JPS6139195B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6139195B2
JPS6139195B2 JP52069167A JP6916777A JPS6139195B2 JP S6139195 B2 JPS6139195 B2 JP S6139195B2 JP 52069167 A JP52069167 A JP 52069167A JP 6916777 A JP6916777 A JP 6916777A JP S6139195 B2 JPS6139195 B2 JP S6139195B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
boron phosphide
phosphide compound
thermal printing
surface protective
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
Application number
JP52069167A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS544146A (en
Inventor
Mikio Matsuzaki
Shozo Sasa
Kazuo Tanaka
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP6916777A priority Critical patent/JPS544146A/en
Publication of JPS544146A publication Critical patent/JPS544146A/en
Publication of JPS6139195B2 publication Critical patent/JPS6139195B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は感熱記録媒体に熱的印刷を行う感熱式
印刷ヘツドに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a thermal printing head for thermal printing on thermal recording media.

感熱式印刷ヘツドは、基体上に印刷要素として
複数個の発熱抵抗体が選択的に通電可能に配置さ
れた構造であつて、その印刷方式は、前記感熱式
印刷ヘツドに接触して感熱記録媒体を配置し、発
熱抵抗体に選択的に通電を行うことにより、感熱
記録媒体の前記選択された発熱抵抗体に対応する
部分を加熱し、発色反応を起こさせるものであ
る。従つて、ヘツドと感熱記録媒体は常時接触し
ているため印刷時の騒音が少く、又機械的可動部
分が少いため保守が容易である等の利点をもつ反
面、印刷個所の移動に当つては感熱記録媒体がヘ
ツド面を接触摺動することとなり、感熱式印刷ヘ
ツドの記録媒体との接触面は耐摩耗性に優れてい
ることが要求される。
A thermal printing head has a structure in which a plurality of heating resistors are arranged as printing elements on a substrate so as to be selectively energized. By arranging and selectively energizing the heat generating resistors, a portion of the thermosensitive recording medium corresponding to the selected heat generating resistor is heated and a coloring reaction is caused. Therefore, since the head and the thermal recording medium are in constant contact with each other, there is less noise during printing, and there are fewer mechanically moving parts, making maintenance easier. Since the heat-sensitive recording medium comes into contact with and slides on the head surface, the contact surface of the heat-sensitive printing head with the recording medium is required to have excellent abrasion resistance.

従来一般に用いられている感熱式印刷ヘツドは
金属電極及び発熱体上に酸化タンタルや、炭化シ
リコン等の表面保護層を設け、耐摩耗性の向上を
計つていたが、充分な耐摩耗性が得られないた
め、厚い表面保護層が必要となり、その結果、発
熱抵抗体と感熱記録媒体との距離が増加し、印字
品質その他に悪影響を及ぼしていた。
Conventionally used thermal printing heads have been designed to improve abrasion resistance by providing a surface protective layer of tantalum oxide, silicon carbide, etc. on the metal electrodes and heating element, but the abrasion resistance is not sufficient. As a result, a thick surface protective layer is required, and as a result, the distance between the heating resistor and the heat-sensitive recording medium increases, which adversely affects print quality and other aspects.

本発明はリン化ホウ素化合物半導体の硬度の高
さに着目し、リン化ホウ素化合物半導体を表面保
護膜に用いた高解像度で高速印刷が可能な新規な
感熱式印刷ヘツドを提供することを目とする。
The present invention focuses on the high hardness of boron phosphide compound semiconductors, and aims to provide a new thermal printing head that uses boron phosphide compound semiconductors as a surface protective film and is capable of high-resolution, high-speed printing. do.

以下に実施例を用いて、本願発明を詳細に説明
する。
The present invention will be described in detail below using Examples.

〔実施例 1〕 第1図は実施例1における感熱式印刷ヘツドの
要部斜視図であつて、第2図はその製造工程を説
明するための断面図である。図において、1はサ
フアイア基体、2,4はチタン膜、3はモリブデ
ン膜、5はリン化ホウ素化合物半導体薄膜であ
る。第1図に示す感熱式印刷ヘツドはサフアイア
基体1上にチタン膜2,4とモリブデン膜3とか
らなる金属電極が2個形成されており、該金属電
極間及び該金属電極上にリン化ホウ素化合物半導
体薄膜5が配設されて、前記金属電極間が発熱体
及び表面保護膜、前記金属電極上が表面保護膜と
して機能するよう構成されている。一般に感熱式
印刷ヘツドの発熱抵抗体として使用できる物は比
抵抗が10-4〜10-2Ω・cmであれば良く、これらは
半導体であります。例えばTaN,Ti−SiO2,Ta
−SiO2等があり、これらは上記比抵抗を示す半
導体であります。リン化ホウ素化合物半導体を、
同様であります。
[Example 1] FIG. 1 is a perspective view of the main parts of a thermal printing head in Example 1, and FIG. 2 is a sectional view for explaining the manufacturing process. In the figure, 1 is a sapphire substrate, 2 and 4 are titanium films, 3 is a molybdenum film, and 5 is a boron phosphide compound semiconductor thin film. The thermal printing head shown in FIG. 1 has two metal electrodes made of titanium films 2 and 4 and a molybdenum film 3 formed on a sapphire substrate 1, and boron phosphide between and on the metal electrodes. A compound semiconductor thin film 5 is disposed so that the space between the metal electrodes functions as a heating element and a surface protection film, and the area above the metal electrodes functions as a surface protection film. In general, materials that can be used as heating resistors in thermal printing heads have a specific resistance of 10 -4 to 10 -2 Ωcm, and these are semiconductors. For example, TaN, Ti-SiO 2 , Ta
-SiO 2, etc., and these are semiconductors that exhibit the above specific resistance. boron phosphide compound semiconductor,
It's the same.

第1図の構造を採る場合のリン化ホウ素化合物
半導体薄膜5は、金属電極間は発熱体として、発
熱体の表面部分に近い部分(サフアイア基体1の
反対側)は、表面保護膜として、機能し、1種の
材料で両方の機能をするものであります。
When adopting the structure shown in FIG. 1, the boron phosphide compound semiconductor thin film 5 functions as a heating element between the metal electrodes, and a portion close to the surface of the heating element (on the opposite side of the sapphire substrate 1) functions as a surface protective film. However, one material can perform both functions.

即ち、金属電極間の最短距離を電流がわ流れる
為、その間は発熱体として、機能し、表面には電
流が流れない為に表面保護膜として、機能するの
であります。
In other words, since current flows through the shortest distance between the metal electrodes, it functions as a heating element, and since no current flows on the surface, it functions as a surface protective film.

リン化ホウ素化合物半導体は単に硬質材料であ
るというばかりでなく耐クラツク性の点ででBP
〓Ta2O5>SiC>Si3N4と勝れ、耐摩耗性の点でも
BP〓SiC≫Si3N4>Ta2O5と勝れているので感熱
式印刷ヘツドとして最適である。
Boron phosphide compound semiconductors are not only hard materials, but also have excellent crack resistance.
〓Ta 2 O 5 > SiC > Superior to Si 3 N 4 and also in terms of wear resistance
BP〓SiC≫Si 3 N 4 > Ta 2 O 5 , making it ideal as a thermal printing head.

次に第2図を参照して第1図に示す感熱式印刷
ヘツドの製造工程を説明する。まずサフアイア基
体1上にチタン膜2、該チタン膜2上にモリブデ
ン膜3、該モリブデン膜3上にチタン膜4を連続
スパツタで蒸着する。一層目のチタン膜2はサフ
アイア基体への密着を良くするためで約1000Åの
厚さ、二層目のモリブデン膜3は1〜2μの厚
さ、三層目のチタン膜4はリン化ホウ素化合物半
導体5の成長下地であり、かつ、オーミツクコン
タクトを取るためのものであり、1000Åの厚さに
形成される(第2図a)。上記三層金属膜をプラ
ズマエツチングにより一括してパターニングし2
個の金属電極を形成する。該金属電極中、主とし
てモリブデン膜3が導電路として機能する(第2
図b)。サフアイア基体1及びチタン膜2,4と
モリブデン膜5とからなる金属電極上にリン化ホ
ウ素化合物半導体5を成長させ所定の形状にパタ
ーニングして、金属電極間のリン化ホウ素化合物
半導体5を発熱抵抗体、金属電極上のリン化ホウ
素化合物半導体5を表面保護膜とすれば、第1図
に示す本発明の感熱式印刷ヘツドを得ることがで
きる。
Next, the manufacturing process of the thermal printing head shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. First, a titanium film 2 is deposited on a sapphire substrate 1, a molybdenum film 3 is deposited on the titanium film 2, and a titanium film 4 is deposited on the molybdenum film 3 by continuous sputtering. The first layer titanium film 2 has a thickness of about 1000 Å to improve adhesion to the sapphire substrate, the second layer molybdenum film 3 has a thickness of 1 to 2 μm, and the third layer titanium film 4 is made of a boron phosphide compound. It is a growth base for the semiconductor 5 and is for making ohmic contact, and is formed to a thickness of 1000 Å (FIG. 2a). The above three-layer metal film is patterned all at once by plasma etching.
form metal electrodes. In the metal electrode, the molybdenum film 3 mainly functions as a conductive path (the second
Figure b). A boron phosphide compound semiconductor 5 is grown on a metal electrode consisting of a sapphire substrate 1, titanium films 2 and 4, and a molybdenum film 5 and patterned into a predetermined shape, and the boron phosphide compound semiconductor 5 between the metal electrodes is used as a heating resistor. If the boron phosphide compound semiconductor 5 on the metal electrode is used as a surface protective film, the thermal printing head of the present invention shown in FIG. 1 can be obtained.

本実施例のみならず発熱体として他の抵抗体を
用いた場合も本発明を構成することができる。
The present invention can be implemented not only in this embodiment but also in cases where other resistors are used as heating elements.

〔実施例 2〕 第3図は本願発明の他の実施例を示す要部斜視
図であつて、第4図はその製造工程を説明するた
めの断面図である。
[Embodiment 2] FIG. 3 is a perspective view of a main part showing another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view for explaining the manufacturing process.

第3図において、6はグレーズドセラミツクス
基体、7は多結晶シリコン膜、2はチタン膜、3
はモリブデン膜、8は表面保護膜である。表面保
護膜としては、リン化ホウ素化合物半導体、五酸
化タンタル、炭化ケイ素、チツ化ケイ素を用いた
場合、及び実施例1の構造の場合の、それぞれの
特性を比較する。
In FIG. 3, 6 is a glazed ceramic substrate, 7 is a polycrystalline silicon film, 2 is a titanium film, and 3 is a glazed ceramic substrate.
8 is a molybdenum film, and 8 is a surface protection film. As the surface protective film, a comparison will be made between the properties of a boron phosphide compound semiconductor, tantalum pentoxide, silicon carbide, and silicon nitride, and the structure of Example 1.

第4図により、第3図に示す感熱式印刷ヘツド
の製造工程を説明する。まずグレーズドセラミツ
クス基体6上に多結晶シリコン膜7を気相成長法
で形成し、該多結晶シリコン膜7上にチタン膜
2、該チタン膜2上にモリブデン膜3を連続スパ
ツタで形成する。一層目の多結晶シリコン膜は発
熱体であり約3000Åの厚さ、二層目のチタン膜は
モリブデン膜の多結晶シリコン膜への密着性を良
くするためであり厚さ約1000Å、三層目のモリブ
デン膜は電極であり2μの厚さである。(第4図
a)上記三層膜のうち、チタン膜2、モリブデン
膜3の二層膜をスパツタエツチング又はケミカル
エツチングでエツチングして発熱部9を露出させ
る。さらにストライプ状に、上記、多結晶シリコ
ン膜7、チタン膜2、モリブデン膜3の三層膜を
プラズマエツチング又はケミカルエツチングでエ
ツチングして発熱部、電極部を作成する。(第4
図b)上記三層膜上に気相成長法によりリン化ホ
ウ素化合物半導体、またスパツタ法によりリン化
ホウ素化合物半導体、またスパツタ法により五酸
化タンタル又は炭化ケイ素、プラズマ気相成長法
によりチツ化ケイ素をそれぞれ表面保護膜として
形成する。リン化ホウ素化合物の場合は約3μの
厚さ、五酸化タンタル、炭化ケイ素、チツ化ケイ
素の場合はそれぞれ約10μの厚さに形成する。
(第4図c)以上の工程により第3図の構造の感
熱式印刷ヘツドを作成する。
The manufacturing process of the thermal printing head shown in FIG. 3 will be explained with reference to FIG. First, a polycrystalline silicon film 7 is formed on a glazed ceramic substrate 6 by vapor phase growth, a titanium film 2 is formed on the polycrystalline silicon film 7, and a molybdenum film 3 is formed on the titanium film 2 by continuous sputtering. The first layer of polycrystalline silicon film is a heating element and has a thickness of about 3000 Å.The second layer of titanium film is for improving the adhesion of the molybdenum film to the polycrystalline silicon film and is about 1000 Å thick. The molybdenum film is an electrode and has a thickness of 2μ. (FIG. 4a) Of the three-layer film, the two-layer film of the titanium film 2 and the molybdenum film 3 are etched by sputter etching or chemical etching to expose the heat generating portion 9. Furthermore, the three-layer film of the polycrystalline silicon film 7, titanium film 2, and molybdenum film 3 is etched in stripes by plasma etching or chemical etching to form heat generating parts and electrode parts. (4th
Figure b) A boron phosphide compound semiconductor is grown on the above three-layer film by vapor phase growth, a boron phosphide compound semiconductor is grown by sputtering, tantalum pentoxide or silicon carbide is grown by sputtering, and silicon titanium is grown by plasma vapor deposition. are each formed as a surface protective film. In the case of a boron phosphide compound, the thickness is approximately 3 μm, and in the case of tantalum pentoxide, silicon carbide, and silicon titanide, the thickness is each approximately 10 μm.
(FIG. 4c) Through the above steps, a thermal printing head having the structure shown in FIG. 3 is produced.

上記工程により表面保護膜材料の異なる感熱式
印刷ヘツド、及び実施例1の構造の感熱式印刷ヘ
ツドを作成して、以下に述べるような特性の比較
を行つた。なお、実験に使用したそれぞれの感熱
式印刷ヘツドは全て8本/mm、A4サイズであり
同一形状を有している。印加パワーはこのドツト
サイズで規格化されたものである。
Through the above steps, thermal printing heads with different surface protection film materials and thermal printing heads having the structure of Example 1 were prepared, and the characteristics described below were compared. The thermal printing heads used in the experiment were all 8 heads/mm, A4 size, and had the same shape. The applied power is standardized by this dot size.

(i) 熱応答特性について 図5に表面保護膜表面、すなわち感熱紙と摺
動する部分の熱応答性のグラフを示す。同一印
加パワー(1.1w/dot)での温度上昇を各表面
保護層に対して比較したものである。グラフで
BP−1は実施例1の構造、BP−2は実施例2
の構造の場合である。これによりリン化ホウ素
化合物半導体の熱応答性が他の表面保護膜より
も優れていることがわかる。これはリン化ホウ
素化合物半導体の厚みが3μと薄いことに起因
している。さらに、実施例1の構造の場合は、
発熱体が直接表面に出ているために、熱応答特
性は更に優れている。
(i) Thermal response characteristics Figure 5 shows a graph of the thermal response of the surface of the surface protective film, that is, the part that slides on the thermal paper. The temperature rise at the same applied power (1.1w/dot) is compared for each surface protective layer. with graph
BP-1 is the structure of Example 1, BP-2 is the structure of Example 2
This is the case for the structure of This shows that the thermal response of the boron phosphide compound semiconductor is superior to other surface protective films. This is due to the fact that the boron phosphide compound semiconductor has a thin thickness of 3 μm. Furthermore, in the case of the structure of Example 1,
Since the heating element is directly exposed to the surface, the thermal response characteristics are even better.

(ii) 耐クラツク性について 図6には耐クラツク性のグラフを示す。すな
わち、印加パワーを1.0w/dotから1.6w/dot
まで変化させ、各印加パワーでの表面保護膜に
クラツクを発生するまでのパルス数により耐ク
ラツク性を比較したものである。これによりリ
ン化ホウ素化合物半導体の耐クラツク性が他の
表面保護膜よりも優れていることがわかる。こ
れはリン化ホウ素化合物半導体の厚みが薄いた
め、及び高温で膜成長させたため動作時の熱歪
が小さいことに起因しているためと思われる。
(ii) About crack resistance Figure 6 shows a graph of crack resistance. In other words, the applied power should be changed from 1.0w/dot to 1.6w/dot.
The crack resistance was compared based on the number of pulses required to generate a crack in the surface protective film at each applied power. This shows that the crack resistance of the boron phosphide compound semiconductor is superior to other surface protective films. This is thought to be due to the thin thickness of the boron phosphide compound semiconductor and the fact that the film was grown at a high temperature, resulting in small thermal strain during operation.

(iii) 耐摩耗性について 図7には耐摩耗性のグラフを示す。すなわ
ち、研磨材を塗布したテープを各表面保護膜の
感熱式印刷ヘツドに、押し付け圧力10g/mm2
走行速度1mm/secの条件で摺動させ、表面保
護膜の摩耗深さを測定した一種の加速試験であ
る。これによりリン化ホウ素化合物半導体の耐
摩耗性が優れていることがわかる。
(iii) Regarding wear resistance Figure 7 shows a graph of wear resistance. That is, a tape coated with an abrasive was pressed against the thermal printing head of each surface protective film at a pressure of 10 g/mm 2 .
This is a type of accelerated test in which the wear depth of the surface protective film was measured by sliding at a running speed of 1 mm/sec. This shows that the boron phosphide compound semiconductor has excellent wear resistance.

なお、炭化ケイ素を表面保護膜として使用する
場合、リン化ホウ素化合物半導体の場合と同様に
厚みを約3μとすると、発熱部端の電極との段差
部分にクラツクが発生するため、実用素子として
は使用できず、表面保護膜としては約10μm以上
の厚さが必要である。
Note that when silicon carbide is used as a surface protective film, if the thickness is set to approximately 3 μm as in the case of boron phosphide compound semiconductors, cracks will occur at the step between the end of the heat generating part and the electrode, making it difficult to use as a practical device. It cannot be used, and the thickness of the surface protective film must be approximately 10 μm or more.

上述の如くして得られた本発明の感熱式印刷ヘ
ツドは、従来の印刷ヘツドに比較して表面保護膜
を薄く構成できる利点があり、そのために熱応答
特性が高速化され高速印刷が可能となつた。
The thermal printing head of the present invention obtained as described above has the advantage that the surface protective film can be made thinner than conventional printing heads, and as a result, the thermal response characteristics are faster and high-speed printing is possible. Summer.

又保護膜が厚い場合は保護膜での熱拡散、熱損
失のために発熱体温度を高めにしなければなら
ず、発熱体寿命が低下したり、発熱体保護膜の熱
歪による破壊を生じ、さらに印刷解像度の低下等
が起こる。これに比べ本発明では保護膜が薄いの
でこれらの欠点を取り除くことができる。
In addition, if the protective film is thick, the temperature of the heating element must be raised due to heat diffusion and heat loss in the protective film, which may shorten the life of the heating element or cause damage to the heating element protective film due to thermal distortion. Furthermore, a reduction in printing resolution, etc. occurs. In contrast, in the present invention, these drawbacks can be eliminated because the protective film is thin.

又リン化ホウ素化合物半導体は抵抗値の調整が
容易にの行なえるため発熱体としても極めて有用
である。
Further, boron phosphide compound semiconductors are extremely useful as heating elements because the resistance value can be easily adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の感熱式印刷ヘツドの一実施例
を示す要部斜視図であつて、第2図はその製造工
程を説明するための断面図である。第3図は本願
発明の他の実施例の要部斜視図であり、第4図は
その製造工程の説明図である。第5〜第7図は、
本発明の具体的効果を表わすグラフである。 1……サフアイア基体、2,4……チタン膜、
3……モリブデン膜、5……リン化ホウ素化合物
半導体薄膜。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an embodiment of a thermal printing head according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view for explaining the manufacturing process thereof. FIG. 3 is a perspective view of a main part of another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of its manufacturing process. Figures 5 to 7 are
3 is a graph showing specific effects of the present invention. 1...Saphire substrate, 2,4...Titanium film,
3... Molybdenum film, 5... Boron phosphide compound semiconductor thin film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 基体上に複数個の発熱抵抗体が選択的に配置
され、該発熱抵坑体のそれぞれに金属電極が接続
された感熱式印刷ヘツドにおいて、前記発熱抵抗
体および金属電極上にリン化ホウ素化合物半導体
を主成分とする表面保護層が配設されていること
を特徴とする感熱式印刷ヘツド。
1. In a thermal printing head in which a plurality of heat generating resistors are selectively arranged on a substrate and metal electrodes are connected to each of the heat generating resistors, a boron phosphide compound is placed on the heat generating resistors and the metal electrodes. A thermal printing head characterized by being provided with a surface protective layer whose main component is a semiconductor.
JP6916777A 1977-06-11 1977-06-11 Heat-sensitive printing head Granted JPS544146A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6916777A JPS544146A (en) 1977-06-11 1977-06-11 Heat-sensitive printing head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6916777A JPS544146A (en) 1977-06-11 1977-06-11 Heat-sensitive printing head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS544146A JPS544146A (en) 1979-01-12
JPS6139195B2 true JPS6139195B2 (en) 1986-09-02

Family

ID=13394872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6916777A Granted JPS544146A (en) 1977-06-11 1977-06-11 Heat-sensitive printing head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS544146A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59137240U (en) * 1983-03-02 1984-09-13 株式会社津石製作所 Continuous conveyance device for assembled plate materials
JPS6023151U (en) * 1983-07-21 1985-02-16 トヨタ自動車株式会社 Soft thin plate material extraction device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS544146A (en) 1979-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4168343A (en) Thermal printing head
GB2072100A (en) Thermal printhead
JPS598558B2 (en) thermal print head
JPH0334469B2 (en)
JPS6139195B2 (en)
JP2775884B2 (en) Thermal head
JPH04288244A (en) Thermal head
JP3338273B2 (en) Thermal head
JPH09109428A (en) Thermal head and production thereof
JPS6018299B2 (en) thermal head
JPH0636210A (en) Structure of protective film
JPS6072750A (en) Thermosensitive recording head
JPS61255001A (en) Thermal head
CN114905862A (en) Heating substrate for thin film thermal sensitive printing head and manufacturing method thereof
JPS6256160A (en) Thermal head
JPS6367319B2 (en)
JPS6046029B2 (en) thermal head
JPS637442B2 (en)
JPS63278202A (en) Heating resistor
JPS63278203A (en) Heating resistor
JPS6387254A (en) Thermal head
JPS63168371A (en) Theremal recording head
JPS5946791B2 (en) thermal head
JPS6293901A (en) Thermal head and manufacture of the same
JP2003182127A (en) Thermal head