JPH01204761A - Thermal head substrate - Google Patents
Thermal head substrateInfo
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- JPH01204761A JPH01204761A JP2993588A JP2993588A JPH01204761A JP H01204761 A JPH01204761 A JP H01204761A JP 2993588 A JP2993588 A JP 2993588A JP 2993588 A JP2993588 A JP 2993588A JP H01204761 A JPH01204761 A JP H01204761A
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- polyimide resin
- resin layer
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- Pending
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばファクシミリやプリンタ等に使用され
るサーマルヘッドの基板に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a substrate for a thermal head used in, for example, facsimiles and printers.
従来のサーマルヘッド用基板としては、例えば第2図の
断面図に示ずように、アルミナセラミクス基板1上に保
温層としてのグレーズ層2を直接設けたものであって、
このグレーズ層2をガラスで構成したものがある。As a conventional thermal head substrate, for example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2, a glaze layer 2 as a heat insulating layer is directly provided on an alumina ceramic substrate 1.
There is one in which the glaze layer 2 is made of glass.
しかしながら、最近通信システムとしての基本要件であ
る確実性、即時性、省力性等が強く求められてきたこと
に伴い、サーマルヘッドに対してはより高精細で、より
高速な印字を、より小さな電力で可能とする性能が求め
られている。このような性能を達成するためには、発熱
部に通電した時に基板に十分熱が蓄えられ、その後通電
をオフにした時に十分速やかに基板に熱が吸収されるサ
ーマルヘッドの構造が必要となる。However, in recent years, there has been a strong demand for reliability, immediacy, labor-saving, etc., which are the basic requirements for communication systems. Performance that is possible is required. In order to achieve this kind of performance, it is necessary to have a thermal head structure that allows sufficient heat to be stored in the board when electricity is applied to the heat generating part, and then absorbs the heat sufficiently quickly into the board when the electricity is turned off. .
従来のサーマルヘッド用基板にあってはグレーズ層の厚
さを十分に大きく形成することによって、十分に大きな
保温性を持たせ、−旦基板に熱が蓄えられた後は小さな
電力によって印字を可能とするものが案出されている。In conventional thermal head substrates, the thickness of the glaze layer is made sufficiently large to provide sufficient heat retention, and once heat is stored on the substrate, printing can be performed using a small amount of electric power. Something has been proposed to do so.
しかし、この場合には発熱部の通電をオフにした後、基
板の温度が十分速やかに減少しないので、発熱部の熱が
速やかに吸収されない。このため熱分離性が悪くなり、
各画素間ににじみが生じたり、高速印字において尾びき
が発生する等高′M#細印字、高速印字の点で問題があ
った。また、逆にグレーズ層を薄くして熱応答性を良く
し、高精細且つ高速な印字を可能にしようとすると、印
字に際して大きな電力が必要になるという問題が生じて
いた。However, in this case, the temperature of the substrate does not decrease sufficiently quickly after the power to the heat generating part is turned off, so that the heat of the heat generating part is not absorbed quickly. This results in poor thermal separation,
There was a problem in terms of constant height 'M# fine printing and high speed printing where bleeding occurs between each pixel and tailing occurs during high speed printing. On the other hand, if an attempt was made to make the glaze layer thinner to improve its thermal response and enable high-definition and high-speed printing, a problem arose in that a large amount of electric power was required for printing.
即ち、グレーズ層は、熱効率を良くする観点からは、厚
い方が好ましく、熱応答性を良くする観点からは薄い方
が好ましいという、互いに相反する要求があった。That is, there are mutually contradictory demands that the glaze layer is preferably thicker from the viewpoint of improving thermal efficiency, and preferably thinner from the viewpoint of improving thermal response.
そこで、上記した問題を解消するための対策が実開昭6
1−148640号公報に提案されている。この提案は
多孔質ガラス体を基板に被着したものであり、保温性に
優れ、且つ熱分離性にも優れたサーマルヘッドを提供す
るものであるが、多孔質ガラス体を薄くすることの製造
上の困難性によって製造コストが高くなるという別の問
題があった。Therefore, measures were taken to solve the above problems.
This method is proposed in Japanese Patent No. 1-148640. This proposal involves attaching a porous glass body to a substrate, and provides a thermal head with excellent heat retention and thermal isolation properties, but manufacturing requires a thin porous glass body. Another problem was that the above difficulties increased manufacturing costs.
そこで、本発明は以上説明した課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、高精細且つ高
速な印字を小電力でしかも安価に実行可能とするサーマ
ルヘッド用基板を提供することにある。Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a substrate for a thermal head that can perform high-definition and high-speed printing with low power and at low cost. There is a particular thing.
本発明に係るサーマルヘッド用基板は、絶縁基板と、上
記絶縁基板上に形成されたグレーズ層とを有し、上記グ
レーズ層が、ポリイミド樹脂層と、このポリイミド樹脂
層上に形成された多孔質シリカ層とを有することを特徴
としている。The thermal head substrate according to the present invention includes an insulating substrate and a glaze layer formed on the insulating substrate, and the glaze layer includes a polyimide resin layer and a porous resin layer formed on the polyimide resin layer. It is characterized by having a silica layer.
本発明においては、絶縁基板上のグレーズ層を、ポリイ
ミド樹脂層とその上に形成した多孔質シリカ層とで形成
している。In the present invention, the glaze layer on the insulating substrate is formed of a polyimide resin layer and a porous silica layer formed thereon.
グレーズ層にポリイミド樹脂層を用いた理由は、ポリイ
ミド樹脂が比較的耐熱性に代れており、また、極めて小
さな熱伝導率(ガラスより1桁程度小さい)を有し、保
温性に優れた性質を持つためである。The reason for using a polyimide resin layer for the glaze layer is that polyimide resin has relatively high heat resistance, and also has extremely low thermal conductivity (about an order of magnitude lower than glass), which has excellent heat retention properties. This is to have.
また、ポリイミド樹脂層上に多孔質シリカ層を形成した
理由は、ポリイミド樹脂層上に直接発熱体を形成した場
合には、ポリイミド樹脂層が熱分解することがあり、こ
れを防ぐためである。即ち、耐熱性に優れた多孔質シリ
カ層は、発熱体で瞬間的に発生した熱を平面的に拡散さ
せ且つ時間的に分散させてポリイミド樹脂層に伝達させ
、ポリイミド樹脂層が局所的且つ瞬間的に高温となるこ
とを防止する機能を果たす。Further, the reason for forming the porous silica layer on the polyimide resin layer is to prevent the polyimide resin layer from thermally decomposing when the heating element is formed directly on the polyimide resin layer. In other words, the porous silica layer, which has excellent heat resistance, spreads the heat instantaneously generated by the heating element in a plane, disperses it over time, and transmits it to the polyimide resin layer, so that the polyimide resin layer can locally and instantaneously transmit the heat. functions to prevent high temperatures.
以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。 The present invention will be explained below based on illustrated embodiments.
第1図は本発明に係るサーマルヘッド用基板の一実施例
を示す断面図である。同図において、11は絶縁基板と
してのアルミナ基板、12はアルミナ基板11上に形成
されたグレーズ層であり、このグレーズ層12はポリイ
ミド樹脂層13とその上に形成した多孔質シリカ層14
により構成されている。ポリイミド樹脂は、比較的耐熱
性に優れており、また、極めて小さな熱伝導率(ガラス
より1桁程度小さい)を有し、保温性に優れた性質を持
つ。一方、多孔質シリカは耐熱性に優れた性質を有する
。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a thermal head substrate according to the present invention. In the figure, 11 is an alumina substrate as an insulating substrate, 12 is a glaze layer formed on the alumina substrate 11, and this glaze layer 12 is composed of a polyimide resin layer 13 and a porous silica layer 14 formed thereon.
It is made up of. Polyimide resin has relatively excellent heat resistance, has extremely low thermal conductivity (about one order of magnitude lower than glass), and has excellent heat retention properties. On the other hand, porous silica has excellent heat resistance.
そこで、本実施例ではグレーズ層12の保温機能を熱伝
導率が小さく保温性に優れたポリイミド樹脂層13に担
わせ、グレーズ層12の耐熱機能を耐熱性に優れた多孔
質シリカ層14で補なうように構成している。即ち、グ
レーズ層12上に発熱体を直接形成した場合、発熱体で
瞬間的且つ局所的に発生した熱はポリイミド樹脂層13
に直接伝達されず、多孔質シリカ層14を介して伝達さ
れる。瞬間的且つ局所的に発生した熱は多孔質シリカ層
14を伝わる間に平面的に拡散され且つ時間的に分散さ
れて伝達される。よって、ポリイミド樹脂層13が局所
的に高温となることはなく、ポリイミド樹脂層13を熱
分解したガスによって、その上に設けられた発熱抵抗体
膜や保護膜等の薄膜層を破壊する現象が生じることをな
くすることができる。Therefore, in this embodiment, the heat-insulating function of the glaze layer 12 is performed by the polyimide resin layer 13, which has low thermal conductivity and excellent heat-retaining properties, and the heat-resistant function of the glaze layer 12 is supplemented by the porous silica layer 14, which has excellent heat resistance. It is configured as follows. That is, when the heating element is directly formed on the glaze layer 12, the heat generated instantaneously and locally by the heating element is transferred to the polyimide resin layer 13.
It is not directly transmitted to the silica layer 14, but is transmitted through the porous silica layer 14. While the heat that is instantaneously and locally generated is transmitted through the porous silica layer 14, it is spread in a plane and is transmitted in a temporally dispersed manner. Therefore, the polyimide resin layer 13 does not reach a high temperature locally, and the gas generated by thermally decomposing the polyimide resin layer 13 does not destroy the thin film layers such as the heating resistor film and the protective film provided thereon. This can be prevented from occurring.
また、本実施例のグレーズ層12は従来のガラスよりな
るグレーズ層に比べて熱伝導率が低いため、その厚さを
従来のものより薄形にしても同等の保温性を持たせるこ
とが可能である。さらに、このサーマルヘッド用基板は
グレーズ層の薄形化を可能としたのであるから、基板1
1に速かに熱を吸収させて発熱体の温度の低下を早める
ことが可能となり、結果的に熱分離性能を向上させるこ
とができる。Furthermore, since the glaze layer 12 of this embodiment has lower thermal conductivity than conventional glaze layers made of glass, it is possible to maintain the same heat retention even if the thickness is made thinner than that of conventional glaze layers. It is. Furthermore, since this thermal head substrate allows the glaze layer to be made thinner, the substrate 1
1, it becomes possible to quickly absorb heat and hasten the decrease in temperature of the heating element, and as a result, the thermal separation performance can be improved.
尚、上記サーマルヘッド用基板の製造は次のように行う
ことができる。先ず、最初に、アルミナ基板11上にポ
リイミドワニスをスピンコード法によりコーテングし、
これを乾燥、焼成して10μm厚のポリイミド樹脂層1
3を形成する。The thermal head substrate described above can be manufactured as follows. First, polyimide varnish is coated on the alumina substrate 11 by a spin coating method,
This is dried and fired to form a 10 μm thick polyimide resin layer 1.
form 3.
次に、ポリイミド樹脂層13上にシリコンアレレコキシ
ドにアンモニア水を添加し調整した溶液をデイラグコー
ティング法によりコートして、これを120℃で乾燥さ
せて0.8μm厚の多孔質シリカ層14を形成する。こ
の工程は、ゾル・ゲル法と呼ばれる薄膜形成方法の一つ
であり、ここではシリコンエトキシド、シリコンニドラ
メキシドを主成分とし、HCJIあるいはNH3等の触
媒、及び水を適当量加えた溶液を塗布、乾燥することに
よりシリカ層を形成している。この方法によるとシリカ
層の中に数+A程度の非常に小さい空孔を形成でき、多
孔質シリカ層とすることができる。Next, a solution prepared by adding ammonia water to silicone arelecoxide is coated on the polyimide resin layer 13 by a day-lag coating method, and this is dried at 120° C. to form a porous silica layer 13 with a thickness of 0.8 μm. form. This process is one of the thin film forming methods called the sol-gel method, in which a solution containing silicon ethoxide and silicon nidramexide as main components, a catalyst such as HCJI or NH3, and an appropriate amount of water is used. A silica layer is formed by coating and drying. According to this method, very small pores on the order of several +A can be formed in the silica layer, resulting in a porous silica layer.
尚、上記実施例においては、絶縁基板としてアルミナ基
板11を用いた場合について説明しか、本発明はこれに
は限定されず、強度、耐熱性を保つ材質のもの、例えば
A、ll N、 Si C等のセラミクス基板、表面を
絶縁処理した金属基板、或いは石英基板等を用いてもよ
い。Incidentally, in the above embodiment, only the case where the alumina substrate 11 is used as the insulating substrate is explained, but the present invention is not limited thereto, and materials that maintain strength and heat resistance, such as A, llN, SiC, etc. A ceramic substrate such as the above, a metal substrate whose surface is insulated, a quartz substrate, or the like may be used.
次に、本実施例のサーマルヘッド用基板の性能について
説明する。ここでは、本実施例のサーマルヘッド用基板
と、従来のガラスグレーズ層をもつグレーズアルミナ基
板(日本特殊陶業社製)を用い、それぞれにサーマルヘ
ッドを構成して、その供給電力と印字濃度(0,D、’
)との関係を測定した。ここで、本実施例の基板として
グレーズ層厚が20μmのもの、従来のグレーズアルミ
ナ基板としてガラスグレーズ層厚が10μmのものと4
0μmのものを用意し、これらについて試験を実施した
。また、サーマルヘッドの発熱体サイズは50X60μ
mの矩形とし、発熱体の駆動は繰り返し周期2n+se
c、 0.31115(3C幅のパルスで行い、感熱紙
に印字をさせて、その濃度を測定して行った。Next, the performance of the thermal head substrate of this example will be explained. Here, the thermal head substrate of this example and a conventional glazed alumina substrate with a glass glaze layer (manufactured by Nippon Spark Plug Co., Ltd.) are used to construct a thermal head for each, and the power supply and print density (0 ,D,'
) was measured. Here, the substrate of this example has a glaze layer thickness of 20 μm, and the conventional glazed alumina substrate has a glass glaze layer thickness of 10 μm.
Tests were conducted on samples with a diameter of 0 μm. Also, the heating element size of the thermal head is 50x60μ
m rectangle, and the heating element is driven with a repetition period of 2n+se
c, 0.31115 (performed with a 3C width pulse, printed on thermal paper, and measured the density.
第3図は上記測定の結果を示ず印加電力対印字濃度の特
性曲線図である。同図から、本実施例の基板を用いたサ
ーマルヘッドは、従来のグレーズ層厚が40μmのもの
よりも小さな電力で高濃度の印字ができることがわかる
。これは、本実施例のグレーズ層12が従来のガラスグ
レーズ層に比べて保温性に優れた材質で構成されている
ことによるものと考えられる。また、グレーズ層を保温
性に優れた材質のものとしたことにより、グレーズ層を
従来のものより薄形にしても同等の保温性を持たせるこ
とが可能となる。このグレーズ層12の薄形化により発
熱体から基板11への熱吸収性能の向上を図れ、熱分離
性能を向上させることができるので、熱的圧引きの少な
い良好な印字が可能となる。FIG. 3 is a characteristic curve diagram of applied power versus print density, but does not show the results of the above measurements. From the figure, it can be seen that the thermal head using the substrate of this example can print with higher density with lower power than the conventional one with a glaze layer thickness of 40 μm. This is considered to be because the glaze layer 12 of this example is made of a material that has better heat retention than a conventional glass glaze layer. Furthermore, by making the glaze layer of a material with excellent heat retention properties, it is possible to make the glaze layer thinner than conventional glaze layers and still have the same heat retention properties. By making the glaze layer 12 thinner, the heat absorption performance from the heating element to the substrate 11 can be improved, and the thermal isolation performance can be improved, so that good printing with less thermal compression is possible.
以上説明したように、本発明のサーマルヘッド用基板は
保温性に優れているので、これを用いてサーマルヘッド
を構成すれば、従来の基板を用いたものに比べて小さい
電力で印字を可能とすることができる。また、保温性に
優れた材質でグレーズ層を形成していることから、グレ
ーズ層の薄形化が可能となるため、基板への熱吸収性能
の向上を図れ、これによって熱分離性が向上し、熱的な
尾引きを減少させることができる。よって、高速且つ高
精細な印字が可能となる。As explained above, the thermal head substrate of the present invention has excellent heat retention properties, so if a thermal head is constructed using this substrate, printing can be performed using less power than when using a conventional substrate. can do. In addition, since the glaze layer is made of a material with excellent heat retention, it is possible to make the glaze layer thinner, which improves heat absorption performance to the substrate, which improves thermal isolation. , thermal tailing can be reduced. Therefore, high-speed and high-definition printing is possible.
第1図は本発明に係るサーマルヘッド用基板のの一実施
例を示す断面図、
第2図は従来のサーマルヘッド用基板の断面図、第3図
は本実施例のサーマルヘッド用基板と従来のサーマルヘ
ッド用基板を用いて構成したサーマルヘッドの供給電力
と印字濃度の関係を示す特性曲線図である。
11・・・アルミナ基板(絶縁基板)、12・・・グレ
ーズ層
13・・・ポリイミド樹脂層、
14・・・多孔質シリカ層。
特許出願人 沖電気工業株式会社
代理人 弁理士 前 1) 実
”う?埼イク・」の迂1丁1iコ
第1図
穫キ例め絣面図
第2図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the thermal head substrate according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a conventional thermal head substrate, and FIG. 3 is a sectional view of the thermal head substrate of this embodiment and the conventional thermal head substrate. FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing the relationship between power supply and print density of a thermal head configured using the thermal head substrate of FIG. 11... Alumina substrate (insulating substrate), 12... Glaze layer 13... Polyimide resin layer, 14... Porous silica layer. Patent Applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd. Agent Patent Attorney 1) Iku 1-cho 1i-ko of “U?Sai Iku・” Figure 1 Example of Kasuri surface diagram Figure 2
Claims (1)
ド樹脂層上に形成された多孔質シリカ層とを有すること
を特徴とするサーマルヘッド用基板。[Scope of Claims] An insulating substrate, and a glaze layer formed on the insulating substrate, wherein the glaze layer includes a polyimide resin layer and a porous silica layer formed on the polyimide resin layer. A thermal head substrate comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2993588A JPH01204761A (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Thermal head substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2993588A JPH01204761A (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Thermal head substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01204761A true JPH01204761A (en) | 1989-08-17 |
Family
ID=12289843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2993588A Pending JPH01204761A (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Thermal head substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01204761A (en) |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP2993588A patent/JPH01204761A/en active Pending
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