KR100234453B1 - 서멀헤드 및 그 제조방법 - Google Patents

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시노부 오바타
히로시 하시모토
다쿠마 혼다
데쓰야 야마무라
마사노부 구보야마
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사토 게니치로
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Abstract

본발명의 서멀헤드는 절연기판(1)과 이 절연기판(1)의 표면에 형성된 비결정질유리로된 볼록한형상글레이즈층(2)과 이 볼록한형상글레이즈층(2)상에 형성된 발열저항체층(5)과 상기한 절연기판(1)의 표면에있어서 상기한 볼록한형상글레이즈층(2)에 부분적으로 중첩되도록 형성된 전극형성용글레이즈층(3)과 이 전극형성용글레이즈층(3)상에 있어서 발열저항체층(5)에 부분적으로 중첩되도록 형성된 전극층(4)을 구비하고있다.
상기한 볼록한형상글레이즈층(2) 및 전극형성용글레이즈층(3)의 각각은 비결정질유리로 형성되어있다. 전극형성용글레이즈층(3)은 상기한 볼록한형상글레이즈층(2)보다도 얇게 형성되어있고, 이것에의해 전극형성용글레이즈층(3)은 볼록한형상글레이즈층(2)보다도 낮은 온도로 소성시킬수가있다.

Description

서멀헤드 및 그 제조방법
서멀헤드로서는 절연기판상에 볼록한 렌즈형상으로 솟아오른 볼록한형상글레이즈층을 형성하여 이 볼록한형상글레이즈층위에 발열저항체층을 형성한 구성의것이 이미 공지의것으로 되어있다. 볼록한형상글레이즈층은 발열저항체층에 대한 전사리본(ribbon)이나 감열기록지의 접촉성을 높임과 동시에 발열부분의 축열성을 양호하게한다. 그러한 구성의 서멀헤드는 예를들면 일본국 실공평 7-23265호공보에 제시되어있다.
설명의 편의상 상기한 공보에 기재된 서멀헤드의 구체적구성에대해서 본원의 첨부도면에 있어서의 도8을 참조해서 설명한다. 동도면에 나타내는바와같이 공지의 서멀헤드는 세라믹스제의 절연기판(21)상에 비결정질유리로된 볼록한형상글레이즈층(22)을 형성하고 그 볼록한형상글레이즈층(22)의 가장자리부(22a)에 결정화유리로된 전극형성용글레이즈층(23)을 일부 중첩되도록 형성하고있다. 그리고 이 전극형성용글레이즈층(23)위에 발열저항체층(25)이나 전극층(24)을 형성하고있다.
이와같은 구성에의하면 볼록한형상글레이즈층(22)의 가장자리부(22a)와 절연기판(21)과의 경계부분에 전극형성용글레이즈층(23)이 존재하기때문에 이 경계부분의 단차이를 적게할수가있다. 따라서 그위에 형성되는 막의 두께가 얇은 발열저항체층(25)이나 전극층(24)이 급격한 단차이가 원인으로 단선상태가 되거나 혹은 저항치불량이 생긴다고하는것을 회피할수가있다.
또한 상기한 종래의 서멀헤드에서는 볼록한형상글레이즈층(22)이 비결정질유리로 형성하고있는것에대해 전극형성용글레이즈층(23)은 결정화유리로 형성하고있으나 이것은 다음과같은 이유에의한다. 즉 전극형성용글레이즈층(23)을 형성하는 경우에는 볼록한형상글레이즈층(22)위에 전극형성용글레이즈층(23)의 재료가되는 유리페이스트(glass paste)를 인쇄하고 그후 이 유리페이스트를 소성한다. 이때문에 이 유리페이스트의 소성온도가 볼록한형상글레이즈층(22)의 소성온도와 동일 또는 그보다 고온이면 앞서 형성되어있는 볼록한형상글레이즈층(22)이 과잉으로 연화변형하여 예를들면 볼록한형상글레이즈층(22)의 솟아오른 높이가 낮게되는등의 불합리함이 생긴다. 종래에는 이와같은 불합리함을 방지하는 관점으로부터 전극형성용글레이즈층(23)의 재질로서 비결정질유리로된 볼록한형상글레이즈층(22)보다도 낮은온도로 소성가능한 결정화유리를 사용하고있었다.
그러나 상기한 종래의 수단에서는 전극형성용글레이즈층(23)과 볼록한형상글레이즈층(22)을 다른 재질로하고있으므로 이들 두개의 글레이즈층(22),(23)을 각각 형성하는경우에 2종류의 재료를 준비한후 글레이즈층의 종류에따라 그 재료를 선택해서 사용할필요가 생긴다. 따라서 이들 수고가 귀찮고 생산효율면에 있어서 아직 개선의 여지가있었다. 또 이런종류의 서멀헤드는 발열저항체층(25)이나 전극층(24)의 표면을 유리재료로된 절연보호층(도시생략)에의해 덮는것이 통예이지만 이 절연보호층은 전사리본이나 감열기록지등과 직접접촉하는것이기때문에 결정화유리보다도 표면이 평활한 비결정질유리에의해 형성하는것이 바람직하다. 이와같이 절연보호층을 비결정질유리로 형성하는경우에는 전극형성용글레이즈층(23)의 재질이 절연보호층과도 다른 재질로 되어버려서 전극형성용글레이즈층(23)을 결정화유리로 형성하면 재료의 변경회수가 다시또 증가하고 생산효율이 악화한다.
다시또 상기한 종래의 서멀헤드에서는 전극형성용글레이즈층(23)을 비결정질유리보다도 표면이 거친 결정화유리에의해 형성하고있으므로 그 표면에 형성되는 발열저항체층(25)이나 전극층(24)에 단선이 생기기쉬웠다. 따라서 종래에는 전극형성용글레이즈층(23)의 표면에 형성되는 발열저항체층(25)이나 전극층(24)의 단선을 방지하는 관점으로서도 아직 개선의 여지가있었다.
본발명은 서멀프린터(thermal printer)나 팩시밀리에 사용되는 서멀헤드(thermal head)에 관한것이다. 다시또 상세하게는 본발명은 볼록한형상글레이즈(glaze)층을 구비한 형의 서멀헤드 및 그 제조방법에 관한것이다.
도1은 본발명의 제1실시예에관한 서멀헤드의 주요부를 나타내는 평면도
도2는 도1의 X-X선에따른 확대단면도
도3은 서멀헤드에 탑재된 구동IC와 그 관련부분을 나타내는 단면도
도4는 도1에 나타내는 서멀헤드의 제조도중단계에있어서의 주요부확대단면도
도5는 본발명의 제2실시예에관한 서멀헤드를 나타내는 단면도
도6은 도5에 나타내는 서멀헤드의 주요부평면도
도7은 도1에 나타내는 서멀헤드의 제조도중단계에있어서의 단면도
도8은 종래의 서멀헤드를 나타내는 주요부확대단면도
(도면의 주요부분에대한 부호의 설명)
1. 절연기판
2. 볼록한형상글레이즈층
3. 전극형성용글레이즈층
4. 전극층
5. 발열저항체층
6. 절연보호층
7. 구동IC
10. 구동장치탑재용글레이즈층
여기서 본발명의 목적은 볼록한형상글레이즈층의 솟아오른 높이가 적게되거나 전극층이나 발열저항체층에 단선이 생긴다고하는 불합리함을 일으키는일이없이 적절히 제조할수있는 서멀헤드를 제공하는데있다. 본발명의 다른목적은 이와같은 서멀헤드의 제조방법을 제공하는데있다.
본발명의 제1의 측면에의하면 절연기판과 이 절연기판의 표면에 형성된 비결정질유리로된 볼록한형상글레이즈층과 이 볼록한형상글레이즈층상에 형성된 발열저항체층과 상기한 절연기판의 상기한 표면에있어서 상기한 볼록한형상글레이즈층에 부분적으로 중첩되도록 형성된 전극형성용글레이즈층과 이 전극형성용글레이즈층상에 있어서 발열저항체층에 부분적으로 중첩되도록 형성된 전극층을 구비한 서멀헤드로서, 상기한 볼록한형상글레이즈층 및 전극형성용글레이즈층의 각각은 비결정질유리로 형성되어있고 전극형성용글레이즈층은 상기한 볼록한형상글레이즈층보다도 얇게 형성되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드가 제공된다.
이상의 구성에의한 이점에대해서는 후술하는 실시예에의해 설명한다.
상기한 전극형성용글레이즈층과 상기한 볼록한형상글레이즈층과는 동일한 비결정질유리재료에의해 형성해도된다. 이경우 상기한 동일한 비결정질유리로서는 예를들면 알루미나계 유리를 선택할수있다.
또 대체수단으로서 전극형성용글레이즈층과 볼록한형상글레이즈층과를 다른 비결정질유리재료에의해 형성해도된다. 이 경우 볼록한형상글레이즈층은 예를들면 알루미나계비결정질유리로 형성하고 전극형성용글레이즈층은 예를들면 납계비결정질유리로 형성할수있다.
다시또 상기한 전극층 및 발열저항체층은 비결정질유리로 형성된 절연보호층에의해 덮여있어도된다. 이경우 상기한 절연보호층과 전극형성용글레이즈층과는 동일한 비결정질유리재료 (예를들면 알루미나계유리 또는 납계유리)로 형성할수있다.
본발명의 하나의 실시예에서는 상기한 절연기판의 상기한 표면중 볼록한형상글레이즈층이 형성된 부분을 제외한 영역은 전극형성용글레이즈층으로 완전히 덮여있고 발열저항체층을 선택적으로 가열하기위해 적어도 1개의 구동IC가 전극형성용글레이즈층상에 직접 탑재되어있다.
본발명의 다른 실시예에서는 절연기판상의 상기한 표면에 있어서 볼록한형상글레이즈층으로부터 이간된 위치에 적어도 1개의 구동IC가 탑재된 구동장치탑재용글레이즈층이 형성되어있고 볼록한형상글레이즈층과 구동장치탑재용글레이즈층과의 사이를 걸치도록 상기한 전극형성용글레이즈층이 형성되어있다.
상기한 어느실시예에 있어서도 전극형성용글레이즈층은 볼록한형상글레이즈층보다도 연화점이 낮은 비결정질유리재료(예를들면 납계유리)로 형성된다. 또 후자의 실시예에 있어서 상기한 구동장치탑재용글레이즈층은 볼록한형상글레이즈층과 동일한 비결정질유리재료 (예를들면 알루미나계유리)로 형성된다.
본발명의 제2의 측면에의하면 절연기판의 표면에 비결정질유리로된 볼록한형상글레이즈층을 형성하고 절연기판의 상기한 표면에있어서 볼록한형상글레이즈층에 부분적으로 중첩되도록 전극형성용글레이즈층을 형성하고 볼록한형상글레이즈층상에 발열저항체층과 전극층과를 중첩되도록 형성하는 단계를 포함하는 서멀헤드의 제조방법으로서, 전극형성용글레이즈층의 형성은 볼록한형상글레이즈층에 부분적으로 중첩되도록 비결정질유리페이스트를 볼록한형상글레이즈층의 높이보다도 적은 두께로 인쇄하는 제1공정과 이 인쇄된 비결정질유리페이스트를 상기한 볼록한형상글레이즈층의 소성온도보다도 낮은온도로 소성하는 제2공정과를 포함하는것을 특징으로하는 서멀헤드의 제조방법이 제공된다.
이상의 제조방법에 있어서는 전극형성용글레이즈층상에 전극층에 전기적으로 접속된 적어도 1개의 구동IC를 탑재시키는 단계를 다시또 포함해도된다. 혹은 볼록한형상글레이즈층과 함께 구동장치탑재용글레이즈층을 볼록한형상글레이즈층으로부터 이간시켜서 형성하고 구동장치탑재용글레이즈층상에 전극층에 전기적으로 접속된 적어도 1개의 구동IC를 탑재시켜도된다.
본발명의 다른 목적, 특징, 및 이점에대해서는 다음에 첨부도면에 기초하여 설명하는 아주 적당한 실시예로부터 명백해질것이다.
다음에 본발명의 바람직한 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다. 도1∼도3은 본발명의 제1실시예에관한 서멀헤드를 나타내고있다. 도1은 서멀헤드의 주요부평면도이며 도2는 도1의 X-X선에 따른 주요부확대단면도이다. 또 도3은 도1에 나타내는 서멀헤드의 제조도중단계의 주요부확대단면도이다.
도1∼도3에 나타내는 서멀헤드는 소위 두꺼운막형이라고 불리는 형의것이다. 도2에 있어서 이 서멀헤드는 세라믹스제의 절연기판(1)을 갖고 그 절연기판(1)의 표면상에 볼록한형상글레이즈층(2), 전극형성용글레이즈층(3), 전극층(4), 발열저항체층(5), 및 절연피복층(6)이 순차로 적층되어서 형성되어있다.
볼록한형상글레이즈층(2)은 절연기판(1)의 표면에있어서 그 한쪽의 가장자리부의 근방영역(A)에 있어서 일정폭의 띠형상으로 형성되어있다. 볼록한형상글레이즈층은 예를들면 알루미나계유리(SiO2-Al2O3)로된 비결정질유리로 구성되어있다. 이 볼록한형상글레이즈층(2)은 절연기판(1)의 표면에 비결정질유리페이스트를 소정두께로 인쇄하고 이것을 약 1200℃로 소성하므로서 형성된다. 이 볼록한형상글레이즈층(2)의 구체적인 크기의 1예에있어서는 도3에 나타내는바와같이 그 폭 (L)은 약 1200㎛이며 또 그 솟아오른 높이(최대두께)(H) 는 약 50㎛이다.
전극형성용글레이즈층(3)은 절연기판(1)의 표면에 있어서 볼록한형상글레이즈층(2)의 한쪽에 위치하는 영역(B)를 덮는 제1부분(3a)과 볼록한형상글레이즈층(2)의 다른쪽에 위치하는 영역(C)을 덮는 제2부분(3b)을 포함하고있다. 상기한 제1부분(3a)은 볼록한형상글레이즈층(2)의 한쪽의 길이방향가장자리부(2a)에 중첩되어있고 제2부분(3b)은 볼록한형상글레이즈층(2)의 다른쪽의 길이방향가장자리부(2b)와 중첩되어있다.
전극형성용글레이즈층(3)은 볼록한형상글레이즈층(2)과 동질의 비결정질유리에의해 형성되어있다. 단 전극형성용글레이즈층의 두께는 볼록한형상글레이즈층(2)보다도 훨씬 적게 형성되어있다. 예를들면 전극형성용글레이즈층(3)의 두께(t)는 약 6㎛, 볼록한형상글레이즈층(2)의 각 길이방향가장자리부(2a),(2b)와의 중첩치수는 약 300㎛이다. 전극형성용글레이즈층(3)은 상기한 볼록한형상글레이즈층(2)을 형성한후에 비결정질유리페이스트를 상기한 볼록한형상글레이즈층(2)의 각 길이방향가장자리부(2a),(2b)에 중첩되도록 소정의 두께로 인쇄하고 이것을 소성하므로서 형성된다. 단 이경우의 소성온도는 볼록한형상글레이즈층(2)을 형성하는때의 소성온도보다도 저온으로한다. 전극형성용글레이즈층(3)과 볼록한형상글레이즈층(2)과는 그 재질이 비결정질유리인점에서 공통되지만 전극형성용글레이즈층(3)쪽이 두께가 얇고 가열하기쉽기때문에 볼록한형상글레이즈층(2)를 형성하는때의 소성온도보다도 낮은 온도라도 전극형성용글레이즈층(3)을 적절히 소성하는것이 가능해진다. 전극층(4)은 도1에 나타내는바와같이 복수조의 개별전극(4a)과 복수의 빗살(4b1)을 갖는 공통전극(4b)을 포함하고있다. 공통전극(4b)의 빗살(4b1)은 개별전극(4a)에대해서 상호 다른 형상으로 되어있다. 전극층(4)은 예를들면 금등을 주성분으로하는 도전페이스트를 두꺼운막인쇄법에의해 소정의 패턴으로 인쇄해서 형성된다. 또 전극층(4)의 두께는 예를들면 약 0.6㎛이다. 상기한 발열저항체층(5)은 볼록한형상글레이즈층(2)의 폭방향중앙부(정상부)에 위치하도록 전극층(4)상에 형성되어있다. 보다 구체적으로는 발열저항체층(5)은 개별전극(4a)과 공통전극(4b)의 빗살(4b1)과 교대로 교차하도록 띠형상으로 형성되어있다. 이 발열저항체층(5)은 선택된 각 개별전극(4a)에 전압이 인가되면 인접하는 공통전극(4b)간의 영역이 부분적으로 발열하고 이것에의해 전사리본 또는 감열기록지를 도트(dot)단위로 가열한다. 이 발열저항체층(5)은 역시 두꺼운막인쇄법에의해 형성되고 그 두께는 예를들면 약 3.5㎛이다.
도3에 나타내는바와같이 발열저항체층(5)에의 전압인가의 제어는 전극형성용글레이즈층(3)의 제2부분(3b)상에 탑재된 복수의 구동IC(7)(도3에는 1개의 구동IC만을 표시하고있다)에의해 행해진다. 이 구동IC의 출력측은 금선(W1)을 거쳐서 상기한 각 개별전극(4a)에 결선되어있다. 또 구동IC의 입력측은 금선(W2)를 거쳐서 전극형성용글레이즈층(3)의 제1부분(3a)상에 형성된 배선용도체패턴(8)에 결선되어있다. 이 배선용도체패턴(8)은 구동IC(7)에대해서 필요한 구동용전압이나 각종의 제어신호를 입력시키기위한것이며 적당한 단자(도시생략)에 도통하도록 형성되어있다.
배선용도체패턴(8)은 전극층(4)(즉 개별전극 4a및 공통전극4b)을 형성하는것과 동시에 형성할수가있다. 또한 구동IC(7)및 금선(W1),(W2)의 각 접속부는 경질의 수지체(9)에의해 피복되고 보호되고있다.
절연보호층(6)은 발열저항체층(5)이나 전극층(4)을 덮어서 이들을 보호한다. 이 절연보호층(6)은 볼록한형상글레이즈층(2)이나 전극형성용글레이즈층(3)과 동질의 비결정질유리로 이루어진다. 본실시예에서는 절연보호층(6)은 볼록한형상글레이즈층(2) 및 전극형성용글레이즈층(3)과 전혀 동일한 재료로 형성하고있다. 또 절연보호층(6)의 두께는 예를들면 6㎛이며 볼록한형상글레이즈층(2)보다 상당히 얇다. 따라서 이 절연보호층(6)을 형성하는경우에 있어서 비결정질유리를 인쇄하여 그 소성을 행하는때에는 전극형성용글레이즈층(3)의 소성작업의 경우와 마찬가지로 볼록한형상글레이즈층(2)을 소성하는 때의 온도보다도 낮은 온도로 소성하는것이 가능해진다.
상기한 구성의 서멀헤드에있어서는 볼록한형상글레이즈층(2)의 양길이방향가장자리부(2a),(2b)에 전극형성용글레이즈층(3)이 중첩된상태로 형성되어있으므로 볼록한형상글레이즈층(2)과 절연기판(1)과의 사이의 단차이가 전극형성용글레이즈층(3)에의해 어느정도 흡수된다. 또 전극형성용글레이즈층(3)은 비결정질유리이며 결정화유리보다도 평활한 표면에 형성되는 특성을 갖고있다. 다시또 이 전극형성용글레이즈층(3)은 절연기판(1)의 표면부중 볼록한형상글레이즈층(2)의 형성영역의 일부를 제외한 영역에 형성되어있고 전극층(4) [4a,4b]의 전체를 이 전극형성용글레이즈층(3)의 표면상에 형성할수가있다. 따라서 상기한 전극층(4)이 약 0.6㎛로 극히 얇아도 이개별전극(4a)이나 공통전극(4b)의 단선을 회피할수가있다. 또 개별전극(4a)이나 공통전극(4b)의 단선의 방지에의해 이 전극층(4)상에 형성되는 발열저항체층(5)의 단선도 역시 방지하는것이 가능해진다.
다시또 서멀헤드의 볼록한형상글레이즈층(2), 전극형성용글레이즈층(3), 및 절연보호층(6)의 재질은 어느것이나 비결정질유리이며 상호 공통되고있다. 따라서 서멀헤드의 제조에있어서 비결정질유리와는 별개의 결정화유리의 페이스트재료를 별도로 준비해둘필요는없고 상기한 3자의 원재료를 통일할수있으므로 재료관리의 용이화등을 도모할수가있다.
한편 기술한바와같이 전극형성용글레이즈층(3) 및 절연보호층(6)의 두께는 볼록한형상글레이즈층(2)의 높이 (H)보다도 적고 볼록한형상글레이즈층(2)의 소성온도보다도 낮은온도로 소성할수가있다. 따라서 전극형성용글레이즈층(3)이나 절연보호층(6)을 소성하는때에 볼록한형상글레이즈층(2)의 솟아오른높이 (H)가 감소하는것을 방지할수가있다. 그 결과 볼록한형상글레이즈층(2)의 솟아오른높이 (H)를 소정치로 확보할수있고 전사리본 또는 감열기록지에대한 서멀헤드의 밀착성(즉 인자품질)을 양호한것으로 할수가있다.
또 발열저항체층(5)은 표면이 평활한 비결정질유리로된 절연보호층(6)에의해 덮여있기때문에 전사리본 또는 감열기록지와의 접촉이 원활한것으로 된다. 다시또 절연보호층(6)을 전극형성용글레이즈층(3)과 동일재료로 형성해두면 절연보호층(6)의 전극형성용글레이즈층(3)에의 밀착성이 우수한것이되고 절연보호층(6)이 안이하게 박리되는것을 방지할수있음과 동시에 전극형성용글레이즈층(3)의 기계적강도도 높아진다.
다시또 전극형성용글레이즈층(3)의 표면을 평활하게할수가있기때문에 그 표면에 직접 탑재되는 구동IC(9)의 접합성도 높일수있다고하는 부가적인 이점도얻어진다.
상기한 실시예에서는 볼록한형상글레이즈층(2)을 폭 이 약 1200㎛, 두께 50㎛로 형성함과 동시에 전극형성용글레이즈층(3)을 두께 약 6㎛로 형성하고있다. 그러나 본발명은 이들 각부의 구체적인 치수는 각종으로 변경하는것이 가능하다. 단 예를들면 상술한 치수로 형성된 볼록한형상글레이즈층(2)에 대해서는 전극형성용글레이즈층(3)의 두께를 5∼20㎛의 범위내로 하는것이 바람직하다. 전극형성용글레이즈층(3)의 두께가 20㎛이상이되면 그 소성온도가 높게되어버려 볼록한형상글레이즈층(2)의 소성온도와의 차별화가 곤란해지기때문이며 또 두께가 5㎛이하가되면 볼록한형상글레이즈층(2)과 절연기판(1)과의 경계에있어서의 단차이를 흡수하는것이 곤란하기때문이다. 본발명에서는 이와같은 사정을 감안하여 전극형성용글레이즈층(3)의 두께를 볼록한형상글레이즈층(2)의 치수에 대응시켜서 적절히 결정하면된다.
또 상기한 실시예에서는 소위 두꺼운막형의 서멀헤드를 일예로해서 설명했다. 그러나 본발명은 이에 한정되지않고 소위 박막형의 서멀헤드에도 적용할수가있다. 박막형서멀헤드의 경우에는 증착 또는 스퍼터링(sputtering)공정에의해 소정의 박막을 형성하는공정과 이 박막에 에칭(etching)처리를 실시하는 공정을 반복하면서 소망의 부분을 순차로 형성해가면된다. 또 박막형서멀헤드에서는 전극층과 발열저항체층과의 적층순서가 두꺼운막형과는 역으로되지만 본발명에서는 전극층과 발열저항체층과의 적층순서는 문제가 되지않는다.
또 상기한 실시예에서는 볼록한형상글레이즈층(2)의 양길이방향가장자리부(2a),(2b)의 쌍방에 전극형성용글레이즈층(3)을 중첩하도록 형성하고있다. 그러나 예를들면 공통전극(4b)을 볼록한형상글레이즈층(2)의 표면만에 형성하는것과같은 경우에는 이 볼록한형상글레이즈층(2)과 절연기판(1)과의 급격한 단차이에의해 공통전극(4b)이 단선되는일은 없다. 따라서 이와같은 경우에는 구태여 볼록한형상글레이즈층(2)의 한쪽의 길이방향가장자리부(2b)에 대해서 전극형성용글레이즈층(3)을 중첩해서 형성할필요는없고 볼록한형상글레이즈층(2)의 한쪽의 길이방향가장자리부(2a)만에 전극형성용글레이즈층(3)이 중첩되도록 형성해도 상관없다.
도5∼도7은 본발명의 제2실시예에관한 서멀헤드를 나타낸다. 본실시예의 서멀헤드는 세라믹스제의 절연기판(1')의 표면에 볼록한형상글레이즈층(2'), 구동장치탑재용글레이즈층(10), 전극형성용글레이즈층(3') 전극층(4'), 발열저항체층(5'),절연보호층(6')등이 적층되어서 형성되어있다. 또 상기한 구동장치탑재용글레이즈층(10)상에는 구동IC(7')가 실장되어있다.
제1실시예와 같이 볼록한형상글레이즈층(2')은 절연기판(1)의 표면으로부터 솟아오른 단면형상을 갖는 일정폭의 띠형상으로 형성되어있다. 볼록한형상글레이즈층(2')의 재질은 예를들면 연화점이 900∼950℃의 알루미나계유리(SiO2-Al2O3)로된 비결정질유리이다. 이 볼록한형상글레이즈층(2')은 절연기판(1')의 표면에 비결정질유리페이스트를 소정의 두께로되도록 복수회에 걸쳐서 인쇄하고 이것을 예를들면 연화점이상의 1000∼1300℃로 소성하므로서 형성된다. 이 볼록한형상글레이즈층(2')은 폭이 예를들면 1200㎛정도이며 솟아오른높이 (최대두께)는 예를들면 50㎛이다.
구동장치탑재용글레이즈층(10)은 절연기판(1')의 표면에 볼록한형상글레이즈층(2')과는 일정한 간격을두고 형성되어있다. 이 구동장치탑재용글레이즈층(10)의 재질은 예를 들면 상기한 볼록한형상글레이즈층(2')과 동일하다. 따라서 이 구동장치탑재용글레이즈층(10)은 상기한 볼록한형상글레이즈층(2')을 형성하는경우와 마찬가지로 알루미나계유리의 페이스트를 소정의 두께로 인쇄하고 이것을 예를들면 1000∼1300℃로 소성하므로서 형성된다. 이 구동장치탑재용글레이즈층(10)과 볼록한형상글레이즈층(2')과의 소성은 동일공정에의해 동시에 행할수가있다. 또 이 구동장치탑재용글레이즈층(10)의 두께는 상기한 볼록한형상글레이즈층(2')의 솟아오른 높이보다 적어도되고 예를들면 30∼40㎛이다. 전극형성용글레이즈층(3')은 절연기판(1')의 표면부중 상기한 볼록한형상글레이즈층(2')이 형성된 영역(A')과 구동장치탑재용글레이즈층(10)이 형성된 영역과를 제외한 영역(B'),(C')에 형성되어있다. 구체적으로는 전극형성용글레이즈층(3')은 제1부분(3a')와 제2부분(3b')로 분할해서 형성되어있다. 제1부분(3a')은 볼록한형상글레이즈층(2')과 구동장치탑재용글레이즈층(10)과의 사이의 영역(A')에있어서 볼록한형상글레이즈층(2')의 한쪽의 길이방향가장자리부(2a')와 구동장치탑재용글레이즈층(10)의 한쪽의 길이방향가장자리부(10a')와 중첩되도록 형성되어있다. 또 제2부분(3b')은 볼록한형상글레이즈층(2')의 반대측의 영역(B')에 있어서 볼록한형상글레이즈층(2')의 다른쪽의 길이방향가장자리부(2b')에 중첩되도록 형성되어있다. 본실시예에 있어서는 전극형성용글레이즈층(3')[3a',3b']의 재질은 볼록한형상글레이즈층(2')이나 구동장치탑재용글레이즈층(10)과는 다르고 예를들면 연화점이 약 730℃의 납계(SiO2-PbO계)유리로된 비결정질유리이다. 따라서 본실시예는 전극형성용글레이즈층(3')의 재료가 납계유리인점에서 제1실시예와 다르고 이 유리가 비결정질인점에서 제2실시예와 공통이다.
또 전극형성용글레이즈층(3')의 두께는 볼록한형상글레이즈층(2')이나 구동장치탑재용글레이즈층(10)보다도 한층적고 예를들면 10㎛이다.
도7에 나타내는바와같이 전극형성용글레이즈층(3')은 볼록한형상글레이즈층(2')이나 구동장치탑재용글레이즈층(10)을 형성한후에 납계유리의 페이스트를 인쇄하여 이것을 소성하므로서 형성된다. 단 이 소성작업은 볼록한형상글레이즈층(2') 및 구동장치탑재용글레이즈층(10)을 구성하는 유리의 연화점(900∼950℃)보다도 낮은온도에서 행한다. 구체적으로는 전극형성용글레이즈층(3')을 형성하기위한 유리페이스트를 인쇄한후에는 이것을 약 150℃로 건조시켜 그후 약 850℃로 소성한다.
전극층(4')은 도6에 나타내는바와같이 복수조의 개별전극(4a')과 복수의 빗살(4b1')를 갖는 공통전극(4b')을 포함하고있다. 이 공통전극(4b')의 빗살(4b1')는 개별전극(4a')에대해서 상호 다른 형상으로되어있다. 전극층(4')은 예를들면 금등을 주성분을로하는 도전페이스트(레지네이트금)를 두꺼운막인쇄법에의해 소정의 패턴으로 인쇄해서 형성된다. 또 전극층(4')의 두께는 예를들면 약 0.6㎛이다. 전극층(4')은 상기한 볼록한형상글레이즈층(2'),전극형성용글레이즈층(4'), 및 구동장치탑재용글레이즈층(10)의 표면에 도체페이스트를 스크린인쇄해서 소성을 행하여 그후 사진평판에의해 패턴화해서 형성된다. 발열저항체층(5')은 볼록한형상글레이즈층(2')의 폭방향중앙부(정상부)에 위치하도록 전극층(4')상에 형성되어있다. 보다 구체적으로는 발열저항체층(5')은 개별전극(4a')와 공통전극(4b')의 빗살(4b1')과에 교대로 교차하도록 띠형상으로 형성되어있다. 이 발열저항체층(5')은 선택된 각 개별전극(4a')에 전압이 인가되면 인접하는 공통전극(4b')간의 영역이 부분적으로 발열하고 이것에의해 전사리본이나 또는 감열기록지를 도트단위로 가열한다. 이 발열저항체층(5')은 역시 두꺼운막인쇄법에의해 형성되고 그 두께는 예를들면 약 3.5㎛이다.
발열저항체층(5')에의 전압인가의 제어는 구동장치탑재용글레이즈층(10)상에 탑재된 복수의 구동IC(7') (도5에는 1개의 구동IC만을 나타낸다)에의해 행해진다.
이 구동IC(7')의 출력측은 금선(W1')을 거쳐서 상기한 각 개별전극(4a')에 결선되어있다. 또 구동IC의 입력측은 금선(W2')를 거쳐서 구동장치탑재용글레이즈층(10)상에 형성된 배선용도체패턴(8')에 결선되어있다. 이 배선용도체패턴(8')은 구동IC(7')에대해서 필요한 구동용전압이나 각종의 제어신호를 입력시키기위한것이며 적당한 단자(도시생략)에 도통하도록 형성되어있다.
배선용도체패턴(8')은 전극층(4')(즉 개별전극 4a'및 공통전극4b')을 형성하는것과 동시에 형성할수가있다. 또한 구동IC(7')및 금선(W1'),(W2')의 각 접속부는 경질의 수지체(9')에의해 피복되고 보호되고있다.
절연보호층(6')은 발열저항체층(5')이나 전극층(4')의 거의 전체를 덮어서 이들을 보호한다. 이 절연보호층(6')은 전극형성용글레이즈층(3')과 동일한 납계유리로된 비결정질유리로 형성된다.
또 절연보호층(6')의 두께는 예를들면 6㎛이며 볼록한형상글레이즈층(2')이나 구동장치탑재용글레이즈층(10)보다 상당히 얇다. 따라서 이 절연보호층(6')을 형성하는경우에 있어서 비결정질유리를 인쇄하여 그 소성을 행하는때에는 전극형성용글레이즈층(3')의 소성작업의 경우와 마찬가지로 볼록한형상글레이즈층(2')이나 구동장치탑재용글레이즈층(10)을 소성하는 때의 온도보다도 낮은 온도로 소성하는것이 가능해진다.
상기한 구성의 서멀헤드에 있어서는 개별전극(4a')가 절연기판(1')의 표면상에 직접형성되어있지않고 전극형성용글레이즈층(3')(3a')의 표면상에 형성되어있다. 본발명자등의 실험에의하면 상기한 절연기판(1')의 중심선평균거칠음(Ra)이 0.3㎛였든것에대해 전극형성용글레이즈층(4)의 중심선평균거칠음의 값을 0.04㎛로 할수가있었다. 그 결과 이와같은 평활한 표면의 전극형성용글레이즈층(3')상에 개별전극(4a')을 형성한 구조에의하면 그 바닥의 표면거칠음에 원인하는 개별전극(4a')의 단선을 유효하게 방지하는것이 가능하다. 상기한 실험에서는 전극형성용글레이즈층(3')상에 개별전극(4a')를 형성하는경우에는 절연기판(1')의 표면에 개별전극(4a')를 직접형성하는경우보다도 단선이 발생하는 비율을 1/20이하로 감소시킬수있는것이 확인되었다. 이와같은 일은 같은모양으로 전극형성용글레이즈층(3')에 형성되어있는 공통전극(4b')의 빗살(4b1')에 대해서도 해당된다.
특히 볼록한형상글레이즈층(2')의 양길이방향가장자리부(2a'),(2b')에 전극형성용글레이즈층(3')이 중첩된상태로 형성되어있으므로 볼록한형상글레이즈층(2')과 절연기판(1')과의 사이의 단차이가 전극형성용글레이즈층(3')에의해 어느정도 흡수된다. 또 전극형성용글레이즈층(3')은 비결정질유리이며 결정화유리보다도 평활한 표면에 형성되는 특성을 갖고있다. 다시또 이 전극형성용글레이즈층(3')은 절연기판(1')의 표면부중 볼록한형상글레이즈층(2')및 구동장치탑재용글레이즈층(10)의 형성영역의 일부를 제외한 영역에 형성되어있고 전극층(4') [4a',4b']의 전체를 이 전극형성용글레이즈층(3')의 표면상에 형성할수가있다. 따라서 상기한 전극층(4')이 약 0.6㎛로 극히 얇아도 이 개별전극(4a')이나 공통전극(4b')의 단선을 회피할수가있다. 또 개별전극(4a')이나 공통전극(4b')의 단선의 방지에의해 이 전극층(4')상에 형성되는 발열저항체층(5')의 단선도 역시 방지하는것이 가능해진다.
다시또 서멀헤드의 전극형성용글레이즈층(3'), 및 절연보호층(6')의 재질은 어느것이나 납계유리로된 비결정질유리이며 상호 공통되고있다. 따라서 서멀헤드의 제조에있어서 알루미나계유리페이스트로 볼록한형상글레이즈층(2')및 구동장치탑재용글레이즈층(10)을 형성한후에 일단 납계유리페이스트로 변경해서 전극형성용글레이즈층(3')을 형성한후 재차 알루미나계유리페이스트로 변경해서 절연보호층(6')을 형성할필요는없고 재료관리의 용이화가 도모된다.
한편 이미 기술한바와같이 전극형성용글레이즈층(3') 및 절연보호층(6')의 두께는 볼록한형상글레이즈층(2')의 높이나 구동장치탑재용글레이즈층(10)의두께 보다도 훨씬얇고 더구나 납계유리는 알루미나계유리보다도 연화온도가 낮기때문에 소성온도를 상기한 제1실시예보다도 낮게할수가있다.
따라서 전극형성용글레이즈층(3')이나 절연보호층(6')을 소성하는때에 볼록한형상글레이즈층(2')의 솟아오른높이가 감소하는것을 방지할수가있다. 그 결과 볼록한형상글레이즈층(2')의 솟아오른높이를 소정치로 확보할수있고 전사리본 또는 감열기록지에대한 서멀헤드의 밀착성(즉 인자품질)을 양호한것으로 할수가있다.
또 발열저항체층(5')은 표면이 평활한 비결정질유리로된 절연보호층(6')에의해 덮여있기때문에 전사리본 또는 감열기록지와의 접촉이 원활한것으로 된다. 다시또 절연보호층(6')을 전극형성용글레이즈층(3')과 동일한 납계유리재료로 형성해두면 절연보호층(6')의 전극형성용글레이즈층(3')에의 밀착성이 우수한것이되고 절연보호층(6')이 안이하게 박리되는것을 방지할수있음과 동시에 전극형성용글레이즈층(3')의 기계적강도도 높아진다.
이상 본발명의 아주적당한 실시예를 설명했으나 본발명은 상기한 실시예에 한정되지않고 각종설계변경이 가능해진다. 예를들면 전극형성용글레이즈층(4)(4')이나 볼록한형상글레이즈층(2),(2')이 비결정질인한 모든 종류의 유리재료로 형성할수가있다.
본발명은 볼록한형상글레이즈층의 솟아오른 높이가 적게되거나 전극층이나 발열저항체층에 단선이 생긴다고하는 불합리함을 일으키는일이없이 적절히 제조할수있는 서멀헤드를 제공한다. 본발명은 또 이와같은 서멀헤드의 제조방법을 제공한다.

Claims (18)

  1. 절연기판(1)과 이 절연기판(1)의 표면에 형성된 비결정질유리로된 볼록한형상글레이즈층(2)과 이 볼록한형상글레이즈층(2)상에 형성된 발열저항체층(5)과 상기한 절연기판(1)의 표면에있어서 상기한 볼록한형상글레이즈층(2)에 부분적으로 중첩되도록 형성된 전극형성용글레이즈층(3)과 이 전극형성용글레이즈층(3)상에 있어서 발열저항체층(5)에 부분적으로 중첩되도록 형성된 전극층(4)을 구비한 서멀헤드로서, 상기한 볼록한형상글레이즈층(2) 및 전극형성용글레이즈층(3)의 각각은 비결정질유리로 형성되어있고 전극형성용글레이즈층(3)은 상기한 볼록한형상글레이즈층(2)보다도 얇게 형성되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 전극형성용글레이즈층(3)과 상기한 볼록한형상글레이즈층(2)과는 동일한 비결정질유리재료에의해 형성되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기한 동일한 비결정질유리재료가 알루미나계 유리인것을 특징으로하는 서멀헤드.
  4. 제1항에 있어서,
    전극형성용글레이즈층(3)과 볼록한형상글레이즈층(2)과는 다른 비결정질유리재료에의해 형성되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  5. 제4항에 있어서,
    볼록한형상글레이즈층(2)은 알루미나계비결정질유리로 형성하고 전극형성용글레이즈층(3)은 납계비결정질유리로 형성되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  6. 제1항에 있어서,
    전극층(4) 및 발열저항체층(5)은 절연보호층에의해 덮여있고,상기한 절연보호층(6)은 비결정질유리로 형성되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  7. 제2항에 있어서,
    절연보호층(6)과 전극형성용글레이즈층(3)과는 동일한 비결정질유리재료에의해 형성되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    동일한 비결정질유리재료가 알루미나계유리인것을 특징으로하는 서멀헤드.
  9. 제7항에 있어서,
    동일한 비결정질유리재료가 납계유리인것을 특징으로하는 서멀헤드.
  10. 제1항에 있어서,
    절연기판(1)의 상기한 표면중 볼록한형상글레이즈층(2)이 형성된 부분을 제외한 영역은 전극형성용글레이즈층(3)으로 완전히 덮여있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  11. 제1항에 있어서,
    발열저항체층(5)을 선택적으로 가열하기위해 적어도 1개의 구동IC(7)가 전극형성용글레이즈층(3)상에 직접 탑재되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  12. 제1항에 있어서,
    절연기판(1)상의 상기한 표면에 있어서 볼록한형상글레이즈층(2)으로부터 이간된 위치에 적어도 1개의 구동IC(7)가 탑재된 구동장치탑재용글레이즈층(10)이 형성되어있고 볼록한형상글레이즈층(2)과 구동장치탑재용글레이즈층(10)과의 사이를 걸치도록 상기한 전극형성용글레이즈층(3)이 형성되어있는것을 특징으로하는 서멀헤드.
  13. 제12항에 있어서,
    전극형성용글레이즈층(3)은 볼록한형상글레이즈층(2)보다도 연화점이 낮은 비결정질유리재료로 형성된것을 특징으로하는 서멀헤드.
  14. 제13항에 있어서,
    전극형성용글레이즈층(3)의 비결정질유리재료가 납계유리인것을 특징으로하는 서멀헤드.
  15. 제12항에 있어서,
    구동장치탑재용글레이즈층(10)은 볼록한형상글레이즈층(2)과 동일한 비결정질유리재료로 형성된것을 특징으로하는 서멀헤드.
  16. 절연기판(1)의 표면에 비결정질유리로된 볼록한형상글레이즈층(2)을 형성하고 절연기판(1)의 상기한 표면에있어서 볼록한형상글레이즈층(2)에 부분적으로 중첩되도록 전극형성용글레이즈층(3)을 형성하고 볼록한형상글레이즈층(2)상에 발열저항체층(5)과 전극층(4)과를 중첩되도록 형성하는 단계를 포함하는 서멀헤드의 제조방법으로서, 전극형성용글레이즈층(3)의 형성은 볼록한형상글레이즈층(2)에 부분적으로 중첩되도록 비결정질유리페이스트를 볼록한형상글레이즈층(2)의 높이보다도 얇은 두께로 인쇄하는 제1공정과 이 인쇄된 비결정질유리페이스트를 상기한 볼록한형상글레이즈층(2)의 소성온도보다도 낮은온도로 소성하는 제2공정과를 포함하는것을 특징으로하는 서멀헤드의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    전극형성용글레이즈층(3)상에 전극층(4)에 전기적으로 접속된 적어도 1개의 구동IC(7)를 탑재시키는 단계를 다시또 포함하는것을 특징으로하는 서멀헤드의 제조방법.
  18. 제16항에 있어서,
    볼록한형상글레이즈층(2)과 함께 구동장치탑재용글레이즈층(10)을 볼록한형상글레이즈층(2)으로부터 이간시켜서 형성하고 구동장치탑재용글레이즈층(10)상에 전극층(4)에 전기적으로 접속된 적어도 1개의 구동IC(7)를 탑재시키는것을 특징으로하는 서멀헤드의 제조방법.
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