JPS5865679A - サ−マルヘツド - Google Patents

サ−マルヘツド

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JPS5865679A
JPS5865679A JP56164775A JP16477581A JPS5865679A JP S5865679 A JPS5865679 A JP S5865679A JP 56164775 A JP56164775 A JP 56164775A JP 16477581 A JP16477581 A JP 16477581A JP S5865679 A JPS5865679 A JP S5865679A
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JP
Japan
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thin film
heating resistor
thermal head
nitrogen
tantalum nitride
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JP56164775A
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JPS6156111B2 (ja
Inventor
Soichi Ogawa
倉一 小川
Katsumi Takiguchi
勝美 滝口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OOSAKAFU
Osaka Prefecture
Original Assignee
OOSAKAFU
Osaka Prefecture
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Publication date
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Priority to JP56164775A priority Critical patent/JPS5865679A/ja
Publication of JPS5865679A publication Critical patent/JPS5865679A/ja
Publication of JPS6156111B2 publication Critical patent/JPS6156111B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters 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
    • B41J2/32Typewriters 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
    • B41J2/335Structure of thermal heads

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絶縁体基板上に発熱抵抗体及び保護層を設は
友薄膜型サーマルヘッド及びこの様な薄膜型サーマルヘ
ッドの製造方法に関する。
熱印字方式において使用されるサーマルヘッドは、例え
ばグレーズド上5!ツクの如き電気的に絶縁された平坦
な基板上KIj数個の点状発熱抵抗体を形成させており
、使用に際しては、記録すべき情報に応じて電気的導体
(電極)を通して必要な発熱抵抗体に電流を流して発熱
させ、これを感熱記録紙に接触させることにより、印字
を行なうものである0発熱抵抗体としては、薄膜型、厚
膜型、半導体型等の各種のものが存在するが、このうち
でも薄膜型発熱抵抗体は、一般にサーマルヘッドの応答
性を高め得る、消費電力が少ない、耐熱性に優れ、寿命
が長く、信頼性に優れている勢の利点を有しているので
、特に有用であるとされている。薄膜型抵抗発熱体とし
ては、窒化タンタル(TtaN ) 、ニクロム等が知
られているが、耐熱性、信頼性、比抵抗の大きさ、製作
の容易さ等の点から前者が特に広く使用されている。こ
の様に広く使用されている窒化タンタル薄膜においても
、常温と高温とが繰返されるという過酷な使用条件の下
では、熱衝撃の為に窒化タンタルの劣化が比較的短時間
内に進行して抵抗値が増大し、感熱配帰紙に対するサー
マルヘッドの印字性能が低下することは避は難い。この
為、通常は窒化タンタル薄膜からなる抵抗発熱体上に5
t02等からなる熱劣化保護層を設け、必要ならば更に
その上方にTa205等の耐摩耗層を設けてサーマルヘ
ッドとして使用している。しかしながら、この様な構成
の薄膜型サーマルヘッドにおいて本、長時間使用時の抵
抗変化は満足すべきものとは言い難い。特に、最近では
サーマルヘッドの高速駆動に対する要求に応えて、通電
パルスを短くしつつ発色を良好に行なわせる為に、大電
流の使用による高温状態で印字上行なう様にな夛つつあ
る。しかるに、この場合には、発熱抵抗体の受ける熱衝
撃は更に大きくなるので、発熱抵抗体たるTa2Nと熱
劣化保護層たる5 s 02との間の熱膨張率の大きな
差が、両者の界面に大きな熱ひずみを生じさせることと
なり、その結果、両者が分離して発熱抵抗体の劣化が促
進され、抵抗値が増大することは防止し得ない。
そこで、本発明者は、窒化タンタルを発熱抵抗体とする
薄膜型サーマルヘッドの前述の如き問題点を解決すべく
種々研究を重ねた結果、7aNz (但し0.4≦X≦
0.7)で示される窒化タンタルを発熱抵抗体とし、T
gNy(但し1.0≦y≦2.0)で示される窒化タン
タルを熱劣化保護層とする場合には、両者の界面には熱
ひずみが実質的に発生せず、従って大電流の使用による
高温状態においても両者の剥離による発熱抵抗体の劣化
を生じ難い薄膜型サーマルヘッドが得られることを見出
した。
本発明は、この様な新しい知見に基いて完成されたもの
である。
第1図は、反応スパッタリンク法により絶縁体基板上に
窒化タンタル薄膜を形成させる場合の反応ガスである窒
素ガスの分圧と窒化タンタル薄膜の比抵抗(ρ:曲線■
)及び抵抗温度係数(TCR二曲線■)との関係の一例
を示すクラフである。
この場合、窒素ガス分圧が1.0X10 〜4.0×1
0−’ Terrである窒素−アル1ン混合ガス(1,
5X 10−3Tarr )中でタンタルをターゲット
として反応スパッタリンク法により窒化タンタル薄膜を
形成させると、窒化タンタル結晶の組成は、Tags(
但し0.4≦X≦0.7)に相当するものとする。
この薄膜は、ρ=250jlΩ個程度、TCR−OPP
”/day程度であり、発熱抵抗体として優れた特性を
有している。窒素−アル1ン混合ガス(1,5X10−
3Torr )中の窒素分圧を増大させて窒化タンタル
薄膜を形成させると、薄膜中の窒素含有量が増加し、そ
の結果、比抵抗は増大し、抵抗温度係数は負側に大きく
なる。混合ガス中の窒素分圧が1.0xlo  TOr
rt−上目ると、窒化5M1j14+aの組成は、ra
xy (但し1.0≦y≦2.0)に相当するものとな
る。この薄膜は、ρ=600μΩ国以上、rCJ−−1
000””7 da 1以下テロ ”、電流は実質上流
れ難くなる。従って、絶縁体基板上KTests (但
し0.4≦X≦0.7)なる第一の窒化タンタル薄膜及
びTgNy (但し!、0≦y≦2.0)なる第二の窒
化タンタル薄膜を形成させる場合には、第一の窒化タン
タル薄膜が抵抗発熱体として優れた特性を発揮し、第二
の窒化タンタル薄膜が抵抗発熱体の劣化保護層としての
機能を発揮することに象る。
第2図及び第3図に会知の薄膜型サーマルヘッドと本発
明薄膜゛型サーマルヘッドとを対比して示す・ 公知の薄膜型サーマルヘッドの概要を示す第2図におい
て、ガラス、クレーズドセラミックの如き基板(1)に
は、Aμ/Cr二層膜の如き電極(3)、Tα2N薄膜
等の発熱抵抗体(6)、5tO2等の発熱抵抗体劣化保
護層(7)及びTa205等の耐摩耗層(9)が順次設
けられている。これに対し本発明薄膜型サーマルヘッド
を示す第3図においては、電極O鴫を備えた基板01)
上に厚さ500〜2000,4程度のTaNx (xは
前記の通り)なる組成の発熱抵抗体a@、厚す5000
,2〜1.5 ttM=8LOTaNy (1は前記の
通シ)なる組成の発熱抵抗体劣化保護層(lη及び必要
に応じTiN、Ta205等の耐摩耗層−が設けられて
いる。
上記の如く、発熱抵抗体上及び発熱抵抗体劣化保護層卸
が、ともに組成的に類似する窒化タンタルで構成されて
いる本発明薄膜型サーマルヘッドによれば、以下の如き
効果が構成される。
(1)  発熱抵抗体と保護層との間の熱膨張率の相違
が小さいので、両者の界面に熱ひずみが集中することを
大巾に緩和することが出来る。
0) 窒化タンタル社、5i02に比して、熱伝導に優
れているので、発熱抵抗体で発生した熱がより速やかに
表面に到達する。従って、応答性に優れたサーマルヘッ
ドとなる。
(Kl)  保護層においては、窒素含有量の増大に伴
って結晶粒径が小さくなるので、保譲層上にTa205
、TiN等の耐摩耗層を更に形成させる場合に、界面に
両者の混合層が形成され易い。従って、保護層と耐摩耗
層とのなじみが良く、両層は強力に付着する0で、熱ひ
ずみの集中が緩和され、耐熱衝撃性が向上する。
本発明の薄膜型サーマルヘッドは、通常次の様にして製
造される。クレーズドセラミック等の公知の絶縁体基板
上K Am / Cr二層膜の如き公知の電極部材を設
けた状態で、常法に従って窒素−アルコン混合ガス雰囲
気中でタンタルをターゲットとして反応スバツタリ、7
り法を行ない、発熱抵抗体としての窒化タンタル薄膜を
形成させる。窃素−アルjシ混合ガスの圧力は、通常6
.0X10”〜6−OX 10” Tart程度であり
、より好ましくは1、ox Io  −2,Ox to
  Torr程度とするのが良い。又窒素の分圧は、通
常1.OX l O〜4.OX 10−’ Torr程
度、好tL<は1.5x 10−5〜2.5 X 10
”−’程度とする。次いで、窒素−アルコガス台ガス中
の窒素分圧を高めて上記と同様の反応スパッタリンクを
行ない、TaNx (zは上記に同じ)なる発熱抵抗体
上にTaNy (yは上記に同じ)なる組成の保護層を
形成させる。との保護層形成時の窒素−アル:j:J混
合ガスの圧力は、上記と同様であるが、窒素の分圧は、
通常t、ox+。
” 6.OX I 0−3Torr程度、好ましくは2
.OX 10−〜1.5 X I OTorr程度とス
ル。
尚、本発明においては、発熱抵抗体及びその保護層の夫
々を全体として同一の組成とする必要はない。例えば、
Tags (xは前記に同じ)なる組成範囲内において
発熱抵抗体中の窒素含有量を下方から上方に向けて漸次
連続的に又祉不連続的に増大させたり、又raxy (
yは前記に同じ)なる組成範囲内において保護層中の窒
素含有量を下方から上方に向けて連続的又は不連続的に
増大させても良い。この様な薄膜型サーマルヘッドを製
造する場合には、窒素−アル1シ混合ガス中の窒素分圧
を必要に応じ増大させれば良い。
実施例 1 プラズマスパッタ装置を使用し、窒素ガス分圧2、OX
 10−’ Tarrの窒素−アルコシ混合ガス雰囲気
(1,5X 10−’ Terr )中で、厚さ0.3
 mのガラス基板上に反応スバツタリシクにより約10
0OAのTaN5e (x−約0.5)を主とする結晶
構造の9化タンタル薄膜発熱抵抗体を形成させる。次い
で、窒素分圧を2−OX 10−’ Torrとして約
1000ノの7aNy (’I−約1)を主とする窒化
タンタル保護層を形成させ、更に窒素ガス雰囲気(1,
5x10−’ Torr )中で約8000ノのTaN
y(y−約2)を主とする窒化タシタル保饅層を形成さ
せる。
上記の如くして得られた試料(r−1とする)に60 
#z 、 5 w+ ageのパルス電力を印加し。
30分毎K O,5F /−ずつ電力を増大させ、発熱
抵抗体の抵抗変化率を調べた。結果は、第4図に示す通
りである。
比較例 ! 実施例1と同様にして厚さ0.3 Mのガラス基板上に
厚さ約1000At)’rtNx (z−約0.5 >
 する組成の窒化タンタル薄膜発熱抵抗体を形成させた
後、その上に約9000,4の5in2からなる保護層
を形成させ、試料(S−1とする)を得る。
実施例1と同様にしてパルス電力を印加した場合の発熱
抵抗体の抵抗変化率F1.%第4図に示す通シである。
第4図から明らかな如く、本発明薄膜型サーマルヘッド
は、熱ひずみの集中が少ない為、耐熱衝撃性に著るしく
優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、窒化タンタル薄膜形成時の窒素ガス分圧と該
薄膜の比抵抗及び抵抗温度係数との関係を示すクラブ、
第2図は、公知の薄膜型サーマルヘッドの概要を示す断
面図、第3図は、本発明薄膜型サーマルヘッドの概要を
示す断面図、第4図は、実施例1及び比較例1で夫々得
られた薄膜型サーマルヘッドの発熱抵抗体の抵抗変化率
を示すJjクラブある。 itl、<11)・・・・・絶縁体基板   (3)、
−・・・・・電極(6)、参瞬・・・・・発熱抵抗体 
  (7)、0−/I・・・・・保護層(9)、−・・
・・・耐摩耗層 (以 上) 第1図 V東η・スイ〜’1(Torr) 第2図 ミ 乙 113!1 第4図 1p方aノマル又亀力(Wン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 絶縁体基板上に発熱抵抗体及び保護層を設けた薄膜
    型サーマルヘッドにおいて、発熱抵抗体をTgNx (
    但し0.4≦X≦0.7)で示される窒化タンタルによ
    多形成し且つ保護層をTtxNy(但し1.0≦y≦2
    .0)で示される窒化タンタルにより形成したことを特
    徴とする薄膜型サーマルヘッド。 ■ タンタルをターゲットとして窒素ガスを含むアルコ
    シ雰囲気中で反応スパツタリシク法により絶縁体基板上
    にTaNx (但し0.4≦X≦0.7)で示される発
    熱抵抗体を形成させ、次いで窒素分圧を増大させたアル
    コシ雰囲気中で反応スパッタリンク法によシ上記発熱抵
    抗体上KTaNy(但し1.0≦y≦2.0)で示され
    る保護層を形成させることを特徴とする薄膜型サーマル
    ヘッドの製造方法。
JP56164775A 1981-10-14 1981-10-14 サ−マルヘツド Granted JPS5865679A (ja)

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JPS5865679A true JPS5865679A (ja) 1983-04-19
JPS6156111B2 JPS6156111B2 (ja) 1986-12-01

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6286676B1 (en) 1996-07-08 2001-09-11 Sony Corporation Cassette storage casing

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6286676B1 (en) 1996-07-08 2001-09-11 Sony Corporation Cassette storage casing

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JPS6156111B2 (ja) 1986-12-01

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