JPH03236955A - サーマルヘッド用金属箔張り積層板ならびにサーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ファクシミリ、各種プリンタなどの感熱記録
装置、熱転写記録装置、および昇華形記録装置のサーマ
ルヘッドに適した金属箔張り積層板ならびにこの積層板
を用いたサーマルヘッドに関する。

従来の技術 従来、サーマルへｙ　ｌ’は、セラミック基板上にグレ
ーズガラス層を介して発熱抵抗体が形成されており、こ
の抵抗体に共通電極と所定ピッチの個別電極が接続され
る。これら電極は、スパッタリング法などにより基板上
に形成される。また、発熱抵抗体は、酸化防止や摩耗防
止のために耐摩耗膜で被覆されている。基板としては、
鉄合金などの金属基板上にポリイミドなどの絶縁層を形
成したものも用いられている。

印字は、感熱紙が、前記の発熱抵抗体を被覆した耐摩耗
膜に密着して送られるときに行なわれるので、耐摩耗膜
の表面粗さが印字特性を大きく左右することになる。セ
ラミック基板や金属基板の表面粗さが、そのまま、或は
増幅されて、発熱抵抗体、電極、耐摩耗膜の表面粗さを
次々に支配することになるので、これら基板は、その表
面粗さ（Ｒｚ）が２μ以下（０，５μ径の触針を基板表
面に走らせて測定したときの値）になるように製造され
ている。

ところで、上記サーマルヘッドの発熱抵抗体を動作させ
るための恥動回路は、サーマルヘッドの基板とは別に、
金属箔張り積層板の金属箔をエツチング加工し、積層板
上に形成されるのが一般的である。これは、セラミック
基板や金属基板では、原動回路部に必要なスルーホール
による導通回路を容易に形成できないためである。

そこで、耐熱性のある、例えばガラス織布基材のエポキ
シ樹脂金属箔張り積層板を用いて、金属箔をエツチング
加工し、サーマルヘッドの電極と原動回路部を積層板上
に一緒に形成できれば好都合である。また、前記積層板
は、セラミック基板や金属基板に比べて熱伝導率が小さ
いので、発熱抵抗体で発生した熱が基板の下側を通って
放散する割合が小さく、感熱紙に効率良く伝えられるの
で、熱効率の面でも都合が良い。

ところが、従来多用されている金属箔張り積層板は、そ
のガラス織布基材が、直径９μのガラス単繊維を４００
本程度数束した糸を用いて織ったものであり、また、金
属箔は、多用されている１８μ厚銅箔の場合、接着面の
表面粗さ（Ｒｚ）が、６〜７μ程度（顕微鏡を用いて、
焦点深度法により測定した値）であって、サーマルヘッ
ド用として用いたときには、次のような問題点がある。

発明が解決しようとする課題 すなわち、上記積層板は、金属箔の表面および金属箔を
エツチングして除去した積層板面の表面粗さが、６μ前
後であり、感熱紙の密着性をよくするために必要な２μ
以下の表面粗さとは大きく離れている。

本発明の課題は、金属箔表面および金属箔をエツチング
して除去した積層板表面の粗さか、２μ以下（０，５μ
径の触針を表面に走らせて測定したときの値）であるサ
ーマルヘッド用として適した金属箔張り積層板を提供す
ることである。また、− この金属箔張り積層板を用いた感熱紙との密着性のよい
サーマルヘッドを提供することである。

尚、金属箔表面と、この金属箔をエツチングして除去し
た積層板表面の両方の表面粗さを２μ以下としなければ
ならないのは、発熱抵抗体が個別電極ならびに共通電極
を一部覆うように形成されるため、積層板表面だけでな
く、金属箔表面の粗さも重要であるからである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明に係るサーマルヘッ
ド用金属箔張り積ＪｒｒＩ板は、摺脂を含浸したガラス
織布基材層と金属箔とを重ねて加熱加圧成形により一体
化したものにおいて、 ガラス織布基材が、直径７μ以下のガラス単繊維を収束
した重さ３５　ｇ　／　１．　ＯＯＯｍ以下の糸を用い
て織ったものであり、金属箔の接着面粗さ（Ｒｚ）が、
５μ以下（顕微鏡を用いて、焦点深度法により測定した
値）であることを特徴とする。

また、サーマルヘッドは、上記金属箔張り積層板の金属
箔が所定形状にエツチングされて電極が形成され、積層
板上に設けられた発熱抵抗体がこの電極に接続されたも
のである。

作用 ガラス織布を基材とする金属箔張り積層板の金属箔をエ
ツチングして除去し、露出した積層板表面に硬い触釧を
走らせてその粗さを測定すると第１図に示すようなチャ
ートが得られる。規則性をもった大きなウネリＲとこの
ウネリに沿って不規則な小さなウネリｒを生じているこ
とが分かるが、このウネリＲとｒの合羽が金属箔を除去
した後の積層板表面の粗さを支配している。金属箔表面
についても、表面粗さは若干小さくなっているものの、
はぼ同じ傾向を示している。

大きなウネリＲは、ガラス織布を構成するガラス糸の上
を触針が通過し、次に糸と糸の間を通過することを繰り
返すことにより検出されたものである。本発明に係る金
属箔張り積層板では、主として細いガラス糸（３５ｇ／
１０００ｍ以下）を用いることにより、このウネリを小
さく抑えている。しかし、ガラス糸を細くするだけでは
、太きなウネリＲを小さく抑える上で十分ではなく、こ
のガラス糸を横取するガラス単繊維を、直径７μ以下の
細いものにしたことにより、大きなウネリを小さく抑え
ることが可能となっている。

すなわち、細いガラス単繊維は柔軟性が大きいために、
積層板を成形するときにガラス織布基材の層が平坦にな
りやすく、大きなウネリを小さく抑えることに寄与して
いる。実際、ガラス単繊維を結んで輪を作り、繊維の両
端を引っ張って輪の径を小さくしていき、繊維が折れる
ときの径で柔軟性を評価してみると、直径６μの繊維で
は、直径９μの繊維の半分程度の径まで輪を小さくでき
る。

小さなウネリｒは、金属箔の積層板への接着面の表面粗
さに支配されている。金属箔の接着面の凹凸は、積層板
の成形時に殆どが積層板中に埋まるが、完全に埋まりき
らない部分が小さなウネリとして現れる。本発明に係る
金属箔張り積層板では、金属箔の接着面の表面粗さを５
μ以下としたことにより、小さなウネリｒを小さく抑え
ている。

さらに、金属箔をエツチングにより除去した積層板表面
は、サーマルヘッドへの加工時に各種溶剤に曝される。

通常問題と成る溶剤は、Ｎ−メチルピロリドンであるが
、積層板表面が、溶剤に侵されて表面粗さが大きくなっ
てしまうことになる。

しかし、本発明に係る金属箔張り積層板では、直径７μ
以下の細いガラス単繊維を用いているため、含浸樹脂と
の接着表面積が大きくなり、溶剤に侵され難く、本来の
小さな表面粗さを維持することができる。

このように、本発明に係る金属箔張り積Ｎ板では、上述
した各要素が相互に作用し合って、金属箔表面ならびに
積層板表面の粗さを支配する大きなウネリＲと小さなウ
ネリｒを小さく抑え、さらに、耐溶剤性も優れているこ
とから、全体として、サーマルヘッド用として適した表
面粗さの小さい積層板を提供することが可能となってい
る。

実施例 本発明に係る金属箔張り積層板の実施に際して、ガラス
織布基材は、平織りのものが好ましく、ガ−７〜 ラス組成は、Ｅガラス、Ｄガラスが好ましい。使用する
樹脂は、サーマルヘッドの特性上、エポキシ樹脂等耐熱
性を有するものを用いるが、ガラス織布基材へは、樹脂
付着量が３５〜５５重量％になるよう含浸する。当然の
ことながら、比重の大きな難燃性樹脂の場合は、付着量
が上方へ、比重の小さな非難燃性樹脂の場合は、下方へ
設定される。

金属箔は、銅、アルミニウムなどの金属を圧延法やメツ
キ法で製造したものである。接着面の表面粗さは５μ以
下であれはよいが、積層板との接着強度を考慮すると、
２μ以上が望ましい。２μ未満とするときは、接着強度
を上げるための手段を別途施さなければならない。金属
箔の厚さは、サーマルヘッドの電極が細線パターンとな
るため、精度よくエツチングするためには、できるだけ
薄い方が望ましい。

以下、詳細に説明する。

まず、積層板の大きなウネリに対するガラス織布基材の
影響を見るために、金属箔を貼らない積８ 層板を、第１表に示す単繊維の径と糸の重さが異なる各
種ガラス織布（日東紡製）を用いて製造した。底形は、
次のように行なった。

エポキシ樹脂として、商品名工ピコ−１〜１００１（油
化シェル製）７０重量部、商品名ＤＥＲ４３８（ダウケ
ミカル製）３０重量部を配合し、ジシアンジアミド３重
量部、ベンジルジメチルアミン０．４重量部を加えて調
製した非難燃性樹脂を、ガラス織布に樹脂付着量４０重
量％になるように含浸乾燥し、これを積層して、温度１
７０″Ｃ１圧力４０　ｋｇ　／　ａｌｒで、３０分間加
熱加圧成形して、１、Ｏｍｎ厚の積層板を得た。

第１表 これら積層板の表面粗さを、表面形状測定器５Ｅ−３Ｇ
　（長調定器製、触針径０．５μ）で測定した結果を第
２図に示す。この図から、ガラス糸の重さを３５　ｇ　
／　１０００　ｍ以下とすることにより、かつ、ガラス
単繊維の径を細くすることにより、積層板表面粗さを小
さく抑えられることが分かる。

次に、積層板の小さなウネリに対する金属箔の接着面の
表面粗さの影響を見るために、第１表における試料Ｎα
３のガラス織布を用い、第２表に示す接着面の表面粗さ
（顕微鏡を用いて、焦点深度法により測定した値）が異
なるメツキ法により製造した各種銅箔（三井金属製）を
貼りあわせて前述した方法と同し方法で１．ｏ＋ｎｍ厚
の銅張り積層板を製造した。

これら銅張り積層板の銅箔表面の小さなウネリを、ｆｙ
Ｕ箔表面の合計された全体の表面粗さと共に第２表に併
せて示した。

以下余白 第２表 第２表から、ガラス織布として所定のものを用いても、
金属箔の接着面の表面粗さが５μ以下でなければ、小さ
なウネリが大きくなり、これに起因して銅箔表面粗さを
２μ以下に抑えられないことが分かる。

金属箔張り積層板の実施例を以下に説明する。

実施例１〜４、比較例１〜３、従来例１第３表に示す各
種銅箔とカラス織布との組合せで、前述した方法と同じ
方法で１．０ｍｍ厚の銅張り積層板を製造した。

以下余白 １１ 第３表 ＝１２ 得られた銅張り積層板の＠箔表面、＠箔をエツチングに
より除去した積層板表面、ならびにＮ−メチルピロリド
ンに２５℃７３時間浸漬したときの積層板表面の粗さを
測定した結果を第４表に示す。

以下余白 サーマルヘッドの実施例を以下に説明する。

実施例５、比較例４、従来例２ 実施例２、比較例２、従来例１の各銅張り積層板を用い
て１次のようにサーマルヘッドを構成した。

まず、銅箔を塩化第２銅でエツチングして、積層板上に
サーマルヘッドの個別電極、共通電極、および原動回路
を一緒に形成した。電極および回路の銅箔面に、ニッケ
ル／金メツキを施し脱脂洗冷接、電極部と積層板上に仕
上り厚さが１０〜１５μとなるようにポリイミドを塗布
し乾燥した。

そして、電極部を覆っている不用ポリイミドを除去した
後３００°Ｃで６０分間焼成を行なった。

次に、ポリイミド層上にスパッタリングにより２μ厚の
酸化珪素膜を形成した。その上に、個別電極、共通電極
を覆い、かつ電極の間を埋めるように、タンタル／酸化
珪素よりなる発熱抵抗体を２００℃で３０分間処理して
形成した後、珪素／酸素／窒素からなる耐摩耗膜を３０
０℃で６０分間プラズマＣＶＤ法にて被覆形威し、駆動
回路部が一緒に設けられたサーマルヘッドとした。

参考例１ １５μ厚のグレーズ層で被覆した９５％アルミナセラミ
ック基板上にポリイミド層、酸化珪素膜層を形成した後
、タンタル／酸化珪素よりなる発熱抵抗体を形成した。

その上に、アルミニウム／珪素／銅よりなる個別電極、
共通電極を着膜し、発熱部となる開口が形成されるよう
にケミカルトライエツチングを行ない、発熱部、個別電
極、共通電極を形成した。最後に、前述と同じように、
耐摩耗膜を被覆形威した。駆動回路部は、従来例１の銅
張積層板を用いて別途製作し、サーマルヘッドに接続し
た。

上記各サーマルヘッドを用いて印字試験を行なった結果
を第３図に示す。この試験は、まっ黒に印字したときに
現れる白いスジムラが使用基板の表面粗さに関係してい
ることから、この観点より行なったものである。試験条
件は、次のとおりである。

印加電圧：１２Ｖ　　印加型カニ０．ＩＷ電流値ニア、
８ｍＡ　　平均抵抗値：１．５にΩ印字速度：１０ｍ５
／ライン また、印加エネルギーと印字濃度との関係を試験した結
果を第４図に示す。少ない印加エネルギーで適正な濃度
に印字できることが好ましいわけであるが、適正な濃度
は、濃度訓にて、１．２程度とされる。

発明の効果 上述のように、本発明に係る金属箔張り積層板−１５＝ は、金属箔とガラス織布基材を特定した結果、これら要
素の相互作用により、金属箔表面ならびに金属箔をエツ
チングにより除去した積層板表面の粗さを２μ以下の小
さなものとすることができ、印字特性のよいサーマルヘ
ッド用基板として対応できるものである。また、基板の
熱伝導率が小さい（セラミック基板や金属基板の１／１
００）ことから、印字のための熱効率もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、金属箔張り積層板の金属箔をエツチングによ
り除去した積層板表面の性状を示すチャート図、第２図
は、ガラス織布を構成するガラス糸の太さとこれを用い
た＋１板の表面粗さの関係を示す曲線図、第３図は、サ
ーマルヘッドによる印字結果を示す説明図、第４図は、
印加エネルギーと印字濃度との関係を示す曲線図である
。 ６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂を含浸したガラス織布基材層と金属箔とを重
   ねて加熱加圧成形により一体化した金属箔張り積層板に
   おいて、 ガラス織布基材が、直径７μ以下のガラス単繊維を収束
   した重さ３５ｇ／１０００ｍ以下の糸を用いて織ったも
   のであり、 金属箔の積層板への接着面粗さ（Ｒｚ）が、５μ以下（
   顕微鏡を用いて、焦点深度法により測定した値）である
   ことを特徴とするサーマルヘッド用金属箔張り積層板。
2. （２）請求項１記載の金属箔張り積層板の金属箔が所定
   形状にエッチングされて電極が形成され、積層板上に設
   けられた発熱抵抗体がこの電極に接続されたサーマルヘ
   ッド。