JPH0416554A - 酸化ジルコニウム系固溶体およびそれを用いたサーマルヘッド - Google Patents
酸化ジルコニウム系固溶体およびそれを用いたサーマルヘッドInfo
- Publication number
- JPH0416554A JPH0416554A JP2117999A JP11799990A JPH0416554A JP H0416554 A JPH0416554 A JP H0416554A JP 2117999 A JP2117999 A JP 2117999A JP 11799990 A JP11799990 A JP 11799990A JP H0416554 A JPH0416554 A JP H0416554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zirconium oxide
- solid solution
- oxide
- mol
- insulating layer
- 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.)
- Pending
Links
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 title claims description 50
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 5
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 8
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 125000000022 2-aminoethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])N([H])[H] 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004479 Ta2N Inorganic materials 0.000 description 1
- PLAKKVQDAWFVCZ-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].O.O.O.[Zr+4] Chemical compound [O-2].[O-2].O.O.O.[Zr+4] PLAKKVQDAWFVCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007651 thermal printing Methods 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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、酸化ジルコニウム系固溶体、及び、上記酸化
ジルコニウム系固溶体を用いて得られるサーマルヘッド
に関するものである。
ジルコニウム系固溶体を用いて得られるサーマルヘッド
に関するものである。
［従来の技術］
従来より、感熱式印字装置等に組込まれるサーマルヘッ
ドについては、低消費電力化及び印字の高速化が望まれ
ている。このような特性は、サーマルヘッドを構成する
基板の熱特性により大きく左右されるため、これについ
ての改善が種々提案されている。
ドについては、低消費電力化及び印字の高速化が望まれ
ている。このような特性は、サーマルヘッドを構成する
基板の熱特性により大きく左右されるため、これについ
ての改善が種々提案されている。
第２図は従来のサーマルヘッドを示す概略断面図である
。同図に示されるように、従来のサーマルヘッドにおい
ては、絶縁性の基板１１上に保温層１２が備えられ、そ
の上に発熱抵抗体層１３、給電体１４ａと１４ｂ、保護
層１５が順に備えられている。そして、発熱抵抗体１３
の給電体１４ａと１４ｂとの間の部分Ａが発熱部となる
。
。同図に示されるように、従来のサーマルヘッドにおい
ては、絶縁性の基板１１上に保温層１２が備えられ、そ
の上に発熱抵抗体層１３、給電体１４ａと１４ｂ、保護
層１５が順に備えられている。そして、発熱抵抗体１３
の給電体１４ａと１４ｂとの間の部分Ａが発熱部となる
。
上述の構成を有するサーマルヘッドにおいて、低消費電
力にて印字に必要な熱量を確保するためには、保温層１
２の熱伝導量を保護層１５の熱伝導量よりも小さくし、
発熱抵抗体１３に発生する熱を効率よく発熱部Ａに供給
することが望ましい。
力にて印字に必要な熱量を確保するためには、保温層１
２の熱伝導量を保護層１５の熱伝導量よりも小さくし、
発熱抵抗体１３に発生する熱を効率よく発熱部Ａに供給
することが望ましい。
従来、保温層１２はガラスで構成されており、ガラスの
熱伝導率は３ Ｘ １０”” 〜９ Ｘ １０−’ｃａ
ｌ／ｃｍ −ｓｅｃ・℃であり、保護層１５を構成する
二酸化ケイ素（Ｓｔ０２）または五酸化タンタル（Ｔａ
２０ｇ）の熱伝導率と同程度であった。従って、保温層
１２の熱伝導量を保護層１５の熱伝導量よりも小さくす
るためには、保温層１２を相対的に厚く形成しなければ
ならない。
熱伝導率は３ Ｘ １０”” 〜９ Ｘ １０−’ｃａ
ｌ／ｃｍ −ｓｅｃ・℃であり、保護層１５を構成する
二酸化ケイ素（Ｓｔ０２）または五酸化タンタル（Ｔａ
２０ｇ）の熱伝導率と同程度であった。従って、保温層
１２の熱伝導量を保護層１５の熱伝導量よりも小さくす
るためには、保温層１２を相対的に厚く形成しなければ
ならない。
ところが、保温層１２を厚く形成した場合には、保温層
１２の蓄熱量が増大するため、発熱抵抗体１３の通電を
オフにした後の発熱部Ａの放熱が速やかになされなくな
る。このため、印字が高速化されて印字繰返し周期が速
くなると、発熱部Ａの温度が十分に低下しないうちに次
の印字が開始され、発熱部Ａの温度か上昇しすぎて、印
字品質が低下するとの問題か生しる。
１２の蓄熱量が増大するため、発熱抵抗体１３の通電を
オフにした後の発熱部Ａの放熱が速やかになされなくな
る。このため、印字が高速化されて印字繰返し周期が速
くなると、発熱部Ａの温度が十分に低下しないうちに次
の印字が開始され、発熱部Ａの温度か上昇しすぎて、印
字品質が低下するとの問題か生しる。
そこで、多数の空孔を有するガラスをサーマルヘッドの
保温層に用いることが提案されている（例えば、特開昭
６１−１５５４号公報に開示）。
保温層に用いることが提案されている（例えば、特開昭
６１−１５５４号公報に開示）。
上記多孔質ガラスは、上述の保護層の材料に比較して熱
伝導率が低いので、保温層として薄型に形成した場合に
も、発熱抵抗体に発生する熱を有効に利用することがで
きる。さらに、上記多孔質ガラス層から構成した保温層
は、薄型で且つ多孔性であるので蓄熱量が少く、サーマ
ルヘッドの熱応答性を良好にすることかできる。
伝導率が低いので、保温層として薄型に形成した場合に
も、発熱抵抗体に発生する熱を有効に利用することがで
きる。さらに、上記多孔質ガラス層から構成した保温層
は、薄型で且つ多孔性であるので蓄熱量が少く、サーマ
ルヘッドの熱応答性を良好にすることかできる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来例に示されるような多孔質ガラ
ス層を製造するためには、焼成温度を、例えば、設定温
度の±２〜３℃の範囲内に維持しなければならず、この
ような温度制御は技術的に高度で、且つ、困難であると
いう問題があった。
ス層を製造するためには、焼成温度を、例えば、設定温
度の±２〜３℃の範囲内に維持しなければならず、この
ような温度制御は技術的に高度で、且つ、困難であると
いう問題があった。
また、焼成温度を適当に設定することが困難であるため
、ガラス粉内部より発生する気泡の径か大きくばらつき
、したがって、サーマルヘッドの熱応答性にも製品ごと
にばらつきか生じるという問題があった。
、ガラス粉内部より発生する気泡の径か大きくばらつき
、したがって、サーマルヘッドの熱応答性にも製品ごと
にばらつきか生じるという問題があった。
さらに、気泡の径が大きすぎるときには、保温層の機械
的強度が弱くなるとの問題、あるいは、気泡が多孔質ガ
ラスの表面に露出して表面が凹凸状になるため、保温層
上に形成される発熱抵抗体や導電体等の微細加エバター
ンの形成（例えば、フォトリソグラフィ技術を用いる）
が困難になり、又、印字品質に悪影響を与える等の問題
があった。
的強度が弱くなるとの問題、あるいは、気泡が多孔質ガ
ラスの表面に露出して表面が凹凸状になるため、保温層
上に形成される発熱抵抗体や導電体等の微細加エバター
ンの形成（例えば、フォトリソグラフィ技術を用いる）
が困難になり、又、印字品質に悪影響を与える等の問題
があった。
そこで、本発明は上記したような従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
熱伝導率の低い固溶体を提供すること、及び、上記固溶
体を保温層に用いることにより、良好な印字品質を得る
ことができるサーマルヘッドを提供することにある。
するためになされたもので、その目的とするところは、
熱伝導率の低い固溶体を提供すること、及び、上記固溶
体を保温層に用いることにより、良好な印字品質を得る
ことができるサーマルヘッドを提供することにある。
［課題を解決するための手段〕
従来、酸化ジルコニウムが耐熱性が高く、熱伝導率の低
い物質であることは公知である。しかし酸化ジルコニウ
ム焼結体の熱伝導率は、３．３９Ｘ １０−３ｃａｌ／
ａｍ−ｓｅｃ・℃であり、サーマルヘッドの保温層を形
成するために十分小さいとは言えない。
い物質であることは公知である。しかし酸化ジルコニウ
ム焼結体の熱伝導率は、３．３９Ｘ １０−３ｃａｌ／
ａｍ−ｓｅｃ・℃であり、サーマルヘッドの保温層を形
成するために十分小さいとは言えない。
本発明者は、酸化ジルコニウムからさらに熱伝導率の低
い物質を得るために検討を重ねた結果、酸化ジルコニウ
ムに酸化インジウムのみ、または酸化インジウム及び酸
化カルシウムを添加して得られる固溶体が、より低い熱
伝導率を有することを見出し、本発明に到達した。
い物質を得るために検討を重ねた結果、酸化ジルコニウ
ムに酸化インジウムのみ、または酸化インジウム及び酸
化カルシウムを添加して得られる固溶体が、より低い熱
伝導率を有することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明に係わる酸化ジルコニウム系固溶体は
、固溶体全体の組成に対して、６０モル％以上の酸化ジ
ルコニウムと４０モル％未満の酸化インジウムとからな
り、熱伝導率が３Ｘ１０−”０３１７０ｍ−８ｅＣ・℃
以下であることを特徴としている。
、固溶体全体の組成に対して、６０モル％以上の酸化ジ
ルコニウムと４０モル％未満の酸化インジウムとからな
り、熱伝導率が３Ｘ１０−”０３１７０ｍ−８ｅＣ・℃
以下であることを特徴としている。
また、他の本発明に係わる酸化ジルコニウム系固溶体は
、固溶体全体の組成に対して、６０〜９０モル％の範囲
の酸化ジルコニウムと、１０〜３０モル％の範囲の酸化
カルシウムと、３０モル％未満の酸化インジウムとから
なり、上記酸化カルシウム及び酸化インジウムの合計量
が１０モル％以上４０モル％未満の範囲にあり、熱伝導
率か２×１０−３ｃａ１／ｃｍ−８ｅＣ・℃以下である
ことを特徴としている。
、固溶体全体の組成に対して、６０〜９０モル％の範囲
の酸化ジルコニウムと、１０〜３０モル％の範囲の酸化
カルシウムと、３０モル％未満の酸化インジウムとから
なり、上記酸化カルシウム及び酸化インジウムの合計量
が１０モル％以上４０モル％未満の範囲にあり、熱伝導
率か２×１０−３ｃａ１／ｃｍ−８ｅＣ・℃以下である
ことを特徴としている。
上記酸化ジルコニウム系固溶体は、酸化ジルコニウムに
、酸化インジウムのみ、または、酸化インジウム及び酸
化カルシウムを添加し、固溶させることにより得られる
。
、酸化インジウムのみ、または、酸化インジウム及び酸
化カルシウムを添加し、固溶させることにより得られる
。
酸化インジウムのみを添加する際には、その添加量は形
成される固溶体全体の組成に対して、４０モル％未満で
あることが必要であり、好ましくは５〜３０モル％の範
囲である。
成される固溶体全体の組成に対して、４０モル％未満で
あることが必要であり、好ましくは５〜３０モル％の範
囲である。
また、酸化カルシウム及び酸化インジウムを添加する際
には、上記酸化カルシウムの添加量は形成される固溶体
全体の組成に対して１０〜３０モル％の範囲にあること
か必要であり、上記酸化インジウムの添加量は３０モル
％未満であることが必要であり好ましくは３〜２０モル
％の範囲である。そして、上記酸化カルシウム及び酸化
インジウムの添加量の合計が形成される固溶体全体の組
成に対して、１０モル％以上４０モル％未満の範囲にあ
ることが必要である。
には、上記酸化カルシウムの添加量は形成される固溶体
全体の組成に対して１０〜３０モル％の範囲にあること
か必要であり、上記酸化インジウムの添加量は３０モル
％未満であることが必要であり好ましくは３〜２０モル
％の範囲である。そして、上記酸化カルシウム及び酸化
インジウムの添加量の合計が形成される固溶体全体の組
成に対して、１０モル％以上４０モル％未満の範囲にあ
ることが必要である。
酸化インジウムまたは、酸化カルシウム及び酸化インジ
ウムの添加量が上述の範囲よりも少ない場合には所望の
低熱伝導率が得られないことかあり、上述の範囲を超え
る場合には得られる固溶体が脆化して機械的強度が低下
したり、成形が困難になることがある。
ウムの添加量が上述の範囲よりも少ない場合には所望の
低熱伝導率が得られないことかあり、上述の範囲を超え
る場合には得られる固溶体が脆化して機械的強度が低下
したり、成形が困難になることがある。
また、本発明に係わるサーマルヘッドは、絶縁基板と、
上記絶縁基板上に備えられた保温層と、上記保温層上に
備えられた発熱抵抗体とを有するサーマルヘッドにおい
て、上記保温層を、上記いずれかの酸化ジルコニウム系
固溶体により形成したことを特徴としている。
上記絶縁基板上に備えられた保温層と、上記保温層上に
備えられた発熱抵抗体とを有するサーマルヘッドにおい
て、上記保温層を、上記いずれかの酸化ジルコニウム系
固溶体により形成したことを特徴としている。
第１図は、本発明に係わるサーマルヘッドの一例を示す
概略断面図である。同図に基づいて本例の構成を説明す
ると、本例においては、絶縁性のアルミナ基板１上に保
温層２が備えられており、この保温層２の上にスパッタ
法により形成されたＴａ、Ｎ等よりなる発熱抵抗体層３
が備えられている。そして、発熱抵抗体層３上に蒸着法
およびメツキ法により形成されたＮｉＣｒ−Ａｕ等より
なる給電体４ａと４ｂか備えられ、さらにその上に、ス
パッタ法などにより形成された５Ｉ０２などよりなる保
護層５が備えられている。ここで、発熱抵抗体３の給電
体４ａと４ｂのあいだの部分Ａが発熱部となる。
概略断面図である。同図に基づいて本例の構成を説明す
ると、本例においては、絶縁性のアルミナ基板１上に保
温層２が備えられており、この保温層２の上にスパッタ
法により形成されたＴａ、Ｎ等よりなる発熱抵抗体層３
が備えられている。そして、発熱抵抗体層３上に蒸着法
およびメツキ法により形成されたＮｉＣｒ−Ａｕ等より
なる給電体４ａと４ｂか備えられ、さらにその上に、ス
パッタ法などにより形成された５Ｉ０２などよりなる保
護層５が備えられている。ここで、発熱抵抗体３の給電
体４ａと４ｂのあいだの部分Ａが発熱部となる。
そして、上記サーマルヘッドでは上記保温層２を、上記
酸化ジルコニウム系固溶体により形成している。上記酸
化ジルコニウム系固溶体は、後述する実施例から明らか
なように、空孔を備えることなしに、十分に低い熱伝導
率を持つ材質である。
酸化ジルコニウム系固溶体により形成している。上記酸
化ジルコニウム系固溶体は、後述する実施例から明らか
なように、空孔を備えることなしに、十分に低い熱伝導
率を持つ材質である。
上記保温層２を酸化ジルコニウム系固溶体としたサーマ
ルヘッドは、例えば、以下の手順により製造できる。
ルヘッドは、例えば、以下の手順により製造できる。
ます、片面研磨した５０Ｘ５０Ｘ１ｍｍのアルミナ基板
（高純度化学研究断裂）上に、Ｎ−β（アミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業
製）１．５ｍｌに純水１５０ｍ１とイソプロピルアルコ
ール１５０ｍ１とを加えて混合した溶液を４０００ｒｐ
ｍで３０秒間スピンコードし、１００℃で３０分間乾燥
させる。
（高純度化学研究断裂）上に、Ｎ−β（アミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業
製）１．５ｍｌに純水１５０ｍ１とイソプロピルアルコ
ール１５０ｍ１とを加えて混合した溶液を４０００ｒｐ
ｍで３０秒間スピンコードし、１００℃で３０分間乾燥
させる。
次に、上記酸化ジルコニウム系固溶体を膜状に形成する
。上記膜の形成は、スピンコーティング、スプレィコー
ティング、デイツプコーティング、印刷法、溶射法、蒸
着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの方法により行なうこ
とができる。上記膜の厚さは、約１０μｍ程度であるこ
とが好ましい。
。上記膜の形成は、スピンコーティング、スプレィコー
ティング、デイツプコーティング、印刷法、溶射法、蒸
着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの方法により行なうこ
とができる。上記膜の厚さは、約１０μｍ程度であるこ
とが好ましい。
そして、この保温層２の上にスパッタ法によりＴａ２Ｎ
よりなる発熱抵抗体層３を形成し、その上に蒸着法及び
メツキ法によりＮｉＣｒ−Ａｕよりなる給電体４ａと４
ｂを形成し、さらにその上にスパッタ法により５ｉｎｓ
よりなる保護層５を形成し、製造が完了する。
よりなる発熱抵抗体層３を形成し、その上に蒸着法及び
メツキ法によりＮｉＣｒ−Ａｕよりなる給電体４ａと４
ｂを形成し、さらにその上にスパッタ法により５ｉｎｓ
よりなる保護層５を形成し、製造が完了する。
第３図は本発明に係わるサーマルヘッドの他の例を示す
概略断面図である。同図において、第１図の例と同一の
構成部分には同一の符号を付して本例の構成を説明する
と、第３図の例は保温層２と発熱抵抗体層３の間にスパ
ッタ法により０． １μｍ厚に形成された５ｉ０２等よ
りなる応力緩和層６を備えている点のみが第１図の例と
相違する。
概略断面図である。同図において、第１図の例と同一の
構成部分には同一の符号を付して本例の構成を説明する
と、第３図の例は保温層２と発熱抵抗体層３の間にスパ
ッタ法により０． １μｍ厚に形成された５ｉ０２等よ
りなる応力緩和層６を備えている点のみが第１図の例と
相違する。
この応力緩和層６によりスパッタ法により形成されるＴ
ａ、Ｈの発熱抵抗体層３は高分子化合物である保温層２
上に直接ではなく、応力緩和層６を介して形成されるこ
ととなる。従って、応力緩和層６は、保温層２がＴａ、
Ｈのスパッタによる熱応力の影響を受けにくくする働き
を持つ。尚、上記以外の構成は第１図の例と同一である
。
ａ、Ｈの発熱抵抗体層３は高分子化合物である保温層２
上に直接ではなく、応力緩和層６を介して形成されるこ
ととなる。従って、応力緩和層６は、保温層２がＴａ、
Ｈのスパッタによる熱応力の影響を受けにくくする働き
を持つ。尚、上記以外の構成は第１図の例と同一である
。
［作用］
本発明者の検討によれば、酸化ジルコニウムに酸化イン
ジウムを固溶させることにより得られる本発明の酸化ジ
ルコニウム系固溶体は酸化ジルコニウム単独の場合より
も熱伝導率が低く、酸化ジルコニウムに酸化カルシウム
及び酸化インジウムを固溶させることにより得られる他
の本発明の酸化ジルコニウム系固溶体は上記本発明の酸
化ジルコニウム系固溶体よりもさらに熱伝導率が低くな
ることが判明した。
ジウムを固溶させることにより得られる本発明の酸化ジ
ルコニウム系固溶体は酸化ジルコニウム単独の場合より
も熱伝導率が低く、酸化ジルコニウムに酸化カルシウム
及び酸化インジウムを固溶させることにより得られる他
の本発明の酸化ジルコニウム系固溶体は上記本発明の酸
化ジルコニウム系固溶体よりもさらに熱伝導率が低くな
ることが判明した。
また、本発明に係わるサーマルヘッドにおいては、保温
層を上記いずれかの熱伝導率の低い酸化ジルコニウム系
固溶体で形成することにより、多孔質ガラスに比べ従来
よりも薄く形成した場合にも、保温層の熱伝導量か保護
層の熱伝導量よりも小さくなる。従って、上記保温層に
おいては、発熱抵抗体の通電をオフにしたのち速やかに
放熱か行なわれる。
層を上記いずれかの熱伝導率の低い酸化ジルコニウム系
固溶体で形成することにより、多孔質ガラスに比べ従来
よりも薄く形成した場合にも、保温層の熱伝導量か保護
層の熱伝導量よりも小さくなる。従って、上記保温層に
おいては、発熱抵抗体の通電をオフにしたのち速やかに
放熱か行なわれる。
［実施例］
以下に本発明の実施例を示す。
尚、現状では、熱伝導率の低い材料の膜については、膜
の状態での熱伝導率を測定する方法か知られていない。
の状態での熱伝導率を測定する方法か知られていない。
そこで、以下の実施例では、酸化ジルコニウム系固溶体
を焼結体として製造し、該焼結体の熱伝導率を測定して
、上記酸化ジルコニウム系固溶体膜の熱伝導率の指標と
した。
を焼結体として製造し、該焼結体の熱伝導率を測定して
、上記酸化ジルコニウム系固溶体膜の熱伝導率の指標と
した。
大施例１
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２、粒子径約１μｍ、純度９
８％、高純度化学研究所製）と、酸化インジウム（Ｉｎ
ｚＯｉ、粒子径約１μｍ、純度９９゜９％、高純度化学
研究所製）とを、９５：５のモル比で混合し、さらにエ
タノールを加えて、ボールミルで４８時間粉砕、混合し
た。次に、上記混合物を１００℃で２０時間乾燥後、電
気炉中１０００℃で２時間仮焼した。
８％、高純度化学研究所製）と、酸化インジウム（Ｉｎ
ｚＯｉ、粒子径約１μｍ、純度９９゜９％、高純度化学
研究所製）とを、９５：５のモル比で混合し、さらにエ
タノールを加えて、ボールミルで４８時間粉砕、混合し
た。次に、上記混合物を１００℃で２０時間乾燥後、電
気炉中１０００℃で２時間仮焼した。
上述の操作で得られた混合物の粉末１ｇに対して、１０
重量％−ポリビニルブチラール溶液（溶媒：エタノール
）１ｇを加え混合した。次に、上記混合物を、−軸加圧
式プレスを用い、２０００ｋ ｇ ／ ｃ ｒｄの圧力
で１分間加圧して、直径約１０ｍｍ、厚さ約２ミリの成
形体を得た。次に、上記成形体を３０００ｋｇ／ｃｒｒ
ｒの圧力下、１３５０℃で５時間焼成し、酸化ジルコニ
ウムと酸化カルシウムとが上述のモル比にて固溶体を形
成している焼結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレー
ザフラッシュ法により測定した結果を下記第１表に示す
。
重量％−ポリビニルブチラール溶液（溶媒：エタノール
）１ｇを加え混合した。次に、上記混合物を、−軸加圧
式プレスを用い、２０００ｋ ｇ ／ ｃ ｒｄの圧力
で１分間加圧して、直径約１０ｍｍ、厚さ約２ミリの成
形体を得た。次に、上記成形体を３０００ｋｇ／ｃｒｒ
ｒの圧力下、１３５０℃で５時間焼成し、酸化ジルコニ
ウムと酸化カルシウムとが上述のモル比にて固溶体を形
成している焼結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレー
ザフラッシュ法により測定した結果を下記第１表に示す
。
１旋男ス
酸化ジルコニウムと酸化インジウムとの比を、９０：１
０（モル比）とした以外は、実施例１と同様にして、酸
化ジルコニウムと酸化カルシウムとが上述のモル比にて
固溶体を形成している焼結体を得た。この焼結体の熱伝
導率をレーザフラッシュ法により測定した結果を下記第
１表に示す。
０（モル比）とした以外は、実施例１と同様にして、酸
化ジルコニウムと酸化カルシウムとが上述のモル比にて
固溶体を形成している焼結体を得た。この焼結体の熱伝
導率をレーザフラッシュ法により測定した結果を下記第
１表に示す。
尖施ガｌ
酸化ジルコニウムと酸化インジウムとの比を、８０：２
０（モル比）とした以外は、実施例１と同様にして、酸
化ジルコニウムと酸化カルシウムとが上述のモル比にて
固溶体を形成している焼結体を得た。この焼結体の熱伝
導率をレーザフラッシュ法により測定した結果を下記第
１表に示す。
０（モル比）とした以外は、実施例１と同様にして、酸
化ジルコニウムと酸化カルシウムとが上述のモル比にて
固溶体を形成している焼結体を得た。この焼結体の熱伝
導率をレーザフラッシュ法により測定した結果を下記第
１表に示す。
太施透Ａ
酸化ジルコニウムと酸化インジウムとの比を、７０：３
０（モル比）とした以外は、実施例１と同様にして、酸
化ジルコニウムと酸化カルシウムとが上述のモル比にて
固溶体を形成している焼結体を得た。この焼結体の熱伝
導率をレーザフラッシュ法により測定した結果を下記第
１表に示す。
０（モル比）とした以外は、実施例１と同様にして、酸
化ジルコニウムと酸化カルシウムとが上述のモル比にて
固溶体を形成している焼結体を得た。この焼結体の熱伝
導率をレーザフラッシュ法により測定した結果を下記第
１表に示す。
第１表
丈施例五
実施例１において、酸化インジウムを酸化カルシウム（
ＣａＯ１粒子径約１μｍ１純度９９％、高純度化学研究
断裂）及び酸化インジウムの混合物に変え、酸化ジルコ
ニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウムの比を、８
７：１０：３ （モル比）とした以外は、実施例１と同
様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化
インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成している焼
結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレーザフラッシュ
法により測定した結果を下記第２表に示す。
ＣａＯ１粒子径約１μｍ１純度９９％、高純度化学研究
断裂）及び酸化インジウムの混合物に変え、酸化ジルコ
ニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウムの比を、８
７：１０：３ （モル比）とした以外は、実施例１と同
様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化
インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成している焼
結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレーザフラッシュ
法により測定した結果を下記第２表に示す。
寒施拠ｌ
酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウム
の比を、８５：１０：５ （モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。
の比を、８５：１０：５ （モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。
この焼結体の熱伝導率をレーザフラッシュ法により測定
した結果を下記第２表に示す。
した結果を下記第２表に示す。
大鑑例ユ
酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウム
の比を、８０：１０：１０（モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレーザ
フラッシュ法により測定した結果を下記第２表に示す。
の比を、８０：１０：１０（モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレーザ
フラッシュ法により測定した結果を下記第２表に示す。
大施ガ五
酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウム
の比を、７０：１０：２０（モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムか上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレーザ
フラッシュ法により測定した結果を下記第２表に示す。
の比を、７０：１０：２０（モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムか上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレーザ
フラッシュ法により測定した結果を下記第２表に示す。
大施男旦
酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウム
の比を、７７：２０：３（モル比）とした以外は、実施
例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム
及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成し
ている焼結体を得た。
の比を、７７：２０：３（モル比）とした以外は、実施
例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム
及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成し
ている焼結体を得た。
この焼結体の熱伝導率をレーザフラッシュ法により測定
した結果を下記第２表に示す。
した結果を下記第２表に示す。
夾施例ユ没
酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウム
の比を、７５：２０：５ （モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。
の比を、７５：２０：５ （モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。
この焼結体の熱伝導率をレーザフラッシュ法により測定
した結果を下記第２表に示す。
した結果を下記第２表に示す。
大狙珂エユ
酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウム
の比を、７０：２０：１０（モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレーザ
フラッシュ法により測定した結果を下記第２表に示す。
の比を、７０：２０：１０（モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。この焼結体の熱伝導率をレーザ
フラッシュ法により測定した結果を下記第２表に示す。
大施桝１１
酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウム
の比を、６７：３０：３ （モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。
の比を、６７：３０：３ （モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。
この焼結体の熱伝導率をレーザフラッシュ法により測定
した結果を下記第２表に示す。
した結果を下記第２表に示す。
夾施拠１１
酸化ジルコニウム、酸化カルシウム及び酸化インジウム
の比を、６５：３０：５ （モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。
の比を、６５：３０：５ （モル比）とした以外は、実
施例５と同様にして、酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ム及び酸化インジウムが上述のモル比にて固溶体を形成
している焼結体を得た。
この焼結体の熱伝導率をレーザフラッシュ法により測定
した結果を下記第２表に示す。
した結果を下記第２表に示す。
第２表
［発明の効果コ
上記各実施例から明らかなように、本発明においては、
酸化ジルコニウムに酸化インジウムまたは、酸化カルシ
ウム及び酸化インジウムを固溶させることにより、酸化
ジルコニウム単独の場合よりもはるかに低い熱伝導率を
有する固溶体が得られる。上記の効果は、酸化ジルコニ
ウムに酸化カルシウム及び酸化インジウムを固溶させて
得られる上記後者の固溶体の場合に、特に顕著である。
酸化ジルコニウムに酸化インジウムまたは、酸化カルシ
ウム及び酸化インジウムを固溶させることにより、酸化
ジルコニウム単独の場合よりもはるかに低い熱伝導率を
有する固溶体が得られる。上記の効果は、酸化ジルコニ
ウムに酸化カルシウム及び酸化インジウムを固溶させて
得られる上記後者の固溶体の場合に、特に顕著である。
本発明のサーマルヘッドにおいては、保温層を上記いず
れかの熱伝導率の低い酸化ジルコニウム系固溶体により
形成したので、従来よりもさらに薄型の保温層で良好な
熱応答性を得ることかでき、印字品質を良好にできると
いう効果を有する。
れかの熱伝導率の低い酸化ジルコニウム系固溶体により
形成したので、従来よりもさらに薄型の保温層で良好な
熱応答性を得ることかでき、印字品質を良好にできると
いう効果を有する。
さらに、本発明のサーマルヘッドは、保温層に空孔を形
成する必要がないため、従来のグレーズガラスのように
焼成温度を厳密に設定することが要求されず製作が簡単
になり、しかも、保温層の機械的強度を向上させること
かできる。また、空孔の径のばらつきによる熱応答性の
ばらつきをなくすることかでき、しかも、保温層表面の
平滑性を高めることによりその上に形成される層の平滑
性を高めることができる。
成する必要がないため、従来のグレーズガラスのように
焼成温度を厳密に設定することが要求されず製作が簡単
になり、しかも、保温層の機械的強度を向上させること
かできる。また、空孔の径のばらつきによる熱応答性の
ばらつきをなくすることかでき、しかも、保温層表面の
平滑性を高めることによりその上に形成される層の平滑
性を高めることができる。
第１図は本発明に係わるサーマルヘッドの一例を示す概
略構成図、 第２図は従来のサーマルヘッドの概略構成図、第３図は
本発明のサーマルヘッドの他の例を示す概略構成図であ
る。 １．１１・・・アルミナ基板 ２．１２・・・保温層 ３．１３・・・発熱抵抗体層 ４２１．４ｂ、１４ａ、１４ ５．１５・・・保護層 ６・・・応力緩和層 Ａ・・・発熱部 ｂ・・・給電体 特許出願人 沖電気工業株式会社 代 理 人 弁理士 前１） 実
略構成図、 第２図は従来のサーマルヘッドの概略構成図、第３図は
本発明のサーマルヘッドの他の例を示す概略構成図であ
る。 １．１１・・・アルミナ基板 ２．１２・・・保温層 ３．１３・・・発熱抵抗体層 ４２１．４ｂ、１４ａ、１４ ５．１５・・・保護層 ６・・・応力緩和層 Ａ・・・発熱部 ｂ・・・給電体 特許出願人 沖電気工業株式会社 代 理 人 弁理士 前１） 実
Claims (4)
- （１）固溶体全体の組成に対して、 ６０モル％以上の酸化ジルコニウムと、 ４０モル％未満の酸化インジウムとからなり、熱伝導率
が３×１０＾−＾３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下であ
ることを特徴とする酸化ジルコニウム系固溶体。 - （２）固溶体全体の組成に対して、 ６０〜９０モル％の範囲の酸化ジルコニウムと、１０〜
３０モル％の範囲の酸化カルシウムと、３０モル％未満
の酸化インジウムとからなり、上記酸化カルシウム及び
酸化インジウムの合計量が１０モル％以上４０モル％未
満の範囲にあり、熱伝導率が２×１０＾−＾３ｃａｌ／
ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下であることを特徴とする酸化ジル
コニウム系固溶体。 - （３）絶縁基板と、 上記絶縁基板上に備えられた保温層と、 上記保温層上に備えられた発熱抵抗体とを有するサーマ
ルヘッドにおいて、 上記保温層を、固溶体全体の組成に対して６０モル％以
上の酸化ジルコニウムと４０モル％未満の酸化インジウ
ムとからなり、熱伝導率が、３×１０＾−＾３ｃａｌ／
ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下である酸化ジルコニウム系固溶体
により形成したことを特徴とするサーマルヘッド。 - （４）絶縁基板と、 上記絶縁基板上に備えられた保温層と、 上記保温層上に備えられた発熱抵抗体とを有するサーマ
ルヘッドにおいて、 上記保温層を、固溶体全体の組成に対して６０〜９０モ
ル％の範囲の酸化ジルコニウムと、１０〜３０モル％の
範囲の酸化カルシウムと、３０モル％未満の酸化インジ
ウムとからなり、上記酸化カルシウム及び酸化インジウ
ムの合計量が１０モル％以上４０モル％未満の範囲にあ
り、熱伝導率が２×１０＾−＾３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・℃以下である酸化ジルコニウム系固溶体により形成し
た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 |
|---|---|---|---|
| JP2117999A JPH0416554A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 酸化ジルコニウム系固溶体およびそれを用いたサーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2117999A JPH0416554A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 酸化ジルコニウム系固溶体およびそれを用いたサーマルヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0416554A true JPH0416554A (ja) | 1992-01-21 |
Family
ID=14725541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2117999A Pending JPH0416554A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 酸化ジルコニウム系固溶体およびそれを用いたサーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0416554A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0673588A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-03-15 | Elf Atochem Sa | ヨウ素を除去してアルカリ金属塩化物水溶液を精製する方法 |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP2117999A patent/JPH0416554A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0673588A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-03-15 | Elf Atochem Sa | ヨウ素を除去してアルカリ金属塩化物水溶液を精製する方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5831512A (en) | Resistance thermometer | |
| JP2003506837A (ja) | アルミニウム基板用の厚膜ヒータ | |
| JPH0418261B2 (ja) | ||
| JPH0416554A (ja) | 酸化ジルコニウム系固溶体およびそれを用いたサーマルヘッド | |
| JP2001519595A (ja) | 発熱体とその製造法 | |
| JPH03242373A (ja) | 酸化ジルコニウム系固溶体およびそれを用いたサーマルヘッド | |
| JPH03161359A (ja) | サーマルヘッド | |
| CN110387165A (zh) | 用于制备热电偶的印刷浆料、热电偶及其制备方法 | |
| JPH03288667A (ja) | サーマルヘッド | |
| JPS6319270A (ja) | サ−マルヘツドおよびその製造法 | |
| JPH02150364A (ja) | サーマルヘッド用基板の製造方法 | |
| JPH02217262A (ja) | サーマルヘッド | |
| JPH0585867A (ja) | グレーズ基板及びその製造方法 | |
| JPS63257652A (ja) | サ−マルヘツド用基板 | |
| JPH0267150A (ja) | サーマルヘッド用基板及びその製造方法 | |
| JPH02217263A (ja) | サーマルヘッドの製造方法 | |
| JPS57152968A (en) | Manufacture of thermal head | |
| JPH026156A (ja) | サーマルヘッド用基板及びその製造方法 | |
| JPH0219961B2 (ja) | ||
| JPH0267149A (ja) | サーマルヘッド用基板及びその製造方法 | |
| JPH0587346B2 (ja) | ||
| CN110218090A (zh) | 氧化铌旋转靶材的制备方法 | |
| JPS59192584A (ja) | サ−マルヘツド | |
| JPH03249175A (ja) | サーマルヘッドの製造方法 | |
| JPH0963749A (ja) | ヒートローラー及びその製造方法 |