JPH02111564A - サーマルヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はたとえば感熱印字装置などに用いられるサーマ
ルヘッドに関する。

従来の技術 従来、感熱印字装置などにおけるサーマルヘッドの電極
は／１１１１層躾、Ｃｒ−ＡΩ二層膜、Ｃｒ−Ｃｕ二１
ｌｔＷＡなどが一般的に用いられていた。

ところで、へρ単ＭＨは密着性が優れているが、ＩＣ接
続部のメツキ膜形成に複雑な工程を必要とする欠点があ
る。また、Ｃｒ−Ａｕ二ＩＩ膜・はＡｕが高価であり、
Ａｕ中へのＣｒ拡散により抵抗値が非常に高くなる欠点
があった。これに対してＣｒ−Ｃｕ二１１１ＩＩはＣｕ
表面へのメツキが容易であり、ＣＩＪは安価であり、Ｃ
ｕ中へのＣｒ拡散による抵抗値上昇が小さく優れた電極
であった。

発明が解決しようとする課題 しかし、Ｃ？−Ｑｕ二層躾には次のような課題が残され
ていた。

（１）ＣＵと耐摩耗膜との密着性を高めるためには、Ｃ
ｒがＣｕ中を拡散してＱｕと耐摩耗膜との界面に析出す
ることが必要であるため耐摩耗膜成膜時の基板温度を３
８０°以上に保つ必要があり、成膜後の降温時間が長く
設備効率が悪かった。また、耐摩耗膜との密着性も十分
ではなかった。

（２）電極エツチング時はＱｕの次にＣｒをエッチング
するが、ＣｒがＣＵに対してアンダーカットの状態とな
り、この上に耐摩耗膜を形成するとアンダーカット部の
Ｃｕの下線空洞であるため、サーマルヘッド印字中のプ
ラテン押圧力に弱いという欠点があった。

（３）ＣｕＬｔ腐食しやすい金属であるため、耐摩耗膜
のピンホール部および樹脂による保護が不完全な部分の
ＣＬＪが高温多湿下で腐食するという欠点があった。

（４）Ｃｕは、１２．ＡｕよりＷＩ度が轟く、したがっ
て印字中に耐摩耗模上に作用する砂の微粒子などに対し
て強く、傷は付き雌いが、サーマルヘッドの用途によっ
てはもつと硬い電極材料を必要とされていた。

そこで、本発明は上記ｉ！！題を解消し得るサーマルヘ
ッドを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明のサーマルヘッドは、電
極膜の少なくとも耐摩耗膜に接する部分をＯｒおよびＣ
ｕの混合膜で形成したものである。

作用 上記構成によると、従来のＣｒ−Ｃｕ二層膜においては
、耐摩耗膜の成膜時の基板温度によりＣｒがＣｕ中に拡
散し、ｃｒ酸化物がＣｕ表面に析出する結果、Ｃｕと耐
摩耗膜との間の密着性を保っていたのに対し、ＣｕとＣ
ｒとの混合膜にすることにより、ｃｒが始めからＣｕ表
面に存在するため、Ｃｕと耐摩耗膜との密着性が高くな
る。

また、従来のように、ＯｒをＣｕ中に拡散させる必要が
ないため、基板を高温にする必要がなく、したがって降
温時間は短かくなり設備効率が向上する。また、ＣＵ中
にＣｒを含有させたので、Ｃｒ−Ｃｕ二層膜の場合に比
べてＣｒのアンダーカットを小さくすることができ、さ
らにＣｒがＣｕの表面に存在するため、Ｃｕよりも硬度
を増加させることができるとともに、耐腐食性を向上さ
せることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図において、１はグレーズドアルミナなどからなる
基板で、この上面にはｒａ−Ｎ、５ｔ−Ｔａ、ＴｉＣ−
ＳｉＯ２などからなる発熱抵抗体２が形成され、またこ
の発熱抵抗体２の上面の所定位置にはＣｒとＣｕとの混
合膜よりなる厚さ０．３μｍの電極膜３が形成され、さ
らにこれら発熱抵抗体２および電極１！３の上面には、
ＳｉＣ。

５ｉＯＮなどからなる耐摩耗１１４が形成されている。

また、上記電極膜３におけるＯｒの原子比は３％とされ
ている。

ところで、第１図においては、電極膜３を、ＣｒとＣｕ
との混合膜だけからなる単層膜として示したが、第２図
に示すように、電極１１１３を、基板１の上面に直接配
置される厚さ０．０３〜０．３μｍＩ：Ｉ）ｃｒｇ１１
３ａと、このＣｒ膜１３ａの上面に厚さ０．３μｍでも
って連続して成膜されたＣｒとＣｕとの混合膜１３１）
とから形成したものでもよい。

次に、本実施例について具体的に説明する。

Ｃｒ−Ｃｕ系は１０００℃以下では金ｌｌＲ間化合物、
共晶を作らず、ＣｒのＣｕに対する溶解度は原子比で３
００℃で約０．０１％、４００℃で約０．１％と小さい
。このため、Ｃｕの比抵抗へ与える影響は非常に小さい
。たとえば原子比２０％のＣｒを含むＣｒ−Ｃｕ混合物
の比抵抗はアニールすれば２．５μΩａと低い。これは
Ｃｕの１．５倍にすぎずしかもＣｕの１７７と小さい。

本発明は、Ｃｒ−Ｑｕ系のこのような性質を応用したも
ので、比抵抗をあまり上げることなくＣｕの持つ密着性
、高い硬度、耐蝕性を有する電極膜を実現することがで
きる。

Ｃｕの単層電極では発熱抵抗体および耐摩耗膜との密着
性が得られず実用に耐えない。しかし、Ｃｒを添加する
ことにより、Ｃｒの大きい酸化物生成エネルギーにより
高い密着性が得られる。実験の結果、Ｃｒの原子比が０
．３％以上あればＣｕ単層膜よりも密着性が改善される
ことが判った。

この結果、耐摩耗膜形成時の基板温度は従来のように３
８０’Ｃ以上に上げる必要はなく、しかもＣｒが入るこ
とによりＣｕより高い硬度が得られた。

なお、５ｉ−Ｔａ系およびＴｉＣ−ＳｉＯ２系の材料を
発熱抵抗体として使用する場合には、耐摩粍膜形成時の
基板温度によりＣｕが発熱抵抗体材料へ拡散し抵抗値が
低下する問題が発生するので、Ｃｒを発熱抵抗体膜とＣ
ｒ−ＣＬＩ混合膜との間に形成することが望ましい。ま
た、本発明の二ｍ電極躾のエツチングにおいては、Ｃｒ
−Ｃｕ二層膜で発生したようなＱｕに対するＯｒの大き
なアンダーカットは発生せずアンダーカット量は大幅に
改善された。この理由はｃｒはＣＵより卑な金属である
ためＣｒ−Ｃｕ二層膜ではＣｒのアンダーカットを生じ
やすいが、Ｃｕ中にＣｒを含有することにより電気化学
的反応が影響を受けてアンダーカットが小さくなったも
のと思われる。

次に、電極上に保護膜を形成せずに６５℃、９５％。

５００時間の耐湿試験を実箱したところ、従来のＣｒ−
Ｃｕ二層膜のＣＬＪは完全に酸化しｃｒｓの抵抗値を示
しサーマルヘッドとして使えないが、本発明のＣｒ−Ｃ
ｕ混合膜およびＣｒ単Ｉｔ膜とＣｒ−Ｃｕ混合膜との二
１ｌＩＩ！から成る電極はいづれも初期値より上昇した
が、サーマルヘッドとして十分使用に耐える抵抗値を示
した。

ところで、第１図および第２図において、ＣｒとＣｕと
の混合膜３，１３ｂの厚さは電極抵抗値の点から０．１
〜１μｍの範囲が適正であり、発熱抵抗体の抵抗値に応
じて選べばよい。Ｏｒの原子比は０．３〜８０％の範囲
から選ぶことが望ましい。成膜時の基板温度は１５０〜
３００℃が適当である。なお、成膜法は原子比を一定に
保つためにスパッタ法が望ましい。

また、耐摩耗１！ｉ！４は、第１図、第２図ともに厚さ
はサーマルヘッドの用途に応じて２〜１０μｍ。

成膜時の基板温度は２００〜４００℃が適正な範囲であ
る。なお、成膜法は成膜速度の点でＲＦマグネトロンス
パッタ法またはプラズマＣＶＤ法が望ましい。

発明の効果 以上のように本発明の構成によれば、電極膜の少なくと
も耐摩耗膜に接する部分をＣｕとＣｒとの混合膜とした
ので、Ｃｒが始めからＣｕ表面に存在するため、Ｃｕと
耐摩耗膜との密着性を向上させることができる。また、
従来のように、ＣｒをＣｕ中に拡散させる必要がないた
め、基板を高温にする必要がなく、したがって降温時間
は短かくなり設籠効率が向上する。また、Ｃｕ中にＣｒ
を含有させたので、Ｃｒ−Ｃｕ二層膜の場合に比べてＣ
ｒのアンダーカットを小さくすることができ、さらにＣ
ｒがＣｕの表面に存在するため、ＣＬＪよりも硬度を増
加させることができるとともに、耐腐食性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるサーマルヘッドの要
部拡大側面図、第２図は本発明の他の実施例におけるサ
ーマルヘッドの要部拡大側面図である。 １・・・基板、２・・・発熱抵抗体、３・・・電極膜、
４・・・耐摩耗膜、１３・・・電極膜、１３ａ・・・Ｃ
ｒｔ！、１３ｂ・・・混合膜。 代理人　　　森　　本　　桟　　弘 １３に、・−・湛会膜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に形成された発熱抵抗体および電極膜の上面
   が耐摩耗膜で被覆されたサーマルヘッドであって、電極
   膜の少なくとも耐摩耗膜に接する部分をＣｒおよびＣｕ
   の混合膜で形成したサーマルヘッド。 ２、発熱抵抗体をＳｉ−Ｔａ系材料または ＴｉＣ−ＳｉＯ＿２系材料で構成するとともに、電極膜
   をＣｒ単層膜とＣｒ−Ｃｕ混合膜とから構成した請求項
   １に記載のサーマルヘッド。