JPH02238956A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JPH02238956A JPH02238956A JP6030689A JP6030689A JPH02238956A JP H02238956 A JPH02238956 A JP H02238956A JP 6030689 A JP6030689 A JP 6030689A JP 6030689 A JP6030689 A JP 6030689A JP H02238956 A JPH02238956 A JP H02238956A
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- protective film
- thermal head
- sialon
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Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は、感熱式ないしは熱転写式プリンターに使用さ
れているサーマルヘッドに関する。
れているサーマルヘッドに関する。
本発明のサーマルヘッドは、従来のサイアロン保護膜が
、厚み方向に一様に、均質に形成されていたのに対し、
前記保護膜が発熱抵抗体と接する第一層と記録紙側表面
層(第二層)の少なくとも2つの層構造を成し、発熱抵
抗体と接する第一層を形成する際と比して保護膜の記録
紙側表面層を形成する際の窒素添加量を多くして前記記
録紙側表面層の窒素含有量を発熱抵抗体と接する第一層
より多くすることにより、S i −N, A I”−
N等のセラミックに近い組成で形成し、より緻密で、か
つ硬く、強く滑らかな層を配することにより、サーマル
ヘッドの耐スクラッチ性が飛躍的に伺上し、その寿命を
延ばすものである。また保護膜の記録紙側表層は、保護
膜の発熱耐側層と、同一の材料を元にして形成されてい
るのでこの二層間の相性、密着性等は優れており、保護
膜として要求されるほかの特性も、従来の均質保護膜と
なんら変わることなく形成できる。
、厚み方向に一様に、均質に形成されていたのに対し、
前記保護膜が発熱抵抗体と接する第一層と記録紙側表面
層(第二層)の少なくとも2つの層構造を成し、発熱抵
抗体と接する第一層を形成する際と比して保護膜の記録
紙側表面層を形成する際の窒素添加量を多くして前記記
録紙側表面層の窒素含有量を発熱抵抗体と接する第一層
より多くすることにより、S i −N, A I”−
N等のセラミックに近い組成で形成し、より緻密で、か
つ硬く、強く滑らかな層を配することにより、サーマル
ヘッドの耐スクラッチ性が飛躍的に伺上し、その寿命を
延ばすものである。また保護膜の記録紙側表層は、保護
膜の発熱耐側層と、同一の材料を元にして形成されてい
るのでこの二層間の相性、密着性等は優れており、保護
膜として要求されるほかの特性も、従来の均質保護膜と
なんら変わることなく形成できる。
第2図は、従来のサーマルヘッドの断面図である。1は
アルミナ等の基板、2は蓄熱用のグレーズガラス、3は
Ta−N等の発熱抵抗体4、5はAl等の給伝体、6は
保護膜である。一般に保護膜6は、Si02−Ta2O
,、SiOxNy,SiC等が知られているが、サイア
ロン(Si−A I−0−N)もサーマルヘッドの保護
膜として有力な素材である。このサイアロン保護膜はほ
かの保護膜の素材と比して十分な硬度、強度、粘りがあ
り、熱伝導率も良く熱膨張係数もアルミナセラミックに
近い値をとり、通常の感熱紙を使用する点においては、
十分に薄膜保護膜足り得るのであるが、耐スクラッチ性
においては、他の保護膜素材と同等のレベルでしかなく
使用記録紙が、ラベル感熱紙、ラフ紙等の場合、ほかの
保護膜素材と同様に、耐スクラッチ性が不十分で、感熱
紙の製造プロセス時に感熱紙に硬い異物が混入してしま
っている場合やサーマルヘッドの使用環境が悪く、微少
な塵、金属粉がラベル紙等の表面に付着したまま、記録
を行うと、保護膜表面ないしは保護膜のかなり深いとこ
ろまで傷が入り、サーマルヘッドの寿命は、通常よりも
、1/10〜1/3程度まで短くなってしまう。
アルミナ等の基板、2は蓄熱用のグレーズガラス、3は
Ta−N等の発熱抵抗体4、5はAl等の給伝体、6は
保護膜である。一般に保護膜6は、Si02−Ta2O
,、SiOxNy,SiC等が知られているが、サイア
ロン(Si−A I−0−N)もサーマルヘッドの保護
膜として有力な素材である。このサイアロン保護膜はほ
かの保護膜の素材と比して十分な硬度、強度、粘りがあ
り、熱伝導率も良く熱膨張係数もアルミナセラミックに
近い値をとり、通常の感熱紙を使用する点においては、
十分に薄膜保護膜足り得るのであるが、耐スクラッチ性
においては、他の保護膜素材と同等のレベルでしかなく
使用記録紙が、ラベル感熱紙、ラフ紙等の場合、ほかの
保護膜素材と同様に、耐スクラッチ性が不十分で、感熱
紙の製造プロセス時に感熱紙に硬い異物が混入してしま
っている場合やサーマルヘッドの使用環境が悪く、微少
な塵、金属粉がラベル紙等の表面に付着したまま、記録
を行うと、保護膜表面ないしは保護膜のかなり深いとこ
ろまで傷が入り、サーマルヘッドの寿命は、通常よりも
、1/10〜1/3程度まで短くなってしまう。
このように、サイアロンを含め従来のサーマルヘッドの
保護膜には、耐スクラッチ性に問題があった。本発明の
目的は、従来のサーマルヘッドにおけるこの様な問題を
解消し、保護膜の耐スクラッチ性を向上させ、サーマル
ヘッドの寿命を延ばし、普通感熱紙以外の記録紙でも十
分な耐久性が保証できるサーマルヘッドを実現すること
にある。
保護膜には、耐スクラッチ性に問題があった。本発明の
目的は、従来のサーマルヘッドにおけるこの様な問題を
解消し、保護膜の耐スクラッチ性を向上させ、サーマル
ヘッドの寿命を延ばし、普通感熱紙以外の記録紙でも十
分な耐久性が保証できるサーマルヘッドを実現すること
にある。
本発明によるサーマルヘッドは、その保護膜に、サイア
ロンを、例えばRFスパッタ法、CVD法、蒸着法を用
いて膜形成することができ、その形成途中で、形成条件
を適切に変更することによって達成することができる。
ロンを、例えばRFスパッタ法、CVD法、蒸着法を用
いて膜形成することができ、その形成途中で、形成条件
を適切に変更することによって達成することができる。
実施例I
先ず、Arガス0.6Paの雰囲気のみでRFスパッタ
を開始し、下地パターンの段差を十分にカバーでき、か
つ下地表面との密着層としての役割を果たし、記録紙側
表層と下地とのジャンクションを十分に行えるだけの厚
みを着膜した後、スパッタガスにN2を加え、Arガス
圧の1/10に当たる0.06Pa分圧分まで加える。
を開始し、下地パターンの段差を十分にカバーでき、か
つ下地表面との密着層としての役割を果たし、記録紙側
表層と下地とのジャンクションを十分に行えるだけの厚
みを着膜した後、スパッタガスにN2を加え、Arガス
圧の1/10に当たる0.06Pa分圧分まで加える。
(ここで、+N,単層の保護膜、すなわちN2を始めか
ら混入させた保護膜では、膜の応力が強くなりすぎて耐
環境信頼性で電極膜と保護膜の境で剥がれてしまいよい
結果が得られない事が、すでに実験でわかっている。)
N2ガスを加え始めてからの膜の厚みは2μml〜3μ
m1だけ形成し(実施例I−aは2 u m lで、実
施例1−bは3 u m 1で十N2ガス層を形成)総
厚5μm′のサイアロン保護膜を形成した。スバッタの
その他の条件は、N,混入の前後で一定で、次に示す通
りである。
ら混入させた保護膜では、膜の応力が強くなりすぎて耐
環境信頼性で電極膜と保護膜の境で剥がれてしまいよい
結果が得られない事が、すでに実験でわかっている。)
N2ガスを加え始めてからの膜の厚みは2μml〜3μ
m1だけ形成し(実施例I−aは2 u m lで、実
施例1−bは3 u m 1で十N2ガス層を形成)総
厚5μm′のサイアロン保護膜を形成した。スバッタの
その他の条件は、N,混入の前後で一定で、次に示す通
りである。
(また、バイアスをかけることにより、膜の緻密さを増
すことができ、結果として耐環境信頼性や耐スクラッチ
性も強くなることわかっている。)スパッタパワー
2.OKw基板温度
300℃ターゲット一一基板間距離 70mm
プレスバッタ時間 30min上記のよう
にして、サイアロン保護膜を形成したサーマルヘッドに
ついて種々の評価を行った結果を以下に示す。
すことができ、結果として耐環境信頼性や耐スクラッチ
性も強くなることわかっている。)スパッタパワー
2.OKw基板温度
300℃ターゲット一一基板間距離 70mm
プレスバッタ時間 30min上記のよう
にして、サイアロン保護膜を形成したサーマルヘッドに
ついて種々の評価を行った結果を以下に示す。
I一■.ステップストレステスト
第3図に示したように本実施例のサイアロン保護膜を形
成したサーマルヘッドでは、サイアロンを含む従来用い
られていた保護膜に比して抵抗値変化の様子が小さく、
耐電圧、耐パルス性に優れていた。
成したサーマルヘッドでは、サイアロンを含む従来用い
られていた保護膜に比して抵抗値変化の様子が小さく、
耐電圧、耐パルス性に優れていた。
■一■.耐摩耗テスト
従来、Ta.O,系の保護膜を評価していたのと同一の
方法で評価を行った。#2O00の耐水性エメリーペー
パー(長さ50mm)を硬度50度のプラテンでIKg
の荷重で押えながら、毎秒50mmのスピードで保護膜
表面を走らせる。これを数回繰り返し、一定厚の保護膜
が、何回のエメリペーパーの走行で無くなるかを耐摩耗
の目安とすると、表1.に示すような結果が得られた。
方法で評価を行った。#2O00の耐水性エメリーペー
パー(長さ50mm)を硬度50度のプラテンでIKg
の荷重で押えながら、毎秒50mmのスピードで保護膜
表面を走らせる。これを数回繰り返し、一定厚の保護膜
が、何回のエメリペーパーの走行で無くなるかを耐摩耗
の目安とすると、表1.に示すような結果が得られた。
表.1 各種テストの結果
I−■.耐スクラッチテスト
種々の下地の上に着膜した、Ta,O,系の保護膜とサ
イアロン保護膜を、市販されているスクラッチ試験器(
■レスカ製)を用いて臨界剥離荷重を測定した結果を表
1.に示す。
イアロン保護膜を、市販されているスクラッチ試験器(
■レスカ製)を用いて臨界剥離荷重を測定した結果を表
1.に示す。
■−■.印字耐久テスト
同一の記録条件にて、Ta2Os系の保護膜とサイアロ
ン保護膜のサーマルヘッドの印字耐久テストを行った結
果を表1.に示す。記録紙には、市販のラベル感熱紙を
用いた。
ン保護膜のサーマルヘッドの印字耐久テストを行った結
果を表1.に示す。記録紙には、市販のラベル感熱紙を
用いた。
上記のように、本実施例Iの保護膜は各評価において単
層のサイアロンを含め従来の保護膜よりも外的な要因に
よる傷に強い事が判った。特に記録紙側表面層(第二層
)厚くした実施例1−bは外的な要因による傷により強
い事が判った。
層のサイアロンを含め従来の保護膜よりも外的な要因に
よる傷に強い事が判った。特に記録紙側表面層(第二層
)厚くした実施例1−bは外的な要因による傷により強
い事が判った。
実施例■
先ず、A『ガス0,6Paの雰囲気のみでRFスパッタ
を開始し、一定厚分(実施例では3μml )を着膜し
た後、スパッタガスにN2を0,06Pa 〜0.03
(実施例■−aは0.03Paで、実施例n−bは0
.06Paで十N2ガス層を形成)分圧分まで加える(
実施例n−bは実施例I−bと同一)。N2ガスを加え
始めてからの膜の厚みは2μm’だけ形成し総厚5 a
m Iのサイアロン保護膜を形成した。スバツタのそ
の他の条件は、N2混入の前後で一定で、次に示す通り
である。
を開始し、一定厚分(実施例では3μml )を着膜し
た後、スパッタガスにN2を0,06Pa 〜0.03
(実施例■−aは0.03Paで、実施例n−bは0
.06Paで十N2ガス層を形成)分圧分まで加える(
実施例n−bは実施例I−bと同一)。N2ガスを加え
始めてからの膜の厚みは2μm’だけ形成し総厚5 a
m Iのサイアロン保護膜を形成した。スバツタのそ
の他の条件は、N2混入の前後で一定で、次に示す通り
である。
スパッタパワー 2.OKw基板温度
300℃ターゲット一一基板間
距離 70mmプレスバッタ時間 3
0min上記のようにして、サイアロン保護膜を形成し
たサーマルヘッドについて種々の評価を行った結果を表
.1に示す。
300℃ターゲット一一基板間
距離 70mmプレスバッタ時間 3
0min上記のようにして、サイアロン保護膜を形成し
たサーマルヘッドについて種々の評価を行った結果を表
.1に示す。
また、実施例II−aにおける、保護膜が発熱抵抗体と
接する第一層と記録紙側表面層(第二層)の組成分析の
結果を表.2に示す。
接する第一層と記録紙側表面層(第二層)の組成分析の
結果を表.2に示す。
表.2 各条件による形成膜の組成(a t.%)■−
■.ステップストレステスト 第3図に示したように本実施例のサイアロン保護膜を形
成したサーマルヘッドでは、サイアロンを含む従来用い
られていた保護膜に比して抵抗値変化の様子が小さく、
耐電圧、耐パルス性に優゛れていた。
■.ステップストレステスト 第3図に示したように本実施例のサイアロン保護膜を形
成したサーマルヘッドでは、サイアロンを含む従来用い
られていた保護膜に比して抵抗値変化の様子が小さく、
耐電圧、耐パルス性に優゛れていた。
上記のように、本実施例■の保護膜は各評価において単
層のサイアロンを含め従来の保護膜よりも外的な要因に
よる傷に強い事が判った。さらに記録紙側表面層(第二
層)を形成する際のガス圧が0.3Pa〜0.6Paの
間では外的な要因による傷に対しては差が無い事が確認
できた。
層のサイアロンを含め従来の保護膜よりも外的な要因に
よる傷に強い事が判った。さらに記録紙側表面層(第二
層)を形成する際のガス圧が0.3Pa〜0.6Paの
間では外的な要因による傷に対しては差が無い事が確認
できた。
実施例■
先ず、Arガス0.6Paの雰囲気のみでRFスパッタ
を開始し、一定厚分(実施例では3μml )を着膜し
た後、スパッタガスにN2を徐々に少しずつ加えて行き
、Arガス圧の1/10に当たる0.06Pa分圧分ま
で加える。この間は実施例では約30分を要してN2ガ
ス量を変化させ、N2ガスを加え始めてからの膜の厚み
は2μm’だけ形成し、総厚5μm’のサイアロン保護
膜を形成した。スパッタのその他の条件は、N2混入の
前後で一定で、次に示す通りである。
を開始し、一定厚分(実施例では3μml )を着膜し
た後、スパッタガスにN2を徐々に少しずつ加えて行き
、Arガス圧の1/10に当たる0.06Pa分圧分ま
で加える。この間は実施例では約30分を要してN2ガ
ス量を変化させ、N2ガスを加え始めてからの膜の厚み
は2μm’だけ形成し、総厚5μm’のサイアロン保護
膜を形成した。スパッタのその他の条件は、N2混入の
前後で一定で、次に示す通りである。
スパッタパワー 2.OKw基板温度
300℃ターゲット一一基板間
距離 70mmプレスバッタ時間 3
0min上記のようにして、サイアロン保護膜を形成し
たサーマルヘッドについて種々の評価を行った結果を表
.1に示す。
300℃ターゲット一一基板間
距離 70mmプレスバッタ時間 3
0min上記のようにして、サイアロン保護膜を形成し
たサーマルヘッドについて種々の評価を行った結果を表
.1に示す。
■一■.ステップストレステスト
第3図に示したように本実施例のサイアロン保護膜を形
成したサーマルヘッドでは、サイアロンを含む従来用い
られていた保護膜に比して抵抗値変化の様子が小さく、
耐電圧、耐パルス性に優れていた。
成したサーマルヘッドでは、サイアロンを含む従来用い
られていた保護膜に比して抵抗値変化の様子が小さく、
耐電圧、耐パルス性に優れていた。
上記のように、本実施例■の保護膜は各評価において単
層のサイアロンを含め従来の保護膜よりも外的な要因に
よる傷に強い事が判った。さらに、本実施例■の保護膜
は耐スクラッチ性においては、実施例■、実施例■より
も強い事が確認できた。
層のサイアロンを含め従来の保護膜よりも外的な要因に
よる傷に強い事が判った。さらに、本実施例■の保護膜
は耐スクラッチ性においては、実施例■、実施例■より
も強い事が確認できた。
実施例■
先ず、A『ガス0.6Paの雰囲気のみでRFスバッタ
を開始し、下地パターンの段差を十分にカバーでき、か
つ下地表面との密着層としての役割を果たし、記録紙側
表層と下地とのジャンクションを十分に行えるだけの厚
み(実施例では1μml)を着膜した後、スパッタガス
にN2を徐々に少しずつ加えて行き、Arガス圧の1/
10に当たる0.06Pa分圧分まで加える。この間は
実施例では約30分を要してN2ガス量を変化させ、N
2ガスを加え始めてからの膜の厚みは2μm’だけ形成
し、総厚3μmlのサイアロン保護膜を形成した。スパ
ッタのその他の条件は、N2混入の前後で一定で、次に
示す通りである。
を開始し、下地パターンの段差を十分にカバーでき、か
つ下地表面との密着層としての役割を果たし、記録紙側
表層と下地とのジャンクションを十分に行えるだけの厚
み(実施例では1μml)を着膜した後、スパッタガス
にN2を徐々に少しずつ加えて行き、Arガス圧の1/
10に当たる0.06Pa分圧分まで加える。この間は
実施例では約30分を要してN2ガス量を変化させ、N
2ガスを加え始めてからの膜の厚みは2μm’だけ形成
し、総厚3μmlのサイアロン保護膜を形成した。スパ
ッタのその他の条件は、N2混入の前後で一定で、次に
示す通りである。
スパッタバワー 2.OKw基板温度
300℃ターゲット一一基板間
距離 70mmプレスバッタ時間 3
0min上記のようにして、サイアロン保護膜を形成し
たサーマルヘッドについて種々の評価を行った結果を表
.1に示す。
300℃ターゲット一一基板間
距離 70mmプレスバッタ時間 3
0min上記のようにして、サイアロン保護膜を形成し
たサーマルヘッドについて種々の評価を行った結果を表
.1に示す。
■一■.ステップストレステスト
第3図に示したように本実施例のサイアロン保護膜を形
成したサーマルヘッドでは、サイアロンを含む従来用い
られていた保護膜に比して抵抗値変化の様子が小さく、
耐電圧、耐パルス性に優れていた。
成したサーマルヘッドでは、サイアロンを含む従来用い
られていた保護膜に比して抵抗値変化の様子が小さく、
耐電圧、耐パルス性に優れていた。
上記のように、本実施例■の保護膜は、その膜圧が従来
に比べて薄く形成されても各評価において単層のサイア
ロンを含め従来の保護膜より強いレベルであることが確
認できた。このことは、対照となる記録紙が普通感熱紙
である場合、サーマルヘッドの保護膜を形成する際の時
間が約1/2に短縮でき、さらにはその耐摩耗性、耐ス
クラッチ性、印字耐久性も向上することを示している。
に比べて薄く形成されても各評価において単層のサイア
ロンを含め従来の保護膜より強いレベルであることが確
認できた。このことは、対照となる記録紙が普通感熱紙
である場合、サーマルヘッドの保護膜を形成する際の時
間が約1/2に短縮でき、さらにはその耐摩耗性、耐ス
クラッチ性、印字耐久性も向上することを示している。
以上のように、サイアロンを含む従来の保護膜に比して
、本発明の保護膜が非常に強いことが確認できた。
、本発明の保護膜が非常に強いことが確認できた。
第1図は本発明の実施例を示す断面図、第2図は従来の
サーマルヘッドの断面図、第3図は、本発明のサイアロ
ン保護膜を有するサーマルヘッドのステップストレステ
ストの結果を示す説明図である。 1・・・・・アルミナ基板 2・・・・・グレーズガラス 3・・・・・抵抗体 4、5・・・給電体 6・・・・・Ta2O,等の従来の保護膜7−a,7−
b ・・・サイアロン(Si−AI−0− N)から成る保護膜 7−b・・争スバッタ時にN2ガスを添加した保護膜 以上
サーマルヘッドの断面図、第3図は、本発明のサイアロ
ン保護膜を有するサーマルヘッドのステップストレステ
ストの結果を示す説明図である。 1・・・・・アルミナ基板 2・・・・・グレーズガラス 3・・・・・抵抗体 4、5・・・給電体 6・・・・・Ta2O,等の従来の保護膜7−a,7−
b ・・・サイアロン(Si−AI−0− N)から成る保護膜 7−b・・争スバッタ時にN2ガスを添加した保護膜 以上
Claims (1)
- セラミック等の基板上に、ガラスグレーズ層及び発熱抵
抗体と、前記発熱抵抗体に電力を供給する給電体と、前
記発熱抵抗体の損傷及び劣化を防ぐ保護膜とを具備する
サーマルヘッドにおいて、前記保護膜が、Si、Al、
O、Nの系から成る化合物であるサイアロン=Si_(
_6_−_Z_)Al_2O_2N_(_8_−_Z_
)_(_0_<_Z_<_4_._2_)で構成され、
しかも前記保護膜が前記発熱抵抗体と接する第一層と記
録紙側表面層(第二層)の少なくとも2つの層構造を成
し、前記発熱抵抗体と接する第一層を形成する際と比し
て前記保護膜の記録紙側表面層を形成する際の窒素添加
量を多くして、前記記録紙側表面層の窒素含有量を前記
発熱抵抗体と接する第一層より多くすることにより、S
i−N、Al−N等のセラミックに近い組成で形成され
たサイアロン膜を具備す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 |
---|---|---|---|
JP6030689A JPH02238956A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6030689A JPH02238956A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | サーマルヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02238956A true JPH02238956A (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=13138344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6030689A Pending JPH02238956A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02238956A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999004980A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Rohm Co., Ltd. | Fabrication de tete d'impression thermique et procede de formation d'un revetement protecteur |
JP2011083923A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Aoi Electronics Co Ltd | サーマルヘッド |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP6030689A patent/JPH02238956A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999004980A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Rohm Co., Ltd. | Fabrication de tete d'impression thermique et procede de formation d'un revetement protecteur |
US6448993B1 (en) | 1997-07-22 | 2002-09-10 | Rohm Co., Ltd. | Construction of thermal print head and method of forming protective coating |
JP2011083923A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Aoi Electronics Co Ltd | サーマルヘッド |
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