KR920005760B1 - Thermal head and production thereof - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
[발명의 명칭][Name of invention]
더어멀 헤드 및 그 제조방법Thermal head and manufacturing method thereof
[도면의 간단한 설명][Brief Description of Drawings]
제1도는 루테늄을 저항체 성분으로 하는 저항체층의 루테늄 함유량과 저항체층의 저항값의 분산과의 관계를 나타내는 그래프.1 is a graph showing the relationship between the ruthenium content of a resistor layer containing ruthenium as a resistor component and the dispersion of resistance values of the resistor layer.
제2도는 루테늄을 함유하는 저항체층의 저항값의 온도 의존성을 나타내는 그래프.2 is a graph showing the temperature dependence of the resistance value of the resistor layer containing ruthenium.
제3도 및 제4도는 본 발명에 의한 더어멀 헤드의 요부를 나타낸 단면도.3 and 4 are cross-sectional views showing the main parts of the thermal head according to the present invention.
[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention
[기술분야][Technical Field]
본 발명은 팩시밀러(facsimile), 풀 칼러 프린터(full color printer), 워어드 프로세서(word processor) 등의 기록장치에 사용되는 더어멀 헤드(thermal head)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 더어멀 헤드의 주 구성요소의 하나인 저항체층 및 그의 제조방법의 개량에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal head used in a recording device such as a facsimile, a full color printer, a word processor, and more particularly, a thermal head. The present invention relates to a resistor layer which is one of the main components of and an improvement of a method of manufacturing the same.
[배경기술][Background]
더어멀 헤드는 적어도 한쌍의 전극, 이들 전극과 접하고 있는 저항체층 적어도 표면이 절연성이고 그 표면에 상기한 전극과 저항체층을 지지하고 있는 기판 및 저항체층의 상부에 형성된 내마모층으로 기본적인 구성이 되어있다. 그리고, 제조방법에 따라 박막형과 후막형이 있다. 박막형(thin film type)은 전극, 저항체층, 내마모층을 진공중에서의 스퍼터링(sputtering), 증착(evaporation)등에 의하여 형성한 것이다. 또한, 후막형(thick film type)은, 예를 들어서 금의 열분해성 유기 화합물의 페이스트(paste), RuO2(산화루테늄)와 유리 프리트(glass frit)를 포함하는 페이스트 및 붕규산 유리 프리트의 페이스트를 각각 인쇄, 소성함으로써 금전극, RuO2가 분산되어 있는 유리층으로 된 저항체층, 유리로된 내마모층을 얻는 것으로, 박막형 보다 낮은 비용으로 고성능 더어멀 헤드를 얻을 수 있다.The thermal head is composed of at least a pair of electrodes, a substrate on which at least a surface of the resistor layer in contact with these electrodes is insulative, and supports the electrode and the resistor layer on the surface thereof, and a wear-resistant layer formed on the resistor layer. have. And there are a thin film type and a thick film type according to the manufacturing method. The thin film type is formed by sputtering or evaporation of an electrode, a resistor layer, and an abrasion resistant layer in a vacuum. Further, the thick film type may include, for example, a paste of a thermally decomposable organic compound of gold, a paste containing RuO 2 (ruthenium oxide) and glass frit, and a paste of borosilicate glass frit. By printing and firing, respectively, a gold electrode, a resistive layer made of a glass layer in which RuO 2 is dispersed, and a wear resistant layer made of glass can be obtained, and a high performance thermal head can be obtained at a lower cost than a thin film type.
더어멀 헤드는 한쌍의 전극간에 전류를 통함으로써 양쪽 전극에 접하여 있는 저항체층의 특정 영역을 발열시켜, 이것에 의하여 기록부재, 예를 들어서 감열 기록지의 특정 영역을 가열하여, 1도트분(dot portion)의 기록을 부여하는 것이다. 따라서, 더어멀 헤드에 요구되는 중요한 특성은 저항체층의 발열이 효율 좋게 기록지쪽에 전달되어야 한다는 것과, 보통라인 형태로 배열된 개개의 전극쌍 사이의 저항체층의 발열이 균일하여야 한다는 것이다. 이들 저항체층의 저항이 불균일하면 각각의 발열량이 균일하지 않기 때문에, 기록지에 기록되는 개개의 기록 도트의 농도가 불균일하게 되고, 기록에 진하거나 묽은 줄이 생겨 기록 품질이 불량해진다. 특히, 계조 기록(gradation record)이 요구되는 풀 칼러 프린터용의 더어멀 헤드로서는 이런 특성이 중요시된다. 이와 같은 기록 농도의 불균형의 원인으로서는 개개의 저항체 도트(resistor dots)의 저항값의 분산이 고려된다. 이러한 개개의 저항체 도트의 저항값 분산을 적게하기 위하여 후막법에 의한 것에서는 트리밍(trimming)공정이 채용되고 있다. 이 공정은 저항체층의 개개의 도트에 과부하 펄스를 인가하는 것으로서, 이것에 의하여 저항값을 목표의 ±0.5%이내로 할 수가 있다. 한편, 박막형인 것에서는 저항체를 얻기 위한 중착이나 스퍼터링의 조건을 조정함으로써 개개의 저항체 도트의 저항값을 ±2.5% 이내로 할 수가 있다. 그러나, 박막방식의 헤드에서는 현재의 저항값의 분산을 더욱 개선하기가 곤란하고, 후막방식의 헤드에서는 이하에 기술하는 대로 현행방식에 문제점이 있다. 현재의 후막형의 더어멀 헤드의 저항체층은, 저항체 성분의 RuO2와 유리 프리트 및 유기 바인더로 형성된 페이스트를 스크린 인쇄하고, 이것을 소성함으로써 형성되는 것이다. 그런데, 출발 페이스트가 RuO2분말과 유리 분말과의 혼합물이기 때문에 생성하는 저항체층도 양자의 혼합물이 된다.The thermal head generates heat in a specific region of the resistor layer in contact with both electrodes by passing a current between a pair of electrodes, thereby heating a specific region of the recording member, for example, a thermal recording paper, and a dot portion. ) Is given. Therefore, the important characteristics required for the thermal head are that the heat generation of the resistor layer should be efficiently transferred to the recording sheet, and that the heat generation of the resistor layer between the individual electrode pairs arranged in a regular line form should be uniform. If the resistance of these resistor layers is uneven, the amount of heat generated is not uniform. Therefore, the density of the individual recording dots recorded on the recording paper becomes uneven, resulting in dark or thin lines in the recording, resulting in poor recording quality. In particular, such a characteristic is important as a thermal head for a full color printer in which gradation records are required. As a cause of such an imbalance in the recording density, dispersion of resistance values of individual resistor dots is considered. In order to reduce the dispersion of the resistance values of the individual resistor dots, a trimming process is employed in the thick film method. In this step, an overload pulse is applied to each dot of the resistor layer, whereby the resistance value can be within ± 0.5% of the target. On the other hand, in the case of a thin film type, the resistance value of each resistor dot can be made within +/- 2.5% by adjusting conditions of the intermediate | middle adhesion and sputtering for obtaining a resistor. However, it is difficult to further improve the current dispersion value in the thin film type head, and there is a problem in the current type as described below in the thick film type head. The resistor layer of the current thick-film thermal head is formed by screen printing a paste formed of RuO 2 , a glass frit, and an organic binder of the resistor component and firing the paste. By the way, since the starting paste is a mixture of RuO 2 powder and glass powder, the resulting resistor layer also becomes a mixture of both.
그리고, RuO2분말로서 입자 크기가 작은 것을 사용하여도 응집한다거나 유리 매트릭스중에서의 분산이 불량하며, 얻어지는 저항체층중에서는 입자 크기가 상당히 커지게 된다. 그 결과, 전류는 상호 접촉하고 있는 RuO2분말을 통하여 흐르게 된다. 따라서, 균일한 저항값을 갖는 저항체를 얻기 위하여는 상당량의 RuO2분말이 필요하게 된다. 한편, 트리밍에 의하여 도트 저항값을 일정하게 하여도 하나의 저항체 도트중의, 특히 트리밍되기 쉬운 부분에서 저항값의 우선적 변화가 일어나기 때문에 도트저항값이 목표값에 도달한 경우라도 실제의 기록에서는 하나의 도트의 일부분에 발열이 집중하게 되어 정상적인 도트 형상을 얻지 못하게 된다. 이러한 하나의 저항체 도트중에서의 전류 통과의 편의(deviation)는 저항값의 불균일 분포, 즉 저항체층중의 RuO2와 같은 도정성 요소의 불균일 분포에 기인한다.Further, even when a small particle size is used as the RuO 2 powder, the particles are agglomerated or poorly dispersed in the glass matrix, and the particle size is considerably large in the resistor layer obtained. As a result, current flows through the RuO 2 powders in contact with each other. Therefore, in order to obtain a resistor having a uniform resistance value, a considerable amount of RuO 2 powder is required. On the other hand, even if the dot resistance value is constant by trimming, a preferential change of the resistance value occurs in one of the resistive dots, particularly in a part which is easily trimmed. Heat generation is concentrated on a part of the dot, so that a normal dot shape cannot be obtained. The deviation of the passage of current in this one resistor dot is due to the nonuniform distribution of the resistance value, that is, the nonuniform distribution of the conductive element such as RuO 2 in the resistor layer.
상기와 같이 RuO2와 유리 분말과의 혼합물로부터 저항체층을 형성하는 종전의 방법에서는, 저항값이 균일한 저항체층을 얻기가 곤란하였다.As described above, in the conventional method of forming a resistor layer from a mixture of RuO 2 and glass powder, it is difficult to obtain a resistor layer having a uniform resistance value.
[발명의 개시][Initiation of invention]
본 발명은 이상과 같은 종전의 불편함을 해소하고, 균일한 저항값의 저항체층을 가지며, 품질이 우수한 기록을 나타내는 더어멀 헤드를 제공하는 것을 목적을 한다. 본 발명은, 또한 품질이 우수한 기록을 나타내는 더어멀 헤드를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a thermal head which solves the above conventional inconveniences, has a resistor layer with a uniform resistance value, and exhibits excellent recording quality. An object of the present invention is also to provide a method of manufacturing a thermal head which exhibits a record of excellent quality.
적어도 한쌍의 전극, 상기한 이들 전극과 접하고 있는 저항체층, 적어도 표면이 절연성이며 그 표면에 상기한 전극과 저항체층을 지지하고 있는 기판을 가진 더어멀 헤드에 있어서, 본 발명의 더어멀 헤드는 유리매트릭스와 이 매트릭스의 원자 결합의 틈새에 함입된 저항체 성분원소의 금속 및/또는 산화물로 구성되어 있는 저항체층을 가지고 있다. 또한, 이러한 더어멀 헤드는 상기한 저항체층을 둘러싼 내마모층을 가지고 있는 것이 보통이다.In a thermal head having at least a pair of electrodes, a resistor layer in contact with the aforementioned electrodes, and a substrate having at least a surface insulating and supporting the electrode and the resistor layer on the surface thereof, the thermal head of the present invention is glass. It has a resistor layer composed of a metal and / or an oxide of a resistor component element embedded in a gap between the matrix and the atomic bond of the matrix. In addition, such a thermal head usually has a wear-resistant layer surrounding the resistor layer.
여기서, 상기한 더어멀 헤드의 저항체층을 얻는데 바람직한 방법은, 저항체 성분원소의 열분해성 유기 화합물 및 유리 매트릭스를 형성하는 원소의 열분해성 유기 화합물을 함유하는 페이스트의 피막을 인쇄, 스핀코우트(spin coat), 페인팅법 등에 의하여 형성하는 공정과, 가열처리에 의하여 상기한 페이스트중의 상기한 유기 화합물을 열분해하여 유리 매트릭스와 이 매트릭스중에 분산된 저항체 성분원소인 금속 및/또는 산화물로 된 저항체층을 생성시키는 공정으로 되어 있다.Here, a preferred method for obtaining the resistor layer of the thermal head is printing and spin coating a film of a paste containing a thermally decomposable organic compound of a resistor component element and a thermally decomposable organic compound of an element forming a glass matrix. a step of forming by a coating method, a painting method, or the like, and thermally decomposing the organic compound in the paste by heat treatment to form a glass matrix and a resistive layer made of a metal and / or oxide, which is a component of the resistor dispersed in the matrix. It is a process to produce.
상기한 페이스트는 상기한 유기 화합물 및 이들 유기 화합물로 용해하는 용매, 이 용매에 용해하는 유기 바인더로 구성된 것이 바람직하다. 이러한 페이스트중에는, 저항체 성분원소의 유기 화합물과, 유리의 매트릭스를 형성하는 원소의 유기 화합물이 분자 레벨에서 혼합되어 있는데, 이것들을 열분해함으로써 유리 매트릭스를 형성하는 원소의 산화물과 저항체 성분원소인 금속 및/또는 산화물을 생성시키고, 상기한 산화물의 융합에 의하여 생긴 유리 매트릭스속으로 후자인 금속 및/또는 산화물을 함입시켜 항체층을 형성한다. 이와 같이하여 생성되는 저항체층에 있어서, 저항체 성분원소의 금속 및/또는 산화물은 원자 또는 분자 레벨에서 유리 매트릭스의 원자 결합의 틈새에 함입된 상태로 되어 있다. 따라서, 저항체층은 대단히 균일한 조성으로 되고, 저항체 성분원소의 양은 종래 보다 훨씬 소량으로 된다.It is preferable that said paste consists of said organic compound, the solvent which melt | dissolves in these organic compounds, and the organic binder which melt | dissolves in this solvent. In such a paste, an organic compound of a resistive component element and an organic compound of an element forming a glass matrix are mixed at a molecular level, and the oxide of an element forming a glass matrix by thermal decomposition thereof and a metal which is a resistive component element and // Or an oxide is formed and the latter metal and / or oxide is incorporated into the glass matrix resulting from the fusion of the oxides to form an antibody layer. In the resistor layer thus produced, the metal and / or oxide of the resistor component element is in a state of being embedded in the gap of the atomic bond of the glass matrix at the atomic or molecular level. Therefore, the resistor layer has a very uniform composition, and the amount of the resistor component element is much smaller than in the prior art.
제1도는 유리 매트릭스와 이 매트릭스중에 분산되어 있는 주로 루테늄(ruthenium)의 산화물로 된 저항체층의 루테늄 원소 함유율과 저항체층의 저항값의 분산과의 관계를 나타낸 것이다. 또한, 저항값과 관련된 종축에는 σ/×100의 값을 표시하였다.은 저항값의 평균값, σ는 표준편차값이다.FIG. 1 shows the relationship between the ruthenium element content of the resistor layer of the glass matrix and the oxide layer mainly composed of ruthenium oxide dispersed in the matrix, and the dispersion of the resistance value of the resistor layer. In addition, the vertical axis associated with the resistance value has σ / The value of x100 was shown. Is the average value of the resistance values, and σ is the standard deviation value.
제1도에서, A는 본 발명의 방법에 의하여 얻은 저항체층의 특성, B는 종래의 방법에 의한 저항체층의 특성을 나타낸다. A의 경우는 루테늄의 산화물의 입자크기가 1㎛ 이하이고, B의 경우는 입자크기가 5㎛이상이다.In Fig. 1, A represents the properties of the resistor layer obtained by the method of the present invention, and B represents the properties of the resistor layer by the conventional method. In the case of A, the particle size of the ruthenium oxide is 1 m or less, and in the case of B, the particle size is 5 m or more.
B의 경우는 Ru원소 함유량이 10wt.% 보다 작으며 급속히 저항값의 분산이 커진다. 한편, A의 경우는 Ru원소 함유량이 작아도 저항값의 분산은 극히 낮아진다.In the case of B, the Ru element content is less than 10 wt.% And the dispersion of the resistance value rapidly increases. On the other hand, in the case of A, the dispersion of the resistance value is extremely low even if the Ru element content is small.
저항체층을 얻기 위한 또 하나의 방법으로서, 상기한 페이스트 대신에 저항체 성분원소의 열분해성 유기화합물과 유리 프리트를 함유하는 페이스트를 쓰는 방법이 있다. 이런 경우에도 페이스트는 상기한 유기 화합물을 용해하는 용매 및 이런 용매에 용해되는 유기 바인더를 함유하는 것이 좋다. 이러한 페이스트를 사용하면, 생성하는 저항체층중에서의 저항체 성분원소의 금속 및/또는 산화물의 분산성은 상기한 방법 보다 떨어지나, 종래의 방법에 비하면 훨씬 우수하다. 즉, 상기한 유기화합물은 페이스트중에서는 용액의 상태로 유리 프리트 입자와 접하고 있어 열분해에 의하여 생성되는 금속 및/또는 산화물은 분자 레벨에서 유리 프리트 입자 표면에 분산되고, 그 상태에서 유리 프리트의 융합에 의하여 형성되는 유리 매트릭스속으로 함입된다.As another method for obtaining the resistor layer, there is a method of using a paste containing a thermally decomposable organic compound of a resistor component element and glass frit instead of the paste described above. Even in this case, the paste preferably contains a solvent which dissolves the above-mentioned organic compound and an organic binder which dissolves in such a solvent. When such a paste is used, the dispersibility of the metal and / or oxide of the resistive component element in the resulting resistive layer is inferior to the above-described method, but much better than the conventional method. That is, the above-mentioned organic compound is in contact with the glass frit particles in the form of a solution in the paste, so that metals and / or oxides produced by thermal decomposition are dispersed on the surface of the glass frit particles at the molecular level, and in this state, the glass frit is fused to the glass frit particles. It is embedded into the glass matrix formed by this.
여기서, 본 발명에 적용하는 저항체 성분원소로서는 루테늄, 금, 은, 니켈, 크롬, 탄탈 등이 있으며, 그 중에서도 루테늄이 바람직하다. 루테늄은 저항체층중에서는 주로 산화물로서 존재한다. 루테늄을 사용한 저항체층은 저항값의 온도 의존성이 제2도의 a와 같이 대단히 크다. 이것을 개량하자면 로듐(rhodium)을 병용하는 것이 좋다. 로듐의 병용으로 저항값의 온도 의존성은 제2도의 b와 같이 개선된다. 또한, 로듐 첨가에 의하여 저항체층의 막 형성 성질도 개선된다. 루테늄과 로듐을 병용하는 경우, 중량비는 0<(Rh/Ru)<5가 적당하다.Here, the resistive component elements to be applied to the present invention include ruthenium, gold, silver, nickel, chromium, tantalum, and the like, and ruthenium is preferable. Ruthenium exists mainly as an oxide in a resistor layer. In the resistor layer using ruthenium, the temperature dependence of the resistance value is very large as shown in a of FIG. To improve this, it is better to use rhodium together. In combination with rhodium, the temperature dependence of the resistance value is improved as in b of FIG. In addition, the film forming property of the resistor layer is also improved by the addition of rhodium. When using ruthenium and rhodium together, 0 <(Rh / Ru) <5 is suitable for a weight ratio.
다음에, 유리의 매트릭스를 형성하는 원소로서는 붕규산 유리를 구성하는 붕소, 규소와 기타 붕규산 납유리를 구성하는 납, 란탄계 유리를 구성하는 란탄, 기타 비스무트 등을 들 수 있다.Next, examples of the element forming the matrix of the glass include boron constituting the borosilicate glass, lead constituting silicon and other borosilicate lead glass, lanthanum constituting the lanthanum glass, and other bismuth.
또한, 상기한 것외에 필요에 따라서 지르코늄, 티탄, 바나듐, 알루미늄, 탄탈, 아연등을 첨가하는 수도 있다.In addition to the above, zirconium, titanium, vanadium, aluminum, tantalum, zinc and the like may be added as necessary.
상기한 원소의 열분해성 유기 화합물로서는 에틸 알콕시드, 이소프로폭시드 등의 알콜레이트(alcoholate), 헥산산 에스테르로 대표되는 지방산 에스테르, 맨톨 알콜레이트나 에스테르 등의 다환(polycyclic) 유기 화합물, 아비에트산염 등의 로진 화합물, 실록산(siloxane)류, 붕산 유기 화합물등이 있다.Examples of the thermally decomposable organic compounds of the above-described elements include alcoholates such as ethyl alkoxide and isopropoxide, fatty acid esters represented by hexanoic acid ester, polycyclic organic compounds such as menthol alcoholate and ester, and abiet. Rosin compounds such as acid salts, siloxanes, and boric acid organic compounds.
이들 유기 화합물을 함유하는 페이스트를 가열하여 소망의 금속이나 산화물을 생성시키는 온도는 사용하는 화합물에 따라 상이하나, 보통 500~800℃이고, 산소를 함유하는 분위기가 바람직하다.The temperature at which the paste containing these organic compounds is heated to produce a desired metal or oxide is different depending on the compound used, but is usually 500 to 800 ° C., and an atmosphere containing oxygen is preferable.
상기한 것에서는 열분해성인 유기 화합물을 사용하였으나, 자외선 조사에 의하여 분해하여 금속 및/또는 산화물을 생성하는 화합물, 예를들어 카르복실기를 가진 나프토퀴논디아조화합물의 루테늄염, 노볼락계 페놀수지화합물과 납, 규소 또는 비스무트와의 화합물 등이 있다.In the above-mentioned compounds, pyrolytic organic compounds are used, but compounds which decompose by ultraviolet irradiation to produce metals and / or oxides, for example, ruthenium salts of naphthoquinonediazo compounds having carboxyl groups and novolac phenolic resin compounds And a compound with lead, silicon or bismuth.
이들 화합물을 사용하는 경우는, 페이스트의 피막에 자외선을 조사하여 분해시킨다.When using these compounds, ultraviolet rays are decomposed by irradiating the coating film of the paste.
본 발명에 의하면 0.3-3㎛의 균일한 막두께의 저항체층을 얻을 수가 있다. 이러한 저항체층은 두께가 얇고 또한 기포등의 결함이 거의 없기 때문에 기록시의 열효율도 양호하다.According to the present invention, a resistor layer having a uniform film thickness of 0.3-3 µm can be obtained. Since the resistor layer is thin and there are few defects such as bubbles, the thermal efficiency at the time of recording is also good.
종래의 박막형 저항체층에서는 0.3㎛ 이상의 막두께로 균일 조성의 막을 얻기는 곤란하였다. 한편, 후막형에서는 두께가 3㎛ 이상인 안정한 막을 얻기는 용이하지만 이런 값이하의 균일막의 형성은 어려웠다. 이와 같이, 종래의 기술로서는 0.3㎛~3.0㎛의 범위의 두께를 갖는 안정된 막을 얻는 것은 곤란하였다.In the conventional thin film resistor layer, it is difficult to obtain a film having a uniform composition with a film thickness of 0.3 µm or more. On the other hand, in the thick film type, it is easy to obtain a stable film having a thickness of 3 µm or more, but it is difficult to form a homogeneous film below this value. As described above, it is difficult to obtain a stable film having a thickness in the range of 0.3 µm to 3.0 µm as a conventional technique.
본 발명은 종래의 불가능하엿던 0.3~3㎛의 막두께를 갖는 균일하고 우수한 막의 저항체층을 가진 더어멀 헤드를 제공할 수가 있다. 본 발명에 따라 기록 품질, 열효율 등의 우수한 더어멀 헤드를 얻게 된다.The present invention can provide a thermal head having a resistive layer of a uniform and excellent film having a film thickness of 0.3 to 3 µm, which was not possible in the related art. According to the present invention, excellent thermal heads, such as recording quality and thermal efficiency, are obtained.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention
제3도는 본 발명에 의한 더어멀 헤드의 구성예를 보여주는 요부의 종단면도이다.3 is a longitudinal sectional view of a main portion showing a configuration example of a thermal head according to the present invention.
(1)은 적어도 표면이 절연성인 기판이다. 표면에 법랑(porcelain enamel)이 피복된 강판, 표면에 글레이즈층(glaze layer)을 가진 알루미나 기판등을 사용한다. (2)는 그 표면에 형성한 저항체층이다. (3), (4)는 저항체층(2)의 위에 형성한 전극이다. 보통 한쪽의 전극은 공통전극이고, 다른쪽은 개별 전극인데, 이러한 전극쌍을 라인 형태로 다수 배열한다. (5)는 이들 전극(3), (4) 및 저항체층(2)의 표면을 피복하는 내마모층인데 기록지와 접촉하여 여기에 저항체층의 발열을 전달함과 동시에 전극이나 저항체층이 마모하는 것을 방지한다.(1) is a board | substrate whose surface is insulating at least. A steel plate coated with porcelain enamel and an alumina substrate having a glaze layer on the surface are used. (2) is a resistor layer formed on the surface thereof. (3) and (4) are electrodes formed on the
제4도는 더어멀 헤드의 다른 구성예를 나타내고 있다. (11)은 기판이고, 그위에 전극(13), (14)을 형성한다음 저항체층(12)과 내마모층(15)을 형성한 것이다.4 shows another configuration example of the thermal head. Reference numeral 11 denotes a substrate, on which
이하, 본 발명의 구체적 실시예를 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.
[실시예 1]Example 1
두꼐50㎛의 글레이즈층을 표면에 가진 알루미나 기판위에 금으로 된 한쌍의 전극층을 형성한다. 이 전극층의 사이에 양쪽 전극과 접하여 저항체용 페이스트를 스크린 인쇄하고 소성하여 350㎛폭의 저항체층을 형성한다. 저항체용 페이스트는 Ru, Rh, Si, B, Pb 각각의 헥산산염, 에틸셀룰로오스 및 테르피네올로 제조한 점도 50,000cp인 것을 사용하였다. 페이스프 인쇄후는 방지하여 건조한 후 800℃로 소성하여 저항체층으로 하였다. 저항체층위에 붕규산 유리 프리트의 페이스트를 인쇄하고 소성하여 내마모층을 형성하였다. 또한, 저항체용 페이스트중의 헥산산염의 혼합 비율은 Ru : Rh : Si : B : Pb의 중량비로 10 : 4 : 14 : 4 : 68이 되게 하였다.A pair of gold electrode layers is formed on an alumina substrate having a glaze layer of 50 µm thick. The resistor paste is screen printed and baked in contact with both electrodes between the electrode layers to form a 350 탆 wide resistor layer. The resistor paste used was a resin having a viscosity of 50,000 cp, which was made of hexalate, Ru, Rh, Si, B, and Pb, respectively, cellulose, and terpineol. After paste printing, it was prevented, dried and calcined at 800 ° C. to obtain a resistor layer. A paste of borosilicate glass frit was printed on the resistor layer and fired to form a wear resistant layer. In addition, the mixing ratio of the hexanoate in the resistor paste was 10: 4: 14: 4: 68 by the weight ratio of Ru: Rh: Si: B: Pb.
[실시예 2]Example 2
루테늄의 옥탄산염, 루테늄의 에틸알콕시드, Pb, Si, B 각각의 에틸알콜레이트를 Ru : Pb : Si : B의 중량비로 8 : 70 : 15 : 7이 되도록 혼합하여, 이것에 에틸셀룰로오스, 테르피네올을 추가한 페이스트를 인쇄, 소성하여 저항체층으로 하였다. 기타는 실시예 1과 동일하다.Ethyl alcohols of ruthenium octanate, ethyl alkoxide of ruthenium, Pb, Si, and B are mixed in a weight ratio of Ru: Pb: Si: B to 8: 70: 15: 7, and ethyl cellulose and ter The paste to which pinene was added was printed and fired to obtain a resistor layer. Others are the same as in Example 1.
[실시예 3]Example 3
실시예 1과 같은 저항체층을 형성하고, 이 저항체층의 위에 스퍼터링법으로 두께 3㎛의 탄화규소막을 형성하여 내마모층으로 하였다.A resistor layer as in Example 1 was formed, and a silicon carbide film having a thickness of 3 µm was formed on the resistor layer by sputtering to form a wear resistant layer.
[실시예 4]Example 4
실시예 1의 페이스트에 다시 테르피네올을 첨가하여 점도를 1000cp로 한 것을 사용하였다. 이 페이스트를 두께 100㎛의 법랑 피복층을 가진 강판위에 스피너(spinner)를 사용하여 도포하였다. 스피너의 회전수를 2000rpm으로 하였다. 건조후, 800℃에서 소성한 다음, 사진 평판 에칭법에 의하여 저항체를 소정의 패턴으로 형성하였다. 여기서, 에칭액에는 황산과 플루오로화 암모늄과의 혼합액을 사용하였다. 다음에, 금의 에틸메르캅티드의 페이스트를 상기한 저항체층의 위에 인쇄하고 소성하여 금층을 형성하고, 계속하여 사진평판 에칭법에 의하여 금의 전극층을 소정의 패턴으로 형성하였다. 이 위에다 Si, B, Pb 각각의 헥산산염과 에틸셀룰로오스, 테르피네올로 구성된 페이스트를 인쇄, 소성하여 내마모층을 형성하였다.Terpineol was added to the paste of Example 1 and the viscosity was set to 1000 cps. This paste was applied using a spinner on a steel sheet having an enamel coating layer having a thickness of 100 µm. The spin speed of the spinner was 2000 rpm. After drying, baking was carried out at 800 ° C., and then a resistor was formed in a predetermined pattern by a photo plate etching method. Here, the liquid mixture of sulfuric acid and ammonium fluoride was used for the etching liquid. Next, a paste of gold ethyl mercaptide was printed on the above-mentioned resistor layer and baked to form a gold layer, and then a gold electrode layer was formed in a predetermined pattern by a photo plate etching method. On this, a paste consisting of hexalate salts of Si, B, and Pb, ethyl cellulose, and terpineol was printed and fired to form a wear resistant layer.
[실시예 5]Example 5
법랑 피복층을 가진 강판의 위에 로울 코오터로 실시예 4와 동일한 저항체용 페이스트 피막을 형성하고, 800℃로 소성하여 저항체층으로 하였다. 이 저항체층위에 크롬-구리층을 스퍼터링법으로 형성하고, 계속하여 크롬-구리층의 사진 평판 에칭, 저항체층의 사진 평판 에칭에 의하여 저항체층, 전극층을 소정의 패턴으로 형성하였다. 그후, 실시예 3과 같은 방법으로 내마모층을 형성하였다.The same resist paste paste film as in Example 4 was formed on a steel sheet having an enamel coating layer and baked at 800 ° C. to obtain a resistor layer. A chromium-copper layer was formed on this resistor layer by sputtering, and then the resistor layer and the electrode layer were formed in a predetermined pattern by photolithography etching of the chromium-copper layer and photolithography etching of the resistor layer. Thereafter, a wear resistant layer was formed in the same manner as in Example 3.
[실시예 6]Example 6
글레이즈층을 표면에 가진 알루미나 기판위에 다수의 개별전극을 라인 상태로 형성함과 동시에, 개별 전극과 대향시켜서 공통 전극을 형성하였다. 이들 전극간에 크기 350㎛×10㎛의 슬리트(slit)를 가진 페인팅 펜을 사용하여 저항체용 페이스트를 배출하여 양쪽 전극에 접하는 피막을 형성하였다. 여기에 사용한 저항체용 페이스트는 실시예 1과 같다. 페이스트 피막을 건조후 800℃에서 소성하여 저항체층으로 하였다. 저항체층위에 붕규산 유리 프리트의 페이스트를 인쇄, 소성하여 내마모층을 형성하였다.A large number of individual electrodes were formed in a line state on the alumina substrate having the glaze layer on the surface, and the common electrodes were formed by opposing the individual electrodes. A resistive paste was discharged using a painting pen having a slit having a size of 350 μm × 10 μm between these electrodes to form a film in contact with both electrodes. The resistor paste used here is the same as in Example 1. The paste film was dried and then fired at 800 ° C. to obtain a resistor layer. The paste of borosilicate glass frit was printed and baked on the resistor layer to form a wear resistant layer.
[실시예 7]Example 7
루테늄의 헥산산염과 붕규산 유리 프리트와의 중량비 1 : 10의 혼합물에 에틸셀룰로오스와 테르피네올을 첨가한 것을 저항체용 페이스트로서 사용한 외에는 실시예 1과 같다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that ethyl cellulose and terpineol were added to a mixture of ruthenium hexanate and borosilicate glass frit with a weight ratio of 1:10.
[실시예 8]Example 8
금의 에틸메르캅티드, 디페닐실록산, 붕소의 멘톨 화합물, 에틸 셀룰로오스 및 테르피네올로 된 페이스트를 저항체용 페이스트로서 사용한 외에는 실시예 1과 같다. 단지, 상기한 페이스트중의 유기 화합물의 혼합비율은 금 : (Si+B)의 중량비로 0.15 : 1이 되도록 하였다.It is the same as Example 1 except the paste which consists of ethyl mercaptide of gold, diphenylsiloxane, the menthol compound of boron, ethyl cellulose, and terpineol as a paste for resistors. However, the mixing ratio of the organic compound in the paste was 0.15: 1 by weight ratio of gold: (Si + B).
[비교 실시예 1]Comparative Example 1
글레이즈층을 표면에 가진 알루미나 기판상에 페이스트를 인쇄하고 소성하여 금전극, 저항체층, 유리로된 내마모층을 형성한 후막형의 더어멀 헤드이다. 여기서, 저항체 형성에 사용한 페이스트는 평균 입자 직경 0.1㎛이고, 최대 입자 직경 0.8㎛의 산화 루테늄 분말 40wt.%와 붕규산 유리 프리트 60wt.%의 혼합물에 에틸셀룰로오스 및 테르피네올을 첨가한 것이다. 인쇄한 페이스트 피막을 800℃로 소성하였다.A thick film-type thermal head in which a paste is printed and baked on an alumina substrate having a glaze layer on its surface to form a gold electrode, a resistor layer, and a wear-resistant layer made of glass. Here, the paste used for forming the resistor is an average particle diameter of 0.1 mu m, and ethyl cellulose and terpineol are added to a mixture of 40 wt.% Ruthenium oxide powder and 60 wt.% Borosilicate glass frit having a maximum particle diameter of 0.8 mu m. The printed paste film was baked at 800 ° C.
[비교 실시예 2]Comparative Example 2
글레이즈층을 표면에 가진 알루미나 기판상에 Ta-Si로 된 저항체층, Cr-Cu의 전극층 및 탄화규소로 된 내마모층을 형성한 박막형의 더어멀 헤드이다.A thin film-type thermal head in which a resistor layer made of Ta-Si, an electrode layer made of Cr-Cu, and a wear resistant layer made of silicon carbide are formed on an alumina substrate having a glaze layer on its surface.
이상의 각 실시예 및 비교실시예의 더어멀 헤드의 여러가지 특성은 다음 표에 나와 있다.Various characteristics of the thermal head of each of the above Examples and Comparative Examples are shown in the following table.
[산업상의 이용 가능성][Industry availability]
본 발명에 따른 더어멀 헤드의 저항체층은 균일한 재질의 조성 분포를 가지고, 박막으로 열용량이 작기 때문에 기록할 때의 열효율이 우수하며, 또한 우수한 품질의 기록을 부여한다. 따라서, 고계조(高階調)의 풀 칼러 프린터, 팩시밀리 또는 워어드 프로세서 등에 적용할 수 있다.The resistive layer of the thermal head according to the present invention has a uniform distribution of the composition of the material, and because the heat capacity is small in the thin film, the thermal efficiency at the time of recording is excellent, and the recording of excellent quality is given. Therefore, the present invention can be applied to a high gradation full-color printer, a facsimile or a word processor.
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