(57)【要約】【課題】発熱領域の温度分布を均一化し、印字した文字の不具合などを防止できるサーマルヘッドを提供すること。【解決手段】絶縁基板１１と、この絶縁基板１１上に形成したグレーズ層１２と、このグレーズ層１２上に形成した発熱抵抗体１３と、この発熱抵抗体１３上に形成した電極１４と、発熱抵抗体１３の発熱部１３ａ上に形成した保護層１５とを具備したサーマルヘッドにおいて、グレーズ層１２に含まれるｌつあるいは複数の塊からなる異物の最大部分の長さが３０μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、この絶縁基板上に形成したグレーズ層と、このグレーズ層上に形成した発熱抵抗体と、この発熱抵抗体上に形成した電極と、前記発熱抵抗体の発熱部上に形成した保護層とを具備したサーマルヘッドにおいて、前記グレーズ層中に含まれるｌつあるいは複数の塊からなる異物の最大部分の長さが３０μｍ以下であることを特徴とするサーマルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷媒体に文字などを印字するサーマルヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルヘッドは印刷媒体に文字などを印字する装置で、絶縁基板およびこの絶縁基板上に形成したグレーズ層などから構成されている。グレーズ層上に発熱抵抗体が形成され、発熱抵抗体上に電極が形成されている。電極は、相互間に間隙を設けた個別電極および共通電極を有し、個別電極と共通電極との間隙部分に位置する発熱抵抗体は、文字などを印字する発熱部として機能する。また、発熱部上に発熱部を保護する保護層が形成されている。
【０００３】
上記した構成において、個別電極および共通電極を通して発熱抵抗体の発熱部に電流を流して加熱し、そのジュール熱によって印刷媒体に文字などを印字する。なお、発熱部で発生した熱は、たとえば発熱部下方のグレーズ層から絶縁基板へと伝達し、さらに絶縁基板を搭載する放熱板などへと伝達し、放熱板から放熱される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サーマルヘッドを構成するグレーズ層は発熱部で発生した熱を蓄積する機能を有している。たとえばグレーズ層を厚くすれば蓄積機能が大きくなり、印字する際に発熱部に流す電流を少なくできる。しかし、グレーズ層が厚くなると熱応答性が低下し、印字速度の高速化が困難になるという問題がある。
【０００５】
近年、サーマルヘッドは、その用途によって印字速度の高速化が求められ、たとえばグレーズ層の厚さを薄くしたサーマルヘッドが検討されている。しかし、発明者によれば、グレーズ層を薄くすると、印字の際に白い筋などが発生し、印字品質が低下するという不具合が判明した。また、その原因が、グレーズ層に混入した異物にあり、混入した異物とグレーズ層との熱伝導率の相違によって、発熱領域全体の温度分布が不均一になるためであることが確認された。
【０００６】
ここで、グレーズ層内に異物が混入した場合に発生する文字の不具合について図３を参照して説明する。
【０００７】
図３は、混入した異物の熱伝導度がグレーズ層の材料よりも大きい場合で、図３（ａ）は電極および発熱部の一部を抜き出した上面図を示している。たとえば第１〜第３の個別電極３１ａ〜３１ｃおよび第１〜第３の共通電極３２ａ〜３２ｃが対になって配置され、個別電極３１ａ〜３１ｃと共通電極３２ａ〜３２ｃの間隙には、複数の発熱部３３ａ〜３３ｃがたとえば図示横方向に直線状に形成されている。そして、発熱部３３ｂ下方のグレーズ層内に異物３４が混入している。
【０００８】
この場合、異物３４の熱伝導度が大きいため、グレーズ層の熱伝導度が実質的に増加し、グレーズ層から絶縁基板への熱伝達特性が向上し、熱放出効果が大きくなる。その結果、発熱部３３ｂの温度が低下し、発熱領域全体における温度分布が不均一になり、図３（ｂ）に示すように、発熱部３３ｂによる印字濃度が薄くなり、たとえば印刷媒体に線状の筋が発生する。
【０００９】
図４は、混入した異物の熱伝導度がグレーズ層の材料よりも小さい場合で、図３に対応する部分に同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００１０】
この場合、異物３４の熱伝導度が小さいため、グレーズ層から絶縁基板への熱伝達特性が低下し、熱放出効果が小さくなる。その結果、発熱部３３ｂの温度が高くなって、発熱領域全体の温度分布が不均一になり、図４（ｂ）に示すように、発熱部３３ｂによる印字濃度が薄くなり、たとえば印刷媒体に線状の筋が発生する。
【００１１】
次に、グレーズ層の厚さと印刷媒体に発生する線状の筋との関係について、図５を参照して説明する。図５の横軸はグレーズ層の厚さ（μｍ）、縦軸は内率（％）、つまり印刷媒体に発生する線状の筋のうち異物が原因で発生する筋の割合を示している。曲線Ｐに示すように、グレーズ層厚が薄くなると、異物が原因の筋の割合が大きくなることが分る。とくにグレーズ層厚が１００μｍを切った辺りから、グレーズ層に含まれた異物の影響度が大きくなっている。これは、グレーズ層厚が薄くなると、グレーズ層内で異物が占める割合が大きくなり、全体の温度分布が不均一になるためと考えられる。
【００１２】
たとえば、発明者によれば、ＴＩＦ分析などからグレーズ層内に含まれる異物としてたとえばＡｌの粒が確認された。従来のサーマルヘッドでは、Ａｌ粒の大きさは最大部分の長さが４０μｍ程度のものが確認されている。この場合、印字速度の高速化などのために、発熱部直下のグレーズ層の厚さをたとえば７５μｍ程度にすると、Ａｌ粒の大きさはグレーズ層の厚さの１／２以上にもなる。Ａｌの熱伝導率は１８０Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃と、グレーズ層の材料の熱伝導率０．６７Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃よりも大きく、Ａｌ粒の熱伝導率の相違から発熱領域全体の温度分布が不均一になると考えられる。
【００１３】
なお、Ａｌ粒が混入する理由は、グレーズ層の形成工程の１つにグレーズ原料を粉砕する工程があり、その粉砕工程でアルミナ製の粉砕用容器を用いるために、その粉砕工程で混入するものと推測される。
【００１４】
本発明は、上記した欠点を解決し、発熱領域の温度分布を均一化し、印字した文字の不具合などを防止できるサーマルヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、絶縁基板と、この絶縁基板上に形成したグレーズ層と、このグレーズ層上に形成した発熱抵抗体と、この発熱抵抗体上に形成した電極と、前記発熱抵抗体の発熱部上に形成した保護層とを具備したサーマルヘッドにおいて、前記グレーズ層に含まれるｌつあるいは複数の塊からなる異物の最大部分の長さが３０μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、グレーズ層に含まれるｌつあるいは複数の塊からなる異物の最大部分の長さを３０μｍ以下にしている。この構成によれば発熱部直下に位置するグレーズ層内において異物が占める割合が小さくなり、発熱領域の温度分布が均一化し、印字した文字の不具合などを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図１を参照して説明する。図１はサーマルヘッドの概略の断面図で、たとえばセラミック製の絶縁基板１１上にグレーズ層１２が形成されている。グレーズ層１２上に発熱抵抗体１３が形成され、発熱抵抗体１３上に電極１４が形成されている。電極１４は個別電極１４ａおよび共通電極１４ｂを有し、個別電極１４ａと共通電極１４ｂの間隙部分に位置する発熱抵抗体１３は、文字などを印字する発熱部１３ａとして機能する。また、発熱部１３ａ上には発熱部１３ａを保護する保護層１５が形成されている。
【００１８】
ここで、上記したグレーズ層１２の形成方法について説明する。グレーズ層１２はグレーズ原料たとえばグレーズガラスから形成され、グレーズ原料は、まず、粉砕工程で粉砕される。粉砕工程では、アルミナ製の筒状容器内に鋼球とともにグレーズ原料を入れ、鋼球による衝撃などを利用してグレーズ原料を粉砕する。その後、分級工程で、グレーズ原料の粉体を、粒子径や密度、形状などで分類する。分級工程では、網目を利用した篩分け分級や、比重差を利用して風力で分級する空気分級などがある。
【００１９】
従来のサーマルヘッドでは、一般的に篩分け分級が用いられている。しかし、篩分け分級では細かい粒だけの抽出に限界があるため、発明の場合はたとえば空気分級を用い、ｌつの異物の最大部分の長さが３０μｍよりも大きいものを除去した。その後、空気分級を経たグレーズ粉に有機溶剤を添加混合したガラスペーストをセラミック製の絶縁基板上に印刷塗布し、高温で焼き付け、たとえば発熱部直下の厚さが７５μｍのグレーズ層を形成した。
【００２０】
上記したようにグレーズ原料を粉砕した後の分級工程において、最大部分の長さが３０μｍよりも大きい異物、たとえばＡｌ粒などを除去している。この構成によれば、グレーズ層内に混入した異物による局所的な温度特性差が小さくなり、発熱領域の温度分布が均一化し、印字特性が良好なもつサーマルヘッドが得られた。
【００２１】
ここで、空気分級を用いた場合の異物除去効果について図２を参照して説明する。図２の横軸はグレーズ基板製造ロット、縦軸は所定大きさ（２７５ｍｍ×５５ｍｍ）の基板面上のグレーズ層内の異物数を示す。符号Ｍは篩を用いた分級の場合で、矢印Ｙよりも右側の符号Ｎは空気分級の場合である。符号Ｎで示すように空気分級を用いた場合、異物数が大きく減少している。
【００２２】
上記した実施形態は、たとえば１つの異物についてその長さをいろいろな方向から測定した場合に、最大部分の長さが３０μｍ以下にしている。しかし、複数粒からなる異物の塊の最大部分の長さが３０μｍ以下の場合にも同様の効果が得られる。
【００２３】
上記したように、本発明によれば、グレーズ層内の大きな異物の混入が防止され、局所的な温度特性差が解消する。その結果、ヘッドの発熱領域全体の温度分布が均一化し、印字不具合の発生が少ないサーマルヘッドが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態を説明する概略の断面図である。
【図２】本発明の特性を説明する特性図である。
【図３】従来例で印字不具合が発生する模様を説明する概略の上面図である。
【図４】従来例で印字不具合が発生する模様を説明する概略の上面図である。
【図５】従来例でグレーズ層の厚さと印字不具合の発生状況を説明する特性図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１…絶縁基板
１２…グレーズ層
１３…発熱抵抗体
１３ａ…発熱部
１４…電極
１４ａ…個別電極
１４ｂ…共通電極
１５…保護層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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