JP2843982B2 - サーマルヘツド - Google Patents
サーマルヘツドInfo
- Publication number
- JP2843982B2 JP2843982B2 JP62152043A JP15204387A JP2843982B2 JP 2843982 B2 JP2843982 B2 JP 2843982B2 JP 62152043 A JP62152043 A JP 62152043A JP 15204387 A JP15204387 A JP 15204387A JP 2843982 B2 JP2843982 B2 JP 2843982B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating resistor
- thermal head
- nitrogen
- amorphous
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Electronic Switches (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、感熱記録装置に用いられる薄膜型サーマル
ヘッドに係り，特にその発熱抵抗体の改良に係るもので
ある。 （従来の技術とその問題点） 従来，薄膜型サーマルヘッドの発熱抵抗体材料として
は，主に窒化タンタルや高融点金属シリサイド等が用い
られている。前者の窒化タンタルは,300℃程度の比較的
低い基板温度で形成可能であるため量産性に優れコスト
的にも有利となっているが，サーマルヘッドの実使用時
に発熱抵抗体には500℃程度までの瞬時の昇温が繰り返
されるため，その抵抗値が経時的に大きく変化してしま
うという欠点を有している。即ちこのことは，印字濃度
のばらつき発生やサーマルヘッドとしての寿命低下にも
つながるといった大きな問題であった。一方，発熱抵抗
体として後者の高融点金属シリサイドを用いた場合に
は，サーマルヘッド実使用時におけるその抵抗値変化を
極力軽減させるために，これを500℃程度の高温にて形
成する必要が生じてくる。つまりこれは，低温で形成し
た高融点金属シリサイドを非晶質であったり微細粒径の
多結晶質であったりして，サーマルヘッド実使用時の繰
り返しの昇温において結晶化や粒径の拡大又は相変化が
生じ，これによって著しくその抵抗値が変化してしまう
ことによるためである。従ってこの様な高融点金属シリ
サイドなどにみられる高温プロセスは量産性及びコスト
の点で不利を有していた。 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記諸点に鑑みなされたもので、その目的
を，抵抗値変化がきわめて少なく，また，量産性及びコ
スト面でも有利である新規な発熱抵抗体材料を用いるこ
とによって印字濃度のばらつきや寿命低下を防止した優
れたサーマルヘッドを提供することとするものである。
即ち本発明は，この目的達成のために，絶縁性基板上に
少なくとも発熱抵抗体及び電極を有してなるサーマルヘ
ッドにおいて，発熱抵抗体がシリコン及びチタンの非晶
質窒化物から成ること特徴とするサーマルヘッドを要旨
とするものである。 本発明における発熱抵抗体を実際に形成するにあたっ
ては，例えば，ガラス基板（コーニング7059）をスパッ
タ装置内で500℃に加熱し,TiSi2ターゲットを用いて，
アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気中でRF電力200Wにて５
分間スパッタを行ない，ガラス基板上に発熱抵抗体とし
ての薄膜を形成すればよい。このとき，全ガス圧を1.5
×10-2Torrと一定として窒素分圧を次第に変化させる
と，得られる発熱抵抗体膜の各窒素分圧時のシート抵抗
は第１図の様になる。この各窒素分圧時の発熱抵抗体膜
をＸ線回折により調べたところ，窒素分圧が0.08×10-2
Torr以上では非晶質であるが，それ以下では多結晶質と
なることが確認された。即ち，これからも判る様に，チ
タンシリサイド或はチタンとシリコンの混合物に添加さ
れる窒素の量は，適宜，その製造条件等をもって変えら
れるものであるが，重要なのは，その発熱抵抗体が例え
ば300℃といった低温で形成されようとも,500℃程度の
高温状態に置かれた際に，常にそれが少なくとも非晶質
状態を維持でき得る程度だけの窒素を含むことにある。
従って本発明によって得られる発熱抵抗体は全てがシリ
コン及びチタンの非晶質窒化物から成る必要は無いもの
で，当然に窒化のなされていないチタンやシリコンを含
んだり，或は他の不純物を含有し得ること勿論である。 尚，本発明によるサーマルヘッドの他の構成要素であ
る，絶縁性基板，蓄熱体，電極そして保護膜等は公知の
ものが採用し得るものでるある。 （作用） 窒素を添加した非晶質のチタンシリサイドは，非晶質
状態にあるシリコン窒化物とチタン窒化物とがミクロレ
ベルで混合形成されている。ここでシリコン窒化物は高
温においても安定した非晶質であるから，サーマルヘッ
ド実使用時の繰り返しの昇温によるチタン窒化物の多結
晶化を阻害する。よって発熱抵抗体の抵抗値変化を極力
無くすことができ，比較的低温状態での発熱抵抗体形成
が可能となる。 （実施例） 以下，本発明を実施例に基き詳細に説明する。 実施例１ 蓄熱体が形成されたアルミナ絶縁性基板上に汚染防止
層としてSiO2をスパッタリングにより約１μｍ形成した
後，基板温度500℃にて窒素分圧0.14×10-2Torr,全ガス
圧1.5×10-2Torrの条件でTiSi2ターゲットをスパッタし
て前記基板上に発熱抵抗体を形成した。更にこれに,Al
−Cu−Si合金よりなる電極を形成した後，フォトリソグ
ラフィ，ドライエッチング及びウェットエッチングにて
所定パターンを形成し，再びSiNx（Ｘ≒30％）膜を保護
膜としてスパッタリングにより形成し，抵抗値2KΩの非
晶質の発熱抵抗体を有するサーマルヘッドを得た。 実施例２ 実施例１においてTiSi2ターゲットをスパッタする
際，基板温度を300℃に変えた以外は実施例１と同様に
して抵抗値2KΩの非晶質の発熱抵抗体を有するサーマル
ヘッドを得た。 比較例 実施例１においてTiSi2ターゲットをスパッタする
際，窒素分圧を0.05×10-2Torrに変え，また，基板温度
を300℃に変えた以外は実施例１と同様にして抵抗値2K
Ωの結晶質の発熱抵抗体を有するサーマルヘッドを得
た。 （発明の効果） 上記実施例1,2及び比較例で得られたサーマルヘッド
について，パルス周期1m secの条件でベタ黒（黒率100
％）を１×108ドット実施し，この後の発熱抵抗体の抵
抗値変化率を調べたところ以下の様な結果が得られた。 この表からも判る様に，本発明のサーマルヘッドは,5
00℃程度の高温でも非晶質状態が保たれるに十分な窒素
を添加したチタン及びシリコンの窒化物から成る発熱抵
抗体を用いたので，その発熱抵抗体形成を300℃程度の
低温で行なっても，耐熱性に優れると共に抵抗値変化は
極めて少ないもので，しかも量産性及びコスト的にも優
れた利点を有しているものである。 また，発熱抵抗体中の窒素濃度を適宜変えることによ
り，その比抵抗値を任意に設定することが可能となり汎
用性の高いサーマルヘッドが得られる。
ヘッドに係り，特にその発熱抵抗体の改良に係るもので
ある。 （従来の技術とその問題点） 従来，薄膜型サーマルヘッドの発熱抵抗体材料として
は，主に窒化タンタルや高融点金属シリサイド等が用い
られている。前者の窒化タンタルは,300℃程度の比較的
低い基板温度で形成可能であるため量産性に優れコスト
的にも有利となっているが，サーマルヘッドの実使用時
に発熱抵抗体には500℃程度までの瞬時の昇温が繰り返
されるため，その抵抗値が経時的に大きく変化してしま
うという欠点を有している。即ちこのことは，印字濃度
のばらつき発生やサーマルヘッドとしての寿命低下にも
つながるといった大きな問題であった。一方，発熱抵抗
体として後者の高融点金属シリサイドを用いた場合に
は，サーマルヘッド実使用時におけるその抵抗値変化を
極力軽減させるために，これを500℃程度の高温にて形
成する必要が生じてくる。つまりこれは，低温で形成し
た高融点金属シリサイドを非晶質であったり微細粒径の
多結晶質であったりして，サーマルヘッド実使用時の繰
り返しの昇温において結晶化や粒径の拡大又は相変化が
生じ，これによって著しくその抵抗値が変化してしまう
ことによるためである。従ってこの様な高融点金属シリ
サイドなどにみられる高温プロセスは量産性及びコスト
の点で不利を有していた。 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記諸点に鑑みなされたもので、その目的
を，抵抗値変化がきわめて少なく，また，量産性及びコ
スト面でも有利である新規な発熱抵抗体材料を用いるこ
とによって印字濃度のばらつきや寿命低下を防止した優
れたサーマルヘッドを提供することとするものである。
即ち本発明は，この目的達成のために，絶縁性基板上に
少なくとも発熱抵抗体及び電極を有してなるサーマルヘ
ッドにおいて，発熱抵抗体がシリコン及びチタンの非晶
質窒化物から成ること特徴とするサーマルヘッドを要旨
とするものである。 本発明における発熱抵抗体を実際に形成するにあたっ
ては，例えば，ガラス基板（コーニング7059）をスパッ
タ装置内で500℃に加熱し,TiSi2ターゲットを用いて，
アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気中でRF電力200Wにて５
分間スパッタを行ない，ガラス基板上に発熱抵抗体とし
ての薄膜を形成すればよい。このとき，全ガス圧を1.5
×10-2Torrと一定として窒素分圧を次第に変化させる
と，得られる発熱抵抗体膜の各窒素分圧時のシート抵抗
は第１図の様になる。この各窒素分圧時の発熱抵抗体膜
をＸ線回折により調べたところ，窒素分圧が0.08×10-2
Torr以上では非晶質であるが，それ以下では多結晶質と
なることが確認された。即ち，これからも判る様に，チ
タンシリサイド或はチタンとシリコンの混合物に添加さ
れる窒素の量は，適宜，その製造条件等をもって変えら
れるものであるが，重要なのは，その発熱抵抗体が例え
ば300℃といった低温で形成されようとも,500℃程度の
高温状態に置かれた際に，常にそれが少なくとも非晶質
状態を維持でき得る程度だけの窒素を含むことにある。
従って本発明によって得られる発熱抵抗体は全てがシリ
コン及びチタンの非晶質窒化物から成る必要は無いもの
で，当然に窒化のなされていないチタンやシリコンを含
んだり，或は他の不純物を含有し得ること勿論である。 尚，本発明によるサーマルヘッドの他の構成要素であ
る，絶縁性基板，蓄熱体，電極そして保護膜等は公知の
ものが採用し得るものでるある。 （作用） 窒素を添加した非晶質のチタンシリサイドは，非晶質
状態にあるシリコン窒化物とチタン窒化物とがミクロレ
ベルで混合形成されている。ここでシリコン窒化物は高
温においても安定した非晶質であるから，サーマルヘッ
ド実使用時の繰り返しの昇温によるチタン窒化物の多結
晶化を阻害する。よって発熱抵抗体の抵抗値変化を極力
無くすことができ，比較的低温状態での発熱抵抗体形成
が可能となる。 （実施例） 以下，本発明を実施例に基き詳細に説明する。 実施例１ 蓄熱体が形成されたアルミナ絶縁性基板上に汚染防止
層としてSiO2をスパッタリングにより約１μｍ形成した
後，基板温度500℃にて窒素分圧0.14×10-2Torr,全ガス
圧1.5×10-2Torrの条件でTiSi2ターゲットをスパッタし
て前記基板上に発熱抵抗体を形成した。更にこれに,Al
−Cu−Si合金よりなる電極を形成した後，フォトリソグ
ラフィ，ドライエッチング及びウェットエッチングにて
所定パターンを形成し，再びSiNx（Ｘ≒30％）膜を保護
膜としてスパッタリングにより形成し，抵抗値2KΩの非
晶質の発熱抵抗体を有するサーマルヘッドを得た。 実施例２ 実施例１においてTiSi2ターゲットをスパッタする
際，基板温度を300℃に変えた以外は実施例１と同様に
して抵抗値2KΩの非晶質の発熱抵抗体を有するサーマル
ヘッドを得た。 比較例 実施例１においてTiSi2ターゲットをスパッタする
際，窒素分圧を0.05×10-2Torrに変え，また，基板温度
を300℃に変えた以外は実施例１と同様にして抵抗値2K
Ωの結晶質の発熱抵抗体を有するサーマルヘッドを得
た。 （発明の効果） 上記実施例1,2及び比較例で得られたサーマルヘッド
について，パルス周期1m secの条件でベタ黒（黒率100
％）を１×108ドット実施し，この後の発熱抵抗体の抵
抗値変化率を調べたところ以下の様な結果が得られた。 この表からも判る様に，本発明のサーマルヘッドは,5
00℃程度の高温でも非晶質状態が保たれるに十分な窒素
を添加したチタン及びシリコンの窒化物から成る発熱抵
抗体を用いたので，その発熱抵抗体形成を300℃程度の
低温で行なっても，耐熱性に優れると共に抵抗値変化は
極めて少ないもので，しかも量産性及びコスト的にも優
れた利点を有しているものである。 また，発熱抵抗体中の窒素濃度を適宜変えることによ
り，その比抵抗値を任意に設定することが可能となり汎
用性の高いサーマルヘッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による発熱抵抗体中の窒素濃度とそのシ
ート抵抗との関係を示すグラフである。
ート抵抗との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．絶縁性基板上に少なくとも発熱抵抗体及び電極を有
してなるサーマルヘッドにおいて，発熱抵抗体がシリコ
ン及びチタンの非晶質窒化物から成ることを特徴とする
サーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152043A JP2843982B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | サーマルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152043A JP2843982B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | サーマルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63316401A JPS63316401A (ja) | 1988-12-23 |
| JP2843982B2 true JP2843982B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15531810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62152043A Expired - Lifetime JP2843982B2 (ja) | 1987-06-18 | 1987-06-18 | サーマルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2843982B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101792047A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-08-04 | 张茂溢 | 一种垃圾桶 |
| JP6209003B2 (ja) * | 2013-07-18 | 2017-10-04 | 東芝ホクト電子株式会社 | サーマルプリントヘッドおよびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598558B2 (ja) * | 1976-08-20 | 1984-02-25 | 松下電器産業株式会社 | サ−マルプリントヘツド |
-
1987
- 1987-06-18 JP JP62152043A patent/JP2843982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63316401A (ja) | 1988-12-23 |
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