JPH0640064A - グレーズドセラミック基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】セラミック基板の少なくとも一主面のほぼ全面
にグレーズ層を形成する工程、このグレーズ層の表面の
所定部分を残して他の部分をサンドブラストにより研削
する工程、並びに該グレーズ層をグレーズの軟化点より
も高い温度で加熱する工程を備えることを特徴とするグ
レーズドセラミック基板の製造方法。 【効果】グレーズの軟化点に依存することが無く、かつ
グレーズを一旦セラミック基板の全面に焼き付けてから
凸部を形成するので、種々の大きさの凸部を有するグレ
ーズ層を自在かつ安定に形成することができ、適用範囲
が広い。しかも製造工程において、劇薬を必要としない
ので、安全である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、グレーズドセラミッ
ク基板及びその製造方法に関し、特に熱転写型もしくは
熱昇華型などのように良好な印字特性が要求されるサー
マルヘッド用の絶縁基板に好適に利用され得る。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ等のサーマルヘッド用の絶
縁基板は、アルミナ等のセラミック基板の表面にグレー
ズ層が形成され、その上に窒化タンタル等の発熱抵抗体
や電極が形成された構造となっている。そして、電圧が
印加されて発熱した発熱抵抗体を感熱紙や熱転写リボン
に押圧してこれらに印字する際、前記グレーズ層は蓄熱
層となって、熱を感熱紙や熱転写リボン側に効率よく伝
達する働きをする。

【０００３】このようなグレーズ層には、蓄熱層として
優れた蓄放熱特性が要求されるほか、感熱紙等への良好
な接触性が要求される。従って、グレーズ層の形状とし
ては、発熱抵抗体が形成される部分のみを凸状にして、
熱効率及び接触効率の向上が図られている。

【０００４】従来、グレーズ層を凸状に形成する方法と
しては、（１）セラミック基板の主面上にスクリーン印
刷等の手段によりガラス含有ペーストを発熱抵抗体形成
部分に帯状に塗布し、これを焼き付ける周知の方法、
（２）セラミック基板上に先ず第１のガラスペーストで
開口部が設けられるように印刷し、次いで第２のガラス
ペーストでこの開口部に印刷し、両ガラスペーストを同
時に焼き付ける方法（特公平１−２４７５３号公報）、
（３）セラミック基板のほぼ全面にガラスペーストを印
刷し、焼き付けた後、凸状となる部分以外をエッチング
し、加熱する方法（特公平４−８３７７８号公報）など
が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記周知方法
では、スクリーンマスクの欠損、印刷時もしくは焼き付
け時のグレーズとセラミックとのはじき現象などのた
め、凸部形状が変化することがある。しかもはじき現象
に起因して波長の短い凹凸が数多く発生する。したがっ
て局部平坦度の良好なものを安定的且つ安価に製造する
ことは困難であった。そして、発明者等が研究したとこ
ろ、振幅が大きくても波長の長い大きなうねりは、セラ
ミック基板のグレーズ層形成面と反対面に放熱板等を接
着固定することによって、解消されるものの、波長の短
い凹凸は解消されないため、印字特性を劣化させること
が判明した。

【０００６】また、特公平１−２４７５３号公報に記載
の方法では、第１のガラスペーストと第２のガラスペー
ストの軟化点が同じである場合、焼き付け後に凸形状を
維持することが困難である。従って、凸形状を維持する
ために、第１のガラスペーストの軟化点を第２のガラス
ペーストの軟化点よりも２００℃以上も高くする必要が
あるが、これではグレーズ用ガラスペーストの選択範囲
がきわめて限られてしまい、ガラス原料コスト、熱伝導
率、表面平滑性などの他の特性のいずれかを犠牲にしな
ければならない。

【０００７】最後の特公平４−８３７３８号公報に記載
の方法では、ガラスを除去する必要上、エッチングの際
に弗酸、硝酸、硫酸などの劇薬を使用しなければならな
いから、安全上好ましくない。

【０００８】本発明の目的は、これら従来の課題を解決
し、グレーズの軟化点に依存すること無く、安全な手段
で、局部平坦度の良好なグレーズドセラミック基板を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】その手段は、セラミック
基板の少なくとも一主面のほぼ全面にグレーズ層を形成
する工程（以下、「第１工程」という）、このグレーズ
層の表面の所定部分を残して他の部分をサンドブラスト
により研削する工程（以下、「第２工程」という）、並
びに該グレーズ層をグレーズの軟化点よりも高い温度で
加熱する工程（以下、「第２工程」という）を備えるこ
とを特徴とするグレーズドセラミック基板の製造方法に
ある。

【００１０】ここで、第１工程は、具体的には、例えば
アルミナ等からなる厚さ０．６〜１．６ｍｍ程度のセラ
ミック基板の少なくとも一主面のほぼ全面に、スクリー
ン印刷、ディッピング印刷などによってガラス粉末含有
ペーストを塗布し、加熱してペースト中の有機成分を除
去した後、高温でガラス粉末を軟化溶融させて焼き付け
るようなものである。ガラス粉末含有ペーストを塗布す
る厚さは、焼き付け後にグレーズ層が５０〜１００μｍ
となる程度がよい。

【００１１】第２工程は、焼き付けられたグレーズ層の
表面に、例えば、感光性乳剤を塗布し乾燥した後、所定
部分のみ露光、現像、エッチングを行うことによって、
凸部形成予定面をマスキングし（凸部形成予定面以外の
面は、露出させる）、アランダム等の砥粒を高圧の空気
とともに吹き付けてグレーズ層の露出面を研削し、感光
性乳剤を溶剤等で除去するようなものである。この場合
のエッチング液は、感光性乳剤を除去できる性質のもの
であればよく、劇薬である必要はない。第３工程は、第
２工程で得られた凸状部を有するグレーズ層を、例え
ば、グレーズの軟化点よりも２００度高い温度で加熱す
るようなものである。

【００１２】

【作用】前記従来の周知方法において、セラミック基板
とグレーズとのはじき現象は、セラミックとグレーズと
の界面で起こるところ、本発明の場合、先ず第１工程で
セラミック基板の主面のほぼ全面にグレーズが形成され
ることから、上記のような界面が、主面上には存在しな
い。従って、はじき現象及びこれに伴うグレーズ層表面
の波長の短い鋭利な凹凸が生じるのを防止できる。

【００１３】第２工程では、凸部形成予定面以外の面
が、劇薬の不要なサンドブラストにより研削されるの
で、安全である。しかもグレーズの軟化点に依存するこ
と無く所望の凸部を形成することができる。第３工程で
は、第２工程において生じた砥粒の痕跡を均して消失さ
せるとともに、マスキングされた表面を一層平滑にす
る。

【００１４】かくして得られたグレーズドセラミック基
板は、グレーズ層の凸部表面の平坦度が、表面方向の長
さ２．７ｍｍあたり振幅１μｍ以下というもので、凸部
表面に波長の短い鋭利な凹凸が存在する割合が、きわめ
て少なく、感熱紙や感熱リボンへの接触性に優れたもの
である。

【００１５】

【実施例】

−実施例１− ＭｇＯ−ＣａＯ−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系ガラス
粉末 にエチルセルロース系バインダー、可塑剤及び有
機溶媒を添加してガラス粉末含有ペーストを調整した。
表面粗度Ｒａ０．３μｍのセラミック基板（アルミナＡ
ｌ₂Ｏ₃含有量９６％）の片側主面全面に、上記ガラス粉
末含有ペーストを厚さ２００μｍにスクリーン印刷し、
乾燥後、温度１２００℃で加熱して、厚さ１００μｍの
全面グレーズ層を形成した（第１工程）。このグレーズ
の転移点は、６８８℃、軟化点は、９４５℃であった。

【００１６】次に、感光性樹脂を含む乳剤をグレーズ層
の全面に塗布し乾燥し、凸部形成予定面を除く部分に露
光、現像、エッチングを行い、凸部形成予定面のみ幅
０．６５ｍｍの帯状にマスキングを行った。そして、ア
ルミナ９９．５％以上のアランダム（＃８０）を圧力１
０ｋｇ／ｃｍ²の空気とともにグレーズ層表面に吹き付
けた。その後、乳剤を全部除去し、洗浄した。これによ
って、グレーズ層のうち、マスキングされていない部分
が研削された（第２工程）。最後に温度１１００℃で加
熱する（第３工程）ことによって、グレーズ層に幅０．
６５ｍｍの凸部を有する本発明グレーズドセラミック基
板を製造した。

【００１７】こうして、このグレーズドセラミック基板
のグレーズ層凸部頂面とグレーズ層研削面との間に、５
０μｍの段差を形成した。グレーズ層の凸部の表面性状
を観察したところ、表面方向の長さ４．５ｍｍあたり最
大振幅１μｍであった。

【００１８】グレーズ層凸部の表面性状のプロファイル
を図１に示す。図１は、ろ波うねり曲線（ＪＩＳ Ｂ０
６１０）のカットオフ値を０．８ｍｍ、測定長を２５．
０ｍｍ、水平方向倍率を２０００倍、鉛直方向倍率を２
倍として、測定したグラフであり、横軸は、水平方向長
さ、縦軸は、鉛直方向長さを示す（以下、図２〜図４も
同様。）。

【００１９】−実施例２− 第２工程において、研削によって除去するガラスの量を
異ならせる以外は、実施例１と同一条件で本発明グレー
ズドセラミック基板を製造した。こうして、このグレー
ズドセラミック基板のグレーズ層凸部頂面とグレーズ層
研削面との間に、７０μｍの段差を形成した。グレーズ
層の凸部の表面性状を観察したところ、表面方向の長さ
３．８ｍｍあたり最大振幅１μｍであった。グレーズ層
凸部の表面性状のプロファイルを図２に示す。

【００２０】−実施例３− 第２工程において帯状にマスキングする幅が０．７５ｍ
ｍである以外は、実施例２と同一条件で、グレーズ層に
幅０．７５ｍｍの凸部を有する本発明グレーズドセラミ
ック基板を製造した。

【００２１】こうして、このグレーズドセラミック基板
のグレーズ層凸部頂面とグレーズ層研削面との間に、７
０μｍの段差を形成した。グレーズ層の凸部の表面性状
を観察したところ、表面方向の長さ４．２ｍｍあたり最
大振幅１μｍであった。グレーズ層凸部の表面性状のプ
ロファイルを図３に示す。

【００２２】−実施例４− 第２工程において帯状にマスキングする幅が０．８５ｍ
ｍである以外は、実施例２と同一条件で、グレーズ層に
幅０．８５ｍｍの凸部を有する本発明グレーズドセラミ
ック基板を製造した。

【００２３】こうして、このグレーズドセラミック基板
のグレーズ層凸部頂面とグレーズ層研削面との間に、７
０μｍの段差を形成した。グレーズ層の凸部の表面性状
を観察したところ、表面方向の長さ３．６ｍｍあたり最
大振幅１μｍであった。グレーズ層凸部の表面性状のプ
ロファイルを図４に示す。

【００２４】−比較例− 比較のために実施例１の第１工程において、セラミック
基板の片側全面ではなく、幅１．２ｍｍの部分のみに印
刷したことと、第２工程を経ていないこと以外は、実施
例１のグレーズドセラミック基板の製造方法と同一条件
で部分グレーズドセラミック基板を製造した。

【００２５】この部分グレーズドセラミック基板のグレ
ーズ層表面と非グレーズ面との間には、６０μｍの段差
が形成されていたが、グレーズ層の表面性状を観察した
ところ、表面方向の長さ１．９ｍｍあたり最大振幅１μ
ｍであった。グレーズ層の表面性状のプロファイルを図
５に示す。

【００２６】

【発明の効果】本発明製造方法によって得られるグレー
ズドセラミック基板は、グレーズ層の凸部表面の平坦度
が、表面方向の長さ２．７ｍｍあたり振幅１μｍ以下と
いうもので、凸部表面に波長の短い鋭利な凹凸が存在す
る割合が、きわめて少ない。従って、サーマルヘッドと
して用いた場合、感熱紙や感熱リボンへの接触性に優れ
たものとなり、きめの細かい綺麗な印字を行うことが可
能である。

【００２７】また、本発明製造方法は、グレーズの軟化
点に依存することが無く、かつグレーズを一旦セラミッ
ク基板の全面に焼き付けてから凸部を形成するので、種
々の大きさの凸部を有するグレーズ層を自在かつ安定に
形成することができ、適用範囲が広い。しかも製造工程
において、劇薬を必要としないので、安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のグレーズドセラミック基板を用い
て、グレーズ層凸部の表面性状を測定したプロファイル
である。

【図２】実施例２のグレーズドセラミック基板を用い
て、グレーズ層凸部の表面性状を測定したプロファイル
である。

【図３】実施例３のグレーズドセラミック基板を用い
て、グレーズ層凸部の表面性状を測定したプロファイル
である。

【図４】実施例４のグレーズドセラミック基板を用い
て、グレーズ層凸部の表面性状を測定したプロファイル
である。

【図５】比較例のグレーズドセラミック基板を用いて、
グレーズ層の表面性状を測定したプロファイルである。

【手続補正書】

【提出日】平成４年９月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】グレーズ層凸部の表面性状のプロファイル
を図１に示す。図１は、ろ波うねり曲線（ＪＩＳ Ｂ０
６１０）のカットオフ値を０．８ｍｍ、測定長を２５．
０ｍｍ、水平方向倍率を２倍、鉛直方向倍率を２０００
倍として、測定したグラフであり、横軸は、水平方向長
さ、縦軸は、鉛直方向長さを示す（以下、図２〜図４も
同様。）。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板の少なくとも一主面のほ
   ぼ全面にグレーズ層を形成する工程、このグレーズ層の
   表面の所定部分を残して他の部分をサンドブラストによ
   り研削する工程、並びに該グレーズ層をグレーズの軟化
   点よりも高い温度で加熱する工程を備えることを特徴と
   するグレーズドセラミック基板の製造方法。