JP3472478B2 - サーマルヘッド - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はワードプロセッサや
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドの改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、図４に示す如
く、ガラス製の蓄熱層１２が被着されている絶縁基板１
１の上面に、発熱抵抗体１３と一対の導電層１４，１４
とを順次被着させるとともに、この発熱抵抗体１３及び
導電層１４を保護膜１５によって被覆した構造を有して
おり、前記一対の導電層１４，１４間に外部からの印画
信号に基づいて所定の電力を印加し、発熱抵抗体１３を
選択的にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を感
熱紙等に伝導させ、感熱紙等に所定の印画を形成するこ
とによってサーマルヘッドとして機能する。 【０００３】尚、前記保護膜１５は、発熱抵抗体１３や
一対の導電層１４，１４を大気中の水分等の接触による
酸化腐食や感熱紙等の摺接による摩耗等から保護するた
めのものであり、該保護膜１５をガラスにより形成する
場合、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −ＺｎＯ系ガラスやＰｂＯ−Ｓ
ｉＯ2 −ＣｄＯ−ＭｇＯ−ＣａＯ系ガラスにより形成さ
れ、その内部には保護膜全体の強度向上と走行寿命の延
長のために平均粒径１〜２μｍのアルミナ粒子ｆが所定
量含有される。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のサーマルヘッドにおいては保護膜１５が比較的
軟質のガラスと硬質のアルミナ粒子ｆとで形成されてお
り、保護膜表面に感熱紙等を摺接させたときの保護膜１
５の摩耗速度が、軟質のガラスから成る部分と硬質のア
ルミナ粒子ｆとで大きく異なっている。そのため、サー
マルヘッドを一定期間使用すると、ガラスが先行して摩
耗されることによって保護膜表面には平均粒径１〜２μ
ｍの大きなアルミナ粒子ｆがスパイク状に残留すること
となり、この状態で印画を行うと、感熱紙等がスパイク
状のアルミナ粒子ｆに引っかかってスティッキングと呼
ばれる印画の飛び、印画時の騒音を発生するといった欠
点を有していた。 【０００５】また上述のサーマルヘッドにおいては、保
護膜１５中に含有されているアルミナ粒子ｆが平均粒径
１〜２μｍと比較的大きいことから、アルミナ粒子ｆと
ガラスとの熱膨張率のミスマッチに起因する保護膜１５
内の応力が大きくなり、耐スクラッチ性が低下するとい
う欠点もあった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、絶縁基
板上に、発熱抵抗体及び一対の導電層を被着させるとと
もに、これらを保護膜で被覆して成るサーマルヘッドに
おいて、前記保護膜はＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａ
ｌ２Ｏ３系のガラス中に、平均粒径０．０１〜０．０５
μｍ、最大粒径０．１０μｍ以下、ビッカース硬度１０
００Ｈｖ以上のＡｌ２Ｏ３から成る無機物粒子を５〜３
１重量％含有することを特徴とする。 【０００７】 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一形態にかかるサー
マルヘッドの断面図であり、１は絶縁基板、３は発熱抵
抗体、４，４は一対の導電層、５は保護膜である。 【０００９】前記絶縁基板１はアルミナセラミックス等
の電気絶縁性材料から成り、その上面で発熱抵抗体３等
を支持する作用を為す。 【００１０】前記絶縁基板１は、Ａｌ2 Ｏ3 （アルミ
ナ）、ＳｉＯ2 （シリカ）、ＭｇＯ（マグネシア）等の
セラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混
合して泥漿状と成すとともにこれを従来周知のドクター
ブレード法やカレンダーロール法等を採用することによ
ってセラミックグリーンシートを形成し、しかる後、前
記セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工
するとともに高温で焼成することによって製作される。 【００１１】また前記絶縁基板１の上面には、高軟化点
ガラス（例えば、ＳｉＯ2 −ＢａＯ−ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ
3 系ガラス）から成る蓄熱層２が１５μｍ〜６０μｍの
厚みをもって被着・形成されており、該蓄熱層２は発熱
抵抗体３の発する熱を適当な温度となるように蓄積及び
放散し、サーマルヘッドの熱応答特性を良好に保つ作用
を有す。 【００１２】前記蓄熱層２は、高軟化点ガラスの粉末に
適当な有機溶剤や樹脂等を添加・混合して得たガラスペ
ーストを、絶縁基板１の上面に従来周知のスクリーン印
刷等によって印刷・塗布し、しかる後、ガラスペースト
を約１０００〜１２００℃の温度で焼成することによっ
て被着・形成される。 【００１３】更に前記蓄熱層２の上面には、ＴａＮ（窒
化タンタル）等から成る複数個の発熱抵抗体３が直線状
に被着・配列されており、該各発熱抵抗体３の両端には
一対の導電層４，４が接続される。 【００１４】前記発熱抵抗体３は、それ自体が所定の電
気抵抗率を有しているため、一対の導電層４，４を介し
て外部電源からの電力が印加されると、ジュール発熱を
起こし、感熱紙等に印画を形成するのに必要な所定温
度、例えば２００〜３５０℃の温度に発熱する。 【００１５】また前記発熱抵抗体３の両端に接続される
一対の導電層４，４はＡｌ（アルミニウム）等の金属か
ら成っており、該一対の導電層４，４は先に述べた発熱
抵抗体３にジュール発熱を起こさせるために必要な所定
の電力を印加する作用を為す。 【００１６】尚、前記発熱抵抗体３及び一対の導電層
４，４は、従来周知の薄膜形成技術、具体的にはスパッ
タリング法及びフォトリソグラフィー技術を採用するこ
とによって蓄熱層２の上面に所定パターン、所定厚み
（発熱抵抗体３は０．０１〜０．５０μｍの厚み、一対
の導電層４，４は０．５〜２．０μｍの厚み）に被着・
形成される。 【００１７】そして前記発熱抵抗体３及び一対の導電層
４，４は、その表面が保護膜５によって被覆されてお
り、この保護膜５によって、発熱抵抗体３及び一対の導
電層４，４を大気中に含まれる水分等の接触による酸化
腐食や感熱紙等の摺接による摩耗から保護するようにな
っている。 【００１８】前記保護膜５は、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系の低軟化点ガラス（軟化点：４３０
〜５４０℃、常温におけるビッカース硬度Ｈｖ：３００
〜８００）中に、保護膜全体の強度向上と走行寿命の延
長のために、平均粒径０．０１〜０．０５μｍ、最大粒
径０．１０μｍ以下、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上
の無機物粒子ｆを５〜３１重量％含有させて成り、この
場合、個々の無機物粒子ｆは平均粒径０．０１〜０．０
５μｍ、最大粒径０．１０μｍ以下と極めて小さいこと
から、印画に際して感熱紙等が保護膜表面に繰り返し摺
接され、ガラスと無機質粒子ｆとの摩耗速度の相違から
保護膜表面に無機質粒子ｆが露出しても、該露出した無
機質粒子ｆは感熱紙等に対して強く摺接されることはな
く、また感熱紙等の摺接によってガラスの摩耗と共に比
較的簡単に保護膜５の表面から除去されることから、印
画の飛びや印画時の騒音を引き起こすことは殆どなく、
長期にわたって良好に印画を行うことができる。 【００１９】また前記保護膜５中に含有されている無機
物粒子ｆは平均粒径０．０１〜０．０５μｍ、最大粒径
０．１０μｍ以下と極めて小さく、粒度分布の範囲が狭
いことから、保護膜５をガラスペーストの塗布によって
形成する際に、無機物粒子ｆの分布を均一になすのが容
易であり、無機物粒子ｆとガラスとの熱膨張率のミスマ
ッチに起因する保護膜内部の応力を小さく抑えて耐スク
ラッチ性を向上させることが可能である。 【００２０】更にこの場合、保護膜５中に含有される無
機物粒子ｆの表面に鋭利な角部が存在しないように個々
の無機物粒子ｆを全体的に丸みを帯びて形成するように
なしておけば、保護膜５が感熱紙等の摺接によって摩耗
され無機物粒子ｆが保護膜５の表面に露出しても、感熱
紙等の表面が無機物粒子ｆによって傷つけられることは
なく、常に高品質の印画を形成することができる。従っ
て保護膜５中に含有させる無機物粒子の表面には鋭利な
角部が存在しないように個々の無機物粒子ｆを全体的に
丸みを帯びて形成するようになしておくことが好まし
い。 【００２１】尚、このような保護膜５に含有されるビッ
カース硬度１０００Ｈｖ以上の無機物粒子ｆとしては、
Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）、ＺｒＯ2 （ジルコニア）、Ｓ
ｉＣ（炭化珪素）、Ｓｉ3 Ｎ4 （窒化珪素）の多結晶体
もしくは単結晶体があり、これらの中から少なくとも１
種を選んで粉砕した上、これらを市販の分級器を用いて
分級することによって平均粒径０．０１〜０．０５μ
ｍ、最大粒径０．１０μｍ以下の無機物粒子ｆが得られ
る。そしてこのような無機物粒子ｆとＰｂＯ−ＳｉＯ2
−Ｂ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスの粉末とを、無機物粒
子ｆの含有率が５〜３１重量％となるように混合して所
定のガラスペーストを作製し、これを従来周知のスクリ
ーン印刷等によって発熱抵抗体３及び一対の導電層４，
４上に印刷・塗布し、しかる後、４５０〜５５０℃の温
度で焼成することによって保護膜５が被着・形成され
る。このとき、前記ガラスペーストは４５０〜５５０℃
といった低温で焼成されることから、アルミニウム等の
金属から成る一対の導電層４，４等が焼成時の熱によっ
て酸化され導電性を失ったり、導電層４が流動し、破断
を起こしたりするのを有効に防止することができる。 【００２２】ここで、前記保護膜５に含有される無機物
粒子ｆの平均粒径が０．０１μｍよりも小さいと、保護
膜５をガラスペーストの塗布によって形成する際に、無
機物粒子ｆがガラスペースト中で凝集し易くなるため、
無機物粒子ｆをガラスペースト中に均一に分散させるこ
とが困難になり、また無機物粒子ｆの平均粒径が０．０
５μｍよりも大きいと、前述の如くスティッキングの発
生を有効に防止したり、スクラッチ耐性を向上させるこ
とが困難になる。従って前記無機物粒子の平均粒径は
０．０１〜０．０５μｍの範囲内に設定しておく必要が
ある。 【００２３】また保護膜５に対する無機物粒子ｆの含有
率が５重量％未満では発熱時の摩耗を抑制する効果が低
くなってしまい、また３１重量％を越えると無機物粒子
同士をガラスで良好に結合することが難しくなり、耐摩
耗性がかえって劣化する恐れがある。従って保護膜５に
対する無機物粒子ｆの含有率は５〜３１重量％の範囲内
に設定する必要がある。 【００２４】更に保護膜５に含有される無機物粒子ｆの
最大粒径が０．１０μｍを越えると、スティッキングの
発生を有効に防止するのが困難になるとともに、サーマ
ルヘッドの使用に伴い無機物粒子ｆの一部が保護膜表面
に露出した際に感熱紙等の表面に大きな傷を発生する恐
れがあり、好ましくない。従って保護膜５に含有される
無機物粒子ｆの最大粒径は０．１０μｍ以下に設定して
おく必要がある。 【００２５】かくして上述したサーマルヘッドは、一対
の導電層４，４間に外部からの印画信号に基づいて所定
の電力を印加し、発熱抵抗体３を選択的にジュール発熱
させるとともに、該発熱した熱を感熱紙等に伝導させ、
感熱紙等に所定の印画を形成することによってサーマル
ヘッドとして機能する。 【００２６】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能であり、例えば上述の形態におい
て発熱抵抗体３と保護膜５との間にＳｉ3 Ｎ4 （窒化珪
素）やＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ（サイアロン）等から成る拡
散防止層を例えば３０００Åの厚みに介在させておけ
ば、印画時、保護膜５中に含まれるＯ（酸素）が発熱抵
抗体３中に拡散するのを拡散防止層でもって有効に遮断
し、発熱抵抗体３の電気抵抗値を長期にわたり一定に保
ことができる。従って、発熱抵抗体３と保護膜５との間
にＳｉ3 Ｎ4 やＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等から成る拡散防止
層を介在させておくことが好ましい。 【００２７】また上述の形態では発熱抵抗体３や導電層
４を薄膜形成技術によって形成したが、これに代えてス
クリーン印刷、焼成プロセス等の厚膜形成技術によって
形成するようにしても構わない。 【００２８】次に本発明の作用効果を実験例に基づいて
説明する。 （実験例１）まず最初の実験では、保護膜中に含有され
る無機物粒子の平均粒径と、印画寿命との関係について
調べた。 【００２９】この実験では、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスを用いて作製したガラスペース
ト中に、無機物粒子としてのアルミナ粒子を種々の平均
粒径比で含有させ、これを保護膜として印刷・焼成した
それぞれのサーマルヘッドサンプルについて印画寿命試
験を行った。尚、アルミナ粒子の含有率は全て２０重量
％に統一し、各サーマルヘッドサンプルについてスティ
ッキング不具合が最初に発生した印画距離を印画寿命と
して測定した。その結果を図２に示す。 【００３０】同図によれば、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス中に含有させるアルミナ粒子の
平均粒径を０．０５μｍ以下に設定しておくことにより
スティッキング発生までの印画距離を著しく延長できる
ことを確認した。 【００３１】（実験例２）次の実験では、前記保護膜５
中に含有される無機物粒子の平均粒径と耐スクラッチ性
の関係について調べた。 【００３２】この実験では、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスを用いて作製したガラスペース
ト中に、無機物粒子としてのアルミナ粒子を種々の平均
粒径比で含有させ、これを保護膜として印刷・焼成した
それぞれのサーマルヘッドサンプルについて剥離試験を
行い、剥離荷重を測定した。尚、アルミナ粒子の含有率
は、前述の実験例１と同様に、全て２０重量％に統一し
た。その結果を図３に示す。 【００３３】同図によれば、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス中に含有されるアルミナ粒子の
平均粒径を０．０５μｍ以下に設定しておくことにより
剥離荷重を高くなすことができ、異物の噛み込みによる
サーマルヘッド破壊確率を減少させること、即ち、スク
ラッチ耐性が向上することを確認した。 【００３４】本発明のサーマルヘッドによれば、保護膜
を、平均粒径０．０１〜０．０５μｍ、最大粒径０．１
０μｍ以下、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の無機物
粒子を５〜３１重量％含有するＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２
Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系のガラスにより形成したことから、
印画に際して感熱紙等が保護膜表面に摺接されて保護膜
の一部が摩耗しても、スティッキング等の不具合を生じ
ることは殆どなく、長期にわたり良好な印画を得ること
ができる。 【００３５】また本発明のサーマルヘッドによれば、保
護膜に含有される無機物粒子の平均粒径を０．０１〜
０．０５μｍの範囲内に、また最大粒径を０．１０μｍ
以下に設定することにより、無機物粒子とガラスの熱膨
張率のミスマッチに起因する保護膜内の応力を小さく抑
え、耐スクラッチ性を向上させることが可能となる。
ファクシミリ等のプリンタ機構として組み込まれるサー
マルヘッドの改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ワードプロセッサ等のプリンタ機
構として組み込まれるサーマルヘッドは、図４に示す如
く、ガラス製の蓄熱層１２が被着されている絶縁基板１
１の上面に、発熱抵抗体１３と一対の導電層１４，１４
とを順次被着させるとともに、この発熱抵抗体１３及び
導電層１４を保護膜１５によって被覆した構造を有して
おり、前記一対の導電層１４，１４間に外部からの印画
信号に基づいて所定の電力を印加し、発熱抵抗体１３を
選択的にジュール発熱させるとともに該発熱した熱を感
熱紙等に伝導させ、感熱紙等に所定の印画を形成するこ
とによってサーマルヘッドとして機能する。 【０００３】尚、前記保護膜１５は、発熱抵抗体１３や
一対の導電層１４，１４を大気中の水分等の接触による
酸化腐食や感熱紙等の摺接による摩耗等から保護するた
めのものであり、該保護膜１５をガラスにより形成する
場合、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −ＺｎＯ系ガラスやＰｂＯ−Ｓ
ｉＯ2 −ＣｄＯ−ＭｇＯ−ＣａＯ系ガラスにより形成さ
れ、その内部には保護膜全体の強度向上と走行寿命の延
長のために平均粒径１〜２μｍのアルミナ粒子ｆが所定
量含有される。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のサーマルヘッドにおいては保護膜１５が比較的
軟質のガラスと硬質のアルミナ粒子ｆとで形成されてお
り、保護膜表面に感熱紙等を摺接させたときの保護膜１
５の摩耗速度が、軟質のガラスから成る部分と硬質のア
ルミナ粒子ｆとで大きく異なっている。そのため、サー
マルヘッドを一定期間使用すると、ガラスが先行して摩
耗されることによって保護膜表面には平均粒径１〜２μ
ｍの大きなアルミナ粒子ｆがスパイク状に残留すること
となり、この状態で印画を行うと、感熱紙等がスパイク
状のアルミナ粒子ｆに引っかかってスティッキングと呼
ばれる印画の飛び、印画時の騒音を発生するといった欠
点を有していた。 【０００５】また上述のサーマルヘッドにおいては、保
護膜１５中に含有されているアルミナ粒子ｆが平均粒径
１〜２μｍと比較的大きいことから、アルミナ粒子ｆと
ガラスとの熱膨張率のミスマッチに起因する保護膜１５
内の応力が大きくなり、耐スクラッチ性が低下するとい
う欠点もあった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明のサーマルヘッドは、絶縁基
板上に、発熱抵抗体及び一対の導電層を被着させるとと
もに、これらを保護膜で被覆して成るサーマルヘッドに
おいて、前記保護膜はＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａ
ｌ２Ｏ３系のガラス中に、平均粒径０．０１〜０．０５
μｍ、最大粒径０．１０μｍ以下、ビッカース硬度１０
００Ｈｖ以上のＡｌ２Ｏ３から成る無機物粒子を５〜３
１重量％含有することを特徴とする。 【０００７】 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一形態にかかるサー
マルヘッドの断面図であり、１は絶縁基板、３は発熱抵
抗体、４，４は一対の導電層、５は保護膜である。 【０００９】前記絶縁基板１はアルミナセラミックス等
の電気絶縁性材料から成り、その上面で発熱抵抗体３等
を支持する作用を為す。 【００１０】前記絶縁基板１は、Ａｌ2 Ｏ3 （アルミ
ナ）、ＳｉＯ2 （シリカ）、ＭｇＯ（マグネシア）等の
セラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混
合して泥漿状と成すとともにこれを従来周知のドクター
ブレード法やカレンダーロール法等を採用することによ
ってセラミックグリーンシートを形成し、しかる後、前
記セラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工
するとともに高温で焼成することによって製作される。 【００１１】また前記絶縁基板１の上面には、高軟化点
ガラス（例えば、ＳｉＯ2 −ＢａＯ−ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ
3 系ガラス）から成る蓄熱層２が１５μｍ〜６０μｍの
厚みをもって被着・形成されており、該蓄熱層２は発熱
抵抗体３の発する熱を適当な温度となるように蓄積及び
放散し、サーマルヘッドの熱応答特性を良好に保つ作用
を有す。 【００１２】前記蓄熱層２は、高軟化点ガラスの粉末に
適当な有機溶剤や樹脂等を添加・混合して得たガラスペ
ーストを、絶縁基板１の上面に従来周知のスクリーン印
刷等によって印刷・塗布し、しかる後、ガラスペースト
を約１０００〜１２００℃の温度で焼成することによっ
て被着・形成される。 【００１３】更に前記蓄熱層２の上面には、ＴａＮ（窒
化タンタル）等から成る複数個の発熱抵抗体３が直線状
に被着・配列されており、該各発熱抵抗体３の両端には
一対の導電層４，４が接続される。 【００１４】前記発熱抵抗体３は、それ自体が所定の電
気抵抗率を有しているため、一対の導電層４，４を介し
て外部電源からの電力が印加されると、ジュール発熱を
起こし、感熱紙等に印画を形成するのに必要な所定温
度、例えば２００〜３５０℃の温度に発熱する。 【００１５】また前記発熱抵抗体３の両端に接続される
一対の導電層４，４はＡｌ（アルミニウム）等の金属か
ら成っており、該一対の導電層４，４は先に述べた発熱
抵抗体３にジュール発熱を起こさせるために必要な所定
の電力を印加する作用を為す。 【００１６】尚、前記発熱抵抗体３及び一対の導電層
４，４は、従来周知の薄膜形成技術、具体的にはスパッ
タリング法及びフォトリソグラフィー技術を採用するこ
とによって蓄熱層２の上面に所定パターン、所定厚み
（発熱抵抗体３は０．０１〜０．５０μｍの厚み、一対
の導電層４，４は０．５〜２．０μｍの厚み）に被着・
形成される。 【００１７】そして前記発熱抵抗体３及び一対の導電層
４，４は、その表面が保護膜５によって被覆されてお
り、この保護膜５によって、発熱抵抗体３及び一対の導
電層４，４を大気中に含まれる水分等の接触による酸化
腐食や感熱紙等の摺接による摩耗から保護するようにな
っている。 【００１８】前記保護膜５は、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系の低軟化点ガラス（軟化点：４３０
〜５４０℃、常温におけるビッカース硬度Ｈｖ：３００
〜８００）中に、保護膜全体の強度向上と走行寿命の延
長のために、平均粒径０．０１〜０．０５μｍ、最大粒
径０．１０μｍ以下、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上
の無機物粒子ｆを５〜３１重量％含有させて成り、この
場合、個々の無機物粒子ｆは平均粒径０．０１〜０．０
５μｍ、最大粒径０．１０μｍ以下と極めて小さいこと
から、印画に際して感熱紙等が保護膜表面に繰り返し摺
接され、ガラスと無機質粒子ｆとの摩耗速度の相違から
保護膜表面に無機質粒子ｆが露出しても、該露出した無
機質粒子ｆは感熱紙等に対して強く摺接されることはな
く、また感熱紙等の摺接によってガラスの摩耗と共に比
較的簡単に保護膜５の表面から除去されることから、印
画の飛びや印画時の騒音を引き起こすことは殆どなく、
長期にわたって良好に印画を行うことができる。 【００１９】また前記保護膜５中に含有されている無機
物粒子ｆは平均粒径０．０１〜０．０５μｍ、最大粒径
０．１０μｍ以下と極めて小さく、粒度分布の範囲が狭
いことから、保護膜５をガラスペーストの塗布によって
形成する際に、無機物粒子ｆの分布を均一になすのが容
易であり、無機物粒子ｆとガラスとの熱膨張率のミスマ
ッチに起因する保護膜内部の応力を小さく抑えて耐スク
ラッチ性を向上させることが可能である。 【００２０】更にこの場合、保護膜５中に含有される無
機物粒子ｆの表面に鋭利な角部が存在しないように個々
の無機物粒子ｆを全体的に丸みを帯びて形成するように
なしておけば、保護膜５が感熱紙等の摺接によって摩耗
され無機物粒子ｆが保護膜５の表面に露出しても、感熱
紙等の表面が無機物粒子ｆによって傷つけられることは
なく、常に高品質の印画を形成することができる。従っ
て保護膜５中に含有させる無機物粒子の表面には鋭利な
角部が存在しないように個々の無機物粒子ｆを全体的に
丸みを帯びて形成するようになしておくことが好まし
い。 【００２１】尚、このような保護膜５に含有されるビッ
カース硬度１０００Ｈｖ以上の無機物粒子ｆとしては、
Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）、ＺｒＯ2 （ジルコニア）、Ｓ
ｉＣ（炭化珪素）、Ｓｉ3 Ｎ4 （窒化珪素）の多結晶体
もしくは単結晶体があり、これらの中から少なくとも１
種を選んで粉砕した上、これらを市販の分級器を用いて
分級することによって平均粒径０．０１〜０．０５μ
ｍ、最大粒径０．１０μｍ以下の無機物粒子ｆが得られ
る。そしてこのような無機物粒子ｆとＰｂＯ−ＳｉＯ2
−Ｂ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスの粉末とを、無機物粒
子ｆの含有率が５〜３１重量％となるように混合して所
定のガラスペーストを作製し、これを従来周知のスクリ
ーン印刷等によって発熱抵抗体３及び一対の導電層４，
４上に印刷・塗布し、しかる後、４５０〜５５０℃の温
度で焼成することによって保護膜５が被着・形成され
る。このとき、前記ガラスペーストは４５０〜５５０℃
といった低温で焼成されることから、アルミニウム等の
金属から成る一対の導電層４，４等が焼成時の熱によっ
て酸化され導電性を失ったり、導電層４が流動し、破断
を起こしたりするのを有効に防止することができる。 【００２２】ここで、前記保護膜５に含有される無機物
粒子ｆの平均粒径が０．０１μｍよりも小さいと、保護
膜５をガラスペーストの塗布によって形成する際に、無
機物粒子ｆがガラスペースト中で凝集し易くなるため、
無機物粒子ｆをガラスペースト中に均一に分散させるこ
とが困難になり、また無機物粒子ｆの平均粒径が０．０
５μｍよりも大きいと、前述の如くスティッキングの発
生を有効に防止したり、スクラッチ耐性を向上させるこ
とが困難になる。従って前記無機物粒子の平均粒径は
０．０１〜０．０５μｍの範囲内に設定しておく必要が
ある。 【００２３】また保護膜５に対する無機物粒子ｆの含有
率が５重量％未満では発熱時の摩耗を抑制する効果が低
くなってしまい、また３１重量％を越えると無機物粒子
同士をガラスで良好に結合することが難しくなり、耐摩
耗性がかえって劣化する恐れがある。従って保護膜５に
対する無機物粒子ｆの含有率は５〜３１重量％の範囲内
に設定する必要がある。 【００２４】更に保護膜５に含有される無機物粒子ｆの
最大粒径が０．１０μｍを越えると、スティッキングの
発生を有効に防止するのが困難になるとともに、サーマ
ルヘッドの使用に伴い無機物粒子ｆの一部が保護膜表面
に露出した際に感熱紙等の表面に大きな傷を発生する恐
れがあり、好ましくない。従って保護膜５に含有される
無機物粒子ｆの最大粒径は０．１０μｍ以下に設定して
おく必要がある。 【００２５】かくして上述したサーマルヘッドは、一対
の導電層４，４間に外部からの印画信号に基づいて所定
の電力を印加し、発熱抵抗体３を選択的にジュール発熱
させるとともに、該発熱した熱を感熱紙等に伝導させ、
感熱紙等に所定の印画を形成することによってサーマル
ヘッドとして機能する。 【００２６】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能であり、例えば上述の形態におい
て発熱抵抗体３と保護膜５との間にＳｉ3 Ｎ4 （窒化珪
素）やＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ（サイアロン）等から成る拡
散防止層を例えば３０００Åの厚みに介在させておけ
ば、印画時、保護膜５中に含まれるＯ（酸素）が発熱抵
抗体３中に拡散するのを拡散防止層でもって有効に遮断
し、発熱抵抗体３の電気抵抗値を長期にわたり一定に保
ことができる。従って、発熱抵抗体３と保護膜５との間
にＳｉ3 Ｎ4 やＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ等から成る拡散防止
層を介在させておくことが好ましい。 【００２７】また上述の形態では発熱抵抗体３や導電層
４を薄膜形成技術によって形成したが、これに代えてス
クリーン印刷、焼成プロセス等の厚膜形成技術によって
形成するようにしても構わない。 【００２８】次に本発明の作用効果を実験例に基づいて
説明する。 （実験例１）まず最初の実験では、保護膜中に含有され
る無機物粒子の平均粒径と、印画寿命との関係について
調べた。 【００２９】この実験では、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスを用いて作製したガラスペース
ト中に、無機物粒子としてのアルミナ粒子を種々の平均
粒径比で含有させ、これを保護膜として印刷・焼成した
それぞれのサーマルヘッドサンプルについて印画寿命試
験を行った。尚、アルミナ粒子の含有率は全て２０重量
％に統一し、各サーマルヘッドサンプルについてスティ
ッキング不具合が最初に発生した印画距離を印画寿命と
して測定した。その結果を図２に示す。 【００３０】同図によれば、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス中に含有させるアルミナ粒子の
平均粒径を０．０５μｍ以下に設定しておくことにより
スティッキング発生までの印画距離を著しく延長できる
ことを確認した。 【００３１】（実験例２）次の実験では、前記保護膜５
中に含有される無機物粒子の平均粒径と耐スクラッチ性
の関係について調べた。 【００３２】この実験では、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスを用いて作製したガラスペース
ト中に、無機物粒子としてのアルミナ粒子を種々の平均
粒径比で含有させ、これを保護膜として印刷・焼成した
それぞれのサーマルヘッドサンプルについて剥離試験を
行い、剥離荷重を測定した。尚、アルミナ粒子の含有率
は、前述の実験例１と同様に、全て２０重量％に統一し
た。その結果を図３に示す。 【００３３】同図によれば、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ
3 −Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス中に含有されるアルミナ粒子の
平均粒径を０．０５μｍ以下に設定しておくことにより
剥離荷重を高くなすことができ、異物の噛み込みによる
サーマルヘッド破壊確率を減少させること、即ち、スク
ラッチ耐性が向上することを確認した。 【００３４】本発明のサーマルヘッドによれば、保護膜
を、平均粒径０．０１〜０．０５μｍ、最大粒径０．１
０μｍ以下、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の無機物
粒子を５〜３１重量％含有するＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２
Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系のガラスにより形成したことから、
印画に際して感熱紙等が保護膜表面に摺接されて保護膜
の一部が摩耗しても、スティッキング等の不具合を生じ
ることは殆どなく、長期にわたり良好な印画を得ること
ができる。 【００３５】また本発明のサーマルヘッドによれば、保
護膜に含有される無機物粒子の平均粒径を０．０１〜
０．０５μｍの範囲内に、また最大粒径を０．１０μｍ
以下に設定することにより、無機物粒子とガラスの熱膨
張率のミスマッチに起因する保護膜内の応力を小さく抑
え、耐スクラッチ性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態にかかるサーマルヘッドの断面
図である。 【図２】保護膜中に含有される無機物粒子の平均粒径
と、印画寿命との関係を示すグラフである。 【図３】保護膜中に含有される無機物粒子の平均粒径
と、剥離荷重との関係を示すグラフである。 【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・・絶縁基板 ３・・・・・・発熱抵抗体 ４，４・・・・一対の導電層 ５・・・・・・保護膜 ｆ・・・・・・無機物粒子
図である。 【図２】保護膜中に含有される無機物粒子の平均粒径
と、印画寿命との関係を示すグラフである。 【図３】保護膜中に含有される無機物粒子の平均粒径
と、剥離荷重との関係を示すグラフである。 【図４】従来のサーマルヘッドの断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・・絶縁基板 ３・・・・・・発熱抵抗体 ４，４・・・・一対の導電層 ５・・・・・・保護膜 ｆ・・・・・・無機物粒子
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】絶縁基板上に、発熱抵抗体及び一対の導電
層を被着させるとともに、これらを保護膜で被覆して成
るサーマルヘッドにおいて、前記保護膜はＰｂＯ−Ｓｉ
Ｏ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系のガラス中に、平均粒径
０．０１〜０．０５μｍ、最大粒径０．１０μｍ以下、
ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上のＡｌ２Ｏ３から成る
無機物粒子を５〜３１重量％含有す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 |
|---|---|---|---|
| JP11975298A JP3472478B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11975298A JP3472478B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | サーマルヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11309887A JPH11309887A (ja) | 1999-11-09 |
| JP3472478B2 true JP3472478B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=14769287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11975298A Expired - Fee Related JP3472478B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472478B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017073681A1 (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
-
1998
- 1998-04-28 JP JP11975298A patent/JP3472478B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11309887A (ja) | 1999-11-09 |
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