JPH06246946A - グレーズ基板 - Google Patents

グレーズ基板

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JPH06246946A
JPH06246946A JP3635093A JP3635093A JPH06246946A JP H06246946 A JPH06246946 A JP H06246946A JP 3635093 A JP3635093 A JP 3635093A JP 3635093 A JP3635093 A JP 3635093A JP H06246946 A JPH06246946 A JP H06246946A
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glass
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Hiroko Fukagawa
裕子 深川
Hideo Emura
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Abstract

(57)【要約】 【目的】グレーズ層表面の平滑性を確保することができ
るとともに、グレーズ層の熱伝導性を低減することがで
き、印字効率の大幅な向上と消費電力が大幅に削減され
た印字特性の良好なグレーズ基板を提供する。 【構成】アルミナからなる絶縁基体31上に平均直径5
〜10μmの気孔を多数含む第1グレーズ層33を形成
するとともに、この第1グレーズ層33の表面に、Si
2 ,Al2 3 ,BaO等を含有するガラスからなる
層厚11〜30μmの緻密な第2グレーズ層35をスク
リーン印刷により形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はサーマルヘッドや電子回
路基板等に使用されるグレーズ基板に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ファクシミリやプリンタ等の印字
装置が家庭向け、個人向けとして開発されている。そし
て、サーマルヘッドを使用してファクシミリ等の印字装
置を構成する場合、装置の低価格化及び小型化を図るた
めに電源の小型化が要求されている。
【0003】このような要求に応えるためには、印字装
置全体の省エネルギー及び印字効率の向上が必要となる
ことから、サーマルヘッドを構成するグレーズ層上に設
けた発熱体の熱がグレーズ層下面の絶縁基体に逃げるの
を防止し、発熱体の消費エネルギーを減少させるため
に、グレーズ層に気泡を導入して蓄熱効果を大きくする
ことが提案されている。
【0004】しかしながら、グレーズ層に気泡を導入す
ると気泡の影響で表面平滑性が低下し、サーマルヘッド
の歩留りを低下させる他、抵抗値バラツキが大きくなる
ため、印字品質に悪影響を与えるという問題があった。
【0005】そこで、上記問題を解決するために図2に
示すように、絶縁基体7上に微小な気泡を多数含む第1
グレーズ層9を設け、この第1グレーズ層9の上面に第
2グレーズ層10を被覆して表面を平滑化し、第1グレ
ーズ層9の熱伝導性を低下させ、微細な電極パターンの
形成を可能としたサーマルヘッド及びその製造方法が提
案されている(特開平3−128256号公報参照)。
図において、符号11は抵抗体を示しており、符号12
は電極を示し、符号13はオーバーガラスを示してい
る。
【0006】このようなサーマルヘッドでは、第1グレ
ーズ層9に微小な気泡を含有させて蓄熱効果を向上する
ことができるとともに、気泡の影響で表面平滑性が低下
した第1グレーズ層9の表面を平滑な第2グレーズ層1
0により被覆したため、微細な電極パターンを形成する
ことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微小な
気泡を多数含有させた第1グレーズ層9を被覆する第2
グレーズ層10の厚みが薄すぎると、気泡による凸凹の
影響で第2グレーズ層10表面にウネリが発生し、表面
平滑性が低下するため、薄膜回路(電極パターン)を形
成した際に、安定した特性が得られないという問題があ
った。
【0008】また、第2グレーズ層10の厚みが厚すぎ
ると、第1グレーズ層9および第2グレーズ層10から
なるグレーズ層15の体積が大きくなり、熱容量が大き
くなってしまい、蓄熱放散性が劣化するといった問題が
あった。このため、オーバーガラス13に接触する感熱
記録紙を発色させる際に、残存する熱によっていわゆる
尾ひきを生じ、印字特性が悪く、高速印字に適さないと
いう問題があった。
【0009】
【発明の目的】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、グレーズ層の表面を確実に平滑化することができる
とともに、印字特性を向上することができるグレーズ基
板を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のグレーズ基板
は、絶縁基体上に平均直径5〜10μmの気孔を多数含
む第1グレーズ層を形成するとともに、この第1グレー
ズ層の表面にガラスからなる層厚11〜30μmの緻密
な第2グレーズ層を形成してなるものである。
【0011】ここで、第1グレーズ層に平均直径5〜1
0μmの気孔を含有させたのは、平均直径が5μmより
小さい気孔では第1グレーズ層の熱伝導率が小さく、印
字濃度が薄くなるからであり、平均直径が10μmより
も大きい場合には、第1グレーズ層の蓄熱効果が大き
く、熱放散性が悪くなり、印字の際ににじみが生じるよ
うになるからである。
【0012】また、層厚11〜30μmの緻密な第2グ
レーズ層を第1グレーズ層の表面に形成したのは、第2
グレーズ層の層厚が11μmよりも薄い場合には、第1
グレーズ層の気孔による凹凸が第2グレーズ層表面まで
影響し、印字特性において濃度ムラが生じるからであ
り、第2グレーズ層の層厚が30μmよりも厚い場合に
は、第1グレーズ層の蓄熱効果が大きくなり、熱放散性
が悪くなり、印字の際ににじみや尾ひきを生じるように
なるからである。
【0013】
【作用】本発明では、平均直径5〜10μmの気孔を多
数含む第1グレーズ層の露出表面を、ガラスからなる厚
さ11〜30μmの第2グレーズ層で被覆することによ
り、グレーズ層表面を平滑化することが可能となるとと
もに、グレーズ層の印字特性を向上することが可能とな
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。図1は本発
明のグレーズ基板の一実施例を示す断面図である。図に
おいて、符号31は絶縁基板を示している。この絶縁基
板31の上面には微小な気孔を多数含む密度1.5〜
2.5g/cm3 の第1グレーズ層33が形成され、こ
の第1グレーズ層33の上面には、第1グレーズ層33
を包み込むように密度2.8〜3.3g/cm3 の第2
グレーズ層35が形成されている。この第2グレーズ層
35は、グレーズ下層37とグレーズ上層39とから構
成されており、グレーズ上層39は、第1グレーズ層3
3と同等もしくは同等以下の軟化点、例えば、800℃
の軟化点を有するガラスにより形成されている。第1グ
レーズ層33の軟化点は例えば、856℃とされてお
り、グレーズ下層37は、第1グレーズ層33やグレー
ズ上層39よりも高い軟化点、例えば、890℃の軟化
点を有している。
【0015】また、絶縁基体31の材質は、グレーズ上
層39に使用するガラスの熱膨張率と近似したものが良
く、例えばアルミナ(Al2 3 )含有率が90〜9
9.5%のアルミナセラミックスから構成される。
【0016】第1グレーズ層33,第2グレーズ層35
に使用されるガラスの材質としては、SiO2 −Al2
3 −CaO−BaO系,SiO2 −BaO−PbO
系,SiO2 −Al2 3 −BaO系,CaO−B2
3 −SiO2 系,SiO2 −B2 3 −PbO−Al2
3 −CaO−MgO系,SiO2 −BaO−PbO−
CaO−Al2 3 −B2 3 系,ZnO−B2 3
SiO2 系,PbO−ZnO−B2 3 系,SiO2
BaO−CaO系,PbO−SiO2 −B2 3系やS
iO2 −Al2 3 −SrO−CaO系等が好適に使用
できる。
【0017】例えば、第1グレーズ層33に使用される
ガラスとしては、SiO2 を40〜60重量%,Al2
3 を5〜10重量%,BaOを10〜30重量%を含
有して構成され、第2グレーズ層35のグレーズ下層3
7に使用されるガラスとしては、SiO2 を50〜60
重量%,Al2 3 を5〜10重量%,BaOを10〜
25重量%を含有して構成され、さらに第2グレーズ層
35のグレーズ上層39に使用されるガラスとしては、
SiO2 を40〜50重量%,Al2 3 を2〜8重量
%,BaOを25〜40重量%を含有して構成される。
【0018】第1グレーズ層33中に気孔を形成するに
は、ガラス中に発泡剤を含有させ、所定温度で焼成する
ことによりガラス中に平均直径5〜10μmの気孔が形
成される。この発泡剤としては、酸化分解温度がガラス
軟化温度より高いセラミックス、例えば窒化アルミ(A
lN),窒化珪素(Si3 4 ),窒化硼素(BN)等
の粒径の微細な窒化物系セラミックスが好適に使用でき
る。また、発泡剤を使用することなく、例えば、エッチ
ングによりガラス中のある特性の組成を選択的に溶出す
ることにより、第1グレーズ層33に気孔を形成しても
良いことは勿論である。
【0019】そして、第2グレーズ層35の厚みが、1
1〜30μmとされている。これは、第2グレーズ層3
5の厚みが11μmよりも薄いと気泡の凸凹の影響でグ
レーズ表面にウネリが発生し、表面平滑性が低下する
為、薄膜回路を形成した際に、安定な特性が得られなく
なるからであり、30μmよりも厚くなると、第1グレ
ーズ層33と第2グレーズ層35からなるグレーズ層の
体積を小さく出来ない為、熱容量が大きくなってしま
い、蓄熱放散性が劣化し、印字特性が劣化するからであ
る。第2グレーズ層35の厚みは13〜20μmが最適
である。尚、第1グレーズ層33の厚みは20〜60μ
mが好ましく、特に40〜50μmが最適である。
【0020】また、第2グレーズ層35のグレーズ下層
37の厚みは、層厚4〜10μmであり、グレーズ上層
39の厚みは、層厚7〜20μmとされている。グレー
ズ下層37の厚みを4〜10μmとしたのは、4μmよ
りも薄いと第1グレーズ層33の気孔が表出してくる虞
があり、10μmよりも厚いとグレーズ層の熱容量が大
きくなり、蓄熱放散性が劣化する傾向にあるからであ
る。また、グレーズ上層39の厚みを層厚7〜20μm
としたのは、7μmよりも薄いと第2グレーズ層35表
面の平滑化が不足する虞があり、20μmよりも厚いと
グレーズ層の熱容量が大きくなり、蓄熱放散性が劣化す
る傾向にあるからである。
【0021】以上のように構成されたグレーズ基板は、
例えば、856℃の軟化点を有するホウケイ酸ガラス
に、純度98%,平均粒径0.5μmの窒化珪素(Si
3 4)粉末からなる発泡剤を0.1重量%添加したガ
ラスペーストを使用して、アルミナ質焼結体より成る絶
縁基体31上に厚さ50μmになるようにスクリーン印
刷し、発泡剤を混合した第1ガラス層を形成する。この
第1ガラス層は焼成後には厚さt1 =45μmの第1グ
レーズ層33となる。
【0022】次に、第2グレーズ層35のグレーズ下層
37の主成分であるホウケイ酸ガラス(軟化点890
℃)からなるガラスペーストを使用して、第1ガラス層
を完全に包み込むように被覆する厚さ15μmの下ガラ
ス層をスクリーン印刷して形成する。この下ガラス層は
焼成後には厚さt2 =8μmのグレーズ下層37とな
る。このグレーズ下層37の存在により気泡が第1グレ
ーズ層33から第2グレーズ層35へ移動することを防
止することができる。
【0023】さらに、グレーズ上層39の主成分である
ホウケイ酸ガラス(軟化点800℃)からなるガラスペ
ーストを使用して、下ガラス層を完全に包み込むように
被覆する厚さ25μmの上ガラス層をスクリーン印刷し
て形成する。この上ガラス層は焼成後には厚さt3 =1
2μmのグレーズ上層39となる。このグレーズ上層3
9により、グレーズ層表面の平滑化が図れる。
【0024】しかる後、1000℃の温度で10分間保
持して焼成し、第1グレーズ層33の寸法が巾約6m
m、長さ約230mm、厚さt1 =45μm、最外層の
第2グレーズ層35の寸法が巾約7mm、長さ約230
mm、厚さt2 +t3 =20μmのグレーズ基板を作製
した。尚、第1グレーズ層33中の気孔の平均直径は6
μmであった。気孔の平均直径は第1グレーズ層33の
一断面における気孔の直径を平均して割り出した。
【0025】そして、第2グレーズ層のRaを表面粗さ
計にて計測したところ、0.04μmであり、平滑性が
良好であることを確認した。また、第2グレーズ層35
の表面に抵抗体および電極をそれぞれ順次形成してサー
マルヘッドを形成し、残存する熱によっていわゆる尾ひ
きやにじみ、濃度ムラが生じるか否かによりグレーズ層
の印字特性を試験した結果、印字特性は良好であること
を確認した。
【0026】ところで、本発明者等は、上記グレーズ基
板において第2グレーズ層35や第1グレーズ層33の
厚みや第1グレーズ層33の平均気孔径を種々変化させ
て、第2グレーズ層35の表面粗さおよびグレーズ層の
印字特性を上記と同様に試験した。この結果を表1に示
す。
【0027】
【表1】
【0028】表1により、第1グレーズ層33の気孔の
平均直径が5〜10μmであり、第2グレーズ層35の
厚みが11〜30μmである場合には、表面粗さおよび
印字特性において優れた特性を有することが判る。ま
た、試料No.1 ,2については、表面が凹凸なため印字
特性において濃度ムラが生じた。また、試料No.9で
は、第2グレーズ層35の厚みが30μmよりも厚いた
め、にじみや尾ひき現象が生じた。
【0029】尚、本実施例では第2グレーズ層35が2
層構造のグレーズ基板に適用した場合について説明した
が、第2グレーズ層は1層構造もしくは3層構造以上で
あっても良いことは勿論である。
【0030】また、第2グレーズ層35が焼成後でも明
確に2層に区別できる場合について説明したが、2層が
明確には区別できない場合もある。
【0031】
【発明の効果】本発明のグレーズ基板によれば、平均直
径5〜10μmの気孔を多数含む第1グレーズ層の表面
に、ガラスからなる層厚11〜30μmの緻密な第2グ
レーズ層をスクリーン印刷により形成することにより、
グレーズ層表面の平滑性を確保することができるととも
に、グレーズ層の熱伝導性を低減することができ、印字
効率の大幅な向上と消費電力が大幅に削減された印字特
性の良好なグレーズ基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のグレーズ基板の一実施例を示す断面図
である。
【図2】従来のサーマルヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
31 絶縁基体 33 第1グレーズ層 35 第2グレーズ層 37 グレーズ下層 39 グレーズ上層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体上に平均直径5〜10μmの気孔
    を多数含む第1グレーズ層を形成するとともに、この第
    1グレーズ層の表面に、ガラスからなる層厚11〜30
    μmの緻密な第2グレーズ層を形成してなることを特徴
    とするグレーズ基板。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1314563A2 (en) 2001-11-27 2003-05-28 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet head, and method for manufacturing the same
JP2006321123A (ja) * 2005-05-19 2006-11-30 Seiko Instruments Inc 発熱抵抗素子、サーマルヘッド及びインクジェットヘッド
JP2011151252A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Tdk Corp 電子部品

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