一种热敏打印头用发热基板及其制造方法与流程

本发明涉及热敏打印领域，尤其涉及一种热敏打印头用发热基板及其制造方法。

背景技术：

众所周知，热敏打印头工作时，打印头发热使热敏媒介受热发色，受热时热敏媒介的发色层处于熔融状态，发色层的熔融物中既含有无机物又含有有机物，热敏媒介在冷却过程中始终与打印头接触，其发色层的熔融物会粘连在打印头上，形成积碳，影响打印浓度和产品使用寿命；另外热敏媒介熔融物的冷却还会造成热敏打印头粘纸，具体表现为热敏媒介会与打印头不同程度粘连，不能顺畅通过打印头，造成印字的缺线和噪音等。积碳和粘纸问题影响热敏打印头的打印浓度、印字质量和使用寿命，且较为普遍。

相关现有技术如下：

特開2000-246934上公示了在打印头出纸侧保护膜的表面接近凸条的部位形成沟槽减少积碳的方法，但该专利中提到的产品，沟的开口幅宽小，深度浅，一旦积碳量较大会使沟的段差消失，不能通过记录媒体的压接充分带出积碳。

专利号为201520630708.5的实用新型专利提出了一种在进纸侧设亲水层、在出纸侧设疏水层的热敏打印头，该结构可改善热敏打印头的积碳现象，但该实用新型中未考虑积碳中有机物的存在，也未给出膜层制备方法。

专利申请号为201510101328.7的发明专利申请公布了一种耐磨疏水纳米复合薄膜的制备方法，但该专利申请中的复合薄膜制备基体为导电金属，未提到在类似热敏打印头的绝缘基板上制备耐磨疏水膜层的方法，也未提到膜层的疏油性能。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种热敏打印头用发热基板及其制造方法，以便改善打印过程中的积碳和粘纸现象，延长热敏打印头的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明的一方面提出了一种热敏打印头用发热基板，包括绝缘基板，在所述绝缘基板的表面全面或者部分的设有底釉层，在所述绝缘基板以及底釉层的表面设有公共电极和个别电极，发热电阻体沿主打印方向配置在公共电极和个别电极之间，作为产生焦耳热的发热体，所述公共电极的一端沿副打印方向与所述发热电阻体相连接，其另一端与打印电源相连接；所述个别电极的一端沿副打印方向与所述发热电阻体相连接，其另一端与控制ic相连接；在所述发热电阻体、公共电极和部分个别电极的表面覆盖有绝缘的保护层，在所述保护层上设有过渡层，在所述过渡层上设有疏水疏油的功能层，所述功能层由无机材料制成，所述保护层、过渡层以及功能层构成了表面复合层。

优选的是，所述保护层为sialon、sion或sio2，所述保护层的厚度为1μm～6μm。

优选的是，所述过渡层为cr、ti或者二者的组合，所述过渡层的厚度为0.4μm～1.4μm。

优选的是，所述功能层为混合物，该混合物由ti、cu、si、o、n元素组成的单质、化合物组合而成，所述功能层的厚度为0.8μm～2μm。

优选的是，所述功能层的疏水角>120°，疏油角>100°。

优选的是，所述过渡层以及功能层的覆盖区域均不超过保护层的覆盖区域。

优选的是，所述表面复合层的附着力为37n～50n；表面复合层的纳米硬度为25gpa～35gpa。

本发明的另一方面提出了一种基于上述热敏打印头用发热基板的制造方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、在所述绝缘基板上印刷全面或部分的无铅非晶玻璃底釉层，在1200℃～1300℃的温度下烧结带底釉层的绝缘基板，再在绝缘基板及底釉层的表面印刷烧结导电浆料，烧结温度为800℃-920℃，之后用光刻技术形成公共电极和个别电极，再沿热敏打印头主打印方向进行带状涂布，780℃-850℃的温度下烧结形成4μm～8μm厚的发热电阻体；

步骤2、利用磁控溅射技术在所述发热电阻体、公共电极和部分个别电极的表面镀制绝缘的保护层，所述保护层为sialon、sion或sio2；

步骤3、将清洗后的镀有绝缘保护层的热敏打印头用发热基板放入多弧离子镀腔体中，通过抽气使得腔体内压强达到1×10^-3pa以下，加热使腔体温度至120℃～200℃，通入氩气，使腔体内压强达到1pa～2pa，加负偏压700v～1000v对带保护层的热敏打印头用发热基板进行偏压清洗，清洗时间为5min～15min，之后通入氩气，流量为100sccm～150sccm，调整腔体内的压强至0.3pa～1.0pa，设置弧源电流为50a～80a，负偏压为200v～400v，利用多弧离子镀技术在保护层的表面制备过渡层，所述过渡层为cr、ti或者二者的组合；

步骤4、在多弧离子镀腔体中，通入氮气、氧气或者二者的混合物，流量为60sccm～110sccm，调整腔体内的压强至0.3pa～1.0pa，设置弧源电流为50a～80a，负偏压为150v～250v，利用多弧离子镀技术在过渡层的表面制备功能层，所述功能层为混合物，该混合物由ti、cu、si、o、n元素组成的单质、化合物组合而成。

优选的是，在所述步骤2中，所述保护层的厚度为1μm～6μm；在所述步骤3中，所述过渡层的厚度为0.4μm～1.4μm；在所述步骤4中，所述功能层的厚度为0.8μm～2μm。

优选的是，在所述步骤3中，所述过渡层的覆盖区域不超过保护层的覆盖区域；在所述步骤4中，所述功能层的覆盖区域不超过保护层的覆盖区域。

本发明的该方案的有益效果在于通过上述方法制造的热敏打印头用发热基板疏水疏油能力强，能够改善打印过程中的积碳和粘纸现象，延长热敏打印头的使用寿命。

附图说明

图1示出了本发明所涉及的热敏打印头用发热基板的结构示意图。

附图标记：1-绝缘基板，2-底釉层，3a-公共电极，3b-个别电极，4-发热电阻体，5-表面复合层，5a-保护层，5b-过渡层，5c-功能层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，本发明所涉及的热敏打印头用发热基板包括绝缘基板1，在所述绝缘基板1的表面全面或者部分的设有底釉层2，在所述绝缘基板1以及底釉层2的表面设有公共电极3a和个别电极3b，发热电阻体4沿主打印方向配置在公共电极3a和个别电极3b之间，作为产生焦耳热的发热体，所述公共电极3a的一端沿副打印方向与所述发热电阻体4相连接，其另一端与打印电源相连接；所述个别电极3b的一端沿副打印方向与所述发热电阻体4相连接，其另一端与控制ic相连接；在所述发热电阻体4、公共电极3a和部分个别电极3b的表面覆盖有绝缘的保护层5a，在所述保护层5a上设有过渡层5b，在所述过渡层5b上设有疏水疏油的功能层5c，所述功能层5c由无机材料制成，所述保护层5a、过渡层5b以及功能层5c构成了表面复合层5。

所述绝缘的保护层5a与底层(也就是发热电阻体4、公共电极3a和部分个别电极3b的表面)结合力强，在本实施例中，所述保护层5a为sialon、sion或sio2，优选为sialon，所述保护层5a的厚度为1μm～6μm。

所述过渡层5b与保护层5a和功能层5c均能较好的结合，所述过渡层5b为cr、ti或者二者的组合，优选为cr，所述过渡层5b的厚度为0.4μm～1.4μm。

所述功能层5c与过渡层5b结合力强，具有疏水、疏油特性，疏水角>120°，疏油角>100°，通过设置功能层5c使得打印过程中热敏媒介的析出物很难在热敏打印头表面沉积、粘结。所述功能层5c为混合物，该混合物由ti、cu、si、o、n元素组成的单质、化合物组合而成，所述功能层5c的厚度为0.8μm～2μm。

在本实施例中，所述过渡层5b以及功能层5c的覆盖区域均不超过保护层5a的覆盖区域。

由于所述功能层5c的疏水角>120°，疏油角>100°，这使得打印过程中热敏媒介的析出物很难在热敏打印头表面沉积、粘结；由于绝缘保护层5a和过渡层5b的存在，功能层5c与热敏打印头用发热基板的附着力大大提高，所述表面复合层5的附着力为37n～50n；表面复合层5的纳米硬度为25gpa～35gpa。

具体的本发明所涉及的热敏打印头用发热基板的制造方法包括以下步骤：

步骤1、在所述绝缘基板1上印刷全面或部分的无铅非晶玻璃底釉层2，在1200℃～1300℃的温度下烧结带底釉层2的绝缘基板1，再在绝缘基板1及底釉层2的表面印刷烧结导电浆料，烧结温度为800℃-920℃，之后用光刻技术形成公共电极3a和个别电极3b，再通过描绘等方法沿热敏打印头主打印方向进行带状涂布，780℃-850℃的温度下烧结形成4μm～8μm厚的发热电阻体4。

步骤2、利用磁控溅射技术在所述发热电阻体4、公共电极3a和部分个别电极3b的表面镀制绝缘的保护层5a。所述保护层5a为sialon、sion或sio2，优选为sialon，所述保护层5a的厚度为1μm～6μm。

步骤3、将清洗后的镀有绝缘保护层5a的热敏打印头用发热基板放入多弧离子镀腔体中，通过抽气使得腔体内压强达到1×10^-3pa以下，加热使腔体温度至120℃～200℃，通入氩气，使腔体内压强达到1pa～2pa，加负偏压700v～1000v对带保护层5a的热敏打印头用发热基板进行偏压清洗，清洗时间为5min～15min，之后通入氩气，流量为100sccm～150sccm，调整腔体内的压强至0.3pa～1.0pa，设置弧源电流为50a～80a，负偏压为200v～400v，利用多弧离子镀技术在保护层5a的表面制备过渡层5b。所述过渡层5b为cr、ti或者二者的组合，优选为cr，所述过渡层5b的厚度为0.4μm～1.4μm。所述过渡层5b的覆盖区域不超过保护层5a的覆盖区域。

步骤4、在多弧离子镀腔体中，通入氮气、氧气或者二者的混合物，流量为60sccm～110sccm，调整腔体内的压强至0.3pa～1.0pa，设置弧源电流为50a～80a，负偏压为150v～250v，利用多弧离子镀技术在过渡层5b的表面制备功能层5c。

所述功能层5c具有疏水、疏油特性，疏水角>120°，疏油角>100°，所述功能层5c为混合物，该混合物由ti、cu、si、o、n元素组成的单质、化合物组合而成，所述功能层5c的厚度为0.8μm～2μm。所述功能层5c的覆盖区域不超过保护层5a的覆盖区域。

通过上述方法制造的热敏打印头用发热基板疏水疏油能力强，表面复合层硬度高，与底层结合力强，能够改善打印过程中的积碳和粘纸现象，延长热敏打印头的使用寿命。