JP2004114530A - グレーズド基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】サーマルプリンターヘッド用グレーズド基板の凸状の第二グレーズ層１２の寸法精度を低下されることなく形成する。
【解決手段】対向する一対の端面が分割面とし、グレーズ層を位置合わせマーカー部以外に形成した後、分割溝に沿ってセラミック基板とグレーズ層を分割し、上記セラミック基板の表面に位置合わせ様のマーカーを形成する工程からなる製造方法により所望のグレーズド基板２を得る。
【選択図】図１
【解決手段】対向する一対の端面が分割面とし、グレーズ層を位置合わせマーカー部以外に形成した後、分割溝に沿ってセラミック基板とグレーズ層を分割し、上記セラミック基板の表面に位置合わせ様のマーカーを形成する工程からなる製造方法により所望のグレーズド基板２を得る。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワードプロセッサー並びに電子プリンター等に使用されるサーマルプリンターヘッド用のグレーズド基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルプリンターヘッド用グレーズド基板は、ワードプロセッサー及びファクシミリ及び多機能やフルカラー記録の可能なプリンター等に用いられ、近年特に印字の高密度化、高画質化、高速化、また寸法精度の向上が求められている。
【０００３】
中でも図６に示すように、セラミック基板２に形成された第一グレーズ層７上に凸状の第二グレーズ層１２を形成するグレーズド基板１は、第二グレーズ層１２の先端曲率半径Ｒが小さく出来ることから、サーマルプリンターヘッド１７として用いられたときに、凸状の第二グレーズ層４並びに発熱抵抗体層１８上に形成された保護膜層２０と印字媒体である紙との接触圧力が高く印字性が良いために、高密度、高画質が要求されるビデオプリンターサーマルヘッド用として主に用いられている。
【０００４】
従来この第一グレーズ層７上に凸状の第二グレーズ層１２を形成する方法として、スクリーン印刷法、ケミカルエッチング処理法、サンドブラスト処理法等が良く知られている。
【０００５】
図７にスクリーン印刷法の製造方法を示している。この方法は特許文献１に示されているように、セラミック基板２に第一グレーズ層７をスクリーン印刷により印刷し所定の温度で焼成し、この第一グレーズ層７上に第一グレーズ層７より軟化点の低いガラス含有ペーストを用いスクリーン印刷で凸状の第二グレーズ層１２を形成し所定の温度で焼成することにより丸みを帯びた第二グレーズ層１２を形成するものである。
【０００６】
図８にケミカルエッチング処理法の製造方法を示している。この方法は特許文献２に示されているように、第一グレーズ層７の形成方法は前記スクリーン印刷法と同じで、次に第二グレーズ層７となる部分にペースト状のレジスト膜１１をスクリーン印刷した後、レジスト膜１１部を残してケミカルエッチングすることにより凸状の第二グレーズ層１２を形成し、その後所定の温度で焼成して第二グレーズ層１２に丸みを持たせるものである。
【０００７】
図９にサンドブラスト処理法の製造方法を示している。この方法は特許文献３、特許文献４及び特許文献５で示されているが、第一グレーズ層７の形成はスクリーン印刷法と同じであり、その後スクリーン印刷によりレジスト膜１１を形成しこのレジスト膜１１によりマスキングした部分を残してサンドブラストで砥粒１３を吹き付け、所定深さ迄研削し凸状の第二グレーズ層１２を形成した後、所定の温度で焼成することにより第二グレーズ層１２に丸みを持たせるものである。
【０００８】
上記ブラスト加工方法の特許文献５では、グレーズ幅、位置精度は幅公差±０．０２５ｍｍ以下、位置精度公差±０．０３ｍｍ以下が実現でき、さらにグレーズ上に位置合わせ用のマーカーを形成することで印刷時の位置合わせ精度が向上すると示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２５２５９号公報
【特許文献２】
特開平７−３２９３３２号公報
【特許文献３】
特開平６−４００６４号公報
【特許文献４】
特開平６−１７１１２８号公報
【特許文献５】
特開平７−３２６３１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記、スクリーン印刷法、ケミカルエッチング処理法、サンドブラスト処理法全てにおいて、第二グレーズ層１２を精度良く形成しても、第二グレーズ層１２形成後の焼成をする際に、グレーズの流れに差が生じ精度が低下してしまう問題があった。
【００１１】
特に第一グレーズ層７端部に第二グレーズ層１２を形成する場合、第一グレーズ層７の盛上がりによる第一グレーズ層７の厚み差やグレーズの傾きにより位置精度、先端曲率半径Ｒの精度、ヒーターピッチ精度が低下していた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらに鑑みて行われたもので、セラミック基板上に全面または部分的に第一グレーズ層を有し、該第一グレーズ層上に凸上の第二グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において、対向する一対の端面が分割面であり、上記セラミック基板の表面に位置合わせ用のマーカーを形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、セラミック基板上に全面的又は部分的に第一グレーズ層を有し、該第一グレーズ層状に凸状の第二グレーズ層を備えてなるグレーズド基板の製造方法において端縁部に分割溝を有するセラミック基板上にマーカー形成部を除いてグレーズ層を形成した後、上記分割溝に沿ってセラミック基板とグレーズ層を分割し、上記マーカー形成部のセラミック基板基板上にマーカーを形成する工程を含んだことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１（ａ）〜（ｇ）に本発明のグレーズド基板１の製造方法を示す。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、セラミック基板２の両端部にグレーズダミー部３を形成し、グレーズダミー部３を後で排除する為に、端縁部に分割溝４をレーザーにて形成する。次に図１（ｂ）に示すように、スクリーン印刷等によりセラミック基板２にあらかじめ位置合わせ用のマーカー形成部６の範囲を除いて全面あるいは部分的に第一グレーズ層７を形成する。次に図１（ｃ）に示すように第一グレーズ層７を１２００℃〜１３００℃の温度で焼成した後、図１（ｄ）に示すように、分割溝４で分割してグレーズダミー部３を排除する。
【００１７】
次に図１（ｅ）に示すように、第一グレーズ層７に感光性のレジストフィルム８を熱圧着しガラスマスク９を用いて凸状の第二グレーズ層１２と、マーカー形成部６以外の範囲となるセラミック面を感光させ、図１（ｆ）に示すように感光した部分以外のレジストフィルム８を現像液で除去し、第二グレーズ層１２とマーカー形成部６の位置合わせマーカー１４以外の範囲のみにレジスト膜１１を形成する。次に図１（ｇ）に示すように、レジスト膜１１によりパターンニングされた第一グレーズ層７の表面をサンドブラストにより砥粒１３を吹き付けて、凸状の第二グレーズ層１２と凹状の位置合わせ用マーカー６を形成する。次に図１（ｈ）に示すように、第二グレーズ層１２の表面に接着しているレジスト膜１１を剥離液で除去しガラス軟化点の約＋５０℃〜＋１５０℃の温度で加熱し、図１（ｉ）に示すように第二グレーズ層１２に曲面を形成する。
【００１８】
以下、各工程について詳述する。
【００１９】
まず図１（ａ）に示すセラミック基板２の形成方法は、グレーズダミー部３を確保したセラミック基板２の端縁部に分割溝４をレーザーにて形成する
このときのグレーズダミー部３の幅Ｌは第一グレーズ層７の厚みＴによって異なるが、第一グレーズ層７の厚みＴが２００μｍの場合はグレーズダミー部３の幅Ｌは７ｍｍ以上が好ましく、さらに、第一グレーズ層７の厚みＴが大きくなれば、第一グレーズ層７の盛上りも大きくなる為グレーズダミー部３の幅Ｌは広い方が好ましい。
【００２０】
また、分割溝４は、第一グレーズ層厚みＴが大きくなれば深いほうが好ましい。
【００２１】
次に図１（ｂ）に示すようにセラミック基板２にマーカー形成部６の範囲を確保した全面または部分的にグレーズ印刷出来る６０＃〜２００＃のステンレスメッシュのスクリーン製版を用いて、ペースト状になったグレーズガラスをスキージで圧力を加えセラミック基板２上に押し出し第一グレーズ層７を印刷する。
【００２２】
尚、代表的なガラス組成としては、４５〜６０重量％ＳｉＯ２、５〜３０重量％ＢａＯ、１０〜２０重量％ＣａＯ、５〜１０重量％Ａｌ２Ｏ３、０〜１０重量％Ｂ２Ｏ３のものを用いる。このとき、サーマルプリンターヘッドとして用いられた際の蓄熱性並びに単一時間当たりの印字濃度を高くするためには、焼成後の第一グレーズ層７と第二グレーズ層１２のトータルのグレーズ厚みＴの好適範囲は約８０μｍ〜約２００μｍであって、この工程での第一グレーズ層７は次工程の焼成後のグレーズ厚みＴが前記範囲となるように形成することが好ましい。
【００２３】
図１（ｃ）に示すように、乾燥させた第一グレーズ層７を１２００℃〜１３００℃の温度で溶融焼成し非晶質化ガラスの状態にした後、図１（ｄ）に示すように分割溝４に沿って分割し、グレーズダミー部３を排除する。これにより、第一グレーズ層７のグレーズ厚みＴのバラツキを低減し、第一グレーズ層７の表面形状を安定させることができる。
【００２４】
次に図１（ｅ）に示すように、セラミック基板１上の第一グレーズ層７の全面に感光性樹脂のレジストフィルム８を熱圧着し、ガラスマスク９を用いて第二グレーズ層１２となる部分とマーカー形成部６の位置合わせマーカー１４以外の範囲を感光させる。
【００２５】
次に図１（ｆ）に示すように、レジストフィルム８の感光した部分以外を現像液で除去しレジスト膜１１によりマスキングされた第一グレーズ層７の表面とマーカー形成部６を残し、図１（ｇ）に示すように、サンドブラストにより砥粒１３を吹き付け、レジスト膜１１でマスキングされている部分以外を所定の深さ迄研削し、凸状の第二グレーズ層１２と凹状の位置合わせ用マーカー１４を形成する。この第二グレーズ層１２の研削深さは、サーマルプリンターヘッドの用途によっても異なるが通常３０μｍ〜８０μｍ程度であり、放熱性を重視する場合には、研削深さを深くし第一グレーズ層７の厚みを薄くすることが好ましい。
【００２６】
また、位置合わせの際の検出を容易にするため、位置あわせ用マーカー１４の研削深さは２〜１０μｍが好ましく、０．３ｍｍ〜３ｍｍの幅が好ましい。
【００２７】
さらに、位置合わせ用マーカー１４の位置については、凸上の第二グレーズ層１２に近いほど好ましく、凸上の第二グレーズ層１２の延長上に作成することが特に好ましい。
【００２８】
次に図１（ｈ）に示すように、第二グレーズ層１２とマーカー形成部６の表面に接着しているレジスト膜１１を剥離液で除去し、ガラス軟化点の約＋５０℃〜約＋１５０℃の温度で加熱処理することにより、図１（ｉ）に示すように第二グレーズ層１２に所望の曲面をもたせる。
【００２９】
加熱処理の条件は、例えばガラス軟化点が８５０℃の場合には約９００℃〜約１０００℃の範囲が好ましく、これが９００℃未満になるとサンドブラストで切り立った凸形状に曲率を与えるのに必要な温度が不足するために、凸状の第二グレーズ層１２の上部が曲面とならず、反対に１０００℃を超すと凸状の第二グレーズ層１２の曲率が大きくなるか或いは第一グレーズ層７に溶け込んで無くなる場合もある。
【００３０】
以上のように本発明による方法では、サンドブラスト処理法であるためレジスト膜１１を厚く形成する必要がないことから、露光法によるパターンマスキングの手法をとることができ、これによってレジスト膜１１を高精度に形成できる事で第二グレーズ層１２の寸法精度も高精度に形成できるとともに、第一グレーズ層７の盛り上がりを排除する事で、第一グレース層７の厚みＴが安定し、またセラミック基板面上に位置合わせマーカー１４を形成する事により、グレーズの流れが影響しない為、第二グレーズ層１２形成後の焼成による寸法精度の低下が発生しない。
【００３１】
尚、セラミック基板２の材質は、アルミナの他に窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素等でも良くグレーズを形成する主面の表面粗さはＲａ０．６μｍ以下程度であれば良い。またグレーズの材料としては、酸化珪素を主体とし、他にアルミニウム、カルシウム、バリウム等の金属酸化物を含むものを用い、第一グレーズ層３をスクリーン印刷後、１２００℃〜１３００℃の温度で焼成する際に結晶化しなければ良い。
【００３２】
【実施例】
（実施例１）
アルミナ含有率９６重量％で外辺寸法が２９０ｍｍ×７８ｍｍ、厚み１．０ｍｍのセラミック基板１に対し、グレーズダミー部３を片側７ｍｍ加え、２９０ｍｍ×９２ｍｍの外辺寸法にした上グレーズダミー部３を排除するための分割溝４をレーザーにて１２０μｍピッチ、深さ３７０μｍで形成し、位置合わせマーカー１４の範囲以外の全面に６０＃のステンレスメッシュで作製されたスクリーン製版を用いて、組成４５〜６０重量％ＳｉＯ２、５〜３０重量％ＢａＯ、１０〜２０重量％ＣａＯ、５〜１０重量％Ａｌ２Ｏ３、０〜１０重量％Ｂ２Ｏ３系のグレーズガラス（転移点６８５℃、軟化点８４５℃）を、スキージで圧力を加えながら焼成後のグレーズ厚みＴが２００μｍとなるようにスクリーン印刷をし、乾燥後にトンネル型連続焼成炉で１２００℃で焼成し非晶質化した第一グレーズ層７を形成した後、グレーズダミー部３を分割溝４に沿って排除し外辺寸法２９０×７８ｍｍの基板を形成した。
【００３３】
次に、この第一グレーズ層７上全面に感光性樹脂であるポリウレタン樹脂系のレジストフィルム８を熱圧着し、凸状の第二グレーズ層１２との形成部分と位置合わせマーカー６以外の範囲となるマーカー形成部６の部分を感光させるためのガラスマスク９を介し露光を行い、感光した部分以外を剥離液で除去し第二グレーズ層１２を形成する部分と位置合わせマーカー１４以外の範囲となるマーカー形成部６の部分をレジスト膜１１でマスキングした。
【００３４】
このガラスマスク９のパターン寸法精度は２μｍ以内のものを用い、またサンドフラスト処理の砥粒１３の材質はＡｌ２Ｏ３含有率３５重量％で他ＳｉＯ２、ＺｒＯ２等を含む研磨材からなり、不特定形状で８００＃の砥粒９を０．１７ＫＰａの空気で吹き付け第一グレーズ層７を５５μｍ研削し凸状の第二グレーズ層１２と位置合わせマーカー１４を形成した。
【００３５】
このサンドブラスト処理後、最高温度約９５０℃−１０分間保持の温度プロファイルでＩＮ−ＯＵＴ２時間で加熱処理を施し、上部に所定の曲率を有する第二グレーズ層１２を形成した。
【００３６】
また比較例として、外辺寸法２９０×７８ｍｍ、位置合わせマーカー１４をグレーズ上に形成し、他は本発明実施例と同条件で凸状の第二グレーズ層１２を形成した。
【００３７】
尚、本発明の実施例、比較例共、第二グレーズ層１２の位置はセラミック基板の端部からそれぞれ３ｍｍ、２７ｍｍ、５１ｍｍ、７５ｍｍ、位置合わせ用マーカー１４はセラミック基板の端部から１５ｍｍの場所に形成した。
【００３８】
本発明実施例のグレーズド基板１について試料数３個、比較例についても試料数３個の第二グレーズ層１２のヒーターピッチ、先端曲率半径Ｒの寸法値、また位置ズレについては、位置合わせ用マーカー１４から３ｍｍ、２７ｍｍの第二グレーズ層１２までの位置ズレについて測定をした。
【００３９】
グレーズド基板１のヒーターピッチの測定値を表１に先端曲率半径Ｒ測定値を表２に、位置合わせ用マーカー６と第二グレーズ層１２の位置ズレの測定値を表３に各々示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】
この結果から解るように、寸法精度は比較例に比べ、本発明実施例は寸法精度が向上している。これは、比較例が第一グレーズ層７のグレーズ盛上り部に第二グレーズ層７が形成され、厚みのバラツキが大きく、グレーズ盛上り部の形状が平坦部と比較し、傾いているためである。また、位置精度については焼成による第二グレーズ層１２のガラスの流れと、位置合わせ用マーカー６のガラス流れの差が位置精度を低下させた原因である。
【００４４】
これに対し、本発明のグレーズド基板は寸法精度が低下する事は無かった。これは、第一グレーズ層７の盛上り部を排除することで第一グレーズ層７の厚みの差を減らし、セラミック基板上に位置合わせ用マーカー１４を形成することで、位置合わせ用マーカー１４のガラスの流れによる位置精度の差を少なくした為である。
【００４５】
このことから、第一グレーズ層７の形状、厚み差、ガラスの流れ差により第二グレーズ層１２の寸法精度の低下が発生しやすい問題があることが解る。
【００４６】
したがって、セラミック基板２にグレーズダミー部３を形成し、第一グレーズ層７形成後にグレーズダミー部３を排除する事で、第一グレーズ層７の形状、厚み差を低減させ、さらに基板上に位置合わせ用マーカー１４を形成する事でガラスの流れの差を低減させる事は第二グレーズ層１２の寸法精度を向上させるといえる。
【００４７】
実施例１の測定条件は下記の通りである。
【００４８】
（１）ヒーターピッチ、位置ズレの測定方法
図２に示すように工具顕微鏡を用いて、ヒーターピッチについては第二グレーズ層１２頂部から各々の第二グレーズ層１２頂部までの距離をまた、位置ズレについては図３に示すように位置合わせ用マーカー１４から第二グレーズ層１２頂部までの距離を測定した。
【００４９】
（２）先端曲率半径Ｒ
接触式表面粗さ計（小坂研究所（株）製ＳＥ−２３００型）で第二グレーズ層１２の表面を、図４に示す矢印方向のように横断するように表面形状１５の測定を行う。 測定条件は触針径５μｍ９０°／４ｍＮダイヤモンド、カットオフモードはＲ＋Ｗ、測定スピード０．５ｍｍ／Ｓｅｃ、測定倍率は縦２０００倍で横２００倍である。
【００５０】
図５に示すように、この表面形状１５の測定チャートより頂点１６から垂線を引き当該パターン幅ＣをＣ１としその高さをｈとしたとき、先端曲率半径Ｒは下記の計算式で求める。
【００５１】
先端曲率半径Ｒ＝｛（Ｃ１）２／（８×ｈ）｝＋（ｈ／２）
尚、この高さｈはサーマルプリンターヘッドの業界で慣用となっている０．０１５ｍｍを用いる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明のグレーズド基板の製造方法によれば、セラミック基板上に全面または部分的に第一グレーズ層を有し、第一グレーズ層上に凸状の第二グレーズ層を備えるグレーズド基板において、対向する一対の端面が分割面とし、グレーズ層を位置合わせマーカー部以外に形成した後、分割溝に沿ってセラミック基板とグレーズ層を分割し、上記セラミック基板の表面に位置合わせ様のマーカーを形成することで、第二グレーズ層の寸法精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｉ）は本発明のグレーズド基板の製造方法を示す図である。
【図２】本発明実施例におけるグレーズド基板のヒーターピッチの測定法を示す断面図である。
【図３】本発明実施例における位置ズレの測定法を示す図である。
【図４】本発明実施例における先端曲率半径の測定方法を示す断面図である。
【図５】本発明実施例における表面形状の測定チャートの模式図である。
【図６】サーマルプリンターヘッドの断面図である。
【図７】従来のスクリーン印刷法の製造方法を示す図である。
【図８】従来のケミカルエッチング処理法によるグレーズド基板の製造方法を示す図である。
【図９】従来のサンドブラスト処理法によるグレーズド基板の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１：グレーズド基板
２：セラミック基板
３：グレーズダミー部
４：分割溝
６：マーカー形成部
７：第一グレーズ層
８：レジストフィルム
９：ガラスマスク
１１：レジスト膜
１２：第二グレーズ層
１２ａ〜１２ｄ：第二グレーズ層頂部
１３：砥粒
１４：位置合わせ用マーカー
１５：表面形状
１７：サーマルプリンターヘッド
１８：発熱抵抗体層
１９：電極層
２０：保護膜層
Ｌ：グレーズダミー幅
Ｒ：先端曲率半径
Ｔ：グレーズ厚み
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワードプロセッサー並びに電子プリンター等に使用されるサーマルプリンターヘッド用のグレーズド基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルプリンターヘッド用グレーズド基板は、ワードプロセッサー及びファクシミリ及び多機能やフルカラー記録の可能なプリンター等に用いられ、近年特に印字の高密度化、高画質化、高速化、また寸法精度の向上が求められている。
【０００３】
中でも図６に示すように、セラミック基板２に形成された第一グレーズ層７上に凸状の第二グレーズ層１２を形成するグレーズド基板１は、第二グレーズ層１２の先端曲率半径Ｒが小さく出来ることから、サーマルプリンターヘッド１７として用いられたときに、凸状の第二グレーズ層４並びに発熱抵抗体層１８上に形成された保護膜層２０と印字媒体である紙との接触圧力が高く印字性が良いために、高密度、高画質が要求されるビデオプリンターサーマルヘッド用として主に用いられている。
【０００４】
従来この第一グレーズ層７上に凸状の第二グレーズ層１２を形成する方法として、スクリーン印刷法、ケミカルエッチング処理法、サンドブラスト処理法等が良く知られている。
【０００５】
図７にスクリーン印刷法の製造方法を示している。この方法は特許文献１に示されているように、セラミック基板２に第一グレーズ層７をスクリーン印刷により印刷し所定の温度で焼成し、この第一グレーズ層７上に第一グレーズ層７より軟化点の低いガラス含有ペーストを用いスクリーン印刷で凸状の第二グレーズ層１２を形成し所定の温度で焼成することにより丸みを帯びた第二グレーズ層１２を形成するものである。
【０００６】
図８にケミカルエッチング処理法の製造方法を示している。この方法は特許文献２に示されているように、第一グレーズ層７の形成方法は前記スクリーン印刷法と同じで、次に第二グレーズ層７となる部分にペースト状のレジスト膜１１をスクリーン印刷した後、レジスト膜１１部を残してケミカルエッチングすることにより凸状の第二グレーズ層１２を形成し、その後所定の温度で焼成して第二グレーズ層１２に丸みを持たせるものである。
【０００７】
図９にサンドブラスト処理法の製造方法を示している。この方法は特許文献３、特許文献４及び特許文献５で示されているが、第一グレーズ層７の形成はスクリーン印刷法と同じであり、その後スクリーン印刷によりレジスト膜１１を形成しこのレジスト膜１１によりマスキングした部分を残してサンドブラストで砥粒１３を吹き付け、所定深さ迄研削し凸状の第二グレーズ層１２を形成した後、所定の温度で焼成することにより第二グレーズ層１２に丸みを持たせるものである。
【０００８】
上記ブラスト加工方法の特許文献５では、グレーズ幅、位置精度は幅公差±０．０２５ｍｍ以下、位置精度公差±０．０３ｍｍ以下が実現でき、さらにグレーズ上に位置合わせ用のマーカーを形成することで印刷時の位置合わせ精度が向上すると示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２５２５９号公報
【特許文献２】
特開平７−３２９３３２号公報
【特許文献３】
特開平６−４００６４号公報
【特許文献４】
特開平６−１７１１２８号公報
【特許文献５】
特開平７−３２６３１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記、スクリーン印刷法、ケミカルエッチング処理法、サンドブラスト処理法全てにおいて、第二グレーズ層１２を精度良く形成しても、第二グレーズ層１２形成後の焼成をする際に、グレーズの流れに差が生じ精度が低下してしまう問題があった。
【００１１】
特に第一グレーズ層７端部に第二グレーズ層１２を形成する場合、第一グレーズ層７の盛上がりによる第一グレーズ層７の厚み差やグレーズの傾きにより位置精度、先端曲率半径Ｒの精度、ヒーターピッチ精度が低下していた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらに鑑みて行われたもので、セラミック基板上に全面または部分的に第一グレーズ層を有し、該第一グレーズ層上に凸上の第二グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において、対向する一対の端面が分割面であり、上記セラミック基板の表面に位置合わせ用のマーカーを形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、セラミック基板上に全面的又は部分的に第一グレーズ層を有し、該第一グレーズ層状に凸状の第二グレーズ層を備えてなるグレーズド基板の製造方法において端縁部に分割溝を有するセラミック基板上にマーカー形成部を除いてグレーズ層を形成した後、上記分割溝に沿ってセラミック基板とグレーズ層を分割し、上記マーカー形成部のセラミック基板基板上にマーカーを形成する工程を含んだことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１（ａ）〜（ｇ）に本発明のグレーズド基板１の製造方法を示す。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、セラミック基板２の両端部にグレーズダミー部３を形成し、グレーズダミー部３を後で排除する為に、端縁部に分割溝４をレーザーにて形成する。次に図１（ｂ）に示すように、スクリーン印刷等によりセラミック基板２にあらかじめ位置合わせ用のマーカー形成部６の範囲を除いて全面あるいは部分的に第一グレーズ層７を形成する。次に図１（ｃ）に示すように第一グレーズ層７を１２００℃〜１３００℃の温度で焼成した後、図１（ｄ）に示すように、分割溝４で分割してグレーズダミー部３を排除する。
【００１７】
次に図１（ｅ）に示すように、第一グレーズ層７に感光性のレジストフィルム８を熱圧着しガラスマスク９を用いて凸状の第二グレーズ層１２と、マーカー形成部６以外の範囲となるセラミック面を感光させ、図１（ｆ）に示すように感光した部分以外のレジストフィルム８を現像液で除去し、第二グレーズ層１２とマーカー形成部６の位置合わせマーカー１４以外の範囲のみにレジスト膜１１を形成する。次に図１（ｇ）に示すように、レジスト膜１１によりパターンニングされた第一グレーズ層７の表面をサンドブラストにより砥粒１３を吹き付けて、凸状の第二グレーズ層１２と凹状の位置合わせ用マーカー６を形成する。次に図１（ｈ）に示すように、第二グレーズ層１２の表面に接着しているレジスト膜１１を剥離液で除去しガラス軟化点の約＋５０℃〜＋１５０℃の温度で加熱し、図１（ｉ）に示すように第二グレーズ層１２に曲面を形成する。
【００１８】
以下、各工程について詳述する。
【００１９】
まず図１（ａ）に示すセラミック基板２の形成方法は、グレーズダミー部３を確保したセラミック基板２の端縁部に分割溝４をレーザーにて形成する
このときのグレーズダミー部３の幅Ｌは第一グレーズ層７の厚みＴによって異なるが、第一グレーズ層７の厚みＴが２００μｍの場合はグレーズダミー部３の幅Ｌは７ｍｍ以上が好ましく、さらに、第一グレーズ層７の厚みＴが大きくなれば、第一グレーズ層７の盛上りも大きくなる為グレーズダミー部３の幅Ｌは広い方が好ましい。
【００２０】
また、分割溝４は、第一グレーズ層厚みＴが大きくなれば深いほうが好ましい。
【００２１】
次に図１（ｂ）に示すようにセラミック基板２にマーカー形成部６の範囲を確保した全面または部分的にグレーズ印刷出来る６０＃〜２００＃のステンレスメッシュのスクリーン製版を用いて、ペースト状になったグレーズガラスをスキージで圧力を加えセラミック基板２上に押し出し第一グレーズ層７を印刷する。
【００２２】
尚、代表的なガラス組成としては、４５〜６０重量％ＳｉＯ２、５〜３０重量％ＢａＯ、１０〜２０重量％ＣａＯ、５〜１０重量％Ａｌ２Ｏ３、０〜１０重量％Ｂ２Ｏ３のものを用いる。このとき、サーマルプリンターヘッドとして用いられた際の蓄熱性並びに単一時間当たりの印字濃度を高くするためには、焼成後の第一グレーズ層７と第二グレーズ層１２のトータルのグレーズ厚みＴの好適範囲は約８０μｍ〜約２００μｍであって、この工程での第一グレーズ層７は次工程の焼成後のグレーズ厚みＴが前記範囲となるように形成することが好ましい。
【００２３】
図１（ｃ）に示すように、乾燥させた第一グレーズ層７を１２００℃〜１３００℃の温度で溶融焼成し非晶質化ガラスの状態にした後、図１（ｄ）に示すように分割溝４に沿って分割し、グレーズダミー部３を排除する。これにより、第一グレーズ層７のグレーズ厚みＴのバラツキを低減し、第一グレーズ層７の表面形状を安定させることができる。
【００２４】
次に図１（ｅ）に示すように、セラミック基板１上の第一グレーズ層７の全面に感光性樹脂のレジストフィルム８を熱圧着し、ガラスマスク９を用いて第二グレーズ層１２となる部分とマーカー形成部６の位置合わせマーカー１４以外の範囲を感光させる。
【００２５】
次に図１（ｆ）に示すように、レジストフィルム８の感光した部分以外を現像液で除去しレジスト膜１１によりマスキングされた第一グレーズ層７の表面とマーカー形成部６を残し、図１（ｇ）に示すように、サンドブラストにより砥粒１３を吹き付け、レジスト膜１１でマスキングされている部分以外を所定の深さ迄研削し、凸状の第二グレーズ層１２と凹状の位置合わせ用マーカー１４を形成する。この第二グレーズ層１２の研削深さは、サーマルプリンターヘッドの用途によっても異なるが通常３０μｍ〜８０μｍ程度であり、放熱性を重視する場合には、研削深さを深くし第一グレーズ層７の厚みを薄くすることが好ましい。
【００２６】
また、位置合わせの際の検出を容易にするため、位置あわせ用マーカー１４の研削深さは２〜１０μｍが好ましく、０．３ｍｍ〜３ｍｍの幅が好ましい。
【００２７】
さらに、位置合わせ用マーカー１４の位置については、凸上の第二グレーズ層１２に近いほど好ましく、凸上の第二グレーズ層１２の延長上に作成することが特に好ましい。
【００２８】
次に図１（ｈ）に示すように、第二グレーズ層１２とマーカー形成部６の表面に接着しているレジスト膜１１を剥離液で除去し、ガラス軟化点の約＋５０℃〜約＋１５０℃の温度で加熱処理することにより、図１（ｉ）に示すように第二グレーズ層１２に所望の曲面をもたせる。
【００２９】
加熱処理の条件は、例えばガラス軟化点が８５０℃の場合には約９００℃〜約１０００℃の範囲が好ましく、これが９００℃未満になるとサンドブラストで切り立った凸形状に曲率を与えるのに必要な温度が不足するために、凸状の第二グレーズ層１２の上部が曲面とならず、反対に１０００℃を超すと凸状の第二グレーズ層１２の曲率が大きくなるか或いは第一グレーズ層７に溶け込んで無くなる場合もある。
【００３０】
以上のように本発明による方法では、サンドブラスト処理法であるためレジスト膜１１を厚く形成する必要がないことから、露光法によるパターンマスキングの手法をとることができ、これによってレジスト膜１１を高精度に形成できる事で第二グレーズ層１２の寸法精度も高精度に形成できるとともに、第一グレーズ層７の盛り上がりを排除する事で、第一グレース層７の厚みＴが安定し、またセラミック基板面上に位置合わせマーカー１４を形成する事により、グレーズの流れが影響しない為、第二グレーズ層１２形成後の焼成による寸法精度の低下が発生しない。
【００３１】
尚、セラミック基板２の材質は、アルミナの他に窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素等でも良くグレーズを形成する主面の表面粗さはＲａ０．６μｍ以下程度であれば良い。またグレーズの材料としては、酸化珪素を主体とし、他にアルミニウム、カルシウム、バリウム等の金属酸化物を含むものを用い、第一グレーズ層３をスクリーン印刷後、１２００℃〜１３００℃の温度で焼成する際に結晶化しなければ良い。
【００３２】
【実施例】
（実施例１）
アルミナ含有率９６重量％で外辺寸法が２９０ｍｍ×７８ｍｍ、厚み１．０ｍｍのセラミック基板１に対し、グレーズダミー部３を片側７ｍｍ加え、２９０ｍｍ×９２ｍｍの外辺寸法にした上グレーズダミー部３を排除するための分割溝４をレーザーにて１２０μｍピッチ、深さ３７０μｍで形成し、位置合わせマーカー１４の範囲以外の全面に６０＃のステンレスメッシュで作製されたスクリーン製版を用いて、組成４５〜６０重量％ＳｉＯ２、５〜３０重量％ＢａＯ、１０〜２０重量％ＣａＯ、５〜１０重量％Ａｌ２Ｏ３、０〜１０重量％Ｂ２Ｏ３系のグレーズガラス（転移点６８５℃、軟化点８４５℃）を、スキージで圧力を加えながら焼成後のグレーズ厚みＴが２００μｍとなるようにスクリーン印刷をし、乾燥後にトンネル型連続焼成炉で１２００℃で焼成し非晶質化した第一グレーズ層７を形成した後、グレーズダミー部３を分割溝４に沿って排除し外辺寸法２９０×７８ｍｍの基板を形成した。
【００３３】
次に、この第一グレーズ層７上全面に感光性樹脂であるポリウレタン樹脂系のレジストフィルム８を熱圧着し、凸状の第二グレーズ層１２との形成部分と位置合わせマーカー６以外の範囲となるマーカー形成部６の部分を感光させるためのガラスマスク９を介し露光を行い、感光した部分以外を剥離液で除去し第二グレーズ層１２を形成する部分と位置合わせマーカー１４以外の範囲となるマーカー形成部６の部分をレジスト膜１１でマスキングした。
【００３４】
このガラスマスク９のパターン寸法精度は２μｍ以内のものを用い、またサンドフラスト処理の砥粒１３の材質はＡｌ２Ｏ３含有率３５重量％で他ＳｉＯ２、ＺｒＯ２等を含む研磨材からなり、不特定形状で８００＃の砥粒９を０．１７ＫＰａの空気で吹き付け第一グレーズ層７を５５μｍ研削し凸状の第二グレーズ層１２と位置合わせマーカー１４を形成した。
【００３５】
このサンドブラスト処理後、最高温度約９５０℃−１０分間保持の温度プロファイルでＩＮ−ＯＵＴ２時間で加熱処理を施し、上部に所定の曲率を有する第二グレーズ層１２を形成した。
【００３６】
また比較例として、外辺寸法２９０×７８ｍｍ、位置合わせマーカー１４をグレーズ上に形成し、他は本発明実施例と同条件で凸状の第二グレーズ層１２を形成した。
【００３７】
尚、本発明の実施例、比較例共、第二グレーズ層１２の位置はセラミック基板の端部からそれぞれ３ｍｍ、２７ｍｍ、５１ｍｍ、７５ｍｍ、位置合わせ用マーカー１４はセラミック基板の端部から１５ｍｍの場所に形成した。
【００３８】
本発明実施例のグレーズド基板１について試料数３個、比較例についても試料数３個の第二グレーズ層１２のヒーターピッチ、先端曲率半径Ｒの寸法値、また位置ズレについては、位置合わせ用マーカー１４から３ｍｍ、２７ｍｍの第二グレーズ層１２までの位置ズレについて測定をした。
【００３９】
グレーズド基板１のヒーターピッチの測定値を表１に先端曲率半径Ｒ測定値を表２に、位置合わせ用マーカー６と第二グレーズ層１２の位置ズレの測定値を表３に各々示す。
【００４０】
【表１】
【表２】
【表３】
この結果から解るように、寸法精度は比較例に比べ、本発明実施例は寸法精度が向上している。これは、比較例が第一グレーズ層７のグレーズ盛上り部に第二グレーズ層７が形成され、厚みのバラツキが大きく、グレーズ盛上り部の形状が平坦部と比較し、傾いているためである。また、位置精度については焼成による第二グレーズ層１２のガラスの流れと、位置合わせ用マーカー６のガラス流れの差が位置精度を低下させた原因である。
【００４４】
これに対し、本発明のグレーズド基板は寸法精度が低下する事は無かった。これは、第一グレーズ層７の盛上り部を排除することで第一グレーズ層７の厚みの差を減らし、セラミック基板上に位置合わせ用マーカー１４を形成することで、位置合わせ用マーカー１４のガラスの流れによる位置精度の差を少なくした為である。
【００４５】
このことから、第一グレーズ層７の形状、厚み差、ガラスの流れ差により第二グレーズ層１２の寸法精度の低下が発生しやすい問題があることが解る。
【００４６】
したがって、セラミック基板２にグレーズダミー部３を形成し、第一グレーズ層７形成後にグレーズダミー部３を排除する事で、第一グレーズ層７の形状、厚み差を低減させ、さらに基板上に位置合わせ用マーカー１４を形成する事でガラスの流れの差を低減させる事は第二グレーズ層１２の寸法精度を向上させるといえる。
【００４７】
実施例１の測定条件は下記の通りである。
【００４８】
（１）ヒーターピッチ、位置ズレの測定方法
図２に示すように工具顕微鏡を用いて、ヒーターピッチについては第二グレーズ層１２頂部から各々の第二グレーズ層１２頂部までの距離をまた、位置ズレについては図３に示すように位置合わせ用マーカー１４から第二グレーズ層１２頂部までの距離を測定した。
【００４９】
（２）先端曲率半径Ｒ
接触式表面粗さ計（小坂研究所（株）製ＳＥ−２３００型）で第二グレーズ層１２の表面を、図４に示す矢印方向のように横断するように表面形状１５の測定を行う。 測定条件は触針径５μｍ９０°／４ｍＮダイヤモンド、カットオフモードはＲ＋Ｗ、測定スピード０．５ｍｍ／Ｓｅｃ、測定倍率は縦２０００倍で横２００倍である。
【００５０】
図５に示すように、この表面形状１５の測定チャートより頂点１６から垂線を引き当該パターン幅ＣをＣ１としその高さをｈとしたとき、先端曲率半径Ｒは下記の計算式で求める。
【００５１】
先端曲率半径Ｒ＝｛（Ｃ１）２／（８×ｈ）｝＋（ｈ／２）
尚、この高さｈはサーマルプリンターヘッドの業界で慣用となっている０．０１５ｍｍを用いる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明のグレーズド基板の製造方法によれば、セラミック基板上に全面または部分的に第一グレーズ層を有し、第一グレーズ層上に凸状の第二グレーズ層を備えるグレーズド基板において、対向する一対の端面が分割面とし、グレーズ層を位置合わせマーカー部以外に形成した後、分割溝に沿ってセラミック基板とグレーズ層を分割し、上記セラミック基板の表面に位置合わせ様のマーカーを形成することで、第二グレーズ層の寸法精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｉ）は本発明のグレーズド基板の製造方法を示す図である。
【図２】本発明実施例におけるグレーズド基板のヒーターピッチの測定法を示す断面図である。
【図３】本発明実施例における位置ズレの測定法を示す図である。
【図４】本発明実施例における先端曲率半径の測定方法を示す断面図である。
【図５】本発明実施例における表面形状の測定チャートの模式図である。
【図６】サーマルプリンターヘッドの断面図である。
【図７】従来のスクリーン印刷法の製造方法を示す図である。
【図８】従来のケミカルエッチング処理法によるグレーズド基板の製造方法を示す図である。
【図９】従来のサンドブラスト処理法によるグレーズド基板の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１：グレーズド基板
２：セラミック基板
３：グレーズダミー部
４：分割溝
６：マーカー形成部
７：第一グレーズ層
８：レジストフィルム
９：ガラスマスク
１１：レジスト膜
１２：第二グレーズ層
１２ａ〜１２ｄ：第二グレーズ層頂部
１３：砥粒
１４：位置合わせ用マーカー
１５：表面形状
１７：サーマルプリンターヘッド
１８：発熱抵抗体層
１９：電極層
２０：保護膜層
Ｌ：グレーズダミー幅
Ｒ：先端曲率半径
Ｔ：グレーズ厚み
Claims (2)
- セラミック基板上に全面又は部分的に第一グレーズ層を有し、該第一グレーズ層上に凸状の第二グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において、対向する一対の端面が分割面であり、上記セラミック基板の表面に位置合わせ用のマーカーを形成したことを特徴とするグレーズド基板。
- セラミック基板上に全面又は部分的に第一グレーズ層を有し、該第一グレーズ層上に凸状の第二グレーズ層を備えてなるグレーズド基板の製造方法であって、端縁部に分割溝を有するセラミック基板上にマーカー形成部を除いてグレーズ層を形成した後、上記分割溝に沿ってセラミック基板とグレーズ層を分割し、上記マーカー形成部のセラミック基板上にマーカーを形成する工程を含むグレーズド基板の製造方法。
Priority Applications (1)
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| JP2002281924A JP2004114530A (ja) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | グレーズド基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002281924A JP2004114530A (ja) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | グレーズド基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2004114530A true JP2004114530A (ja) | 2004-04-15 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2002281924A Pending JP2004114530A (ja) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | グレーズド基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
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-
2002
- 2002-09-26 JP JP2002281924A patent/JP2004114530A/ja active Pending
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