KR100888521B1

KR100888521B1 - 서멀 헤드 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100888521B1
Application number: KR1020067025736A
Authority: KR
Inventors: 데루히사 사꼬
Original assignee: 로무 가부시키가이샤
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2009-03-11
Also published as: KR20070030818A

Abstract

본 발명의 서멀 헤드(A)는 기판(1) 상에, 발열 저항체(5)와, 이 발열 저항체(5)에 통전을 행하기 위한 공통 전극(3) 및 개별 전극(4)과, 적어도 발열 저항체(5)를 덮도록 그 위에 형성된 2층 구조의 보호층(6)을 갖는다. 보호층(6)의 상층을 구성하는 제2 보호층(6B)은 도전성을 갖고, 보호층(6)의 하층을 구성하는 제1 보호층(6A)의 두께(t1)는 제2 보호층(6B)의 두께(t2)의 3배 이상의 두께를 갖고 있다.

또한, 제2 보호층(6B)은 결정화 유리를 상기 결정화 유리의 연화 온도에 대해 30 ℃ 낮은 온도로부터 50 ℃ 높은 온도의 범위 내의 소성 온도에서 소성하여 형성한다.

서멀 헤드, 발열 저항체, 공통 전극, 개별 전극, 글레이즈층

Description

서멀 헤드 및 그 제조 방법 {THERMAL HEAD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 서멀 프린터의 구성 부품으로서 이용되는 서멀 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도7은 서멀 헤드의 종래예를 나타내는 도면이다. 이 서멀 헤드(B)에서는 절연성의 기판(91) 상에 유리 등으로 이루어지는 글레이즈층(92)이 형성되어 있다. 글레이즈층(92) 상에는 전극(93) 및 발열 저항체(95)가 형성되어 있다. 발열 저항체(95) 및 전극(93) 상에는 이들을 덮도록 비정질 유리를 인쇄 및 소성함으로써 보호층(96)이 형성되어 있다.

서멀 헤드(B)를 이용하여 인쇄 처리가 행해질 때에는 발열 저항체(95)에 대향하는 위치에 플래튼 롤러(P)가 배치된다. 인쇄 처리에서는 인쇄 매체로서의 감열 기록지(S)를 플래튼 롤러(P)에 의해 보호층(96)으로 압박한 상태에서 감열 기록지(S)를, 예를 들어 1라인분 부주사 방향으로 이동시킨다. 그 후, 발열 저항체(95)에 있어서 발열된 열이 보호층(96)을 통해 감열 기록지(S)로 전달되고 발색함으로써 인쇄가 이루어진다. 이하, 기록지(S)의 1라인분의 이동과 서멀 헤드(B)에 의한 인쇄 처리가 교대로 반복되어 기록지(S) 전체에 인쇄 처리가 행해진다.

서멀 헤드를 이용한 인쇄 처리에 있어서는, 소위 스틱킹(sticking)이라 불리우는 현상이 일어나는 경우가 있다. 스틱킹이라 함은, 감열 기록지가 보호층의 표면에 부착되어 감열 기록지의 이송이 불규칙해지는 현상이다. 이 스틱킹에 기인하여 감열 기록지에 흰 선이 발생하는 등의 인쇄 불량이 되는 일이 있다.

이 스틱킹을 해소하는 방법으로서, 보호층의 표면을 평활하게 하여 감열 기록지와 보호층 사이에 생기는 마찰 저항을 저감시키는 것이 고려된다. 예를 들어, 비정질 유리는 표면의 평활성이 우수하기 때문에, 상기 종래의 서멀 헤드(B)에서는 인쇄 처리 시에 기록지에 압접되는 보호층(96)에 비정질 유리를 이용하여 스틱킹의 억제가 도모되고 있다.

비정질 유리를 이용하여 스틱킹을 억제하도록 한 서멀 헤드의 다른 종래예로서는, 도8에 도시한 바와 같이 보호층(96)이, 종류가 다른 제1 보호층(96A)과 제2 보호층(96B)을 포갠 2층 구조로 구성된 것도 있다. 이 서멀 헤드(B')에서는, 2층 중 하층측의 제1 보호층(96A)은 내마모성이 우수한 결정화 유리에 의해 형성되고, 상층측의 제2 보호층(96B)은 평활성이 우수한 비정질 유리에 의해 형성되어 있다. 도8에 도시하는 서멀 헤드(B')는 기록지(S)에 압접되는 제2 보호층(96B)의 하측에 내마모성이 우수한 제1 보호층(96A)이 설치되어 있으므로, 도7에 도시하는 서멀 헤드(B)보다도 보호층(96)의 내마모성을 향상시킬 수 있다.

그런데, 서멀 헤드를 이용하여 인쇄 처리를 행할 때에는 감열 기록지가 보호층으로 압박되면서 반송되므로, 보호층에 대한 감열 기록지의 밀착력은 비교적 커진다. 또한, 발열 저항체에 있어서 발열된 열에 의해 보호층 혹은 감열 기록지의 성분이 연화되는 경우가 있고, 이와 같은 경우에는 밀착력이 더 커지게 된다.

보호층의 표면을 평활하게 하여 마찰 저항을 가급적 작게 하면, 보호층에 부착된 감열 기록지를 비교적 박리하기 쉬워지지만, 플래튼에 의한 압력에 부가하여 발열 저항체의 발열에 의해 연화된 보호층 혹은 감열 기록지의 성분에 의해 보호층과 감열 기록지와 밀착되면, 보호층의 표면의 마찰 저항의 저하만으로는 확실하게 감열 기록지를 보호층의 표면으로부터 이격할 수 없는 경우가 생긴다. 종래의 서멀 헤드(B, B')에서는 감열 기록지에 압접되는 보호층(96) 혹은 제2 보호층(96B)을 비정질 유리를 이용하여 가급적 표면의 평활화를 도모하도록 하고 있을 뿐이므로, 스틱킹의 발생을 충분히 억제할 수 없는 경우가 있었다.

스틱킹을 억제하는 다른 방법으로서는, 감열 기록지를 보호층으로 압박하는 힘을 저감시키는 등의 방법도 고려된다. 그러나, 이와 같은 방법에 따르면, 감열 기록지에 대한 열전달이 충분히 행해지지 않아, 인쇄의 질이 저하되는 등의 문제점을 초래하게 된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 소63-74658호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2001-47652호 공보

본 발명은 상기한 사정을 기초로 안출된 것이다. 본 발명은 스틱킹의 발생을 억제하여 인쇄의 질의 향상을 도모하는 것이 가능한 서멀 헤드를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명의 제1 측면에 의해 제공되는 서멀 헤드는 기판 상에, 발열 저항체와, 이 발열 저항체에 통전을 행하기 위한 전극과, 적어도 상기 발열 저항체를 덮는 2층 구조의 보호층을 갖는 서멀 헤드이며, 상기 보호층의 상층을 구성하는 제2 보호층은 도전성을 갖고, 상기 보호층의 하층을 구성하는 제1 보호층의 두께는 상기 제2 보호층의 두께의 3배 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 보호층의 두께는 2 ㎛ 내지 13 ㎛이다.

본 발명의 제2 측면에 의해 제공되는 서멀 헤드의 제조 방법은 청구항 1에 기재된 서멀 헤드의 제조 방법이며, 상기 제1 보호층은 유리를 소성함으로써 형성되고, 상기 제2 보호층은 도전 성분을 첨가한 유리를 상기 제1 보호층의 유리의 연화 온도보다도 낮은 소성 온도에서 소성함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 측면에 의해 제공되는 서멀 헤드의 제조 방법은 청구항 1에 기재된 서멀 헤드의 제조 방법이며, 상기 제1 보호층은 비정질 유리를 소성함으로써 형성되고, 상기 제2 보호층은 도전 성분을 첨가한 결정화 유리를 상기 결정화 유리의 연화 온도에 비해, 30 ℃ 낮은 온도로부터 50 ℃ 높은 온도의 범위 내의 소성 온도에서 소성함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 보호층을 형성하기 위한 상기 비정질 유리의 연화 온도는 상기 제2 보호층의 소성 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도이다.

바람직하게는, 상기 제1 보호층에 이용되는 상기 비정질 유리의 연화 온도는 상기 결정화 유리의 연화 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도이다.

바람직하게는, 상기 제1 보호층의 소결 온도는 상기 제2 보호층의 소성 온도와 대략 동일하다.

본 발명의 제4 측면에 의해 제공되는 서멀 헤드의 제조 방법은 기판 상에, 발열 저항체와, 이 발열 저항체에 통전을 행하기 위한 전극과, 적어도 상기 발열 저항체를 덮는 2층 구조의 보호층을 갖는 서멀 헤드의 제조 방법이며, 상기 보호층의 하층을 구성하는 제1 보호층을, 비정질 유리를 소성함으로써 형성하고, 상기 보호층의 상층을 구성하는 제2 보호층을, 결정화 유리를 상기 결정화 유리의 연화 온도에 비해, 30 ℃ 낮은 온도로부터 50 ℃ 높은 온도의 범위 내의 소성 온도에서 소성함으로써 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 비정질 유리의 연화 온도는 상기 결정화 유리의 연화 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도이다.

본 발명의 제4 측면에 의해 제공되는 서멀 헤드는 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 관한 서멀 헤드의 일 예를 나타내는 주요부 평면도이다.

도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 단면도이다.

도3은 본 발명에 관한 서멀 헤드를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 주요 부 단면도이다.

도4는 본 발명에 관한 서멀 헤드를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 주요부 단면도이다.

도5는 본 발명에 관한 서멀 헤드를 제조하는 방법의 일 예를 나타내는 주요부 단면도이다.

도6은 본 발명에 관한 다른 서멀 헤드의 일 예를 나타내는 주요부 평면도이다.

도7은 종래의 서멀 헤드를 도시하는 주요부 단면도이다.

도8은 종래의 서멀 헤드의 다른 예를 나타내는 주요부 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도1 및 도2는 본 발명에 관한 서멀 헤드의 일 예를 나타내는 도면이다. 제1 실시예의 서멀 헤드(A)는 기판(1), 글레이즈층(2), 공통 전극(3), 복수의 개별 전극(4), 발열 저항체(5) 및 보호층(6)을 구비하고 있다. 또한, 도1에 있어서는 보호층(6)의 기재를 생략하고 있다.

기판(1)은 절연성을 갖고 있고, 예를 들어 알루미나 세라믹제이다. 글레이즈층(2)은 축열층으로서의 역할 및 공통 전극(3)이나 개별 전극(4) 등이 형성되는 표면을 매끄럽게 하여 그 접착력을 높이는 역할 등을 발휘하는 부분이다. 글레이즈층(2)은 유리 페이스트의 인쇄 및 소성에 의해 기판(1)의 표면의 대략 전체에 걸쳐서 형성되어 있다.

공통 전극(3)은 빗살형으로 돌출되는 복수의 연장부(3a)를 갖고 있다. 복수의 개별 전극(4)은 인접하는 연장부(3a)끼리의 사이에 그 일단부가 인입되도록 배열하여 설치되어 있다. 각 개별 전극(4)의 타단부는 본딩용 패드(4a)로 되어 있다. 이들 각 본딩용 패드(4a)는 각각 도시하지 않은 구동 IC의 출력 패드에 대해 도통 상태로 되어 있다. 공통 전극(3) 및 개별 전극(4)은, 예를 들어 레지네이트 금 페이스트를 인쇄 및 소성함으로써 형성된 것이다.

발열 저항체(5)는 복수의 연장부(3a)와 복수의 개별 전극(4)을 일련에 걸치도록 하여 기판(1)의 일정 방향으로 연장된 일정 폭의 띠형으로 설치되어 있다. 발열 저항체(5)는, 예를 들어 산화루테늄 페이스트를 인쇄 및 소성함으로써 형성되어 있다.

도시하지 않은 구동 IC에 의해 개별 전극(4)에 선택적으로 통전이 되면, 발열 저항체(5) 중 서로 인접하는 연장부(3a)에 의해 끼워진 영역(50)(예를 들어, 도1의 크로스 해칭으로 나타낸 부분)이 발열하여 하나의 발열 도트를 형성하도록 구성되어 있다.

보호층(6)은 공통 전극(3), 개별 전극(4) 및 발열 저항체(5)의 표면을 덮도록 설치되어 있다. 보호층(6)은 비정질 유리로 이루어지는 제1 보호층(6A)과, 결정화 유리로 이루어지는 제2 보호층(6B)으로 구성된 2층 구조이다. 제2 보호층(6B)은 제1 보호층(6A)을 덮도록 형성된 다공질층이다.

다음에, 본 발명에 관한 서멀 헤드의 제조 방법의 일 예를 도3 내지 도5를 참조하여 설명한다.

도3은 기판(1) 상에 글레이즈층(2), 공통 전극(3), 개별 전극(4) 및 발열 저항체(5)가 형성된 상태를 나타내는 주요부 단면도이다. 우선, 도3에 도시한 바와 같이 글레이즈층(2), 공통 전극(3), 개별 전극(4) 및 발열 저항체(5)가 적층 형성된 기판(1)을 준비한다. 글레이즈층(2)의 형성은 유리 페이스트를 인쇄 및 소성함으로써 행한다. 공통 전극(3) 및 개별 전극(4)의 형성은, 예를 들어 레지네이트 금 페이스트를 인쇄 및 소성하고, 포토리소그래피법에 의한 에칭에 의해 불필요 부분을 제거함으로써 행한다. 발열 저항체(5)의 형성은, 예를 들어 산화루테늄 페이스트를 인쇄 및 소성함으로써 행한다.

계속해서, 도4에 도시한 바와 같이 공통 전극(3), 개별 전극(4) 및 발열 저항체(5)를 덮도록 제1 보호층(6A)을 형성한다. 제1 보호층(6A)은 SiO₂, B₂O₃, PbO를 주성분으로 하는 비정질 유리의 페이스트를 인쇄 및 소성함으로써 형성된다.

상기 비정질 유리의 연화 온도는 680 ℃이다. 제1 보호층(6A)을 형성하기 위한 소성 온도(이하, 「제1 소성 온도」라 함)는 760 ℃이다. 제1 소성 온도(760 ℃)는 상기 비정질 유리의 연화 온도(680 ℃)보다도 80 ℃ 높은 온도이므로, 소성 시에는 상기 비정질 유리의 점도가 작아지고, 그 유동성이 충분히 커진다. 그 결과, 상기 비정질 유리에 내재되어 있던 기포는 소실되고, 밀봉성이 우수한 제1 보호층(6A)이 형성된다.

계속해서, 도5에 도시한 바와 같이 제1 보호층(6A) 상에 제2 보호층(6B)이 형성된다. 제2 보호층(6B)은 SiO₂, ZnO, CaO를 주성분으로 하는 결정화 유리의 페 이스트를 인쇄 및 소성함으로써 형성된다.

상기 결정화 유리의 연화 온도는 785 ℃이다. 제2 보호층(6B)을 형성하기 위한 소성 온도(이하, 「제2 소성 온도」라 함)는 760 ℃이다. 제2 보호층(6B)은 결정화 유리로 구성되어 있고, 제2 소성 온도(760 ℃)는 상기 결정화 유리의 연화 온도(785 ℃) 근방의 온도이다. 소성 시에는 결정 성분에 의해 상기 결정화 유리의 유동이 억제되므로, 상기 결정화 유리에 내재되어 있던 기포는 잔존하고, 이것이 공극부가 된다. 그 결과, 제2 보호층(6B)은 다수의 공극부를 갖는 다공질형이 된다.

제1 보호층(6A)을 형성하기 위한 비정질 유리의 연화 온도(680 ℃)는 제2 소성 온도(760 ℃)보다도 80 ℃ 낮은 온도이므로, 제2 보호층(6B)을 소성할 때에 제1 보호층(6A)이 충분히 연화되고 제2 보호층(6B)과의 밀착성이 향상된다. 또한, 제1 실시예에 따르면, 제1 소성 온도와 제2 소성 온도가 대략 동일하기 때문에, 제1 보호층(6A) 및 제2 보호층(6B)을 형성할 때에 소성 온도를 변경할 필요가 없다.

이 제조 방법에서는 제2 소성 온도가 제2 보호층(6B)을 형성하기 위한 결정화 유리의 연화 온도에 비해 25 ℃ 낮은 온도로 되어 있다. 그로 인해, 제2 보호층(6B)의 소성 시에는 결정 성분에 의해 유리 전체의 유동은 억제되고, 상기 결정화 유리의 점도는 작아진다. 이에 의해, 제2 보호층(6B)은 공극부의 크기나 층 전체에 있어서의 공극부의 분포가 보다 균일한 다공질형으로서 형성된다. 또한, 제2 보호층(6B)을 다공질형으로 하기 위한 제2 소성 온도로서는, 결정화 유리의 연화 온도에 비해, 30 ℃ 낮은 온도로부터 50 ℃ 높은 온도의 온도 범위로 하면 된다.

제2 보호층(6B)은 다공질형으로 형성되므로, 제2 보호층(6B)의 표면은 종래의 서멀 헤드(B')의 제2 보호층(96B)보다도 요철형이 된다. 그로 인해, 종래의 서멀 헤드(B')에 비해 인쇄 처리 시에 서멀 헤드(A)에 밀착한 감열 기록지를 박리하기 쉬워져, 스틱킹의 발생을 적절하게 억제할 수 있다. 또한, 제2 보호층(6B)은 다공질형이므로, 인쇄 처리 시에 감열 기록지와의 미끄럼 접촉에 의해 약간 마모되었다고 해도 제2 보호층(6B)의 표면의 요철형은 유지되므로, 스틱킹의 억제 효과를 적절하게 유지할 수 있다.

상기한 제조 방법에 따르면, 제2 보호층(6B)의 소성 처리에 의해 그 표면이 요철형으로 형성되므로, 제2 보호층(6B)을 형성한 후에 그 표면을 요철형으로 하기 위해, 예를 들어 샌드블라스트 처리 등의 다른 공정을 추가할 필요가 없다. 그로 인해, 종래와 같은 공정에 의해 서멀 헤드(A)를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 제조 방법에 따르면, 제조 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 상기 제조 방법에 따르면, 스틱킹을 적절하게 억제할 수 있으므로, 스틱킹 방지의 확실성을 높이기 위해, 인쇄 처리 시의 감열 기록지를 보호층(6)으로 압박하는 힘을 저감시킬 필요가 없고, 인쇄의 질의 저하를 초래하는 일도 없다.

상기 제1 실시예와 같이 제1 보호층(6A)을 형성하기 위한 비정질 유리의 연화 온도가 제2 소성 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도이면, 제2 보호층(6B)을 소성할 때에 제1 보호층(6A)이 충분히 연화된다. 그로 인해, 제1 보호층(6A)과 제2 보호층(6B)의 밀착성이 향상된다. 따라서, 인쇄 처리 시에 제2 보호층(6B)이 제1 보호층(6A)으로부터 박리되는 등의 문제점이 억제되고, 나아가서는 서멀 헤드(A)의 내구성이 향상된다.

상기 제1 실시예와 같이, 제1 보호층(6A)을 형성하기 위한 비정질 유리의 연화 온도가 제2 보호층(6B)을 형성하기 위한 결정화 유리의 연화 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도이면, 제2 소성 온도를 제2 보호층(6B)의 연화 온도 이하의 온도로 설정해도 제2 보호층(6B)을 소성할 때에 제1 보호층(6A)을 충분히 연화시킬 수 있다. 따라서, 제2 소성 온도를 낮게 설정함으로써 제조 비용을 억제하면서 제1 보호층(6A)과 제2 보호층(6B)의 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 제1 실시예에 따르면, 제1 소성 온도와 제2 소성 온도가 대략 동일하기 때문에, 제조 공정에 있어서의 온도 관리가 간소화되고, 그 결과, 서멀 헤드(A)의 생산성이 향상된다.

본 발명에서는, 예를 들어 제1 보호층을 형성하기 위한 비정질 유리나 제2 보호층을 형성하기 위한 결정화 유리로서, 상기 제1 실시예에 나타낸 조성 성분이나 물성치 이외의 것을 선택할 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 소성 온도에 대해서도 선택되는 비정질 유리나 결정화 유리에 대응하도록 적절하게 변경할 수 있다.

그런데, 서멀 헤드에 의한 인쇄 처리에서는 서멀 헤드의 보호층이 감열 기록지로 압박된 상태에서 이동되므로, 일반적으로 보호층과 감열 기록지의 접촉 마찰에 의해 정전기가 발생하고, 이 정전기에 의해서도 서멀 헤드와 감열 기록지의 밀착력이 증가하여 스틱킹 방지에 악영향을 미친다.

종래의 보호층이 2층 구조로 구성된 서멀 헤드에 있어서는 보호층과 감열 기록지 사이에 생기는 정전기를 제거하기 위해, 보호층의 하측의 제1 보호층을 절연 부재에 의해 형성하고, 상측의 제2 보호층을 도전 부재에 의해 형성한 것이 있다. 이와 같은 서멀 헤드에서는 보호층에 대전된 정전기의 방전에 기인하여 발열 저항체가 파괴되고, 발열 불가능이 되는 등의 문제점을 회피할 수 있는 동시에, 스틱킹 방지로의 악영향도 저감시킬 수 있다.

따라서, 서멀 헤드의 보호층을 2층 구조로 구성하는 경우에는, 보호층의 하측의 제1 보호층은 절연성을 갖는 층으로 하고, 보호층의 상측의 제2 보호층은 도전성을 갖는 층으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 절연성을 갖는 제1 보호층을 형성한 후, 그 위에 도전성을 갖는 제2 보호층을 형성할 때에 제1 보호층이 연화되고, 제2 보호층의 도전 성분이 하측의 제1 보호층 내로 확산되는 경우가 있다. 이와 같은 도전 성분의 확산이 일어나면, 도전 성분의 주위에 존재하고 있던 기포도 절연층 내로 확산되어 발열 저항체의 밀봉성이 저하된다. 그 결과, 발열 저항체의 열화가 촉진되고, 나아가서는 서멀 헤드의 수명이 짧아진다는 문제점이 생긴다.

그래서, 본 발명에 관한 다른 서멀 헤드에서는 보호층으로서 제2 보호층(6B)(상층)으로부터 제1 보호층(6A)(하층)으로의 도전 성분의 확산에 기인하는 밀봉성의 저하를 억제하여 서멀 헤드의 장기 수명화를 도모하도록 하고 있다.

도6은 본 발명에 관한 다른 서멀 헤드의 일 예를 나타내는 도면이다.

제2 실시예에 관한 보호층(6)은 제1 보호층(6A)과, 도전성을 갖는 제2 보호층(6B)에 의해 구성된 2층 구조이다. 제1 보호층(6A)의 두께(t1)는 제2 보호층(6B)의 두께(t2)의 3배 이상으로 되어 있다. 이들의 구체적인 수치의 일 예를 들면, 두께(t1)는 7 ㎛, 두께(t2)는 2 ㎛이다.

다음에, 이 서멀 헤드의 제조 방법의 일 예를 설명한다. 이 서멀 헤드의 제조 방법은 제1 보호층(6A)이 비정질 유리로 이루어지고, 제2 보호층(6B)이 결정화 유리로 이루어지는 서멀 헤드의 제조 방법과 대략 동일하므로, 이하의 설명에 있어서는 도3 내지 도5를 다시 참조한다. 또한, 도5를 참조하는 경우, 제2 보호층(6B)의 두께는 제1 보호층(6A)의 두께의 1/3 이하로 되어 있는 것으로 한다.

우선, 도3에 도시한 바와 같이, 글레이즈층(2), 공통 전극(3), 개별 전극(4) 및 발열 저항체(5)가 적층 형성된 기판(1)을 준비한다.

계속해서, 도4에 도시한 바와 같이 공통 전극(3), 개별 전극(4) 및 발열 저항체(5)를 덮도록 제1 보호층(6A)을 형성한다. 제1 보호층(6A)은 SiO₂, PbO를 주성분으로 하는 비정질 유리의 페이스트를 인쇄 및 소성함으로써 형성된다. 상기 비정질 유리의 연화 온도는, 예를 들어 745 ℃이다. 제1 보호층(6A)을 형성하기 위한 소성 온도(이하, 「제1 보호층(6A)의 소성 온도」라 함)는, 예를 들어 800 ℃이다.

제1 보호층(6A)의 소성 온도(800 ℃)는 상기 비정질 유리의 연화 온도(745 ℃)보다도 55 ℃ 높은 온도이므로, 소성 시에는 상기 비정질 유리의 점도가 작아지고, 그 유동성이 충분히 커진다. 그 결과, 상기 비정질 유리에 내재되어 있던 기포는 소실되고, 밀봉성이 우수한 제1 보호층(6A)이 형성된다.

계속해서, 도5에 도시한 바와 같이 제1 보호층(6A) 상에 제2 보호층(6B)을 형성한다. 제2 보호층(6B)은 PbO, B₂O₃, SiO₂를 주성분으로 하는 비정질 유리에, 예를 들어 산화루테늄 등의 도전 성분을 첨가한 도전성 유리 페이스트를 인쇄 및 소성함으로써 형성된다.

제2 보호층(6B)을 형성하는 비정질 유리의 연화 온도는, 예를 들어 590 ℃이다. 제2 보호층(6B)을 형성하기 위한 소성 온도(이하, 「제2 보호층(6B)의 소성 온도」라 함)는, 예를 들어 680 ℃이다. 제2 보호층(6B)의 소성 온도(680 ℃)는 제1 보호층(6A)을 형성하는 비정질 유리의 연화 온도(745 ℃)보다도 65 ℃ 낮은 온도이다. 이로 인해, 제2 보호층(6B)의 소성 시에 제1 보호층(6A)은 그 대부분이 연화되지 않고, 제2 보호층(6B)에 포함되는 도전 성분은 제1 보호층(6A) 내로 확산되는 것이 효율적으로 억제되어 발열 저항체(5)의 밀봉성의 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 발열 저항체(5)의 절연 보호 등의 제1 보호층(6A)에 의한 본래의 기능이 적절하게 유지되어 서멀 헤드(A)의 장기 수명화를 도모할 수 있다.

제2 보호층(6B)의 소성 온도는 제2 보호층(6B)을 형성하는 비정질 유리의 연화 온도(590 ℃)보다도 90 ℃ 높은 온도이므로, 제2 보호층(6B)의 소성 시에는 제2 보호층(6B)이 충분히 연화되어 제1 보호층(6A)과의 밀착성이 향상된다.

제2 실시예의 서멀 헤드(A)에 있어서는 제1 보호층(6A)의 두께(t1)가 제2 보호층(6B)의 두께(t2)의 3배 이상으로 충분히 크게 되어 있다. 이로 인해, 제2 보호층(6B)을 형성할 때에 도전 성분이 제1 보호층(6A)으로 확산되어도 발열 저항체(5)의 밀봉성에는 거의 영향을 미치지 않는다.

구체적으로는, 상술한 제조 방법과는 달리 제2 보호층(6B)의 소성 온도가 제 1 보호층(6A)을 형성하는 유리의 연화 온도보다도 높은 경우에는 제2 보호층(6B)의 소성 시에 제1 보호층(6A)이 연화되어 유동성이 커진다. 그렇게 하면, 제2 보호층(6B)에 포함되는 도전 성분은 제2 보호층(6B)과 제1 보호층(6A)의 경계를 넘어 제1 보호층(6A) 내로 확산되는 경우가 있다. 이와 같은 경우라도 제1 보호층(6A)의 두께(t1)가 제2 보호층(6B)의 두께(t2)와 비교하여 충분히 크게 되어 있으므로, 도전 성분의 확산은 제1 보호층(6A) 내의 상부에 머무르고, 제1 보호층(6A) 내의 상부를 제외한 대부분의 영역으로 도전 성분이 확산되는 일은 없다. 따라서, 발열 저항체(5)의 절연 보호라는 제1 보호층(6A)에 의한 본래의 기능이 적절하게 유지되어 서멀 헤드(A)의 장기 수명화를 도모할 수 있다.

또한, 제2 보호층(6B)의 형성을 위해 소성을 행할 때에 상술한 제조 방법과 마찬가지로 제2 보호층(6B)의 소성 온도가 제1 보호층(6A)을 형성하는 유리의 연화 온도보다도 낮은 경우에는, 상술한 바와 같이 도전 성분의 제1 보호층(6A)으로의 확산은 효율적으로 억제된다. 그 결과, 발열 저항체(5)의 밀봉성의 저하를 보다 효과적으로 억제하는 것이 가능해지므로, 서멀 헤드(A)의 장기 수명화를 도모하는 것에는 보다 적합하다.

그런데, 제1 보호층(6A)의 두께(t1)가 지나치게 작으면, 인쇄 매체에 대한 발열 저항체(5)의 열응답성이 양호해져 고속 인쇄가 가능해진다. 그러나, 마모에 의해 발열 저항체가 노출되기 쉬워져 내구성이 저하된다. 한편, 제1 보호층(6A)의 두께(t1)가 지나치게 크면, 내구성은 향상된다. 그러나, 발열 저항체(5)의 열응답성이 나빠지고, 인쇄 속도를 저하시킬 수밖에 없게 되거나, 혹은 적절하게 인쇄가 이루어지지 않게 된다. 이것으로부터, 제1 보호층(6A)의 두께(t1)는, 바람직하게는 2 ㎛ 내지 13 ㎛로 되어 있다. 이와 같은 범위로 제1 보호층(6A)의 두께(t1)가 설정되면, 적절한 내구성을 구비하는 동시에, 인쇄의 고속화를 도모할 수 있다.

제2 보호층(6B)은 도전 성분을 포함하고 있으므로, 인쇄 처리 시에 발생한 정전기가 대전되지 않고 효율적으로 릴리프된다. 제2 보호층(6B)은 도전 성분을 포함하므로, 기계적 강도가 우수하고, 도전 성분을 포함하지 않는 경우와 비교하면 내마모성이 우수하다. 여기서, 제2 보호층(6B)의 두께(t2)가 지나치게 작으면, 소정의 내마모성을 얻을 수 없게 되는 동시에, 제1 보호층(6A)과의 밀착성이 나빠져 제2 보호층(6B)의 박리나 절결부가 생기기 쉬워진다. 이것으로부터, 제2 보호층(6B)의 두께(t2)는, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛로 되어 있다. 이와 같은 범위로 제2 보호층(6B)의 두께(t2)가 설정되면, 내마모성 및 제1 보호층(6A)과의 밀착성이 적절하게 확보된다.

또한, 제2 보호층(6B)에 대해 도전 성분으로서, 예를 들어 입경 0.001 내지 1 ㎛의 산화루테늄의 입자를 도전성 유리 페이스트에 대한 중량 ％ 비율로 0.3 내지 wt ％ 첨가한 경우, 제2 보호층(6B)의 소성 시에, 도전 성분에 의해 유리 성분의 유동이 억제된다. 이로 인해, 도전 성분의 주위에는 기포 자국이 생기고, 이것이 공극부가 된다. 그 결과, 제2 보호층(6B)은 다공질형으로 형성된다.

이와 같이, 제2 보호층(6B)이 다공질형이면, 상층의 표면은 요철형이 되므로, 인쇄 처리 시에는 제2 보호층(6B)과 인쇄 매체의 경계에 많은 간극이 생겨 이들의 밀착이 억제된다. 따라서, 인쇄 매체의 이송이 원활하게 행해져 적합한 동시 에, 상술한 바와 같이 스틱킹의 억제에도 유효하다. 따라서, 제2 보호층(6B)을 형성하는 유리로서 결정화 유리를 이용하여 상술한 제1 실시예에 관한 제조 방법에 의해 제2 보호층(6B)을 형성하면, 상기 제2 보호층(6B)이 보다 균일한 다공질형이 되고, 스틱킹의 억제에 대해 보다 적합해진다.

본 발명에서는, 예를 들어 제1 보호층 및 제2 보호층의 두께는 상기 제2 실시예에 나타낸 범위가 아니라도 좋고, 제1 보호층의 두께가 제2 보호층의 두께의 3배 이상이면, 적절하게 변경이 가능하다. 글레이즈층의 형태는 상기 실시예에 있어서 나타낸 평면형의 형태 외에, 융기된 부분을 갖는 형태라도 좋다. 또한, 박막형이나 후막형 등의 서멀 헤드의 종류도 상관없다.

Claims

삭제
삭제
기판 상에, 발열 저항체와, 이 발열 저항체에 통전을 행하기 위한 전극과, 적어도 상기 발열 저항체를 덮는 2층 구조의 보호층을 갖는 서멀 헤드의 제조 방법이며,

상기 보호층의 상층을 구성하는 제2 보호층은 도전성을 갖고, 상기 보호층의 하층을 구성하는 제1 보호층의 두께는 상기 제2 보호층의 두께의 3배 이상의 두께를 가지며,

상기 제1 보호층은 유리를 소성함으로써 형성되고,

상기 제2 보호층은 도전 성분을 첨가한 유리를 상기 제1 보호층의 유리의 연화 온도보다도 낮은 소성 온도에서 소성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 보호층은 비정질 유리를 소성함으로써 형성되고, 상기 제2 보호층은 도전 성분을 첨가한 결정화 유리를 상기 결정화 유리의 연화 온도에 비해, 30 ℃ 낮은 온도로부터 50 ℃ 높은 온도의 범위 내의 소성 온도에서 소성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 제1 보호층을 형성하기 위한 상기 비정질 유리의 연화 온도는 상기 제2 보호층의 소성 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 제1 보호층에 이용되는 상기 비정질 유리의 연화 온도는 상기 결정화 유리의 연화 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 보호층의 소결 온도는 상기 제2 보호층의 소성 온도와 동일한 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
기판 상에, 발열 저항체와, 이 발열 저항체에 통전을 행하기 위한 전극과, 적어도 상기 발열 저항체를 덮는 2층 구조의 보호층을 갖는 서멀 헤드의 제조 방법이며,

상기 보호층의 하층을 구성하는 제1 보호층을, 비정질 유리를 소성함으로써 형성하고,

상기 보호층의 상층을 구성하는 제2 보호층을, 결정화 유리를 상기 결정화 유리의 연화 온도에 비해 30 ℃ 낮은 온도로부터 50 ℃ 높은 온도의 범위 내의 소 성 온도에서 소성함으로써 형성하는 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 제1 보호층을 형성하기 위한 상기 비정질 유리의 연화 온도는 상기 제2 보호층의 소성 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 비정질 유리의 연화 온도는 상기 결정화 유리의 연화 온도보다도 50 ℃ 이상 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 보호층의 소결 온도는 상기 제2 보호층의 소성 온도와 동일한 것을 특징으로 하는 서멀 헤드의 제조 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 서멀 헤드의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 서멀 헤드.