JPS61189958A - サ−マルヘツド - Google Patents
サ−マルヘツドInfo
- Publication number
- JPS61189958A JPS61189958A JP60030967A JP3096785A JPS61189958A JP S61189958 A JPS61189958 A JP S61189958A JP 60030967 A JP60030967 A JP 60030967A JP 3096785 A JP3096785 A JP 3096785A JP S61189958 A JPS61189958 A JP S61189958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- volume resistivity
- film
- carbon
- cvd method
- 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.)
- Pending
Links
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)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (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】
産業上の利用分野
感熱記録方式は、騒音を発生せず保守性に優れているこ
とから、ファクシミリをはじめとして多種のプリ／りに
採用されている。近年、感熱転写記録方式の実用化に伴
なってカラー記録も可能となり、感熱記録方式の重要性
はますます高まってきている。
とから、ファクシミリをはじめとして多種のプリ／りに
採用されている。近年、感熱転写記録方式の実用化に伴
なってカラー記録も可能となり、感熱記録方式の重要性
はますます高まってきている。
本発明はそれら感熱記録方式による装置に用いるサーマ
ルヘッドに関するものである。
ルヘッドに関するものである。
従来の技術
従来のサーマルヘッドの構成例を以下に説明する０
第２図は発熱体基板の外観図、第３図は要部断面図であ
る。１はセラミック等の耐熱性材質よりなる絶縁基板で
あシ、その表面はガラス等をグルーズして用いることが
多い。２は発熱体、３は共通電極、４は個別電極である
。電極には駆動用回路が接続され、発熱体を通電するこ
とによって発熱させ、この上に当接される記録紙等を加
熱するものである。
る。１はセラミック等の耐熱性材質よりなる絶縁基板で
あシ、その表面はガラス等をグルーズして用いることが
多い。２は発熱体、３は共通電極、４は個別電極である
。電極には駆動用回路が接続され、発熱体を通電するこ
とによって発熱させ、この上に当接される記録紙等を加
熱するものである。
第２図では示していないが、発熱体２および電極３．４
の上には保！！膜６が形成されている。保護膜６は耐環
境性および耐摩耗性の付与を主たる目的とし、通常Ｔａ
２ｏ６Ｓ１３Ｎ４等の硬質膜がスパッタリング等の方法
で形成され、その厚みは６〜１０μｍ程度が必要である
。
の上には保！！膜６が形成されている。保護膜６は耐環
境性および耐摩耗性の付与を主たる目的とし、通常Ｔａ
２ｏ６Ｓ１３Ｎ４等の硬質膜がスパッタリング等の方法
で形成され、その厚みは６〜１０μｍ程度が必要である
。
発明が解決しようとする問題点
Ｔａ２０６Ｓｉ３Ｎ４等の硬質膜は、耐摩耗性において
は実用上はぼ満足出来るものであるが、スパッタリング
等の方法で形成する場合には、ピンボール等の欠陥によ
る耐環境性の劣化を防止するために５〜１０μｍの厚み
が必要であり、これを形成するのに数時間を要しておジ
製造原価の低減に対して大きな障害となっていた。
は実用上はぼ満足出来るものであるが、スパッタリング
等の方法で形成する場合には、ピンボール等の欠陥によ
る耐環境性の劣化を防止するために５〜１０μｍの厚み
が必要であり、これを形成するのに数時間を要しておジ
製造原価の低減に対して大きな障害となっていた。
また、Ｓｉ３Ｎ４の熱電導率は０．０３ ｃａ １７ｃ
ｍ ＊ Ｓｅｃ・°Ｃ程度であり金属に比べて１桁小さ
い値である。
ｍ ＊ Ｓｅｃ・°Ｃ程度であり金属に比べて１桁小さ
い値である。
すなわち感熱記録のために必要な熱エネルギーを発熱体
２から記録紙等へ伝えるのに対して大きな抵抗となり、
発熱体２の発熱量を大きくせざるを得す、装置の消費電
力も大きくなり、電源部品等のコストを高くする原因と
なっていた。
２から記録紙等へ伝えるのに対して大きな抵抗となり、
発熱体２の発熱量を大きくせざるを得す、装置の消費電
力も大きくなり、電源部品等のコストを高くする原因と
なっていた。
問題点を解決するための手段
以上に述べたような、Ｓｉ３Ｎ４等の従来の保護膜材料
の問題点を解決する手段として、ダイヤモンドを保護膜
とすることが考えられる。ダイヤモンドは物質中で最高
の硬度を示す物質でアシ、また化学的にも極めて安定で
あり、耐摩耗性、耐環境性のだめの理想材料ともいえる
。さらに、ダイヤモンドの熱伝導率は、■型のダイヤモ
ンドが１．３〜２．１ ｃａｌ １０ＩＬ ＠ ｓｅａ
ａ ”Ｃ、１１型のダイヤモンドが４．４ ｃａｌ
７ｃｍ・Ｓ圓・°Ｃ程度であり、サーマルヘッド用とし
ては申し分のない材料である。
の問題点を解決する手段として、ダイヤモンドを保護膜
とすることが考えられる。ダイヤモンドは物質中で最高
の硬度を示す物質でアシ、また化学的にも極めて安定で
あり、耐摩耗性、耐環境性のだめの理想材料ともいえる
。さらに、ダイヤモンドの熱伝導率は、■型のダイヤモ
ンドが１．３〜２．１ ｃａｌ １０ＩＬ ＠ ｓｅａ
ａ ”Ｃ、１１型のダイヤモンドが４．４ ｃａｌ
７ｃｍ・Ｓ圓・°Ｃ程度であり、サーマルヘッド用とし
ては申し分のない材料である。
ダイヤモンドの薄膜を形成する技術に関しては多くの報
告がなされている。
告がなされている。
（参考文献）
（１）難波義捷：ダイヤモンド薄膜の低圧合成の研究、
応用機械工学、１９８４年 ７月号 ≧）松本’ｆｆ−４［Ｓ：ダイヤモンドの低圧合成、現
代化学、１９８４年９月号 （３）瀬高信雄：ダイヤモンドの低圧合成９日本産業技
術振興協会、技術賃料 厖１ｓｓ、５９／６／２０ しかしながら、いずれもまだ研究段階であり、末だ実用
には至っていない。
応用機械工学、１９８４年 ７月号 ≧）松本’ｆｆ−４［Ｓ：ダイヤモンドの低圧合成、現
代化学、１９８４年９月号 （３）瀬高信雄：ダイヤモンドの低圧合成９日本産業技
術振興協会、技術賃料 厖１ｓｓ、５９／６／２０ しかしながら、いずれもまだ研究段階であり、末だ実用
には至っていない。
我々は、ダイヤモンドに近い特性を示す高硬度の炭素膜
を形成する方法を開発した（黒用他：プラズマ・イ法ジ
ェクタコンＣＶＤ法による高硬度炭素膜の形成及び評価
、昭和６０年年度様学会春季大会学術講演論文集、４４
２２）。
を形成する方法を開発した（黒用他：プラズマ・イ法ジ
ェクタコンＣＶＤ法による高硬度炭素膜の形成及び評価
、昭和６０年年度様学会春季大会学術講演論文集、４４
２２）。
我々の開発した方法は、メタンガスを材料ガスとして１
０〜２０ Ｐａ の低圧力でこれをプラズマ化し、プラ
ズマもしくはプラズマ中のイオンを加速電界によって基
板に噴射し、基板を加熱することなく、最高５００ｏ入
／分程度の高速で成膜することが可能なものであり、我
々はプラズマ・インジェクタジノＣＶＤ法と称している
（以下、ＰＩ−ＣＶＤ法と略す）。
０〜２０ Ｐａ の低圧力でこれをプラズマ化し、プラ
ズマもしくはプラズマ中のイオンを加速電界によって基
板に噴射し、基板を加熱することなく、最高５００ｏ入
／分程度の高速で成膜することが可能なものであり、我
々はプラズマ・インジェクタジノＣＶＤ法と称している
（以下、ＰＩ−ＣＶＤ法と略す）。
Ｐ ｌ−ＣＶＤ法によって形成した膜は、ＳＦ５ないし
ＳＦ３の電子配置を含む、ダイヤモンドに近い結合状態
のアモルファス状炭素からなっており、ビッカース硬さ
は２ｏｏＯ〜３ｏＯｏ卒／−であり、耐摩耗性は５１３
Ｎ４等と同等以上である。また熱伝導率は０．６ ｃａ
ｌ ／ｃ！１１＋ ｓｅａ １１ ”ｃ程度９休積抵抗
率は成膜条件により１０７〜１０１３Ω−ｃｍの範囲と
なる。
ＳＦ３の電子配置を含む、ダイヤモンドに近い結合状態
のアモルファス状炭素からなっており、ビッカース硬さ
は２ｏｏＯ〜３ｏＯｏ卒／−であり、耐摩耗性は５１３
Ｎ４等と同等以上である。また熱伝導率は０．６ ｃａ
ｌ ／ｃ！１１＋ ｓｅａ １１ ”ｃ程度９休積抵抗
率は成膜条件により１０７〜１０１３Ω−ｃｍの範囲と
なる。
作 用
Ｐ ｌ−ＣＶＤ法で形成したダイヤモンド状炭素をサー
マルヘッドの保護膜とすれば、以上に述べたようなダイ
ヤモンドに準じる緒特性が発揮され、従来のサーマルヘ
ッドに比べて熱効率の向上と製造コストの低減が可能と
なる。
マルヘッドの保護膜とすれば、以上に述べたようなダイ
ヤモンドに準じる緒特性が発揮され、従来のサーマルヘ
ッドに比べて熱効率の向上と製造コストの低減が可能と
なる。
Ｐ ｌ−ＣＶＤ法は、ＣＶＤ法１７）一般的な特ｉを有
しておシ、膜はち密でピンホールの発生が無いため、膜
厚は２〜６μｍでも十分な耐環境性を示す０ 一方、ＣＶＤ法の欠点もまた有しており、任意の基板に
成膜することは出来ない。すなわち、膜の付着力を確保
するためには、炭素との化学的親和力を持つ基板材質で
なければ保護膜として機能させることはできない。サー
マルヘッドの電極には、従来、Ａ ｕ 、 Ｃｕ等が主
に用いられているが、これらの材質に対しては、Ｐ Ｉ
−ＣＶＤ法では高硬度の炭素膜を形成することができ
ない。
しておシ、膜はち密でピンホールの発生が無いため、膜
厚は２〜６μｍでも十分な耐環境性を示す０ 一方、ＣＶＤ法の欠点もまた有しており、任意の基板に
成膜することは出来ない。すなわち、膜の付着力を確保
するためには、炭素との化学的親和力を持つ基板材質で
なければ保護膜として機能させることはできない。サー
マルヘッドの電極には、従来、Ａ ｕ 、 Ｃｕ等が主
に用いられているが、これらの材質に対しては、Ｐ Ｉ
−ＣＶＤ法では高硬度の炭素膜を形成することができ
ない。
また、ＰＩ−ＣＶＤ法ではプラズマもしくはプラズマ中
のイオンを加速して成膜するため、成膜しようとする基
板の体積抵抗率が高い場合には、基板が正電荷によって
帯電し、成膜のために加速されて飛んできたイオンを反
発してしまい、高硬度の炭素膜を形成することが出来な
い。実験によれば１Ｑ１３Ω−口取上の基板に対しては
成膜不可能であった。
のイオンを加速して成膜するため、成膜しようとする基
板の体積抵抗率が高い場合には、基板が正電荷によって
帯電し、成膜のために加速されて飛んできたイオンを反
発してしまい、高硬度の炭素膜を形成することが出来な
い。実験によれば１Ｑ１３Ω−口取上の基板に対しては
成膜不可能であった。
実施例
第１図に本発明の一実施例を示す。サーマルヘッドの基
本構成は第２図に示す従来例と同様であり、少なくとも
表面が絶縁性を有する絶縁基板６の上に発熱体７が列状
に分離して形成され、発熱体７に通電するための電極８
．９が形成されている。電極８は例えば共通電極となシ
、電極９は個別電極となって駆動用回路と接続されてい
る。電極８，９の材質は通常Ｃｕ、Ａｕ等の導電性の良
好な金属が用いられる。発熱体７の材質は例えばＴｉｃ
と８１０２の混合物であり、体積抵抗率は３００〜ＳＯ
ＯμΩ−α程度である。
本構成は第２図に示す従来例と同様であり、少なくとも
表面が絶縁性を有する絶縁基板６の上に発熱体７が列状
に分離して形成され、発熱体７に通電するための電極８
．９が形成されている。電極８は例えば共通電極となシ
、電極９は個別電極となって駆動用回路と接続されてい
る。電極８，９の材質は通常Ｃｕ、Ａｕ等の導電性の良
好な金属が用いられる。発熱体７の材質は例えばＴｉｃ
と８１０２の混合物であり、体積抵抗率は３００〜ＳＯ
ＯμΩ−α程度である。
発熱体７および電極８．９の間には絶縁基板６の表面が
露出しているが、絶縁基板６は通常セラミック基板の表
面をガラスでグレーズ・しているため、その体積抵抗率
は１０１５Ｑ−３以上である。
露出しているが、絶縁基板６は通常セラミック基板の表
面をガラスでグレーズ・しているため、その体積抵抗率
は１０１５Ｑ−３以上である。
成されるためには、基板材質およびその体積抵抗率が限
定されるため、発熱体７．電極８，９、および絶縁基板
６の三種の材質があられれている表面に直接成膜するこ
とは不適当である。すなわち本実施例の場合には、発熱
体７以外の表面に形成される炭素膜は、付着力が弱いか
、もしくは成膜されない。
定されるため、発熱体７．電極８，９、および絶縁基板
６の三種の材質があられれている表面に直接成膜するこ
とは不適当である。すなわち本実施例の場合には、発熱
体７以外の表面に形成される炭素膜は、付着力が弱いか
、もしくは成膜されない。
このために、保Ｎ膜となる第２層１ｃｍの下に、第１層
１０を形成して、第２層１１を強く形成することを可能
としている。第１層１ｏに求められる特性は、電極８，
９間の絶縁分離をするに十分な電気抵抗と、第２層たる
炭素との強い化合結合性および、ＰＩ−ＣＶＤ法を行う
ために必要な１０１５Ω−個以下の体積抵抗率である。
１０を形成して、第２層１１を強く形成することを可能
としている。第１層１ｏに求められる特性は、電極８，
９間の絶縁分離をするに十分な電気抵抗と、第２層たる
炭素との強い化合結合性および、ＰＩ−ＣＶＤ法を行う
ために必要な１０１５Ω−個以下の体積抵抗率である。
この３つの要求特性を満足するために、第１層１０をざ
らに２層に分離することも考えられる。例えば、ＳｉＯ
□等の絶縁膜をスパッタリング等の物理的成膜手段によ
って形成し、この上に、炭素と強い結合が可能な金属（
例えば、ＡＩ 、Ｂｅ、Ｃｏ 、Ｃｒ 、Ｆｅ、Ｍｎ。
らに２層に分離することも考えられる。例えば、ＳｉＯ
□等の絶縁膜をスパッタリング等の物理的成膜手段によ
って形成し、この上に、炭素と強い結合が可能な金属（
例えば、ＡＩ 、Ｂｅ、Ｃｏ 、Ｃｒ 、Ｆｅ、Ｍｎ。
Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ等
の金属もしくはそれらを主成分とする合金）をスパッタ
リング等で形成すればよい。しかし、そのような構成に
すると、製造工程が複雑になりコスト、信頼性の点にお
いて問題を生じる。
の金属もしくはそれらを主成分とする合金）をスパッタ
リング等で形成すればよい。しかし、そのような構成に
すると、製造工程が複雑になりコスト、信頼性の点にお
いて問題を生じる。
本発明においては前述の３の要求特性を単層の膜によっ
て実現することによって実用化をはかろうとするもので
ある。
て実現することによって実用化をはかろうとするもので
ある。
要求特性のうち、電極８．９間の絶縁分離に関しては、
完全な絶縁体である必要はなく、１０３Ω−１程度以上
の体積抵抗率があればよい。すなわち、ＰＩ−ＣＶＤ法
を行うに必要な条件とあわせて１０３〜１ｏ１３Ω−α
の体積抵抗率を有する耐熱性の材料であり、かつ、炭素
と強い結合をつくる物質であればよい。
完全な絶縁体である必要はなく、１０３Ω−１程度以上
の体積抵抗率があればよい。すなわち、ＰＩ−ＣＶＤ法
を行うに必要な条件とあわせて１０３〜１ｏ１３Ω−α
の体積抵抗率を有する耐熱性の材料であり、かつ、炭素
と強い結合をつくる物質であればよい。
そのような条件を満足する材料として、例えば、ｓｔｃ
が選ばれる。ＳｉＣは１０５〜１０５Ω−口の体積抵抗
率を示す耐熱材であり、Ｓｔ は炭素と共有結合で結び
つくため、Ｐ Ｉ −ＣＶＤ法による成膜の下地として
も十分である。また各種のＳｔ （単結晶、多結晶、
アモルファス等）も１０５〜１ｏ１０Ω−α程度の体積
抵抗率を持ち、第１層の材質として適当である。ただし
アモルファスシリコンに関しては熱的な制約を伴うが、
アモルファスである必要はないため、熱処理によって部
分的に結晶化させておくことが有効である。さらに他の
材料としてＢが選択される、Ｂの体積抵抗率は１．８−
Ｘ１０６Ω−α程度であシ、やはり炭素と共有結合によ
る強い結合をする。
が選ばれる。ＳｉＣは１０５〜１０５Ω−口の体積抵抗
率を示す耐熱材であり、Ｓｔ は炭素と共有結合で結び
つくため、Ｐ Ｉ −ＣＶＤ法による成膜の下地として
も十分である。また各種のＳｔ （単結晶、多結晶、
アモルファス等）も１０５〜１ｏ１０Ω−α程度の体積
抵抗率を持ち、第１層の材質として適当である。ただし
アモルファスシリコンに関しては熱的な制約を伴うが、
アモルファスである必要はないため、熱処理によって部
分的に結晶化させておくことが有効である。さらに他の
材料としてＢが選択される、Ｂの体積抵抗率は１．８−
Ｘ１０６Ω−α程度であシ、やはり炭素と共有結合によ
る強い結合をする。
さらに他の材料としてＧｏが選択される。Ｇｅの体積抵
抗率は４．６Ｘ１０５Ω−α程度であり、炭素との結合
力はＳｔ、Ｂに準じるが、実用上は十分である。
抗率は４．６Ｘ１０５Ω−α程度であり、炭素との結合
力はＳｔ、Ｂに準じるが、実用上は十分である。
それらの材質を、スパッタリング等の物理的手段で成膜
するが、第２層の特性を発揮させるためにはその厚みは
あまり大きくするべきではない。
するが、第２層の特性を発揮させるためにはその厚みは
あまり大きくするべきではない。
たとえば１０００λ程度の膜厚で十分である。
第１層１ｏがほぼ均一に成膜された後に、ＰＩ−ＣＶＤ
法によって、第２層が形成される。その成膜速度は最高
５０ｏＯ人／分も可能であり、６μｍの膜厚であっても
１０分間で成膜される。
法によって、第２層が形成される。その成膜速度は最高
５０ｏＯ人／分も可能であり、６μｍの膜厚であっても
１０分間で成膜される。
発明の効果
本発明によれば第１層を体積抵抗率１０５〜１０１３Ω
・ｃｍの耐熱材質とすることによって、これを下地層と
してＰＩ−ＣＶＤ法による高硬度炭素膜の形成が可能と
なり、サーマルヘッドの保護膜としての耐摩耗性、耐環
境性が確保されるのみならず、熱伝導性の向上によって
、サーマルヘッドの熱効率が向上し、高速応答性の向上
と、駆動用電源のコストダウンが実現される等、本発明
は工業的に極めて有用である。
・ｃｍの耐熱材質とすることによって、これを下地層と
してＰＩ−ＣＶＤ法による高硬度炭素膜の形成が可能と
なり、サーマルヘッドの保護膜としての耐摩耗性、耐環
境性が確保されるのみならず、熱伝導性の向上によって
、サーマルヘッドの熱効率が向上し、高速応答性の向上
と、駆動用電源のコストダウンが実現される等、本発明
は工業的に極めて有用である。
第１図は本発明の一実施例におけるサーマルヘッドの要
部拡大断面図、第２図は一般的なサーマルヘッドの外観
図、第３図は従来例のサーマルヘッドの要部拡大断面図
である。 １．６・・・・・・絶縁基板、２．７・・・・・・発熱
体、３゜４．８．９・・・・・・電極、６，１１・・・
・・・保護膜。 第 １！！Ｉ ＩＩ第２贋（保護膜） ′８罎電極 ／め殻悸
部拡大断面図、第２図は一般的なサーマルヘッドの外観
図、第３図は従来例のサーマルヘッドの要部拡大断面図
である。 １．６・・・・・・絶縁基板、２．７・・・・・・発熱
体、３゜４．８．９・・・・・・電極、６，１１・・・
・・・保護膜。 第 １！！Ｉ ＩＩ第２贋（保護膜） ′８罎電極 ／め殻悸
Claims (2)
- （１）絶縁基板上に、列状に分離して形成された複数の
発熱体と、各発熱体を個別に通電発熱しうるよう形成さ
れた電極とを有し、この電極および前記発熱体上に体積
抵抗率１０＾３〜１０＾１＾３Ω・ｃｍの耐熱材よりな
る第１層、および高硬度炭素よりなる第２層が順次形成
されたサーマルヘッド。 - （２）第２層が、プラズマまたはイオンを使用して低温
低圧で形成されたダイヤモンド状炭素である特許請求の
範囲第１項記載のサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60030967A JPS61189958A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60030967A JPS61189958A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | サ−マルヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189958A true JPS61189958A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12318436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60030967A Pending JPS61189958A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61189958A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6091437A (en) * | 1996-10-25 | 2000-07-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Thermal recording system including thermal head and thermal recording material |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60030967A patent/JPS61189958A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6091437A (en) * | 1996-10-25 | 2000-07-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Thermal recording system including thermal head and thermal recording material |
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