專利名稱：感熱式打印頭、打印頭中所用基板及該基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感熱式打印頭，尤其是所需電力特性得到改善的感熱式打印頭。另外，本發(fā)明還涉及在這種感熱式打印頭中所用的基板及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，在傳真機(jī)等OA(辦公室自動(dòng)化)設(shè)備的打印機(jī)、售票器的打印機(jī)、及標(biāo)號(hào)打印機(jī)等廣泛使用著感熱式打印頭。如所周知，感熱式打印頭有選擇地將熱量提供給熱敏紙及熱復(fù)制墨帶等打印媒體，以形成需要的圖象信息。
為便于說(shuō)明，在附圖的圖9中示出了現(xiàn)有的典型厚膜型感熱式打印頭的結(jié)構(gòu)。在該圖中示出的感熱式打印頭100，備有固著在由鋁等導(dǎo)熱性良好的金屬構(gòu)成的散熱板101上的由陶瓷材料等構(gòu)成的實(shí)心絕緣性基板102。在該基板102上形成有作為蓄熱體的玻璃釉層103，為構(gòu)成一連串的發(fā)熱點(diǎn)而在該釉層103的頂部按直線條狀形成發(fā)熱電阻104。此外，在基板102的上表面裝有用于向發(fā)熱電阻104供電的多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC105。
另外，基板102還備有在釉層103上延伸并與發(fā)熱電阻104電氣導(dǎo)通的具有梳齒部的公用電極106及同樣在該釉層103上延伸并與發(fā)熱電阻104電氣導(dǎo)通的多個(gè)單獨(dú)電極107。這些單獨(dú)電極107通過(guò)接合線108連接于驅(qū)動(dòng)IC105。而且，發(fā)熱電阻104、公用電極106及單獨(dú)電極107用由例如玻璃材料構(gòu)成的保護(hù)層109覆蓋。
在具有以上結(jié)構(gòu)的感熱式打印頭中，在使公用電極106保持一定電位的狀態(tài)下，通過(guò)單獨(dú)電極107從驅(qū)動(dòng)IC105有選擇地施加規(guī)定的電壓，從而使發(fā)熱電阻104的發(fā)熱點(diǎn)選擇性地發(fā)熱，通過(guò)加熱而在熱敏紙等上形成圖象。
為在小功率下提高打印性能，一般必須提高發(fā)熱電阻104附近的蓄熱性。為此，在上述現(xiàn)有的感熱式打印頭中，在發(fā)熱電阻104的下方設(shè)置具有蓄熱功能的釉層103。另一方面，由發(fā)熱電阻103產(chǎn)生的熱量的一部分散逸到基板102，這部分熱量已不能再利用于打印，所以為防止基板102的整體溫度升高，利用散熱板101將其迅速地?cái)U(kuò)散到大氣中。
但是，在上述現(xiàn)有的感熱式打印頭中，只靠單獨(dú)的釉層103還不能發(fā)揮足夠的蓄熱功能，因而通過(guò)基板102及散熱板101散逸到大氣中的熱量增多，如供給的電功率降低到規(guī)定值以下，則將不能保證令人滿意的打印性能。
另一方面，近年來(lái)，在各種OA設(shè)備發(fā)展的同時(shí)，對(duì)電池驅(qū)動(dòng)型(即小功率型)的攜帶式感熱式打印機(jī)的需求越來(lái)越高。但是，上述現(xiàn)有的感熱式打印頭不適于構(gòu)成電池驅(qū)動(dòng)型(即小功率型)的攜帶式感熱式打印機(jī)。
為解決上述問(wèn)題，例如在日本特公平3(1991)-21352中提出，在釉層103內(nèi)形成空心部110(如圖9中的假想線所示)，以進(jìn)一步提高在發(fā)熱電阻104附近的蓄熱性。這種空心部110，例如可在基板102上形成帶狀的溶解層(例如銀)并形成釉層103使其覆蓋該溶解層，然后通過(guò)用化學(xué)溶液將上述溶解層溶解而形成。
但是，上述解決方法中，形成空心部110的工序(熔解層的形成與去除)煩雜，存在著導(dǎo)致成本增加的問(wèn)題。而且，空心部110的形成以釉層1043的存在為前提，所以在基板102本身為降低功率消耗而采用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料、因而在不再設(shè)置釉層103的結(jié)構(gòu)中，就不可能設(shè)置空心部110。此外，空心部110的尺寸等受到釉層103的厚度等的限制，所以可實(shí)現(xiàn)的打印性能范圍也受到很大限制。
發(fā)明的公開本發(fā)的目的是提供一種能解決以上問(wèn)題的感熱式打印頭。
本發(fā)明的另一目的是提供一種適于在這種感熱式打印頭中使用的基板。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種對(duì)這種基板有利的制造方法。
按照本發(fā)明的第1方面，提供一種感熱式打印頭，它備有由實(shí)質(zhì)上具有平坦表面的絕緣材料構(gòu)成的基板；為形成多個(gè)發(fā)熱點(diǎn)而在上述基板上形成的發(fā)熱電阻裝置；為與上述發(fā)熱電阻裝置電氣連接而在上述基板上形成的導(dǎo)體圖形；及為通過(guò)上述導(dǎo)體圖形有選擇地使上述發(fā)熱點(diǎn)發(fā)熱而安裝在上述基板上的驅(qū)動(dòng)裝置；該感熱式打印頭的特征在于上述基板在其板厚的內(nèi)部具有沿著上述發(fā)熱電阻裝置延伸的空心部。
如采用以上結(jié)構(gòu)，空心部使發(fā)熱電阻裝置附近的蓄熱性提高，并能防止熱量向基板散逸，所以與不設(shè)空心部的現(xiàn)有感熱式打印頭相比，能大幅度地降低電力消耗。因此，具有以上結(jié)構(gòu)的感熱式打印頭非常適合于構(gòu)成電池驅(qū)動(dòng)型的攜帶式感熱式打印機(jī)。而且，由于空心部是在基板的板厚內(nèi)部形成，所以與象現(xiàn)有結(jié)構(gòu)那樣在釉層內(nèi)形成空心部的情況相比，對(duì)尺寸和形狀的限制少，還能相應(yīng)地?cái)U(kuò)大可實(shí)現(xiàn)的打印性能范圍，同時(shí)可將釉層省去，因而能實(shí)現(xiàn)尺寸的小型化。
上述空心部最好具有矩形斷面。此外，上述基板用由氧化鋁和玻璃材料的均質(zhì)混合物形成的均質(zhì)結(jié)晶化玻璃構(gòu)成是有利的。
如按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例，則上述發(fā)熱電阻裝置及上述導(dǎo)體圖形利用保護(hù)裝置覆蓋，該保護(hù)裝置在上述發(fā)熱電阻裝置的位置上具有比上述基板高的導(dǎo)熱系數(shù)。在這種情況下，上述保護(hù)裝置最好包括在上述發(fā)熱電阻裝置兩側(cè)覆蓋上述導(dǎo)體圖形的并具有更低導(dǎo)熱系數(shù)的第1保護(hù)層、及覆蓋上述發(fā)熱電阻體并具有更高導(dǎo)熱系數(shù)的第2保護(hù)層。如采用這種構(gòu)成方式，則能促進(jìn)向位于發(fā)熱電阻裝置位置的打印媒體(例如熱敏紙)的傳熱，并能減少其他位置的熱散失，所以能夠進(jìn)一步降低打印所需要的電力。上述第二保護(hù)層由例如含有用以提高導(dǎo)熱系數(shù)的填充劑的材料構(gòu)成。
按照本發(fā)明的第2方面，提供一種感熱式打印頭用的基板，它由實(shí)質(zhì)上具有平坦表面的絕緣材料構(gòu)成，其特征在于在其板厚的內(nèi)部具有按帶狀延伸的空心部。
按照本發(fā)明的第3方面，提供一種感熱式打印頭用的基板的制造方法。其特征在于它包括以下步驟，即制作具有至少一個(gè)狹縫的至少一片實(shí)質(zhì)上平坦的穿孔原料片及多片實(shí)質(zhì)上平坦的不穿孔原料片，將上述穿孔原料片和全部上述不穿孔原料片層疊，使上述穿孔原料片被夾在上述不穿孔原料片之間，將所得到的層疊體在規(guī)定燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)，因此使基板在其板厚的內(nèi)部具有按帶狀延伸的空心部。
如采用以上的制造方法，則因只是將2種原料片層疊后燒結(jié)，在基板的板后內(nèi)部形成空心部，所以能避免象以往那樣先形成溶解層再將其除去的煩雜工序。因此，能大幅度降低基板、亦即感熱式打印頭的制造成本。
如按照本發(fā)明制造方法的最佳實(shí)施例，則在將上述穿孔原料片和全部上述不穿孔原料片層疊的步驟之前，先通過(guò)將上述穿孔原料片和上述不穿孔原料片的至少一片層疊后加壓粘合而形成第1分立層疊體，并通過(guò)將其余的不穿孔原料片層疊后加壓粘合而形成第2分立層疊體，然后通過(guò)將第1分立層疊體和第2分立層疊體層疊后加壓粘合形成合成層疊體，并將所得到的合成層疊體在上述規(guī)定燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)。
如按照本發(fā)明制造方法的另一最佳實(shí)施例，則在將上述穿孔原料片和全部上述不穿孔原料片層疊的步驟之前，先將上述穿孔原料片和上述不穿孔原料片的至少一片分別加壓，并通過(guò)將其余的不穿孔原料片層疊后加壓粘合而形成分立層疊體，然后通過(guò)將上述穿孔原料片和上述加壓后的至少一片不穿孔原料片層疊在上述分立層疊體上加壓粘合而形成合成層疊體，并將所得到的合成層疊體在上述規(guī)定燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)。
如按照本發(fā)明制造方法的另一最佳實(shí)施例，則在將上述穿孔原料片和上述全部不穿孔原料片層疊時(shí)，使熱分解性的樹脂構(gòu)件位于上述穿孔原料片的狹縫內(nèi)，在燒結(jié)上述層疊體時(shí)，上述樹脂構(gòu)件通過(guò)熱分解而氣化消失。
另外，在上述制造方法的任何一種實(shí)施例中，上述穿孔原料片和上述不穿孔原料片最好都含有氧化鋁、玻璃材料、在上述燒結(jié)溫度下通過(guò)熱分解而氣化的熱可塑性樹脂。在這種情況下，熱可塑性樹脂在將各原料片粘合時(shí)能起粘合劑的作用，而在燒結(jié)時(shí)則通過(guò)熱分解而氣化消失。
關(guān)于本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，從以下根據(jù)附圖對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明可以清楚地看出。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明最佳實(shí)施例的感熱式打印頭主要部分的局部平面圖。
圖2是沿圖1的II-II線的剖面圖。
圖3a是表示上述感熱式打印頭工作時(shí)的溫度分布的曲線圖。
圖3b是表示將上述感熱式打印頭作若干變形后的比較例的溫度分布的曲線圖。
圖4是表示在圖1和圖2所示的感熱式打印頭中使用的基板的斜視圖。
圖5是表示在圖4所示基板的制造中所用的帶狹縫的原料片的平面圖。
圖6a～6d是表示圖4所示基板的制造方法的剖面圖。
圖7a～7e是表示圖4所示基板的另一種制造方法的剖面圖。
圖8a～8c是表示圖4所示基板的另外一種制造方法的剖面圖。
圖9是表示現(xiàn)有的感熱式打印頭的橫向的剖面圖。
實(shí)施發(fā)明用的最佳形態(tài)以下，參照附圖具體地說(shuō)明本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
在圖1～4中，本發(fā)明實(shí)施例的感熱式打印頭總括地用參照符號(hào)1表示。該感熱式打印頭1包含長(zhǎng)方形的基板2(參照?qǐng)D4)，該基板2例如用氧化鋁和硼硅酸類玻璃的混合物(稱作「陶瓷玻璃」或「結(jié)晶化玻璃」)等絕緣材料構(gòu)成。
在基板2的上表面按直線條狀涂刷例如氧化釕等電阻材料糊劑，沿著基板2一側(cè)的縱向邊緣部形成發(fā)熱電阻3。另外，在基板2的上表面還形成沿縱向分割驅(qū)動(dòng)發(fā)熱電阻3用的多個(gè)驅(qū)動(dòng)IC4(在圖1中只示出1個(gè))及導(dǎo)體圖形。在圖示的實(shí)施例中，發(fā)熱電阻3按厚膜狀形成，但也可形成薄膜狀。
基板2上表面的導(dǎo)體圖形包含在基板2的上述一側(cè)的縱向邊緣部和發(fā)熱電阻3之間延伸的公用電極5、及從發(fā)熱電阻3向各驅(qū)動(dòng)IC4延伸的多個(gè)單獨(dú)電極6。公用電極5具有與發(fā)熱電阻3交叉、且沿著該發(fā)熱電阻3的縱向等間隔配置的梳齒部5a。單獨(dú)電極6在其一端與發(fā)熱電阻3交叉且插入到公用電極5的梳齒部5a之間。另一方面，在單獨(dú)電極6的另一端形成連接片6a，通過(guò)接合線7與驅(qū)動(dòng)IC4的輸出連接片4a電氣連接。因此，在將驅(qū)動(dòng)信號(hào)有選擇地供給單獨(dú)電極6之后，在發(fā)熱電阻3的由公用電極5的梳齒部5a分割開的部分(發(fā)熱點(diǎn))將選擇性地流過(guò)電流而發(fā)熱，從而進(jìn)行所需要的打印。
在圖示的實(shí)施例中，在發(fā)熱電阻3的兩側(cè)，在基板2上形成具有低導(dǎo)熱系數(shù)的第1保護(hù)層8，使其分別覆蓋公用電極5及單獨(dú)電極6。此外，還形成具有高導(dǎo)熱系數(shù)的第2保護(hù)層9，使其覆蓋在發(fā)熱電阻3的上表面。
第1保護(hù)層8最好用以硅酸鹽玻璃為主要成分的玻璃材料構(gòu)成。這種玻璃材料在市場(chǎng)上作為防護(hù)玻璃銷售，具有1.3w/m·K左右的導(dǎo)熱系數(shù)。但是，第1保護(hù)層8也可以用具有比第2保護(hù)層9低的導(dǎo)熱系數(shù)(例如5w/m·K以下)的其他絕緣保護(hù)材料形成。
另一方面，第2保護(hù)層9用具有比第1保護(hù)層8高的導(dǎo)熱系數(shù)(例如20～100w/m·K、最好為30～50w/m·K)的保護(hù)材料構(gòu)成。作為這種高導(dǎo)熱系數(shù)的保護(hù)材料的例，有以氧化鋁(AL2O3)為主要成分的耐熱材料、在現(xiàn)有的硅酸鹽玻璃(防護(hù)玻璃)中混合用于提高導(dǎo)熱系數(shù)的填充劑后的玻璃材料、及在二氧化硅(SiO2)中混合用于提高導(dǎo)熱系數(shù)的填充劑后的陶瓷材料等。此外，作為用于提高導(dǎo)熱系數(shù)的填充劑的實(shí)例，可列舉出導(dǎo)熱系數(shù)約為36w/m·K的氧化鋁(100％氧化鋁)、導(dǎo)熱系數(shù)約為60～250w/m·K的氮化鋁(AlN)、及導(dǎo)熱系數(shù)約為260w/m·K的碳化硅(SiC)等。在這種情況下，填充劑的混合量應(yīng)在考慮所使用的填充劑的種類及打印特性等之后適當(dāng)設(shè)定。
另外，在圖示的實(shí)施例中，在基板2的板厚內(nèi)部、于發(fā)熱電阻3的正下方形成空心部10。該空心部10的斷面為矩形，沿著發(fā)熱電阻3按帶狀延伸。但是，空心部10的斷面也可以形成除矩形以外的其他形狀，例如梯形。
在具有以上結(jié)構(gòu)的感熱式打印頭1中，在發(fā)熱電阻3的正上方，利用具有高導(dǎo)熱系數(shù)(例如30～50w/m·K)的第2保護(hù)層9促進(jìn)熱傳導(dǎo)，而在發(fā)熱電阻3的兩側(cè)，則由具有低導(dǎo)熱系數(shù)(例如5w/m·K以下)的第1保護(hù)層8顯著地減少熱的散失。因此，由發(fā)熱電阻3產(chǎn)生的熱能夠有效地利用于加熱與第2保護(hù)層9接觸的被打印媒體(例如熱敏紙)。
圖3a是表示具有上述結(jié)構(gòu)的感熱式打印頭1工作時(shí)的溫度分布的曲線圖。在圖3a中，橫軸表示從發(fā)熱電阻3的中心位置C1起的距離，縱軸表示溫度。如圖3a的曲線A所示，在具有高導(dǎo)熱系數(shù)的第2保護(hù)層9處，溫度急劇升高，在具有低導(dǎo)熱系數(shù)的第1保護(hù)層8的位置，溫度急劇降低。因此，可以看出，本發(fā)明的感熱式打印頭1能有效地利用由發(fā)熱電阻3產(chǎn)生的熱量，可以發(fā)揮優(yōu)異的打印特性。
圖3b是表示比較例的感熱式打印頭工作時(shí)的溫度分布的曲線圖。該比較例的感熱式打印頭構(gòu)成具有高導(dǎo)熱系數(shù)的單一的保護(hù)層9′，不僅覆蓋發(fā)熱電阻3，而且還覆蓋公用電極5及單獨(dú)電極6。在圖3b中，橫軸表示從發(fā)熱電阻3的中心位置C2起的距離，縱軸表示溫度。如圖3b的曲線B所示，就連公用電極5及單獨(dú)電極6正上方的熱散逸也被促進(jìn)，所以發(fā)熱電阻3的溫度升高變得平緩，不能得到清晰的打印特性。
另一方面，在發(fā)熱電阻3的下方，利用位于發(fā)熱電阻3正下方的帶狀空心部10使向基板2的傳熱及從基板2的熱散失顯著減少。其結(jié)果是能夠減小為進(jìn)行規(guī)定的打印所需的熱量(即功率)，所以具有上述空心部10的基板2能極大地限制電力消耗，因而特別適用于構(gòu)成攜帶式的電池驅(qū)動(dòng)型感熱式打印頭。此外，上述感熱式打印頭1適合于在小功率下形成大尺寸的點(diǎn)。
具有以上結(jié)構(gòu)的感熱式打印頭1可用下述方法更為方便地制造。
首先，如圖5、6a及6b所示，分別準(zhǔn)備將多個(gè)狹縫10′形成矩陣狀的穿孔原料片2a及多片不穿孔原料片2b。如圖5所示，穿孔原料片2a的多個(gè)狹縫10′的排列是這樣設(shè)定的，即當(dāng)將該原料片沿縱向分?jǐn)嗑€BL1及橫向分?jǐn)嗑€BL2分割時(shí)，應(yīng)使各個(gè)分割區(qū)域都包含一個(gè)狹縫10′。狹縫10′例如用沖壓機(jī)沖壓等方式形成。
穿孔原料片2a及不穿孔原料片2b都是平坦的結(jié)構(gòu)，例如具有長(zhǎng)約320mm、寬約130mm、厚約0.2mm的尺寸。各原料片2a、2b按重量比的組成為約35％的粉末狀氧化鋁、約35％的硼硅酸類玻璃、及約30％的熱可塑性樹脂(最好是聚乙烯醇縮丁醛樹脂)。但是，在原料片中使用的熱可塑性樹脂并不限于聚乙烯醇縮丁醛樹脂，例如象聚丙烯酸樹脂之類的具有加熱到約80～100℃溫度后軟化而得到粘結(jié)性、加熱到更高溫度、例如約500℃后將被熱分解而氣化的性質(zhì)的任何樹脂都能適用。
其次，如圖6a所示，將穿孔原料片2a重疊在一片不穿孔原料片2b上，在約200kg/cm2下加壓、在加熱到約90℃的狀態(tài)保持約30分鐘。通過(guò)在該加壓時(shí)的加熱(約90℃)，將使在兩片原料片2a、2b中所含有的熱可塑性樹脂軟化。其結(jié)果是，兩片原料片2a、2b借助于軟化后的熱可塑性樹脂相互粘結(jié)，并得到穿孔原料片2a的狹縫10′以不穿孔原料片2b作底部的上部層疊體2U。此外，該工序的加壓壓力、加熱溫度、加壓(加熱)時(shí)間，可分別在150～250kg/cm2、80～110℃及5～30分鐘的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。
然后，如圖6b所示，將多片不穿孔原料片2b重疊，在加壓約200kg//cm2下、在加熱到約90℃狀態(tài)保持約30分鐘。其結(jié)果是，各不穿孔原料片2b在各自所含有的熱可塑性樹脂軟化后而相互粘結(jié)，并形成下部層疊體2L。此外，該工序的加壓壓力、加熱溫度、加壓(加熱)時(shí)間，也可分別在150～250kg/cm2、80～110℃及5～30分鐘的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。
其次，如圖6c所示，為將狹縫10′的開口側(cè)封閉，將上部層疊體2U和下部層疊體2L重疊，在加壓約200kg//cm2下、在加熱到約90℃狀態(tài)保持約30分鐘。其結(jié)果是，借助于軟化后的熱可塑性樹脂使上部層疊體2U和下部層疊體2L相互粘結(jié)而形成合成層疊體2UL。此外，該工序的加壓壓力、加熱溫度、加壓(加熱)時(shí)間，也可分別在150～250kg/cm2、80～110℃及5～30分鐘的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。
接著，將所得到的上述合成層疊體2UL放入燒結(jié)爐(圖中未示出)內(nèi)，從常溫開始慢慢升溫，在約900℃的溫度下燒結(jié)2小時(shí)后，再慢慢降溫。這時(shí)，在合成層疊體2UL中所含的熱可塑性樹脂，在升溫過(guò)程中當(dāng)溫度達(dá)到500℃時(shí)因熱分解而氣化消失，另一方面，氧化鋁成分和玻璃成分在燒結(jié)溫度(約900℃)下部分結(jié)晶。其結(jié)果是，如圖6d所示，得到在厚度范圍內(nèi)具有多個(gè)空心部10、且在物理及化學(xué)上穩(wěn)定的燒結(jié)母基板2′。此外，在燒結(jié)工序中的燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間等也可以適當(dāng)變更。
在上述的加壓、燒結(jié)等過(guò)程中，各原料片2a、2b的尺寸在加壓方向上約收縮30％，在與加壓方向正交的方向上約收縮13％。因此，必須在考慮這種尺寸收縮及作為目標(biāo)的母基板2′的最終尺寸之后，設(shè)定各原料片2a、2b的初始尺寸，并預(yù)先設(shè)定使用的原料片的片數(shù)。
在圖示的實(shí)施例中，各原料片2a、2b使用具有相同厚度的原料片。但是，穿孔原料片2a也可有與不穿孔原料片2b不同的厚度，各不穿孔原料片2b的厚度也可彼此不同。這樣，通過(guò)適當(dāng)變更原料片2a、2b的厚度，可以改變空心部10的高度位置和厚度，因而能按要求調(diào)整打印特性。
另外，在上部層疊體2U(圖6a)及下部層疊體2L(圖6b)中所包含的不穿孔原料片2b的片數(shù)也是任意的。因此，也可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整兩個(gè)層疊體2U、2L中所包含的不穿孔原料片2b的片數(shù)，調(diào)整空心部10(圖6d)的高度位置。
此外，上部層疊體2U(圖6a)也可包含2片以上的穿孔原料片2a。因此，通過(guò)適當(dāng)變更上部層疊體2U中所包含的穿孔原料片2a的片數(shù)，能夠調(diào)整空心部10(圖6d)的厚度。
再有，穿孔原料片2a的狹縫10′的長(zhǎng)度、寬度及形狀也可以適當(dāng)變更，由此也可實(shí)現(xiàn)打印特性的調(diào)整。
通過(guò)上述工序(圖6a～圖6d)形成母基板2′后，在該母基板2′的上表面通過(guò)絲網(wǎng)印刷涂布含金的導(dǎo)電體糊劑后經(jīng)過(guò)燒結(jié)而形成導(dǎo)體膜(圖中未示出)。
然后，按規(guī)定圖形對(duì)上述導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻，以形成與各空心部10對(duì)應(yīng)的公用電極5及單獨(dú)電極6(參照?qǐng)D1及圖2)。
接著，在母基板2′的上表面將由氧化釕構(gòu)成的電阻材料糊劑沿著各空心部10按線條狀涂刷成厚膜并進(jìn)行燒結(jié)，從而形成發(fā)熱電阻3(圖1和2)。
其次，在母基板2′上表面的發(fā)熱電阻3的兩側(cè)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷涂布通常作防護(hù)層用的玻璃糊劑(具有低導(dǎo)熱系數(shù))并進(jìn)行燒結(jié)，形成厚度為例如4μm的第1保護(hù)層8(圖1和2)。
接著，通過(guò)絲網(wǎng)印刷涂布混入了高導(dǎo)熱系數(shù)物質(zhì)作為填充劑的玻璃糊劑使其覆蓋露出的發(fā)熱電阻3并進(jìn)行燒結(jié)，形成厚度為例如6μm的第2保護(hù)層9(圖1和2)。
然后，沿縱向分?jǐn)嗑€BL1及橫向分?jǐn)嗑€BL2分割經(jīng)過(guò)上述處理的母基板2′(參照?qǐng)D5)。其結(jié)果是得到了分別具有均勻組成且內(nèi)部具有帶狀空心部10的多個(gè)單獨(dú)的基板2(參照?qǐng)D4)。
最后，在各個(gè)基板2上安裝IC4(圖1)，并通過(guò)進(jìn)行引線焊接等必要的處理，制成作為目的的感熱式打印頭1如采用以上制造方法，則只需通過(guò)將2種原料片2a、2b適當(dāng)層疊并進(jìn)行加壓及加熱的工序，就能很容易地形成空心部10。而且，如上所述，通過(guò)適當(dāng)變更各原料片2a、2b的厚度或?qū)盈B形態(tài)，可以很容易地調(diào)整空心部10的尺寸或高度位置。
在圖示的實(shí)施例中，穿孔原料片2a備有按矩陣狀配置且相互獨(dú)立的多個(gè)狹縫10′(參照?qǐng)D5)。但是，穿孔原料片2a的狹縫10′也可跨過(guò)各橫向的分?jǐn)嗑€BL2而在縱向連續(xù)延伸。
另外，在圖示的實(shí)施例中，發(fā)熱電阻3、公用電極5及單獨(dú)電極6可在母基板2′(即，單獨(dú)的基板2)上直接形成。但是，也可以在母基板2的上表面全部或部分地形成釉層(圖中未示出)，并在該釉層上形成發(fā)熱電阻3、公用電極5及單獨(dú)電極6。
圖7a～7e示出本發(fā)明的基板2制造方法的第2實(shí)施例。
在該第2實(shí)施例中，首先如圖7a和7b所示，將一片不穿孔原料片2b和一片穿孔原料片2a單獨(dú)地在加壓下加熱，并保持規(guī)定時(shí)間。此時(shí)的加壓壓力、加熱溫度及加壓(加熱)時(shí)間分別在150～250kg/cm2、80～110℃及5～30分鐘的范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)定。之所以要這樣將不穿孔原料片2b和穿孔原料片2a分別加壓，其原因如下。在前面的實(shí)施例中，如圖6所示，在將兩原料片2a、2b層疊后同時(shí)加壓的情況下，在所加壓力下會(huì)引起內(nèi)部的材料移動(dòng)，將產(chǎn)生使不穿孔原料片2b部分地伸入穿孔原料片2a的狹縫10′內(nèi)部的傾向。所以隨后形成的空心部10與預(yù)定的形狀及尺寸將產(chǎn)生若干偏差。與此不同，在將兩原料片2a、2b分別加壓時(shí)，這種不適當(dāng)?shù)那闆r就不會(huì)發(fā)生了其次，如圖7c所示，將多片不穿孔原料片2b重疊，并在加壓下、在加熱的狀態(tài)保持規(guī)定時(shí)間，形成下部層疊體2L。該工序的加壓壓力、加熱溫度及加壓(加熱)時(shí)間，也可分別在150～250kg/cm2、80～110℃及5～30分鐘的范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)定。
接著，如圖7d所示，將完成加壓后的穿孔原料片2a和不穿孔原料片2b依次重疊在下部層疊體2L上，并在加壓下以加熱的狀態(tài)保持規(guī)定時(shí)間，形成合成層疊體2UL。該工序的加壓壓力、加熱溫度及加壓(加熱)時(shí)間，也可分別在150～250kg/cm2、80～110℃及5～30分鐘的范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)定。此外，該工序的加壓壓力主要用于穿孔原料片2a與下部層疊體2L之間的粘合及穿孔原料片2a與不穿孔原料片2b之間的粘合。
然后，將上述合成層疊體2UL放入燒結(jié)爐(圖中未示出)內(nèi)，從常溫開始慢慢升溫，在約900℃的溫度下燒結(jié)2小時(shí)后，再慢慢降溫。這時(shí)，在合成層疊體2UL中所含的熱可塑性樹脂，在升溫過(guò)程中當(dāng)溫度達(dá)到500℃以上時(shí)因熱分解而氣化消失，另一方面，氧化鋁成分和玻璃成分在燒結(jié)溫度(約900℃)下部分結(jié)晶。其結(jié)果是，如圖7e所示，得到在厚度范圍內(nèi)具有多個(gè)空心部10、且在物理及化學(xué)上穩(wěn)定的燒結(jié)母基板2′。
后面的工序與以上實(shí)施例相同。
圖8a～8c示出本發(fā)明的基板2制造方法的第3實(shí)施例。在該第3實(shí)施例中，首先如圖8a所示，在下部層疊體2L的上表面通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成與穿孔原料片2a的狹縫10′對(duì)應(yīng)的帶狀樹脂構(gòu)件11。帶狀樹脂構(gòu)件11采用可在500℃以上的高溫下熱分解后氣化的例如以聚乙烯醇為主要成分的樹脂。此外，這時(shí)的下部層疊體2L也可進(jìn)行在預(yù)先加壓下的熱處理，還可以只層疊多片不穿孔原料片2b。
其次，如圖8b所示，將穿孔原料片2a重疊在下部層疊體L上，使其狹縫10′與帶狀樹脂構(gòu)件11對(duì)準(zhǔn)，再將不穿孔原料片2b重疊在穿孔原料片2a上，然后，在加壓150～250kg/cm2下、在加熱到80～110℃的狀態(tài)保持5～30分鐘。其結(jié)果是得到各原料片2a、2b相互粘合后的合成層疊體2UL。此外，在該工序中所用的穿孔原料片2a及位于其上方的不穿孔原料片2b，也可如圖6a所示，更換為通過(guò)預(yù)先加壓構(gòu)成的上部層疊體2U。
接著，將上述合成層疊體2UL放入燒結(jié)爐(圖中未示出)內(nèi)，從常溫開始慢慢升溫，在約900℃的溫度下燒結(jié)2小時(shí)后，再慢慢降溫。這時(shí)，帶狀樹脂構(gòu)件11與在合成層疊體2UL中所含的熱可塑性樹脂一起，在升溫過(guò)程中當(dāng)溫度達(dá)到500℃以上時(shí)因熱分解而氣化消失。其結(jié)果如圖8c所示，得到在厚度范圍內(nèi)具有多個(gè)空心部10、且在物理及化學(xué)上穩(wěn)定的燒結(jié)母基板2′，而且，預(yù)先存在的帶狀樹脂構(gòu)件11可阻止空心部10的變形。
后面的工序與前面的2個(gè)實(shí)施例相同。
以上，說(shuō)明了本發(fā)明的最佳的實(shí)施例，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。例如，當(dāng)制造基板2時(shí)，也可將穿孔原料片2a與多片不穿孔原料片2b一起層疊并加壓處理后進(jìn)行燒結(jié)處理，這時(shí)的加壓條件及燒結(jié)條件可以參照應(yīng)用如上所述的條件。此外，在圖8a～8c示出的第3實(shí)施例中，在形成帶狀樹脂構(gòu)件11時(shí)，也可以在穿孔原料片2a的狹縫10′內(nèi)充填熱分解性樹脂。因此，本發(fā)明可根據(jù)所附權(quán)利要求的范圍作各種變形。
權(quán)利要求
1.一種感熱式打印頭，它備有由實(shí)質(zhì)上具有平坦表面的絕緣材料構(gòu)成的基板；為形成多個(gè)發(fā)熱點(diǎn)而在上述基板上形成的發(fā)熱電阻裝置；為與上述發(fā)熱電阻裝置電氣連接而在上述基板上形成的導(dǎo)體圖形；及為通過(guò)上述導(dǎo)體圖形有選擇地使上述發(fā)熱點(diǎn)發(fā)熱而安裝在上述基板上的驅(qū)動(dòng)裝置；該感熱式打印頭的特征在于上述基板在其板厚的內(nèi)部具有沿著上述發(fā)熱電阻裝置延伸的空心部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感熱式打印頭，其特征在于上述空心部具有矩形斷面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感熱式打印頭，其特征在于上述基板由均質(zhì)結(jié)晶化玻璃構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感熱式打印頭，其特征在于上述基板由氧化鋁和玻璃材料的均質(zhì)混合物構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感熱式打印頭，其特征在于上述發(fā)熱電阻裝置及上述導(dǎo)體圖形利用保護(hù)裝置覆蓋，該保護(hù)裝置在上述發(fā)熱電阻裝置的位置上具有比上述基板高的導(dǎo)熱系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的感熱式打印頭，其特征在于上述保護(hù)裝置包括在上述發(fā)熱電阻裝置兩側(cè)覆蓋上述導(dǎo)體圖形并具有較低導(dǎo)熱系數(shù)的第1保護(hù)層、及覆蓋上述發(fā)熱電阻體并具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的第2保護(hù)層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的感熱式打印頭，其特征在于上述第2保護(hù)層用含有提高導(dǎo)熱系數(shù)用的填充劑的材料構(gòu)成。
8.一種感熱式打印頭用的基板，它由實(shí)質(zhì)上具有平坦表面的絕緣材料構(gòu)成，其特征在于在其板厚的內(nèi)部具有按帶狀延伸的空心部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板，其特征在于上述空心部具有矩形斷面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板，其特征在于它由均質(zhì)結(jié)晶化玻璃構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基板，其特征在于上述結(jié)晶化玻璃由氧化鋁和玻璃材料的均質(zhì)混合物構(gòu)成。
12.一種感熱式打印頭用的基板的制造方法，其特征在于它包括以下步驟即制作具有至少一個(gè)狹縫的至少一片實(shí)質(zhì)上平坦的穿孔原料片及多片實(shí)質(zhì)上平坦的不穿孔原料片；將上述穿孔原料片和上述全部不穿孔原料片層疊，使上述穿孔原料片被夾在上述不穿孔原料片之間；將所得到的層疊體在規(guī)定燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)；因此使基板在其板厚的內(nèi)部具有按帶狀延伸的空心部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基板的制造方法，其特征在于在將上述穿孔原料片和上述全部不穿孔原料片層疊的步驟之前，先通過(guò)將上述穿孔原料片和上述不穿孔原料片的至少一片層疊后加壓粘合而形成第1分立層疊體，并通過(guò)將其余的不穿孔原料片層疊后加壓粘合而形成第2分立層疊體，然后通過(guò)將第1分立層疊體和第2分立層疊體層疊后加壓粘合形成合成層疊體，并將所得到的合成層疊體在上述規(guī)定的燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基板的制造方法，其特征在于在將上述穿孔原料片和上述全部不穿孔原料片層疊的步驟之前，先將上述穿孔原料片和上述不穿孔原料片的至少一片分別加壓，并通過(guò)將其余的不穿孔原料片層疊后加壓粘合而形成分立層疊體，然后通過(guò)將上述穿孔原料片和上述加壓后的至少一片不穿孔原料片層疊在上述分立層疊體上加壓粘合而形成合成層疊體，并將所得到的合成層疊體在上述規(guī)定燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基板的制造方法，其特征在于在將上述穿孔原料片和上述全部不穿孔原料片層疊時(shí)，使熱分解性的樹脂構(gòu)件位于上述穿孔原料片的狹縫內(nèi)，在燒結(jié)上述層疊體時(shí)，上述樹脂構(gòu)件通過(guò)熱分解而氣化消失。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基板的制造方法，其特征在于上述穿孔原料片和上述不穿孔原料片都含有氧化鋁、玻璃材料、在上述燒結(jié)溫度下通過(guò)熱分解而氣化的熱可塑性樹脂。
全文摘要
本發(fā)明的感熱式打印頭備有由實(shí)質(zhì)上具有平坦表面的絕緣材料構(gòu)成的基板(2)；為形成多個(gè)發(fā)熱點(diǎn)而在上述基板(2)上形成的發(fā)熱電阻體(3)；為與上述發(fā)熱電阻體(3)電氣連接而在上述基板(2)上形成的導(dǎo)體圖形(5、6)；及為通過(guò)上述導(dǎo)體圖形(5、6)有選擇地使上述發(fā)熱點(diǎn)發(fā)熱而安裝在上述基板(2)上的驅(qū)動(dòng)元件；上述基板(2)在其板厚的內(nèi)部具有沿著上述發(fā)熱電阻體(3)延伸的空心部(10)。本發(fā)明還提供上述基板(2)的制造方法。
文檔編號(hào)B41J2/335GK1149855SQ951933
公開日1997年5月14日 申請(qǐng)日期1995年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月31日
發(fā)明者谷口秀夫, 小畠?nèi)? 木下博志 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司