JPS60157884A - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS60157884A JPS60157884A JP59011851A JP1185184A JPS60157884A JP S60157884 A JPS60157884 A JP S60157884A JP 59011851 A JP59011851 A JP 59011851A JP 1185184 A JP1185184 A JP 1185184A JP S60157884 A JPS60157884 A JP S60157884A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal head
- thin film
- resistance
- metal oxide
- printing
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/021—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient formed as one or more layers or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N97/00—Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の分野］
本発明は熱印字記録に用いられるサーマルヘッドに関す
る。
る。
［発明の技術的背景とその問題点］
サーマルヘッドは例えばガラスグレーズ処理したセラミ
ック基板上に複数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に
電力を供給するための電気導体とを設け、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翼、対応す
る発熱抵抗体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事によシ記録を行うものである。
ック基板上に複数個の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体に
電力を供給するための電気導体とを設け、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翼、対応す
る発熱抵抗体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事によシ記録を行うものである。
従来、ＲｕＯ２とガラスとを混合し、ペースト状にして
、これを塗付、焼付けるという、いわゆる厚膜式の発熱
体がある。（例えば特開昭５４−４４７９８）しかしな
がら、この抵抗値は原料の粒径や、焼付時の温度、時間
、Ｋよって抵抗値のバラツキが大きいという欠点を有し
ていた。また、厚膜式はスクリーン印刷法によるため本
質的に微細に加工できず、解像度が低下するという欠点
を有している。
、これを塗付、焼付けるという、いわゆる厚膜式の発熱
体がある。（例えば特開昭５４−４４７９８）しかしな
がら、この抵抗値は原料の粒径や、焼付時の温度、時間
、Ｋよって抵抗値のバラツキが大きいという欠点を有し
ていた。また、厚膜式はスクリーン印刷法によるため本
質的に微細に加工できず、解像度が低下するという欠点
を有している。
一方薄膜の発熱抵抗体として窒化タンタル、二クロムや
Ｃｒ−８ｉ系サーメツト等の薄膜が用いられてきた。
Ｃｒ−８ｉ系サーメツト等の薄膜が用いられてきた。
しかしながらかかる抵抗体を用いた場合発熱させて高温
にした時酸化が激しく抵抗が増大すると云う欠点を有し
ていた。一般にはこれを防ぐためＳ ｉＯｚの酸化防止
膜を設けることが行なわれているが、この場合において
も酸化防止は充分でなく、また工程が複雑になるという
欠点を有していた。
にした時酸化が激しく抵抗が増大すると云う欠点を有し
ていた。一般にはこれを防ぐためＳ ｉＯｚの酸化防止
膜を設けることが行なわれているが、この場合において
も酸化防止は充分でなく、また工程が複雑になるという
欠点を有していた。
また、基板との膨張係数のちがいから長時間の動作にお
いてクラック等により故障するという欠点を有していた
。
いてクラック等により故障するという欠点を有していた
。
また、酸化による劣化を防ぐため発熱体を低温にするの
で印字速度の高速化という点に対応できなかった。
で印字速度の高速化という点に対応できなかった。
一方発熱体として、不純物がドープされた５ｎ０２があ
るが、この系はいわゆる酸化物半導体であり、温度が上
ると抵抗値が減少するという特性を有する。かかる導性
の場合、電力を供給する半導体の電圧、電流容量の関係
から、電力印加初期値を低くしなければならず、従って
印字速度が遅いという欠点を有し−ている。
るが、この系はいわゆる酸化物半導体であり、温度が上
ると抵抗値が減少するという特性を有する。かかる導性
の場合、電力を供給する半導体の電圧、電流容量の関係
から、電力印加初期値を低くしなければならず、従って
印字速度が遅いという欠点を有し−ている。
［発明の目的コ
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、印字の高
速化に対応でき、しかも長時間の動作にも安定に作動す
るサーマルヘッドを提供する事を目的とする。
速化に対応でき、しかも長時間の動作にも安定に作動す
るサーマルヘッドを提供する事を目的とする。
〔発明の概要コ
本発明は、基板と前記基板上に形成された発熱抵抗体を
有するサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体として
、酸化ルテニウムを主成分とし、Ｍ（ＭはＣａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｐｂ、Ｂｊ 、’１’Ａ’から選ばれた少なくと
も一種）の酸化物をＭ／ＲＬＩ （原子比）で０．６〜
２含有する金属酸化物薄膜を用いたことを特徴とするサ
ーマルヘッドである。
有するサーマルヘッドにおいて、前記発熱抵抗体として
、酸化ルテニウムを主成分とし、Ｍ（ＭはＣａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｐｂ、Ｂｊ 、’１’Ａ’から選ばれた少なくと
も一種）の酸化物をＭ／ＲＬＩ （原子比）で０．６〜
２含有する金属酸化物薄膜を用いたことを特徴とするサ
ーマルヘッドである。
このように金属酸化物薄膜を用いることによシ従来のよ
うな酸化による抵抗値の変化を考慮する必要がなくなり
、大きな電力を印加して高温にする事が可能となり、ま
た長時間使用における安定性が増す。また、この金属酸
化物薄膜は比較的高いシート抵抗値を有するため、高い
発熱密度を得るのに、比較的小さい電流ですむ。そのた
め、従来のごとく発熱抵抗に接続される導電層に流れる
電流が少なくなり、この部分からの発熱を低減できる。
うな酸化による抵抗値の変化を考慮する必要がなくなり
、大きな電力を印加して高温にする事が可能となり、ま
た長時間使用における安定性が増す。また、この金属酸
化物薄膜は比較的高いシート抵抗値を有するため、高い
発熱密度を得るのに、比較的小さい電流ですむ。そのた
め、従来のごとく発熱抵抗に接続される導電層に流れる
電流が少なくなり、この部分からの発熱を低減できる。
よって、印字の際に起るいわゆる印字ボケを低減できる
。また、かかる薄膜は正の抵抗温度系数を有するので８
ｎＯｚ系材料が有している欠点を改良でき、初期から大
きな電力を印加する事ができ、高速化に好適である。
。また、かかる薄膜は正の抵抗温度系数を有するので８
ｎＯｚ系材料が有している欠点を改良でき、初期から大
きな電力を印加する事ができ、高速化に好適である。
ＲｕＯ２は、単独では耐湿性に劣り、Ｍ（Ｃａ、Ｓｒ。
Ｂａ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＴＡ！から選ばれた少なくとも一種
）の酸化物と併用することによシ、耐湿性が増すＯ実質
的Ｋ Ｍ／ｎ、ｕ ＝ １ テあれば、例えば几ｕｃａ
０３ 、 Ｒｕ５ｒＯ３゜ＲｕＢａ０ｓ 、 Ｒｕｇｂ
ｙｓ 、 ＲｕＢ １ｏ７７２．几ｕＴ１０７／１等の
安定な構造となる。多少比率がズしても問題はないが１
Ｍの酸化物がＭ／ＲＬＩで０．６より少なくなると、析
出するＲＬ１０２の影響で耐湿性が劣化し、Ｍ／Ｒ，ｕ
で２より多くなると抵抗値が高くなり負の抵抗温度系数
を有するようになυ、また４ （Ｍ／Ｒｕ ）以上では
絶縁体に近くなる。ゆえに、Ｍ／Ｒｕは、０．６〜２の
範囲が望ましい。
）の酸化物と併用することによシ、耐湿性が増すＯ実質
的Ｋ Ｍ／ｎ、ｕ ＝ １ テあれば、例えば几ｕｃａ
０３ 、 Ｒｕ５ｒＯ３゜ＲｕＢａ０ｓ 、 Ｒｕｇｂ
ｙｓ 、 ＲｕＢ １ｏ７７２．几ｕＴ１０７／１等の
安定な構造となる。多少比率がズしても問題はないが１
Ｍの酸化物がＭ／ＲＬＩで０．６より少なくなると、析
出するＲＬ１０２の影響で耐湿性が劣化し、Ｍ／Ｒ，ｕ
で２より多くなると抵抗値が高くなり負の抵抗温度系数
を有するようになυ、また４ （Ｍ／Ｒｕ ）以上では
絶縁体に近くなる。ゆえに、Ｍ／Ｒｕは、０．６〜２の
範囲が望ましい。
このような金属酸化物薄膜は、酸化物をターゲットとし
たスパッタリング法、メタルをターゲットとして後工程
で酸化する反応性スパッタリング法、蒸着法等の通常の
方法が用いられる。この薄膜は膜厚を変化させる事によ
り所望の抵抗値を得る事ができるが、あまシ薄いと膜厚
のわずかな変化で抵抗値が大幅にかわシ、所望の抵抗値
を得るのが困難であるため夾用土はｌＱｎｍ以上である
ことが好ましい。また厚い場合は製造に時間がかかりす
ぎ、抵抗値が低くなシすぎるため、１μｍ以下、好まし
くは３ＱＱｎｍ以下程度が良い。
たスパッタリング法、メタルをターゲットとして後工程
で酸化する反応性スパッタリング法、蒸着法等の通常の
方法が用いられる。この薄膜は膜厚を変化させる事によ
り所望の抵抗値を得る事ができるが、あまシ薄いと膜厚
のわずかな変化で抵抗値が大幅にかわシ、所望の抵抗値
を得るのが困難であるため夾用土はｌＱｎｍ以上である
ことが好ましい。また厚い場合は製造に時間がかかりす
ぎ、抵抗値が低くなシすぎるため、１μｍ以下、好まし
くは３ＱＱｎｍ以下程度が良い。
一般に、発熱抵抗体上には耐摩耗層が設けられるが、前
述のごとく酸化劣化の恐れがないため、特にち密性は要
求されない。この耐摩耗層としてはＡＪｚＯｓ 、 Ｔ
ａｚＯｓ 、 ＳｉＣ、８ｉａＮ４等が用いられる。
述のごとく酸化劣化の恐れがないため、特にち密性は要
求されない。この耐摩耗層としてはＡＪｚＯｓ 、 Ｔ
ａｚＯｓ 、 ＳｉＣ、８ｉａＮ４等が用いられる。
〔発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、安定性に優れた発
熱抵抗体を用いるため、長寿命のサーマルヘッドで得る
ことができる。
熱抵抗体を用いるため、長寿命のサーマルヘッドで得る
ことができる。
［発明の実施例］
以下に本発明の詳細な説明するっ
第１図はサーマルヘッドの要部断面図である。
セラミックス基板（１）上に、平滑性をもたせるための
ガラスグレーズ層（２）が形成されており、この上に発
熱抵抗体（３）が形成されている。（４） 、 （４Ｙ
は発熱抵抗体（３）に電力を供給する例えばＴｉ−Ａｕ
からなる電気導体である。
ガラスグレーズ層（２）が形成されており、この上に発
熱抵抗体（３）が形成されている。（４） 、 （４Ｙ
は発熱抵抗体（３）に電力を供給する例えばＴｉ−Ａｕ
からなる電気導体である。
最初にターゲット組成を変化させた時の比抵抗値と抵抗
温度係数を検討した。第１表Ｋ ＢａＲｕＯ３を代表し
てターゲット組成と膜の抵抗値、抵抗温度係数を示した
、成膜条件は高周波スパッタリンクニヨリ、Ａｒ−５Ｑ
％Ｏｚ混合ガス１０ｍＴｏｒｒ中で電力密度２″” ”
／ａｌ、基′板温度３００υで行ナツタ。第１表のよう
に発熱抵抗体としては原子比（Ｂａ４ｕ） ２以下が抵
抗温度係数が正であるので望ましい。
温度係数を検討した。第１表Ｋ ＢａＲｕＯ３を代表し
てターゲット組成と膜の抵抗値、抵抗温度係数を示した
、成膜条件は高周波スパッタリンクニヨリ、Ａｒ−５Ｑ
％Ｏｚ混合ガス１０ｍＴｏｒｒ中で電力密度２″” ”
／ａｌ、基′板温度３００υで行ナツタ。第１表のよう
に発熱抵抗体としては原子比（Ｂａ４ｕ） ２以下が抵
抗温度係数が正であるので望ましい。
Ｂν’Ｒ，０，５以下は耐湿性に劣る。ゆえにターゲッ
ト組成はＢ ａ／几。の比で０．６〜２が望ましい。Ｂ
ａの代りにＣａ、 Ｓｒ、Ｐｂ、Ｔｌｌ、Ｂｉ等を用い
た他の系にライても同様な傾向であった。）入子余白 第 １ 表 次に第２表に示す構成のターゲットを用い高周波スパッ
タリング法によシ発熱抵抗体を形成した。
ト組成はＢ ａ／几。の比で０．６〜２が望ましい。Ｂ
ａの代りにＣａ、 Ｓｒ、Ｐｂ、Ｔｌｌ、Ｂｉ等を用い
た他の系にライても同様な傾向であった。）入子余白 第 １ 表 次に第２表に示す構成のターゲットを用い高周波スパッ
タリング法によシ発熱抵抗体を形成した。
スパッタリングは、（Ａｒ＋５０％０２）混合ガス１０
ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電力密度２ ｗａ ｔ １／ｃｒｄ、
基板温度３００υの条件で行なった。発熱抵抗体はｉｏ
ｏ ｘ ｉｏｏμｍで膜厚５ｏｎｍであった。
ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電力密度２ ｗａ ｔ １／ｃｒｄ、
基板温度３００υの条件で行なった。発熱抵抗体はｉｏ
ｏ ｘ ｉｏｏμｍで膜厚５ｏｎｍであった。
比較のため、３００Ｘ厚のＴａ２Ｎ（ｘパックによる紛
を発熱抵抗体として用い、５ｉＯｚ ３μｍ（酸化防止
膜）を形成した。
を発熱抵抗体として用い、５ｉＯｚ ３μｍ（酸化防止
膜）を形成した。
上記のようＫして準備したサンプルに対し、初めに、い
わゆるステップストレステストを実施シ、抵抗体がどの
程度の印加電力に耐えるか検討した。
わゆるステップストレステストを実施シ、抵抗体がどの
程度の印加電力に耐えるか検討した。
試検条件はパルス巾５ｍ５ｅｃで１００サイクルの繰シ
返し電圧を印加し、そして供給電力をＩ分にＩ Ｗａｔ
ｔ／−づつ増加させるという方法である。その結果、従
来例のＴａｚＮを用いたものは、２０Ｗ／ｆｉｔの印加
電圧ですでに抵抗変化率、 が１０チを超えているのに対し、本発明による抵抗体は
いずれの場合も７０ｗａ ｔ ｔ、４ｔを超えても抵抗
変化率は２チ以下であった。
返し電圧を印加し、そして供給電力をＩ分にＩ Ｗａｔ
ｔ／−づつ増加させるという方法である。その結果、従
来例のＴａｚＮを用いたものは、２０Ｗ／ｆｉｔの印加
電圧ですでに抵抗変化率、 が１０チを超えているのに対し、本発明による抵抗体は
いずれの場合も７０ｗａ ｔ ｔ、４ｔを超えても抵抗
変化率は２チ以下であった。
との印加電力が高くまで抵抗変化が少ない事は抵抗体に
大きな電力を供給でき、従って高速印字に対応できるも
のである。
大きな電力を供給でき、従って高速印字に対応できるも
のである。
次いで長時間の安定性を検討した。すなわち、５ｏｗａ
ｔｔ７−のパルス状電力を２ｍ５ｅｃの間印加し、その
時の抵抗変化率を検討した。結果を第２表に六す０ 夙
千望日 第２表 ぜ 第２表から明らかなように、本発明に係るものは、抵抗
値の変化率が小さく、長寿命のサーマルヘッドを構成す
る。
ｔｔ７−のパルス状電力を２ｍ５ｅｃの間印加し、その
時の抵抗変化率を検討した。結果を第２表に六す０ 夙
千望日 第２表 ぜ 第２表から明らかなように、本発明に係るものは、抵抗
値の変化率が小さく、長寿命のサーマルヘッドを構成す
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 (4)
- （１）基板と、前記基板上に形成された発熱抵抗体を有
するサーマルヘッドにおいて、 前記発熱抵抗体として、酸化ルテニウムを主成分とし、
Ｍ （ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＴＩカら選
ばれた少なくとも一種）の酸化物をＭ／Ｒｕ（原子比）
で０．６〜２含有する金属酸化物薄膜を用いたことを特
徴とするサーマルヘッド。 - （２）前記金属酸化物薄膜中のＲｕとＭの原子比が実質
的に１＝１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。 - （３）前記金属酸化物薄膜の膜厚が］Ｑｎｍ〜１μｍ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。 - （４）前記金属酸化物薄膜の膜厚がｌＱｎｍ〜３ＱＱｎ
ｍ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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59011851A JPS60157884A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | サ−マルヘツド |
| EP84308060A EP0150579B1 (en) | 1984-01-27 | 1984-11-21 | Thermal head |
| DE8484308060T DE3466195D1 (en) | 1984-01-27 | 1984-11-21 | Thermal head |
| US06/675,212 US4574292A (en) | 1984-01-27 | 1984-11-27 | Thermal head |
| CA000468816A CA1227254A (en) | 1984-01-27 | 1984-11-28 | Thermal head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59011851A JPS60157884A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | サ−マルヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60157884A true JPS60157884A (ja) | 1985-08-19 |
| JPH0464863B2 JPH0464863B2 (ja) | 1992-10-16 |
Family
ID=11789221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59011851A Granted JPS60157884A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60157884A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49125289A (ja) * | 1972-12-22 | 1974-11-30 | ||
| JPS5573575A (en) * | 1978-11-28 | 1980-06-03 | Nec Corp | Thick film type thermal head |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59011851A patent/JPS60157884A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49125289A (ja) * | 1972-12-22 | 1974-11-30 | ||
| JPS5573575A (en) * | 1978-11-28 | 1980-06-03 | Nec Corp | Thick film type thermal head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0464863B2 (ja) | 1992-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |