サーマルプリントヘッドの製造方法。 - 【請求項6】 基板上に形成された共通電極および個別
電極上に発熱抵抗体を厚膜形成するとともに、少なくと
も上記発熱抵抗体の上面部に、オーバーコートガラス層
を介在させて高硬度保護ガラス層を形成してなる厚膜型
サーマルプリントヘッドの製造方法であって、 上記オーバーコートガラス層は、平均粒径が1.5μm
以下または最大粒径が6μm以下のガラスフリットを含
有するガラスペーストを印刷および焼成することにより
形成されるようにしたことを特徴とする、厚膜型サーマ
ルプリントヘッドの製造方法。
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