(57)【要約】【課題】凸状グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において非接触測定手段にて凸状グレーズ層の頂面の長辺方向における全長にわたってうねりを保証できる評価方法を提供する。【解決手段】セラミック基板上に長さ方向で１００〜４００ｍｍの凸状グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において、非接触測定手段を用いて凸状グレーズ層頂面の全長を測定し、全うねりの平均値及び最大うねりと最小うねりの差を求めて評価する。【選択図】図１
2004017533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板上に長さ方向で１００〜４００ｍｍの凸状グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において、非接触測定手段を用いて凸状グレーズ層頂面の全長を測定し、全うねりの平均値及び最大うねりと最小うねりの差を求めることを特徴とする凸状グレーズ層を有するセラミック基板の評価方法。
【請求項２】
上記凸状グレーズ層頂面の全長を７０μｍ以下の間隔でｎ個の点で表面のうねりＺを読み取り、その平均値Ｚ１を
Ｚ１＝ΣＺ／ｎ
として測定することを特徴とする請求項１記載の凸状グレーズ層を有するセラミック基板の評価方法。
【請求項３】
評価の基準値を、うねりの平均値が０．３μｍ以下、最大うねりと最小うねりの差が０．８μｍ以下としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の凸状グレーズ層を有するセラミック基板の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にサーマルプリンターヘッド用のグレーズドセラミック基板として用いられる、断面形状が凸形状をしたグレーズ層を有するセラミック基板の評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、サーマルプリンターにも印字の高密度化、高画質化、高速化が求められており、このうち密度と画質を高めることができるサーマルプリンター用ヘッドとして、図３に示すようなものが提案されている。
【０００３】
このサーマルプリンターヘッド２１は、セラミック基板５２上に断面形状が凸形状をしたグレーズ層５１を有し、このグレーズ層５１に発熱抵抗体層２２と電極層２３を備え、さらに保護膜２４で覆った構造をしたもので、このようにグレーズ層５１に発熱抵抗体層２２を設けることにより、保護膜２４の頂面と印字媒体である記録紙との接触圧力を高め、印字性能を向上させることができるようになっていた。
【０００４】
ところで、このような凸状グレーズ層５１を形成する方法としては、スクリーン印刷法、ケミカルエッチング処理法、ブラスト処理法等が知られている。
【０００５】
また、凸状頂面のうねりが大きいと、サーマルヘッドとして印画の際、紙との接触圧力に差が生じる為、結果として濃度むらが発生する原因となるので、凸状頂面のうねりは小さいほうが好ましい。
【０００６】
凸状グレーズ層頂面のうねりの評価方法として、特開平６−４００６４号公報によると、サンドブラスト法で作製した凸状グレーズ表面のうねりを測定するに当たり、表面粗さ計、カットオフ０．８ｍｍ、測定長さ２５ｍｍの条件を用いて測定している。実施例では表面方向長さ４．５ｍｍ当たり最大振幅１μｍ、凸部表面の波長の短い凸凹の最大振幅を表面長さ方向２．７ｍｍあたり１μｍ以下とできるとしている。
【０００７】
また、特開平６−１７１１２８号公報によれば、図４に示すようにサンドブラスト処理法で形成された凸状グレーズ層５１の頂面のうねりの最大振幅Ｃが、長さ５．０ｍｍ当たり１μｍとすることができるという実施例のデーターが得られており、少なくとも長さ２．７ｍｍ当たり１μｍ以下にできることが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４のような凸状グレーズ層５１の頂面のうねりの最大振幅Ｃは、凸状グレーズ層５１頂面の長辺方向の全長のうちの部分的な長さに対する評価であって、部分的な長さを選択する場所によっては最大振幅Ｃが大きい部分もある可能性があり、凸状グレーズ層５１頂面の長辺方向の全長のうねりのばらつきによっては、サーマルヘッドを作製した際印画不良、特に濃度むらを発生させるという問題があった。
【０００９】
また、特開平６−４００６４号公報では表面粗さ計にて長さ２５ｍｍ測定と記してあり、局部的な評価に過ぎない。特に凸状グレーズ層５１の長さが１００ｍｍ以上のものになると、前述したような限られた長さのうねりで評価しても、全長のうち２５％以下の長さしか保証していないという問題があった。
【００１０】
加えて、一般的に市販されている表面粗さ計の測定長は２００ｍｍであり、それ以上の全長を持つ凸状グレーズ層５１の測定が出来ないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、凸状グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において、非接触測定手段を用いて凸状グレーズ層の頂面の長辺方向における全長にわたってうねりを保証できる評価方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、セラミック基板上に長さ方向で１００〜４００ｍｍの凸状グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において、非接触測定手段を用いて凸状グレーズ層頂面の長辺方向の全長における全うねり平均値が０．３μｍ以下、かつ凸状グレーズ層頂面の全長における最大うねりと最小うねりの差が０．８μｍ以下と規定し評価することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の凸状グレーズ層を有するセラミック基板の評価方法を図１（ａ）（ｂ）により説明する。
【００１４】
まず、図１（ａ）に凸状グレーズ層２を有するセラミック基板１の長辺方向の断面図を示すが、長辺方向の長さＬが１００〜４００ｍｍの凸状グレーズ層２の頂面の長辺方向全長にわたって、非接触測定手段であるレーザー変位計を走査し、その走査中に７０μｍ以下の間隔で表面の凸凹の高低を読み取る。次に、その数値化されたデータを用いて、凸状グレーズ層２頂面の長辺方向の全長のうねりを示すと、図１（ｂ）に示すように、デコボコした線で表現される。
【００１５】
そのうち全うねり平均値Ｚ１は、その個々のうねりＺを合計して、
Ｚ１＝ΣＺ／ｎ
から求める。尚、ｎは測定ポイント数を示す。この全うねり平均値Ｚ１は０．３μｍ未満が好ましい。
【００１６】
また凸状グレーズ層２頂面全長の全うねりのうち、最大うねりと最小うねりの差Ｚ２は、図１（ｂ）に示す個々のうねりＺのうち、凸側に大きい最大うねりＺ１０と凹側に大きい最小うねりＺ１１の差から、
Ｚ２＝Ｚ１０−Ｚ１１
により求める。この最大値と最小値の差Ｚ２は０．８μｍ未満が好ましい。
【００１７】
上述のように、凸状グレーズ層２頂面の長辺方向の全長のうねりを評価するにあたり、最大うねりと最小うねりの差が０．８μｍより大きいと、その部分のグレーズ層が凸状グレーズ層頂面に対し凸になっており、印画時にグレーズ層と紙の接触が局部的に強くなり、印画濃度が濃くなってしまう。また全うねり平均が０．３μｍより大きいと、凸状グレーズ層頂面に対し凸になっている部分が多く存在することになり、印画濃度がまだらになってしまう。
【００１８】
尚、長辺方向の長さＬが１００〜４００ｍｍの凸状グレーズ層２の頂面の長辺方向全長にわたり、レーザー変位計を走査するその間隔は、７０μｍ以下が好ましいが、より好ましくは５０μｍ以下である。
【００１９】
図２にうねり測定ピッチとその測定バラツキδのグラフを示す。本グラフは発明者が鋭意努力し、凸部グレーズ層の全長さ方向に対し、ウネリ測定ピッチを１０〜３００μｍに渡って設定測定し、そのバラツキδを求めたものである。
【００２０】
このグラフの近似曲線変曲点の測定ピッチが約７０μｍであることから、好ましい測定ピッチは７０μｍ以下とした。又、上記グラフより、より好ましい測定ピッチは、５０μｍ以下である。
【００２１】
また、凸状グレーズ層２の頂面の長辺方向全長のうねり測定にはレーザー変位計等の非接触測定手段を用いるため、凸状グレーズ層２の頂面に傷をつけることがなく、測定可能な長さも表面粗さ計に代表される接触測定手段よりも長いので１００〜４００ｍｍの凸状グレーズ層の長辺方向の全長でも十分測定できる。
【００２２】
このように本発明は凸状グレーズ層２頂面の長辺方向の全長にわたり、全うねり平均値と、最大うねりと最小うねりの差の２つの値を測定することにより、信頼度が高い凸状グレーズ層の評価を実施することが出来る。
【００２３】
【実施例】
ここで、研磨材の番手、研磨材の噴出圧を異ならせてサンドブラスト処理によりグレース層に凸部を形成し、その後、熱処理を加えて凸部頂面に丸みを持たせた時の凸部頂面の全長における全うねり平均値、最大うねりと最小うねりの差、及びこのグレーズド基板を用いて作製したサーマルプリンタヘッドの印画濃度について調べる実験を行った。
【００２４】
まず、外辺寸法が２９０ｍｍ×７８ｍｍ、厚み１．０ｍｍであるアルミナセラミックスからなるセラミック基板を用意し、このセラミック基板上に、ガラスペーストをステンレスメッシュからなるスクリーン製版を用いて印刷し、焼成後のグレーズ層の厚みが２００μｍとなるようにスクリーン印刷する。
【００２５】
次に、ガラスペーストを乾燥させた後、トンネル型連続焼成炉を用いて熱処理を加え、非晶質化したグレーズ層を形成した。
【００２６】
次いで、このグレーズ層上全面にレジストフィルムを熱圧着し、ガラスマスクを用いて凸部になる部分のレジストフィルムを露光して感光させ、感光した部分以外のレジストフィルムを剥離液で除去することにより、グレーズ層の凸部になる部分にのみマスキング部を形成する。
【００２７】
そして、サンドブラスト処理を施してマスキング部以外の部分を研削して断面形状が凸形状をなし、凸部の長さが２８４ｍｍの二段グレーズ層を形成した。その際、研磨材の番手及び噴出圧、セラミック基板の移動速度、ブラストノズルの移動速度を異ならせて実施した。また、サンドブラスト処理により研削する深さは５５μｍとなるようにした。
【００２８】
しかる後、サンドブラスト処理を終えた二段グレーズ層を有するセラミック基板に加熱処理を施し、凸部頂面が所定の曲率を有する二段グレーズ層を備えた試料としてのセラミック基板を形成した。
【００２９】
そして、二段グレーズ層の凸部頂面をその全長にわたってレーザー変位計を走査させ、その値を用いて凸部頂面の全長における全うねり平均値と、最大うねりと最小うねりの差を測定し、Ｎｏ．１として、うねり平均値０．３７μｍ、最大と最小の差２．１６μｍ。Ｎｏ．２として、うねり平均値０．２７μｍ、最大と最小の差０．７２μｍ。Ｎｏ．３として、うねり平均値０．０４μｍ、最大と最小の差０．３７μｍの３試料を用意した。その時のうねりデータ取り込み間隔は７０μｍとした。
【００３０】
また、各試料を用いてサーマルヘッドを作製し、印画実験を行った。画質の評価は、印画した画像をスキャナにてパソコンに取り込み、その画像データを数値化して、回路単位毎の色調の濃さの平均値と最大濃淡差を求めた。印画画像の評価にあっては、単位回路ごとの色調の濃さの平均値が０．１０以下、最大濃淡差が１．５０以下である画像が良好とした。
【００３１】
結果は表１に示す通りである。
【００３２】
その結果、本発明の評価方法で凸部頂面全長の全うねり平均値が０．３μｍ以上、最大うねりと最小うねりの差が０．８μｍ以上であった試料Ｎｏ．１は、印画した画像の回路単位毎の色調の濃さの平均値が０．１１、最大濃淡差が６．２０と大きく、画像の色調にむらがあることがわかり、凸部頂面全長にわたりうねりが小さくできていなかった。それに対し、凸部頂面全長の全うねり平均値が０．３μｍ以下、最大うねりと最小うねりの差が０．８μｍ以下であった試料Ｎｏ．３は、印画した画像の回路単位毎の色調の濃さの平均値が０．０５、最大濃淡差が０．７５と小さく、画像の色調にむらが見られず凸部頂面全長にわたりうねりが小さかったことがわかった。
【００３３】
【表１】
2004017533.tif 000003
【００３４】
次に、同様にして作成した３種類のグレーズド基板に対し、本発明による評価方法と、従来の評価方法により評価を行った後、上記と同様の印画実験を行った。
【００３５】
その結果を表２に示すように、Ｎｏ．２の試料は、従来の評価方法では良い評価であったのに印画実験では悪い結果となり、正しく評価できていなかった。これに対し、本発明の評価方法では正しく評価できていることがわかる。
【００３６】
このように本発明の評価方法を適用すると、凸状グレーズ層を有するグレーズド基板凸部頂面全長のうねりと、それを用いて作製したサーマルヘッドで印画した画像の画質と相関が取れており、サーマルヘッドを作製して印画試験をすることなく、グレーズ基板の状態で最終製品の品質が予測できる評価方法として優れていることがわかる。
【００３７】
【表２】
2004017533.tif 000004
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、セラミック基板上に長さ方向で１００〜４００ｍｍの凸状グレーズ層を備えてなるグレーズド基板において、非接触測定手段を用いて凸状グレーズ層頂面の全長を測定し、全うねりの平均値及び最大うねりと最小うねりの差を求めて評価することによって、これを用いて作製したサーマルヘッドで印画した画像の単位回路毎の濃度むらと相関が取れており、グレーズド基板の段階でサーマルヘッドとしての画質を正確に予測できる。それにより高画質印刷が可能なサーマルヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の凸状グレーズ層を有するセラミック基板の評価方法を説明するための説明図である。
【図２】本発明のうねり評価方法を説明するためのグラフである。
【図３】一般的なサーマルプリンターヘッドの要部を示す断面図である。
【図４】凸状グレーズ層の断面図である。
【符号の説明】
１：セラミック基板
２：グレーズ層
Ｚ：個々のうねり
Ｚ１０：最大うねり
Ｚ１１：最小うねり
Ｚ２：最大うねりと最小うねりの差
５１：凸状グレーズ層
５２：セラミック基板
２１：サーマルプリンターヘッド
２２：発熱抵抗体層
２３：電極層
２４：保護膜
Ｃ：うねりの最大振幅
【図１】
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【図２】
2004017533.tif 000006
【図３】
2004017533.tif 000007
【図４】
2004017533.tif 000008