JPH0583378B2 - - Google Patents
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- JPH0583378B2 JPH0583378B2 JP58118885A JP11888583A JPH0583378B2 JP H0583378 B2 JPH0583378 B2 JP H0583378B2 JP 58118885 A JP58118885 A JP 58118885A JP 11888583 A JP11888583 A JP 11888583A JP H0583378 B2 JPH0583378 B2 JP H0583378B2
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- Japan
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- film
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- thermal head
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/315—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
- B41J2/32—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
- B41J2/335—Structure of thermal heads
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、感熱記録を行なうためのサーマルヘ
ツドに関する。
ツドに関する。
第１図は、典型的な先行技術の一部の断面図で
ある。セラミツクたとえばAl2O3などから成る電
気絶縁性の基板１上には、Ta2Ｎから成る発熱抵
抗膜２が形成されている。この発熱抵抗膜２上に
は、Au，Crなどから成る電極３が形成されてい
る。発熱抵抗膜２は、電極３を介し電圧が印加さ
れるとジユール発熱し、印字に必要な所定温度に
発熱する。前記発熱抵抗膜２は電極３上には、酸
化防止のためにSiO2などから成る酸化防止膜４
が形成される。また更に酸化防止膜４上には感熱
紙との接触による摩耗を防止するために、Ta2O5
などから成る耐摩耗膜５が形成される。
ある。セラミツクたとえばAl2O3などから成る電
気絶縁性の基板１上には、Ta2Ｎから成る発熱抵
抗膜２が形成されている。この発熱抵抗膜２上に
は、Au，Crなどから成る電極３が形成されてい
る。発熱抵抗膜２は、電極３を介し電圧が印加さ
れるとジユール発熱し、印字に必要な所定温度に
発熱する。前記発熱抵抗膜２は電極３上には、酸
化防止のためにSiO2などから成る酸化防止膜４
が形成される。また更に酸化防止膜４上には感熱
紙との接触による摩耗を防止するために、Ta2O5
などから成る耐摩耗膜５が形成される。
このような第１図に示されるサーマルヘツドの
製造時において、酸化防止膜４及び耐摩耗膜５は
同一のスパツタリング装置を用いることによつて
形成される。即ち、一つのスパツタリング装置内
にSiO2から成るターゲツトとTa2O5から成るター
ゲツトを収納し、まず、SiO2から成るターゲツ
トをスパツタリングして発熱抵抗膜２及び電極３
上に酸化防止膜４を形成する。次いで、Ta2O5か
ら成るターゲツトをスパツタリングして酸化防止
膜４上に耐摩耗膜５を形成している。
製造時において、酸化防止膜４及び耐摩耗膜５は
同一のスパツタリング装置を用いることによつて
形成される。即ち、一つのスパツタリング装置内
にSiO2から成るターゲツトとTa2O5から成るター
ゲツトを収納し、まず、SiO2から成るターゲツ
トをスパツタリングして発熱抵抗膜２及び電極３
上に酸化防止膜４を形成する。次いで、Ta2O5か
ら成るターゲツトをスパツタリングして酸化防止
膜４上に耐摩耗膜５を形成している。
しかしながら、かかる先行技術においては、サ
ーマルヘツドの酸化防止膜４及び耐摩耗膜５が同
一のスパツタリング装置で形成されるため、耐摩
耗膜５を形成する際に先に形成した酸化防止膜４
の軟質材料がスパツタリング装置内に残留してお
り、これが耐摩耗膜５内に混入して、耐摩耗膜５
の硬度を低下させることになり、その結果、この
耐摩耗膜では感熱紙との接触摺動による摩耗防止
機能を充分発揮できず、サーマルヘツドとして長
期間の使用ができないという欠点を有していた。
ーマルヘツドの酸化防止膜４及び耐摩耗膜５が同
一のスパツタリング装置で形成されるため、耐摩
耗膜５を形成する際に先に形成した酸化防止膜４
の軟質材料がスパツタリング装置内に残留してお
り、これが耐摩耗膜５内に混入して、耐摩耗膜５
の硬度を低下させることになり、その結果、この
耐摩耗膜では感熱紙との接触摺動による摩耗防止
機能を充分発揮できず、サーマルヘツドとして長
期間の使用ができないという欠点を有していた。
また、第２図は、他の先行技術の断面図であ
る。セラミツクなどからなる基板１上には、Ta2
Ｎから成る発熱抵抗膜２が形成される。この発熱
抵抗膜２上には、該発熱抵抗膜２をジユール発熱
させるための電圧を印加する電極３が形成され
る。発熱抵抗膜２と電極３上には、酸化防止と耐
摩耗性を向上するための保護膜６が形成される。
この保護膜６は、一般に窒化珪素（Si3N4）から
成る。この先行技術では、保護膜６が酸化防止と
耐摩耗の両作用を成しているため酸化防止膜と耐
摩耗膜を別個に形成する必要がなく第１図で示さ
れた先行技術のような耐摩耗膜の耐摩耗性が低下
するという問題は生じない。
る。セラミツクなどからなる基板１上には、Ta2
Ｎから成る発熱抵抗膜２が形成される。この発熱
抵抗膜２上には、該発熱抵抗膜２をジユール発熱
させるための電圧を印加する電極３が形成され
る。発熱抵抗膜２と電極３上には、酸化防止と耐
摩耗性を向上するための保護膜６が形成される。
この保護膜６は、一般に窒化珪素（Si3N4）から
成る。この先行技術では、保護膜６が酸化防止と
耐摩耗の両作用を成しているため酸化防止膜と耐
摩耗膜を別個に形成する必要がなく第１図で示さ
れた先行技術のような耐摩耗膜の耐摩耗性が低下
するという問題は生じない。
しかしながら、この先行技術においては保護膜
６の材料であるSi3N4の熱膨張係数が1.9×10-6／
℃であり、基板１の材料として一般に用いられる
Al2O3が6.8×10-6〜7.2×10-6／℃であることから
両者の熱膨張係数に大きな差があるため保護膜６
を形成する際、あるいはサーマルヘツドとして駆
動させた際に、基板１及び保護膜６に高熱が印加
された場合、保護膜６が基板１より剥離したり、
内部にクラツクを発生したりして実用に供しなく
なるという欠点を有していた。
６の材料であるSi3N4の熱膨張係数が1.9×10-6／
℃であり、基板１の材料として一般に用いられる
Al2O3が6.8×10-6〜7.2×10-6／℃であることから
両者の熱膨張係数に大きな差があるため保護膜６
を形成する際、あるいはサーマルヘツドとして駆
動させた際に、基板１及び保護膜６に高熱が印加
された場合、保護膜６が基板１より剥離したり、
内部にクラツクを発生したりして実用に供しなく
なるという欠点を有していた。
本発明者等は上記欠点に鑑み種々の実験の結
果、Si3N4を主体とする保護膜材料にAl2O3，Y2
O3の少なくとも一種を含有させることによつて
保護膜の熱膨張係数を基板の熱膨張係数に近似さ
せることができ、Si3N4が有する酸化防止及び耐
摩耗機能を維持しつつ、保護膜の剥離やクラツク
の発生が防止され、これによりサーマルヘツドと
して長期間の使用に耐えることを知見した。
果、Si3N4を主体とする保護膜材料にAl2O3，Y2
O3の少なくとも一種を含有させることによつて
保護膜の熱膨張係数を基板の熱膨張係数に近似さ
せることができ、Si3N4が有する酸化防止及び耐
摩耗機能を維持しつつ、保護膜の剥離やクラツク
の発生が防止され、これによりサーマルヘツドと
して長期間の使用に耐えることを知見した。
本発明によれば、上記知見に基づき、Al2O3か
ら成る電気絶縁基板上に発熱抵抗膜および電極を
形成し、Si3N4を主体とし、かつAl2O3およびY2
O3を0.05〜20モル％含有した保護膜で、前記発熱
抵抗膜および電極を被覆したことを特徴とするサ
ーマルヘツドが提供される。本発明のサーマルヘ
ツドの保護膜において使用されるAl2O3およびY2
O3は保護膜の熱膨張係数を電気絶縁基板の熱膨
張係数に近付けるための成分であり、その含有量
はAl2O3から成る基板の場合には、0.05モル％未
満であるとAl2O3の熱膨張係数に近似されること
ができず、また20モル％以上であると保護膜の酸
化防止機能が失われる傾向があるため、0.05〜20
モル％の範囲に設定する。
ら成る電気絶縁基板上に発熱抵抗膜および電極を
形成し、Si3N4を主体とし、かつAl2O3およびY2
O3を0.05〜20モル％含有した保護膜で、前記発熱
抵抗膜および電極を被覆したことを特徴とするサ
ーマルヘツドが提供される。本発明のサーマルヘ
ツドの保護膜において使用されるAl2O3およびY2
O3は保護膜の熱膨張係数を電気絶縁基板の熱膨
張係数に近付けるための成分であり、その含有量
はAl2O3から成る基板の場合には、0.05モル％未
満であるとAl2O3の熱膨張係数に近似されること
ができず、また20モル％以上であると保護膜の酸
化防止機能が失われる傾向があるため、0.05〜20
モル％の範囲に設定する。
第３図は、本発明のサーマルヘツドの一実施例
を示す断面図である。１１はAl2O3などから成る
セラミツク製の電気絶縁性基板であり、該基板１
１上には、一定の膜厚たとえば400Å程度の発熱
抵抗膜１２が形成されている。この発熱抵抗膜１
２は、TiOX（０＞ｘ＞２）から成り、電子ビーム
蒸着法によつて基板１１上に形成される。この電
子ビーム蒸着法は、Tiを電子線によつて加熱蒸
発させ、該蒸発させたTiを酸素と結合させて、
TiOXと成した後基板１１に蒸着させるものであ
る。前記発熱抵抗膜１２を構成するTiOXはその
×値を０＜ｘ＜２とすることによつて電気抵抗率
を数百〜数千μΩcmにでき発熱抵抗膜の発熱温度
を所望温度に調整することができる。
を示す断面図である。１１はAl2O3などから成る
セラミツク製の電気絶縁性基板であり、該基板１
１上には、一定の膜厚たとえば400Å程度の発熱
抵抗膜１２が形成されている。この発熱抵抗膜１
２は、TiOX（０＞ｘ＞２）から成り、電子ビーム
蒸着法によつて基板１１上に形成される。この電
子ビーム蒸着法は、Tiを電子線によつて加熱蒸
発させ、該蒸発させたTiを酸素と結合させて、
TiOXと成した後基板１１に蒸着させるものであ
る。前記発熱抵抗膜１２を構成するTiOXはその
×値を０＜ｘ＜２とすることによつて電気抵抗率
を数百〜数千μΩcmにでき発熱抵抗膜の発熱温度
を所望温度に調整することができる。
また前記発熱抵抗膜１２上には、Al，Cr，Ni，
Au，Cu等の金属から成る電極１３が従来周知の
蒸着法及びエツチング加工法により形成されてお
り、該電極１３に電圧が印加されると発熱抵抗膜
１２がジユール発熱する。前記発熱抵抗膜１２及
び電極１３上には保護膜１４が形成されており、
該保護膜１４はSi3N4にAl2O3およびY2O3を0.05
〜20モル％含有させた材料により構成されてい
る。この保護膜１４は従来周知のスパツタリング
法により発熱抵抗膜１２及び電極１３上に形成さ
れる。
Au，Cu等の金属から成る電極１３が従来周知の
蒸着法及びエツチング加工法により形成されてお
り、該電極１３に電圧が印加されると発熱抵抗膜
１２がジユール発熱する。前記発熱抵抗膜１２及
び電極１３上には保護膜１４が形成されており、
該保護膜１４はSi3N4にAl2O3およびY2O3を0.05
〜20モル％含有させた材料により構成されてい
る。この保護膜１４は従来周知のスパツタリング
法により発熱抵抗膜１２及び電極１３上に形成さ
れる。
前記保護膜１４はそのマイクロ硬度が1.6×103
〜2.0×103（Kg／mm）と極めて硬く、感熱紙との
接触摺動に伴なう摩耗を有効に防止する。また前
記保護膜１４はその熱膨張係数が3.7×10-6〜5.0
×10-6／℃であり、基板１１を構成するAl2O3の
熱膨張係数6.8×10-6〜7.2×10-6／℃と近似して
いるため保護膜１４を形成する際、あるいはサー
マルヘツドを駆動させた際に高熱が印加されたと
しても該保護膜１４は基板１１から剥離したり、
また内部にクラツクを発生したりすることはな
い。
〜2.0×103（Kg／mm）と極めて硬く、感熱紙との
接触摺動に伴なう摩耗を有効に防止する。また前
記保護膜１４はその熱膨張係数が3.7×10-6〜5.0
×10-6／℃であり、基板１１を構成するAl2O3の
熱膨張係数6.8×10-6〜7.2×10-6／℃と近似して
いるため保護膜１４を形成する際、あるいはサー
マルヘツドを駆動させた際に高熱が印加されたと
しても該保護膜１４は基板１１から剥離したり、
また内部にクラツクを発生したりすることはな
い。
更に、前記保護膜１４はその膜質が極めて緻密
でしるため発熱抵抗膜値１２及び電極１３を大気
から完全に遮断することができ、発熱抵抗膜１２
及び電極１３の酸化を有効に防止できる。尚、保
護膜１４としてSi3N4にAl2O3及びY2O3の両者を
添加したものを使用すると、Al2O3またはY2O3の
いずれか一方を添加したものよりもその膜質がよ
り緻密なものとなり、発熱抵抗膜１２と電極１３
の酸化防止作用がより一層発揮できることが実験
上確認されている。
でしるため発熱抵抗膜値１２及び電極１３を大気
から完全に遮断することができ、発熱抵抗膜１２
及び電極１３の酸化を有効に防止できる。尚、保
護膜１４としてSi3N4にAl2O3及びY2O3の両者を
添加したものを使用すると、Al2O3またはY2O3の
いずれか一方を添加したものよりもその膜質がよ
り緻密なものとなり、発熱抵抗膜１２と電極１３
の酸化防止作用がより一層発揮できることが実験
上確認されている。
以上のとおり、本発明のサーマルヘツドによれ
ば、保護膜として緻密、高硬度で、かつ熱膨張係
数をAl2O3から成る基板の熱膨張係数に近似させ
ることができるSi3N4にAl2O3及びY2O3を含有し
た材料を使用しているため、保護膜の摩耗、発熱
抵抗膜及び電極の酸化を防止するという保護膜本
来の機能を発揮することに加えて、保護膜と基板
の熱膨張差に起因する保護膜の剥離及びクラツク
の発生を有効に解消することができ、これによ
り、本発明のサーマルヘツドは長期間に亘つて安
定した印字が可能となる顕著な利点を有するもの
である。
ば、保護膜として緻密、高硬度で、かつ熱膨張係
数をAl2O3から成る基板の熱膨張係数に近似させ
ることができるSi3N4にAl2O3及びY2O3を含有し
た材料を使用しているため、保護膜の摩耗、発熱
抵抗膜及び電極の酸化を防止するという保護膜本
来の機能を発揮することに加えて、保護膜と基板
の熱膨張差に起因する保護膜の剥離及びクラツク
の発生を有効に解消することができ、これによ
り、本発明のサーマルヘツドは長期間に亘つて安
定した印字が可能となる顕著な利点を有するもの
である。
第１図は従来のサーマルヘツドを示す断面図、
第２図は他の従来のサーマルヘツドを示す断面
図、第３図は本発明のサーマルヘツドを示す断面
図である。 １，１１……基板、２，１２……発熱抵抗膜、
３，１３……電極，６，１４……保護膜。
第２図は他の従来のサーマルヘツドを示す断面
図、第３図は本発明のサーマルヘツドを示す断面
図である。 １，１１……基板、２，１２……発熱抵抗膜、
３，１３……電極，６，１４……保護膜。
Claims (1)
- １ Al2O3から成る電気絶縁基板上に発熱抵抗膜
および電極を形成し、Si3N4を主体とし、かつ
Al2O3およびY2O3を0.05〜20モル％含有した保護
膜で、前記発熱抵抗膜および電極を被覆したこと
を特徴とするサーマルヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58118885A JPS609770A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58118885A JPS609770A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609770A JPS609770A (ja) | 1985-01-18 |
| JPH0583378B2 true JPH0583378B2 (ja) | 1993-11-25 |
Family
ID=14747544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58118885A Granted JPS609770A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609770A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2179007B (en) * | 1985-08-12 | 1990-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal head for printer |
| JPH0626914B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1994-04-13 | 株式会社東芝 | サーマルヘッド |
Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5346307A (en) * | 1976-10-07 | 1978-04-25 | Ngk Spark Plug Co | Manufacture of high density sintered bodies essentially consisting of silicon nitride |
| JPS53104616A (en) * | 1977-02-24 | 1978-09-12 | Kinji Shimada | Method of making nitrides from volcanic glass |
| JPS55104973A (en) * | 1979-01-30 | 1980-08-11 | Asahi Glass Co Ltd | Silicon nitride sintered body |
| JPS56111680A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-03 | Toshiba Corp | Thermal head |
| JPS5774177A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-10 | Toshiba Corp | Thin film thermal head |
| JPS5891078A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
| JPS5895659A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 高耐食性窒化珪素焼結体およびその製造方法 |
| JPS604077A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-10 | Fujitsu Ltd | サ−マルヘツド |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58118885A patent/JPS609770A/ja active Granted
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS609770A (ja) | 1985-01-18 |
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