JPH03208672A - サーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッドInfo
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- JPH03208672A JPH03208672A JP436190A JP436190A JPH03208672A JP H03208672 A JPH03208672 A JP H03208672A JP 436190 A JP436190 A JP 436190A JP 436190 A JP436190 A JP 436190A JP H03208672 A JPH03208672 A JP H03208672A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は感熱記録装置に用いられるサーマルヘッドに関
し、特に、長寿命、且つ、高速動作可能な薄膜型サーマ
ルヘッドに関する。
し、特に、長寿命、且つ、高速動作可能な薄膜型サーマ
ルヘッドに関する。
（従来の技術と問題点）
サーマルヘッドの使用寿命を長くするためには保護膜が
必要である。この保護膜には、■発熱抵抗体や電極が感
熱紙等と接触して摩耗するのを防止するための耐摩耗性
、 ■発熱抵抗体が外部の酸素と反応し劣化するのを抑制す
るための耐酸化性が基本的に要求される。
必要である。この保護膜には、■発熱抵抗体や電極が感
熱紙等と接触して摩耗するのを防止するための耐摩耗性
、 ■発熱抵抗体が外部の酸素と反応し劣化するのを抑制す
るための耐酸化性が基本的に要求される。
近年、発熱抵抗体の高密度化による高印字品質化と印字
の高速化が要求されるようになり、さらに■発熱抵抗体
の熱を効率良く感熱紙へ伝えるための良熱伝導性 ■高速での昇温降温といった熱衝撃によるクラックの発
生を防止するための耐クラック性、■省電流化のための
発熱抵抗体の高抵抗化に伴う高耐圧絶縁性、 ■発熱抵抗体や電極材料との非反応性 といった機能が保護膜に要求されるようになってきた。
の高速化が要求されるようになり、さらに■発熱抵抗体
の熱を効率良く感熱紙へ伝えるための良熱伝導性 ■高速での昇温降温といった熱衝撃によるクラックの発
生を防止するための耐クラック性、■省電流化のための
発熱抵抗体の高抵抗化に伴う高耐圧絶縁性、 ■発熱抵抗体や電極材料との非反応性 といった機能が保護膜に要求されるようになってきた。
耐摩耗性と耐酸化性を満足する保護膜として、耐摩耗性
材料としてのＴａ２０５と耐酸化性材料としてのＳｉｎ
２とによる二層構造が知られている。
材料としてのＴａ２０５と耐酸化性材料としてのＳｉｎ
２とによる二層構造が知られている。
しかしこれは工程が複雑化し処理時間も長くなるといっ
た問題点ばかりか、ＳｉＯ２の熱伝導性が悪いといった
問題も有していた。工程を複雑化しない一層の保護膜と
しては、Ｓｉを５〜７０％混合させたＳｉＣが知られて
いる。これは、耐摩耗性、熱伝導性に優れたＳｉＣにＳ
ｉを混合することにより耐酸化性を向上させたものであ
るが、Ｓｉを７０％も混合した場合には高耐圧絶縁性や
電極材料との非反応性が劣化し、またＳＬを５％程度し
か混合しない場合には熱衝撃による耐クラック性が問題
となるといった欠点を有していた。
た問題点ばかりか、ＳｉＯ２の熱伝導性が悪いといった
問題も有していた。工程を複雑化しない一層の保護膜と
しては、Ｓｉを５〜７０％混合させたＳｉＣが知られて
いる。これは、耐摩耗性、熱伝導性に優れたＳｉＣにＳ
ｉを混合することにより耐酸化性を向上させたものであ
るが、Ｓｉを７０％も混合した場合には高耐圧絶縁性や
電極材料との非反応性が劣化し、またＳＬを５％程度し
か混合しない場合には熱衝撃による耐クラック性が問題
となるといった欠点を有していた。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたもので、絶縁
性基板上に蓄熱層、発熱抵抗体、電極及び保護膜を形成
して成る薄膜型サーマルヘッドにおいて、該保護膜が２
５〜４５原子％の窒素を含有するアルミニウムより成る
ことを特徴とする薄膜型サーマルヘッドを要旨とするこ
とにより、高密度発熱抵抗体を有する高速動作可能な薄
膜型サーマルヘッドを提供せんとするものである。
性基板上に蓄熱層、発熱抵抗体、電極及び保護膜を形成
して成る薄膜型サーマルヘッドにおいて、該保護膜が２
５〜４５原子％の窒素を含有するアルミニウムより成る
ことを特徴とする薄膜型サーマルヘッドを要旨とするこ
とにより、高密度発熱抵抗体を有する高速動作可能な薄
膜型サーマルヘッドを提供せんとするものである。
窒化アルミニウム（Ａ Ｑ Ｎ）は熱伝導性に優れた材
料として知られており、窒素を２５〜４５原子％含有す
るアルミニウムも熱伝導性は良好である。サーマルヘッ
ドの保護膜としての耐摩耗性と耐絶縁性を示す物理量と
して、ガラス板上に窒素−３一 の含有量を変化させて形成した窒素含有アルミニウム膜
のシート抵抗とビッカース硬度を図１に示す。それぞれ
の膜は、アルミニウムをターゲットとする反応性スパッ
タ法において、全ガス圧５ｘ１ ０−３Ｔｏｒｒ． Ｒ
Ｆ電力４００Ｗの条件で窒素分圧を変化させて約７．
５μｍ形成したものである。
料として知られており、窒素を２５〜４５原子％含有す
るアルミニウムも熱伝導性は良好である。サーマルヘッ
ドの保護膜としての耐摩耗性と耐絶縁性を示す物理量と
して、ガラス板上に窒素−３一 の含有量を変化させて形成した窒素含有アルミニウム膜
のシート抵抗とビッカース硬度を図１に示す。それぞれ
の膜は、アルミニウムをターゲットとする反応性スパッ
タ法において、全ガス圧５ｘ１ ０−３Ｔｏｒｒ． Ｒ
Ｆ電力４００Ｗの条件で窒素分圧を変化させて約７．
５μｍ形成したものである。
シート抵抗は窒素含有量の増加と共に大きくなり、窒素
含有量２５Ｗ子％の場合でも１０’Ω／口以上の値を示
し、サーマルヘッドの保護膜として十分な絶縁性を備え
ていることがわかる。また、膜の硬度は窒素含有量が多
い場合には１５００Ｈｖ程度と十分な硬度を示すが、２
０ｉ子％以下の窒素含有量では１０００Ｈｖ以下と急激
に下がっている。すなわち、サーマルヘッドの保護膜と
しての十分な耐摩耗性を得るためには、２５原子％以上
の窒素含有量を必要とするが、４５原子％を超えた場合
には，クラック発生の原因となる。
含有量２５Ｗ子％の場合でも１０’Ω／口以上の値を示
し、サーマルヘッドの保護膜として十分な絶縁性を備え
ていることがわかる。また、膜の硬度は窒素含有量が多
い場合には１５００Ｈｖ程度と十分な硬度を示すが、２
０ｉ子％以下の窒素含有量では１０００Ｈｖ以下と急激
に下がっている。すなわち、サーマルヘッドの保護膜と
しての十分な耐摩耗性を得るためには、２５原子％以上
の窒素含有量を必要とするが、４５原子％を超えた場合
には，クラック発生の原因となる。
（実施例）
以下、本発明を添付図面に従い実施例に基づき詳細に説
明する。
明する。
一４−
４陶１搏１一事宇１弓
薄膜型サーマルヘッドの一例を示す第２図において、１
はアル呉ナセラミック等より成る絶縁性基板、２はガラ
ス等熱伝導率の小さいものから戒る蓄熱層、３は二酸化
シリコン等より或る汚染防止層で適宜省略されることも
ある。４はタンタル、チタン、クロムといった高融点金
属のシリサイド等より成る発熱抵抗体，４ａはその発熱
部、５はアルミニウム合金や金等より成る電極層、６は
窒素を２５〜４５［子％、特に好ましくは３０〜４０原
子％含有したアルミニウムより成る保護膜である。
はアル呉ナセラミック等より成る絶縁性基板、２はガラ
ス等熱伝導率の小さいものから戒る蓄熱層、３は二酸化
シリコン等より或る汚染防止層で適宜省略されることも
ある。４はタンタル、チタン、クロムといった高融点金
属のシリサイド等より成る発熱抵抗体，４ａはその発熱
部、５はアルミニウム合金や金等より成る電極層、６は
窒素を２５〜４５［子％、特に好ましくは３０〜４０原
子％含有したアルミニウムより成る保護膜である。
実施例１
蓄熱層としてガラスの部分グレーズを形成したアルミナ
セラミック基板上に二酸化シリコンより成る汚染防止層
、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系発熱抵抗体層、アルミニウム合金よ
り成る電極層を順次スパッタリング法により積層させた
後、フォトリソグラフイにより発熱抵抗体及び電極パタ
ーンを形成した。
セラミック基板上に二酸化シリコンより成る汚染防止層
、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ系発熱抵抗体層、アルミニウム合金よ
り成る電極層を順次スパッタリング法により積層させた
後、フォトリソグラフイにより発熱抵抗体及び電極パタ
ーンを形成した。
この上に，アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気中でアルミ
ニウムターゲットをスパッタすることにより、外部との
電極接続部を除いて窒素を４５原子％含有するアルミニ
ウムを保護膜として７．５μｍ形成してサーマルヘッド
を作威した。
ニウムターゲットをスパッタすることにより、外部との
電極接続部を除いて窒素を４５原子％含有するアルミニ
ウムを保護膜として７．５μｍ形成してサーマルヘッド
を作威した。
実施例２
窒素を４０ｍ子％含有するアルミニウムを保護膜として
用いた以外は実施例１と同様にしてサーマルヘッドを作
威した。
用いた以外は実施例１と同様にしてサーマルヘッドを作
威した。
実施例３
窒素を３０原子％含有するアルミニウムを保護膜として
用いた以外は実施例ｌと同様にしてサーマルヘッドを作
威した。
用いた以外は実施例ｌと同様にしてサーマルヘッドを作
威した。
実施例４
窒素を２５原子％含有するアルミニウム゜を保護膜とし
て用いた以外は実施例１と同様にしてサーマルヘッドを
作成した。
て用いた以外は実施例１と同様にしてサーマルヘッドを
作成した。
比較例１
窒素を５０原子％含有するアルミニウム（いわゆるＡｎ
Ｎ）を保護膜として用いた以外は実施例１と同様にして
サーマルヘッドを作威した。
Ｎ）を保護膜として用いた以外は実施例１と同様にして
サーマルヘッドを作威した。
比較例２
窒素を２０原子％含有するアルミニウムを保護膜として
用いた以外は実施例ｌと同様にしてサーマルヘッドを作
威した。
用いた以外は実施例ｌと同様にしてサーマルヘッドを作
威した。
表ｌに試験結果を示す。
以下余白
−７−
表１
（注１） 発熱抵抗体に３５Ｖの電圧パルス（パルス周
期：１ｍｓ）を印加し、感熱紙上に黒率１００％で実際
に印字し、サーマルヘッドとしての−８ー 寿命を総合評価する。
期：１ｍｓ）を印加し、感熱紙上に黒率１００％で実際
に印字し、サーマルヘッドとしての−８ー 寿命を総合評価する。
（注２） ３５０℃の空気中に５００時間サーマルヘ
ッドを放置した後、テスト前と後の抵抗値変化を測定す
ることによって、電極と保護膜との非反応性や耐酸化性
を評価する。
ッドを放置した後、テスト前と後の抵抗値変化を測定す
ることによって、電極と保護膜との非反応性や耐酸化性
を評価する。
（発明の効果）
本発明の、２５〜４５原子％，特に３０〜４０原子％窒
素を含有するアルミニウムから或る保護膜は、耐摩耗性
及び耐酸化性に優れるばかりでなく、熱伝導性、耐クラ
ック性、絶縁性及び電極層との非反応性にも優れ、この
保護膜を用いることにより、長寿命、且つ、高速動作可
能なサーマルヘッドを得ることができる。
素を含有するアルミニウムから或る保護膜は、耐摩耗性
及び耐酸化性に優れるばかりでなく、熱伝導性、耐クラ
ック性、絶縁性及び電極層との非反応性にも優れ、この
保護膜を用いることにより、長寿命、且つ、高速動作可
能なサーマルヘッドを得ることができる。
第１図は窒素含有アルミニウム膜のシート抵抗及びビッ
カース硬度の窒素含有量依存性を示すグラフ、第２図は
本発明の窒素含有アルミニウム保護膜を用いたサーマル
ヘッドの構造例。
カース硬度の窒素含有量依存性を示すグラフ、第２図は
本発明の窒素含有アルミニウム保護膜を用いたサーマル
ヘッドの構造例。
Claims (1)
- 絶縁性基板上に蓄熱層、発熱抵抗体、電極及び保護膜を
形成して成る薄膜型サーマルヘッドにおいて、該保護膜
が２５〜４５原子％の窒素を含有するアルミニウムより
成ることを特徴とする薄膜型サーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP436190A JP2990719B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | サーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP436190A JP2990719B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | サーマルヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03208672A true JPH03208672A (ja) | 1991-09-11 |
| JP2990719B2 JP2990719B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=11582241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP436190A Expired - Lifetime JP2990719B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | サーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2990719B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996013389A1 (fr) * | 1994-10-31 | 1996-05-09 | Seiko Instruments Inc. | Tete thermique et procede de fabrication |
| JP2010266571A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半透過性膜、表示デバイス、及びパターン基板の製造方法 |
-
1990
- 1990-01-11 JP JP436190A patent/JP2990719B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996013389A1 (fr) * | 1994-10-31 | 1996-05-09 | Seiko Instruments Inc. | Tete thermique et procede de fabrication |
| JP2010266571A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半透過性膜、表示デバイス、及びパターン基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2990719B2 (ja) | 1999-12-13 |
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