专利名称：热打印头及其制造方法
技术领域：
本发明涉及作为热敏打印机的构成部件使用的热打印头及其制造方法。
背景技术：
图7为表示热打印头的现有例子的图。在该热打印头B中，在绝缘性基板91上形成有由玻璃等构成的瓷釉层92。在瓷釉层92上形成有电极93和发热电阻体95。在发热电阻体95和电极93上，通过印刷、烧成非晶质玻璃形成有保护层96，以覆盖发热电阻体和电极。
在使用热打印头B进行打印处理时，在与发热电阻体95相对的位置上配置台板滚子P。在打印处理中，在利用台板滚子P将作为打印介质的热敏记录纸S压紧在保护层96上的状态下，例如，在一行的副扫描方向上移动热敏记录纸S。然后，发热电阻体95发出的热通过保护层96，传递至热敏记录纸S，使之现色，从而进行打印。下面，交互地反复进行沿一行移动记录纸S和利用热打印头B进行打印处理，从而对记录纸S进行整体打印处理。
在利用热打印头的打印处理中，有引起所谓粘附的现象的情况。所谓粘附是热敏记录纸贴在保护层的表面上，使热敏记录纸的输送变的不规则的现象。由这种粘附为起因，具有在热敏记录纸上产生白筋等的打印不良的现象。
作为消除这种粘附的方法，考虑到可以使保护层的表面平滑，减小热敏记录纸和保护层之间产生的摩擦阻力。例如，就上述现有的热打印头B来说，由于非晶质玻璃的表面平滑性好，在印刷处理时，将非晶质玻璃使用在与记录纸压接的保护层96中，实现粘附的抑制。
作为使用非晶质玻璃抑制粘附的热打印头的另一个现有的例子，如图8所示，保护层96由使不同种类的第一保护层96A和第二保护层96B重合的双层结构构成。在该热打印头B’中，两层中的下层侧的第一保护层96A由耐磨性好的结晶化玻璃制成，上层侧的第二保护层96B由平滑性好的非晶质玻璃制成。在图8中表示的热打印头B’由于在与记录纸S压接的第二保护层96B的下侧设置有耐磨性好的第一保护层96A，所以相比较图7表示的热打印头B能够提高保护层96的耐磨性。
然而，在利用热打印头进行打印处理时，由于将热敏记录纸压在保护层上并进行搬送，热敏记录纸对保护层的贴合力变大。另外，有时由发热电阻体发出的热会软化保护层或热敏记录纸的成分，在这种情况下，贴合力变得更大。
虽然如果使保护层的表面平滑，尽可能地减小摩擦阻力，则比较容易剥离贴在保护层上的热敏记录纸，但是如果通过由台板产生的贴合力以及由发热电阻体产生的热软化的保护层或热敏记录纸的成分，使保护层和热敏记录纸紧贴，则由于保护层表面的摩擦阻力降低，有时不能可靠地将热敏记录纸从保护层表面分离。在现有的热打印头B，B’中，由于利用非晶质玻璃，能够尽可能地使与热敏记录纸压接的保护层96或第二保护层96B的表面平滑化，所以有时不能很好地抑制粘附的发生。
作为抑制粘附的另一方法，也有减小将热敏记录纸压紧在保护层上的力的方法。但是，如果利用这种方法，热就不能很好地传递至热敏记录纸上，导致打印的质量降低的问题。
专利文献1日本特开昭63-74658号公报。
专利文献2日本特开2001-47652号公报。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的。本发明的目的在于提供可抑制粘附的发生、提高打印的质量的热打印头。
本发明第一方面提供的热打印头，在基板上具有发热电阻体、对该发热电阻体进行通电用的电极、和至少覆盖上述发热电阻体的双层结构的保护层，其特征在于构成上述保护层的上层的第二保护层有导电性，构成上述保护层的下层的第一保护层的厚度具有上述第二保护层的厚度的3倍以上的厚度。
优选上述第一保护层的厚度为2μm～13μm。
本发明的第二方面提供一种热打印头的制造方法，它是第一方面所述的热打印头的制造方法，其特征在于上述第一保护层通过烧成玻璃形成，上述第二保护层通过按比上述第一保护层的玻璃的软化温度低的烧成温度烧成添加有导电成分的玻璃而形成。
本发明的第三方面提供一种热打印头的制造方法，它是第一方面所述的热打印头的制造方法，其特征在于上述第一保护层通过烧成非晶质玻璃形成，上述第二保护层通过按在低于该结晶化玻璃的软化温度30℃至高于该结晶化玻璃的软化温度50℃的范围内的烧成温度，烧成添加有导电成分的结晶化玻璃而形成。
优选形成上述第一保护层用的上述非晶质玻璃的软化温度为比上述第二保护层的烧成温度低50℃以上的温度。
优选用于上述第一保护层的上述非晶质玻璃的软化温度为比上述结晶化玻璃的软化温度低50℃以上的温度。
优选上述第一保护层的烧结温度与上述第二保护层的烧成温度大致相同。
本发明的第四方面提供一种热打印头的制造方法，它是在基板上具有发热电阻体、对该发热电阻体进行通电用的电极、和至少覆盖上述发热电阻体的双层结构的保护层的热打印头的制造方法，其特征在于通过烧成非晶质玻璃形成构成上述保护层的下层的第一保护层，通过按在低于该结晶化玻璃的软化温度30℃至高于该结晶化玻璃的软化温度50℃的范围内的烧成温度，烧成结晶化玻璃，形成构成上述保护层的上层的第二保护层。
优选形成上述第一保护层用的上述非晶质玻璃的软化温度为比上述第二保护层的烧成温度低50℃以上的温度。
优选上述非晶质玻璃的软化温度为比上述结晶化玻璃的软化温度低50℃以上的温度。
优选上述第一保护层的烧结温度与上述第二保护层的烧成温度大致相同。
本发明的第四方面提供一种热打印头，其特征在于利用第八至第十方面中任一项所述的制造方法制造该种热打印头。
图1为表示本发明的热打印头的一个例子的主要部分平面图。
图2为沿着图1的II-II线的截面图。
图3为表示制造本发明的热打印头的方法的一个例子的主要部分截面图。
图4为表示制造本发明的热打印头的方法的一个例子的主要部分截面图。
图5为表示制造本发明的热打印头的方法的一个例子的主要部分截面图。
图6为表示本发明的另一个热打印头的例子的主要部分平面图。
图7为表示现有的热打印头的主要部分截面图。
图8为表示现有的热打印头的其他例子的主要部分截面图。
具体实施例方式
以下，参照附图，具体地说明本发明的实施例。
图1和图2为表示本发明的热打印头的一个例子的图。第一实施例的热打印头A包括基板1、瓷釉层2、共通电极3、多个单独电极4、发热电阻体5和保护层6。此外，在图1中省略保护层6的说明。
基板1有绝缘性，例如为氧化铝陶瓷制成。瓷釉层2是起作为蓄热层的作用以及使形成共通电极3或单独电极4等的表面光滑从而提高其粘着力的作用等的部分。瓷轴层2通过印刷、烧成玻璃糊剂(paste)，形成在基板1的大致全部表面上。
共通电极3具有呈梳齿状突出的多个延伸部3a。排列设置多个单独电极4，使其一端进入邻接的延伸部3a之间。各个单独电极4的另一端作为结合用的衬垫4a。使这些各结合用的衬垫4a分别处于相对于图外的驱动IC的输出衬垫的导通状态。共通电极3和单独电极4，通过印刷、烧成树脂酸盐(resinate)金糊剂形成。
发热电阻体5设置成沿基板1的一定方向延伸的一定宽度的带状，使它可以连串地跨过多个延伸部3a和多个单独电极4。例如，通过印刷、烧成氧化钌糊剂形成发热电阻体5。
如果利用图外的驱动IC有选择地向单独电极4通电，则发热电阻体5中由互相邻接的延伸部3a夹住的区域50(例如图1的剖面线表示的部分)发热，形成1个发热点。
保护层6覆盖共通电极3、单独电极4和发热电阻体5的表面。保护层6为由非晶质玻璃构成的第一保护层6A和由结晶化玻璃构成的第二保护层6B构成的双层结构。第二保护层6B形成为多孔质层，以覆盖第一保护层6A。
下面，参照图3～图5，说明本发明的热打印头的制造方法的一个例子。
图3为表示在基板1上形成瓷釉层2、共通电极3、单独电极4和发热电阻体5的状态的主要部分截面图。首先，如图3所示，准备层积形成有瓷釉层2、共通电极3、单独电极4和发热电阻体5的基板1。通过印刷、烧成玻璃糊剂形成瓷釉层2。例如，通过印刷、烧成树脂酸盐(resinate)金糊剂(paste)、利用光刻法的蚀刻除去不需要的部分，形成共通电极3和单独电极4。例如，通过印刷、烧成氧化钌糊剂形成发热电阻体5。
下面，如图4所示，形成第一保护层6A，以覆盖共通电极3、单独电极4和发热电阻体5。第一保护层6A通过印刷、烧成以SiO2、B2O3、PbO为主要成分的非晶质玻璃糊剂而形成。
上述非晶质玻璃的软化温度为680℃。形成第一保护层6A用的烧成温度(以下称为“第一烧成温度”)为760℃。由于第一烧成温度(760℃)为比上述非晶质玻璃的软化温度(680℃)高80℃的温度，所以在烧成时，上述非晶质玻璃的粘度变小，其流动性变得很大。结果，上述非晶质玻璃中内在的气泡消失，形成密封性好的第一保护层6A。
下面，如图5所示，在第一保护层6A上形成第二保护层6B。第二保护层6B通过印刷、烧成以SiO2、ZrO、CaO为主要成分的结晶化玻璃糊剂形成。
上述结晶化玻璃的软化温度为785℃。形成第二保护层6B用的烧成温度(以下称为“第二烧成温度”)为760℃。第二保护层6B由结晶化玻璃构成，第二烧成温度(760℃)为上述结晶化玻璃的软化温度(785℃)附近的温度。烧成时，由于结晶成分抑制上述结晶化玻璃的流动，所以上述结晶化玻璃中内在的气泡残存，其成为空隙部。结果，第二保护层6B成为具有多个空隙部的多孔质状。
由于形成第一保护层6A用的非晶质玻璃的软化温度(680℃)为比第二烧成温度(760℃)低80℃的温度，所以在烧成第二保护层6B时，第一保护层6A充分软化，与第二保护层6B的紧贴性提高。另外，根据第一实施例，由于第一烧成温度和第二烧成温度大致相同，所以在形成第一保护层6A和第二保护层6B时，不必要改变烧成温度。
在该制造方法中，第二烧成温度为相对于形成第二保护层6B用的结晶化玻璃的软化温度低25℃的温度。所以，在烧成第二保护层6B时，结晶成分抑制玻璃整体的流动，上述结晶化玻璃的粘度变小。由此，第二保护层6B形成为空隙部的大小或层全体的空隙部的分布更均匀的多孔质状。另外，作为使第二保护层6B形成为多孔质状用的第二烧成温度，也可以在相对于结晶化玻璃的软化温度低30℃的温度至相对于结晶化玻璃的软化温度高50℃的温度的温度范围内。
由于将第二保护层6B形成为多孔质状，第二保护层6B的表面形成为比现有的热打印头B’的第二保护层96B凹凸的形状。由此，与现有的热打印头B’比较，容易剥离在打字处理时紧贴在热打印头A上的热敏记录纸，能够很好地抑制粘附的发生。另外，由于第二保护层6B为多孔质状，即使在打印处理时，由于与热敏记录纸的滑动接触，稍有磨耗，仍可保持第二保护层6B表面的凹凸状，所以能够恰当地维持粘附的抑制效果。
根据上述的制造方法，由于通过第二保护层6B的烧成处理，其表面形成为凹凸状，又由于在形成第二保护层6B后，其表面成为凹凸状，所以不需要追加例如喷砂处理等别的工序。所以，能够利用与现有工序同样的工序得到热打印头A。因此，利用上述制造方法，能够抑制造成本的上升。另外，采用上述制造方法，由于能够适当地抑制粘附，又由于提高了防止粘附的可靠性，所以不需要减小将打印处理时的热敏记录纸压在保护层6上的力，不会导致打印质量的降低。
如上述第一实施例那样，如果形成第一保护层6A用的非晶质玻璃的软化温度为比第二烧成温度低50℃以上的温度，则在烧成第二保护层6B时，第一保护层6A充分软化。由此，第一保护层6A和第二保护层6B的紧贴性提高。因此，打印处理时，可抑制第二保护层6B从第一保护层6A剥离的问题，还可提高热打印头A的耐久性。
如上述第一实施例那样，如果形成第一保护层6A用的非晶质玻璃的软化温度为比形成第二保护层6B用的结晶化玻璃的软化温度低50℃以上的温度，则即使将第二烧成温度设定为第二保护层6B的软化温度以下的温度，在烧成第二保护层6B时，也能够使第一保护层6A充分软化。因此，通过将第二烧成温度设定得低，可以控制制造成本，可以提高第一保护层6A和第二保护层6B的紧贴性。
根据上述第一实施例，由于第一烧成温度和第二烧成温度大致相同，可使制造工序的温度管理简单，结果，热打印头A的生产率提高。
在本发明中，例如，作为形成第一保护层用的非晶质玻璃或形成第二保护层用的结晶化玻璃，能够选择在上述第一实施例中表示的组成成分或物性值以外的玻璃。另外，能够适当变更第一和第二烧成温度，以便使其与所选择的非晶质玻璃或结晶化玻璃相对应。
然而，在利用热打印头进行的打印处理中，由于在将热敏记录纸压在热打印头的保护层上的状态下使其移动，一般，保护层和热敏纪录纸的接触摩擦会产生静电，该静电使热打印头与热敏记录纸的紧贴力增加，对防止粘附有不利影响。
在由双层结构构成现有的保护层的热打印头中，为了除去在保护层和热敏记录纸之问产生的静电，利用绝缘材料形成保护层的下侧的第一保护层，利用导电材料形成上侧的第二保护层。在这样的热打印头中，能够避免由保护层所带的静电放电而导致破坏发热电阻体、产生不能发热的问题，同时，能够降低对防止粘附的不利影响。
因此，在由双层结构构成热打印头的保护层的情况下，优选保护层下侧的第一保护层为具有绝缘性的层，保护层上侧的第二保护层为具有导电性的层。然而，在形成具有绝缘性的第一保护层后，在其上形成具有导电性的第二保护层时，第一保护层软化，有时第二保护层的导电成分会扩散至下侧的第一保护层内。当引起这样的导电成分的扩散时，在导电成分的周围存在的气泡也向绝缘层内扩散，发热电阻体的密封性降低。结果，出现促进发热电阻体的劣化，热打印头的寿命缩短的问题。
这里，就本发明的另一个热打印头来说，作为保护层，抑制由于导电成分从第二保护层6B(上层)向第一保护层6A(下层)的扩散而引起的密封性的降低，可延长热打印头的寿命。
图6为表示本发明其他热打印头的一个例子的图。
第二实施例的保护层6为由第一保护层6A和具有导电性的第二保护层6B构成的双层结构。第一保护层6A的厚度t1为第二保护层6B的厚度t2的三倍以上。举出这些具体数值中的一个例子，厚度t1是7μm，厚度t2是2μm。
下面，说明该热打印头的制造方法的一个例子。由于该热打印头的制造方法与第一保护层6A由非晶质玻璃构成、第二保护层6B由结晶化玻璃构成的热打印头的制造方法大致相同，所以在下面的说明中，再次参照图3～图5。此外，在参照图5时，第二保护层6B的厚度为第一保护层6A的厚度的1/3以下。
首先，如3图所示，准备层积形成有瓷釉层2、共通电极3、单独电极4和发热电阻体5的基板1。
其次，如图4所示，形成第一保护层6A，以覆盖共通电极3、单独电极4和发热电阻体5。第一保护层6A通过印刷、烧成以SiO2、PbO为主要成分的非晶质玻璃糊剂而形成。上述非晶质玻璃的软化温度为例如745℃。形成第一保护层6A用的烧成温度(以下称为“第一保护层6A的烧成温度”)为例如800℃。
由于第一保护层6A的烧成温度(800℃)为比上述非晶质玻璃的软化温度(745℃)高55℃的温度，所以在烧成时，上述非晶质玻璃的粘度变小，其流动性变得足够大。结果，上述非晶质玻璃内在的气泡消失，形成密封性好的第一保护层6A。
其次，如图5所示，在第一保护层6A上形成第二保护层6B。第二保护层6B通过印刷、烧成在以PbO、B2O3、SiO2为主要成分的非晶质玻璃中添加了例如氧化钌等的导电成分的导电性玻璃糊剂而形成。
形成第二保护层6B的非晶质玻璃的软化温度为例如590℃。形成第二保护层6B用的烧成温度(以下称为“第二保护层6B的烧成温度”)为例如680℃。第二保护层6B的烧成温度(680℃)为比形成第一保护层6A的非晶质玻璃的软化温度(745℃)低65℃的温度。因此，当烧成第二保护层6B时，第一保护层6A几乎不软化，可以有效地抑制第二保护层6B中含有的导电成分向第一导电层6A中扩散，可以有效地抑制发热电阻体5的密封性的降低。因此，可以适当地维持作为发热电阻体5的绝缘保护的第一保护层6A的本来的功能，可使热打印头A的寿命延长。
由于第二保护层6B的烧成温度为比形成第二保护层6B的非晶质玻璃的软化温度(590℃)高90℃的温度，所以当烧成第二保护层6B时，第二保护层6B充分软化，与第一保护层6A的紧贴性提高。
在第二实施例的热打印头A中，第一保护层6A的厚度t1为第二保护层6B的厚度t2的3倍以上，是很大的。因此，在形成第二保护层6B时，即使导电成分向第一保护层6A扩散，对发热电阻体5的密封性也几乎没有影响。
具体地说，与上述制造方法不同，在第二保护层6B的烧成温度比形成第一保护层6A的玻璃的软化温度高的情况下，烧成第二保护层6B时，第一保护层6A软化，流动性变大。这样，第二保护层6B中包含的导电成分有时会越过第二保护层6B和第一保护层6A的边界，向第一保护层6A内扩散。在这种情况下，由于第一保护层6A的厚度t1与第二保护层6B的厚度t2相比较是很大的，所以导电成分的扩散停留在第一保护层6A内的上部，在除去第一保护层6A内的上部的大半区域中，没有导电成分的扩散。因此，可以适当地维持第一保护层6A的作为发热电阻体5的绝缘保护的本来的功能，使热打印头A的寿命延长。
另外，在为了形成第二保护层6B进行烧成时，与上述的制造方法一样，在第二保护层6B的烧成温度比形成第一保护层6A的玻璃的软化温度低的情况下，如上所述，可以有效地抑制导电成分向第一保护层6A的扩散。结果，由于可以更加有效地抑制发热电阻体5的密封性的降低，可使热打印头A的寿命延长，更加合适。
但是，如果第一保护层6A的厚度t1太小，则发热电阻体5对打印介质的热响应性好，可高速打印。但是，摩耗使发热电阻体容易露出，耐久性降低。另一方面，如果第一保护层6A的厚度t1太大，则耐久性提高。但是，发热电阻体5的热响应性差，则不得不降低打印速度或者不能适当地打印。因此，优选第一保护层6A的厚度t1为2μm～13μm。如果将第一保护层6A的厚度t1设定在这个范围内，则具有适当的耐久性，同时可以实现高速打印。
由于第二保护层6B含有导电成分，因此不会带有打印处理时产生的静电，而有效地将其导出。因为第二保护层6B包含导电成分，机械强度好，与不含导电成分的情况比较，耐磨耗性好。如果第二保护层6B的厚度t2太小，则不能得到规定的耐磨耗性，并且与第一保护层6A的紧贴性变差，容易产生第二保护层6B的剥离或碎片。因此，优选第二保护层6B的厚度t2为0.5μm～4μm。如果将第二保护层6B的厚度t2设定在这个范围内，则可以适当地确保耐磨性和与第一保护层6A的紧贴性。
另外，在第二保护层6B中，在作为导电成分，将粒径为0.001～1μm的氧化钌粒子以相对于导电性玻璃糊剂的重量％比率0.3～30wt％添加在导电性玻璃糊剂中的情况下，在烧成第二保护层6B时，导电成分可抑制玻璃成分的流动。所以，在导电成分周围产生气泡，成为空隙部。结果，第二保护层6B形成多孔质状。
这样，第二保护层6B为多孔质状，上层表面为凹凸状，在打印处理时，在第二保护层6B和打字介质的边界上产生许多间隙，其紧贴性被抑制。因此，打印介质的进给平稳地进行，很恰当，并且如上所述，在抑制粘附方面也有效。因此，如果使用结晶化玻璃，作为形成第二保护层6B的玻璃，利用上述的第一实施例的制造方法形成第二保护层6B，则该第二保护层6B成为更均匀的多孔质状，更适于抑制粘附。
在本发明中，第一保护层和第二保护层的厚度也可以不是上述第二实施例所示的范围，只要第一保护层的厚度为第二保护层的厚度3倍以上，就可以适当地变更。瓷釉层的形式，除了在上述实施例中所示的平面状形式以外，也可以是具有隆起的部分的形式。另外，也可以是薄膜型或厚膜型的热打印头种类。
权利要求
1.一种热打印头，其在基板上具有发热电阻体、对该发热电阻体进行通电用的电极、以及至少覆盖所述发热电阻体的双层结构的保护层，其特征在于构成所述保护层的上层的第二保护层具有导电性，构成所述保护层的下层的第一保护层的厚度具有所述第二保护层的厚度3倍以上的厚度。
2.如权利要求1所述的热打印头，其特征在于所述第一保护层的厚度为2μm～13μm。
3.一种热打印头的制造方法，是权利要求1所述的热打印头的制造方法，其特征在于所述第一保护层通过烧成玻璃形成，所述第二保护层通过按比所述第一保护层的玻璃的软化温度低的烧成温度，烧成添加有导电成分的玻璃形成。
4.一种热打印头的制造方法，是权利要求1所述的热打印头的制造方法，其特征在于所述第一保护层通过烧成非晶质玻璃形成，所述第二保护层通过按在低于该结晶化玻璃的软化温度30℃至高于该结晶化玻璃的软化温度50℃的范围内的烧成温度，烧成添加有导电成分的结晶化玻璃而形成。
5.如权利要求4所述的热打印头的制造方法，其特征在于形成所述第一保护层用的所述非晶质玻璃的软化温度为比所述第二保护层的烧成温度低50℃以上的温度。
6.如权利要求5所述的热打印头的制造方法，其特征在于用于所述第一保护层的所述非晶质玻璃的软化温度为比所述结晶化玻璃的软化温度低50℃以上的温度。
7.如权利要求5或6所述的热打印头的制造方法，其特征在于所述第一保护层的烧结温度与所述第二保护层的烧成温度大致相同。
8.一种热打印头的制造方法，是在基板上具有发热电阻体、对该发热电阻体进行通电的电极、以及至少覆盖所述发热电阻体的双层结构的保护层的热打印头的制造方法，其特征在于通过烧成非晶质玻璃形成构成所述保护层的下层的第一保护层，通过按在低于该结晶化玻璃的软化温度30℃至高于该结晶化玻璃的软化温度50℃的范围内的烧成温度，烧成结晶化玻璃形成构成所述保护层的上层的第二保护层。
9.如权利要求8所述的热打印头的制造方法，其特征在于形成所述第一保护层用的所述非晶质玻璃的软化温度为比所述第二保护层的烧成温度低50℃以上的温度。
10.如权利要求9所述的热打印头的制造方法，其特征在于所述非晶质玻璃的软化温度为比所述结晶片玻璃的软化温度低50℃以上的温度。
11.如权利要求9或10所述的热打印头的制造方法，其特征在于所述第一保护层的烧结温度与所述第二保护层的烧成温度大致相同。
12.一种热打印头，其特征在于利用权利要求8～10中任一项所述的制造方法制造该热打印头。
全文摘要
本发明热打印头(A)，在基板(1)上具有发热电阻体(5)、对该发热电阻体(5)进行通电的共通电极(3)和单独电极(4)、和以至少覆盖上述发热电阻体(5)的方式在其上形成的双层结构的保护层(6)。构成保护层(6)的上层的第二保护层(6B)具有导电性，构成保护层(6)的下层的第一保护层(6A)的厚度(t1)具有第二保护层(6B)的厚度(t2)的三倍以上的厚度。
文档编号B41J2/335GK1968820SQ2005800197
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月13日 优先权日2004年6月15日
发明者佐古照久 申请人:罗姆股份有限公司