JPH067522B2 - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPH067522B2 JPH067522B2 JP60267222A JP26722285A JPH067522B2 JP H067522 B2 JPH067522 B2 JP H067522B2 JP 60267222 A JP60267222 A JP 60267222A JP 26722285 A JP26722285 A JP 26722285A JP H067522 B2 JPH067522 B2 JP H067522B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cristobalite
- sio
- thermal head
- film
- target
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Electronic Switches (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は感熱印字記録に用いらるサーマルヘッドに関す
る。
る。
サーマルヘッドの構造は第１図に示すようにガラスグレ
ーズ処理したセラミック基板(1)上に複数個の抵抗膜と
この発熱抵抗膜に電力を供給するための電気導体(3)と
を設け、記録すべき情報に従って、必要な熱パターンが
得られるように対応する発熱抵抗膜に電気導体を介して
電流を流して発熱させ、記録媒体に接触することにより
記録を行うものである。従来、発熱抵抗膜はTaとSiO2粉
を焼結して得られるターゲットをスパッタして得られる
Ta−SiO2抵抗膜がある。（例えば特開昭58−118272） しかしながら、この発熱抵抗膜は抵抗値のバラツキが大
きいために印字ムラとなる場合が多く、製品の歩留りを
低下させる大きな要因となっていたにもかかわらず、こ
の抵抗値異常の原因は明らかになっていなかった。
ーズ処理したセラミック基板(1)上に複数個の抵抗膜と
この発熱抵抗膜に電力を供給するための電気導体(3)と
を設け、記録すべき情報に従って、必要な熱パターンが
得られるように対応する発熱抵抗膜に電気導体を介して
電流を流して発熱させ、記録媒体に接触することにより
記録を行うものである。従来、発熱抵抗膜はTaとSiO2粉
を焼結して得られるターゲットをスパッタして得られる
Ta−SiO2抵抗膜がある。（例えば特開昭58−118272） しかしながら、この発熱抵抗膜は抵抗値のバラツキが大
きいために印字ムラとなる場合が多く、製品の歩留りを
低下させる大きな要因となっていたにもかかわらず、こ
の抵抗値異常の原因は明らかになっていなかった。
この発明は以上の点を考慮してなされたもので、発熱抵
抗膜の抵抗値バラツキの少ないサーマルヘッドを提供す
るものである。
抗膜の抵抗値バラツキの少ないサーマルヘッドを提供す
るものである。
本発明はサーマルヘッドの数々の発熱抵抗膜の構造解析
の結果から該発熱抵抗膜の抵抗値バラツキは該発熱抵抗
膜中に含まれるクリストバライト含有量に依存すること
を見い出し、該発熱抵抗体中のクリストバライト量をSi
O2の20wt％以下にした発熱抵抗膜を用いたことを特徴と
するサーマルヘッドである。
の結果から該発熱抵抗膜の抵抗値バラツキは該発熱抵抗
膜中に含まれるクリストバライト含有量に依存すること
を見い出し、該発熱抵抗体中のクリストバライト量をSi
O2の20wt％以下にした発熱抵抗膜を用いたことを特徴と
するサーマルヘッドである。
該発熱抵抗膜の構造解析はＸ線回折，透過型電子顕微
鏡，示差走査熱量計，などを用いて行った。
鏡，示差走査熱量計，などを用いて行った。
Ｘ線回折などの結果から発熱抵抗膜は非晶質膜であるこ
とが明らかである。又、示差走査熱量計による膜の熱特
性解析から特異的に抵抗値の高い部分には結晶相転移が
認められ、この相転移はターゲットの構成相クリストバ
ライトと相転移温度が一致しているため、クリストバラ
イトの相転移であると断定した。又クリストバライト量
は示差走査熱量計で得られた膜の相転熱とクリストバラ
イト相転移熱0.31Kcal／mol（化学便覧から引用）の比
から求めた。この結果、クリストバライト量は特異的に
抵抗値が高い部分ではSiO2の総量に対して20wt％以上含
まれておりこれに対して正常部では20wt％以下残りは非
晶質のSiO2とTaであった。又、発熱抵抗膜に使用するタ
ーゲットについても同様の解析を行った結果発熱抵抗膜
中のクリストバライト量とターゲット中のクリストバラ
イト量には相関性がある。発熱抵抗膜中のクリストバラ
イト量を20wt％以下にするためにはターゲット中のクリ
ストバライト量を20wt％以下に減少させることで達成で
きる。
とが明らかである。又、示差走査熱量計による膜の熱特
性解析から特異的に抵抗値の高い部分には結晶相転移が
認められ、この相転移はターゲットの構成相クリストバ
ライトと相転移温度が一致しているため、クリストバラ
イトの相転移であると断定した。又クリストバライト量
は示差走査熱量計で得られた膜の相転熱とクリストバラ
イト相転移熱0.31Kcal／mol（化学便覧から引用）の比
から求めた。この結果、クリストバライト量は特異的に
抵抗値が高い部分ではSiO2の総量に対して20wt％以上含
まれておりこれに対して正常部では20wt％以下残りは非
晶質のSiO2とTaであった。又、発熱抵抗膜に使用するタ
ーゲットについても同様の解析を行った結果発熱抵抗膜
中のクリストバライト量とターゲット中のクリストバラ
イト量には相関性がある。発熱抵抗膜中のクリストバラ
イト量を20wt％以下にするためにはターゲット中のクリ
ストバライト量を20wt％以下に減少させることで達成で
きる。
この様にして抵抗体とターゲットのクリストバライトを
20wt％以下にする様にした。望ましくは3wt％以下がよ
い。
20wt％以下にする様にした。望ましくは3wt％以下がよ
い。
次にこの用な抵抗体やターゲットを製造する方法につい
ての条件を述べる。焼結温度を1200〜1450℃としたのは
これ以上の温度ではクリストバライトが増加し、これ以
下の温度では焼結体の密度が十分高くならないためであ
る。望ましくは1250〜1350℃がよい。また、スパッタリ
ング時の基板加熱温度で９０℃以上としたのは、これ以
下の温度ではクリストバライトができやすいためであ
る。しかし、焼結体中のクリストバライト量が少なけれ
ば基板加熱温度が９０℃以下でも充分バラツキの少ない
抵抗膜は得られ、かつターゲットのクリストバライト量
が多くてもスパッタリング時の基板加熱温度が９０℃以
上と高ければバラツキの少ない抵抗体が得られる。
ての条件を述べる。焼結温度を1200〜1450℃としたのは
これ以上の温度ではクリストバライトが増加し、これ以
下の温度では焼結体の密度が十分高くならないためであ
る。望ましくは1250〜1350℃がよい。また、スパッタリ
ング時の基板加熱温度で９０℃以上としたのは、これ以
下の温度ではクリストバライトができやすいためであ
る。しかし、焼結体中のクリストバライト量が少なけれ
ば基板加熱温度が９０℃以下でも充分バラツキの少ない
抵抗膜は得られ、かつターゲットのクリストバライト量
が多くてもスパッタリング時の基板加熱温度が９０℃以
上と高ければバラツキの少ない抵抗体が得られる。
以上の説明に示すように本発明によれば抵抗値バラツキ
の少ない発熱抵抗膜を用いるため、印字ムラのないサー
マルヘッドを得ることができる。
の少ない発熱抵抗膜を用いるため、印字ムラのないサー
マルヘッドを得ることができる。
以下に本発明の実施例について説明する。
（実施例１） 平均粒径３μｍに調整されたＴａ粉末と、事前に1000℃
の熱処理によって結晶水をとばしたSiO2の粉末を用意
し、Ｔａ：SiO2＝７：１の割合でボールミル中で混合し
た。その後カーボンのダイを用いてホットプレスにより
混合粉を焼結した。この時の焼結温度は1200℃である。
焼結体の一部をけずりとり、Ｘ線解折によって構成相を
調べた結果Si3Ta5，β−Ta2O5Ｔａ，Ta2Siの存在がみと
められたが、クリストバライト型SiO2はこのＸ線回折法
ではほとんどないに等しかった。その後この構造をもつ
ターゲットを用いあらかじめグレース(2)を塗布してあ
るAl2O5基板(1)にスパッタリング法により発熱抵抗体
(3)を形成した。
の熱処理によって結晶水をとばしたSiO2の粉末を用意
し、Ｔａ：SiO2＝７：１の割合でボールミル中で混合し
た。その後カーボンのダイを用いてホットプレスにより
混合粉を焼結した。この時の焼結温度は1200℃である。
焼結体の一部をけずりとり、Ｘ線解折によって構成相を
調べた結果Si3Ta5，β−Ta2O5Ｔａ，Ta2Siの存在がみと
められたが、クリストバライト型SiO2はこのＸ線回折法
ではほとんどないに等しかった。その後この構造をもつ
ターゲットを用いあらかじめグレース(2)を塗布してあ
るAl2O5基板(1)にスパッタリング法により発熱抵抗体
(3)を形成した。
スパッタリングはＡｒガス中10-2Torrで行った。またこ
の時の基板加熱温度は、130℃であった。この後電極(4)
としてCu，Pd，Au，Crを蒸着し、所定のパターンをエッ
チングでつくった後保護膜(5)とSiO2とTa2O5をスパッタ
法で抵抗膜上に形成し抵抗体を駆動させる配線を行いサ
ーマルヘッドを完成させた。
の時の基板加熱温度は、130℃であった。この後電極(4)
としてCu，Pd，Au，Crを蒸着し、所定のパターンをエッ
チングでつくった後保護膜(5)とSiO2とTa2O5をスパッタ
法で抵抗膜上に形成し抵抗体を駆動させる配線を行いサ
ーマルヘッドを完成させた。
また比較のためターゲットの焼結温度を1700℃とし、ス
パッタ時の基板加熱温度を７０℃とした同様なサーマル
ヘッドをつくった。
パッタ時の基板加熱温度を７０℃とした同様なサーマル
ヘッドをつくった。
この２つのサーマールヘッドの抵抗値をしらべたところ
本発明品は基準抵抗値を100としたところ±１０のバラ
ツキにおさえられたが、比較品はバラツキが±120と多
く、印字の際にむらが多く発生した。
本発明品は基準抵抗値を100としたところ±１０のバラ
ツキにおさえられたが、比較品はバラツキが±120と多
く、印字の際にむらが多く発生した。
次に抵抗膜中とターゲット中のクリストバライトSiO2の
量を分析によって調べた。
量を分析によって調べた。
まず最初に発熱抵抗膜の示差走査熱量測定（DSC）を行
った。この時発熱抵抗膜に含まれるクリストバライトの
含有量はDSCデータから得られる相転移熱量とクリスト
バライトの相転移熱0.31Kcal／mol（化学便覧から引
用）の比から求めた。一方ターゲット中に含まれるクリ
ストバライトの含有量も上記方法により求めた。その結
果第１表に示す様に発熱抵抗膜中のクリストバライトの
含有量はターゲット中のクリストバライト量に依存する
ことが明らかになった。さらに第１表が示すように発熱
抵抗膜中のクリストバライトの含有率は非晶質SiO2に対
して3wt％以下が望ましい。
った。この時発熱抵抗膜に含まれるクリストバライトの
含有量はDSCデータから得られる相転移熱量とクリスト
バライトの相転移熱0.31Kcal／mol（化学便覧から引
用）の比から求めた。一方ターゲット中に含まれるクリ
ストバライトの含有量も上記方法により求めた。その結
果第１表に示す様に発熱抵抗膜中のクリストバライトの
含有量はターゲット中のクリストバライト量に依存する
ことが明らかになった。さらに第１表が示すように発熱
抵抗膜中のクリストバライトの含有率は非晶質SiO2に対
して3wt％以下が望ましい。
（実施例２〜５） 以下に示す４種を実施例１と同様に作製した。実施例１
と異なる条件は以下の通りである。
と異なる条件は以下の通りである。
サーマル ２：ターゲット1200℃スパッタ時の 220℃ ヘッド 焼結温度 基板加熱温度 〃 ３： 〃 1300℃ 〃 200℃ 〃 ４： 〃 1350℃ 〃 150℃ 〃 ５： 〃 1250℃ 〃 100℃ このサーマルヘッドを実施例１と同様に分析した結果第
１表の様にクリストバライトSiO2量が少なく、抵抗値の
バラツキも少なかった。
１表の様にクリストバライトSiO2量が少なく、抵抗値の
バラツキも少なかった。
ここでターゲット中のクリストバライトの量は焼結前に
添加したSiO2重量に対する重量比で、抵抗中のクリスト
バライトは抵抗膜中の全SiO2重量に対する重量比で、バ
ラツキは目標抵抗値を100とした時の指数の差を表わし
ている。
添加したSiO2重量に対する重量比で、抵抗中のクリスト
バライトは抵抗膜中の全SiO2重量に対する重量比で、バ
ラツキは目標抵抗値を100とした時の指数の差を表わし
ている。
本発明は、焼結体のターゲットにかぎらずＴａとSiO2を
組みあわせた複合体としてのターゲットにも応用するこ
とができる。またＴａは、その他の抵抗値の高い元素た
とえば、Mu，Ni−Cr等といれかえることも可能であり、
高抵抗元素−SiO2の複合系に有効である。
組みあわせた複合体としてのターゲットにも応用するこ
とができる。またＴａは、その他の抵抗値の高い元素た
とえば、Mu，Ni−Cr等といれかえることも可能であり、
高抵抗元素−SiO2の複合系に有効である。
第１図はサーマルヘッドの要部断面図。 ３…発熱抵抗体。
Claims (5)
- 【請求項１】基板と前記基板上に形成された発熱抵抗膜
を有するサーマルヘッドにおいて前記抵抗膜はTaとSiO2
を主成分とし、結晶質SiO2の含有量がSiO2の総量に対し
て20wt％以下であることを特徴とするサーマルヘッド。 - 【請求項２】結晶質SiO2の主成分がクリストバライトで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のサー
マルヘッド。 - 【請求項３】前記発熱抵抗膜はクリストバライトの存在
比がSiO2添加量に対して20wt％以下であるターゲットを
用いたスパッタリング膜であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のサーマルヘッド。 - 【請求項４】スパッタリング時の抵抗膜付着基板の温度
は９０℃以上にたもたれる事を特徴とする特許請求の範
囲第３項記載のサーマルヘッド。 - 【請求項５】前記ターゲットは1200〜1450℃の範囲で焼
結されたものである事を特徴とする特許請求の範囲第３
項記載のサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267222A JPH067522B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267222A JPH067522B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128101A JPS62128101A (ja) | 1987-06-10 |
| JPH067522B2 true JPH067522B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=17441831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60267222A Expired - Lifetime JPH067522B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067522B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6431678B2 (en) * | 1998-09-01 | 2002-08-13 | Hewlett-Packard Company | Ink leakage detecting apparatus |
| JP6311928B2 (ja) * | 2014-07-11 | 2018-04-18 | 三菱マテリアル株式会社 | Ｔａ−Ｓｉ−Ｏ系薄膜形成用スパッタリングターゲット |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP60267222A patent/JPH067522B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62128101A (ja) | 1987-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |