JP2001277566A - サーマルプリントヘッドの保護層およびサーマルプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーマルプリントヘッドの保護層において、
それに含まれるガラスから鉛成分が除かれた場合でも、
軟化点の極端な上昇を防止して良好な平面平滑性を有す
るようにする。 【解決手段】 ホウ珪酸系ガラスのガラスペーストを焼
成してなるサーマルプリントヘッドの保護層８であっ
て、ガラスには、酸化バリウムおよび酸化亜鉛が含有さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、感熱方式または
熱転写方式によって記録媒体に記録を行うためのサーマ
ルプリントヘッドの保護層、およびサーマルプリントヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、サーマルプリントヘッド
は、感熱紙や熱転写インクリボン等の記録媒体に対して
選択的に熱を付与して、必要な画像情報を形成するもの
であり、通電されることにより発熱する発熱抵抗体の形
成方法により、厚膜型サーマルプリントヘッドと薄膜型
サーマルプリントヘッドとに大別される。

【０００３】ここで、従来より用いられている厚膜型サ
ーマルプリントヘッドの構成を、図１および図２を参照
して説明する。このサーマルプリントヘッドは、たとえ
ばアルミナセラミック等からなる基板１上に、蓄熱層と
してのグレーズ層２が形成され、グレーズ層２の上面
に、共通電極層３および個別電極層４が形成されるとと
もに、複数のドライバＩＣ９が搭載されている。

【０００４】共通電極層３は、櫛歯状に形成された櫛歯
部５と、各櫛歯部５の基端同士を接続するコモンライン
６とを有し、個別電極層４は、互いに隣接する櫛歯部５
の間に配置されている。櫛歯部５および個別電極層４の
一端部の上には、これらを跨ぐように、発熱抵抗体７が
形成されており、発熱抵抗体７は、それを保護するため
の保護層８に覆われている。そして、個別電極層４の他
端部は、ドライバＩＣ９に金等からなるワイヤ１０を介
して接続されている。

【０００５】このような構造のサーマルプリントヘッド
では、１つの個別電極層４とこの個別電極層４を挟む２
つの櫛歯部５との間に通電が行われると、それら２つの
櫛歯部５における発熱抵抗体７の一部分が発熱する。こ
れにより、たとえば感熱紙に１ドット分の画像が印刷可
能になる。

【０００６】ここで、上記保護層８には、たとえばホウ
珪酸鉛系（Ｂ₂Ｏ₃−ＰｂＯ−ＳｉＯ ₂系）ガラスが含ま
れており、このうちの酸化鉛の成分比率は、全体の約４
０％とされている。このホウ珪酸鉛系ガラスの軟化点
は、約７００℃であり、上記保護層８は、ホウ珪酸鉛系
ガラスのガラスペーストを基板１上の所定箇所に膜状に
塗布し、これを乾燥させた後に、たとえば８１０℃程度
で焼成することにより形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
環境保全の観点からたとえば半田等で実施されているよ
うに、電子部品等を構成する材料において鉛成分が除か
れていく傾向にある。このことは、サーマルプリントヘ
ッドにおいても例外ではなく、たとえば上記保護層８に
含まれるガラスにおいて鉛成分を取り除くことが検討さ
れている。具体的には、上記保護層８に含まれるホウ珪
酸鉛系ガラスから酸化鉛を取り除くことが考えられる
が、上記保護層８においては、以下に示す問題点があ
る。

【０００８】すなわち、ホウ珪酸鉛系ガラスから酸化鉛
を取り除くと、このガラスの軟化点がホウ珪酸鉛系ガラ
スのそれより５０℃以上高くなる。保護層８の下に形成
されるグレーズ層２に含まれる非晶質ガラスの軟化点
は、たとえば９００〜９５０℃であるが、上記のよう
に、ガラスの軟化点が高くなると、グレーズ層２に含ま
れる非晶質ガラスの軟化点に近づくことになる。そのた
め、保護層８を形成するためにガラスペーストを焼成す
る際、グレーズ層２の一部が軟化してしまい、グレーズ
層２の上面に形成された共通電極層３や個別電極層４の
形成位置にずれが発生し、隣り合うドット間の幅が変動
してしまうことがある。そのため、正確な印字ができな
くなるおそれがある。

【０００９】また、保護層８に含まれるガラスの軟化点
が高くなると、その保護層８の平面平滑性が悪化し、た
とえばインクリボンや感熱紙等が発熱抵抗体７から発熱
作用を受けつつ摺動する際、保護層８の耐摩耗性および
摺動性に悪影響を及ぼすことがある。また、最近では、
たとえば保護層８の上に発熱抵抗体７の静電破壊を防止
するための、チッ化チタン等からなるコート層（図示せ
ず）が形成される場合がある。しかし、上記のように保
護層８の平面平滑性が悪化すると、コート層の密着性に
支障をきたすことがある。

【００１０】

【発明の開示】本願発明は、上記した事情のもとで考え
出されたものであって、サーマルプリントヘッドの保護
層において、それに含まれるガラスから鉛成分が除かれ
た場合でも、軟化点の極端な上昇を防止して良好な平面
平滑性を有するようにすることを、その課題とする。

【００１１】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１２】本願発明の第１の側面において提供される
サーマルプリントヘッドの保護層は、ホウ珪酸系ガラス
のガラスペーストを焼成してなるサーマルプリントヘッ
ドの保護層であって、ガラスには、酸化バリウムおよび
酸化亜鉛が含有されていることを特徴とする。具体的に
は、ガラスの成分のうち、酸化バリウムの成分比率が全
体の５〜２０％に、酸化亜鉛の成分比率が全体の５〜１
５％にそれぞれされている。

【００１３】本願発明によれば、保護層は、酸化バリウ
ムおよび酸化亜鉛が含有されたホウ珪酸系ガラスのガラ
スペーストを塗布した後、所定の焼成温度で焼成するこ
とにより形成されるので、酸化バリウムおよび酸化亜鉛
の働きによりガラスの軟化点が極端に上昇することを抑
えることができる。すなわち、従来で用いられていたホ
ウ珪酸鉛系ガラスでは、たとえばそれから鉛成分を除去
すると、その軟化点がたとえば５０℃以上も上昇してい
たが、本願発明のように、保護層に含まれるホウ珪酸系
ガラスに対して、鉛の代わりに酸化バリウムおよび酸化
亜鉛を含有しておくと、軟化点の極端な上昇を確実に抑
制することができる。

【００１４】そのため、保護層に含まれるガラスの軟化
点が従来のそれより５０℃以上高くなった場合、それが
保護層の下に形成されるグレーズ層に含まれる非晶質ガ
ラスの軟化点に近づくことになって、保護層を形成する
際、グレーズ層の軟化による共通電極層等の位置ずれが
発生することがある。しかし、上記のように、ガラスに
酸化バリウムおよび酸化亜鉛を含有して軟化点の上昇を
抑制するようにすれば、共通電極層等の位置ずれを防止
して正確な印字を行うことができる。

【００１５】また、保護層に含まれるガラスの軟化点が
高くなると、その保護層の平面平滑性が悪化するが、本
願発明のように、ガラスに酸化バリウムおよび酸化亜鉛
を含有して軟化点の上昇を抑制するようにすれば、たと
えば中心線平均粗さが約０．１μｍの表面を有する平面
平滑性に優れた保護層とすることができ、たとえばイン
クリボン等が保護層を摺動する際の、それに対する耐摩
耗性および摺動性を良好に確保することができる。

【００１６】また、本願発明の第２の側面において提供
されるサーマルプリントヘッドは、基板と、この基板上
に形成された発熱抵抗体および電極層と、発熱抵抗体お
よび電極層上にホウ珪酸系ガラスのガラスペーストを焼
成して形成される保護層とを備えるサーマルプリントヘ
ッドであって、ガラスには、酸化バリウムおよび酸化亜
鉛が含有されていることを特徴とする。

【００１７】本願発明の第２の側面に係るサーマルプリ
ントによれば、上記本願発明の第１の側面によって提供
されるサーマルプリントヘッドの保護層によって得られ
る作用効果と同様の効果が得られる。

【００１８】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。なお、
以下の説明では、従来の技術の欄で説明した図１および
図２を再び参照する。

【００２０】図１は、本願発明に係るサーマルプリント
ヘッドの要部平面図であり、図２は、図１におけるＡ−
Ａ矢視断面図である。このサーマルプリントヘッドは、
アルミナセラミック等の絶縁性材料からなる平板状の基
板１を備え、その基板１の上面の全面に渡り、非晶質ガ
ラスを含む蓄熱層としてのグレーズ層２が形成されてい
る。グレーズ層２の上面には、共通電極層３および複数
の個別電極層４が形成されている。

【００２１】共通電極層３は、基板１の幅方向の他端側
に向かって突出する櫛歯部５と、櫛歯部５の基端同士を
接続するコモンライン６とを有しており、櫛歯部５と個
別電極層４とは基板１の長手方向のほぼ全長に渡り交互
に配されている。櫛歯部５および個別電極層４の上に
は、共通電極層３および個別電極層４によって通電され
ることにより発熱する発熱抵抗体７が形成されている。

【００２２】発熱抵抗体７は、複数条の櫛歯部５と複数
条の個別電極層４に接触しつつ、これらを跨ぐようにし
て基板１の長手方向に延びた直線状に設けられている。
発熱抵抗体７には、たとえば導電物質としての酸化ルテ
ニウムとガラスとが含有されている。

【００２３】発熱抵抗体７、櫛歯部５および個別電極層
４の一部は、それらを保護するための保護層８によって
覆われている。この保護層８には、酸化バリウムおよび
酸化亜鉛が含有されているホウ珪酸系ガラス（詳細は後
述）が含まれている。

【００２４】グレーズ層２の上には、基板１の幅方向他
端部の位置に、複数のドライバＩＣ９が基板１の長手方
向に一列に搭載されている。ドライバＩＣ９は、印字デ
ータに応じて発熱抵抗体７への通電を制御するものであ
り、複数条の個別電極層４に対して設けられている。ド
ライバＩＣ９と各個別電極層４とは、ボンディングされ
た金からなるワイヤ１０を介して電気的に接続されてい
る。

【００２５】各個別電極層４に対応してドライバＩＣ９
に内蔵されているスイッチング素子（図示せず）がオン
すると、電源の陽極（図示せず）、共通電極層３、櫛歯
部５、発熱抵抗体７、個別電極層４、ワイヤ１０、ドラ
イバＩＣ９のスイッチング素子、および電源の陰極（図
示せず）からなる閉ループが形成され、個別電極層４と
この個別電極層４を挟む２つの櫛歯部５との間の発熱抵
抗体７に通電され、この通電部分が発熱する。

【００２６】ここで、本実施形態の特徴は、保護層８に
含まれるガラスに、酸化バリウムおよび酸化亜鉛を含有
してなるホウ珪酸バリウム亜鉛系（Ｂ₂０₃−ＢａＯ−Ｚ
ｎＯ−ＳｉＯ₂系）ガラスが用いられている点にある。
上記保護層８は、このホウ珪酸バリウム亜鉛系ガラスの
ガラスペーストを塗布した後、所定の焼成温度で焼成す
ることにより形成されるが、上記のように、ホウ珪酸系
ガラスに酸化バリウムおよび酸化亜鉛が含有されておれ
ば、これらの働きによりガラスの軟化点を従来のように
極端に上昇させることはない。

【００２７】すなわち、従来で用いられていたホウ珪酸
鉛系ガラスでは、たとえばそれから鉛成分を除去する
と、その軟化点が５０℃以上も上昇していたが、本実施
形態のように、保護層８に含まれるホウ珪酸ガラスに対
して、鉛の代わりに酸化バリウムおよび酸化亜鉛を含有
しておくと、軟化点の上昇を確実に抑制することができ
る。

【００２８】そのため、保護層８に含まれるホウ珪酸ガ
ラスの軟化点が従来のそれより５０℃以上高くなった場
合、それが保護層８の下に形成されるグレーズ層２に含
まれる非晶質ガラスの軟化点（たとえば９００〜９５０
℃）に近づくことになり、保護層８を形成する際、グレ
ーズ層２の一部が軟化してしまい、グレーズ層２の上面
に形成される共通電極層３や個別電極層４の形成位置に
ずれが発生し、正確な印字ができなくなるおそれがある
といったことが生じる。しかしながら、上記のように、
ホウ珪酸ガラスに酸化バリウムおよび酸化亜鉛を含有し
て軟化点の上昇を抑制するようにすれば、グレーズ層２
の軟化が防止され、共通電極層３等の形成位置ずれが生
じにくくなり、適性な印字が可能となる。

【００２９】また、保護層８に含まれるガラスの軟化点
が高くなると、その保護層８の平面平滑性が悪化し、た
とえばインクリボンや感熱紙等が摺動する際の保護層８
の耐摩耗性や摺動性に悪影響を及ぼしたり、たとえば保
護層８の上に形成されるコート層の密着性に支障をきた
したりする。しかし、本実施形態のように、ホウ珪酸ガ
ラスに酸化バリウムおよび酸化亜鉛を含有して軟化点の
上昇を抑制するようにすれば、中心線平均粗さが約０．
１μｍの表面を有する、平面平滑性に優れた保護層８を
確保でき、上記のような不具合を防止することができ
る。

【００３０】なお、上記ガラスには、酸化亜鉛の成分比
率が全体の５〜１５％の割合で、酸化バリウムの成分比
率が全体の５〜２０％の割合でそれぞれ含有されること
が、上記したガラスの軟化点の上昇防止、および平面平
滑性の点で好ましいとされている。また、ガラスには、
上記のように酸化バリウムおよび酸化亜鉛が両方含有さ
れていてもよいし、両者のうち、いずれか一方が含有さ
れるようにしてもよい。また、ガラスに含まれる酸化バ
リウムおよび酸化亜鉛の成分比率は上記値に限定される
ものではない。

【００３１】次に、上記サーマルプリントヘッドの製造
方法について説明する。まず、アルミナセラミックから
なる基板１の上に、非晶質ガラスのガラスペーストを印
刷した後、たとえば１２００℃程度で焼成しグレーズ層
２を形成する。

【００３２】次いで、グレーズ層２の上面に、レジネー
ト金を印刷して焼成し、その後、フォトエッチングによ
りレジネート金の不要部を除去することにより、個別電
極層４と共通電極層３とを形成する。

【００３３】次に、個別電極層４と櫛歯部５との上に、
酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂ ）を主成分とする抵抗体ペー
ストを帯状に印刷した後、乾燥させ、たとえば８１０℃
程度で焼成することにより発熱抵抗体７を形成する。

【００３４】続いて、上記のように形成した発熱抵抗体
７の上に、酸化バリウムおよび酸化亜鉛を含有した、そ
の軟化点が約７００℃のホウ珪酸系ガラスのガラスペー
ストを帯状に印刷し、たとえば８１０℃程度で焼成する
ことにより保護層８を形成する。このガラスペーストに
は、上記ホウ珪酸バリウム亜鉛系ガラスのガラス粉末
と、印刷用の樹脂と、溶剤とを混練したものが用いられ
る。

【００３５】次いで、基板１の幅方向他端部の部位にて
グレーズ層２上に、所定数のドライバＩＣ９を搭載し、
ドライバＩＣ９と個別電極層４とをワイヤ１０により接
続する。これにより、上記した構造のサーマルプリント
ヘッドが得られる。

【００３６】もちろん、この発明の範囲は上述した実施
の形態に限定されるものではない。たとえば、保護層に
含まれるガラスの具体的な材質、軟化点の値等は、上記
実施形態で示した材質または値に限定されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係るサーマルプリントヘッドの要部
平面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ グレーズ層 ３ 共通電極層 ４ 個別電極層 ７ 発熱抵抗体 ８ 保護層 ９ ドライバＩＣ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホウ珪酸系ガラスのガラスペーストを焼
   成してなるサーマルプリントヘッドの保護層であって、 上記ガラスには、酸化バリウムおよび酸化亜鉛が含有さ
   れていることを特徴とする、サーマルプリントヘッドの
   保護層。
2. 【請求項２】 上記ガラスの成分のうち、酸化バリウム
   の成分比率が全体の５〜２０％に、酸化亜鉛の成分比率
   が全体の５〜１５％にそれぞれされた、請求項１に記載
   のサーマルプリントヘッドの保護層。
3. 【請求項３】 基板と、この基板上に形成された発熱抵
   抗体および電極層と、上記発熱抵抗体および電極層上に
   ホウ珪酸系ガラスのガラスペーストを焼成して形成され
   る保護層とを備えるサーマルプリントヘッドであって、 上記ガラスには、酸化バリウムおよび酸化亜鉛が含有さ
   れていることを特徴とする、サーマルプリントヘッド。