JPS6153955B2 - - Google Patents
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- JPS6153955B2 JPS6153955B2 JP56140653A JP14065381A JPS6153955B2 JP S6153955 B2 JPS6153955 B2 JP S6153955B2 JP 56140653 A JP56140653 A JP 56140653A JP 14065381 A JP14065381 A JP 14065381A JP S6153955 B2 JPS6153955 B2 JP S6153955B2
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Classifications
-
- 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)
- Electronic Switches (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は感熱記録用サーマルヘツドに関するも
ので、特に耐摩耗層を熱伝導率が固体中で最大で
あり最も耐摩耗性を有する炭素または炭素を主成
分とする材料により設けることを目的としてい
る。
ので、特に耐摩耗層を熱伝導率が固体中で最大で
あり最も耐摩耗性を有する炭素または炭素を主成
分とする材料により設けることを目的としてい
る。
本発明は発熱体層を非晶質(アモルフアス以下
ASという)または5〜200Aの大きさの微結晶性
を有する半非晶質(セミアモルフアス以下SASと
いう)の如きプラズマ気相法による100〜450℃好
ましくは200〜350℃の低温で形成する珪素または
炭素を主成分とする材料により設けることを目的
としている。
ASという)または5〜200Aの大きさの微結晶性
を有する半非晶質(セミアモルフアス以下SASと
いう)の如きプラズマ気相法による100〜450℃好
ましくは200〜350℃の低温で形成する珪素または
炭素を主成分とする材料により設けることを目的
としている。
本発明はかかる耐摩耗層または発熱層がプラズ
マ気相法すなわち0.01〜10torrの減圧下にて直
流、高周波(500KMz〜50MHz)またはマイクロ
波(例えば2.45GHz)の周波数の電磁エネルギを
加えてクローまたはアーク放電を発生させてプラ
ズマ化し、かかる電磁エネルギにより気化した反
応性気体例えばエチレン、プロパン等の炭化水素
ガスを活性化、分解せしめることによりASまた
はSASの絶縁性の炭素または炭素中に水素、珪素
が30モル%以下に含有した炭素を主成分とする被
膜を形成せんとするものである。
マ気相法すなわち0.01〜10torrの減圧下にて直
流、高周波(500KMz〜50MHz)またはマイクロ
波(例えば2.45GHz)の周波数の電磁エネルギを
加えてクローまたはアーク放電を発生させてプラ
ズマ化し、かかる電磁エネルギにより気化した反
応性気体例えばエチレン、プロパン等の炭化水素
ガスを活性化、分解せしめることによりASまた
はSASの絶縁性の炭素または炭素中に水素、珪素
が30モル%以下に含有した炭素を主成分とする被
膜を形成せんとするものである。
本発明はかかるプラズマ気相法により形成した
炭素はそのエンルギバンド巾が2.3eV以上代表的
には3eVを有する絶縁体でありかつその熱伝導率
は2.5以上代表的には5.0(W/cmdeg)とダイアモ
ンドの6.60(W/cmdeg)に近いきわめてすぐれた
高い値を有する。
炭素はそのエンルギバンド巾が2.3eV以上代表的
には3eVを有する絶縁体でありかつその熱伝導率
は2.5以上代表的には5.0(W/cmdeg)とダイアモ
ンドの6.60(W/cmdeg)に近いきわめてすぐれた
高い値を有する。
さらにビツカー硬度4500Kg/mm2以上代表的には
6400Kg/mm2というダイヤモンド類似の硬さを有す
るきわめてすぐれた特性を見出しかかる特性をサ
ーマルヘツドに適用してすぐれた耐摩耗性、感熱
高速応答性を有せしめたものである。
6400Kg/mm2というダイヤモンド類似の硬さを有す
るきわめてすぐれた特性を見出しかかる特性をサ
ーマルヘツドに適用してすぐれた耐摩耗性、感熱
高速応答性を有せしめたものである。
さらに本発明はかかるASまたはSASの450℃以
下で作られた炭素中に価または価の不純物で
あるホウ素またはリンを0.1〜3モル%の濃度に
添加すること、10-2〜10-6(Ωcm)-1の電気伝導
度を有せしめることができる。そのためこの場合
は発熱素子として用い、さらにその機械的特質よ
り耐摩耗性を必ずしも形成させる必要がないなど
の特性を有せしめることができるという他の特徴
を有する。
下で作られた炭素中に価または価の不純物で
あるホウ素またはリンを0.1〜3モル%の濃度に
添加すること、10-2〜10-6(Ωcm)-1の電気伝導
度を有せしめることができる。そのためこの場合
は発熱素子として用い、さらにその機械的特質よ
り耐摩耗性を必ずしも形成させる必要がないなど
の特性を有せしめることができるという他の特徴
を有する。
本発明はさらに耐摩耗層を減圧状態のプラズマ
気相法に用いるため、発熱層の側部に対しても上
面と同様の厚さで保護することができる。そのた
めこれまでスパツタ法、常圧気相法等で作られた
場合、この側面をおおうために結果として耐摩耗
層を上面の厚さ2μ以上(側面の厚さ0.2μ以
上)を必要とした。しかし本発明においては上面
も側面も0.1〜0.3μあれば十分であり、結果とし
て厚さが約1/10になつたため、さらに感熱の応答
速度を向上させることができるようになつた。
気相法に用いるため、発熱層の側部に対しても上
面と同様の厚さで保護することができる。そのた
めこれまでスパツタ法、常圧気相法等で作られた
場合、この側面をおおうために結果として耐摩耗
層を上面の厚さ2μ以上(側面の厚さ0.2μ以
上)を必要とした。しかし本発明においては上面
も側面も0.1〜0.3μあれば十分であり、結果とし
て厚さが約1/10になつたため、さらに感熱の応答
速度を向上させることができるようになつた。
本発明において反応性気体は炭化水素例えばエ
チレン(C2H1)メタン系炭化水素(CnH2o+2)等
の気体または珪素を一部に含んだ場合はテトラメ
チルシラン((CH3)4Si)、テトラエチルシラン
((C2H5)4Si)等を用いてもよい。前者にあつて
は炭素に水素が30モル%以下特にSASとすると
0.01〜5モル%と低く存在しつつも炭素同志の共
有結合が強くダイヤモンドと類似の物性を有して
いた。また後者にあつては水素が0.01〜20モル%
を含み、さらに珪素を炭素の1/3〜1/4含むいわゆ
る炭素過剰の炭素珪素であり、主成分を炭素とし
ている絶縁性材料で光学的エネルギーバンドや
Eg>2.3eV代表的には3.0eVであつた。
チレン(C2H1)メタン系炭化水素(CnH2o+2)等
の気体または珪素を一部に含んだ場合はテトラメ
チルシラン((CH3)4Si)、テトラエチルシラン
((C2H5)4Si)等を用いてもよい。前者にあつて
は炭素に水素が30モル%以下特にSASとすると
0.01〜5モル%と低く存在しつつも炭素同志の共
有結合が強くダイヤモンドと類似の物性を有して
いた。また後者にあつては水素が0.01〜20モル%
を含み、さらに珪素を炭素の1/3〜1/4含むいわゆ
る炭素過剰の炭素珪素であり、主成分を炭素とし
ている絶縁性材料で光学的エネルギーバンドや
Eg>2.3eV代表的には3.0eVであつた。
以下に図面に従つて実施例を示す。
第1図は本発明に用いられたサーマルプリンタ
のたて断面図を示す。第1図Bは第1図AのA−
A′の断面を示す。CはB−B′の断面を示す。
のたて断面図を示す。第1図Bは第1図AのA−
A′の断面を示す。CはB−B′の断面を示す。
図面において基板特にセラミツク基板上にグレ
イズドされたガラス層2、発熱体層3、電極4、
耐摩耗層5が積層して設けられている。また第1
図Cに示す如く、感熱紙がこすられる部分は発熱
体層3上に接して耐摩耗層5が設けられている。
イズドされたガラス層2、発熱体層3、電極4、
耐摩耗層5が積層して設けられている。また第1
図Cに示す如く、感熱紙がこすられる部分は発熱
体層3上に接して耐摩耗層5が設けられている。
本発明はこの耐摩耗層5を炭素または炭素を主
成分とした材料とし、この材料をプラズマ気相法
により形成するため、第1図B,Cに示す如く、
発熱体層の側部の厚さが発熱体層上面の厚さを概
略一致させることができるという特徴を有する。
成分とした材料とし、この材料をプラズマ気相法
により形成するため、第1図B,Cに示す如く、
発熱体層の側部の厚さが発熱体層上面の厚さを概
略一致させることができるという特徴を有する。
これは減圧下(0.01〜10torr)であり、反応性
気体の平均自由行程が長くなり気相法を行うに際
しても側辺へのまわりこみが大きいためである。
加えてプラズマ化し、反応性気体同志に大きな運
動エネルギを与えて互いに衝突させ、四方八方へ
の飛しようを促していることにある。
気体の平均自由行程が長くなり気相法を行うに際
しても側辺へのまわりこみが大きいためである。
加えてプラズマ化し、反応性気体同志に大きな運
動エネルギを与えて互いに衝突させ、四方八方へ
の飛しようを促していることにある。
耐摩耗層に関しては、以下の如くにして作製し
た。すなわち被形成面を有する基板を反応容器内
に封入し、この反応容器を10-3torrまで真空引き
をするとともに、この基板を加熱炉により100〜
450℃好ましくは200〜350℃例えば300℃に加熱し
た。この後この雰囲気中に水素ヘリユームを導入
し、10-2/10torrにした後誘導方式または容量結
合方式により電磁エネルギを加えた。例えば
13.56MHz、50〜500Wとし、その実質的な電極間
隙は15〜150cmと長くした。それはプラズマ化し
た時の反応性気体である炭素はきわめて安定な材
料であるため各原素または炭素が会合した会合分
子に対し高いエネルギを与え、炭素同志互いに共
有結合をさせるためである。形成された被膜に関
して出力が50〜150WにてはASが250〜500Wでは
SASが、その中間ではそれらが混合した構造が電
子線回折では観察された。
た。すなわち被形成面を有する基板を反応容器内
に封入し、この反応容器を10-3torrまで真空引き
をするとともに、この基板を加熱炉により100〜
450℃好ましくは200〜350℃例えば300℃に加熱し
た。この後この雰囲気中に水素ヘリユームを導入
し、10-2/10torrにした後誘導方式または容量結
合方式により電磁エネルギを加えた。例えば
13.56MHz、50〜500Wとし、その実質的な電極間
隙は15〜150cmと長くした。それはプラズマ化し
た時の反応性気体である炭素はきわめて安定な材
料であるため各原素または炭素が会合した会合分
子に対し高いエネルギを与え、炭素同志互いに共
有結合をさせるためである。形成された被膜に関
して出力が50〜150WにてはASが250〜500Wでは
SASが、その中間ではそれらが混合した構造が電
子線回折では観察された。
さらにこのプラズマ化した雰囲気に対し、炭素
化気体例えばメチレンまたはプロパンを導入し
た。するとこの反応性気体が脱水素化し、炭素の
結合が互いに共有結合し合つて、被形成面に炭素
被膜を形成させることができた。
化気体例えばメチレンまたはプロパンを導入し
た。するとこの反応性気体が脱水素化し、炭素の
結合が互いに共有結合し合つて、被形成面に炭素
被膜を形成させることができた。
基板の温度が100〜200℃にては、硬度が弱干低
く、また基板への密着性が必ずしも好ましいもの
ではなかつたが、200℃以上特に250〜350℃にお
いては、きわめて安定な強い被形成面への密着性
を有していた。
く、また基板への密着性が必ずしも好ましいもの
ではなかつたが、200℃以上特に250〜350℃にお
いては、きわめて安定な強い被形成面への密着性
を有していた。
加熱温度は450℃以上にすると、基板との熱膨
脹係数の差によりストレスが内在してしまい問題
があり、250〜450℃で形成された被膜が理想的な
耐摩耗材料であつた。
脹係数の差によりストレスが内在してしまい問題
があり、250〜450℃で形成された被膜が理想的な
耐摩耗材料であつた。
出発物質をTMS((CH3)4Si)、TES
((C2H5)4Si)を用いると、形成された被膜には
珪素が15〜30原子%含まれている主成分が炭素の
被膜であつた。これでも炭素のみと同様の硬度が
あつた。熱伝導度は炭素のみが5W/cmdegであ
つたが2〜3W/cmdegと少なかつた。
((C2H5)4Si)を用いると、形成された被膜には
珪素が15〜30原子%含まれている主成分が炭素の
被膜であつた。これでも炭素のみと同様の硬度が
あつた。熱伝導度は炭素のみが5W/cmdegであ
つたが2〜3W/cmdegと少なかつた。
以上の如くにして形成された炭素被膜は0.05〜
0.2μの厚さすなわち従来の1/5〜1/10の薄さであ
つても105時間以上の使用に耐える耐摩耗性を有
していた。
0.2μの厚さすなわち従来の1/5〜1/10の薄さであ
つても105時間以上の使用に耐える耐摩耗性を有
していた。
実施例 2
この実施例は実施例1と同様の硬度のサーマル
プリンタを実施例1と同様のプラズマ気相法を用
いて発熱体層を形成させた場合である。
プリンタを実施例1と同様のプラズマ気相法を用
いて発熱体層を形成させた場合である。
その製造は実施例1と同様の条件のプラズマ気
相法とした。しかし形成される被膜が導電性(抵
抗性)または半導体性であることを必要とするた
め、形成された被膜は価またはV価の不純物例
えばホウ素、またはリンを添加しないかまたは不
純物気体/珪素化気体=0.01%以下に添加した。
ASまたはSASの珪素被膜、またはかかる不純物
を不純物気体/炭化物気体=0.01〜3%に添加し
た抵抗性または半導体性の炭素を主成分とする被
膜を形成せしめた。
相法とした。しかし形成される被膜が導電性(抵
抗性)または半導体性であることを必要とするた
め、形成された被膜は価またはV価の不純物例
えばホウ素、またはリンを添加しないかまたは不
純物気体/珪素化気体=0.01%以下に添加した。
ASまたはSASの珪素被膜、またはかかる不純物
を不純物気体/炭化物気体=0.01〜3%に添加し
た抵抗性または半導体性の炭素を主成分とする被
膜を形成せしめた。
すなわち前者の珪素被膜に関しては、出発物質
をシラン(SinH2o+2、n1)、四フツ化珪素を
用い、同様の100〜450℃例えば200〜350℃にて形
成させた。高周波エネルギは13.56MHzを10〜
50WとしてAS、または50〜200WとしてSASを形
成させた。価の不純物は例えばホウ素をB2H6
を用いて、またはV価の不純物は例えばリンを
PH3を用いて前記した比の如く微少なドープまた
はノンドープをして用いた。形成された被膜中に
水素が20モル%以下に含有したが発熱させること
によりそれらは外部に放出されてしまつた。
をシラン(SinH2o+2、n1)、四フツ化珪素を
用い、同様の100〜450℃例えば200〜350℃にて形
成させた。高周波エネルギは13.56MHzを10〜
50WとしてAS、または50〜200WとしてSASを形
成させた。価の不純物は例えばホウ素をB2H6
を用いて、またはV価の不純物は例えばリンを
PH3を用いて前記した比の如く微少なドープまた
はノンドープをして用いた。形成された被膜中に
水素が20モル%以下に含有したが発熱させること
によりそれらは外部に放出されてしまつた。
また炭素においては、実施例1と同様のメチレ
ンを用いた。ここにB2H4/C2H2=0.01〜3%、
PH3/C2H2=0.01〜3%として形成させた。その
結果電気伝導度は10-8〜10-4(Ωcm)-1が得られ
た。
ンを用いた。ここにB2H4/C2H2=0.01〜3%、
PH3/C2H2=0.01〜3%として形成させた。その
結果電気伝導度は10-8〜10-4(Ωcm)-1が得られ
た。
以上の説明より明らかな如く、本発明はその基
本思想としてプラズマ気相法を用いるため、基板
温度が100〜450℃代表的には250〜400℃特に300
℃という従来の被膜形成方法で考えるならば多い
温度で可能である。特に500℃以下であることは
基板材料としてガラスを用いる時その熱膨脹の歪
に対しきわめてこれを少くし、従来の高温処理に
よる基板のそり等の大きな欠点を防ぐことができ
た。そのためこれまでのサーマルプリンタの発熱
部が1mmあたり6本しか作れなかつたが、これを
24本にまで高めることができるようになつた。
本思想としてプラズマ気相法を用いるため、基板
温度が100〜450℃代表的には250〜400℃特に300
℃という従来の被膜形成方法で考えるならば多い
温度で可能である。特に500℃以下であることは
基板材料としてガラスを用いる時その熱膨脹の歪
に対しきわめてこれを少くし、従来の高温処理に
よる基板のそり等の大きな欠点を防ぐことができ
た。そのためこれまでのサーマルプリンタの発熱
部が1mmあたり6本しか作れなかつたが、これを
24本にまで高めることができるようになつた。
以上の説明より明らかな如く、本発明はそのエ
ネルギバンド巾2.0eV以上代表的には2.5〜3eVを
有する絶縁性の透光性炭素を耐摩耗性材料として
用いたこと、さらに炭素または炭素を主成分とす
る抵抗体または半導体を発熱体層として用いたこ
とを特徴としている。そのために本発明はプラズ
マ気相法によりその一方または双方を形成せし
め、従来の気相法で形成された温度よりも300〜
500℃も低い500℃以下の温度で作ることができ、
基板材料の選定に大きな自由度を得、低価格化に
きわめてすぐれた特徴を有していた。
ネルギバンド巾2.0eV以上代表的には2.5〜3eVを
有する絶縁性の透光性炭素を耐摩耗性材料として
用いたこと、さらに炭素または炭素を主成分とす
る抵抗体または半導体を発熱体層として用いたこ
とを特徴としている。そのために本発明はプラズ
マ気相法によりその一方または双方を形成せし
め、従来の気相法で形成された温度よりも300〜
500℃も低い500℃以下の温度で作ることができ、
基板材料の選定に大きな自由度を得、低価格化に
きわめてすぐれた特徴を有していた。
本発明はプラズマ気相法を主として記した。し
かしかかる耐摩耗性が得られる限りにおいてイオ
ンブレーテイングその他のプラズマまたはレーザ
等の電磁エネルギ、光エネルギを用いてもよい。
かしかかる耐摩耗性が得られる限りにおいてイオ
ンブレーテイングその他のプラズマまたはレーザ
等の電磁エネルギ、光エネルギを用いてもよい。
本発明の実施例においての第1図の構造はその
一例を示したもので、発熱体層を単結晶としてト
ランジスタ構造であつてもよく、その他シリコン
メサ構造、プレナー構造等に用いることができ
る。
一例を示したもので、発熱体層を単結晶としてト
ランジスタ構造であつてもよく、その他シリコン
メサ構造、プレナー構造等に用いることができ
る。
第1図は本発明のサーマルプリンタのたて断面
図を示す。
図を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 基板上の発熱体層上にビツカース硬度として
4500Kg/mm2以上を有する炭素又は、炭素を主成分
とする薄膜が耐摩耗層として前記発熱体層上面又
は側面をおおつて形成されていることを特徴とす
るサーマルヘツド。 2 特許請求の範囲第1項において、前記発熱体
層は価又は価の不純物が0.01〜3%添加され
た炭素又は珪素を主成分とすることを特徴とする
サーマルヘツド。 3 特許請求の範囲第1項において、前記炭素又
は炭素を主成分とする薄膜は水素、ハロゲン元素
又は珪素が0.01〜20モル%添加されたことを特徴
とするサーマルヘツド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56140653A JPS5842472A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | サ−マルヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56140653A JPS5842472A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | サ−マルヘツド |
Related Child Applications (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62229383A Division JPS6378761A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | サーマルヘッド作成方法 |
JP62229384A Division JPS6372559A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | サーマルヘッド |
JP22938587A Division JPS63145776A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | 被膜作成方法 |
JP22938687A Division JPS6379972A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | 炭素被膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5842472A JPS5842472A (ja) | 1983-03-11 |
JPS6153955B2 true JPS6153955B2 (ja) | 1986-11-20 |
Family
ID=15273645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56140653A Granted JPS5842472A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | サ−マルヘツド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5842472A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002079522A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-03-19 | Hitachi Maxell Ltd | ディスク基板成形金型及び樹脂成形金型 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59195365A (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-06 | Kao Corp | 記録媒体の摺接部品 |
JPS61189957A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サ−マルヘツド |
DE3609503A1 (de) * | 1985-03-22 | 1986-10-02 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Heizwiderstandselement und heizwiderstand unter verwendung desselben |
US4845513A (en) * | 1985-03-23 | 1989-07-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Thermal recording head |
US4783369A (en) * | 1985-03-23 | 1988-11-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Heat-generating resistor and heat-generating resistance element using same |
GB2174877B (en) * | 1985-03-23 | 1989-03-15 | Canon Kk | Thermal recording head |
GB2175252B (en) * | 1985-03-25 | 1990-09-19 | Canon Kk | Thermal recording head |
GB2176443B (en) * | 1985-06-10 | 1990-11-14 | Canon Kk | Liquid jet recording head and recording system incorporating the same |
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JP2623611B2 (ja) * | 1987-11-17 | 1997-06-25 | 株式会社ニコン | 硬質炭素膜被覆を施した金属基体 |
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US6805941B1 (en) | 1992-11-19 | 2004-10-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Magnetic recording medium |
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JPS5476242A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-18 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Thermal head |
JPS5492270A (en) * | 1977-12-28 | 1979-07-21 | Canon Inc | Thermal head |
-
1981
- 1981-09-07 JP JP56140653A patent/JPS5842472A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5842472A (ja) | 1983-03-11 |
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