JPH07137319A - Thick film thermal head - Google Patents

Thick film thermal head

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JPH07137319A
JPH07137319A JP26229093A JP26229093A JPH07137319A JP H07137319 A JPH07137319 A JP H07137319A JP 26229093 A JP26229093 A JP 26229093A JP 26229093 A JP26229093 A JP 26229093A JP H07137319 A JPH07137319 A JP H07137319A
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JP
Japan
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layer
resin
thermal head
thick film
heat
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Application number
JP26229093A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinobu Obata
忍 小畠
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enhance productivity and to enable high speed printing and the lowering of power consumption by forming a thick film thermal head by successively laminating a heat accumulating layer composed of a resin and a heat generating layer on a substrate. CONSTITUTION:A heat accumulating layer composed of a resin is provided on a substrate and a heat generating layer is laminated on the heat accumulating layer to form a thick film thermal head. As the resin constituting the heat accumulating layer, a resin having thermal decomposition temp. higher than the forming temp. of the heat generating layer is pref. The heat generating layer is pref. constituted of a baked material of paste containing high softening point glass particles containing metal oxide, low softening point glass particles and org. vehicle. More concretely, as the resin used in the formation of the heat accumulating layer, a heat-resistant resin not thermally deformed or decomposed at the actual operation temp. of the thick film thermal head such as a polyimide resin, an epoxy resin or a phenolic resin is designated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、厚膜サーマルヘッドに
おける蓄熱層を初めて樹脂で形成することを可能とした
ものである。即ち、本発明は、蓄熱層を樹脂とした厚膜
サーマルヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention makes it possible for the first time to form a heat storage layer in a thick film thermal head from resin. That is, the present invention relates to a thick film thermal head using a heat storage layer as a resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】ファクシミリ、プリンタ等に搭載される
厚膜サーマルヘッドは、一般に、図1及び図2にその断
面図及び上面図を示すように、基板1上にガラスからな
る蓄熱層(グレーズ層)2が形成され、上記グレーズ層
2上に共通電極層3及び個別電極層4が形成され、上記
グレーズ層2上に上記共通電極層3及び個別電極層4を
跨ぐように発熱層5が形成され、更にこの発熱層5上に
ガラス等の保護層6が形成されるという構成を有し、次
のようにして製造される。先ず、セラミック製の基板1
上にガラスペーストを印刷し、これを約1300〜15
00℃で焼成してグレーズ層2が形成され、上記グレー
ズ層2上に導体ペーストを印刷し、約800〜900℃
で焼成し、これをエッチングして共通電極層3及び個別
電極層4がパターン形成される。次に、酸化ルテニウム
等の金属酸化物粉末と軟化点約700℃のガラス粉末
(ガラスフリット)とを有機溶剤でペースト状とした抵
抗ペーストを、上記グレーズ層2上に、上記共通電極層
3と個別電極層4とに跨るように帯状に印刷し、約80
0〜850℃で焼成して発熱層5が形成され、更に、上
記発熱層5上にガラスペーストを印刷し、約800〜9
00℃で焼成してガラス等の保護層6が形成される。
2. Description of the Related Art A thick film thermal head mounted in a facsimile, a printer or the like generally has a heat storage layer (glaze layer) made of glass on a substrate 1 as shown in the sectional view and the top view of FIGS. ) 2 is formed, the common electrode layer 3 and the individual electrode layer 4 are formed on the glaze layer 2, and the heat generating layer 5 is formed on the glaze layer 2 so as to straddle the common electrode layer 3 and the individual electrode layer 4. Then, the protective layer 6 made of glass or the like is further formed on the heat generating layer 5, and is manufactured as follows. First, the ceramic substrate 1
Print the glass paste on the top,
The glaze layer 2 is formed by firing at 00 ° C., a conductor paste is printed on the glaze layer 2, and the glaze layer 2 is printed at about 800 to 900 ° C.
Then, the common electrode layer 3 and the individual electrode layer 4 are patterned by firing. Next, a resistance paste prepared by pasting a metal oxide powder such as ruthenium oxide and a glass powder (glass frit) having a softening point of about 700 ° C. with an organic solvent was applied onto the glaze layer 2 and the common electrode layer 3 together. It is printed in a strip shape so as to straddle the individual electrode layer 4,
The heat generating layer 5 is formed by firing at 0 to 850 ° C., and a glass paste is printed on the heat generating layer 5 to form about 800 to 9
The protective layer 6 made of glass or the like is formed by baking at 00 ° C.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来より、ファクシミ
リ、プリンタ等において、高速印字化且つ低消費電力
化、即ち印字効率の向上が技術的課題とされてきてお
り、この課題を達成すべくサーマルヘッドの改善が進め
られている。上記印字効率を向上させ得る手段の一つと
して、例えばTOSHIBA ELECTRON DE
VICE NEWS1990年12月号 No.27
1〜4頁、昭和63年電子情報通信学会 秋季全国大会
要旨集 D−87等に記載されているように、サーマル
ヘッドの蓄熱層をポリイミド等の樹脂で形成することが
知られている。上記蓄熱層を耐熱性樹脂とする場合は、
ガラスを蓄熱層とする場合に比して、発熱層で発生する
熱の蓄熱及び放熱を迅速に行うことができ、結果として
印字効率を向上し得るのである。
In the past, in facsimiles, printers, etc., high-speed printing and low power consumption, that is, improvement of printing efficiency has been a technical problem, and a thermal head is required to achieve this problem. Is being improved. As one of means for improving the printing efficiency, for example, TOSHIBA ELECTRON DE
VICE NEWS December 1990 No. 27
It is known that the heat storage layer of the thermal head is formed of a resin such as polyimide, as described in pages 1 to 4, 1988 Autumn Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers National Meeting, D-87 and the like. When the heat storage layer is a heat resistant resin,
As compared with the case where glass is used as the heat storage layer, the heat generated in the heat generation layer can be stored and released quickly, and as a result, the printing efficiency can be improved.

【0004】しかしながら、上記文献類には、サーマル
ヘッドにおける各層をスパッタリング、蒸着法等の薄膜
形成法により形成する、いわゆる薄膜サーマルヘッドを
対象として記されたものであり、印刷・焼成により発熱
層等を形成する厚膜サーマルヘッドにおいては、樹脂を
蓄熱層とすることはできなかった。即ち、蓄熱層とされ
る上記ポリイミド等の樹脂は、その熱分解される温度
(熱分解温度)が約500〜550℃であり、従来のガ
ラス製の蓄熱層よりも遙かに低い温度で分解、変形する
ために、薄膜サーマルヘッドのようにスパッタリングや
蒸着法で樹脂蓄熱層上に発熱抵抗体層等を形成する場合
は、層形成時の温度が300℃前後で行われるために、
上記樹脂蓄熱層を劣化させることがないが、一方、厚膜
サーマルヘッドの場合は、上記のように発熱層を約80
0〜850℃という高温で形成するために、樹脂蓄熱層
が熱分解してしまい、樹脂蓄熱層の特性を著しく劣化さ
せてしまうのである。
However, the above-mentioned documents are intended for a so-called thin film thermal head in which each layer in the thermal head is formed by a thin film forming method such as sputtering or vapor deposition, and a heating layer or the like is formed by printing or firing. In the thick-film thermal head for forming the resin, the resin could not be used as the heat storage layer. That is, the above-mentioned resin such as polyimide used as the heat storage layer has a temperature (thermal decomposition temperature) at which it is thermally decomposed at about 500 to 550 ° C., and decomposes at a temperature much lower than that of the conventional glass heat storage layer. In order to deform, when a heating resistor layer or the like is formed on the resin heat storage layer by sputtering or vapor deposition like a thin film thermal head, the temperature at the time of layer formation is around 300 ° C.,
Although the resin heat storage layer is not deteriorated, on the other hand, in the case of the thick film thermal head, the heat generation layer is about 80 as described above.
Since the resin heat storage layer is formed at a high temperature of 0 to 850 ° C., the resin heat storage layer is thermally decomposed and the characteristics of the resin heat storage layer are significantly deteriorated.

【0005】このような技術の現状において、厚膜サー
マルヘッドにおいて樹脂蓄熱層を用いようとすると、発
熱層を、樹脂蓄熱層の熱分解温度よりも低い温度である
500℃以下の温度において形成することが必要条件と
考えられる。そこで、発熱層を形成するための抵抗ペー
スト中のガラスフリットを従来のものより低い低軟化点
のもの、例えば軟化点300〜400℃のものとし、発
熱層を500℃以下の温度で焼成して形成したところ、
樹脂蓄熱層の特性は保持されるものの、サーマルヘッド
を作動させるのに必要な入力エネルギーより遙かに低い
エネルギー値において発熱層のシート抵抗値の著しい変
化が生じ、サーマルヘッドとしての耐電力特性が著しく
劣化することになるのである。
In the current state of the art, when a resin heat storage layer is used in a thick film thermal head, the heat generation layer is formed at a temperature of 500 ° C. or lower which is lower than the thermal decomposition temperature of the resin heat storage layer. Is considered a necessary condition. Therefore, the glass frit in the resistance paste for forming the heating layer has a lower softening point than that of the conventional one, for example, a softening point of 300 to 400 ° C., and the heating layer is fired at a temperature of 500 ° C. or less. When formed,
Although the characteristics of the resin heat storage layer are retained, the sheet resistance value of the heat generation layer changes significantly at an energy value much lower than the input energy required to operate the thermal head, and the power resistance characteristics of the thermal head It will be significantly deteriorated.

【0006】本発明は、薄膜サーマルヘッドに比して生
産性及びコスト面で有利な厚膜サーマルヘッドにおい
て、蓄熱層に樹脂を用いることにより、高速印字化及び
低消費電力化を図ることを目的とする。
An object of the present invention is to achieve high-speed printing and low power consumption by using a resin for a heat storage layer in a thick film thermal head which is more advantageous in productivity and cost than a thin film thermal head. And

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、厚膜サーマルヘッド
における発熱層を、金属酸化物を含有する高軟化点ガラ
ス粒子を低軟化点ガラス及び有機溶剤を含有するペース
トに混入し、これを焼成して形成するときは、樹脂から
なる蓄熱層の特性劣化を生じさせることのない比較的低
温で形成し得、しかも発熱層の耐電力特性を低下するこ
となく、サーマルヘッドとしての発熱効率を非常に向上
し得ることを見出した。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that the heating layer in a thick film thermal head is made to have low softening point glass particles containing a metal oxide. When mixed with a paste containing point glass and an organic solvent and baked to form it, it can be formed at a relatively low temperature that does not cause deterioration of the characteristics of the heat storage layer made of a resin, and the resistance of the heat generation layer is high. It has been found that the heat generation efficiency as a thermal head can be greatly improved without deteriorating the power characteristics.

【0008】即ち、本発明は、次の厚膜サーマルヘッド
に係るものである。 基板と、該基板上に形成される蓄熱層と、該蓄熱層
上に形成される発熱層とを具備する厚膜サーマルヘッド
において、上記蓄熱層が樹脂からなることを特徴とする
厚膜サーマルヘッド。 基板と、該基板上に形成される蓄熱層と、該蓄熱層
上に形成される発熱層とを具備する厚膜サーマルヘッド
において、上記蓄熱層が、上記発熱層の形成温度より高
い熱分解温度を有する樹脂からなる上記に記載の厚膜
サーマルヘッド。 発熱層が、金属酸化物を含有する高軟化点ガラス粒
子と低軟化点ガラスと有機ビヒクルとを含有するペース
ト体の焼成体である上記又はに記載の厚膜サーマル
ヘッド。 金属酸化物を含有する高軟化点ガラス粒子が、金属
及び/又は金属酸化物と高軟化点ガラス粒子と有機ビヒ
クルとを含有するペースト体を焼成・粉砕して得られる
ものである上記に記載の厚膜サーマルヘッド。
That is, the present invention relates to the following thick film thermal head. A thick film thermal head comprising a substrate, a heat storage layer formed on the substrate, and a heat generation layer formed on the heat storage layer, wherein the heat storage layer is made of resin. . In a thick film thermal head comprising a substrate, a heat storage layer formed on the substrate, and a heat generation layer formed on the heat storage layer, the heat storage layer has a thermal decomposition temperature higher than the formation temperature of the heat generation layer. The thick film thermal head as described above, which is made of a resin having: The thick film thermal head as described in the above item 1 or 2, wherein the heat generating layer is a fired body of a paste body containing high-softening point glass particles containing a metal oxide, low-softening point glass and an organic vehicle. The high softening point glass particles containing a metal oxide are those obtained by firing and crushing a paste body containing a metal and / or a metal oxide, high softening point glass particles and an organic vehicle. Thick film thermal head.

【0009】本発明における基板としては、従来よりサ
ーマルヘッドにおいて使用されるものを用いることがで
き、例えばセラミック製、ステンレス鋼製等の絶縁性及
び導電性の基板を例示でき、これらの中でも硬度が高く
且つ熱膨張率が低いセラミック製基板を好ましく使用す
ることができる。本発明において蓄熱層の形成に用いら
れる樹脂としては、厚膜プリントヘッドの実動作温度
(約300〜500℃)で変形、流動及び熱分解せず、
用いる基板との密着性が実動作の繰り返しにおいても良
好に確保されるものであれば特に限定されることなく使
用でき、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フ
ェノール系樹脂等の耐熱性樹脂を例示することができ
る。これら樹脂は、その一種もしくは二種以上を、上記
基板上の一部乃至全部に印刷等により塗着し、必要に応
じて加熱し、硬化させて蓄熱層とされる。
As the substrate in the present invention, those conventionally used in thermal heads can be used, and examples thereof include insulating and conductive substrates made of ceramics, stainless steel, etc. A ceramic substrate having a high coefficient of thermal expansion and a low coefficient of thermal expansion can be preferably used. The resin used for forming the heat storage layer in the present invention does not deform, flow or thermally decompose at the actual operating temperature (about 300 to 500 ° C.) of the thick film print head,
It can be used without particular limitation as long as the adhesiveness with the substrate to be used is well ensured even in repeated actual operation, and examples thereof include heat resistant resins such as polyimide resin, epoxy resin, and phenol resin. can do. One kind or two or more kinds of these resins are applied to a part or all of the above-mentioned substrate by printing or the like, and if necessary, heated and cured to form a heat storage layer.

【0010】また、本発明において発熱層は、樹脂から
なる上記蓄熱層を劣化させない温度、即ち樹脂蓄熱層を
変形、流動及び熱分解しない温度で焼成して形成可能な
ことが必要であり、焼成温度を約500℃以下にするこ
とが好ましい。このために、本発明では、例えば金属酸
化物を含有する高軟化点ガラス粒子を、低軟化点ガラス
ペーストに混入して得られるペースト体を焼成すること
により発熱層を比較的低温で形成することができる。よ
り具体的には、図3(a)に示すように、金属及び/又
は金属酸化物Aと、軟化点約500℃以上、より好まし
くは650℃以上の高軟化点ガラスフリットBと、有機
溶剤及び樹脂からなる有機ビヒクルCとを含有する抵抗
ペーストDを焼成して、図3(b)に示すように、高軟
化点ガラスB’中に金属酸化物A’を分散させた焼成体
を得、これを粉砕して、図3(c)に示すように、ガラ
ス粒子Eを形成し、更に、図3(d)に示すように、こ
のガラス粒子Eを低軟化点ガラスフリットFとともに、
有機溶剤と樹脂からなる有機ビヒクルC’に混合してペ
ースト体Gとし、図3(e)に示すように、このペース
ト体Gを上記蓄熱層上に印刷し、上記低軟化点ガラスフ
リットFの焼成可能な温度で焼成することにより低軟化
点ガラスF’中に上記ガラス粒子Eが分散した発熱層H
を形成することができる。上記低軟化点ガラスフリット
は、例えば上記蓄熱層として熱分解温度550℃のポリ
イミド樹脂を用いた場合、その軟化点を約500℃以
下、より好ましくは約300〜400℃とされることに
より、上記熱分解温度以下の温度、例えば500℃で焼
成して発熱層を形成することができる。上記金属酸化物
と高軟化点ガラスフリットとの混合比は、所望の抵抗値
により適宜選択され得るものである。また、上記抵抗ペ
ーストDとして、例えば従来より発熱層の形成に用いら
れる抵抗ペースト等を使用することができる。
Further, in the present invention, the heat generating layer needs to be formed by firing at a temperature at which the heat storage layer made of resin is not deteriorated, that is, at a temperature at which the resin heat storage layer is not deformed, flowed or thermally decomposed. It is preferred that the temperature be below about 500 ° C. Therefore, in the present invention, the heating layer is formed at a relatively low temperature by firing, for example, a paste body obtained by mixing high-softening point glass particles containing a metal oxide with a low-softening point glass paste. You can More specifically, as shown in FIG. 3A, a metal and / or metal oxide A, a high softening point glass frit B having a softening point of about 500 ° C. or higher, and more preferably 650 ° C. or higher, and an organic solvent. A resistance paste D containing a resin and an organic vehicle C made of a resin is fired to obtain a fired body in which a metal oxide A ′ is dispersed in a high softening point glass B ′, as shown in FIG. 3B. Then, this is crushed to form glass particles E as shown in FIG. 3 (c), and further, as shown in FIG. 3 (d), the glass particles E together with the low softening point glass frit F are
The paste body G is mixed with an organic vehicle C ′ made of an organic solvent and a resin, and the paste body G is printed on the heat storage layer as shown in FIG. A heating layer H in which the glass particles E are dispersed in the low softening point glass F ′ by firing at a temperature at which firing is possible
Can be formed. When the polyimide resin having a thermal decomposition temperature of 550 ° C. is used as the heat storage layer, the low softening point glass frit has a softening point of about 500 ° C. or less, more preferably about 300 to 400 ° C. The heating layer can be formed by firing at a temperature lower than the thermal decomposition temperature, for example, 500 ° C. The mixing ratio of the metal oxide and the high softening point glass frit can be appropriately selected depending on the desired resistance value. Further, as the resistance paste D, for example, a resistance paste conventionally used for forming a heat generating layer can be used.

【0011】上記抵抗ペースト中の金属及び/又は金属
酸化物、並びに高軟化点ガラスフリットは、その粒径を
小さくして用いられるほど、得られる上記金属酸化物を
含有する高軟化点ガラス粒子中の金属酸化物の分散状態
を均一に近づけることができるので、金属及び金属酸化
物は、平均粒径約5μm以下とされるのが好ましく、特
に約1μm以下とされるのがより好ましく、上記高軟化
点ガラスフリットは平均粒径約5μm以下とされるのが
好ましく、より好ましくは約3μm以下とされる。ま
た、上記金属酸化物を含有する高軟化点ガラス粒子及び
これとともに有機ビヒクル中に分散させられる上記低軟
化点ガラスフリットもその粒径を小さくして用いられる
ほど均一な混合状態に近けることができるので、両者と
も平均粒径約6μm以下とされるのが好ましく、より好
ましくは、上記金属酸化物を含有する高軟化点ガラス粒
子が平均粒径約5μm以下、上記低軟化点ガラスフリッ
トが平均粒径約3μmとされる。このように粒径を小さ
く調整することにより、得られる発熱層のシート抵抗値
のばらつきをより抑制して、同一の特性の発熱層を安定
して得ることができる。
The metal and / or metal oxide and the high softening point glass frit in the above resistance paste are obtained in a high softening point glass particle containing the above metal oxide as the particle size is reduced. The average particle size of the metal and the metal oxide is preferably about 5 μm or less, and more preferably about 1 μm or less, because the dispersed state of the metal oxide can be made uniform. The softening point glass frit preferably has an average particle size of about 5 μm or less, more preferably about 3 μm or less. Further, the high softening point glass particles containing the metal oxide and the low softening point glass frit dispersed in the organic vehicle together with the high softening point glass particles may be closer to a uniform mixed state as the particle size is reduced. Therefore, it is preferable that both have an average particle size of about 6 μm or less, and more preferably, the high softening point glass particles containing the metal oxide have an average particle size of about 5 μm or less and the low softening point glass frit has an average value of about 5 μm or less. The particle size is about 3 μm. By adjusting the particle size to be small in this way, it is possible to further suppress variations in the sheet resistance value of the obtained heat generating layer and to stably obtain a heat generating layer having the same characteristics.

【0012】上記金属及び/又は金属酸化物としては、
例えばルテニウム、インジウム、ジルコニウム、パラジ
ウム、ロジウム、白金等の金属、及びこれら金属の酸化
物を例示でき、これらの一種もしくは二種以上を用いる
ことができる。また、上記金属及び/又は金属酸化物の
他に、アルミナ等の無機質フィラーを必要に応じて適宜
加えることで上記金属酸化物を含有する高軟化点ガラス
粒子の強度等を向上することができる。
The above metal and / or metal oxide includes
Examples thereof include metals such as ruthenium, indium, zirconium, palladium, rhodium and platinum, and oxides of these metals, and one or more of these can be used. In addition to the above-mentioned metal and / or metal oxide, an inorganic filler such as alumina may be appropriately added as needed to improve the strength of the high softening point glass particles containing the above metal oxide.

【0013】また、上記金属酸化物を含有する高軟化点
ガラス粒子と低軟化点ガラスフリットとをペースト状と
するために用いられる上記有機ビヒクルとしては、上記
発熱層の形成時の焼成温度において焼失するものであれ
ば特に限定することなく使用でき、例えばエチルセルロ
ース、ロジン等の樹脂を、例えばテレピネオール、ブチ
ルカルビトールアセテート、エチレングリコール等の有
機溶剤を用いて、適当な粘度の樹脂ペーストに調整し、
必要に応じて、例えば白金、金等の金属、酸化ジルコニ
ウム等の金属酸化物、アルミナ等のセラミック等の無機
フィラーを得られる発熱体の特性を著しく阻害しない範
囲で適宜添加して、使用することができる。また、上記
金属酸化物を含有する高軟化点ガラス粒子と低軟化点ガ
ラスフリットとを有機ビヒクルに混合するとき、上記低
軟化点ガラスフリットの混合比が、上記金属酸化物を含
有する高軟化点ガラス粒子に対して余りに大きくなる
と、耐電力特性が低下したり、得られる発熱層中の金属
酸化物の含有率が小さくなって該発熱層の抵抗値調整の
幅が制限されるばかりか、抵抗値が過剰に大きなものと
なってしまい、一方上記低軟化点ガラスフリットの混合
比が小さすぎると、得られる発熱層の蓄熱層に対する密
着性が低下してしまうので、上記金属酸化物を含有する
高軟化点ガラスと低軟化点ガラスフリットとの混合比と
しては、重量比で前者:後者=約40〜95:60〜5
とするのが好ましく、より好ましくは約50〜90:5
0〜10とされる。
The organic vehicle used for forming the high softening point glass particles containing the metal oxide and the low softening point glass frit into a paste is burned at the firing temperature at the time of forming the heat generating layer. It can be used without particular limitation as long as it is, for example, a resin such as ethyl cellulose, rosin, terpineol, butyl carbitol acetate, using an organic solvent such as ethylene glycol, adjusted to a resin paste of appropriate viscosity,
If necessary, for example, a metal such as platinum or gold, a metal oxide such as zirconium oxide, an inorganic filler such as a ceramic such as alumina can be appropriately added and used within a range that does not significantly impair the characteristics of the heating element. You can Further, when the high-softening point glass particles containing the metal oxide and the low-softening point glass frit are mixed with an organic vehicle, the mixing ratio of the low-softening point glass frit is high-softening point containing the metal oxide. If it is too large with respect to the glass particles, the electric power withstanding property is deteriorated, or the content of the metal oxide in the obtained heat generating layer is reduced to limit the range of resistance value adjustment of the heat generating layer, and If the mixing ratio of the low softening point glass frit is too small, the adhesion of the resulting heat generating layer to the heat storage layer will decrease, and thus the metal oxide will be contained. As a mixing ratio of the high softening point glass and the low softening point glass frit, the weight ratio is the former: the latter = about 40 to 95:60 to 5.
And more preferably about 50-90: 5.
It is set to 0-10.

【0014】更に、本発明において、上記のように調整
されたペースト体を用いて発熱層を形成する場合、上記
ペースト体を多層に印刷することにより上記発熱層の層
厚を大きくすることにより、サーマルヘッドにおける発
熱層としての耐電力特性を向上することができる。尚、
本発明において、上記蓄熱層上に、上記発熱層を選択的
に発熱させるために該発熱層と一部重なり接続される共
通電極層及び個別電極層が設けられるが、これら電極層
は、例えば、有機金ペースト等の有機金属ペーストを印
刷・焼成し、これをホトリソグラフィによりパターンニ
ングすることにより形成されることができ、このように
形成すれば蓄熱層である樹脂の特性及び形状を変化させ
ない温度(約300〜500℃以下)で行うことができ
る。
Further, in the present invention, when the heat generating layer is formed using the paste body adjusted as described above, the paste body is printed in multiple layers to increase the layer thickness of the heat generating layer. It is possible to improve the withstand power characteristics as a heat generating layer in the thermal head. still,
In the present invention, on the heat storage layer, a common electrode layer and an individual electrode layer which are partially overlapped with and connected to the heat generation layer to selectively heat the heat generation layer are provided, and these electrode layers are, for example, It can be formed by printing and firing an organic metal paste such as an organic gold paste, and patterning this by photolithography. If formed in this way, a temperature that does not change the characteristics and shape of the resin that is the heat storage layer (About 300 to 500 ° C. or lower).

【0015】また、本発明においては、必要に応じて、
上記発熱層の摩耗を防止するとともに、上記発熱層、蓄
熱層等の各層を保護する目的で、発熱層が形成された基
板上における少なくとも該発熱層上に保護層を形成して
もかまわない。上記保護層は、例えばTa25、SiA
lON、SiO2等の絶縁物質をスパッタリングや蒸着
法により形成したり、耐熱性の樹脂を印刷・硬化した
り、低軟化点ガラスを印刷・焼成したりして設けられ得
る。このようにして保護層を設ければ、蓄熱層である樹
脂の特性及び形状を変化させない温度(約200〜40
0℃)で行うことができる。
Further, in the present invention, if necessary,
For the purpose of preventing abrasion of the heat generating layer and protecting each layer such as the heat generating layer and the heat storage layer, a protective layer may be formed at least on the heat generating layer on the substrate on which the heat generating layer is formed. The protective layer is made of, for example, Ta 2 O 5 or SiA.
It may be provided by forming an insulating material such as 1ON or SiO 2 by a sputtering or vapor deposition method, printing / curing a heat resistant resin, or printing / baking a low softening point glass. If the protective layer is provided in this manner, the temperature (about 200 to 40
0 ° C.).

【0016】[0016]

【実施例】以下実施例を示し、本発明の特徴とするとこ
ろをよ詳細に説明するが、本発明がこれら実施例に限定
されることはない。尚、以下に示す実施例は、図1及び
図2に従い説明される。 (実施例1)先ず、アルミナ製の基板10上の全面に、
熱分解温度が550℃のポリイミド樹脂を印刷し、熱硬
化させて層厚約20μmの蓄熱層20を形成した。次
に、上記蓄熱層20上の所定位置に有機金ペーストを印
刷し、500℃で焼成した後、ホトリソグラフィにより
パターンニングして櫛歯状の共通電極層30及び個別電
極層40を形成した。
EXAMPLES The features of the present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The following examples will be described with reference to FIGS. 1 and 2. (Example 1) First, on the entire surface of the substrate 10 made of alumina,
A polyimide resin having a thermal decomposition temperature of 550 ° C. was printed and thermally cured to form a heat storage layer 20 having a layer thickness of about 20 μm. Next, an organic gold paste was printed at a predetermined position on the heat storage layer 20, baked at 500 ° C., and patterned by photolithography to form a comb-shaped common electrode layer 30 and an individual electrode layer 40.

【0017】そして、平均粒径1μmのRuO250重
量%と、平均粒径3μmでSiO2及びPbOを主成分
とする軟化点700℃のガラスフリット47重量%と、
平均粒径1μmのZrO23重量%とを、エチルセルロ
ース樹脂及びテレピネオールからなる有機ビヒクル中に
混入してペースト体を得、このペースト体を850℃で
焼成し、この焼成体を粉砕して平均粒径5μmの酸化ル
テニウムを含有するガラス粒子を得た。次に、このガラ
ス粒子87重量%と、平均粒径3μmでSiO2及びP
bOを主成分とする軟化点350℃のガラスフリット1
3重量%とを上記で用いたのと同様の有機ビヒクル中に
混入しペースト体を得た。そして、このペースト体を上
記共通電極層30及び個別電極層40上に跨るように帯
状に印刷し、500℃で焼成し、発熱層50を形成し
た。
50% by weight of RuO 2 having an average particle size of 1 μm, and 47% by weight of a glass frit having an average particle size of 3 μm and containing SiO 2 and PbO as main components and a softening point of 700 ° C.
3% by weight of ZrO 2 having an average particle size of 1 μm was mixed in an organic vehicle composed of ethyl cellulose resin and terpineol to obtain a paste body, which was fired at 850 ° C., and the fired body was crushed to obtain an average grain size. Glass particles containing ruthenium oxide having a diameter of 5 μm were obtained. Next, 87% by weight of the glass particles and SiO 2 and P having an average particle diameter of 3 μm were used.
Glass frit 1 containing bO as a main component and having a softening point of 350 ° C. 1
3% by weight was mixed in the same organic vehicle as used above to obtain a paste. Then, this paste body was printed in a strip shape so as to extend over the common electrode layer 30 and the individual electrode layer 40, and was fired at 500 ° C. to form the heat generating layer 50.

【0018】その後、上記共通電極層30,個別電極層
40及び発熱層50上にTa25をスパッタリングによ
り300℃で蒸着し保護膜60を形成し、厚膜サーマル
ヘッドを製造した。 (実施例2)上記実施例1と同様にして基板上に蓄熱
層、共通電極層及び個別電極層を形成した。そして、上
記実施例1と同様にして平均粒径5μmの酸化ルテニウ
ムを含有するガラス粒子を得た。このガラス粒子68重
量%と、平均粒径3μmでSiO2及びPbOを主成分
とする軟化点350℃のガラスフリット32重量%とを
上記で用いたのと同様の有機ビヒクル中に混入しペース
ト体を得た。このペースト体を上記共通電極層及び個別
電極層上に跨るように帯状に印刷し、500℃で焼成
し、発熱層を形成した。
After that, Ta 2 O 5 was vapor-deposited on the common electrode layer 30, the individual electrode layer 40, and the heat generating layer 50 at 300 ° C. by sputtering to form a protective film 60, thereby manufacturing a thick film thermal head. (Example 2) A heat storage layer, a common electrode layer and an individual electrode layer were formed on a substrate in the same manner as in Example 1 above. Then, glass particles containing ruthenium oxide having an average particle diameter of 5 μm were obtained in the same manner as in Example 1. 68% by weight of the glass particles and 32% by weight of a glass frit having an average particle diameter of 3 μm and having a softening point of 350 ° C. and having SiO 2 and PbO as main components are mixed in the same organic vehicle as used above to prepare a paste body. Got This paste body was printed in a strip shape so as to extend over the common electrode layer and the individual electrode layer, and was fired at 500 ° C. to form a heat generating layer.

【0019】以下実施例1と同様にして厚膜サーマルヘ
ッドを製造した。 (実施例3)上記実施例1と同様にして基板上に蓄熱
層、共通電極層及び個別電極層を形成した。そして、上
記実施例1と同様にして平均粒径5μmの酸化ルテニウ
ムを含有するガラス粒子を得た。このガラス粒子57重
量%と、平均粒径3μmでSiO2及びPbOを主成分
とする軟化点350℃のガラスフリット43重量%とを
上記で用いたのと同様の有機ビヒクル中に混入しペース
ト体を得た。このペースト体を上記共通電極層及び個別
電極層上に跨るように帯状に印刷し、500℃で焼成
し、発熱層を形成した。
A thick film thermal head was manufactured in the same manner as in Example 1 below. (Example 3) A heat storage layer, a common electrode layer and an individual electrode layer were formed on a substrate in the same manner as in Example 1 above. Then, glass particles containing ruthenium oxide having an average particle diameter of 5 μm were obtained in the same manner as in Example 1. 57% by weight of the glass particles and 43% by weight of a glass frit having an average particle diameter of 3 μm and having a softening point of 350 ° C. and having SiO 2 and PbO as main components are mixed in the same organic vehicle as used above to prepare a paste body. Got This paste body was printed in a strip shape so as to extend over the common electrode layer and the individual electrode layer, and was fired at 500 ° C. to form a heat generating layer.

【0020】以下実施例1と同様にして厚膜サーマルヘ
ッドを製造した。 (比較例1)アルミナ基板上にガラスペーストを印刷
し、これを1400℃で焼成してガラスグレーズ層を形
成し、上記ガラスグレーズ層上に導体ペーストを印刷
し、800℃で焼成し、これをエッチングして共通電極
層及び個別電極層をパターン形成した。次に、平均粒径
1μmのRuO240重量%と、平均粒径3μmでSi
2及びCaOを主成分とする軟化点700℃のガラス
フリット57重量%と、平均粒径1μmのZrO23重
量%とを、エチルセルロース樹脂及びテレピネオールか
らなる有機ビヒクル中に混入してペースト体を得、この
ペースト体を、上記ガラスグレーズ層上に、上記共通電
極層と個別電極層とに跨るように帯状に印刷し、800
℃で焼成して発熱層を形成し、更に、上記発熱層上にガ
ラスペーストを印刷し、800℃で焼成してガラスの保
護層を形成して、従来の厚膜サーマルヘッドを製造し
た。
A thick film thermal head was manufactured in the same manner as in Example 1 below. (Comparative Example 1) A glass paste was printed on an alumina substrate and fired at 1400 ° C to form a glass glaze layer. A conductor paste was printed on the glass glaze layer and fired at 800 ° C. The common electrode layer and the individual electrode layer were patterned by etching. Next, 40% by weight of RuO 2 having an average particle size of 1 μm and Si having an average particle size of 3 μm were used.
57% by weight of a glass frit containing O 2 and CaO as main components and having a softening point of 700 ° C. and 3% by weight of ZrO 2 having an average particle size of 1 μm were mixed in an organic vehicle composed of an ethylcellulose resin and terpineol to form a paste. Then, the paste body was printed in a strip shape on the glass glaze layer so as to extend over the common electrode layer and the individual electrode layer, and 800
A conventional thick-film thermal head was manufactured by firing at 800C to form a heating layer, printing a glass paste on the heating layer, and firing at 800 ° C to form a glass protective layer.

【0021】(比較例2)上記実施例1と同様にして基
板上に蓄熱層、共通電極層及び個別電極層を形成した。
そして、平均粒径1μmのRuO240重量%と、平均
粒径3μmでSiO2及びPbOを主成分とする軟化点
350℃のガラスフリット57重量%と、平均粒径1μ
mのZrO23重量%とを、エチルセルロース樹脂及び
テレピネオールからなる有機ビヒクル中に混入してペー
スト体を得、このペースト体を、上記蓄熱層上に、上記
共通電極層と個別電極層とに跨るように帯状に印刷し、
500℃で焼成して発熱層を形成した。以下、実施例1
と同様にして厚膜サーマルヘッドを製造した。
Comparative Example 2 A heat storage layer, a common electrode layer and an individual electrode layer were formed on a substrate in the same manner as in Example 1 above.
Then, 40% by weight of RuO 2 having an average particle size of 1 μm, 57% by weight of a glass frit having an average particle size of 3 μm and having a softening point of 350 ° C. and having SiO 2 and PbO as main components, and an average particle size of 1 μm
3% by weight of ZrO 2 of m was mixed in an organic vehicle composed of ethyl cellulose resin and terpineol to obtain a paste body, and the paste body was spread over the heat storage layer and the common electrode layer and the individual electrode layer. Printed in strips,
The heating layer was formed by firing at 500 ° C. Hereinafter, Example 1
A thick film thermal head was manufactured in the same manner as in.

【0022】[耐電力特性及び消費電力特性]上記実施
例及び比較例で得られた厚膜サーマルヘッドを動作させ
たときの、入力エネルギーに対する発熱抵抗体層の抵抗
値の変化率を調べることにより耐電力特性を試験した。
その結果を、図4に示す。図4からも判るように、本発
明の厚膜サーマルヘッドが従来の厚膜サーマルヘッドと
同等近い耐電力特性を有することは明白である。尚、図
中、縦軸である平均抵抗値変化率が±15%以内であれ
ば、サーマルヘッドとして実用上問題はない。
[Power Withstanding Property and Power Consumption Property] By examining the rate of change of the resistance value of the heating resistor layer with respect to the input energy when the thick film thermal heads obtained in the above Examples and Comparative Examples are operated. The withstand power characteristics were tested.
The result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, it is clear that the thick film thermal head of the present invention has a power withstanding characteristic similar to that of the conventional thick film thermal head. In the figure, if the average resistance value change rate on the vertical axis is within ± 15%, there is no practical problem as a thermal head.

【0023】また、本発明の厚膜サーマルヘッドと従来
の厚膜サーマルヘッドとの発熱効率を、発熱抵抗体層を
所定の温度に発熱させるのに必要な入力エネルギー量に
より比較し、消費電力特性を試験した。その結果、本発
明の厚膜サーマルヘッドは、従来の厚膜サーマルヘッド
に比して発熱効率が約50%高く、本発明の厚膜サーマ
ルヘッドが低消費電力で動作可能なものと判った。
Further, the heating efficiency of the thick film thermal head of the present invention and that of the conventional thick film thermal head are compared by the amount of input energy required to heat the heating resistor layer to a predetermined temperature, and the power consumption characteristics are compared. Was tested. As a result, it was found that the thick film thermal head of the present invention has a heat generation efficiency of about 50% higher than that of the conventional thick film thermal head, and that the thick film thermal head of the present invention can operate with low power consumption.

【0024】以上の結果から、本発明の厚膜サーマルヘ
ッドは、その発熱層が従来の半分の入力エネルギーによ
り同等近い発熱量を得ることができるもので、実作働時
における耐電力特性は、従来のものの2倍程度となる。
From the above results, in the thick film thermal head of the present invention, the heat generating layer can obtain a heat generation amount which is almost the same as the conventional one with half the input energy, and the power withstanding characteristic during actual operation is as follows. It is about twice as large as the conventional one.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、厚膜サーマルヘッドに
おける蓄熱層を樹脂で形成し得るので、発熱層が発熱し
たときの蓄熱と放熱とを迅速に切り換え行うことがで
き、しかも上記発熱層を発熱させるための入力エネルギ
ーを小さくして高温に発熱させることができるから、厚
膜サーマルヘッドにおける高速印字化及び低消費電力化
を図ることができるのである。
According to the present invention, since the heat storage layer in the thick film thermal head can be formed of resin, it is possible to quickly switch between heat storage and heat dissipation when the heat generating layer generates heat, and moreover, the heat generating layer. Since it is possible to reduce the input energy for generating heat to generate heat at a high temperature, it is possible to achieve high-speed printing and low power consumption in the thick film thermal head.

【0026】このように、本発明の厚膜サーマルヘッド
は、蓄熱層を樹脂とすることを初めて実現した実用性の
高いものである。
As described above, the thick film thermal head of the present invention is highly practical since it has realized for the first time that the heat storage layer is made of resin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一般的な厚膜サーマルヘッドの構造を示す要部
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of essential parts showing the structure of a general thick film thermal head.

【図2】図1の上面図である。FIG. 2 is a top view of FIG.

【図3】本発明の厚膜サーマルヘッドにおける発熱層を
形成するためのペースト体の製造過程及び発熱層とされ
たときの状態を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a manufacturing process of a paste body for forming a heat generating layer in the thick film thermal head of the present invention and a state when it is used as a heat generating layer.

【図4】本発明の実施例の厚膜サーマルヘッドの耐電力
特性を示す入力エネルギー−抵抗値変化率を表すグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing an input energy-resistance value change rate showing power withstanding characteristics of a thick film thermal head according to an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 20 蓄熱層 30 共通電極層 40 個別電極層 50 発熱層 60 保護層 10 substrate 20 heat storage layer 30 common electrode layer 40 individual electrode layer 50 heat generation layer 60 protective layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、該基板上に形成される蓄熱層
と、該蓄熱層上に形成される発熱層とを具備する厚膜サ
ーマルヘッドにおいて、上記蓄熱層が樹脂からなること
を特徴とする厚膜サーマルヘッド。
1. A thick film thermal head comprising a substrate, a heat storage layer formed on the substrate, and a heat generation layer formed on the heat storage layer, wherein the heat storage layer is made of resin. Thick film thermal head.
【請求項2】 基板と、該基板上に形成される蓄熱層
と、該蓄熱層上に形成される発熱層とを具備する厚膜サ
ーマルヘッドにおいて、上記蓄熱層が、上記発熱層の形
成温度より高い熱分解温度を有する樹脂からなる請求項
1に記載の厚膜サーマルヘッド。
2. A thick film thermal head comprising a substrate, a heat storage layer formed on the substrate, and a heat generation layer formed on the heat storage layer, wherein the heat storage layer has a formation temperature of the heat generation layer. The thick film thermal head according to claim 1, which is made of a resin having a higher thermal decomposition temperature.
【請求項3】 発熱層が、金属酸化物を含有する高軟化
点ガラス粒子と低軟化点ガラスと有機ビヒクルとを含有
するペーストの焼成体である請求項1又は2に記載の厚
膜サーマルヘッド。
3. The thick film thermal head according to claim 1, wherein the heat generating layer is a fired body of a paste containing high-softening-point glass particles containing a metal oxide, low-softening-point glass and an organic vehicle. .
【請求項4】 金属酸化物を含有する高軟化点ガラス粒
子が、金属及び/又は金属酸化物と高軟化点ガラス粒子
と有機ビヒクルとを含有するペーストを焼成・粉砕して
得られるものである請求項3に記載の厚膜サーマルヘッ
ド。
4. The high softening point glass particles containing a metal oxide are obtained by firing and crushing a paste containing a metal and / or a metal oxide, high softening point glass particles and an organic vehicle. The thick film thermal head according to claim 3.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007276199A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Tdk Corp Thermal head and printing device
JP2017045906A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 住友金属鉱山株式会社 Thick film resistor paste

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JP2007276199A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Tdk Corp Thermal head and printing device
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