JP2837963B2 - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JP2837963B2 JP2837963B2 JP2409470A JP40947090A JP2837963B2 JP 2837963 B2 JP2837963 B2 JP 2837963B2 JP 2409470 A JP2409470 A JP 2409470A JP 40947090 A JP40947090 A JP 40947090A JP 2837963 B2 JP2837963 B2 JP 2837963B2
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- Japan
- Prior art keywords
- filler
- surface roughness
- glass
- thermal head
- hardness
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はサーマルヘッド、特に表
面平滑性及び硬度に優れた保護層を有するサーマルプリ
ンタ用厚膜型サーマルヘッドに関する。
面平滑性及び硬度に優れた保護層を有するサーマルプリ
ンタ用厚膜型サーマルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】サーマルプリンタに搭載されるサーマル
ヘッドは、例えば複数個の発熱抵抗体素子を同一基板上
に配列し、印字すべき情報に従ってこの発熱抵抗体素子
を通電加熱させてインクリボンを介して記録紙に転写記
録するために用いられる。
ヘッドは、例えば複数個の発熱抵抗体素子を同一基板上
に配列し、印字すべき情報に従ってこの発熱抵抗体素子
を通電加熱させてインクリボンを介して記録紙に転写記
録するために用いられる。
【０００３】図６にこのサーマルヘッドの断面図が示さ
れており、絶縁基板１上にはガラスからなるグレーズ層
２が形成されており、このグレーズ層２の上に共通電極
用導体３及び個別電極用導体４がＡｕ等によって形成さ
れる。さらに、この電極用導体の間隙にＲｕＯ2 などか
らなる発熱抵抗体層５が形成され、ガラス等の保護層６
が形成される。
れており、絶縁基板１上にはガラスからなるグレーズ層
２が形成されており、このグレーズ層２の上に共通電極
用導体３及び個別電極用導体４がＡｕ等によって形成さ
れる。さらに、この電極用導体の間隙にＲｕＯ2 などか
らなる発熱抵抗体層５が形成され、ガラス等の保護層６
が形成される。
【０００４】そして、個別電極用導体４に情報に応じて
選択的に電圧が印加されると、発熱抵抗体層５が発熱
し、この熱が伝わって保護層６の表面の発熱部が発熱し
てインクリボンなどに発色エネルギーが与えられること
となる。
選択的に電圧が印加されると、発熱抵抗体層５が発熱
し、この熱が伝わって保護層６の表面の発熱部が発熱し
てインクリボンなどに発色エネルギーが与えられること
となる。
【０００５】ここで、保護層６としては通常ＳｉＯ2 −
ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ等のガラスが用いられ、このガラスの耐
熱性や硬度を向上させるため通常α−Ａｌ2 Ｏ3 などの
フィラーが添加される。
ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ等のガラスが用いられ、このガラスの耐
熱性や硬度を向上させるため通常α−Ａｌ2 Ｏ3 などの
フィラーが添加される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の保
護層にはフィラーを添加したガラスが用いられており、
通常フィラーの平均粒径は０．７〜０．８μｍで２０〜
３０ｗｔ％添加されており、ガラスの表面粗度Ｒａは
０．１〜０．２０μｍ程度である。
護層にはフィラーを添加したガラスが用いられており、
通常フィラーの平均粒径は０．７〜０．８μｍで２０〜
３０ｗｔ％添加されており、ガラスの表面粗度Ｒａは
０．１〜０．２０μｍ程度である。
【０００７】しかしながら、表面粗度Ｒａが０．１μｍ
以上であるとこの保護層６に当接して移動する記録紙に
傷が生じ印字変質が悪化してしまうため、従来より、こ
の表面粗度を低下させるべく例えばＰｂＯ−ＳｉＯ2 系
の場合にはＰｂＯの量を増加させてその軟化点を低下さ
せることが提案されている。しかしながら、この方法で
は表面粗度は確かに低下するがサーマルヘッドの保護層
としての重要なファクターである耐磨耗性、すなわち硬
度が逆に低下してしまう問題があった。
以上であるとこの保護層６に当接して移動する記録紙に
傷が生じ印字変質が悪化してしまうため、従来より、こ
の表面粗度を低下させるべく例えばＰｂＯ−ＳｉＯ2 系
の場合にはＰｂＯの量を増加させてその軟化点を低下さ
せることが提案されている。しかしながら、この方法で
は表面粗度は確かに低下するがサーマルヘッドの保護層
としての重要なファクターである耐磨耗性、すなわち硬
度が逆に低下してしまう問題があった。
【０００８】図７にガラス軟化点と硬度の関係を示す。
ガラス軟化点が低下すると硬度（図８においてはヌープ
硬度で示す）が著しく低下することがわかる。
ガラス軟化点が低下すると硬度（図８においてはヌープ
硬度で示す）が著しく低下することがわかる。
【０００９】そこで、保護層のガラス系を変化させず、
添加するフィラー量を減少させることにより表面粗度を
低下させることも考えられるが、本来フィラーは硬度を
増加させるべく導入されたものであり、従ってフィラー
の量を減じると所望の硬度が得られなくなる問題があっ
た。
添加するフィラー量を減少させることにより表面粗度を
低下させることも考えられるが、本来フィラーは硬度を
増加させるべく導入されたものであり、従ってフィラー
の量を減じると所望の硬度が得られなくなる問題があっ
た。
【００１０】図８にガラスに添加するフィラー量と硬度
との関係を示す。フィラー量を減じると表面粗度は低下
するが逆に硬度は劣化してしまうことがわかる。
との関係を示す。フィラー量を減じると表面粗度は低下
するが逆に硬度は劣化してしまうことがわかる。
【００１１】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は硬度及び表面平滑性共に優れた保
護層を有するサーマルヘッドを提供することにある。
のであり、その目的は硬度及び表面平滑性共に優れた保
護層を有するサーマルヘッドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るサーマルヘッドは保護層を形成するＳ
ｉＯ 2 −ＰｂＯ−Ａｌ 2 Ｏ 3 −ＣｄＯ系ガラスにフィラー
としてＡｌ 2 Ｏ 3 を２０〜３０重量％添加し、フィラーの
平均粒径を１μｍから２μｍの範囲内に設定し、かつそ
の表面粗度を０．１μｍ以下に設定したことを特徴とす
る。
に、本発明に係るサーマルヘッドは保護層を形成するＳ
ｉＯ 2 −ＰｂＯ−Ａｌ 2 Ｏ 3 −ＣｄＯ系ガラスにフィラー
としてＡｌ 2 Ｏ 3 を２０〜３０重量％添加し、フィラーの
平均粒径を１μｍから２μｍの範囲内に設定し、かつそ
の表面粗度を０．１μｍ以下に設定したことを特徴とす
る。
【００１３】
【作用】このように、本発明はフィラーの形状、すなわ
ちフィラーの平均粒径を変化させることにより所望の特
性を得るものである。
ちフィラーの平均粒径を変化させることにより所望の特
性を得るものである。
【００１４】本願出願人は従来着目されていなかったフ
ィラーの平均粒径に着目し、このフィラー粒径がガラス
の表面粗度に大きな影響を与えることを見い出し、この
フィラーの平均粒径を１μｍから２μｍの範囲内に設定
することにより硬度を劣化させずに表面粗度を低下させ
ることができることを見出だしたものである。
ィラーの平均粒径に着目し、このフィラー粒径がガラス
の表面粗度に大きな影響を与えることを見い出し、この
フィラーの平均粒径を１μｍから２μｍの範囲内に設定
することにより硬度を劣化させずに表面粗度を低下させ
ることができることを見出だしたものである。
【００１５】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係るサーマ
ルヘッドの好適な実施例を説明する。
ルヘッドの好適な実施例を説明する。
【００１６】本実施例のサーマルヘッドの構成は従来と
ほぼ同様であり、アルミナセラミックなどの絶縁性基板
１上にグレーズ層２が形成され、このグレーズ層２の上
に共通電極用導体３及び個別電極用導体４がＡｕ等によ
って形成される。さらに、この電極用導体の間隙にＲｕ
Ｏ2 などからなる発熱抵抗体層５が形成され、ガラス等
の保護層６が焼成形成される。
ほぼ同様であり、アルミナセラミックなどの絶縁性基板
１上にグレーズ層２が形成され、このグレーズ層２の上
に共通電極用導体３及び個別電極用導体４がＡｕ等によ
って形成される。さらに、この電極用導体の間隙にＲｕ
Ｏ2 などからなる発熱抵抗体層５が形成され、ガラス等
の保護層６が焼成形成される。
【００１７】本実施例において特徴的なことは、このよ
うな構成におけるサーマルヘッドにおいて、保護層６を
形成するガラスに添加されるフィラー量の粒径を制御
し、保護層６の表面平滑性を硬度を低下させることなく
向上させた点にある。
うな構成におけるサーマルヘッドにおいて、保護層６を
形成するガラスに添加されるフィラー量の粒径を制御
し、保護層６の表面平滑性を硬度を低下させることなく
向上させた点にある。
【００１８】図１には保護層６に用いられるガラス系、
このガラス系に添加されるフィラーの種類、フィラーの
添加量及びフィラーの平均粒径を変化させて保護層６の
表面粗度Ｒａ及びヌープ硬度を測定した結果が示されて
いる。ここで、表面粗度Ｒａは形成された保護層６表面
を粗さ計にて走査し、その偏位量を測定したものであ
る。
このガラス系に添加されるフィラーの種類、フィラーの
添加量及びフィラーの平均粒径を変化させて保護層６の
表面粗度Ｒａ及びヌープ硬度を測定した結果が示されて
いる。ここで、表面粗度Ｒａは形成された保護層６表面
を粗さ計にて走査し、その偏位量を測定したものであ
る。
【００１９】まず、実施例１においてはガラス系として
ＳｉＯ2 −ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 を用い、フィラーとしては
α−Ａｌ2Ｏ3 、フィラーの添加量は２５％、フィラー
の平均粒径は０．７μｍとした。この時、表面粗度Ｒａ
は０．０８μｍと良好であったが、ヌープ硬度は５４０
と低く、耐磨耗性の点で十分ではなかった。
ＳｉＯ2 −ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 を用い、フィラーとしては
α−Ａｌ2Ｏ3 、フィラーの添加量は２５％、フィラー
の平均粒径は０．７μｍとした。この時、表面粗度Ｒａ
は０．０８μｍと良好であったが、ヌープ硬度は５４０
と低く、耐磨耗性の点で十分ではなかった。
【００２０】そこで、実施例２においてはガラス系をＳ
ｉＯ2 −ＰｂＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＣｄＯに変更し、フィラ
ーの種類、添加量、平均粒径は実施例１と同一にして表
面粗度Ｒａ及びヌープ硬度を測定した。その結果、ヌー
プ硬度は６００と向上したが、表面粗度は０．１３μｍ
と悪化し、印字後の記録紙に紙傷が多数発生していた。
ヌープ硬度が６００と高かったのはガラス系をＳｉＯ2
−ＰｂＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＣｄＯを用いたからと考えら
れ、一方表面粗度が０．１３μｍと悪かったのは以下の
理由によるものと考えられる。
ｉＯ2 −ＰｂＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＣｄＯに変更し、フィラ
ーの種類、添加量、平均粒径は実施例１と同一にして表
面粗度Ｒａ及びヌープ硬度を測定した。その結果、ヌー
プ硬度は６００と向上したが、表面粗度は０．１３μｍ
と悪化し、印字後の記録紙に紙傷が多数発生していた。
ヌープ硬度が６００と高かったのはガラス系をＳｉＯ2
−ＰｂＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＣｄＯを用いたからと考えら
れ、一方表面粗度が０．１３μｍと悪かったのは以下の
理由によるものと考えられる。
【００２１】すなわち、図４に示されるようにフィラー
粒径が０．８μｍの場合、Ｐｂ０，ＳｉＯ2 からなるガ
ラスネットワーク内に多数のフィラーが入り込み、フィ
ラーの融点はガラスに比べ高いためガラスの融点及び軟
化点が上昇すると考えられる。このように軟化点が上昇
すると焼成時のガラスの流れが悪くなるためこのように
表面粗度が悪化したものと考えられる。
粒径が０．８μｍの場合、Ｐｂ０，ＳｉＯ2 からなるガ
ラスネットワーク内に多数のフィラーが入り込み、フィ
ラーの融点はガラスに比べ高いためガラスの融点及び軟
化点が上昇すると考えられる。このように軟化点が上昇
すると焼成時のガラスの流れが悪くなるためこのように
表面粗度が悪化したものと考えられる。
【００２２】そこで、実施例３においてはガラス系、フ
ィラーの種類、添加量は実施例２と同一にしてフィラー
の平均粒径を１．３μｍと大きくし、表面粗度及びヌー
プ硬度を測定した。すると、表面粗度は０．０６μｍと
向上し、かつヌープ硬度も５９８と良好であった。さら
に、実施例４においてはフィラー平均粒径をさらに１．
８μｍと大きくして表面粗度とヌープ硬度を測定した結
果、表面粗度０．０６μｍ、ヌープ硬度５７８と良好な
結果を得ることができた。
ィラーの種類、添加量は実施例２と同一にしてフィラー
の平均粒径を１．３μｍと大きくし、表面粗度及びヌー
プ硬度を測定した。すると、表面粗度は０．０６μｍと
向上し、かつヌープ硬度も５９８と良好であった。さら
に、実施例４においてはフィラー平均粒径をさらに１．
８μｍと大きくして表面粗度とヌープ硬度を測定した結
果、表面粗度０．０６μｍ、ヌープ硬度５７８と良好な
結果を得ることができた。
【００２３】さらに、実施例５においてはフィラーの平
均粒径を２．５μｍと大きくした場合の保護層を形成し
て表面粗度及びヌープ硬度を測定した。
均粒径を２．５μｍと大きくした場合の保護層を形成し
て表面粗度及びヌープ硬度を測定した。
【００２４】ところが、この実施例５の場合においては
その表面粗度は表面粗さ計で検出できるレベルを越えた
粗さを示し、数値化することが不能で記録紙にも多数の
大きな穴が生じていた。このように、フィラーの平均粒
径が２．５μｍと大きくなった場合に表面粗度が悪化す
るのは以下の理由によるものと考えられる。
その表面粗度は表面粗さ計で検出できるレベルを越えた
粗さを示し、数値化することが不能で記録紙にも多数の
大きな穴が生じていた。このように、フィラーの平均粒
径が２．５μｍと大きくなった場合に表面粗度が悪化す
るのは以下の理由によるものと考えられる。
【００２５】すなわち、図５に示されるようにフィラー
の平均粒径を２．５μｍと大きくするとフィラーの添加
量は同一であるためフィラーの粒子数は少なくなり、ガ
ラスネットワーク内に入り込むフィラーの量も少なくな
る。すると、焼成時のガラスの流れは良くなるが、フィ
ラーの平均粒径が大きいためフィラーの存在するところ
だけガラスの流れが悪くなり、従って突起が生じ易く表
面粗度が悪化したと考えられる。
の平均粒径を２．５μｍと大きくするとフィラーの添加
量は同一であるためフィラーの粒子数は少なくなり、ガ
ラスネットワーク内に入り込むフィラーの量も少なくな
る。すると、焼成時のガラスの流れは良くなるが、フィ
ラーの平均粒径が大きいためフィラーの存在するところ
だけガラスの流れが悪くなり、従って突起が生じ易く表
面粗度が悪化したと考えられる。
【００２６】なお、比較のためフィラーの添加量を１２
％及び０％とした場合の表面粗度及びヌープ硬度も測定
したが（実施例６及び実施例７）、それぞれヌープ硬度
が４８０及び２４６と低く、耐摩耗性の点でサーマルヘ
ッドに用いることはできなかった。これは、勿論フィラ
ーの添加量が少なく、フィラーの耐熱性向上機能及び硬
度向上機能が得られなかったことによる。
％及び０％とした場合の表面粗度及びヌープ硬度も測定
したが（実施例６及び実施例７）、それぞれヌープ硬度
が４８０及び２４６と低く、耐摩耗性の点でサーマルヘ
ッドに用いることはできなかった。これは、勿論フィラ
ーの添加量が少なく、フィラーの耐熱性向上機能及び硬
度向上機能が得られなかったことによる。
【００２７】このように、フィラーの添加量は従来と同
一の２５ｗｔ％とし、フィラーの平均粒径を１μｍ〜２
μｍに設定することにより、ヌープ硬度を低下させずに
表面粗度Ｒａ≦０．１μｍを達成することができた。
一の２５ｗｔ％とし、フィラーの平均粒径を１μｍ〜２
μｍに設定することにより、ヌープ硬度を低下させずに
表面粗度Ｒａ≦０．１μｍを達成することができた。
【００２８】なお、図２にフィラーの粒径と表面粗度と
の関係を、そして図３にフィラーの粒径とヌープ硬度と
の関係を示す。フィラーの粒径を１〜２μｍに設定する
ことにより表面粗度が低下、すなわち表面が平滑化し、
かつヌープ硬度はほとんど変化しないことがわかる。
の関係を、そして図３にフィラーの粒径とヌープ硬度と
の関係を示す。フィラーの粒径を１〜２μｍに設定する
ことにより表面粗度が低下、すなわち表面が平滑化し、
かつヌープ硬度はほとんど変化しないことがわかる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るサー
マルヘッドによれば、表面の平滑性及び硬度に優れた保
護層を有するサーマルヘッドを得ることができ、紙傷の
少ない高品質の印字を行うことができる効果がある。
マルヘッドによれば、表面の平滑性及び硬度に優れた保
護層を有するサーマルヘッドを得ることができ、紙傷の
少ない高品質の印字を行うことができる効果がある。
【図１】本発明に係るサーマルヘッドの各実施例におけ
る表面粗度とヌープ硬度との関係を示す説明図である。
る表面粗度とヌープ硬度との関係を示す説明図である。
【図２】実施例におけるフィラー粒径と表面粗度との関
係を示すグラフ図である。
係を示すグラフ図である。
【図３】実施例におけるフィラー粒径とヌープ硬度との
関係を示すグラフ図である。
関係を示すグラフ図である。
【図４】ガラスネットワークにおけるフィラーの混入状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図５】ガラスネットワークにおけるフィラーの混入状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図６】サーマルヘッドの断面図である。
【図７】ガラス軟化点とヌープ硬度との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図８】フィラー量とヌープ硬度及び表面粗度との関係
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
１ 絶縁性基板 ２ グレーズ層 ３ 共通電極用導体 ４ 個別電極用導体 ５ 発熱抵抗体層 ６ 保護層
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に形成されたグレーズ層と、 このグレーズ層上に形成された発熱抵抗体層と、 この発熱抵抗体層に電力を供給する給電体層と、 この給電体層及び前記発熱抵抗体層上に形成された保護
層と、 を有するサーマルヘッドにおいて、 前記保護層はフィラーとしてＡｌ 2 Ｏ 3 が２０〜３０重量
％添加されたＳｉＯ 2 −ＰｂＯ−Ａｌ 2 Ｏ 3 −ＣｄＯ系ガ
ラスからなり、かつ前記フィラーの平均粒径が１μｍか
ら２μｍの範囲内にあってその表面粗度が０．１μｍ以
下であることを特徴とするサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2409470A JP2837963B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2409470A JP2837963B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | サーマルヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232071A JPH04232071A (ja) | 1992-08-20 |
| JP2837963B2 true JP2837963B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=18518805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2409470A Expired - Fee Related JP2837963B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837963B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3411133B2 (ja) * | 1994-12-26 | 2003-05-26 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッド |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272466A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-10-31 | Copal Co Ltd | サーマルヘッド |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2409470A patent/JP2837963B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04232071A (ja) | 1992-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |