JPH10119336A - サーマルヘッド及びその製造方法 - Google Patents
サーマルヘッド及びその製造方法Info
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- JPH10119336A JPH10119336A JP29809096A JP29809096A JPH10119336A JP H10119336 A JPH10119336 A JP H10119336A JP 29809096 A JP29809096 A JP 29809096A JP 29809096 A JP29809096 A JP 29809096A JP H10119336 A JPH10119336 A JP H10119336A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のサ−マルヘッドは、異物等の噛み込み
により保護層の局部的なクラックや剥離が発生し、印字
寿命が短いという課題があった。 【解決手段】 サ−マルヘッドの保護層１６はその材料
がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ又はＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏからな
り、ビッカ−ス硬度が７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2で
ある。また、その製法は、Ｓｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3、又はＳ
ｉＣとＡｌ2Ｏ3を主成分とするセラミック焼結体からな
るスパッタリングタ−ゲットを用い、酸素とアルゴンと
の混合ガスに対して酸素流量が５〜１０％である酸素リ
アクティブスパッタ蒸着により保護層１６を形成するこ
とを特徴とする。
により保護層の局部的なクラックや剥離が発生し、印字
寿命が短いという課題があった。 【解決手段】 サ−マルヘッドの保護層１６はその材料
がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ又はＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏからな
り、ビッカ−ス硬度が７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2で
ある。また、その製法は、Ｓｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3、又はＳ
ｉＣとＡｌ2Ｏ3を主成分とするセラミック焼結体からな
るスパッタリングタ−ゲットを用い、酸素とアルゴンと
の混合ガスに対して酸素流量が５〜１０％である酸素リ
アクティブスパッタ蒸着により保護層１６を形成するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サ−マルプリンタ
に使用されるサ−マルヘッド及びその製造方法に係り、
特に、保護層の局部的なクラックや剥離の発生を防止し
た長寿命のサ−マルヘッド及びその製造方法に関する。
に使用されるサ−マルヘッド及びその製造方法に係り、
特に、保護層の局部的なクラックや剥離の発生を防止し
た長寿命のサ−マルヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のサ−マルヘッドの構造及びその製
造方法は、一般に、アルミナ基板上の端部に複数の発熱
抵抗体を直線状に配列して、所望の印字情報に従って、
各発熱抵抗体に選択的に通電することによって発熱さ
せ、感熱記録紙を発色させて記録を行うか、あるいは熱
転写インクリボンを介在させて普通紙にインクを転写し
てドット状の記録を行うものである。
造方法は、一般に、アルミナ基板上の端部に複数の発熱
抵抗体を直線状に配列して、所望の印字情報に従って、
各発熱抵抗体に選択的に通電することによって発熱さ
せ、感熱記録紙を発色させて記録を行うか、あるいは熱
転写インクリボンを介在させて普通紙にインクを転写し
てドット状の記録を行うものである。
【０００３】図３は、従来のサ−マルヘッドの構造を示
す要部断面図であり、アルミナ等のセラミックからなる
放熱性の基板１の端部にガラスグレ−ズ等からなる凸状
の透明な保温層２を略３０μｍ厚みに形成して、その上
にＴａ2ＮやＴａ−ＳｉＯ2等からなる発熱抵抗体３をス
パッタリング等により積層し、フォトリソ技術で、ドッ
トの数に応じて複数個直線状に配列するように発熱抵抗
体３のパタ−ンを形成している。
す要部断面図であり、アルミナ等のセラミックからなる
放熱性の基板１の端部にガラスグレ−ズ等からなる凸状
の透明な保温層２を略３０μｍ厚みに形成して、その上
にＴａ2ＮやＴａ−ＳｉＯ2等からなる発熱抵抗体３をス
パッタリング等により積層し、フォトリソ技術で、ドッ
トの数に応じて複数個直線状に配列するように発熱抵抗
体３のパタ−ンを形成している。
【０００４】前記発熱抵抗体３上には電力エネルギ−を
供給するために、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等からなる電極をス
パッタリング等で積層して、フォトリソ技術により所望
のパタ−ンに形成し、発熱抵抗体３の一方の側には共通
電極４、また他方の側には各発熱抵抗体３に独立して通
電を行う個別電極５がそれぞれ形成されている。
供給するために、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等からなる電極をス
パッタリング等で積層して、フォトリソ技術により所望
のパタ−ンに形成し、発熱抵抗体３の一方の側には共通
電極４、また他方の側には各発熱抵抗体３に独立して通
電を行う個別電極５がそれぞれ形成されている。
【０００５】また、前記発熱抵抗体３や前記各電極４、
５の表面にはそれらの酸化や摩耗を防止するため、Ｓｉ
Ｃ、サイアロン等からなる着色した保護層６をスパッタ
リング等で略５μｍの厚みに積層している。なお、該保
護層６は前記各電極４，５の外部接続端子部（図示せ
ず）以外の全ての表面を被覆するように形成している。
最後に、前記基板１をダイシングしてチップ状のサ−マ
ルヘッドが製造されている。このような、従来のサ−マ
ルヘッドを用いたサ−マルプリンタにおいて、このサ−
マルヘッドを熱転写インクリボンを介して、あるいは感
熱記録紙の場合には、直接プラテン上に搬送される用紙
に圧接させた状態で、所定の印字信号に基づいて前記個
別電極５に選択的に通電を行い、所望の発熱抵抗体３を
発熱させることにより、前記インクリボンのインクを溶
融して用紙上に転写するか、又は感熱記録紙を発色させ
て所望の印字が行われている。
５の表面にはそれらの酸化や摩耗を防止するため、Ｓｉ
Ｃ、サイアロン等からなる着色した保護層６をスパッタ
リング等で略５μｍの厚みに積層している。なお、該保
護層６は前記各電極４，５の外部接続端子部（図示せ
ず）以外の全ての表面を被覆するように形成している。
最後に、前記基板１をダイシングしてチップ状のサ−マ
ルヘッドが製造されている。このような、従来のサ−マ
ルヘッドを用いたサ−マルプリンタにおいて、このサ−
マルヘッドを熱転写インクリボンを介して、あるいは感
熱記録紙の場合には、直接プラテン上に搬送される用紙
に圧接させた状態で、所定の印字信号に基づいて前記個
別電極５に選択的に通電を行い、所望の発熱抵抗体３を
発熱させることにより、前記インクリボンのインクを溶
融して用紙上に転写するか、又は感熱記録紙を発色させ
て所望の印字が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなサ−マルプリンタにあっては、印字中に粉塵を噛み
込むことが多々あり、その粉塵がサ−マルヘッドの前記
保護層６とプラテンとが強く圧接している間を無理に通
過することとなり、保護層６に局部的なクラックや剥離
を発生する。すなわち、前記従来のサ−マルヘッドのＳ
ｉＣやサイアロンからなる保護層６は、単層で良好な酸
素遮断性を有しており、一般にビッカ−ス硬度は略１５
００〜２０００Ｋｇ／ｍｍ2、高硬度でヤング率が大き
く剛性に優れた材料である。しかし、保護層６は略５μ
ｍと大変に薄い膜厚で用いられており、しかも下地の発
熱抵抗体３や保温層２の材料硬度が保護層６の略１／２
〜１／４と軟らかいため、略１０μｍ以上の異物を噛み
込むと、変形に耐えられずクラックを発生したり、下地
の発熱抵抗体３の界面から局部的に剥離する等の障害が
起こって空気中の酸素が内部に侵入する。そのため発熱
抵抗体３が酸化されてドット抵抗値が上昇して電流が流
れず、印字不能のドットが発生することになり、印字寿
命が短くなると言う問題点があった。
うなサ−マルプリンタにあっては、印字中に粉塵を噛み
込むことが多々あり、その粉塵がサ−マルヘッドの前記
保護層６とプラテンとが強く圧接している間を無理に通
過することとなり、保護層６に局部的なクラックや剥離
を発生する。すなわち、前記従来のサ−マルヘッドのＳ
ｉＣやサイアロンからなる保護層６は、単層で良好な酸
素遮断性を有しており、一般にビッカ−ス硬度は略１５
００〜２０００Ｋｇ／ｍｍ2、高硬度でヤング率が大き
く剛性に優れた材料である。しかし、保護層６は略５μ
ｍと大変に薄い膜厚で用いられており、しかも下地の発
熱抵抗体３や保温層２の材料硬度が保護層６の略１／２
〜１／４と軟らかいため、略１０μｍ以上の異物を噛み
込むと、変形に耐えられずクラックを発生したり、下地
の発熱抵抗体３の界面から局部的に剥離する等の障害が
起こって空気中の酸素が内部に侵入する。そのため発熱
抵抗体３が酸化されてドット抵抗値が上昇して電流が流
れず、印字不能のドットが発生することになり、印字寿
命が短くなると言う問題点があった。
【０００７】また、ラフ紙に対する印字品位を向上する
ため、サ−マルヘッドとプラテンの押し付け圧力を高め
ると、保護層６が高硬度で剛性の大きい材料のため、発
熱抵抗体による熱衝撃や印字中のプラテン上の印字媒体
との摩擦による剪断応力に対して、変形せずに耐えよう
とする結果、保護層６と発熱抵抗体３との間で剥離が発
生し易いと言う問題があった。
ため、サ−マルヘッドとプラテンの押し付け圧力を高め
ると、保護層６が高硬度で剛性の大きい材料のため、発
熱抵抗体による熱衝撃や印字中のプラテン上の印字媒体
との摩擦による剪断応力に対して、変形せずに耐えよう
とする結果、保護層６と発熱抵抗体３との間で剥離が発
生し易いと言う問題があった。
【０００８】また、前記保護層６に用いられるサイアロ
ンのセラミック材料はＡｒガスのみの雰囲気でスパッタ
蒸着すると、酸素や窒素の軽元素が欠乏した膜となり、
遊離したＳｉやＡｌの金属により着色を生じて透明度が
低下した状態で用いていた。このため、発熱抵抗体３の
発熱による伝導熱や輻射熱を吸収及び反射により、熱抵
抗が比較的大きなものとなる。その結果、保護層６の内
部に熱が蓄積する、いわゆる「蓄熱」によって、各発熱
ドットの通電ＯＦＦ時の温度低下が小さいものとなり、
熱応答性が低下するため、印字した時、ドットの面積が
大きくなりすぎる、いわゆる「印字の潰れ」を生じて印
字品位が低下するという課題があった。
ンのセラミック材料はＡｒガスのみの雰囲気でスパッタ
蒸着すると、酸素や窒素の軽元素が欠乏した膜となり、
遊離したＳｉやＡｌの金属により着色を生じて透明度が
低下した状態で用いていた。このため、発熱抵抗体３の
発熱による伝導熱や輻射熱を吸収及び反射により、熱抵
抗が比較的大きなものとなる。その結果、保護層６の内
部に熱が蓄積する、いわゆる「蓄熱」によって、各発熱
ドットの通電ＯＦＦ時の温度低下が小さいものとなり、
熱応答性が低下するため、印字した時、ドットの面積が
大きくなりすぎる、いわゆる「印字の潰れ」を生じて印
字品位が低下するという課題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明のサ−マルヘッドは、基板の上面に保温層を
積層し、該保温層の上面に発熱抵抗体と電極とを積層
し、その上面を保護層により被覆してなるサ−マルヘッ
ドにおいて、前記保護層はその材料がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−
Ｎ又はＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏからなり、ビッカ−ス硬度が
７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2であることを特徴とす
る。
めに本発明のサ−マルヘッドは、基板の上面に保温層を
積層し、該保温層の上面に発熱抵抗体と電極とを積層
し、その上面を保護層により被覆してなるサ−マルヘッ
ドにおいて、前記保護層はその材料がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−
Ｎ又はＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏからなり、ビッカ−ス硬度が
７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2であることを特徴とす
る。
【００１０】また、本発明のサ−マルヘッドの製造方法
は、基板の上面に保温層を積層し、該保温層の上面に発
熱抵抗体と電極とを積層した後、その上面を保護層によ
り被覆してなるサ−マルヘッドの製造方法において、Ｓ
ｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3、又はＳｉＣとＡｌ2Ｏ3を主成分とす
るセラミック焼結体からなるスパッタリングタ−ゲット
を用い、酸素とアルゴンとの混合ガスに対して酸素流量
が５〜１０％である酸素リアクティブスパッタ蒸着によ
り前記保護層を形成することを特徴とする。
は、基板の上面に保温層を積層し、該保温層の上面に発
熱抵抗体と電極とを積層した後、その上面を保護層によ
り被覆してなるサ−マルヘッドの製造方法において、Ｓ
ｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3、又はＳｉＣとＡｌ2Ｏ3を主成分とす
るセラミック焼結体からなるスパッタリングタ−ゲット
を用い、酸素とアルゴンとの混合ガスに対して酸素流量
が５〜１０％である酸素リアクティブスパッタ蒸着によ
り前記保護層を形成することを特徴とする。
【００１２】前述したように本発明は、保護層のビッカ
−ス硬度が、従来、略１５００〜２０００Ｋｇ／ｍｍ2
と高硬度でヤング率の大きい剛性の高い材料であったも
のを、略７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2としたので、異
物の噛み込みに対しても保護層が変形に追従するため、
クラックや剥離の発生を軽減できる。また、酸素を添加
した酸素リアクティブスパッタ蒸着により前記保護層を
形成しているので、該保護層がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎから
なる場合には十分に透明な膜にすることができ、発熱抵
抗体で発生する伝導熱の吸収性が低く、且つ輻射熱の透
過性が高く、保護層の蓄熱性を低減できる。
−ス硬度が、従来、略１５００〜２０００Ｋｇ／ｍｍ2
と高硬度でヤング率の大きい剛性の高い材料であったも
のを、略７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2としたので、異
物の噛み込みに対しても保護層が変形に追従するため、
クラックや剥離の発生を軽減できる。また、酸素を添加
した酸素リアクティブスパッタ蒸着により前記保護層を
形成しているので、該保護層がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎから
なる場合には十分に透明な膜にすることができ、発熱抵
抗体で発生する伝導熱の吸収性が低く、且つ輻射熱の透
過性が高く、保護層の蓄熱性を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のサ−マルヘッドの
構造及びその製造方法の実施の形態について、図面によ
り説明する。図１は本発明のサ−マルヘッドの構造を示
す要部断面図である。同図において、前記従来例と同様
に、アルミナ等からなる放熱性の基板１１の表面にガラ
スグレ−ズからなる保温層１２が形成され、その上にＴ
ａ−ＳｉＯ2等からなる発熱抵抗体１３が積層され、フ
ォトリソ技術により所望のパタ−ンに形成される。ま
た、その上にアルミ、銅、金等からなる電極が積層さ
れ、該発熱抵抗体１３の一方の側に共通電極１４、その
他方の側に個別電極１５がそれぞれ形成される。
構造及びその製造方法の実施の形態について、図面によ
り説明する。図１は本発明のサ−マルヘッドの構造を示
す要部断面図である。同図において、前記従来例と同様
に、アルミナ等からなる放熱性の基板１１の表面にガラ
スグレ−ズからなる保温層１２が形成され、その上にＴ
ａ−ＳｉＯ2等からなる発熱抵抗体１３が積層され、フ
ォトリソ技術により所望のパタ−ンに形成される。ま
た、その上にアルミ、銅、金等からなる電極が積層さ
れ、該発熱抵抗体１３の一方の側に共通電極１４、その
他方の側に個別電極１５がそれぞれ形成される。
【００１４】そして、前記発熱抵抗体１３や前記各電極
１４、１５を酸化及び摩耗から保護するため、本発明の
特徴であるＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ又はＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏ
からなる保護層１６が、酸素リアクティブスパッタ蒸着
により略５μｍの厚みで積層されて、本発明のサ−マル
ヘッドが完成する。
１４、１５を酸化及び摩耗から保護するため、本発明の
特徴であるＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ又はＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏ
からなる保護層１６が、酸素リアクティブスパッタ蒸着
により略５μｍの厚みで積層されて、本発明のサ−マル
ヘッドが完成する。
【００１５】そこで、前記Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎは通称
「サイアロン」と呼ばれているもので、本発明で実施し
たサイアロンは、三菱金属製のβ’サイアロンで、主成
分であるＳｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3に、焼結助剤としてＹ2Ｏ3
を添加したセラミック混合体を高温焼結したものであ
る。この混合体をスパッタリングタ−ゲットとして従来
の方法でスパッタ蒸着した膜の組成は、略Ｓｉ（５
４）、Ａｌ（６．８）、Ｏ（８．２）、Ｎ（３２．
８）、Ｙ（１．９）ｗｔ％である。また、本発明で実施
した前記Ｓｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏは、主成分である略ＳｉＣ
（８５）とＡｌ2Ｏ3(１０）に、焼結助剤としてＹ2Ｏ
3(５）ｍｏｌ％を添加したセラミック混合体を高温焼結
し、該混合体をスパッタリングタ−ゲットとしてスパッ
タ蒸着したものである。なお、前記焼結助剤としてはＹ
2Ｏ3以外にもセラミック粒子の隙間に浸入して各粒子を
結合するガラス質の材料であれば適用可能である。
「サイアロン」と呼ばれているもので、本発明で実施し
たサイアロンは、三菱金属製のβ’サイアロンで、主成
分であるＳｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3に、焼結助剤としてＹ2Ｏ3
を添加したセラミック混合体を高温焼結したものであ
る。この混合体をスパッタリングタ−ゲットとして従来
の方法でスパッタ蒸着した膜の組成は、略Ｓｉ（５
４）、Ａｌ（６．８）、Ｏ（８．２）、Ｎ（３２．
８）、Ｙ（１．９）ｗｔ％である。また、本発明で実施
した前記Ｓｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏは、主成分である略ＳｉＣ
（８５）とＡｌ2Ｏ3(１０）に、焼結助剤としてＹ2Ｏ
3(５）ｍｏｌ％を添加したセラミック混合体を高温焼結
し、該混合体をスパッタリングタ−ゲットとしてスパッ
タ蒸着したものである。なお、前記焼結助剤としてはＹ
2Ｏ3以外にもセラミック粒子の隙間に浸入して各粒子を
結合するガラス質の材料であれば適用可能である。
【００１７】また、前記酸素リアクティブスパッタ蒸着
の雰囲気としては、従来Ａｒガスのみであったものに対
し、酸素を添加することにより、低硬度でヤング率の小
さい剛性の低いＳｉ−Ｏ結合が生成することを利用し
て、ＡｒガスにＯ2カ゛スを混合させたものである。そし
て、酸素の添加量（流量）に対する前記保護層１６の特
性を実験により確かめた。保護層１６の材料は前記Ｓｉ
−Ａｌ−Ｏ−Ｎ及びＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏの何れも同様な
結果を示し、その結果を図２に示す。図２は酸素の流量
％に対し、生成された前記保護層１６の耐摩耗性及び印
字故障率を示すグラフである。同図において、横軸を酸
素の流量％｛Ｏ２ガス／（Ａｒ＋Ｏ２）ガス｝、縦軸を
耐摩耗性（％）と印字故障率（％）とで表し、グラフａ
は耐摩耗性、グラフｂは印字故障率の変化をそれぞれ示
している。なお、耐摩耗性の試験方法は、前記保護層１
６を形成したサ−マルヘッドを感熱紙に圧接しながら所
定のキロ数走行させたもので、酸素を添加しないときの
保護層１６の摩耗量を１とし、酸素の添加によりそれを
越える摩耗量が何％であるかを示している。また、印字
故障率の試験方法は、前記保護層１６を形成したサ−マ
ルヘッドをプリンタに装着し、異物の噛み込みを擬製し
たサンドペ−パ等の上で走行させたもので、所定の台数
試験をして故障した台数の率を％で示している。
の雰囲気としては、従来Ａｒガスのみであったものに対
し、酸素を添加することにより、低硬度でヤング率の小
さい剛性の低いＳｉ−Ｏ結合が生成することを利用し
て、ＡｒガスにＯ2カ゛スを混合させたものである。そし
て、酸素の添加量（流量）に対する前記保護層１６の特
性を実験により確かめた。保護層１６の材料は前記Ｓｉ
−Ａｌ−Ｏ−Ｎ及びＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏの何れも同様な
結果を示し、その結果を図２に示す。図２は酸素の流量
％に対し、生成された前記保護層１６の耐摩耗性及び印
字故障率を示すグラフである。同図において、横軸を酸
素の流量％｛Ｏ２ガス／（Ａｒ＋Ｏ２）ガス｝、縦軸を
耐摩耗性（％）と印字故障率（％）とで表し、グラフａ
は耐摩耗性、グラフｂは印字故障率の変化をそれぞれ示
している。なお、耐摩耗性の試験方法は、前記保護層１
６を形成したサ−マルヘッドを感熱紙に圧接しながら所
定のキロ数走行させたもので、酸素を添加しないときの
保護層１６の摩耗量を１とし、酸素の添加によりそれを
越える摩耗量が何％であるかを示している。また、印字
故障率の試験方法は、前記保護層１６を形成したサ−マ
ルヘッドをプリンタに装着し、異物の噛み込みを擬製し
たサンドペ−パ等の上で走行させたもので、所定の台数
試験をして故障した台数の率を％で示している。
【００１８】図に見られるように、酸素の流量が５％の
ときに耐摩耗性は略１０％低下するが、印字故障率が１
００％であったものが１５％と著しく改善される。ま
た、酸素の流量が１０％のときには、耐摩耗性は略４０
％低下するが、印字故障率が０％になる。すなわち、酸
素の流量が５％〜１０％の範囲であると、従来に対して
耐摩耗性で略１０％〜４０％の低下が見られるが、異物
の噛み込みによる保護層のクラックや剥離が原因の印字
故障率が著しく改善されているため、初期故障が発生せ
ず実質の平均印字寿命を延ばすことができる。また、耐
摩耗性と硬度とは比例関係にあり、酸素の流量が５％の
ときビッカ−ス硬度が略１０００Ｋｇ／ｍｍ2、酸素の流
量が１０％のときビッカ−ス硬度は略７００Ｋｇ／ｍｍ
2であった。
ときに耐摩耗性は略１０％低下するが、印字故障率が１
００％であったものが１５％と著しく改善される。ま
た、酸素の流量が１０％のときには、耐摩耗性は略４０
％低下するが、印字故障率が０％になる。すなわち、酸
素の流量が５％〜１０％の範囲であると、従来に対して
耐摩耗性で略１０％〜４０％の低下が見られるが、異物
の噛み込みによる保護層のクラックや剥離が原因の印字
故障率が著しく改善されているため、初期故障が発生せ
ず実質の平均印字寿命を延ばすことができる。また、耐
摩耗性と硬度とは比例関係にあり、酸素の流量が５％の
ときビッカ−ス硬度が略１０００Ｋｇ／ｍｍ2、酸素の流
量が１０％のときビッカ−ス硬度は略７００Ｋｇ／ｍｍ
2であった。
【００１９】以上の結果から、従来のＳｉＣやサイアロ
ンからなる高硬度の保護層では、異物を噛み込んだ時に
即座にクラックや剥離が発生していたが、ビッカ−ス硬
度が略７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2とした保護層で
は、異物が通過した痕跡があっても、クラックや剥離の
発生を低減できることが実験的に解った。これは、従来
のＳｉＣやサイアロンのビッカ−ス硬度が略１５００〜
２０００Ｋｇ／ｍｍ2と大きく、ヤング率の高い材料で
あることに起因しているものと考えられる。
ンからなる高硬度の保護層では、異物を噛み込んだ時に
即座にクラックや剥離が発生していたが、ビッカ−ス硬
度が略７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2とした保護層で
は、異物が通過した痕跡があっても、クラックや剥離の
発生を低減できることが実験的に解った。これは、従来
のＳｉＣやサイアロンのビッカ−ス硬度が略１５００〜
２０００Ｋｇ／ｍｍ2と大きく、ヤング率の高い材料で
あることに起因しているものと考えられる。
【００２０】また、サ−マルヘッドの発熱ドット部にビ
カ−ス硬度計のダイヤモンド圧子を３００ｇで押し込ん
だ時、従来の保護層６では即座にクラックと剥離の伝搬
が認められたが、本発明のものはそのような欠陥は認め
られず、耐クラック性が向上し、印字寿命のバラツキを
低減できる。
カ−ス硬度計のダイヤモンド圧子を３００ｇで押し込ん
だ時、従来の保護層６では即座にクラックと剥離の伝搬
が認められたが、本発明のものはそのような欠陥は認め
られず、耐クラック性が向上し、印字寿命のバラツキを
低減できる。
【００２１】更に、本発明の保護層１６がＳｉ−Ａｌ−
Ｏ−Ｎからなる場合、該サイアロンを酸素を添加した酸
素リアクティブスパッタ蒸着により形成しているため、
遊離したＳｉやＡｌが添加した酸素と化合して、透明な
ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3が生成されるため、保護層を十分に
透明な膜とすることができる。
Ｏ−Ｎからなる場合、該サイアロンを酸素を添加した酸
素リアクティブスパッタ蒸着により形成しているため、
遊離したＳｉやＡｌが添加した酸素と化合して、透明な
ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3が生成されるため、保護層を十分に
透明な膜とすることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のサ−マル
ヘッドによれば、保護層の材料がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ又
はＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏからなり、そのビッカ−ス硬度が
７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2であるため、印字中に粉
塵等の異物を噛み込んでも、保護層にクラック又は局部
的な剥離等を生じることがなく、下地の発熱抵抗体が酸
化して印字不能ドットが発生することを防ぎ、且つ保護
層と発熱抵抗体間の剥離も防止し、印字寿命のバラツキ
を低減し長寿命化できるという顕著な効果を奏する。
ヘッドによれば、保護層の材料がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ又
はＳｉ−Ａｌ−Ｃ−Ｏからなり、そのビッカ−ス硬度が
７００〜１０００Ｋｇ／ｍｍ2であるため、印字中に粉
塵等の異物を噛み込んでも、保護層にクラック又は局部
的な剥離等を生じることがなく、下地の発熱抵抗体が酸
化して印字不能ドットが発生することを防ぎ、且つ保護
層と発熱抵抗体間の剥離も防止し、印字寿命のバラツキ
を低減し長寿命化できるという顕著な効果を奏する。
【００２３】また、本発明のサ−マルヘッドの製造方法
によれば、酸素とアルゴンとの混合ガスに対して酸素流
量が５〜１０％である酸素リアクティブスパッタ蒸着に
より前記保護層を形成するものであるため、酸素の添加
量の制御で保護層の硬度を容易に選定でき、耐摩耗性と
耐クラック性とのバランスにより、印字寿命の長寿命化
を図ることができる。更に、保護層がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−
Ｎからなる場合には、添加した酸素により膜を透明にす
ることができ、伝導熱の吸収性が低く、且つ輻射熱の透
過性が高く、保護層の蓄熱性が低減して熱応答性が高ま
り、印字ドットの潰れが少なくなり印字品位を向上する
効果もある。
によれば、酸素とアルゴンとの混合ガスに対して酸素流
量が５〜１０％である酸素リアクティブスパッタ蒸着に
より前記保護層を形成するものであるため、酸素の添加
量の制御で保護層の硬度を容易に選定でき、耐摩耗性と
耐クラック性とのバランスにより、印字寿命の長寿命化
を図ることができる。更に、保護層がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−
Ｎからなる場合には、添加した酸素により膜を透明にす
ることができ、伝導熱の吸収性が低く、且つ輻射熱の透
過性が高く、保護層の蓄熱性が低減して熱応答性が高ま
り、印字ドットの潰れが少なくなり印字品位を向上する
効果もある。
【図１】本発明のサ−マルヘッドの構造を示す要部断面
図である。
図である。
【図２】本発明のサ−マルヘッドの製造方法において、
酸素流量％に対する保護層の耐磨耗性及び印字故障率を
示すグラフである。
酸素流量％に対する保護層の耐磨耗性及び印字故障率を
示すグラフである。
【図３】従来のサ−マルヘッドの構造を示す要部断面図
である。
である。
１、１１ 基板 ２、１２ 保温層 ３、１３ 発熱抵抗体 ４、１４ 共通電極 ５、１５ 個別電極 ６、１６ 保護層
Claims (2)
- 【請求項１】 基板の上面に保温層を積層し、該保温層
の上面に発熱抵抗体と電極とを積層し、その上面を保護
層により被覆してなるサ−マルヘッドにおいて、前記保
護層はその材料がＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ又はＳｉ−Ａｌ−
Ｃ−Ｏからなり、ビッカ−ス硬度が７００〜１０００Ｋ
ｇ／ｍｍ2 であることを特徴とするサ−マルヘッド。 - 【請求項２】 基板の上面に保温層を積層し、該保温層
の上面に発熱抵抗体と電極とを積層した後、その上面を
保護層により被覆してなるサ−マルヘッドの製造方法に
おいて、Ｓｉ3Ｎ4とＡｌ2Ｏ3、又はＳｉＣとＡｌ2Ｏ3を
主成分とするセラミック焼結体からなるスパッタリング
タ−ゲットを用い、酸素とアルゴンとの混合ガスに対し
て酸素流量が５〜１０％である酸素リアクティブスパッ
タ蒸着により前記保護層を形成することを特徴とするサ
−マルヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29809096A JPH10119336A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29809096A JPH10119336A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10119336A true JPH10119336A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17855041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29809096A Pending JPH10119336A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | サーマルヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10119336A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6256052B1 (en) * | 1998-07-21 | 2001-07-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Thermal head |
| JP2012526190A (ja) * | 2009-05-04 | 2012-10-25 | ザ・ボーイング・カンパニー | コーティング方法 |
-
1996
- 1996-10-23 JP JP29809096A patent/JPH10119336A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6256052B1 (en) * | 1998-07-21 | 2001-07-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Thermal head |
| JP2012526190A (ja) * | 2009-05-04 | 2012-10-25 | ザ・ボーイング・カンパニー | コーティング方法 |
| JP2015163738A (ja) * | 2009-05-04 | 2015-09-10 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | コーティング方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021022 |