專(zhuān)利名稱(chēng)：熱敏頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用了低熱擴(kuò)散率玻璃層的熱敏頭。
背景技術(shù)：
歷來(lái)被利用的是，如圖3所示、在由氧化鋁陶瓷等構(gòu)成的陶瓷基板的 上表面上作為蓄熱層形成了玻璃層的雙層結(jié)構(gòu)熱敏頭，或者如圖4所示、 由單層玻璃層構(gòu)成的熱敏頭(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)l以及專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)l:(日本)特開(kāi)2004—50712號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:(日本)特開(kāi)平02—200452號(hào)公報(bào)
在陶瓷基板的上表面印刷膏狀釉材之后通過(guò)高溫?zé)Y(jié)來(lái)形成上述雙層 結(jié)構(gòu)熱敏頭的玻璃層。但是，陶瓷基板的材料和玻璃層的釉材之間的熱膨 脹系數(shù)有相差，所以發(fā)生過(guò)在高溫?zé)Y(jié)之后的玻璃基板上出現(xiàn)翹曲或者在 層疊界面上產(chǎn)生裂紋等問(wèn)題。因此，為了解決上述翹曲等問(wèn)題，曾采取了 調(diào)整玻璃層或陶瓷基板的厚度、基板的縱橫尺寸比、面積比等規(guī)格的方法， 但是上述調(diào)整也非常困難。
而且，具有單層玻璃層結(jié)構(gòu)的熱敏頭要獲得良好的印刷特性，其厚度
應(yīng)最好在0.5mm以下，但是，如此薄的熱敏頭存在缺點(diǎn)，就是在制造工序 過(guò)程的處理時(shí)容易產(chǎn)生破碎而很難操持(handling)。為了解決上述問(wèn)題， 曾研究過(guò)加厚玻璃層的方法，但是出現(xiàn)了別的問(wèn)題，那就是由于熱敏頭的 蓄熱過(guò)多而引起所謂拖尾的油墨條痕等印刷特性的惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于，提供一種能夠簡(jiǎn) 單地解決制造過(guò)程中發(fā)生的基板翹曲或者操持問(wèn)題并且可加大基板設(shè)計(jì)的 自由度、實(shí)現(xiàn)省電化的熱敏頭。
為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及熱敏頭的特征在于，具備由絕熱功能層、散熱功能層以及蓄熱功能層來(lái)形成的三層結(jié)構(gòu)，發(fā)熱元件形成在上 述絕熱功能層上，在上述絕熱功能層的下層配設(shè)上述散熱功能層，在上述 散熱功能層的下層配設(shè)上述蓄熱功能層。
在具有上述結(jié)構(gòu)的熱敏頭中，通過(guò)在熱功能層的下層形成蓄熱功能層， 能夠容易地在離開(kāi)形成在絕熱功能層上的發(fā)熱元件的、熱時(shí)間常數(shù)較長(zhǎng)的 位置上進(jìn)行省電設(shè)計(jì)。
而且，本發(fā)明的熱敏頭的特征在于，上述絕熱功能層和上述蓄熱功能 層為，以通過(guò)高溫?zé)Y(jié)形成的相同材料構(gòu)成的玻璃層。
在具有上述結(jié)構(gòu)的熱敏頭，因?yàn)樵谏峁δ軐拥纳舷聦有纬上嗤牧?的玻璃層，所以能夠緩和熱應(yīng)力變形即基板翹曲。而且，關(guān)于在中間配置 的散熱功能層，也能夠選擇易于熱控制的材料，而且通過(guò)三層結(jié)構(gòu)還加大 了熱敏頭的總厚度，使制造工序過(guò)程中的操持也變得容易。
如上所述，本發(fā)明的熱敏頭可發(fā)揮如下的出色效果能夠簡(jiǎn)單地解決 制造過(guò)程中發(fā)生的基板翹曲和操持問(wèn)題，還可加大基板設(shè)計(jì)的自由度、實(shí) 現(xiàn)省電化。


圖1為表示本發(fā)明實(shí)施方式中的熱敏頭主要部分結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2為用于比較說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式中的熱敏頭和以往熱敏頭的熱感 應(yīng)性而制作的示意圖。
圖3為表示一個(gè)以往例熱敏頭主要部分結(jié)構(gòu)的剖面圖。 圖4為表示另一個(gè)以往例熱敏頭主要部分結(jié)構(gòu)的剖面圖。 圖中標(biāo)記
1熱敏頭，2絕熱功能層，3散熱功能層，4蓄熱功能層，5 玻璃層，6陶瓷層
具體實(shí)施例方式
圖1為表示本實(shí)施方式熱敏頭主要部分結(jié)構(gòu)的剖面圖。 本實(shí)施方式的熱敏頭具有由絕熱功能層、散熱功能層以及蓄熱功能層 構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)，發(fā)熱元件形成在上述絕熱功能層上，在上述絕熱功能層的下層配設(shè)上述散熱功能層，在上述散熱功能層的下層配設(shè)上述蓄熱功能層。
上述絕熱功能層和蓄熱功能層為，以通過(guò)公知高溫?zé)Y(jié)法形成的相同 材料來(lái)構(gòu)成的玻璃層，而上述散熱功能層為陶瓷層。
在作為上述絕熱功能層的玻璃層的上表面上形成發(fā)熱元件、電極圖案、 保護(hù)膜等。
而且，在處于絕熱功能層的下層的散熱功能層，通過(guò)圖中沒(méi)有表示的 散熱片等來(lái)適當(dāng)?shù)厣l(fā)由形成在上述絕熱功能層上的發(fā)熱元件所發(fā)出的 熱，并且，在處于上述散熱功能層的下層的蓄熱功能層，積蓄由發(fā)熱元件 發(fā)出的熱。
在本實(shí)施方式中，作為構(gòu)成上述絕熱功能層和上述蓄熱功能層的玻璃
層，采用了低熱擴(kuò)散率(0.2 0.4mm2/seC)玻璃。如前所述，如果玻璃層 的厚度薄，那么在制造工序中容易破碎并很難操持，相反，如果玻璃層的 厚度厚，那么就因蓄熱過(guò)多而容易發(fā)生在印刷結(jié)果中出現(xiàn)打點(diǎn)被破壞或者 所謂"拖尾"的現(xiàn)象。因此，調(diào)整其玻璃層的厚度時(shí)重要的是，例如，如 圖2所示，當(dāng)給熱敏頭(1個(gè)打點(diǎn))施加了 1次脈沖時(shí)，在絕熱、散熱之后 到下一次脈沖進(jìn)行通電的時(shí)間內(nèi)，使蓄熱功能層能夠進(jìn)行適當(dāng)溫度的蓄熱。 另外，圖2表示3個(gè)熱敏頭的不同溫度變化，l個(gè)為在陶瓷基板的上 表面作為蓄熱層形成了釉面玻璃層的、以往的雙層結(jié)構(gòu)熱敏頭(參照?qǐng)D3) 的溫度變化(在圖中A所示曲線)、1個(gè)為低熱擴(kuò)散率玻璃層的膜厚度較厚 并形成單層結(jié)構(gòu)的熱敏頭(參照?qǐng)D4)的溫度變化(在圖中B所示曲線)、 1個(gè)為具有本實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)熱敏頭的溫度變化(在圖中C所示 曲線)。
如該圖所示，在圖中A所示曲線的熱敏頭，因?yàn)橛悦娌Ａ拥臒釘U(kuò)散 率較大，所以與其他2個(gè)熱敏頭相比，發(fā)熱體的溫度要達(dá)到可供印刷的溫 度就需要時(shí)間(啟動(dòng)時(shí)間)。即，通電(施加1次脈沖)之后的熱感應(yīng)性(參 照絕熱功能區(qū)域)差。而且還可以得知，雖然因?yàn)橛缮峁δ軐?陶瓷層) 散熱，所以能夠防止蓄熱過(guò)熱的現(xiàn)象，但是，相反地沒(méi)有蓄熱效果(參照 蓄熱功能區(qū)域)。與此相反，在圖中B所示曲線的熱敏頭，因?yàn)槭菬釘U(kuò)散率 低的單層玻璃層，所以當(dāng)施加1次脈沖時(shí)，雖然發(fā)熱體的溫度會(huì)瞬時(shí)升高，但是因?yàn)樯嵝Ч睿斐尚顭徇^(guò)多(參照蓄熱功能區(qū)域)的結(jié)果，所 以進(jìn)行了下一個(gè)通電(施加1次脈沖)時(shí)，發(fā)熱元件會(huì)多余地加熱，從而 有可能出現(xiàn)打點(diǎn)變形或者拖尾的現(xiàn)象。因此，通過(guò)調(diào)整玻璃層的膜厚，使
熱敏頭顯示如圖中c曲線的熱感應(yīng)性平衡。針對(duì)上述情況，圖中c曲線的
熱敏頭，通過(guò)施加1次脈沖能夠使發(fā)熱體的溫度瞬時(shí)升高(參照絕熱功能 區(qū)域)，不會(huì)造成過(guò)多散熱而得到恰當(dāng)?shù)男顭嵝Ч?參照散熱功能區(qū)域和蓄 熱功能區(qū)域)，從而能夠通過(guò)降低下一次被投入的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)削減能量。
如上所述，在本實(shí)施方式的熱敏頭中，通過(guò)在離開(kāi)上述散熱元件而熱 時(shí)間常數(shù)較長(zhǎng)的位置進(jìn)行蓄熱，能夠降低給發(fā)熱元件通電的驅(qū)動(dòng)電壓，從 而能實(shí)現(xiàn)省電化。
而且，因?yàn)樵谏峁δ軐拥纳舷聦有纬上嗤牧系牟Ａ樱阅軌?實(shí)現(xiàn)緩和熱應(yīng)力變形即基板翹曲的效果。另外，在散熱功能層的上下位置 上形成的絕熱功能層和蓄熱功能層，其厚度并不受限于相同厚度，而根據(jù) 引起發(fā)熱的能量來(lái)控制各自的厚度。因此，可加大熱敏頭的設(shè)計(jì)自由度。
另外，關(guān)于配置在中間的散熱功能層，也可以選擇易于熱控制的材料。 即，作為構(gòu)成上述散熱功能層的材料，并不受限于陶瓷材料，例如，還可 以采用硅等半金屬材料或者鋁等金屬材料。
還有，因?yàn)闆](méi)有采用只使用玻璃層的結(jié)構(gòu)，而是在中間配置了由陶瓷 層構(gòu)成的散熱功能層，所以使在制造工序過(guò)程上的操持也變得容易。
權(quán)利要求
1.一種熱敏頭，其特征在于，具備由絕熱功能層、散熱功能層以及蓄熱功能層構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)，發(fā)熱元件形成在上述絕熱功能層上，在上述絕熱功能層的下層配設(shè)上述散熱功能層，在上述散熱功能層的下層配設(shè)上述蓄熱功能層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱敏頭，其特征在于，上述絕熱功能層和上 述蓄熱功能層為由通過(guò)高溫?zé)Y(jié)形成的相同材料構(gòu)成的玻璃層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱敏頭，其特征在于，上述玻璃層具有熱擴(kuò) 散率在0.2 0.4 (mm々sec)范圍之內(nèi)的物性值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱敏頭，其特征在于，上述玻璃層具有熱擴(kuò) 散率在0.2 0.4 (mm2/sec)范圍之內(nèi)的物性值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱敏頭，它能夠簡(jiǎn)單地解決制造過(guò)程中發(fā)生的基板翹曲和操持上的問(wèn)題，還可加大基板設(shè)計(jì)的自由度、實(shí)現(xiàn)省電化。形成由絕熱功能層(2)、散熱功能層(3)以及蓄熱功能層(4)構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)，發(fā)熱元件形成在該絕熱功能層(2)上，在上述絕熱功能層(2)的下層配設(shè)該散熱功能層(3)，在上述散熱功能層(3)的下層配設(shè)該蓄熱功能層(4)，尤其是，以通過(guò)高溫?zé)Y(jié)形成的相同材料而構(gòu)成的玻璃層(5)來(lái)形成上述絕熱功能層(2)和蓄熱功能層(4)。
文檔編號(hào)B41J2/335GK101602293SQ2009101389
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月9日
發(fā)明者佐佐木恒之, 寺尾博年 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社